??? 1973年,世界光纖通信尚未實(shí)用。郵電部武漢郵電科學(xué)研究院(當(dāng)時(shí)是武漢郵電學(xué)院)就開始研究光纖通信。由于武漢郵電科學(xué)研究院采用了石英光纖、半導(dǎo)體激光器和編碼制式通信機(jī)正確的技術(shù)路線,使我國(guó)在發(fā)展光纖通信技術(shù)上少走了不少?gòu)澛?,從而使我?guó)光纖通信在高新技術(shù)中與發(fā)達(dá)國(guó)家有較小的差距。
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???? 我國(guó)研究開發(fā)光纖通信正處于十年動(dòng)亂時(shí)期,處于封閉狀態(tài)。國(guó)外技術(shù)基本無法借鑒,純屬自己摸索,一切都要自己搞,包括光纖、光電子器件和光纖通信系統(tǒng)。就研制光纖來說,原料提純、熔煉車床、拉絲機(jī),還包括光纖的測(cè)試儀表和接續(xù)工具也全都要自己開發(fā),困難極大。武漢郵電科學(xué)研究院,考慮到保證光纖通信最終能為經(jīng)濟(jì)建設(shè)所用,開展了全面研究,除研制光纖外,還開展光電子器件和光纖通信系統(tǒng)的研制,使我國(guó)至今具有了完整的光纖通信產(chǎn)業(yè)。
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??? ?1978年改革開放后,光纖通信的研發(fā)工作大大加快。上海、北京、武漢和桂林都研制出光纖通信試驗(yàn)系統(tǒng)。1982年郵電部重點(diǎn)科研工程“八二工程”在武漢開通。該工程被稱為實(shí)用化工程,要求一切是商用產(chǎn)品而不是試驗(yàn)品,要符合國(guó)際CCITT標(biāo)準(zhǔn),要由設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)、工人施工,而不是科技人員施工。從此中國(guó)的光纖通信進(jìn)入實(shí)用階段。
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???? 在20世紀(jì)80年代中期,數(shù)字光纖通信的速率已達(dá)到144Mb/s,可傳送1980路電話,超過同軸電纜載波。于是,光纖通信作為主流被大量采用,在傳輸干線上全面取代電纜。經(jīng)過國(guó)家“六五”、“七五”、“八五”和“九五”計(jì)劃,中國(guó)已建成“八縱八橫”干線網(wǎng),連通全國(guó)各省區(qū)市?,F(xiàn)在,中國(guó)已敷設(shè)光纜總長(zhǎng)約250萬公里。光纖通信已成為中國(guó)通信的主要手段。在國(guó)家科技部、計(jì)委、經(jīng)委的安排下,1999年中國(guó)生產(chǎn)的8×2.5Gb/sWDM系統(tǒng)首次在青島至大連開通,隨之沈陽至大連的32×2.5Gb/sWDM光纖通信系統(tǒng)開通。2005年3.2Tbps超大容量的光纖通信系統(tǒng)在上海至杭州開通,是至今世界容量最大的實(shí)用線路。
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???? 中國(guó)已建立了一定規(guī)模的光纖通信產(chǎn)業(yè)。中國(guó)生產(chǎn)的光纖光纜、半導(dǎo)體光電子器件和光纖通信系統(tǒng)能供國(guó)內(nèi)建設(shè),并有少量出口。
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???? 有人認(rèn)為,我國(guó)光纖通信主要干線已經(jīng)建成,光纖通信容量達(dá)到Tbps,幾乎用不完,再則2000年的IT泡沫,使光纖的價(jià)格低到每公里100元,幾乎無利可圖。因此不要發(fā)展光纖通信技術(shù)了。
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???? 實(shí)際上,特別是中國(guó),省內(nèi)農(nóng)村有許多空白需要建設(shè);3G移動(dòng)通信網(wǎng)的建設(shè)也需要光纖網(wǎng)來支持;隨著寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)需要擴(kuò)容等,光纖通信仍有巨大的市場(chǎng)?,F(xiàn)在每年光纖通信設(shè)備和光纜的銷售量是上升的。
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??? 光纖通信今后如何發(fā)展
??? FTTH(光纖到家庭)是光纖通信進(jìn)一步發(fā)展的方向,它被公認(rèn)為理想的寬帶接入網(wǎng)。目前,所謂寬帶業(yè)務(wù),大多是500kbps的影視節(jié)目。運(yùn)營(yíng)商為了充分利用銅線資源,采用ADSL技術(shù)就可提供,這使FTTH成為接入網(wǎng)主流的時(shí)間有所推遲。不久的將來,在HDTV普及的情況下,ADSL不能滿足要求,而先進(jìn)的ADSL2+也許可滿足1chHDTV/戶。如果4chHDTV/戶采用FTTH比較合理。在雙向業(yè)務(wù)廣泛應(yīng)用的情況下,上下行不對(duì)稱的ADSL難以對(duì)應(yīng)。目前,發(fā)達(dá)國(guó)家FTTH建設(shè)普遍開展,日本、韓國(guó)和美國(guó)比較發(fā)達(dá),采用各種無源光網(wǎng)PON和以太網(wǎng)技術(shù)。中國(guó)的運(yùn)營(yíng)商和房地產(chǎn)開發(fā)商已對(duì)FTTH進(jìn)行了試點(diǎn)。近來出現(xiàn)了所謂的網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV),電信運(yùn)營(yíng)商提出IPTV的初衷是考慮到有計(jì)算機(jī)的人少而有電視機(jī)的人多。提出的IPTV是采用專用的機(jī)頂盒連接電視機(jī)可直接瀏覽電信網(wǎng)的內(nèi)容,而不要計(jì)算機(jī)。IPTV具有常規(guī)電視并兼有點(diǎn)播和時(shí)移電視的功能,可能會(huì)取代常規(guī)電視。由于IPTV的發(fā)展,影響光纖接入網(wǎng)和FTTH的構(gòu)建。另外,也產(chǎn)生電信運(yùn)營(yíng)商和廣播運(yùn)營(yíng)商的利益沖突。盡管有限制發(fā)牌照政策以保護(hù)廣播運(yùn)營(yíng)商,但大勢(shì)所趨,不可阻擋。實(shí)際上,許多廣播運(yùn)營(yíng)商也開始改造其廣播網(wǎng)為數(shù)字雙向,也具備了發(fā)展IPTV的功能。廣播運(yùn)營(yíng)商和電信運(yùn)營(yíng)商的界限開始有些模糊。
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??? ?IPTV在國(guó)外開始高速發(fā)展。在國(guó)內(nèi),上海、河南等地也開始發(fā)展。
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???? 有人考慮到IPTV的發(fā)展,會(huì)使現(xiàn)有的城域網(wǎng)和接入網(wǎng)不勝負(fù)擔(dān),所以提出所謂的P2P(peer-對(duì)等)方法。P2P最初的概念是:所有用戶都是信息接收者,又是信息發(fā)送者。即某用戶把收到的節(jié)目用流媒體方法向其他用戶轉(zhuǎn)發(fā)出去(通常是讓用戶下載一個(gè)軟件使其具備P2P功能)。這樣便可減免都由中心向用戶播發(fā),以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬。事實(shí)上,沒有中心是不行的,網(wǎng)上至少要有1個(gè)中心服務(wù)器來管理。經(jīng)過少量試行,近來發(fā)現(xiàn)IPTV流量太大,而用戶的接入網(wǎng)根本無法滿足P2P的傳輸,特別是ADSL原來就沒有考慮到大量的上行,用戶接入網(wǎng)負(fù)荷過重而崩潰。有人認(rèn)為P2P是惡魔。
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??? ?由于寬帶業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展,現(xiàn)有的城域網(wǎng)、接入網(wǎng)的容量不足。對(duì)于運(yùn)營(yíng)商而言,最根本和實(shí)際有效的辦法是對(duì)城域網(wǎng)和接入網(wǎng)擴(kuò)容。事實(shí)上,采用WDM技術(shù)擴(kuò)容,投資不很大,而可適應(yīng)今后寬帶業(yè)務(wù)的繼續(xù)發(fā)展。
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???? 無線接入技術(shù)發(fā)展迅猛。人需要移動(dòng),采用無線接入比較方便。無線接入可滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?,但帶寬有限,寬帶的視頻特別是HDTV仍需要采用光纖通信。
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???? 光纖通信需要發(fā)展光交換——采用電纜通信的網(wǎng)是金屬網(wǎng),傳輸?shù)氖请娦盘?hào),在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)采用電子交換機(jī)進(jìn)行交換?,F(xiàn)在,光纖通信的網(wǎng)是光纖網(wǎng),傳輸?shù)氖?a class="innerlink" href="http://m.ihrv.cn/tags/光信號(hào)" title="光信號(hào)" target="_blank">光信號(hào),在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)目前還沒有全光交換機(jī),在網(wǎng)絡(luò)上只好采用“光-電-光”方式進(jìn)行交換,即先把來自光纖網(wǎng)的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),用電子交換機(jī)進(jìn)行交換,之后,又把電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào),再進(jìn)入光纖網(wǎng)。這種方法是不經(jīng)濟(jì)的,需要開發(fā)可把光信號(hào)直接交換的光交換機(jī)。目前已經(jīng)有小規(guī)模的光交換,它是作光線路保護(hù)的。通常這種光交換的通路是固定而不是可改變的,對(duì)于線路的調(diào)度不利?,F(xiàn)正在開發(fā)具有自動(dòng)交換的光網(wǎng)絡(luò)稱為ASON。ASON的關(guān)鍵技術(shù)是可重組光分插復(fù)用器ROADM,使線路可方便地調(diào)度。ASON不但可作光線路的保護(hù),還可滿足線路調(diào)度和今后發(fā)展出租電路的需要。目前,已經(jīng)有非全光的ASON產(chǎn)品。
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???? ?現(xiàn)在的通信網(wǎng)正在從SDH網(wǎng)向IP網(wǎng)過渡,交換機(jī)也要IP化。發(fā)展光網(wǎng)絡(luò)還要考慮IP化,還要進(jìn)一步發(fā)展光路由器,其中需要解決光地址的取存和光緩存技術(shù)。
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???? 光電子器件和集成光器件需要大力發(fā)展,因?yàn)楣饫w通信技術(shù)的發(fā)展,依賴光器件的進(jìn)步。
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??? ?由于網(wǎng)絡(luò)的速率不斷提高,目前單波長(zhǎng)電子速率為40Gbps的光通信系統(tǒng)已經(jīng)商用,速率為160Gbps的電子系統(tǒng)在試驗(yàn)室開發(fā)。因此,光電子器件要與之相適應(yīng),包括高速調(diào)制激光器等需要開發(fā)。實(shí)現(xiàn)ROADM需要發(fā)展波長(zhǎng)可調(diào)的光濾波器、波長(zhǎng)可調(diào)激光器和光開關(guān)等,其中有許多可創(chuàng)新的空間。
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??? ?把許多分立的光電子器件集成在一起成為集成的光電子器件,其優(yōu)點(diǎn)是功能豐富、體積小、速度高、可靠。目前已經(jīng)有小規(guī)模集成的光電子器件,需要開發(fā)更大規(guī)模的光電子集成器件?;旌霞煽山档碗y度,提高成品率?;旌霞傻年P(guān)鍵技術(shù)是平面光波導(dǎo)線路PLC,它是一塊具有光波導(dǎo)的線路板,可把分立的光器件安裝在上面。目前商用的光電子集成器件有8波長(zhǎng)激光器模塊、100波長(zhǎng)以上的AWG光濾波器、AWG+光衰減器和32×32光開關(guān)等。光集成器件的工藝有單片集成和混合集成兩種。目前集成光電子器件處于初級(jí)階段,我國(guó)應(yīng)迎頭趕上,否則就會(huì)吃大虧。
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??? ?光纖通信的優(yōu)勢(shì)是容量大和傳輸距離遠(yuǎn)。無線通信的優(yōu)勢(shì)是可移動(dòng),但帶寬小。可以想象,近距離小容量的數(shù)據(jù)接入趨向采用無線接入,而大容量的視頻影視采用光纖傳輸。衛(wèi)星傳輸距離也很長(zhǎng),唯容量和壽命有限。無線和光纖通信是互補(bǔ)的,它們是永存的兩個(gè)物理網(wǎng)。
