1、光纤到家庭(FTTH)的发展
FTTH可向用户提供极丰富的带宽,所以一直被认为是理想的接入方式,对于实现信息社会有重要作用,还需要大规模推广和建设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2~3倍。过去由于FTTH成本高,缺少宽带视频业务和宽带内容等原因,使FTTH还未能提到日程上来,只有少量的试验。近来,由于光电子器件的进步,光收发模块和光纤的价格大大降低;加上宽带内容有所缓解,都加速了FTTH的实用化进程。
发达国家对FTTH的看法不完全相同:美国AT&T认为FTTH市场较小,在0F62003宣称:FTTH在20-50年后才有市场。美国运行商Verizon和Sprint比较积极,要在10—12年内采用FTTH改造网络。日本NTT发展FTTH最早,现在已经有近200万用户。目前中国FTTH处于试点阶段。
◆FTTH[遇到的挑战:现在广泛采用的ADSL技术提供宽带业务尚有一定优势。与FTTH相比:①价格便宜②利用原有铜线网使工程建设简单③对于目前1Mbps—500kbps影视节目的传输可满足需求。FTTH目前大量推广受制约。
对于不久的将来要发展的宽带业务,如:网上教育,网上办公,会议电视,网上游戏,远程诊疗等双向业务和HDTV高清数字电视,上下行传输不对称的业务,AD8L就难以满足。尤其是HDTV,经过压缩,目前其传输速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技术开发,可压缩到5~6Mbps。通常认为对QOS有所保证的ADSL的最高传输速串是2Mbps,仍难以传输HDTV。可以认为HDTV是FTTH的主要推动力。即HDTV业务到来时,非FTTH不可。
◆ FTTH的解决方案:通常有P2P点对点和PON无源光网络两大类。
F2P方案一一优点:各用户独立传输,互不影响,体制变动灵活;可以采用廉价的低速光电子模块;传输距离长。缺点:为了减少用户直接到局的光纤和管道,需要在用户区安置1个汇总用户的有源节点。
PON方案——优点:无源网络维护简单;原则上可以节省光电子器件和光纤。缺点:需要采用昂贵的高速光电子模块;需要采用区分用户距离不同的电子模块,以避免各用户上行信号互相冲突;传输距离受PON分比而缩短;各用户的下行带宽互相占用,如果用户带宽得不到保证时,不单是要网络扩容,还需要更换PON和更换用户模块来解决。(按照目前市场价格,PEP比PON经济)。
PON有多种,一般有如下几种:(1)APON:即ATM-PON,适合ATM交换网络。(2)BPON:即宽带的PON。(3)OPON:采用通用帧处理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太网技术的PON,0EPON是千兆毕以太网的PON。(5)WDM-PON:采用波分复用来区分用户的PON,由于用户与波长有关,使维护不便,在FTTH中很少采用。
发达国家发展FTTH的计划和技术方案,根据各国具体情况有所不同。美国主要采用A-PON,因为ATM交换在美国应用广泛。日本NTT有一个B-FLETts计划,采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多种技术。SCM-PON:是采用副载波调制作为多信道复用的PON。
中国ATM使用远比STM的SDH少,一般不考虑APON。我们可以考虑的是P2P、GPON和EPON。P2P方案的优缺点前面已经说过,目前比较经济,使用灵活,传输距离远等;宜采用。而比较GPON和EPON,各有利弊。GPON:采用GFP技术网络效率高;可以有电话,适合SDH网络,与IP结合没有EPON好,但目前GPON技术不很成熟。EPON:与IP结合好,可用户电话,如用电话需要借助lAD技术。目前,中国的FTTH试点采用EPON比较多。FTTH技术方案的采用,还需要根据用户的具体情况不同而不同。
近来,无线接入技术发展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g协议,传输带宽可达54Mbps,覆盖范围达100米以上,目前已可商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输,包括:上下行数据和点播电视VOD的上行数据,对于一般用户其上行不大,IEEES02.11g是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输,当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+无线接入”(FTTH+无线接入)的家庭网络。这种家庭网络,如果采用PON,就特别简单,因为此PON无上行信号,就不需要测距的电子模块,成本大大降低,维护简单。如果,所属PON的用户群体,被无线城域网WiMAX(1EEE802.16)覆盖而可利用,那么可不必建设专用的WLAN。接入网采用无线是趋势,但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑,与FTTH相差无几。FTTH+无线接入是未来的发展趋势。
2、光交换的发展什么是通信?
实际上可表示为:通信输+交换。
光纤只是解决传输问题,还需要解决光的交换问题。过去,通信网都是由金属线缆构成的,传输的是电子信号,交换是采用电子交换机。现在,通信网除了用户末端一小段外,都是光纤,传输的是光信号。合理的方法应该采用光交换。但目前,由于目前光开关器件不成熟,只能采用的是“光-电-光”方式来解决光网的交换,即把光信号变成电信号,用电子交换后,再变还光信号。显然是不合理的办法,是效串不高和不经济的。正在开发大容量的光开关,以实现光交换网络,特别是所谓ASON-自动交换光网络。
通常在光网里传输的信息,一般速度都是xGbps的,电子开关不能胜任。一般要在低次群中实现电子交换。而光交换可实现高速XGbDs的交换。当然,也不是说,一切都要用光交换,特别是低速,颗粒小的信号的交换,应采用成熟的电子交换,没有必要采用不成熟的
大容量的光交换。当前,在数据网中,信号以“包”的形式出现,采用所谓“包交换”。包的颗粒比较小,可采用电子交换。然而,在大量同方向的包汇总后,数量很大时,就应该采用容量大的光交换。
1、时分复用(TDM)方式向超高速系统发展:
从过去二十多年的电信发展看,网络容量的需求和传输速率的提高一直是一对主要矛盾。传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用(TDM)方式进行,每当传输速率提高4倍,传输每比特的成本大约下降30%~40%,因而高比特率系统的经济效益大致按指数规律增长。
高速光纤通信系统能够提高经济效益,光纤通信系统向着超高速方向发展也就是必然的发展趋势。随着技术的发展,电子瓶颈被一个个攻克,商用光纤通信系统传输码速率最初为44.736Mb/s,经过多年的逐步发展,码速率不断提高,现在码速率为2.5Gb/s的高速系统、码速率为10Gb/s的高速系统已经实验成功,已被大量装备到光纤通信网络。
采用外调制技术、色散补偿技术和放大自发辐射(ASE)滤波等技术,码速率可以达到40Gb/s,目前可靠且无误码地传输40Gb/s信号乃至40Gb/s以上的信号的技术已经实验成功,已经成为了商用系统。
目前已经实现了在单根光纤上传输80Gb/s光波信号的实验,随着技术的发展,不久的将来该技术就会投入商用。目前100Gb/s以上的超高速系统正在实验过程中,超高速系统发展仍然是行业的未来发展方向。
2、波分复用(WDM)方式向密集化方向发展:
采用电的时分复用(TDM)方式的扩容潜力已经接近极限,然而光纤的带宽资源仅仅利用了不到1%,还有99%的资源尚待发掘。如果将多个不同波长的光源信号同时在一根光纤上传送,则可大大增加光纤的信息传输容量,这就是波分复用(WDM)的基本思路。
采用波分复用系统的主要好处是: ①可以充分利用光纤的巨大带宽资源,使容量可以迅速扩大几倍至上百倍; ②在大容量长途传输时可以节约大量光纤和再生器,从而大大降低传输成本; ③与信号速率及电调制方式无关,是引入宽带新业务的方便手段; ④利用WDM网络实现交换和恢复,可望实现未来透明的、具有高度生存性的光联网。
按照ITU-T建议的WDM系统的技术规范,目前广泛从标准中心频率为196.10~192.10THz(波长为1528.77~1560.61nm),信道间隔25GHz,可配置160个信道。考虑到多通道WDM受EDFA的可用带宽和窄带光滤器成本等各种技术上和经济上的限制,目前的实用水平广泛使用16波、32波、40波、64波、80波的系统,最高可达160波,构成的系统有32×2.5Gb/s、40×10Gb/s、80×10Gb/s,目前160×80Gb/s的实验系统也已经研制成功。在实验室里的研究水平还要高,更高水平光波系统也在不断地投入商用。
3、新型光纤不断发展:
光纤是构筑新一代网络的物理基础。传统的G.652单模光纤在适应上述超高速长距离传输网络的发展方面已暴露出力不从心的态势,开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施工作的重要组成部分。
为了适应干线网和城域网的不同发展需要,非零色散光纤(G.655光纤)已经广泛地应用于WDM光纤通信网络。非零色散光纤(G.655光纤) 在1550nm附近的工作波长区呈现一定大小的色散值,足以压制四波混合和交叉相位调制等非线性影响,同时满足TDM和DWDM两种发展方向的需要。
全波光纤(无水吸收峰光纤)也在不断的开发与应用。所谓全波光纤是设法消除1385nm附近的水吸收峰,使光纤的可用频谱大大扩展,用来满足城域网面临复杂多变的业务环境。目前光纤通信提高最大传输量的方法主要有两种: 一种是提高传输码速率,另一种是增加传输的光波的数量。因为有效地使业务量进出光纤是网络设计至关重要的因素,采用具有数百个复用波长的DWDM技术将是一项很有前途的解决方案。因此开发具有尽可能宽的可用波段的光纤已成为关键,全波光纤就是在这种形势下诞生的。
使用全波光纤可以把波长扩展到1260~1675nm,共有415nm宽度。当前各国光纤通信大都运用在C(1530~1565nm)与L(1565~1625nm)波段,而且仅使用其中的一小部分,还有大部分频率未被使用。一般把这415nm宽度划分成O、E、S、C、L、U六个波段,如果在波长扩展的单模光纤的工作波长范围1260~1675nm的6个波段上,可以应用的波长范围达到415nm,按照波长间隔为50GHz(0.4nm)开通DWDM系统,允许复用的波长数可高达1000个波道以上,以目前单信道80Gb/s的速率计算,波长扩展的单模光纤的单纤通信的总容量为1000×80Gb/s以上。
随着新光纤、新光器件和新调制方式的陆续问世,DWDM的单信道传输速率、复用波长数、传输距离的最高纪录将会被不断地刷新。
4、Internet技术:
5、光纤用户接入网技术的发展:
接入网是信息高速公路的最后1公里。以铜线组成的接入网成为宽带信号传输的瓶颈。为适应通信发展的需要,我国正在加紧改造和建设接入网,逐渐用光纤取代铜线,将光纤向家庭延伸。实现宽带接入网有各种不同的解决方案,其中光纤接入是最能适应未来发展的解决方案。
所谓光纤用户接入网(OFSAN)是以光纤作为传输介质、以光作为信息载体的一类用户接入网络。OFSAN的特点是规模庞大、技术复杂、需要的投资巨大,世界各国光纤用户网的开发相差甚远。OFSAN是当前先进国家开发与建设的热点之一。OFSAN的建设是与干线传输网、交换网一起构成全光网络的必要条件。
6、光纤用户接入网的巨大优越性:
OFSAN与其他用户接入网相比,有下述优越性。
(1) 巨大带宽 由于光纤的巨大带宽潜力(通常至少可达Tb/s数量级),使光纤用户接入网具有惊人的容量,可实现宽带交互式多媒体信息的高质量传输,从而消除了通常用户接入网的瓶颈效应;服务信息种类繁多,OFSAN将会从单一的传统电话服务(POTS)发展到宽带综合服务信息服务,包括各类资料、电话、图像等宽带交互式多媒体信息。
(2) 安全保密 OFSAN安全可靠,保密性强,目前还没有适当的手段窃听光缆中传输信息。
(3) 具有可扩展性 通过波分复用技术,可成倍增加使用的带宽而不必更换光缆线路。
(4) 传输距离长 网络覆盖的范围比较大,与其他类型接入网相比,网络传输信息的距离比较长。
(5) 通信协议相同 可采用与干线网络一样的光纤技术和通信协议。
因此因地制宜地发展宽带接入网,最终实现光纤到家庭,是接入网的发展方向。
7、新一代光网络:
传统的光传送网仅提供原始的带宽,缺乏上层业务所要求的智能性。带宽的提供大部分采用静态配置的固定光链路连接模式,无法根据业务的波动和网络拓扑的实时变化进行动态的资源分配。并且这种静态配置方式必须通过手工操作完成,不仅速度慢、效率低,还缺乏相应的适应网络拓扑结构变化的可扩展性,也不能适应数据业务的发展及其所固有的随机性和突发性,需要从根本上对网络的整体设计、组网方式、网络控制和管理进行全面彻底的调整和革新。
由此推动了一种新型的网络体系,这就是自动交换传送网(ASTN)。其中以OTN 为基础的ASTN又称自动交换光网络(Automatic Switched Optical Network, ASON),是近代光传送网技术的重大突破,其核心在于引入了控制技术,实现了自动交换。
8、新型器件高新技术的应用和全光通信网络:
由于科学技术日新月异、新型器件不断研发成功、各种高新技术不断被研究出来,并且逐步被应用于光纤通信中,必将进一步提高光纤通信的容量。
近年来新技术和新型器件的发展使全光通信网络逐步成为现实。这些技术包括光放大技术、色散补偿技术、光交换技术、光互连技术、光处理技术等,以上技术的实现依靠近些年来光电子器件的迅速发展。因此必将带动光纤通信商用系统水平的提高,全光通信网络成为发展的必然趋势。
光通信行业发展驱动因素:
1、 云技术、大数据、4K、直播等应用,互联网流量爆发,传输网络扩容需求不断增加。
2、 “宽带中国”战略持续推进,4G和光纤到户的广泛覆盖。
3、 “一带一路”加速数字丝路出海。
4、 光进铜退、老化光缆更替需求。
短期看,运营商16年集采招标开始,将带动国内光通信行业1-2 年内保持高景气。长期看,互联网流量爆发对传输网络扩容需求不断增加、“宽带中国”战略等政策面的持续推进、“一带一路”加速数字丝路出海、老化光缆更替需求是光通信行业发展的驱动因素。到今天我们看到5G、物联网以及一系列新技术正在纷纷涌现——这意味着高密度需求不仅存在于家庭网络。参考http://www.tumtec.com/news/news_view_184.html
光通信从一开始就是为传送基于电路交换的信息的,所以客户信号一般是TDM的连续码流,如PDH、SDH等。随着计算机网络,特别是互联网的发展,数据信息的传送量越来越大,客户信号中基于分组交换的分组信号的比例逐步增加。分组信号与连续码流的特点完全不同,它具有随机性、突发性,因此如何传送这一类信号,就成为光通信技术要解决的重点。
另外,传送数据信号的光收发模块及设备系统与传统的传送连续码流的光收发模块及设备系统是有很大区别的。在接入网中,所实现的系统即为ATM-PON、EPON或GPON等。在核心网,实现IP等数据信号在光层(包括在波分复用系统)的直接承载,就是大家熟知的IP over Optical的技术。
由于SDH系统的良好特性及已有的大量资源,可充分利用原有的SDH系统来传送数据信号。起初只考虑了对ATM的承载,后来,通过SDH网络承载的数据信号的类型越来越多,例如FR、ATM、IP、10M-baseT、FE、GE、10GE、DDN、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等。
于是,人们提出了许多将IP等信号送进SDH虚容器VC的方法,起初是先将IP或Ethernet装进ATM,然后再映射进SDH传输,即IP/Ethernet over ATM,再over SDH。后来,又把中间过程省去,直接将IP或Ethernet送到SDH,如PPP、LAPS、SDL、GFP等,即IP over SDH、POS或EOS。
不断增加的信道容量
光通信系统能从PDH发展到SDH,从155Mb/s发展到10Gb/s,近来,40GB/s已实现商品化。同时,还正在探讨更大容量的系统,如160Gb/s(单波道)系统已在实验室研制开发成功,正在考虑为其制定标准。此外,利用波分复用等信道复用技术,还可以将系统容量进一步提高。目前32×10Gb/s(即320Gb/s)的DWDM系统已普遍应用,160×10Gb/s(即1.6Tb/s)的系统也投入了商用,实验室中超过10Tb/s的系统已在多家公司开发出来。光时分复用OTDM、孤子技术等已有很大进展。毫无疑问,这些对于骨干网的传输是非常有利的。
信号超长距离的传输
从宏观来说,对光纤传输的要求当然是传输距离越远越好,所有研究光纤通信技术的机构,都在这方面下了很大工夫。特别是在光纤放大器出现以后,这方面的记录接连不断。不仅每个跨距的长度不断增加,例如,由当初的20km、40km,最多为80km,增加到120km、160km。而且,总的无再生中继距离也在不断增加,如从600km左右增加到3000km、4000km。
从技术的角度看,光纤放大器其在拉曼光纤放大器的出现,为增大无再生中继距离创造了条件。同时,采用有利于长距离传送的线路编码,如RZ或CS-RZ码;采用FEC、EFEC或SFEC等技术提高接收灵敏度;用色散补偿和PMD补偿技术解决光通道代价和选用合适的光纤及光器件等措施,已经可以实现超过STM-64或基于10Gb/s的DWDM系统,4000km无电再生中继器的超长距离传输。
光传输与交换技术的融合
随着对光通信的需求由骨干网逐步向城域网转移,光传输逐渐靠近业务节点。在应用中人们觉得光通信仅仅作为一种传输手段尚未能完全适应城域网的需要。作为业务节点,比较靠近用户,特别对于数据业务的用户,希望光通信既能提供传输功能,又能提供多种业务的接入功能。这样的光通信技术实际上可以看作是传输与交换的融合。目前已广泛使用的基于SDH的多业务传送平台MSTP,就是一个典型的实例。
基于SDH的MSTP是指在SDH的平台上,同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入处理和传送,提供统一网管的多业务节点设备。实际上,有些MSTP设备除了提供上述业务外,还可以提供FR、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等众多类型的业务。
除了基于SDH的MSTP之外,还可以有基于WDM的MSTP。实际上是将WDM的每个波道分别用作各个业务的通道,即可以用透传的方式,也可以支持各种业务的接入处理,如在FE、GE等端口中嵌入以太网2层甚至3层交换功能等,使WDM系统不仅仅具有传送能力,而且具有业务提供能力。
进一步在光层网络中,将传输与交换功能相结合的结果,则导出了自动交换光网络ASON的概念。ASON除了原有的光传送平面和管理平面之外,还增加了控制平面,除了能实现原来光传送网的固定型连接(硬连接)外,在信令的控制下,还可以实现交换的连接(软连接)和混合连接。即除了传送功能外,还有交换功能。
互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势
近年来,随着互联网的迅猛发展,IP业务呈现爆炸式增长。预测表明,IP将承载包括语音、图像、数据等在内的多种业务,构成未来信息网络的基础;同时以WDM为核心、以智能化光网络(ION)为目标的光传送网进一步将控制信令引入光层,满足未来网络对多粒度信息交换的需求,提高资源利用率和组网应用的灵活性。因此如何构建能够有效支持IP业务的下一代光网络已成为人们广泛关注的热点之一。
对承载业务的光网络而言,下一步面临的主要问题不仅仅是要求超大容量和宽带接入等明显需求,还需要光层能够提供更高的智能性和在光节点上实现光交换,其目的是通过光层和IP层的适配与融合,建立一个经济高效、灵活扩展和支持业务QoS等的光网络,满足IP业务对信息传输与交换系统的要求。
智能化光网络吸取了IP网的智能化特点,在现有的光传送网上增加了一层控制平面,这层控制平面不仅用来为用户建立连接、提供服务和对底层网络进行控制,而且具有高可靠性、可扩展性和高有效性等突出特点,并支持不同的技术方案和不同的业务需求,代表了下一代光网络建设的发展方向。
研究表明,随着IP业务的爆发性增长,电信业和IT业正处于融合与冲突的“洗牌”阶段,新技术呼之欲出。尤其是随着软件控制(“软光”技术)的使用,使得今天的光网络将逐步演进为智能化的光网络,它允许运营者更加有效地自动配置业务和管理业务量,同时还将提供良好的恢复机制,以支持带有不同QoS需求的业务,从而使运营者可以建设并灵活管理的光网络,并开展一些新的应用,包括带宽租赁、波长业务、光层组网、光虚拟专用网(OVPN)等新业务。
综上所述,以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心,并面向IP互联网应用的光波技术已构成了今天的光纤通信研究热点,在未来的一段时间里,人们将继续研究和建设各种先进的光网络,并在验证有关新概念和新方案的同时,对下一代光传送网的关键技术进行更全面、更深入地研究。
光纤通信是目前最主要的信息传输技术。迄今为止,尚未发现可以替代它的技术。即使在世界通信低谷时期,各公司在资金极其短缺、研发投入相对紧张的情况下,对光纤通信新技术的研究仍然没有停止和放松。创造出实验室4×40Gb/s无电再生传输10000km的最高记录;在现有商用网络上实现了基于40Gb/s的DWDM1200km的超长距离传输的现场技术试验。适于城域网的MSTP、CWDM技术,EOT(传送网承载以太网)、MOT(传送网承载MPLS)、ASON、EPON/GPON等技术都是这个时期的重要成果。此外1310/1550nmVCSEL器件、1310nm量子点半导体激光器、G.656光纤、光子晶体光纤等新的器件和光纤,也从另一个角度说明了光纤通信技术在不断向前发展。
我国的光纤通信技术在政府的大力支持下也有较大的发展。国家“十五”重大科技攻关项目“40Gb/sSDH(STM-256)光纤通信设备和系统研制”已取得重大进展,实现了40Gb/s光信号在G.652光纤上480km的传输;“八六三”项目“80×40Gb/sDWDM系统研制”也有重大进展、“具有Tb/s交换能力的ASON系统”已经实现了基本功能,并在中国移动进行了测试、“EPON光纤接入系统”已经通过“八六三”专家组验收,将进入现场试验、“G.656光纤研制成绩喜人; “九七三”项目中的光子晶体光纤及其器件也正在进展之中……。
在实际运营的通信网络中,许多新技术的应用同样反映了光纤通信技术的发展。例如,目前以10Gb/s为基础的DWDM已逐渐成为核心网的主流,160×10Gb/sDWDM系统已经在我国多个运营商的网络中得到应用,CWDM、MSTP在城域网中广泛使用,光纤到户的试验网已经在武汉、成都等城市开展。
总的来说,光纤通信技术的进步是信息社会的需要,是经济发展的必然,是永无止境的。
以太网是以计算机局域网的面目问世的,在没有和光传输技术结合之前,只限于在局域网范围内应用。在和光传输技术结合以后,以太网技术得到迅速发展,不再限于局域网,同时扩展到城域网,甚至到广域网的应用。现在的以太网技术和原来的以太网技术相比,得到很大的发展。就拿在光接入网中的EPON来说,原来以太网的MAC技术是点到点的连接,而在EPON中却变化成了点到多点的连接。
只所以要发展光纤接入,就是人们的业务需求已经不仅仅限于传统的话音,而对高速数据、高保真音乐、互动视像等业务的需求越来越迫切。这些业务都需要较大的带宽,传统的金属线接入甚至VDSL都无法满足需求,所以转向带宽能力强的光纤接入。同时除了话音之外的这些业务用分组通信的方式来支持更有优越性,即使是话音,用分组方式也有优势。以太网技术是分组通信中应用最普遍、最简单的技术,再有光纤这种最具优势的传输媒介支持,使以太网技术可以在接入网中发挥巨大的作用。
EPON是前面提到的以太网技术和无源光网络结合的产物。作为光纤接入中极有优势的PON技术很早就出现了,它可以和多种技术相结合,如ATM、SDH等,分别产生APON、GPON等光接入方式。
APON的基本标准早在1998年就发布了,在一些国家也进行了推广。它对宽带业务的支持有QoS的保证,是有技术优势的,但其技术复杂、成本较高,加之近年ATM技术受到IP技术的挑战,其发展受到严重阻碍,以致影响到APON也在走下坡。
GPON出现较晚,它是继承了APON的技术。结合SDH发展起来的,其最初的标准于2003年发布,至今已制定了一系列的标准。GPON对电路交换型的业务的支持最有优势,又可以充分利用现有网上的SDH资源,所以它一出现就受到极大的关注。但它仍有比较复杂的劣势,使得其成本依然偏高,使其推广受到一定的影响。
EPON的发展最晚,它的标准是今年6月底才通过的。它的最大优势就是继承了以太网简单的优点,所以成本相对较低,被业界看好。但它对TDM类业务支持相对难度大些,所以EPON和GPON有得一争,孰优孰劣还将拭目以前面我已经谈到,在光纤接入网中,EPON和GPON哪个能受到青睐现在还难分难解。但总得来说,光纤到户要推广普及、大规模商用,必然经历一个渐进的过程。这是因为人们对一种事物的认识和接受是有渐进过程的,此外更重要的两个因素是网络所提供的业务和价格,这两点缺一不可,当然运营商和设备提供商正在共同努力来解决这两个问题。此外在我国,还有一个体制的问题,即电信业务与广播电视业务的经营问题,由于这个问题比较复杂和敏感,所以这里就不展开了。此外,从国际上推广的经验来看,政府的支持也是非常重要的因素。最终,FTFH的大趋势总是不可阻挡的。
光纤接入网的发展首先对接入网本身就是一种革命。传统的接入网无例外的都用金属线接入,在无线技术和光纤通信技术发展之后,无线接入和光纤接入逐步进入了接入网,但所占比例很少。光纤到户的更寥寥无几,一般在馈线段用光纤还较多,即大多城市实现了FTTC/FTTB,在分配线即户线段用的极少。光纤接入网即FTTH的发展对于现有用户有一个庞大的户线工程改造的问题,对新建建筑涉及引入光纤到楼内、室内的问题,甚至可能修改建筑规范要求。更大影响是接入网中承载的业务会变得丰富多彩,而且由于目前家庭多是几室几庭结构,用户终端设备遍及各个房间,光纤入户后,如何将信息送到所有得终端设备,是继续用光纤,还是该用金属线,或者该用无线,这是涉及家庭(或者说用户驻地网络)的问题,目前正在探讨之中。如家庭电话线网络、家庭电力线网络、家庭无线网络等都在进行研究。
此外光纤接入网发展后对城域网甚至核心网都有很大影响。实现光纤到户后,平均每户的带宽以150Mb/s计算,如果全国仅以l000万户FTTH用户来看,新增带宽为l500Tb/s.。只以平均同时使用概率10%计算,将有150Tb/s带宽的信号涌入各地的城域网,因此城域网将面临巨大的扩容压力。而且新增带宽的绝大部分属于分组数据业务,所以城域网中将主要扩建分组数据网,届时城域网中分组交换的容量将大大超过电路交换的容量。而且新增带宽中相当一部分将流入核心网,所以核心网同样面临新建和扩容的压力,同样核心网所承载信号的类型也有很大改变,将会从以电路型信号为主变为以分组信号为主。
光纤接入还要有一个逐步为人们接受的过程,同时除了业务、成本两大要素之外,技术的本身也有逐渐成熟的过程,还有工程设计、施工、测试、维护、经营、管理等一系列配套问题需要解决,还需要逐步试验,取得经验后再逐步推广。所以光纤接入网的建设不是一朝一夕的事。
光纤到户是光纤通信发展的一个新亮点。通过普及光纤到户,将全面带动光纤通信各方面技术的发展,包括光电子器件、光纤、光缆、系统设备,还有前面提到的工程设计、施工、测试、维护、经营、管理等方方面面的发展。从目前国际上光纤到户的推广对光纤通信市场的带动作用已经是非常明显的事实,已经证实了这一点。
光纤到户的基本技术问题已经得到解决,所以在国际上发展很快。当然技术是会不断进步的,现有的技术还会不断改进。例如,如何在GPON中更好地支持分组业务;在EPON中如何更好地支持电路型业务;各种技术如何进一步降低成本,提高性能,如何适应新业务的提供和升级换代等。
从一般意义来说,光纤通信是传输技术,从传输领域,目前还没有发现有哪种传输技术比光纤通信更有竞争力。按我所知道的概念,接入网也属于传输网的范畴,从这一点来看,无线接入由于其可移动性,使其具有一定的优势,但其带宽有限、移动终端的体积不可能太大,显示屏幕不会太大等局限性,使得在非移动场合,人们依然愿意使用固定终端,光纤接入自然是最终的选择。所以在核心网,光纤通信有绝对优势,在接入网,无线接入与光纤接入互补发展。
光纤通信的发展前景是非常宽广的。当前商用光纤通信系统的最大容量才达到1.6Tb/s(实际上这是系统最终容量实际使用的还不到一半),而光纤的带宽能力以目前的技术来计算至少有200~300Tb/s。可见现在才用了光纤能力的1%还弱,光纤的潜能还远远没有发挥,这还没有考虑技术进一步发展带来的更大能力。可见光纤通信尚有极大的发展余地。现在人们所谈及的全光通信实际上还是未来真正全光通信的“初级阶段”,真正实现全光信号处理的全光网将给人们带来的通信的变革是现在无法详尽描述的。
未来的发展必然趋势就是光纤网络,现在光纤通信的发展前景是非常宽广的。现在人们所谈及的全光通信实际上还是未来真正全光通信的“初级阶段”,真正实现全光信号处理的全光网将给人们带来的通信的变革是现在无法详尽描述的。
给你一组数:根据2013年4月非政府组织宽带论坛(Broadband Forum)最新发布的报告称,去年全球宽带增长达到了新高,而中国的宽带用户数则位列全球第一位。报告称,2011年,全球宽带和IPTV的增长都达到了过去5年来的新高。2012年全球宽带用户增长6549.36万,宽带用户总数达到5.97亿,季度增长率达到2.6%,年增长率达到12.3%。中国宽带用户数达到1.58亿,位列全球第一。由此可见,中国的宽带市场不仅有着极大的容量,还有着极大的潜在价值,这对于运营商而言有着极大的吸引力,谁也想着从中能获取尽可能大的利润。
面临的问题;
运营商发展光纤宽带需要及可能面对的问题:
1.重新布线的进场费。要发展光纤取代铜缆,必然要进行重新布线,而为了进入小区而支付给物业管理的进场费也是不可忽视的因素。
2.资费下降与份额的矛盾。宽带资费下降是大潮流,如何在资费下降中,更大更有效率地占有收入份额是运营商应该考虑的问题。
3.与无线技术的竞争。4G技术日渐成熟,加上无线网络便捷性,其速度也能满足用户绝大部分需求,或许也会有越来越多用户会选择无线网络,这是否会降低光纤宽带的用户量?这个问题也是运营商有必要探讨的。
4.用户接受难。因为住宅结构的原因,光纤入户的时候需要对住宅墙体进行破坏,容易引起住户抵触情绪。解决这个问题就是要在保证光纤使用的情况下,合理地施工,使施工对住宅造成的破坏降到最低。另一方面要通过适当补偿及专人做心里工作,缓解打消用户的抵触情绪。
5.光纤到户成本问题。单单从设备成本来看,光纤成本要比铜缆低很多,相当于80元/芯公里,而光收发模块价格和ADSL设备价格相差不大。但是最大的问题在于最后一百米的接入,每户FTTH的改造成本远在ADSL安装成本之上。这样计算下来,光纤到户的总成本还是要比ADSL高出不少。这也大大提高了成本回收的难度。再结合目前国内各设备厂商的发展来看,今年上半年,几家主流厂商的财报越来越严峻,利润越来越低,已经难以维持目前的低价现状。假若设备升价,运营商的压力也会增大,这是整个业界都要承受的。
国务院下达的任务:按照规划,该阶段目标是到2013年底,固定宽带用户超过2.1亿户,城市和农村家庭固定宽带普及率分别达到55%和20%。3g/lte用户超过3.3亿户,用户普及率达到25%。城市地区宽带用户中20mbps宽带接入能力覆盖比例达到80%,农村地区宽带用户中4mbps宽带接入能力覆盖比例达到85%。
从2014年至2015年为第二阶段推广普及。重点在继续推进宽带网络提速的同时,加快扩大宽带网络覆盖范围和规模,深化应用普及。目标是固定宽带用户超过2.7亿户,城市和农村家庭固定宽带普及率分别达到65%和30%。城市家庭宽带接入能力基本达到20mbps,部分发达城市达到100mbps,农村家庭宽带接入能力达到4mbps。
第三阶段从2016年至2020年,为优化升级阶段。重点推进宽带网络优化和技术演进升级,宽带网络服务质量、应用水平和宽带产业支撑能力达到世界先进水平。目标是固定宽带用户达到4亿户,家庭普及率达到70%,光纤网络覆盖城市家庭。城市和农村家庭宽带接入能力分别达到50mbps和12mbps,50%的城市家庭用户达到100mbps,发达城市部分家庭用户可达1gbps。
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