國內(nèi)外光通信的發(fā)展趨勢

國內(nèi)外光通信的發(fā)展趨勢光通信一直是絡(luò)發(fā)展的基本動力之一。本世紀(jì)前十年的發(fā)展趨勢是納米技術(shù)?光交換技術(shù)?無源光網(wǎng)絡(luò)和虛擬光纖技術(shù),而代表第五代光纖通信的則是光孤子通信系統(tǒng)。光纖通信技術(shù)發(fā)展所涉及的范圍,無論從影響力度還是影響廣度來說都已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越其本身,并對整個(gè)電信網(wǎng)和信息業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。它的演變和發(fā)展結(jié)果將在很大程度上決定電信網(wǎng)和信息業(yè)的未來大格局也將對21世紀(jì)的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。本文僅從五個(gè)方面加以論述。納米技術(shù)與光通信納米是長度單位,為10-9米,納米技術(shù)是研究結(jié)構(gòu)尺寸在1至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。建立在微米/納米技術(shù)基礎(chǔ)上的微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)目前正在得到普遍重視。在無線終端領(lǐng)域,對微型化?高性能和低成本的追求使大家普遍期待能將各種功能單元集成在一個(gè)單一芯片上即實(shí)現(xiàn)SOC(SystemOnaChip)而通信工程中大量射頻技術(shù)的采用使諸如諧振器,濾波器?耦合器等片外分離單元大量存在,MEMS技術(shù)不僅可以克服這些障礙而且表現(xiàn)出比傳統(tǒng)的通信元件具有更優(yōu)越的內(nèi)在性能。德國科學(xué)家首次在納米尺度上實(shí)現(xiàn)光能轉(zhuǎn)換,這為設(shè)計(jì)微器件找到了一種潛在的能源,對實(shí)現(xiàn)光交換具有重要意義?？烧{(diào)光學(xué)元件的一個(gè)主要技術(shù)趨勢是應(yīng)用MEMS技術(shù)。In-Stat/MDR預(yù)測，在光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用MEMS的銷售額將由2021年的3310萬美元增至2021年的18億美元,MEMS技術(shù)可使開發(fā)就地配置的光器件成為可能用于光網(wǎng)絡(luò)的MEMS動態(tài)元件包括可調(diào)的激光器和濾波器、動態(tài)增益均衡器、可變光衰減器以及光交叉連接器等。此外,MEMS技術(shù)已經(jīng)在光交換應(yīng)用中進(jìn)入現(xiàn)場試驗(yàn)階段，基于MEMS的光交換機(jī)已經(jīng)能夠傳遞實(shí)際的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流，全光MEMS光交換機(jī)也正在步入商用階段繼朗訊科技公司的“Lamda-Router”光MEMS交換機(jī)之后美國CalientNetworks公司的光交叉連接裝置也采用了光MEMS交換機(jī)。光交換是實(shí)現(xiàn)高速全光網(wǎng)的關(guān)鍵光交換是指光纖傳送的光信號直接進(jìn)行交換。長期以來,實(shí)現(xiàn)高速全光網(wǎng)一直受交換問題的困擾。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的交換技術(shù)需要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電信號才能進(jìn)行交換,然后再轉(zhuǎn)換成光信號進(jìn)行傳輸,這些光電轉(zhuǎn)換設(shè)備體積過于龐大，并且價(jià)格昂貴。而光交換完全克服了這些問題。因此,光交換技術(shù)必然是未來通信網(wǎng)交換技術(shù)的發(fā)展方向。未來通信網(wǎng)絡(luò)將是全光網(wǎng)絡(luò)平臺,網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化?路由?保護(hù)和自愈功能在未來光通信領(lǐng)域越來越重要。光交換技術(shù)能夠保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性,并能提供靈活的信號路由平臺,光交換技術(shù)還可以克服純電子交換形成的容量瓶頸,省去光電轉(zhuǎn)換的笨重龐大的設(shè)備,進(jìn)而大大節(jié)省建網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)升級的成本。若采用全光網(wǎng)技術(shù)將使網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行費(fèi)用節(jié)省70%,設(shè)備費(fèi)用節(jié)省90%。所以說光交換技術(shù)代表著人們對光通信技術(shù)發(fā)展的一種希望。為了使美夢早日成真,將理想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),目前,全世界各國都正在積極研究開發(fā)全光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品,其中關(guān)鍵產(chǎn)品便是光變換技術(shù)的產(chǎn)品。據(jù)CIR市場報(bào)告預(yù)測到2021年,美國光交換技術(shù)將創(chuàng)造11億美元的市場機(jī)會。目前市場上的光交換機(jī)大多數(shù)是光電和光機(jī)械的,隨著光交換技術(shù)的發(fā)展和成熟,基于熱學(xué)?液晶?聲學(xué)?微機(jī)電技術(shù)的光交換機(jī)將會研究和開發(fā)出來,其中以將納米技術(shù)為基礎(chǔ)的微電子機(jī)械系統(tǒng)MEMS應(yīng)用于光交換產(chǎn)品的開發(fā)更會加速光交換技術(shù)的發(fā)展。無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)技術(shù)無源光網(wǎng)絡(luò)是一種很有吸引力的純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò),避免了外部設(shè)備的電磁干擾和雷電影響,減少了線路和外部設(shè)備的故障率,提高了系統(tǒng)可靠性,同時(shí)節(jié)省了維護(hù)成本,是電信維護(hù)部門長期以來期待的技術(shù)。無源光網(wǎng)絡(luò)作為一種新興的覆蓋“最后一公里”的寬帶接入光纖技術(shù),其在光分支點(diǎn)不需要節(jié)點(diǎn)設(shè)備,只需安裝一個(gè)簡單的光分支器即可,因此具有節(jié)省光纜資源?帶寬資源共享?節(jié)省機(jī)房投資?設(shè)備安全性高?建網(wǎng)速度快、綜合建網(wǎng)成本低等優(yōu)點(diǎn)。PON包括APON、EPON和GPON三種:ATM-PON（APON,即基于ATM的無源光網(wǎng)絡(luò)），APON在傳輸質(zhì)量和維護(hù)成本上有很大優(yōu)勢其發(fā)展目前已經(jīng)比較成熟,國內(nèi)的烽火通信、華為等廠商都有實(shí)用化的APON產(chǎn)品；Ethernet-PON（EPON,基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)）,EPON是基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)為了克服APON標(biāo)準(zhǔn)缺乏視頻能力、帶寬不夠、過于復(fù)雜、造價(jià)過高等缺點(diǎn),EPON應(yīng)運(yùn)而生；GPON（GigabitPON）,GPON是一種按照消費(fèi)者的需求而設(shè)計(jì)、運(yùn)營商驅(qū)動的解決方案。具有高達(dá)2.4Gb/s速率能以原格式傳送多種業(yè)務(wù)效率高達(dá)90%以上,是目前世界上最為先進(jìn)的PON系統(tǒng),是解決“最后一公里”瓶頸的理想技術(shù)。在這里我們重點(diǎn)介紹一下EPON。1、EPON的發(fā)展現(xiàn)狀EPON是幾個(gè)最佳技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的結(jié)合。EPON作用點(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)，無源光纖傳輸方式，在以太網(wǎng)上提供多種業(yè)務(wù)。目前行先由一廠門戌應(yīng)用占到整個(gè)局域網(wǎng)通信的95%以上,EPON由于使用經(jīng)濟(jì)高效的結(jié)構(gòu),是連接接入網(wǎng)最終用戶的一種最有效的通信方法。目前接入網(wǎng)仍是大容量局域網(wǎng)和骨干網(wǎng)之間的瓶頸,在用戶側(cè)的本地網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)普遍具有支持10M至100M速率的能力,在城域網(wǎng)側(cè)已經(jīng)可以支持千兆和萬兆速率,但用戶和城域網(wǎng)之間數(shù)據(jù)的傳送速率卻大部分不足1M甚至只有幾十人接入網(wǎng)在整個(gè)通信網(wǎng)中的地位應(yīng)該得到加強(qiáng)。EPON在全光網(wǎng)中的地位更顯重要。2、EPON的應(yīng)用與特