光纤接入网的应用和发展

  未来的骨干网络将呈现全光智能化的特点，网络要具有多业务支撑、高容量、易扩展等传统传输设备所不具备的功能，因此新一代光传输设备仍有巨大的市场替代空间。下一步光通信技术的发展仍然以高速、大容量为主，同时积极发展光纤接入网。

    从铜线到光纤 

    目前，由于铜线接入网受一些不可克服因素的限制，使得信息高速公路在用户接入段形成了"瓶颈"。在这种情况下，人们自然想到了光纤，毫无疑问，光纤是接入网的理想传输媒介。为了满足用户的需要，各国根据自己的国情，制订了接入网改造和建设计划，加快研制接入网设备，逐步用光纤取代铜线。由此，光纤接入网得到了迅速发展。光纤用于接入网，主要有以下几个优点： 

    1、光纤接入网能满足用户对各种业务的需求。人们对通信业务的要求越来越高，除了打电话、看电视以外，还希望有高速计算机通信、家庭购物、家庭银行、居家办公、远程医疗诊断、远程教学以及高清晰度电视（HDTV）等。这些新业务用铜线双绞线是难以实现的。 

    2、光纤可以克服铜线电缆无法克服的一些限制因素。光纤损耗低、频带宽，解除了铜线电缆网径小的限制。此外，光纤不受电磁干扰，保证了信号传输质量，用光缆替换铜线电缆，可以解决城市地下通信管道拥挤的问题。 

    3、光纤接入网的性能不断提高，价格不断下降，而铜缆的价格在不断上涨。 

    4、光纤接入网提供数字业务，有完善的监控和管理系统，能适应将来宽带综合业务数字网（B-ISDN）的需要，打破"瓶颈"，使信息高速公路畅通无阻。 

    光纤接入网的拓扑结构是其基础技术之一，拓扑结构就是网络节点的位置和相互连接的几何布局，具体的拓扑结构分为总线形结构、单星形结构、有源双星结构、无源双星形结构、环形结构。 

    目前的光纤接入网主要有三种拓扑结构，单星形、有源双星形和无源双星形。单星形拓扑结构中所需要的专用光纤和器件的价格很贵，然而这种结构简单，可靠性高，容易维护。由于每个用户都有一套专用设备，因此安全性好，并便于向将来的宽带业务升级。有源双星形结构中有很多用户共用一根馈线光纤，因而减少了光纤用量，但每一用户都需要远端有源节点和用户间的专用光纤和光电器件，这使成本有所增加，远端有源节点把每一用户的通信信道分割开，因此，用户之间的通信安全和保密性好。但将来要向宽带业务升级，就必须重新更换有源设备，或采用波分复用技术，以实现宽带传输。无源双星结构可减少光纤用量和收发器件的用量。由于中心局与用户之间仅有无源分路器，没有有源器件，因而提高了可靠性。在无源双星的下行方向上，信号是广播式的，全部信号都送到每一个用户，为了保证安全，要适当对下行信号采取加密措施，使得各用户只能取出属于自己的那一部分信息。如需向宽带业务升级，只需改进中心局和用户两端的设备，无源分路器则不必改变。从目前的试验情况看，无源双星拓扑结构是一种较理想的低成本光纤接入网结构。 

    光纤接入网的发展前景 

    "接入网"的概念是近几年才提出来的，电信网经过多年的发展，所采用的技术和提供的业务等各方面都发生了巨大变化，传统的用户环路和无源光网络等新技术的引入，既增加了用户环路的功能和能力，也使之变得更加复杂，于是，"接入网"的概念便应运而生。1995年7月ITU-T通过了关于接入网的新建议，给接入网下了明确的定义。 

    目前，发达国家的大城市商业区正在逐步实现将光纤敷设到大楼，并要尽早实现光纤到办公室、光纤到桌面，新开发区的新建线路直接采用光纤，已实现光纤到路边。而在城市住宅区和乡村，铜线电缆还要持续使用很长一段时间，但"光纤到家"是接入网发展的最终目标。一般来说，实现"光纤到家"的成本很高，一般国家都是先发展光纤到用户附近的路边(FTTC)和光纤到大楼(FTTB),然后再向光纤到家(FTTH)过渡。目前，发达国家中只有日本根据自己的条件，最先提出在2015年实现光纤到家庭的目标。 

    现在，影响光纤接入网发展的主要原因不是技术，而是成本，直至目前，光纤接入网的成本仍然太高。对于商业用户来说，现在采用光纤与铜线接入网的成本很接近，因此，现在新建的商业大楼都是直接采用光纤到大楼，对于重要部门则采用光纤到楼层或光纤到办公室。而对一般住宅用户来说，采用光纤的成本比铜线要高一些，因此，光纤到家现在仍处于试验阶段。预计到2003年左右，光纤的成本将大大地低于铜线，而且光纤的通信质量和传输容量大大地超过了铜钱，届时，光纤接入网与现有铜线接入网相比，价格将大大降低，人们将大量采用光纤接入网，普及FTTC，甚至直接将光纤引入家庭。 

    无论是对于建设国家信息基础结构，还是对于实现宽带综合业务数字网，能把电信网、计算机网、有线电视网等各种网络和语言、数字、图片、视像等各类信息综合在一起的宽带接入网技术都已成为未来通信网发展的关键，是今后一段时期内国际通信技术研究、开发和建设的热点。接入网的技术发展水平从某种意义上来说，代表着国家通信技术现代化的水平。 

    采用光纤接入网是光纤通信发展的必然趋势，尽管目前各国发展光纤接入网的步骤各不相同，但光纤到家庭是公认的接入网的发展目标。我国在"八五"计划期间，初步建成了光纤干线网，"九五"期间，在进一步完善光纤干线传输网的同时，也加紧改造和建设接入网。目前，全国已敷设光缆的总长度已超过100万公里。 

    应用看台 

    随着我国通信市场竞争格局的基本形成和我国已加入WTO，国外电信巨头的介入，以及我国宽带网络通道狭窄难以适应宽带业务急速增长的需求现状，我国必将迎来宽带网络建设和已建网络改造的新的发展阶段。中国联通计划新建3.9万Km光缆干线；中国电信已与ALCATEL公司签订新建总长5500公里的沈大沪和西渝成DWDM宽带光纤网协议；中国长城集团还计划在3年内投资50亿元建设具有社区网、城域网、全国网三层结构，并可为500万用户服务的宽带光纤网络。这些工程的建设从不同层面反映了我国电信运营企业已在顺应形势，创建网络平台的竞争中迈出新的步伐。在构建我国光纤接入网以及互联网传输平台的大潮中，我国光纤光缆产业将面临新的发展机遇和光明的市场前景。 

    我国由于地域和经济发展状况的差异，宽带接入网的市场需求和建设运营现状很不平衡。有的地区尚未提上议事日程，开始建设的地区其接入网的网络结构也各不相同。作为过渡方式，采取光缆和电缆混合组网的方式也不失为是一种经济实用的形式，但采用WDM的无源光纤网连接到办公室和家庭是今后最有前途的方案。当然，光器件的价格等因素会影响这种方式的进程。接入网干线光缆可采用与城域网用光缆结构相近的光缆，支线光缆以主要采用小芯数干式软光缆为宜，光纤可主要用多模光纤或G.652常规单模光纤。 

    从全球来看，发达国家的电信公司正在大量建设和运营DWDM宽带网系统。欧州和美国电信公司近年来建设DWDM系统，其投入和建设规模之大是前所未有的。许多跨国电信公司不惜巨资争相进行全球宽带光网络建设，是为了建立高速率大容量的IP网络系统，以便争取得到全球IP业务尽可能多的市场份额。据Ovum公司预测全球建设DWDM的市场收入将从1998年的12亿美元增长到2005年的87亿美元。另据KMI公司依照1999年世界光纤市场需求量为6700Km，按10%-15%的复合年增长率测算，到2004年全球光纤市场需求将超过1亿Km。