无源光网络即将井喷

    根据美国Infonetics Research公司2006年6月的一份报告预计：今后三年，无源光网络的应用与销售将会出现四位数的显著增长—从2005年到2008年止，订户将由150万人激增至2050多万人。Probe Group公司曾在2003年6月的一份报告中指出，"瘫痪的"的PON市场"最终开始呈现复苏的征兆。"。在整整三年之后，好消息出现了。         显然，某种重要的事情正在发生——那么，是什么因素发生了改变呢？是一个技术上的突破吗？还是经济的转变？甚至是立法或者政治改变？         目前的局面可以说是所有这些因素的组合。那么，让我们就从技术本身与PON入手，然后再来了解市场的推动力量。     为什么是"无源"？        在技术奇迹时代，光网络仍给人以科幻小说的感觉。自爱因斯坦断定光速的绝对性以来，以光速进行通信的想法就牢牢地掌握了人类的想象。而且，激光与光纤技术的发展，使得通过蜿蜒的光缆长距离传送光串成为可能。真正的问题是："为何还要使用其它媒介呢？"         这一技术带来的利益是巨大的。光不仅本身速度快，而且它能跨越大范围的波长或颜色，因此几种通信流可以同时互不干扰地（波分复用或WDM原理）通过同一条光纤进行传送，几乎能够支持无限的带宽。随着大规模生产导致的光纤成本的降低，让你拥有了一种更为便宜、制作材料更为广泛的媒介，而不必依赖于铜价的高低和全球采购的方便性。实际上，一些发展中国家铺设光纤的动机之一，就在于光纤不像铜线那样具有可拆除的剩余价值，所以小偷不会去把光纤挖起来。         另一方面，光信号比电信号更难处理。但是这一点甚至也成为一种技术上的优势，因为 "偷搭"光网络更加困难，所以它比铜线网络更为安全。但是，另外导致的一个结果则是：交换与控制系统的价格更为昂贵。         我们已研制出存储或延迟光信号的技术，以便对光信号进行阅读和改道发送。但处理光信号并不容易，因此，在光网络上进行的交换分为三个阶段：1）接收从光纤上传送下来的光信号，并将其转换成电信号；2）然后，交换器阅读那些信号，并像普通电网络一样处理这些信号；3）再将这些电信号转换回激光波，并将它们送到各自的光纤中。虽然这个过程听起来有些麻烦，光的所有速度优势似乎也不存在了。但在实际过程中，这一切发生得如此之快，以致于你很难察觉到。         速度在这里并不是主要因素，主要问题在于其复杂性。如果我们准备在地下铺设一个光纤网络，与其他别的网络一样，这一网络必须四处分支。那么，那些复杂而又昂贵的交换器该放置在什么地方呢？我们如何给它们输送电力呢？铜线网络与电话一样可携带自己的电源，而光纤则不能。         基本上，这就是光网络为何成为网络"中枢"的通用标准的原因——它能在主要的站点间传送大量的数据流——而进出家庭或办公室的最终数据流量大多通过铜线来传送，在发达国家，这种方式已广泛应用于电话系统中。         针对此一现状，无源光网络应运而生。         其主要硬件设备为无源分光器——一个从一条光纤中接收光信号，并将光信号同等分离给另外几条光纤的小型简单设备。称其无源，是因为分光器中不需要电力系统来完成如下诸如阅读信号、智能化改道并发送那些信号等工作，而且，传送过程中也没有有源激光来推动它们。当然，这样传送的信号比较弱，这就限制了分离信号的次数——但重点在于，我们需要讨论的只是有用的数量，比如信号分离32次，可以将信号最远送达20公里的地方。整个过程好比在一个社区铺设光纤，然后将其连接到每户家庭，而不必沿途安装昂贵的交换器。         但是，这仍然还只是一个开端，还不是完整的解决方案，因为还有一个问题没有解决。如果说我们只想完成一些简单工作，比如把一个数字电视节目传送到所有那些家庭的话，那么该过程没什么问题。事实上，多数用户希望光缆系统提供更多元的功能，他们希望光缆系统能像互联网和语音服务一样可以进行双向交流。因此，如果你只是把所有这些信号送回到无源分光器中，它只会简单地将它们堆积到一条通道内，再将它们返回基站，这种各种信号混合在一起的局面，需要在两端再增加某种智能设备才能加以解决。         当然，在用户端，需要一个称为光网络单元(ONU)的盒子，以将输入的光信号转换成计算机和其他设备能够使用的信号，反之亦然。进入家庭的信息必须进行所有这些转换。但是对于逆向返回的信息，PON ONU会在这个网络部分的末端发挥它的功能，PON ONU将轮流支持其他32个家庭。每次都会有一个短暂的时间空档通过分光器将信息返回到主办公室，并由光线路终端(OLT)接收。同样，这个"时间多路传输"过程相当短暂，用户几乎意识不到时间延迟，能够愉快地使用互联网甚至进行语音呼叫。但这稍稍给PON两端增加了一些成本与复杂性—IEEE估计约70%-80%的成本用在ONU上——但与野外设备成本相比，这点成本就不值一提了。         这种不对称反映在光网络所提供的带宽上。理论上说，下行传输时，你可以获得光纤提供的全部带宽。但上行传输时，如果每户家庭的时间空档相同的话，其潜在带宽仅为全部带宽的三十二分之一。实际上，这并不是一个大问题。首先，许多服务，如互联网浏览、交互电视与其他内容下载服务本身就是不对称的。第二，光纤的带宽非常巨大，即使将其除以32也无关紧要。与铜线不同，光纤系统的带宽不受媒介的限制，而只受用来处理信号的协议带来的限制——该特点导致当前存在以下几个不同的选择。