光纖通信技術(shù)（optical fiber communications）從光通信中脫穎而出，已成為現(xiàn)代通信的主要支柱之一，在現(xiàn)代電信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。光纖通信作為一門(mén)新興技術(shù)，其近年來(lái)發(fā)展速度之快、應(yīng)用面之廣是通信史上罕見(jiàn)的，也是世界新技術(shù)革命的重要標(biāo)志和未來(lái)信息社會(huì)中各種信息的主要傳送工具。

光纖即為光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)稱(chēng)。光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。從原理上看，構(gòu)成光纖通信的基本物質(zhì)要素是光纖、光源和光檢測(cè)器。光纖除了按制造工藝、材料組成以及光學(xué)特性進(jìn)行分類(lèi)外，在應(yīng)用中，光纖常按用途進(jìn)行分類(lèi)，可分為通信用光纖和傳感用光纖。傳輸介質(zhì)光纖又分為通用與專(zhuān)用兩種，而功能器件光纖則指用于完成光波的放大、整形、分頻、倍頻、調(diào)制以及光振蕩等功能的光纖，并常以某種功能器件的形式出現(xiàn)。

光纖通信是利用光波作載波，以光纖作為傳輸媒質(zhì)將信息從一處傳至另一處的通信方式，被稱(chēng)之為“有線”光通信。當(dāng)今，光纖以其傳輸頻帶寬、抗干擾性高和信號(hào)衰減小，而遠(yuǎn)優(yōu)于電纜、微波通信的傳輸，已成為世界通信中主要傳輸方式。

1966年英籍華人高錕(Charles Kao)發(fā)表論文提出用石英制作玻璃絲(光纖)，其損耗可達(dá)20dB/km，可實(shí)現(xiàn)大容量的光纖通信。當(dāng)時(shí)，世界上只有少數(shù)人相信，如英國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)電信實(shí)驗(yàn)室(STL)、美國(guó)的Corning玻璃公司，Bell實(shí)驗(yàn)室等領(lǐng)導(dǎo)。2009年高錕因發(fā)明光纖獲得諾貝爾獎(jiǎng)。1970年，Corning公司研制出損失低達(dá)20dB/km，長(zhǎng)約30 m的石英光纖，據(jù)說(shuō)花費(fèi)了3000千萬(wàn)美元。1976年Bell實(shí)驗(yàn)室在華盛頓亞特蘭大建立了一條實(shí)驗(yàn)線路，傳輸速率僅45Mb/s，只能傳輸數(shù)百路電話，而用中同軸電纜可傳輸1800路電話。因?yàn)楫?dāng)時(shí)尚無(wú)通信用的激光器，而是用發(fā)光二管(LED)做光纖通信的光源，所以速率很低。1984年左右，通信用的半導(dǎo)體激光器研制成功，光纖通信的速率達(dá)到144Mb/s，可傳輸1920路電話。1992年一根光纖傳輸速率達(dá)到2.5Gb/s，相當(dāng)3萬(wàn)余路電話。1996年，各種波長(zhǎng)的激光器研制成功，可實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)多通道的光纖通信，即所謂“波分復(fù)用”(WDM)技術(shù)，也就是在1根光纖內(nèi)，傳輸多個(gè)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)。于是光纖通信的傳輸容量倍增。在2000年，利用WDM技術(shù)，一根光纖光纖傳輸速率達(dá)到640Gb/s。有人對(duì)高錕1976年發(fā)明了光纖，而2010年才獲得諾貝爾獎(jiǎng)有很大的疑問(wèn)。事實(shí)上，從以上光纖發(fā)展史可以看出，盡管光纖的容量很大，沒(méi)有高速度的激光器和微電子仍不能發(fā)揮光纖超大容量的作用。電子器件的速率才達(dá)到吉比特/秒量級(jí)，各種波長(zhǎng)的高速激光器的出現(xiàn)使光纖傳輸達(dá)到太比特/秒量級(jí)(1Tb/s=1000 Gb/s)，人們才認(rèn)識(shí)到“光纖的發(fā)明引發(fā)了通信技術(shù)的一場(chǎng)革命!”

光纖通信優(yōu)點(diǎn)和不足

（1)通信容量大、傳輸距離遠(yuǎn)；一根光纖的潛在帶寬可達(dá)20THz。采用這樣的帶寬，只需一秒鐘左右，即可將人類(lèi)古今中外全部文字資料傳送完畢。400Gbit/s系統(tǒng)已經(jīng)投入商業(yè)使用。光纖的損耗低，在光波長(zhǎng)為1.55μm附近，石英光纖損耗可低于0.2dB/km，這比任何傳輸媒質(zhì)的損耗都低。因此，無(wú)中繼傳輸距離可達(dá)幾十、甚至上百公里。

(2)信號(hào)干擾小、保密性能好；

(3）抗電磁干擾、傳輸質(zhì)量佳，電通信不能解決各種電磁干擾問(wèn)題，唯有光纖通信不受各種電磁干擾。

(4）光纖尺寸小、重量輕，便于鋪設(shè)和運(yùn)輸；

(5）材料來(lái)源豐富，環(huán)境保護(hù)好，有利于節(jié)約有色金屬銅。

(6）無(wú)輻射，難于竊聽(tīng)，因?yàn)楣饫w傳輸?shù)墓獠ú荒芘艹龉饫w以外。現(xiàn)代電信網(wǎng)

(7)光纜適應(yīng)性強(qiáng)，壽命長(zhǎng)。

(8）質(zhì)地脆，機(jī)械強(qiáng)度差。

(9）光纖的切斷和接續(xù)需要一定的工具、設(shè)備和技術(shù)。

(10）分路、耦合不靈活。

(11）光纖光纜的彎曲半徑不能過(guò)小（>20cm）

(12）有供電困難問(wèn)題。

利用光波在光導(dǎo)纖維中傳輸信息的通信方式．由于激光具有高方向性、高相干性、高單色性等顯著優(yōu)點(diǎn)，光纖通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光－光纖通信．

光纖通信原理與應(yīng)用

光纖通信的原理是：在發(fā)送端首先要把傳送的信息（如話音）變成電信號(hào)，然后調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上，使光的強(qiáng)度隨電信號(hào)的幅度（頻率）變化而變化，并通過(guò)光纖發(fā)送出去；在接收端，檢測(cè)器收到光信號(hào)后把它變換成電信號(hào)，經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信息．

隨著信息技術(shù)傳輸速度日益更新，光纖技術(shù)已得到廣泛的重視和應(yīng)用。在多微機(jī)電梯系統(tǒng)中，光纖的應(yīng)用充分滿足了大量的數(shù)據(jù)通信正確、可靠、高速傳輸和處理的要求。光纖技術(shù)在電梯上的應(yīng)用，大大提高了整個(gè)控制系統(tǒng)的反應(yīng)速度，使電梯系統(tǒng)的并聯(lián)群控性能有了明顯提高。電梯上所使用的光纖通信裝置主要由光源、光電接收器和光纖組成。

光纖通信光源

微機(jī)控制系統(tǒng)輸出的信號(hào)為電信號(hào)，而光纖系統(tǒng)傳輸?shù)氖枪庑盘?hào)，因此，為了把微機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生的電信號(hào)在光纖中傳輸，首先要把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。光源就是這樣一種電光轉(zhuǎn)換器件。

光源首先將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，再向光纖發(fā)送光信號(hào)。在光纖系統(tǒng)中，光源具有非常重要的地位?？勺鳛楣饫w光源的有白熾燈、激光器和半導(dǎo)體光源等。半導(dǎo)體光源是利用半導(dǎo)體的 PN結(jié)將電能轉(zhuǎn)換成光能的，常用的半導(dǎo)體光源有半導(dǎo)體發(fā)光二管（LED）和激光二管（LD） 。

　　半導(dǎo)體光源因其體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、與光纖易于相容等優(yōu)點(diǎn)，在光纖傳輸系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

光纖通信光電接收器

在光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)在被微機(jī)系統(tǒng)所接收前，首先要還原成相應(yīng)的電信號(hào)。這種轉(zhuǎn)換是通過(guò)光接收器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。光接收器的作用就是將由光纖傳送過(guò)來(lái)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再把該電信號(hào)交由控制系統(tǒng)進(jìn)行處理。 光接收器是根據(jù)光電效應(yīng)的原理，用光照射半導(dǎo)體的 PN結(jié)，半導(dǎo)體的 PN結(jié)吸收光能后將產(chǎn)生載流子，因此產(chǎn)生 PN結(jié)的光電效應(yīng)，從而將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。應(yīng)用于光纖系統(tǒng)中的半導(dǎo)體接收器主要有半導(dǎo)體光電二管，光電三管、光電倍增管和光電池等。光電三管不僅能把入射光信號(hào)變成電信號(hào)，而且能把電信號(hào)放大，從而能夠與控制系統(tǒng)接口電路很好地匹配，所以光電三管的應(yīng)用廣泛。

光纖通信光纖

光纖是光信號(hào)的傳輸通道，是光纖通信的關(guān)鍵材料。

光纖由纖芯、包層、涂敷層及外套組成，是一個(gè)多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)圓柱體。纖芯的主體是二氧化硅，里面摻有微量的其它材料，用以提高材料的光折射率。纖芯外面有包層，包層與纖芯有不同的光折射率， 纖芯的光折射率較高， 用以保證光信號(hào)主要在纖芯里進(jìn)行傳輸。 包層外面是一層涂料，主要用來(lái)增加光纖的機(jī)械強(qiáng)度，以使光纖不受外來(lái)?yè)p害。光纖的外層是外套，也是起保護(hù)作用的。

光纖的兩個(gè)主要特征是損耗和色散。損耗是光信號(hào)在單位長(zhǎng)度上的衰減或損耗，用db/km表示，該參數(shù)關(guān)系到光信號(hào)的傳輸距離，損耗越大，傳輸距離越短。多微機(jī)電梯控制系統(tǒng)一般傳輸距離較短，因此為降低成本，大多選用塑料光纖。光纖的色散主要關(guān)系到脈沖展寬。 在三菱電梯控制系統(tǒng)中， 光纖通信主要用于群控與單梯間的數(shù)據(jù)傳送及兩臺(tái)并聯(lián)的單梯之間的數(shù)據(jù)傳送。三菱電梯所用的光纖裝置主要由光源、光接收器和光纖組成，其中光源和光接收器被封裝在光纖接插件的定插頭內(nèi)，光纖與動(dòng)插頭相連。

光纖通信光波分復(fù)用技術(shù)

光纖 WDM（Wavelength Division Multiplexing）技術(shù)是指使用多束激光在同一條光纖上同時(shí)傳輸多個(gè)不同波長(zhǎng)的光波技術(shù)。它能夠大地提高光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量。目前，1.6 Tbit/s的WDM系統(tǒng)已經(jīng)大規(guī)模商用化。為了進(jìn)一步提高光纖傳輸?shù)娜萘浚?995年后DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing）基礎(chǔ)成為了上主要的研究對(duì)象，朗訊貝爾實(shí)驗(yàn)室認(rèn)為商用的DWDM系統(tǒng)容量高能夠達(dá)到100 Tbit/s。目前，以10 Gbit/s為基礎(chǔ)的DWDM已在我國(guó)多個(gè)運(yùn)營(yíng)商中逐漸成為核心網(wǎng)主流。DWDM系統(tǒng)除了波長(zhǎng)數(shù)和傳輸容量不斷增加外，光傳輸距離也從600 km增加到了2000 km以上。除此之外，粗波分復(fù)用CWDM（Coarse Wavelength Division Multiplexing）也在城域光傳送網(wǎng)擴(kuò)展中應(yīng)運(yùn)而生，具有超大容量、短距離傳輸和低成本等優(yōu)勢(shì)。研究人員還發(fā)現(xiàn)，將多個(gè)光時(shí)分復(fù)用OTDM信號(hào)進(jìn)行波分復(fù)用能夠大大提高傳輸容量。只要適當(dāng)結(jié)合就能夠?qū)崿F(xiàn)Tbit/s以上的傳輸，因此，它也成為未來(lái)光纖通信的發(fā)展方向。實(shí)驗(yàn)室中大多數(shù)超過(guò)3 Tbit/s的傳輸實(shí)驗(yàn)都是采取這種方式實(shí)現(xiàn)的。

光纖通信光孤子通信技術(shù)

光波 光是一種特殊的ps數(shù)量級(jí)上的超短光脈沖，它經(jīng)過(guò)光纖長(zhǎng)距離傳輸后，波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離無(wú)畸變的通信的，在零誤碼的情況下信息傳遞可達(dá)到萬(wàn)里。眾多試驗(yàn)表明，它可以用于海底光纜通信等，而且適合與WDM系統(tǒng)結(jié)合構(gòu)成高速大容量的光通信，當(dāng)單信道速率達(dá)到40 Gbit/s以上時(shí)，光孤子通信的優(yōu)勢(shì)得以充分體現(xiàn)。

光纖通信光纖接入技術(shù)

光纖接入運(yùn)用PON技術(shù)可以與多種技術(shù)相結(jié)合，比如ATM\SDH和以太網(wǎng)等，分別產(chǎn)生APON、GPON、EPON。相比之下，EPON繼承了以太網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)而且成本相對(duì)較低，在和光纖技術(shù)相結(jié)合后，EPON不在只局限于局域網(wǎng)，還擴(kuò)展到城域網(wǎng)，甚至廣域網(wǎng)?，F(xiàn)在光纖到戶也采用EPON 技術(shù)；GPON對(duì)電路交換業(yè)務(wù)支持有優(yōu)勢(shì)，又能充分利用現(xiàn)有的SDH技術(shù)，但是技術(shù)較復(fù)雜，成本偏高；APON將用于實(shí)現(xiàn)FTTH方案。

光纖通信工作過(guò)程

發(fā)送：CPU 通過(guò)專(zhuān)用 IC芯片將并行數(shù)據(jù)串行化，并根據(jù)通信格式插入相應(yīng)位碼（起始、停止、校驗(yàn)位等） ，由輸出端 TXD將信號(hào)送入光纖接插件（即定插頭） ，再由光纖接插件中的光源進(jìn)行電—光轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的光信號(hào)通過(guò)光纖動(dòng)插頭向光纖發(fā)送光信號(hào)，光信號(hào)在光纖中向前傳播。

接收：來(lái)自光纖的光信號(hào)經(jīng)光纖接插件的動(dòng)插頭，向定插頭的接收器發(fā)送，接收器將接受到的光信號(hào)進(jìn)行光—電還原，從而得到相應(yīng)的電信號(hào)，該電 信號(hào)送入到專(zhuān)用的 IC 芯片的RXD輸入端，經(jīng)專(zhuān)用 IC芯片將串行數(shù)據(jù)改為并行數(shù)據(jù)后，再向 CPU傳送。

光纖通信應(yīng)用領(lǐng)域

光纖通信的應(yīng)用領(lǐng)域是很廣泛的，主要用于市話中繼線，光纖通信的優(yōu)點(diǎn)在這里可以充分發(fā)揮，逐步取代電纜，得到廣泛應(yīng)用。還用于長(zhǎng)途干線通信過(guò)去主要靠電纜、微波、衛(wèi)星通信，現(xiàn)以逐步使用光纖通信并形成了占全球優(yōu)勢(shì)的比特傳輸方法；用于全球通信網(wǎng)、各國(guó)的公共電信網(wǎng)（如中國(guó)的國(guó)家一級(jí)干線、各省二級(jí)干線和縣以下的支線）；它還用于高質(zhì)量彩色的電視傳輸、工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視和調(diào)度、交通監(jiān)視控制指揮、城鎮(zhèn)有線電視網(wǎng)、共用天線（CATV）系統(tǒng)，用于光纖局域網(wǎng)和其他如在飛機(jī)內(nèi)、飛船內(nèi)、艦艇內(nèi)、礦井下、電力部門(mén)、軍事及有腐蝕和有輻射等中使用。

光纖傳輸系統(tǒng)主要由：光發(fā)送機(jī)、光接收機(jī)、光纜傳輸線路、光中繼器和各種無(wú)源光器件構(gòu)成。要實(shí)現(xiàn)通信，基帶信號(hào)還必須經(jīng)過(guò)電端機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理后送到光纖傳輸系統(tǒng)完成通信過(guò)程。

它適合于光纖模擬通信系統(tǒng)中，而且也適用于光纖數(shù)字通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。在光纖模擬通信系統(tǒng)中，電信號(hào)處理是指對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行放大、預(yù)調(diào)制等處理，而電信號(hào)反處理則是發(fā)端處理的逆過(guò)程，即解調(diào)、放大等處理。在光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中，電信號(hào)處理是指對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行放大、取樣、量化，即脈沖編碼調(diào)制（PCM ）和線路碼型編碼處理等，而電信號(hào)反處理也是發(fā)端的逆過(guò)程。對(duì)數(shù)據(jù)光纖通信，電信號(hào)處理主要包括對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，和數(shù)字通信系統(tǒng)不同的是它不需要碼型變換。

光纖通信發(fā)展

光纖通信是現(xiàn)代通信網(wǎng)的主要傳輸手段，它的發(fā)展歷史只有一二十年，已經(jīng)歷三代：短波長(zhǎng)多模光纖、長(zhǎng)波長(zhǎng)多模光纖和長(zhǎng)波長(zhǎng)單模光纖．采用光纖通信是通信史上的重大變革，美、日、英、法等20多個(gè)國(guó)家已宣布不再建設(shè)電纜通信線路，而致力于發(fā)展光纖通信．中國(guó)光纖通信已進(jìn)入實(shí)用階段．

光纖通信的誕生和發(fā)展是電信史上的一次重要革命與衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信并列為20世紀(jì)90年代的技術(shù)。進(jìn)入21世紀(jì)后，由于因特網(wǎng)業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展和音頻、視頻、數(shù)據(jù)、多媒體應(yīng)用的增長(zhǎng)，對(duì)大容量（超高速和超長(zhǎng)距離）光波傳輸系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)有了更為迫切的需求。

光纖通信就是利用光波作為載波來(lái)傳送信息，而以光纖作為傳輸介質(zhì)實(shí)現(xiàn)信息傳輸，達(dá)到通信目的的一種新通信技術(shù)。

通信的發(fā)展過(guò)程是以不斷提高載波頻率來(lái)擴(kuò)大通信容量的過(guò)程，光頻作為載頻已達(dá)通信載波的上限，因?yàn)楣馐且环N頻率高的電磁波 ，因此用光作為載波進(jìn)行通信容量大，是過(guò)去通信方式的千百倍，具有大的吸引力，光通信是人們?cè)缇妥非蟮哪繕?biāo)，也是通信發(fā)展的必然方向。

光纖通信與以往的電氣通信相比，主要區(qū)別在于有很多優(yōu)點(diǎn)：它傳輸頻帶寬、通信容量大；傳輸損耗低、中繼距離長(zhǎng)；線徑細(xì)、重量輕，原料為石英，節(jié)省金屬材料，有利于資源合理使用；絕緣、抗電磁干擾性能強(qiáng)；還具有抗腐蝕能力強(qiáng)、抗輻射能力強(qiáng)、可繞性好、無(wú)電火花、泄露小、保密性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可在特殊環(huán)境或軍事上使用。

光纖通信趨勢(shì)

FTTH可向用戶提供豐富的帶寬，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所需要的光纖可能是現(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還未能提到日程上來(lái)，只有少量的試驗(yàn)。由于光電子器件的進(jìn)步，光收發(fā)模塊和光纖的價(jià)格大大降低；加上寬帶內(nèi)容有所緩解，都加速了FTTH的實(shí)用化進(jìn)程。

發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)FTTH的看法不完全相同：美國(guó)AT&T認(rèn)為FTTH市場(chǎng)較小，在0F62003宣稱(chēng)：FTTH在20-50年后才有市場(chǎng)。美國(guó)運(yùn)行商Verizon和Sprint比較積，要在10—12年內(nèi)采用FTTH改造網(wǎng)絡(luò)。日本NTT發(fā)展FTTH早，已經(jīng)有近200萬(wàn)用戶。中國(guó)FTTH處于試點(diǎn)階段。

光纖通信FTTH遇到的挑戰(zhàn)

現(xiàn)廣泛采用的ADSL技術(shù)提供寬帶業(yè)務(wù)尚有一定優(yōu)勢(shì)

與FTTH相比：①價(jià)格便宜②利用原有銅線網(wǎng)使工程建設(shè)簡(jiǎn)單③對(duì)于1Mbps—500kbps影視節(jié)目的傳輸可滿足需求。FTTH大量推廣受制約。

對(duì)于不久的將來(lái)要發(fā)展的寬帶業(yè)務(wù)，如：網(wǎng)上教育，網(wǎng)上辦公，會(huì)議電視，網(wǎng)上游戲，遠(yuǎn)程診療等雙向業(yè)務(wù)和HDTV高清數(shù)字電視，上下行傳輸不對(duì)稱(chēng)的業(yè)務(wù)，ADSL就難以滿足。尤其是HDTV，經(jīng)過(guò)壓縮，其傳輸速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技術(shù)開(kāi)發(fā)，可壓縮到5～6Mbps。通常認(rèn)為對(duì)QOS有所保證的ADSL的高傳輸速串是2Mbps，仍難以傳輸HDTV?？梢哉J(rèn)為HDTV是FTTH的主要推動(dòng)力。即HDTV業(yè)務(wù)到來(lái)時(shí)，非FTTH不可。

光纖通信FTTH的解決方案

通常有P2P點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和PON無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)兩大類(lèi)。

F2P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)：為了減少用戶直接到局的光纖和管道，需要在用戶區(qū)安置1個(gè)匯總用戶的有源節(jié)點(diǎn)。

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，以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)，不單是要網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容，還需要更換PON和更換用戶模塊來(lái)解決。（按照市場(chǎng)價(jià)格，PEP比PON經(jīng)濟(jì))

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，GPON是千兆以太網(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。

無(wú)線接入技術(shù)發(fā)展迅速?？捎米鱓LAN的IEEE802.11g協(xié)議，傳輸帶寬可達(dá)54Mbps，覆蓋范圍達(dá)100米以上，已可商用。如果采用無(wú)線接入WLAN作用戶的數(shù)據(jù)傳輸，包括：上下行數(shù)據(jù)和點(diǎn)播電視VOD的上行數(shù)據(jù)，對(duì)于一般用戶其上行不大，IEEE802.11g是可以滿足的。而采用光纖的FTTH主要是解決HDTV寬帶視頻的下行傳輸，當(dāng)然在需要時(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，就特別簡(jiǎn)單，因?yàn)榇薖ON無(wú)上行信號(hào)，就不需要測(cè)距的電子模塊，成本大大降低，維護(hù)簡(jiǎn)單。如果，所屬PON的用戶群體，被無(wú)線城域網(wǎng)WiMAX(1EEE802.16）覆蓋而可利用，那么可不必建設(shè)專(zhuān)用的WLAN。接入網(wǎng)采用無(wú)線是趨勢(shì)，但無(wú)線接入網(wǎng)仍需要密布于用戶臨近的光纖網(wǎng)來(lái)支撐，與FTTH相差無(wú)幾。FTTH+無(wú)線接入是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

光交換的發(fā)展

實(shí)際上可表示為：通信輸+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)。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。但由于光開(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)。

   通常在光網(wǎng)里傳輸?shù)男畔ⅲ话闼俣榷际莤Gbps的，電子開(kāi)關(guān)不能勝任。一般要在低次群中實(shí)現(xiàn)電子交換。而光交換可實(shí)現(xiàn)高速XGbDs的交換。當(dāng)然，也不是說(shuō)，一切都要用光交換，特別是低速，顆粒小的信號(hào)的交換，應(yīng)采用成熟的電子交換，沒(méi)有必要采用不成熟的

大容量的光交換。當(dāng)前，在數(shù)據(jù)網(wǎng)中,信號(hào)以“包”的形式出現(xiàn)，采用所謂“包交換”。包的顆粒比較小，可采用電子交換。然而，在大量同方向的包匯總后，數(shù)量很大時(shí)，就應(yīng)該采用容量大的光交換。

少通道大容量的光交換已有實(shí)用。如用于保護(hù)、下路和小量通路調(diào)度等。一般采用機(jī)械光開(kāi)關(guān)、熱光開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于這些光開(kāi)關(guān)的體積、功耗和集成度的限制，通路數(shù)一般在8—16個(gè)。

電子交換一般有“空分”和“時(shí)分”方式。在光交換中有“空分”、“時(shí)分”和“波長(zhǎng)交換”。光纖通信很少采用光時(shí)分交換。

光空分交換：一般采用光開(kāi)關(guān)可以把光信號(hào)從某一光纖轉(zhuǎn)到另一光纖?？辗值墓忾_(kāi)關(guān)有機(jī)械的、半導(dǎo)體的和熱光開(kāi)關(guān)等。采用集成技術(shù)，開(kāi)發(fā)出MEM微電機(jī)光開(kāi)關(guān)，其體積小到mm。已開(kāi)發(fā)出1296x1296MEM光交換機(jī)(Lucent），屬于試驗(yàn)性質(zhì)的。

光波長(zhǎng)交換：是對(duì)各交換對(duì)象賦于1個(gè)特定的波長(zhǎng)。于是，發(fā)送某1特定波長(zhǎng)就可對(duì)某特定對(duì)象通信。實(shí)現(xiàn)光波長(zhǎng)交換的關(guān)鍵是需要開(kāi)發(fā)實(shí)用化的可變波長(zhǎng)的光源，光濾波器和集成的低功耗的可靠的光開(kāi)關(guān)陣列等。已開(kāi)發(fā)出640x640半導(dǎo)體光開(kāi)關(guān)+AWG的空分與波長(zhǎng)的相結(jié)合的交叉連接試驗(yàn)系統(tǒng)（corning）。采用光空分和光波分可構(gòu)成非常靈活的光交換網(wǎng)。日本NTT在Chitose市進(jìn)行了采用波長(zhǎng)路由交換的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，半徑5公里，共有43個(gè)終端節(jié)，（試用5個(gè)節(jié)點(diǎn)），速率為2.5Gbps。

自動(dòng)交換的光網(wǎng)，稱(chēng)為ASON，是進(jìn)一步發(fā)展的方向。

集成光電子器件的發(fā)展

如同電子器件那樣，光電子器件也要走向集成化。雖然不是所有的光電子器件都要集成，但會(huì)有相當(dāng)?shù)囊徊糠质切枰沂强梢约傻?。目前正在發(fā)展的PLC-平面光波導(dǎo)線路，如同一塊印刷電路板，可以把光電子器件組裝于其上，也可以直接集成為一個(gè)光電子器件。要實(shí)現(xiàn)FTTH也好，ASON也好，都需要有新的、體積小的和廉價(jià)的和集成的光電子器件。

光纖通信的市場(chǎng)

眾所周知，2000年IT行業(yè)泡沫，使光纖通信產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模爆炸性地發(fā)展，產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)剩。無(wú)論是光傳輸設(shè)備，光電子器件和光纖的價(jià)格都狂跌。特別是光纖，每公里泡沫時(shí)期價(jià)格為￥1200，價(jià)格Y100左右1公里，比銅線還便宜。光纖通信的市場(chǎng)何時(shí)能恢復(fù)?

根據(jù)RHK的對(duì)北美通信產(chǎn)業(yè)投入的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)，如圖2.在2002年是低谷，相當(dāng)于倒退4年。有所回升，但還不能恢復(fù)。按此推測(cè)，在2007-2008年才能復(fù)元。光纖通信的市場(chǎng)也隨IT市場(chǎng)好轉(zhuǎn)。這些好轉(zhuǎn)，在相當(dāng)大的程度是由FTTH和寬帶數(shù)字電視所帶動(dòng)的。

FTTH畢竟是信息社會(huì)的需求，光纖通信的市場(chǎng)一定有美好的情景。發(fā)達(dá)國(guó)家的FTTH已經(jīng)開(kāi)始建設(shè)，已經(jīng)有相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)。大體上看，器件和設(shè)備隨市場(chǎng)的需要，其利潤(rùn)會(huì)逐步回升，2007-2008年可能良好。但光纖產(chǎn)業(yè)，盡管反傾銷(xiāo)成功，價(jià)格也仍低迷不起，利潤(rùn)甚微。實(shí)際上，在世界范圍內(nèi)，光纖的生產(chǎn)規(guī)模過(guò)大，而FTTH的發(fā)展速度受社會(huì)環(huán)境、包括市民的經(jīng)濟(jì)條件和數(shù)字電視的發(fā)展的影響，上升緩慢。據(jù)了解，有大公司封存幾個(gè)光纖廠，根據(jù)市場(chǎng)情況，可隨時(shí)啟動(dòng)生產(chǎn)，其結(jié)果是始終供大于求。供不應(yīng)求才能漲價(jià)，是通常的市場(chǎng)規(guī)律，所以光纖產(chǎn)業(yè)要想厚利，可能是2009年后的事情。中國(guó)經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)和小城鎮(zhèn),還需要建設(shè)光纖線路，但光纖用量仍然處于供大于求的范圍內(nèi)。

對(duì)中國(guó)市場(chǎng),FTTH受ADSL的挑戰(zhàn)和數(shù)字電視HDTV發(fā)展的制約，會(huì)有所延后。中國(guó)大量建設(shè)FTTH的社會(huì)環(huán)境和條件尚未具備，可能需要等待一段時(shí)間。不過(guò)，北京奧運(yùn)會(huì)需要HDTV的推動(dòng)和設(shè)備價(jià)格的下降，會(huì)促進(jìn)FTTH的發(fā)展。預(yù)計(jì)在2007-2008年在中國(guó)FTTH可開(kāi)始推廣。不過(guò)也有些大城市的所謂中心商業(yè)區(qū)CBD，有比較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)力量，已經(jīng)采用光纖到住地PTTP來(lái)建設(shè)?？偟膩?lái)說(shuō)，中國(guó)的FTTH處于試點(diǎn)階段。試點(diǎn)的作用，一方面是摸索技術(shù)和建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，另一方面，還起競(jìng)爭(zhēng)搶占用戶的作用。所以，電信運(yùn)行商，地方業(yè)主都積對(duì)FTTH試點(diǎn)，以便發(fā)展寬帶業(yè)務(wù)。因此，廣播運(yùn)行商受到巨大的挑戰(zhàn)，廣播商應(yīng)加快發(fā)展數(shù)字電視的進(jìn)程，并且要充實(shí)節(jié)目?jī)?nèi)容和采取有競(jìng)爭(zhēng)力的商業(yè)模式。如果廣播商要發(fā)展VOD點(diǎn)播電視，還需要對(duì)電纜電視網(wǎng)雙向改造，如果采用光纖網(wǎng)，可更充分地適應(yīng)未來(lái)的技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)需求。

寬帶中國(guó)戰(zhàn)略

工業(yè)和信息化部在2012年5月發(fā)布的《寬帶網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施“十二五”規(guī)劃》中提出，到2015年，全國(guó)基本實(shí)現(xiàn)“城市光纖到樓入戶，農(nóng)村寬帶進(jìn)鄉(xiāng)入村”。城市家庭接入帶寬達(dá)到20兆比特/秒，農(nóng)村家庭接入帶寬達(dá)到4兆比特/秒；實(shí)現(xiàn)光纖到戶覆蓋兩億戶，用戶超過(guò)4000萬(wàn)，城市新建住宅光纖到戶率達(dá)到60%以上。

“我國(guó)寬帶市場(chǎng)的接入方式與技術(shù)以ADSL為主，而其他寬帶速率高的國(guó)家基本上是以光纖接入為主。”中國(guó)工程院院士趙梓森說(shuō)，實(shí)現(xiàn)光纖入戶是寬帶戰(zhàn)略重要的一環(huán)。

中國(guó)科學(xué)院院士干福熹表示，光纖通信具有信息容量大、傳輸距離遠(yuǎn)、信號(hào)干擾小等優(yōu)點(diǎn)。全世界通信系統(tǒng)中，90%以上的信息量都是經(jīng)過(guò)光纖傳輸?shù)?。未?lái)5～10年，我國(guó)規(guī)模實(shí)施光纖到戶每年所需的光纖預(yù)計(jì)在一億公里以上，從而為國(guó)內(nèi)光纖通信業(yè)發(fā)展帶來(lái)很好的機(jī)遇。

據(jù)電信聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，全球已推出寬帶戰(zhàn)略的國(guó)家和經(jīng)濟(jì)體達(dá)112個(gè)。寬帶戰(zhàn)略的實(shí)施，必將帶來(lái)光纖接入大發(fā)展，并使光纖寬帶產(chǎn)業(yè)成為整個(gè)信息通信產(chǎn)業(yè)中成長(zhǎng)快、發(fā)展空間大的產(chǎn)業(yè)之一。