光通訊

光通訊也即光通信。

目前寬帶城域網（BMAN）正成為信息化建設的熱點，DWDM（密集波分複用）的巨大帶寬和傳輸數據的透明性，無疑是當今光纖應用領域的首選技術。然而，MAN等具有傳輸距離短、拓撲靈活和接入類型多等特點，如照搬主要用於長途傳輸的DWDM，必然成本過高；同時早期DWDM對MAN等靈活多樣性也難以適應。面對這種低成本城域範圍的寬帶需求，CWDM（粗波分複用）技術應運而生，並很快成為一種實用性的設備。 對光通信來説，其技術基本成熟，而業務需求相對不足。以被譽為“寬帶接入最終目標”的FTTH為例，其實現技術EPON已經完全成熟，但由於普通用户上網需要的帶寬不高，使FTTH的商用只限於一些試點地區。但是，在2006年，隨着IPTV等三重播放業務開展，運營商提供的帶寬已經不能滿足用户對高清晰電視的要求，隨之FTTH的部署也提上了日程。無獨有偶，ASON對傳輸網絡控制靈活，可為企業客户提供個性化服務，不少運營商為發展和維繫企業客户，不惜重金投資建設ASON。

全光網絡　未來傳輸網絡的最終目標，是構建全光網絡，即在接入網、城域網、骨幹網完全實現“光纖傳輸代替銅線傳輸”。而目前的一切研發進展，都是“逼近”這個目標的過程。

20世紀30年代，有人提出這樣的觀點：“總有一天光通信會取代有線和微波通信而成為通信主流”。該觀點反映出光纖通信技術在未來通信中已顯示出其重要性。今天，光通信技術已經很成熟，光纖通信已是各種通信網的主要傳輸方式，光纖通信在信息高速公路的建設中扮演着至關重要的角色，歐美等發達國家已經把光纖通信放在了國家發展的戰略地位。現在光纖的使用已不只限於陸地，光纜已廣泛鋪設到了大西洋、太平洋海底，這些海底光纜使得全球通信變得非常簡單快捷。現在不少發達國家又把光纜鋪設到住宅前，實現了光纖到辦公室、光纖到家庭。光纖通信技術之所以發展這樣迅速，除了人們日益增長的信息傳輸和交換需要外，主要是由光纖通信本身所具有的優點決定的。

――1880年，美國電話發明家貝爾就已經研究併成功地發送與接收了光電話。1881年，貝爾宣讀了一篇題為《關於利用光線進行聲音的產生與複製》的論文，報導了他的光電話裝置。

――1930年至1932年間，日本在東京的日本電報公司與每日新聞社之間實現了3.6公里的光通信，但在大霧大雨天氣裏效果很差。第二次世界大戰期間，光電話發展成為紅外線電話，因為紅外線肉眼看不見，更有利於保密。

――1854年，英國的廷德爾在英國皇家學會的一次演講中指出，光線能夠沿盛水的彎曲管道進行反射而傳輸，並用實驗證實了這個想法。

――1927年，英國的貝爾德首次利用光全反射現象製成石英纖維可解析圖像，並且獲得了兩項專利。

――1951年，荷蘭和英國開始進行柔軟纖維鏡的研製。

――1953年，荷蘭人範赫爾把一種折射率為1.47的塑料塗在玻璃纖維上，形成比玻璃纖維芯折射率低的套層，得到了光學絕緣的單根纖維。但由於塑料套層不均勻，光能量損失太大。

――1960年7月世界上第一台紅寶石激光器出現了。1961年9月由中國科學院長春光學精密機械研究所研製成功中國第一台紅寶石激光器。

――20世紀60年代，有的實驗室用氦——氖氣體激光器做了傳送電視信號和20路電話的實驗。也有的公司製成了語言信道試驗性通信系統，最大傳輸距離為600米。到80年代初激光通信已進入應用發展階段。

――1966年英籍華人高錕博士首次明確提出利用光導纖維進行激光通信的設想，併為此獲得了1979年5月由瑞士國王頒發的國際伊利申通信獎金。

――1968年，日本兩家公司聯合宣佈研製成了一種新型無套層光纖，它能聚集和成像，稱作聚焦纖維。同期，美國宣佈製成液體纖維，它是利用石英毛細管充以高透明液構成的。這兩種光纖的光耗損很難降低，所以實用價值不大。

――1970年美國康寧公司用高純石英生產出世界上第一根耗損率為每公里20分貝的套層光纖，開創了光纖通信的新篇章，使通信光纖研究躍進了一大步。一根光纖可以傳輸150萬路電話和2萬套電視。

――1976年日本在大孤附近的奈良縣開始籌建世界上第一個完全用光纜實現光通信的實驗區，到1978年7月已擁有300個用户。（實際上光通信系統使用的不是單根光導纖維，而是由許多光纖維聚集在一起組成的光纜。一根直徑為1釐米的光纜，裏面有近百根光導纖維。光纜和電纜一樣可以架在空中，埋入地下，也可以鋪設在海底，它的出現使激光通信進入實際應用階段。）

—— 目前世界上很多國家都開始大規模應用光通信技術，傳輸容量和傳輸距離都有很大的進步。目前我國也已經大量鋪設光纖網絡。數據傳輸速率已達到100Gb/ps。

在70年代國外的低損耗光纖獲得突破以後，我國從1974年開始了低損耗光纖和光通信的研究工作，並於70年代中期研製出低損耗光纖和室温下可連續發光的半導體激光器。1979年分別在北京和上海建成了市話光纜通信試驗系統，這比世界上第一次現場試驗只晚兩年多。這些成果成為我國光通信研究的良好開端，並使我國成為當時少有的幾個擁有光纜通信系統試驗段的幾個國家之一。到80年代末，我國的光纖通信的關鍵技術已達到國際先進水平。

從1991年起，我國已不再建長途電纜通信系統，而大力發展光纖通信。在“八五”期間，建成了含22條光纜幹線、總長達33000公里的“八橫八縱”大容量光纖通信幹線傳輸網。1999年1月，我國第一條最高傳輸速率的國家一級幹線（濟南——青島）8×2.5Gb/s密集波分複用（DWDM）系統建成，使一對光纖的通信容量又擴大了8倍。

目前世界上很多國家都開始大規模應用光通信技術，傳輸容量和傳輸距離都有很大的進步。中國市場方面，在互聯網接入領域，基礎電信企業的互聯網用户進一步趨向寬帶化。截止2012年，中國互聯網寬帶用户預計達到1.76億，年增幅達到17%。移動寬帶方面，3G進入規模化發展階段，預計到2012年底中國3G用户將發展至2.26億，超過互聯網寬帶接入用户數量，同時，我國也已經大量鋪設光纖網絡。數據傳輸速率已達到100Gb/ps。

對光通信來説，其技術基本成熟，而業務需求相對不足。以被譽為“寬帶接入最終目標”的FTTH為例，其實現技術EPON已經完全成熟，但由於普通用户上網需要的帶寬不高，使FTTH的商用只限於一些試點地區。但是，在2006年之後，隨着IPTV等三重播放業務開展，運營商提供的帶寬已經不能滿足用户對高清晰電視的要求，隨之FTTH的部署也提上了日程。無獨有偶，ASON對傳輸網絡控制靈活，可為企業客户提供個性化服務，不少運營商為發展和維繫企業客户，不惜重金投資建設ASON。

據媒體報道，截至2010年，我國寬帶上網平均速率位列全球71位，平均下行速率僅1.8Mbps，僅為全球寬帶5.6Mbp s的平均接入速率的1/3，不及美、日等發達國家的1/10，而寬帶平均接入費用卻是發達國家的3-4倍。

雖然目前我國的寬帶發展狀況遠落後於發達國家，但數據顯示：我國光纖通信技術和產品設備已經處於世界領先水平，擁有世界最大最完整的光通信產業鏈，我國也成為全球光通信器件市場及產品輸出大國。

光纖通訊系統主要包含光通信設備、光纖光纜和光通信器件三部分，光通信器件則是構建光通信系統與網絡的基礎，決定着高速光傳輸設備、長距離光傳輸設備和智能光網絡的發展、升級以及推廣應用。

隨着我國光通信行業基礎設施建設的加快，光通信器件產業逐漸向中國轉移，我國也成為全球重要的生產銷售基地。2010年中國生產製造的器件已佔全球25%以上市場份額，我國光器件市場規模在全球市場中的份額也從2008年的17%增加到2010年的26%左右，規模達到93億元人民幣，同比增長率30%。

未來傳輸網絡的最終目標，是構建全光網絡，即在接入網、城域網、骨幹網完全實現“光纖傳輸代替銅線傳輸”。而目前的一切研發進展，都是“逼近”這個目標的過程。

骨幹網是對速度、距離和容量要求最高的一部分網絡，將ASON技術應用於骨幹網，是實現光網絡智能化的重要一步，其基本思想是在過去的光傳輸網絡上引入智能控制平面，從而實現對資源的按需分配。DWDM也將在骨幹網中一顯身手，未來有可能完全取代SDH，從而實現IPOVERDWDM。

城域網將會成為運營商提供帶寬和業務的瓶頸，同時，城域網也將成為最大的市場機遇。目前基於SDH的MSTP技術成熟、兼容性好，特別是採用了RPR、GFP、LCAS和MPLS等新標準之後，已經可以靈活有效地支持各種數據業務。

對接入網來説，FTTH(光纖到户)是一個長遠的理想解決方案。FTTx的演進路線將是逐漸將光纖向用户推近的過程，即從FTTN(光纖到小區)到FTTC(光纖到路邊)和FTTB(光纖到公寓小樓)乃至最後到FTTP(光纖到駐地)。當然這將是一個很長的過渡時期，在這個過程中，光纖接入方式還將與ADSL/ADSL2+並存。

基於上述全光網絡構架有很多核心技術，它們將引領光通信的未來發展。下面着重介紹ASON、FTTH、DWM、RPR這四項最重要的技術。

無論從國內研發進展、試商用情況，還是從國外的發展經驗來看，國內運營商在傳送網中大規模引入ASON技術將是必然的趨勢。ASON(AutomaticallySwitchedOpticalNetwork，智能光網絡)是一種光傳送網技術。目前的產品和市場狀況表明，ASON技術已經達到可商用的成熟程度，隨着3G、NGN的大規模部署，業務需求將進一步帶動傳送網技術的發展，預計2007年ASON將得到更加廣泛的商用。

2006年各大主要設備提供商華為、中興、烽火、Lucent等已經推出了其可商用的ASON產品。中國電信、中國網通、中國移動、中國聯通和中國鐵通陸續開展了ASON的應用測試和小規模商用。

ASON在國外成功商用的經驗表明，ASON將在骨幹傳送網發揮不可替代的作用。例如，AT&T的140個節點覆蓋美國的骨幹傳送網；BT組建21CN網，目前已建40個ASON節點；Vodafone的131個節點覆蓋英國的ASON骨幹傳送網，等等。

然而，目前ASON在路由、自動發現、ENNI接口等幾方面的標準化工作還不完善，這成為制約ASON技術發展和商用的重要因素。未來我國將參與更多的ASON標準化工作，同時，ASON的標準化，尤其是其中ENNI的標準化，將在近年內取得突破性進展。

FTTH(FiberToTheHome，光纖到户)是下一代寬帶接入的最終目標。目前，實現FTTH的技術中，EPON將成為未來我國的主流技術，而GPON最具發展潛力。

EPON採用Ethernet封裝方式，所以非常適於承載IP業務，符合IP網絡迅猛發展的趨勢。目前，國家已經將EPON作為“863”計劃重大項目，並在商業化運作中取得了主動權。

GPON比EPON更注重對多業務的支持能力，因此更適合未來融合網絡和融合業務的發展。但是它目前還不夠成熟並且價格偏高，還無法在我國大規模推廣。

我國的FTTH還處於市場啓動階段，離大規模的商業部署還有一段距離。在未來的產業化發展中，運營商對本地網“最後一公里”的壟斷是制約FTTH發展的重要因素，採取“用户駐地網運營商與房地產開發商合作實施”的形式，更有利於FTTH產業的健康發展。從日本、美國、歐洲和韓國等國家的FTTH發展經驗來看，FTTH的核心推動力在於網絡所提供的豐富內容，而政府對應用和內容的監控和管理政策也會制約FTTH的發展。

WDM突破了傳統SDH網絡容量的極限，將成為未來光網絡的核心傳輸技術。

按照通道間隔的不同，WDM(WavelengthDivisionMultiplexing，波分複用)可以分為DWDM(密集波分複用)和CWDM(稀疏波分複用)這兩種技術。DWDM是當今光纖傳輸領域的首選技術，但CWDM也有其用武之地。

2006年，烽火、華為等設備廠商都推出了自己的DWDM系統，國內運營商也開展了相關的測試和小規模商用。未來DWDM將在對傳輸速率要求苛刻的網絡中發揮不可替代的作用，如利用DWDM來建設骨幹網等。

相對於DWDM，CWDM具有成本低、功耗低、尺寸小、對光纖要求低等優點。未來幾年，電信運營商將會嚴格控制網絡建設成本，這時CWDM技術就有了自己的生存空間，它適合快速、低成本多業務網絡建設，如應用於城域和本地接入網、中小城市的城域核心網等。

彈性分組環(ResilientPacketRing，RPR)將成為未來重要的光城域網技術。近年來許多國內外傳輸設備廠商都開發了內嵌RPR功能的MSTP設備，RPR技術得到了大量芯片製造商、設備製造商和運營商的支持和參與。

在標準化方面，IEEE802.17的RPR標準已經被整個業界認可，而國內的相關標準化工作還在進行中。未來RPR將主要應用於城域網骨幹和接入方面，同時也可以在分散的政務網、企業網和校園網中應用，還可應用於IDC和ISP之中。