光纤通信技术的现状及发展趋势.doc

光纤通信技术的现状及发展趋势 2008 年5月9日 17:40 中国联通网站简要介绍了光纤通信的现状,总结了目前正在使用的波分复用技术和光纤接入技术的基本原理和发展状况,从超大容量、超长距离传输技术和光弧子通信技术, 以及全光网络 3 个方面论述了光纤通信技术的发展趋势。光纤通信自从问世以来,给整个通信领域带来了一场革命,它使高速率、大容量的通信成为可能。光纤通信由于具有损耗低、传输频带宽容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点而备受业内人士的青睐, 发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从 1980 年到 2000 年这 20 年间增加了近一万倍,传输速度在过去的 10 年中大约提高了 100 倍。目前, 我国长途传输网的光纤化比例已超过 80% , 预计到 2010 午,全国光缆建设长度将再增加约 105km ,并且将有 11 个大城市铺设 10G 以上的大容量光纤通信网络[1] 。一、光纤通信技术的现状光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。目前,光纤通信技术已有了长足的发展, 新技术也不断涌现, 进而大幅度提高了通信能力, 并不断扩大了光纤通信的应用范围。 1. 波分复用技术波分复用 WDM ( WavelengthDivisionMultiplexing )技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源。根据每一信道光波的频率( 或波长) 不同, 将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道, 把光波作为信号的载波, 在发送端采用波分复用器( 合波器), 将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端,再由一波分复用器(分波器)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立( 不考虑光纤非线性时), 从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。自从上个世纪末, 波分复用技术出现以来, 由于它能极大地提高光纤传输系统的传输容量,迅速得到了广泛的应用。 1995 年以来, 为了解决超大容量、超高速率和超长中继距离传输问题, 密集波分复用 DWDM ( DensWavelengthDivisionMultiplexing )技术成为国际上的主要研究对象。 DWDM 光纤通信系统极大地增加了每对光纤的传输容量,经济有效地解决了通信网的瓶颈问题。据统计,截止到 2002 年,商用的 DWDM 系统传输容量已达 400Gbit/s 。以 10Gbit/s 为基础的 DWDM 系统已逐渐成为核心网的主流。 DWDM 系统除了波长数和传输容量不断增加外,光传输距离也从 600km 左右大幅度扩展到 2000k m 以上[2] 。与此同时,随着波分复用技术从长途网向城域网扩展,粗波分复用 CWDM ( CoarseWavelengthDivisionMultiplexing )技术应运而生。 CWDM 的信道间隔一般为 20nm ,通过降低对波长的窗口要求而实现全波长范围内( 1260nm ~ 1620nm )的波分复用, 并大大降低光器件的成本, 可实现在 0km ~ 80km 内较高的性能价格比, 因而受到运营商的欢迎。 2. 光纤接入技术光纤接入网是信息高速公路的“最后一公里”。实现信息传输的高速化,满足大众的需求, 不仅要有宽带的主干传输网络, 用户接入部分更是关键, 光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中, 由于光纤到达位置的不同, 有 FTTB 、 FTTC 、 FTTCab 和 FTTH 等不同的应用,统称 FTTx 。 FTTH (光纤到户)是光纤宽带接入的最终方式,它提供全光的接入,因此, 可以充分利用光纤的宽带特性, 为用户提供所需要的不受限制的带宽, 充分满足宽带接入的需求。我国从 2003 年起,在“ 863 ”项目的推动下,开始了 FTTH 的应用和推广工作。迄今已经在 30 多个城市建立了试验网和试商用网,包括居民用户、企业用户、网吧等多种应用类型, 也包括运营商主导、驻地网运营商主导、企业主导、房地产开发商主导和政府主导等多种模式,发展势头良好。不少城市制订了 FTTH 的技术标准和建设标准,有的城市还制订了相应的优惠政策,这些都为 FTTH 在我国的发展创造了良好的条件。在 FTTH 应用中, 主要采用两种技术, 即点到点的 P2P 技术和点到多点的 xPON 技术, 亦可称为光纤有源接入技术和光纤无源接入技术。 P2P 技术主要采用通常所说的 MC (媒介转换器) 实现用户和局端的直接连接, 它可以为用户提供高带宽的接入。目前, 国内的技术可以为用户提供 FE或 GE 的带宽,对大中型企业用户来说,是比较理想的接入方式。 xPON 意味着包括多种 PON 的技术, 例如 APON ( 也称为 BPON )、 EPON ( 具有