浅谈光传输技术的发展

来源：职称驿站所属分类：光电技术论文发布时间：2011-06-23 17:06:04浏览：次

　　摘要：近年来，光传输网络有了长足的进步，无论是光传输技术还是光传输网络的部署和应用都有了新的发展。从DSL到光纤入户，速率从几十K到几十M甚至上百M，宽带接入技术在十年间发生了翻天覆地的变化。GPON已成为主流，EPON也在迎头赶上，还有10GPON等能够带来更高带宽的接入技术已经蓄势待发。
　　关键字：光传输；xPON；发展
　　一、光传输技术概念
　　光传输是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信力式。在光传输系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光传输的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路，光纤之间的中绕非常小，光波在光纤中传输，不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听，光纤的芯很细，由多芯组成光缆的直径也很小，所以用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题。
　　现阶段，无源光网络P(ON)技术是实现FT－Tx的主流技术。典型的PON系统由局侧OLT光(线路终端)、用户侧ONUO/NT(光网络单元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配网络)组成。PON技术可节省主干光纤资源和网络层次，在长距离传输条件夏可提供双向高带宽能力，接入业务种类丰富，运维成本大幅降低，适合于用户区域较分散而每一区域内用户又相对集中的小面积密集用户地区。
　　二、未来通信市场发展趋势
　　业务需求驱动网络发展和演进是电信网络发展的重要特征，伴随互联网规模不断发展壮大，与互联网息息相关的业务呈现“爆炸式”增长，互联网技术衍生出各种各样的业务应用。从市场的需求现状和发展趋势来看，新兴宽带业务的不断出现，传统的铜线接入技术已经很难满足接入带宽要求，国内外运营商也在不断探索新通信环境下的接入技术应用和网络转型，不同的国家和地区网络基础不同，对技术的选择和网络发展方面也有所差异，不过所有运营商在接入层发展方面的理解基本是一致的，即“光进铜退”，似乎可以提升末端用户接入带宽，“光进铜退”也就暂时作为今后相当长一段时间内国内外运营商网络转型的重点。
　　三、xPON应用带来的新变化
　　xPON技术就是以光纤为传输媒质，采用波分复用技术，具备高接入带宽，全程无源分光传输的光接入技术，相比其他光接入技术具有明显的优势。xPON技术的典型应用主要有FTTB/C(光纤到大楼/分线盒)、FTTH(光纤到户)、FTTO(光纤到公司或办公室)等几种模式，光终结点越靠近用户，平均投资越大，FTTH模式单用户投资最大，但带宽性能和运维管理最佳，FTTH是网络发展的目标。
　　凭借组网、业务和管理等优势，xPON作为“光进铜退”网络转型的最佳技术已在业内达成共识，“光进铜退”的建网思路不但优化了建网成本，而且从根本上解决了宽带业务开展和接入带宽的矛盾。当前“光进铜退”的应用模式以FTTB（光纤到大楼）为主，FTTH（光纤到家庭）为辅，改变了传统接入网的建网思路，与传统的接入网部署相比，“光进铜退”网络的特点主要表现在以下几个方面：
　　1、接入设备走出机房。接入点更靠近用户，接入设备部署于楼宇内部，没有专用机房，接入点处于无人职守和无人维护状态。
　　2、接入点数量大大增加。一般的接入点容量在几线到几十线范围，相比以往几百线的容量，接入点数量成几倍甚至几十倍的增加。
　　3、光缆和铜缆的长度比例改变。主干线路由传统的铜缆转变为光缆，光缆变长铜缆变短，从铜缆维护为主转变为光缆维护为主。
　　4、业务类型更加丰富。带宽瓶颈打破，视频业务增长，逐渐从单一业务向多业务、从粗放型业务向精细化业务转变。
　　“光进铜退”后接入网络变得与以往不同，需要相配套的运维方案才能更好地发挥其网络优势，实现运营增收的同时实现运营节支。
　　四、FTTx发展思路
　　随着光进铜退的逐步推进，DSL接入节点逐步下移，市场份额将逐年降低。但是中国电信集团公司科技委主任韦乐平认为，作为实现用户最后几百米接入的方式，DSL至少还有10年的生存空间。“DSL作为用户家庭接入的主要方式，将和PON共存10年”。
　　以xPON（无源光网络）技术为代表的光纤接入网络，具有高带宽、抗干扰、易拓展、接入距离长等特点，是现阶段实现宽带提速的最佳技术方案，EPON产业链成熟商用化程度高，支持1Gbps的上下对称以太网速率，GPON支持最大2.5Gbps的上下对称以太网速率，但GPON产业链尚不成熟。考虑国内基于铜线接入的DSL网络已经非常普及，运营商的铜缆资源也铺设得非常到位，摒弃铜线接入全部改造为光纤接入是不现实的，需综合考虑宽带提速和现网资源利用、建网成本和投资回报等因素实施现网的网络优化。基于“光进铜退”和“光铜结合”的FTTx网络演进方案能较好地满足宽带接入网络优化的要求。
　　在FTTx发展中，接入层需要新建一张巨大的光纤分配网络，即ODN网络。ODN网络建设成本高昂，最高可占总体投资的50%-70%，是FTTx投资的重点。同时，ODN也是FTTx管理的难点。首先它相比铜线简单的P2P结构，ODN多采用P2MP拓扑，网络中的接续节点多，网络管理复杂。其次，光纤比铜线敏感，更容易受损。因此，对ODN进行高效的建设、运营和维护至关重要，需要一套智能、准确的管理解决方案，确保ODN网络得到充分利用，有效保护长期投资。目前，如何对ODN网络进行科学的管理已经成为各大运营商和ITU-T等标准组织关注的焦点。
　　那么能否在不改变ODN的无源特性下，解决ODN管理的两大核心问题，实现ODN的自动化管理呢？业界提出了iODN（智能ODN）解决方案。在iODN解决方案中，ODN产品新增了以下智能特性：光纤标识管理、端口状态收集、端口查找指示、可视化工具PDA等。
　　iODN解决方案可以实现ODN光纤连接信息的自动录入和管理，保证存量系统信息的准确无误和及时同步。同时，通过PDA的可视化软件及iODN设备上的智能LED指示，可以实现光纤自动化查找、精确操作，极大提高运维效率，实现ODN网络的高效运营和维护。此外，基于iODN架构，在存量系统基础上可以开发出多种增值应用，实现施工、运维全流程自动化。