寬帶光纖接入關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展展望

孫珂

摘? 要：伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們生活質(zhì)量也在不斷地提升，我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展帶動(dòng)了我國信息技術(shù)的快速發(fā)展，人們的生活與工作都離不開網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)改變了人們的生活與工作方式，每種寬帶的使用場合都是不同的，對(duì)于公司與家庭的寬帶的用途是不同的，寬帶點(diǎn)對(duì)點(diǎn)有源光纖系統(tǒng)更適合于企業(yè)用戶;寬帶點(diǎn)對(duì)點(diǎn)有源以太網(wǎng)光纖系統(tǒng)適合于分散地區(qū)的低密度用戶; 寬帶點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無源光纖系統(tǒng)最適合于密集地區(qū)的新建或改造應(yīng)用。筆者對(duì)寬帶光纖接入關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了簡單的分析，并對(duì)未來發(fā)展進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：寬帶光纖? 接入? 關(guān)鍵技術(shù)? 發(fā)展展望

中圖分類號(hào)：TN915.63 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2020）07（c）-0159-03

Abstract： With the development of economy and society， people's life quality is also improving. The rapid development of science and technology in China has led to the rapid development of information technology in China. People's life and work are inseparable from the network. The emergence of the network has changed people's way of life and work. Each kind of broadband is used in different occasions， for companies and families The broadband point-to-point active optical fiber system is more suitable for enterprise users： the broadband point-to-point active Ethernet optical fiber system is suitable for low-density users in scattered areas; the broadband point-to-multipoint passive optical fiber system is most suitable for new construction or transformation applications in dense areas. In this paper， the key technologies of broadband optical access are analyzed， and the future development is also prospected.

Key Words： Broadband optical fiber; Access; Key technology; Development prospect

伴隨著通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，寬帶接入已成為拉動(dòng)固網(wǎng)運(yùn)營商務(wù)增長的重要原因之一，進(jìn)入21世紀(jì)以來，伴隨著新科技的不斷研究，在通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域都有了很大的發(fā)展[2]。互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展為我們的生活帶來了新的體驗(yàn)，互聯(lián)網(wǎng)寬帶光纖技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)的接入更加促進(jìn)了我國寬帶網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)的快速發(fā)展，為我國廣大用戶提供了足夠?qū)拵c十分豐富的多媒體寬帶業(yè)務(wù)，可以促進(jìn)社會(huì)更快地融進(jìn)國際發(fā)展的步伐。

1? 幾種常見的寬帶光纖接入網(wǎng)類型

充分利用光纖的巨大帶寬鏈接，通過無線鏈接提供的流動(dòng)特性，因此它可以滿足各種需求的訪問網(wǎng)絡(luò)能力和機(jī)動(dòng)性增強(qiáng)以及功耗和降低成本。 因此未來寬帶接入網(wǎng)絡(luò)基于學(xué)院信息技術(shù)將提供一個(gè)負(fù)擔(dān)得起的替代解決方案在不同的應(yīng)用場景，包括會(huì)議中心、機(jī)場、酒店、購物中心，并最終包括家庭和小型辦公室。 預(yù)計(jì)，在未來光學(xué)無線接入網(wǎng)絡(luò)，毫米波樂隊(duì)將用來解決問題的頻率擁堵，以滿足更高的信號(hào)帶寬的需求。

伴隨著信息傳輸向數(shù)字化的過渡，光纖的到來也是促進(jìn)這種過渡的一種有效途徑。在當(dāng)前時(shí)代發(fā)展的過程中，寬帶光纖接入網(wǎng)技術(shù)主要有以下幾種，有光源接入網(wǎng)，無光源接入網(wǎng)以及全光源接入網(wǎng)三種基本類型。

1.1 有光源接入網(wǎng)

有光源接入指的是運(yùn)用SDH光纖為其提供一個(gè)良好的傳輸平臺(tái)，有光源接入網(wǎng)基本上被分成了兩種形態(tài)存在，一種是雙星網(wǎng)，另外一種是單星網(wǎng)。以用戶為一個(gè)單元采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，并對(duì)遠(yuǎn)端接入實(shí)行復(fù)接，這樣就可以啟動(dòng)復(fù)用信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中心與遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳播，這就被稱為雙星網(wǎng)，主要優(yōu)點(diǎn)就是可以在使用上進(jìn)行共享，這就讓生產(chǎn)成本變得比較低，同時(shí)也讓網(wǎng)絡(luò)傳輸更具有靈活性。

1.2 無光源接入網(wǎng)

無光源接入網(wǎng)主要就是將路由器光波的復(fù)用器與光纖上的放大器相結(jié)合所形成的網(wǎng)，這種網(wǎng)主要包括兩種類型：一種是無源雙星網(wǎng)，另一種是多星網(wǎng)。

采用無源光纖接入網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是能夠讓更多的用戶在設(shè)備上對(duì)光纜進(jìn)行共享，從而會(huì)讓廠商的運(yùn)營成本降低，并且可以讓光纖得到充分的利用;第二是業(yè)務(wù)是透明的，可以對(duì)寬帶業(yè)務(wù)十分方便地進(jìn)行升級(jí)，能夠?yàn)橛脩籼峁┰丛床粩嗟姆?wù)。

1.3 全光接入網(wǎng)

在網(wǎng)絡(luò)的控制中心來對(duì)光波復(fù)用器以及光的開關(guān)進(jìn)行應(yīng)用，將這樣形成的寬帶運(yùn)用到用戶，這樣來更好地實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)用戶與寬帶之間的傳輸。

這也有很多優(yōu)點(diǎn)，這樣可以更好地打破原本光源器件之間所存在的限制，將光纖的運(yùn)用發(fā)展到最大的運(yùn)用程度，這在一定程度上提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣纫约靶畔⒌陌l(fā)送效率，全光接入網(wǎng)也是未來可以達(dá)到最理想的接入網(wǎng)的形式[5]。

2? 寬帶接入網(wǎng)發(fā)展的現(xiàn)狀

21世紀(jì)以來，全球?qū)拵У慕尤刖W(wǎng)已經(jīng)有了一個(gè)很大的發(fā)展，在2004年的互聯(lián)網(wǎng)用戶已經(jīng)到了1.12億，韓國和日本是運(yùn)用寬帶最多的兩個(gè)國家，這樣的發(fā)展情況與當(dāng)?shù)卣拇罅χС质欠植婚_的。近幾年來，我國的寬帶光纖技術(shù)才開始進(jìn)入快速發(fā)展的階段，根據(jù)對(duì)這幾年數(shù)據(jù)的調(diào)查，在2003年底我國寬帶上網(wǎng)網(wǎng)民為1740萬，在網(wǎng)上進(jìn)行寬帶注冊(cè)的人們也僅僅才1010萬。一直到2001—2003年間，我國互聯(lián)網(wǎng)寬帶的人們從200萬漲到了1740萬，平均每年的增長率為385%。寬帶用戶也快速地增長。

3? 寬帶光纖接入關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 采用內(nèi)置SDH技術(shù)

對(duì)于有源光纖接入網(wǎng)，通常采用的是內(nèi)置式的SDH技術(shù)，主要原因是這種技術(shù)進(jìn)行寬帶連接的速率和對(duì)光接口都能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，可以更好地促進(jìn)通信部門與用戶之間的連接，更進(jìn)一步提升接入網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化和它的兼容性，同時(shí)也可以更好地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的升級(jí)。采用這種技術(shù)進(jìn)行連接，可以更好地對(duì)光纖進(jìn)行操作，能夠更好地適應(yīng)未來的發(fā)展，這種技術(shù)還可以讓有光源光纖接入網(wǎng)更具有穩(wěn)定性，能夠不斷促進(jìn)光纖接入技術(shù)的不斷發(fā)展，提高自我保護(hù)的能力[6]。

3.2 使用WDM、TDM技術(shù)

隨著我國市場的不斷擴(kuò)大，光纖在市場上的價(jià)格也在降低，光纖的制造技術(shù)也在不斷地成熟。另外，一批關(guān)鍵技術(shù)，比如無源光器件、光網(wǎng)絡(luò)、有源光器件與WDM、TDM等技術(shù)快速的發(fā)展，都為寬帶光纖接入網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)提供了很多技術(shù)支持。在光纖技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，無源光纖里面的接入網(wǎng)相對(duì)來說是一種最合適的接入技術(shù)，在接入的過程中運(yùn)用的是PON技術(shù)，這種技術(shù)成本低，今后還比較容易升級(jí)，可以滿足用戶升級(jí)的需求。伴隨著人們生活質(zhì)量的不斷提升，接入網(wǎng)容量也在不斷地提升還有網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要，WDM與TDM正好滿足了這一需求，進(jìn)一步來滿足了我國對(duì)于接入網(wǎng)技術(shù)的升級(jí)系統(tǒng)。這種情況下，也促進(jìn)了很多其他技術(shù)的快速發(fā)展，比如管線放大器技術(shù)等等。

3.3 全光本地交換積極全光傳輸網(wǎng)技術(shù)

運(yùn)用路由器保護(hù)與換掉昂貴的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備可以更好的優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，因此全光本地交換的技術(shù)也就由此而產(chǎn)生，通過整數(shù)線性規(guī)劃模型啟發(fā)式的解決方案，該方案旨在最大覆蓋下生存能力約束的連接無線路由器。當(dāng)分布光纖壞了，每個(gè)ONU可以傳輸數(shù)據(jù)到備份ONU使用無線路由器通過node-disjoint無線路徑傳輸延遲的約束。仿真結(jié)果表明用戶結(jié)束的網(wǎng)絡(luò)覆蓋不同數(shù)量的責(zé)任和無線路由器，網(wǎng)絡(luò)覆蓋和成本之間的關(guān)系，說明所代表的數(shù)字無線路由器。同時(shí)，這種方法演示了真正的城市本身的可行性cloud-integrated無線光學(xué)寬帶接入。對(duì)這種技術(shù)的應(yīng)用可以更好地促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)寬帶技術(shù)的發(fā)展，還可以為用戶提供3D立體的畫面，運(yùn)用手機(jī)進(jìn)行信息傳輸?shù)臅r(shí)候能夠讓速度達(dá)到最快而且高效地運(yùn)行。對(duì)傳光傳輸網(wǎng)接觸中運(yùn)用光分路器、放大器與交叉系統(tǒng)相連接，這就組成了接入網(wǎng)上面的傳輸層的建立，這樣就為廣大的用戶提供了無源光纖的一個(gè)寬帶接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了有線電視的業(yè)務(wù)與二維視頻之間的互相交換，成功成熟網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有很多的優(yōu)點(diǎn)，它的寬帶比較足比較大，在運(yùn)用起來的時(shí)候相對(duì)來說也較靈活，擁有更高的可靠性，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)的快慢與傳輸?shù)乃俾赎P(guān)系不大，從而促使網(wǎng)絡(luò)可以更好地進(jìn)行升級(jí)。

當(dāng)前，在我國有源無源相融合也在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)，在發(fā)展的過程中細(xì)節(jié)部分需要改善，相信未來，寬帶光纖也會(huì)朝著更好的方向發(fā)展。

4? 發(fā)展展望

光纖用戶作重要的特點(diǎn)之一就是寬帶，提高網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行中的效率與協(xié)議上面的公開透明度，這樣可以為用戶提供各種各樣的需求，可以讓用戶實(shí)現(xiàn)家庭購物，運(yùn)用電腦就能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程教育，還有視頻的點(diǎn)播，在閑來無事時(shí)也可以去觀看高度清晰的電視等等，這都要通過銅線、雙絞線相結(jié)合才可以達(dá)到理想的目標(biāo)，但是對(duì)于光纖到戶來說，卻是十分簡單的。

最近幾年來信息技術(shù)在不斷地發(fā)展，多媒體的出現(xiàn)也改變了人們工作與學(xué)生學(xué)習(xí)的方式，寬帶光纖的接入關(guān)鍵技術(shù)在這時(shí)候就顯得格外的重要。我國通信部門在對(duì)于寬帶光纖的研究技術(shù)也在快速地發(fā)展中。接入關(guān)鍵技術(shù)可以讓寬帶在傳輸?shù)臅r(shí)候傳輸?shù)酶h(yuǎn)，也縮小了電腦遠(yuǎn)程與本機(jī)交換的規(guī)模，從而使電信網(wǎng)的覆蓋面積變得更大，節(jié)點(diǎn)也變得更少，這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加簡單。另外運(yùn)用寬帶光纖接入技術(shù)能夠減少干線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從而會(huì)使數(shù)據(jù)傳播的速度變得更快，提高用戶的滿意程度。接入網(wǎng)是會(huì)應(yīng)對(duì)廣大用戶的，很多業(yè)務(wù)的開展工作都可以直接經(jīng)過接入網(wǎng)才可以完成，這樣可以為核心網(wǎng)承擔(dān)部分壓力。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在運(yùn)行的過程中在快速地變化著，接入網(wǎng)的接入形式也隨之而變化，這在一定程度上帶動(dòng)了接入網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。

5? 結(jié)語

隨著我國綜合國際地位的不斷提高，網(wǎng)速的快慢對(duì)人們上網(wǎng)體驗(yàn)的影響也越來越大，光纖接入技術(shù)對(duì)于寬帶的發(fā)展來說是十分重要的，推動(dòng)光纖到戶的建設(shè)，對(duì)我國信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是十分重要的，在發(fā)展的過程中，政府也要加大對(duì)于光纖到戶的投入，不斷促進(jìn)我國網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的提升，帶動(dòng)我國網(wǎng)絡(luò)寬帶技術(shù)的快速發(fā)展，從而帶動(dòng)信息產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展。

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