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光纖技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)十分的成熟，應(yīng)用也先當(dāng)廣泛，但是還是有很大的發(fā)展空間的。本文從它比較有前景的光交換技術(shù)以及FTTH兩個(gè)大的方面來(lái)分別論述一下他們的現(xiàn)狀已經(jīng)優(yōu)缺點(diǎn)，最后再介紹一下光纖的種類和選擇光纖的方法。FTTH(FiberToTheHome)，顧名思義就是一根光纖直接到家庭。光纖大類上可分為多模光纖和單模光纖。但它芯徑大，對(duì)于接頭和連接器的要求都不高，使用起來(lái)比單模光纖要方便，目前多用于局域網(wǎng)。

關(guān)鍵詞：光纖，光交換，F(xiàn)TTH，多模光纖，單模光纖

0.引言

光纖技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)十分的成熟，應(yīng)用也先當(dāng)廣泛，但是還是有很大的發(fā)展空間的。本文從它比較有前景的光交換技術(shù)以及FTTH兩個(gè)大的方面來(lái)分別論述一下他們的現(xiàn)狀已經(jīng)優(yōu)缺點(diǎn)，最后再介紹一下光纖的種類和選擇光纖的方法。

1.光交換是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)

光交換是指不經(jīng)過(guò)任何光/電轉(zhuǎn)換，將輸入端光信號(hào)直接交換到任意的光輸出端。光交換是全光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一。在現(xiàn)代通信網(wǎng)中，全光網(wǎng)是未來(lái)寬帶通信網(wǎng)的發(fā)展方向。全光網(wǎng)可以克服電子交換在容量上的瓶頸限制；可以大量節(jié)省建網(wǎng)成本；可以大大提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可靠性。光交換技術(shù)也可以分為光路交換和分組交換。由于技術(shù)上的原因，目前還主要是開(kāi)發(fā)光路交換，但今后發(fā)展方向?qū)⑹欠纸M光交換。

光纖只是解決傳輸問(wèn)題,還需要解決光的交換問(wèn)題。過(guò)去,通信網(wǎng)都是由金屬線纜構(gòu)成的,傳輸?shù)氖请娮有盘?hào),交換是采用電子交換機(jī)。現(xiàn)在,通信網(wǎng)除了用戶末端一小段外,都是光纖,傳輸?shù)氖枪庑盘?hào)。合理的方法應(yīng)該采用光交換。但目前,由于目前光開(kāi)關(guān)器件不成熟,只能采用的是“光-電-光”方式來(lái)解決光網(wǎng)的交換,即把光信號(hào)變成電信號(hào),用電子交換后,再變還光信號(hào)。顯然是不合理的辦法,是效串不高和不經(jīng)濟(jì)的。正在開(kāi)發(fā)大容量的光開(kāi)關(guān),以實(shí)現(xiàn)光交換網(wǎng)絡(luò),特別是所謂ASON-自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)。

目前市場(chǎng)上看到的光交換，多數(shù)是基于光電和光機(jī)械的。而基于熱學(xué)、液晶、聲學(xué)、微光機(jī)電技術(shù)等光交換機(jī)將逐步被研發(fā)出來(lái)。其中微光機(jī)電技術(shù)（MEMS）是目前最有前途的一項(xiàng)技術(shù)。光交換為IP骨干網(wǎng)的光子化提供了一個(gè)非常有競(jìng)爭(zhēng)力的方案。一方面，通過(guò)光交換可以使現(xiàn)有的IP骨干網(wǎng)的協(xié)議層次扁平化，更加充分的利用DWDM技術(shù)的帶寬潛力；另外一方面，由于光交換網(wǎng)對(duì)突發(fā)包的數(shù)據(jù)是完全透明的，不經(jīng)過(guò)任何的光電轉(zhuǎn)化，從而使光突發(fā)交換機(jī)能夠真正的實(shí)現(xiàn)所謂的T比特級(jí)光路由器，徹底消除由于現(xiàn)在的電子瓶頸而導(dǎo)致的帶寬擴(kuò)展困難。此外，光交換的QoS支持特征也符合下一代Internet的要求。因此，光交換網(wǎng)絡(luò)很有希望取代當(dāng)前基于ATM/SDH架構(gòu)和電子路由器的IP骨干網(wǎng)，成為下一代光子化的Internet骨干網(wǎng)。

2.光纖到家庭(FTTH)的發(fā)展

FTTH(FiberToTheHome)，顧名思義就是一根光纖直接到家庭。具體說(shuō)，F(xiàn)TTH是指將光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)安裝在住家用戶或企業(yè)用戶處，是光接入系列中除FTTD(光纖到桌面)外最靠近用戶的光接入網(wǎng)應(yīng)用類型。FTTH的顯著技術(shù)特點(diǎn)是不但提供更大的帶寬，而且增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)格式、速率、波長(zhǎng)和協(xié)議的透明性，放寬了對(duì)環(huán)境條件和供電等要求，簡(jiǎn)化了維護(hù)和安裝。

FTTH可向用戶提供極豐富的帶寬,所以一直被認(rèn)為是理想的接入方式,對(duì)于實(shí)現(xiàn)信息社會(huì)有重要作用,還需要大規(guī)模推廣和建設(shè)。FTTH所需要的光纖是現(xiàn)有已敷光纖的2～3倍。過(guò)去由于FTTH成本高,缺少寬帶視頻業(yè)務(wù)和寬帶內(nèi)容等原因,使FTTH還未能大力發(fā)展,只有少量的試驗(yàn)。近年來(lái),由于光電子元器件的進(jìn)步,光收發(fā)模塊和光纖的價(jià)格大大降低;另外寬帶內(nèi)容日趨豐富,都加速了FTTH的實(shí)用化進(jìn)程。

FTTH的優(yōu)勢(shì)主要是有5點(diǎn)：第一，它是無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，從局端到用戶，中間基本上可以做到無(wú)源；第二，它的帶寬是比較寬的，長(zhǎng)距離正好符合運(yùn)營(yíng)商的大規(guī)模運(yùn)用方式；第三，因?yàn)樗窃诠饫w上承載的業(yè)務(wù)，所以并沒(méi)有什么問(wèn)題；第四，由于它的帶寬比較寬，支持的協(xié)議比較靈活；第五，隨著技術(shù)的發(fā)展，包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、1.25G和FTTH的方式都制定了比較完善的功能。

發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)FTTH的看法不完全相同:美國(guó)運(yùn)行商Verizon和Sprint比較積極,要在10—12年內(nèi)采用FTTH改造網(wǎng)絡(luò)。日本NTT發(fā)展FTTH最早,早在1997年日本NTT公司就開(kāi)始發(fā)展FTTH，2000年后由于成本降低而使用戶數(shù)量大增；美國(guó)在2002年前后的12月中FTTH的安裝數(shù)量增加了200%以上。

FTTH[遇到的挑戰(zhàn):現(xiàn)在廣泛采用的ADSL技術(shù)尚有一定優(yōu)勢(shì)。與FTTH相比:①價(jià)格低廉②利用原有銅線網(wǎng)使工程建設(shè)簡(jiǎn)單③對(duì)于目前影視節(jié)目及文件的傳輸ADSL既可滿足需求。這些原因使得FTTH目前大量推廣受制約。

設(shè)備成本過(guò)高造成投資效益低是阻礙FTTH發(fā)展關(guān)鍵因素。目前FTTH的設(shè)備價(jià)格還非常高昂，往往一線售價(jià)近1000美元，但在日本和美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家仍然得到了較好的發(fā)展，其原因之一就是其電信運(yùn)營(yíng)商可以向用戶收取較高的服務(wù)費(fèi)。據(jù)了解，在日本電信運(yùn)營(yíng)商向FTTH用戶每月收取5000—6000日元服務(wù)費(fèi)，折合人民幣約400—500元，在美國(guó)FTTH用戶每戶每月服務(wù)費(fèi)也約為80—100美元，電信運(yùn)營(yíng)商的FTTH網(wǎng)絡(luò)一般2—3年可以收回投資，這種投資效益顯然是不錯(cuò)的。但在中國(guó)情況則完全不同。在國(guó)內(nèi)不少城市，由于激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，ADSL和基于5類線的LAN寬帶接入月使用費(fèi)已降到50元人民幣以下，個(gè)別使用費(fèi)較高的地區(qū)，如深圳，月使用費(fèi)也只有100元人民幣。基于這種寬帶接入服務(wù)的資費(fèi)水平根本無(wú)法支撐FTTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，投資回收周期長(zhǎng)達(dá)10年，這樣的投資效益顯然不可能喚起電信運(yùn)營(yíng)商的投資興趣。可見(jiàn)，寬帶接入市場(chǎng)需要的是低成本的FTTH，惟有低成本的FTTH才會(huì)有應(yīng)用和發(fā)展的機(jī)會(huì)，而且也一定會(huì)有發(fā)展的機(jī)會(huì)。

光纖本身也有缺點(diǎn)，如質(zhì)地較脆，機(jī)械強(qiáng)度低就是它的致命弱點(diǎn)。稍不注意，就會(huì)折斷于光纜外皮當(dāng)中。而且光纖的接續(xù)比較困難，施工人員要有比較好的切斷、連接、分路和耦合技術(shù)。

FTTH的解決方案:目前，F(xiàn)TTH接入技術(shù)主要有兩大類：基于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PassiveOpticalNetwork—PON）接入技術(shù)的EPON和GPON，基于小區(qū)有源交換接入（ActiveOpticalNetwork——AON）的FiberP2P技術(shù)。

P2P方案一一優(yōu)點(diǎn):各用戶獨(dú)立傳輸互不影響,體制變動(dòng)靈活;可以采用廉價(jià)的低速光電子模塊;傳輸距離長(zhǎng)。缺點(diǎn):需要在用戶區(qū)安置1個(gè)匯總用戶的有源節(jié)點(diǎn)，用以減少用戶直接到局的光纖和管道數(shù)量。

PON方案——優(yōu)點(diǎn):無(wú)源網(wǎng)絡(luò)維護(hù)簡(jiǎn)單，原則上可以節(jié)省光電子器件和光纖。缺點(diǎn):需要采用價(jià)格昂貴的高速光電子模塊;需要采用區(qū)分用戶距離不同的電子模塊,避免各用戶上行信號(hào)互相沖突;傳輸距離受PON分比而縮短;各用戶的下行帶寬互相占用,如果用戶帶寬得不到保證時(shí),不僅要網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容,還需要更換PON和更換用戶模塊來(lái)解決。

PON有多種,一般有如下幾種:(1)APON:即ATM-PON,適合ATM交換網(wǎng)絡(luò)。(2)BPON:即寬帶的PON。(3)OPON:采用通用幀處理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太網(wǎng)技術(shù)的PON,0EPON是千兆畢以太網(wǎng)的PON。(5)WDM-PON:采用波分復(fù)用來(lái)區(qū)分用戶的PON,由于用戶與波長(zhǎng)有關(guān),使維護(hù)不便,在FTTH中很少采用。

近來(lái),由于無(wú)線接入技術(shù)的迅速發(fā)展，可用作WLAN的IEEE802.11g協(xié)議,傳輸帶寬可達(dá)54Mbps,覆蓋范圍達(dá)100米以上,目前已可商用。如果采用無(wú)線接入WLAN作用戶的數(shù)據(jù)傳輸,對(duì)于一般用戶其上行數(shù)據(jù)量不大,IEEES02.11g是可以滿足的。而FTTH主要解決HDTV寬帶視頻的大數(shù)據(jù)下行傳輸,在需要時(shí)也可包含一些下行數(shù)據(jù)。這就形成“光纖到家庭+無(wú)線接入”(FTTH+無(wú)線接入)的家庭網(wǎng)絡(luò)。這種家庭網(wǎng)絡(luò),如果采用PON方式就特別簡(jiǎn)單,因?yàn)榇薖ON無(wú)上行數(shù)據(jù),不需要測(cè)距的電子模塊,使得成本大大降低,維護(hù)也十分簡(jiǎn)單。如果所屬PON的用戶群體被無(wú)線城域網(wǎng)WiMAX(1EEE802.16)覆蓋,那么就不需要再建設(shè)專用的WLAN。接入網(wǎng)采用無(wú)線是趨勢(shì),但無(wú)線接入網(wǎng)仍需要密布于用戶附近的光纖網(wǎng)來(lái)支撐,與FTTH基本相當(dāng)。FTTH+無(wú)線接入是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)。

3.光纖的正確選擇和使用

下面談?wù)劰饫w的正確選擇和使用方法。光纖大類上可分為多模光纖和單模光纖。

多模光纖是指可以傳輸多個(gè)光傳導(dǎo)模的光纖。在光纖通信初期，就是使用的就是多模光纖(G.651光纖)，其工作波長(zhǎng)在850nm或1300nm，衰減常數(shù)分別為<4dB/km和<3dB/km，色散系數(shù)分別為<120ps/(nm.km)和<6ps/(nm.km)。由于它的衰耗和色散大，故只能用于短距離通信。但它芯徑大，對(duì)于接頭和連接器的要求都不高，使用起來(lái)比單模光纖要方便，目前多用于局域網(wǎng)。

單模光纖是指只傳輸一個(gè)光傳導(dǎo)模（基模）的光纖。其主要優(yōu)點(diǎn)是衰減較小，傳輸距離長(zhǎng)，傳輸容量大，在長(zhǎng)途骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)等場(chǎng)合均有廣泛應(yīng)用。單模光纖由于只能傳輸基模，它不存在模間時(shí)延差，具有比多模光纖大得多的帶寬，單模光纖的帶寬可達(dá)幾十GHz以上。所以單模光纖特別適合用于長(zhǎng)距離、大容量的通信系統(tǒng)。隨著光纖制造技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，單模光纖的種類也在發(fā)展。常用的單模光纖有以下幾種:G.652光纖，G.653光纖，G.655光纖。

選擇光纖時(shí)應(yīng)該注意以下三個(gè)參數(shù):①最大無(wú)中繼傳輸距離②波長(zhǎng)的最大比特率③光纖的波長(zhǎng)數(shù)。以上參數(shù)都必須考慮到光纖布設(shè)終期的要求。如果最大無(wú)中繼傳輸距離在50～100km，建議選擇G.652常規(guī)光纖，它價(jià)格低廉，適合短距離傳輸。如果距離更長(zhǎng)，但只需要單波長(zhǎng)在10Gbit/s以上，則可選用G.653色散位移光纖。如果不但距離長(zhǎng)，而且需要多波長(zhǎng)承載10Gbit/s或更高速率，那么最佳選擇則是G.655光纖。

由此可以總結(jié)出以下光纖選擇原則:1.距離短應(yīng)選擇G.652常規(guī)光纖,采用較多纖芯所增加的投資不大。2.長(zhǎng)距離光纜因?yàn)閭鬏斁嚯x長(zhǎng)，必須采用高速率和多波長(zhǎng)的波分復(fù)用技術(shù)，G.655色散位移光纖是最為理想的選擇。

4.結(jié)束語(yǔ)

光纖通信技術(shù)現(xiàn)已作為一種重要的現(xiàn)代信息傳輸技術(shù)之一，在現(xiàn)在的信息社會(huì)背景下得到了普遍意義上的應(yīng)用，在全球通信領(lǐng)域及相關(guān)行業(yè)在全球處于非常低迷的狀態(tài)時(shí)，光纖通信技術(shù)仍得到了一些發(fā)展。依照我國(guó)現(xiàn)行的通信技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展模式，光纖通信技術(shù)的應(yīng)用必會(huì)代替一切其他的信息傳送方式，而成為未來(lái)通信領(lǐng)域發(fā)展的主流技術(shù)，帶領(lǐng)人類進(jìn)入全光時(shí)代!