光纖接入網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展前景探究

未來的骨干網(wǎng)絡(luò)將呈現(xiàn)全光智能化的特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)要具有多業(yè)務(wù)支撐、高容量、易擴(kuò)展等傳統(tǒng)傳輸設(shè)備所不具備的功能，因此新一代光傳輸設(shè)備仍有巨大的市場替代空間。下一步光通信技術(shù)的發(fā)展仍然以高速、大容量為主，同時(shí)積極發(fā)展光纖接入網(wǎng)。

從銅線到光纖
  
　　目前，由于銅線接入網(wǎng)受一些不可克服因素的限制，使得信息高速公路在用戶接入段形成了“瓶頸”。在這種情況下，人們自然想到了光纖，毫無疑問，光纖是接入網(wǎng)的理想傳輸媒介。為了滿足用戶的需要，各國根據(jù)自己的國情，制訂了接入網(wǎng)改造和建設(shè)計(jì)劃，加快研制接入網(wǎng)設(shè)備，逐步用光纖取代銅線。由此，光纖接入網(wǎng)得到了迅速發(fā)展。光纖用于接入網(wǎng)，主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
     
　　1、光纖接入網(wǎng)能滿足用戶對各種業(yè)務(wù)的需求。人們對通信業(yè)務(wù)的要求越來越高，除了打電話、看電視以外，還希望有高速計(jì)算機(jī)通信、家庭購物、家庭銀行、居家辦公、遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷、遠(yuǎn)程教學(xué)以及高清晰度電視（HDTV）等。這些新業(yè)務(wù)用銅線雙絞線是難以實(shí)現(xiàn)的。

2、光纖可以克服銅線電纜無法克服的一些限制因素。光纖損耗低、頻帶寬，解除了銅線電纜網(wǎng)徑小的限制。此外，光纖不受電磁干擾，保證了信號傳輸質(zhì)量，用光纜替換銅線電纜，可以解決城市地下通信管道擁擠的問題。
  
　　3、光纖接入網(wǎng)的性能不斷提高，價(jià)格不斷下降，而銅纜的價(jià)格在不斷上漲。  
 
　　4、光纖接入網(wǎng)提供數(shù)字業(yè)務(wù)，有完善的監(jiān)控和管理系統(tǒng)，能適應(yīng)將來寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（B-ISDN）的需要，打破“瓶頸”，使信息高速公路暢通無阻。

光纖接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是其基礎(chǔ)技術(shù)之一，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置和相互連接的幾何布局，具體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為總線形結(jié)構(gòu)、單星形結(jié)構(gòu)、有源雙星結(jié)構(gòu)、無源雙星形結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)。
     
　　目前的光纖接入網(wǎng)主要有三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，單星形、有源雙星形和無源雙星形。單星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中所需要的專用光纖和器件的價(jià)格很貴，然而這種結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，容易維護(hù)。由于每個(gè)用戶都有一套專用設(shè)備，因此安全性好，并便于向?qū)�來的寬帶業(yè)務(wù)升級。有源雙星形結(jié)構(gòu)中有很多用戶共用一根饋線光纖，因而減少了光纖用量，但每一用戶都需要遠(yuǎn)端有源節(jié)點(diǎn)和用戶間的專用光纖和光電器件，這使成本有所增加，遠(yuǎn)端有源節(jié)點(diǎn)把每一用戶的通信信道分割開，因此，用戶之間的通信安全和保密性好。但將來要向?qū)拵�業(yè)務(wù)升級，就必須重新更換有源設(shè)備，或采用波分復(fù)用技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)寬帶傳輸。無源雙星結(jié)構(gòu)可減少光纖用量和收發(fā)器件的用量。由于中心局與用戶之間僅有無源分路器，沒有有源器件，因而提高了可靠性。在無源雙星的下行方向上，信號是廣播式的，全部信號都送到每一個(gè)用戶，為了保證安全，要適當(dāng)對下行信號采取加密措施，使得各用戶只能取出屬于自己的那一部分信息。如需向?qū)拵�業(yè)務(wù)升級，只需改進(jìn)中心局和用戶兩端的設(shè)備，無源分路器則不必改變。從目前的試驗(yàn)情況看，無源雙星拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種較理想的低成本光纖接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
     
　　光纖接入網(wǎng)的發(fā)展前景
     
　　“接入網(wǎng)”的概念是近幾年才提出來的，電信網(wǎng)經(jīng)過多年的發(fā)展，所采用的技術(shù)和提供的業(yè)務(wù)等各方面都發(fā)生了巨大變化，傳統(tǒng)的用戶環(huán)路和無源光網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)的引入，既增加了用戶環(huán)路的功能和能力，也使之變得更加復(fù)雜，于是，“接入網(wǎng)”的概念便應(yīng)運(yùn)而生。1995年7月ITU-T通過了關(guān)于接入網(wǎng)的新建議，給接入網(wǎng)下了明確的定義。
     
　　目前，發(fā)達(dá)國家的大城市商業(yè)區(qū)正在逐步實(shí)現(xiàn)將光纖敷設(shè)到大樓，并要盡早實(shí)現(xiàn)光纖到辦公室、光纖到桌面，新開發(fā)區(qū)的新建線路直接采用光纖，已實(shí)現(xiàn)光纖到路邊。而在城市住宅區(qū)和鄉(xiāng)村，銅線電纜還要持續(xù)使用很長一段時(shí)間，但“光纖到家”是接入網(wǎng)發(fā)展的最終目標(biāo)。一般來說，實(shí)現(xiàn)“光纖到家”的成本很高，一般國家都是先發(fā)展光纖到用戶附近的路邊(FTTC)和光纖到大樓(FTTB),然后再向光纖到家(FTTH)過渡。目前，發(fā)達(dá)國家中只有日本根據(jù)自己的條件，最先提出在2015年實(shí)現(xiàn)光纖到家庭的目標(biāo)。
     
　　現(xiàn)在，影響光纖接入網(wǎng)發(fā)展的主要原因不是技術(shù)，而是成本，直至目前，光纖接入網(wǎng)的成本仍然太高。對于商業(yè)用戶來說，現(xiàn)在采用光纖與銅線接入網(wǎng)的成本很接近，因此，現(xiàn)在新建的商業(yè)大樓都是直接采用光纖到大樓，對于重要部門則采用光纖到樓層或光纖到辦公室。而對一般住宅用戶來說，采用光纖的成本比銅線要高一些，因此，光纖到家現(xiàn)在仍處于試驗(yàn)階段。預(yù)計(jì)到2003年左右，光纖的成本將大大地低于銅線，而且光纖的通信質(zhì)量和傳輸容量大大地超過了銅錢，屆時(shí)，光纖接入網(wǎng)與現(xiàn)有銅線接入網(wǎng)相比，價(jià)格將大大降低，人們將大量采用光纖接入網(wǎng)，普及FTTC，甚至直接將光纖引入家庭。
     
　　無論是對于建設(shè)國家信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，還是對于實(shí)現(xiàn)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，能把電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)、有線電視網(wǎng)等各種網(wǎng)絡(luò)和語言、數(shù)字、圖片、視像等各類信息綜合在一起的寬帶接入網(wǎng)技術(shù)都已成為未來通信網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵，是今后一段時(shí)期內(nèi)國際通信技術(shù)研究、開發(fā)和建設(shè)的熱點(diǎn)。接入網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展水平從某種意義上來說，代表著國家通信技術(shù)現(xiàn)代化的水平。
     
　　采用光纖接入網(wǎng)是光纖通信發(fā)展的必然趨勢，盡管目前各國發(fā)展光纖接入網(wǎng)的步驟各不相同，但光纖到家庭是公認(rèn)的接入網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)。我國在“八五”計(jì)劃期間，初步建成了光纖干線網(wǎng)，“九五”期間，在進(jìn)一步完善光纖干線傳輸網(wǎng)的同時(shí)，也加緊改造和建設(shè)接入網(wǎng)。目前，全國已敷設(shè)光纜的總長度已超過100萬公里。
     
　　應(yīng)用看臺(tái)
  
　　隨著我國通信市場競爭格局的基本形成和我國已加入WTO，國外電信巨頭的介入，以及我國寬帶網(wǎng)絡(luò)通道狹窄難以適應(yīng)寬帶業(yè)務(wù)急速增長的需求現(xiàn)狀，我國必將迎來寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和已建網(wǎng)絡(luò)改造的新的發(fā)展階段。中國聯(lián)通計(jì)劃新建3.9萬Km光纜干線；中國電信已與ALCATEL公司簽訂新建總長5500公里的沈大滬和西渝成DWDM寬帶光纖網(wǎng)協(xié)議；中國長城集團(tuán)還計(jì)劃在3年內(nèi)投資50億元建設(shè)具有社區(qū)網(wǎng)、城域網(wǎng)、全國網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)，并可為500萬用戶服務(wù)的寬帶光纖網(wǎng)絡(luò)。這些工程的建設(shè)從不同層面反映了我國電信運(yùn)營企業(yè)已在順應(yīng)形勢，創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的競爭中邁出新的步伐。在構(gòu)建我國光纖接入網(wǎng)以及互聯(lián)網(wǎng)傳輸平臺(tái)的大潮中，我國光纖光纜產(chǎn)業(yè)將面臨新的發(fā)展機(jī)遇和光明的市場前景。
     
　　我國由于地域和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的差異，寬帶接入網(wǎng)的市場需求和建設(shè)運(yùn)營現(xiàn)狀很不平衡。有的地區(qū)尚未提上議事日程，開始建設(shè)的地區(qū)其接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也各不相同。作為過渡方式，采取光纜和電纜混合組網(wǎng)的方式也不失為是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的形式，但采用WDM的無源光纖網(wǎng)連接到辦公室和家庭是今后最有前途的方案。當(dāng)然，光器件的價(jià)格等因素會(huì)影響這種方式的進(jìn)程。接入網(wǎng)干線光纜可采用與城域網(wǎng)用光纜結(jié)構(gòu)相近的光纜，支線光纜以主要采用小芯數(shù)干式軟光纜為宜，光纖可主要用多模光纖或G.652常規(guī)單模光纖。
     
　　從全球來看，發(fā)達(dá)國家的電信公司正在大量建設(shè)和運(yùn)營DWDM寬帶網(wǎng)系統(tǒng)。歐州和美國電信公司近年來建設(shè)DWDM系統(tǒng)，其投入和建設(shè)規(guī)模之大是前所未有的。許多跨國電信公司不惜巨資爭相進(jìn)行全球?qū)拵Ч饩W(wǎng)絡(luò)建設(shè)，是為了建立高速率大容量的IP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以便爭取得到全球IP業(yè)務(wù)盡可能多的市場份額。據(jù)Ovum公司預(yù)測全球建設(shè)DWDM的市場收入將從1998年的12億美元增長到2005年的87億美元。另據(jù)KMI公司依照1999年世界光纖市場需求量為6700Km，按10%-15%的復(fù)合年增長率測算，到2004年全球光纖市場需求將超過1億Km。