- 光纖通信系統與網絡(修訂版)
- 胡慶等編著
- 10字
- 2018-12-27 15:43:50
第1章 概論
從誕生光纖通信以來,一場持續的革命一直改變著世界的通信。人們所需的清晰、可靠、遠距離、大容量通信能力,逐步變成了現實。這場革命的核心是用傳輸光信息的光纜來代替銅線電纜。今天的光纖通信已滲透到各種電信網絡、數據網絡、有線電視(C AT V)網絡和光互聯網絡等信息網絡中,可以說,目前光纖通信已成為信息傳輸最重要的方式之一。現如今,只有對光纖通信系統與網絡的傳輸性能和通信原理有足夠的理解才能以較少的投入而獲得高質量的通信。信息的高速傳輸使人們“決策帷幄中,致勝千里外”已不再是幻想。
1.1 光纖通信的發展簡況
1.1.1 光纖通信的特點
光纖通信是以相干性和方向性極好的激光束作為載體來攜帶信息,并利用光纖來進行傳輸的通信方式。由于光纖的傳光性能優異,傳輸帶寬極大,現在已形成了以光纖通信為主,微波、衛星和電纜通信為輔的信息傳輸網絡格局。
通信發展始終在追求兩大目標,一是遠距離傳輸,二是大容量通信。人們知道無論是無線電通信,還是有線電通信都是以電磁波為載體進行的,而電磁波的頻譜很寬,其分布情況如圖1-1所示。由圖可見,無線電通信所用波段在波長為幾厘米至幾千米范圍內。由通信理論可知,通信容量與電磁波頻率成正比例增大,所以人們一直在探索將更高頻率的電磁波用于通信技術。光纖通信中所用的光載波實質是人們所熟悉的、與無線電波相似的電磁波,其波長在μm級,頻率非常高,約為1014 Hz量級。其頻率比傳統的電通信容量最高的“微波”段高104~105倍。目前光纖通信使用波長范圍為0.85~2.00 μm,采用的典型中心波長為0.85 μm,1.31 μm,1.55 μm和1.625 μm。
圖1-1 電磁波譜
光纖通信與電纜或微波等通信方式相比,主要區別有二,一是用很高頻率的光波作載波;二是用光纖作為傳輸介質。光纖具有傳輸容量大、傳輸損耗小、重量輕、不怕電磁干擾等一系列優點。基于此,光纖通信有以下明顯的特點。
(1)由于光波頻率高,可供利用的頻帶極寬,尤其適合高速寬帶信息的傳輸,在高速通信干線、寬帶綜合業務通信網絡中,發揮著越來越大的作用。
(2)由于光纖的傳輸損耗很低,現已做到0.2 dB/km以下,因而可以大大增加通信無中繼距離,這對于長途干線和海底傳輸十分有利。在采用了先進的相干光通信,光放大器和光孤子通信技術之后,無中繼通信距離可提高到幾百公里,甚至上千公里。
(3)光纖傳輸是限制在光纖內的,光能幾乎不會向外輻射,因此不存在光纜中各光纖之間信號串擾,很難被竊聽,信號傳輸質量高,保密性好。
(4)光纖抗電磁干擾能力很強,這對于電氣鐵路和高壓電力線附近的通信極為有利,也不怕雷擊和其他工業設備的電磁干擾,因此在一些要求防爆的場合使用光纖通信是十分安全的。
(5)光纖幾何尺寸小,細如發絲,可繞性好,可多根成纜,便于敷設。光纖重量輕,特別適用于飛機、輪船、衛星和宇宙飛船。
(6)光纖的化學性能穩定,耐化學侵蝕、抗高溫、不打火花,適用于特殊環境。
(7)光纖是石英玻璃拉制成形的,原料資源豐富,節約有色金屬。
同時光纖通信也存在以下缺點:
(1)光纖彎曲半徑不宜過小,否則可能引起較大的衰減。
(2)光纖的連接操作技術要求高,需專用設備。
(3)光纖的分路、耦合操作較困難、煩瑣。
應該指出,光纖通信的上述缺點,現已在一定程度上得到克服,它們不影響光纖通信的實用。表1.1和表1.2分別列出了光纖與幾種電通信傳輸介質的特性比較及光纖通信應用場所。
表1.1 光纖與幾種電通信傳輸介質的特性比較
注1:當傳輸信號頻率為4 MHz時的值。
注2:當傳輸信號頻率為60 MHz時的值。
表1.2 光纖的特點及其應用場合
1.1.2 光纖通信的發展簡史
眾所周知,光早已用于遠距離通信,如烽火臺、信號燈等,但早期所用光通信方法是原始的、落后的和不太可靠的。現代光通信概念是1880年提出的,A.G貝爾研究出一個可以在可見光束上,兩百米距離內傳送話音的光電話機裝置,其原理是用振動的話音聲波調制陽光,將已調光波通過鏡面反射入大氣傳輸至終端,終端接收機將連續話音光信號通過光電池還原,這個想法是真正意義上的光通信。但遺憾的是此技術不能實用。究其原因有二:一是沒有可靠的、高強度的光源;二是沒有穩定的、低損耗的傳輸媒質,所以無法得到高質量的光通信。光纖通信及其技術是近幾十年迅猛發展起來的高新技術,它的誕生和發展,給通信技術帶來了劃時代的革命。
1960年,梅曼(T.H.Maiman)發明了第一臺相干振蕩光源——紅寶石激光器。激光器(Light Amp1ification by Stimu1ated Emission of Radiation,Laser)是基于物質原子、分子內能的變化而構成的光波振蕩器。它可產生頻譜純度很高的激光。但氣體和固體激光器體積大、效率低,不適宜在通信中使用。
1962年半導體激光器出現,為光通信光源實用化帶來了希望。1970年,首次研制出在室溫下連續工作的雙異質結半導體激光器,為實用化通信光源奠定了基礎。
1966年,華裔科學家高錕(C.K.Kao)根據介質波導理論提出光纖作為光通信傳輸媒質的概念,由此高錕教授榮獲2009年諾貝爾物理學獎。
1970年,美國康寧公司的Maurer等人首次研制出階躍折射率多模光纖,其在波長為630 nm處的衰減系數小于20 dB/km;同年美國貝爾實驗室的Hayashi等人研制出室溫下連續工作的GaALAs雙異質結注入式激光器。正是光纖和激光器這兩個科研成果的同時問世,拉開了光纖通信的序幕。到70年代末,在1310 nm波長上,光纖衰減系數已降至4 dB/km;在1550 nm波長上,降至0.20 dB/km,已接近理論值。與此同時,為促進光纖通信系統的實用化,人們又及時地開發出適用于長波長的光源(激光器、發光管)和光檢測器。應運而生的光纖成纜、光無源器件和性能測試及工程應用儀表等技術的日趨成熟,都為光纖通信作為新的通信方式奠定了堅實的基礎。
1976 年,美國西屋電氣公司在亞特蘭大成功地進行了世界上第一個傳輸距離為110 km的44.736 Mb/s光纖通信系統的現場實驗,使光纖通信向實用化邁出了第一步。
我國自70年代初就已開始了光纖通信技術的研究,1977年,武漢郵電科學研究院研制成功中國第一根階躍折射率分布的、波長為0.85 μm的的衰減系數為3 dB/km多模光纖。后來又研制成功單模光纖、特殊光纖以及光通信設備。
1987年底,建成第一個國產的長途光通信系統,由武漢至荊州,全長約250 km,傳輸34 Mb/s信號,光纜采用架空方式。
1988年起,國內光纖通信系統的應用由多模光纖轉為單模光纖。
1993年,我國與日本、美國三方投資建設的第一條大容量海底光纜正式開通,全長1250 km,傳輸速率560 Mb/s,可提供7560條電路,相當于原有的中日海底同軸電纜的15倍。
1999年我國完成了“八縱八橫”通信光纜工程,全長約80000 km,如圖1-2所示。它作為整個國家南北東西的主干通信網,使我國光纖通信水平邁上了新臺階。
圖1-2 八橫八縱光纖網絡圖
近年,著力解決全網瓶頸——將光纖接入網作為通信接入網的一部分,直接面向用戶。提出“光進銅退”策略,即將光纖引入到千家萬戶,保證億萬用戶的多媒體信息暢通無阻地進入信息高速公路。在網絡傳輸的高速化方面,目前商用系統的速率已從155.520 Mb/s增加到10 Gb/s,不少已達到40 Gb/s,另外,速率達160 Gb/s和640 Gb/s的傳輸試驗也獲得成功。
光纖通信技術的問世與發展給世界通信業帶來了一場變革。特別是40年間,光纖通信的研究和開發非常迅速:技術上不斷更新換代,通信能力(傳輸速率和中繼距離)不斷提高,應用范圍不斷擴大。到目前為止光纖通信的發展可以粗略地分為四個階段:
第一階段(1966~1976年),從基礎研究到商業應用的開發時期。在這個時期,實現了短波長(0.85 μm)低速率(34 Mb/s或45 Mb/s)多模光纖通信系統,無中繼傳輸距離約10 km。
第二階段(1976~1986年),以提高傳輸速率和增加傳輸距離為研究目標,大力推廣應用的大發展時期。在這個時期,實現了工作波長為1.31 μm、傳輸速率為140~565 Mb/s的單模光纖通信系統,無中繼傳輸距離為50~100 km。
第三階段(1986~1996年),以超大容量和超長距離為目標、全面深入開展新技術研究的時期。在這個時期,實現了1.55 μm色散移位單模光纖通信系統。采用外調制技術,傳輸速率可達2.5~10 Gb/s,無中繼傳輸距離可達100~150 km。
第四階段(1996~2006年),主要研究光纖通信新技術,例如,超大容量的密集波分復用技術使最高速率達到256×40 Gb/s=10 Tb/s和超長距離的光孤子通信技術等。
目前人們正涉足第五階段光纖通信系統的研究和開發,其至少具有四大特征:超寬帶——單根光纖傳輸容量Tb/s以上;超長距離——光放大距離可達數千km;光交換——克服電交換瓶頸;智能化——智能光網絡技術。
1.2 光纖通信系統及發展現狀
1.2.1 光纖通信系統模型
光纖通信系統可以傳輸數字信號也可以傳輸模擬信號,傳輸的可以是話音、圖像、數據和多媒體業務等各類信息。目前實用的光纖通信系統,采用的是強度調制(IM)—直接檢測(DD)的實現方式,由光發送設備、光纖傳輸線路、光接收設備和各種耦合器件等構成,其示意圖如圖1-3所示,現主要用于骨干(長途)網、本地網以及光纖接入網。
圖1-3 光纖通信系統示意圖
圖1-3中所示的是一個方向的傳輸系統,反方向傳輸系統的結構與之相同。光纖通信系統中電發射機的作用是對來自信源的信號進行模/數轉換和多路復用處理;光發射機(如激光器LD或發光二極管LED)的作用是實現電/光轉換,即把電信號調制成光信號,送入光纖傳輸至遠方;光接收機(如光電二極管PIN或APD)的作用是實現光/電轉換,即把來自光纖的光信號還原成電信號,經放大、整形、再生恢復原形后,送至電接收機,完成數字信號的分接以及數/模轉換,送至信宿。
對于長距離的光纖傳輸系統,中途還需要中繼器,其作用是將經過光纖長距離衰減和畸變后的微弱光信號放大、整形、再生成具有一定強度的光信號,繼續送向前方,以保證良好的通信質量。目前的中繼器都采用光—電—光形式,即將接收到的光信號,用光電檢測器變換為電信號,經放大、整形、再生后再調制光源,將電信號變換成光信號重新發出。近年來,適合作光中繼器的光放大器(如摻鉺光纖放大器)已進入商用。也就是說,采用光放大器的全光中繼及全光網絡將為期不遠了。
1.2.2 光纖通信系統的現狀
1.模擬光纖通信系統的現狀
傳輸模擬信號的光纖通信系統稱為模擬光纖通信系統,模擬光纖通信系統多應用于工業控制和CATV網絡,如用于工業監控的單路電視系統和用于CATV的多路光纖傳輸系統。多路光纖傳輸系統常用頻分復用技術實現,目前已先后開發了16路、32路、48路、64路和128路的光纖CATV傳輸系統,應用在光纖彩色閉路電視和廣播電視傳送方面。光纖CATV傳輸系統一般由信號源、前端、干線傳輸和用戶分配網絡幾個部分組成,如圖1-4所示。由于線性度好、調制帶寬很寬的半導體激光器和高頻線性補償電路的研制成功,使光纖C AT V傳輸系統得到了廣泛應用。
圖1-4 CATV傳輸系統基本組成
2.數字光纖通信系統的現狀
傳輸數字信號的光纖通信系統稱為數字光纖通信系統,數字光纖通信系統有PDH和SDH兩種傳輸體制。我國采用的PDH傳輸體制的速率分四級,即基群速率為2.048 Mb/s,2次群速率為8.448 Mb/s,3次群速率為34.368 Mb/s,4次群速率為139.264 Mb/s。SDH傳輸體制的速率,是按同步傳輸模塊STM-N系列來分的,即STM-N(N=1,4,16,64)速率為155.520×N Mb/s,亦即STM-1速率是155.520 Mb/s,STM-4速率是622.080 Mb/s。根據所需傳輸容量選擇同步數字傳輸系列等級,一般大中城市市內中繼光纖通信系統選用STM-64;小城市(鎮)和鄉村中繼光纖通信系統既可選用STM-4或STM-16,也可選PDH傳輸體制的2次群或3次群;長途干線光纖通信系統常用摻鉺光纖放大器EDFA為光中繼器,單一光波長的數字光纖通信系統,如圖1-5所示。采用多波長復用的數字光纖通信系統稱為密集波分復用(DWDM)系統。光波分復用是在一根光纖上傳輸多個光信道的光纖通信方式,充分利用了光纖帶寬,有效擴展了通信容量,圖1-6給出了一個32波分復用系統,即32×STM-64組成的光纖通信系統。
圖1-5 數字光纖通信系統原理圖
圖1-6 32×STM-64 DWDM光纖通信系統原理圖
1.3 光纖通信網絡及現狀
1.3.1 通信網概念
兩用戶間需要通信時,利用通信系統來完成,也就是說,欲讓A,B兩地的用戶互相通信,必須在他們之間建立一個通信系統。對于離散分布的n個用戶,若要讓其中任意兩用戶能互相通信,最簡單的方法是用傳輸線把各用戶分別一一連接起來,這就需要建立n(n-1)/2個通信系統。此時,若自高空向地面俯視,可以看到有很多傳輸設備與傳輸線路縱橫交錯地分布在大地上,猶如罩著一個魚網,故稱為“通信網”。一個完整的通信網由用戶終端設備、傳輸設備、交換設備和相應的信令、協議、標準等軟件構成。通信網的基本拓撲結構圖如圖1-7所示,圖中圓點代表網絡節點,節點既可以是終端節點,如電話機、傳真機、電視機、計算機等,也可以是網絡節點,如交換機、傳輸設備、路由器和中繼器等。節點之間由傳輸線連接在一起。
圖1-7 通信網的基本拓撲結構圖
通信網的基本結構主要有網狀、星狀、復合型、環狀和總線型等(見圖1-7)。將各類網型結合起來,網絡的結構就會合理得多。網狀網是完全互聯網結構,需要傳輸系統多,利用率較低,但接續質量和網絡穩定性好;具有N個節點的星狀網共需(N-1)條傳輸系統,顯然,N值較大時會節省大量的傳輸系統;復合型網兼備了網狀網和星狀網的優點;環狀和總線型這兩種網絡在計算機通信中應用較多。
1.3.2 光纖通信網絡模型
光纖通信網根據電信的業務來分,有電話網、電報網、傳真通信網、計算機數據網、圖像通信網及有線電視網等;按服務區域范圍分為:長途骨干網、本地網以及用戶接入網。
一個完整光纖通信網絡實質上是由用戶終端設備、傳輸設備、交換設備和相應的信令、協議、標準、資費制度與質量標準等軟件構成。
用戶終端設備是以用戶線為傳輸信道的終端設施,也稱為終端節點。
傳輸設備是為用戶終端和業務網提供傳輸服務的電信終端,主要包括數字復用、解復用設備和光收、發信機設備。
交換設備用于完成用戶群內的各個用戶終端之間通信線路的匯聚、轉接和交換,并控制信號的流向。交換設備的種類有:源于電話通信的程控電話交換機、源于數據通信的分組交換機、源于寬帶通信的ATM交換機、軟交換機及全光通信中即將問世的光交換機等。
信令系統是通信網的神經系統。比如,電話要接通,必須傳遞和交換必要的信令,完成各種呼叫處理、接續、控制與維護管理等功能。信令系統可使網絡作為一個整體而正常運行,有效完成任何用戶之間的通信。
協議是通信網中用戶與用戶、用戶與網絡資源、用戶與交換中心間完成通信或服務所必須遵循的規則和約定的共同“語言”。這種語言能使通信網正確控制、合理運行。
標準是由權威機構建議的協議,是通信網應遵守的條款。
1.3.3 光纖通信網絡現狀
光纖通信網絡不僅適用于電信業務網,而且也廣泛適用于有線電視網、計算機局域網、光互聯網等信息網絡。
1.光纖通信在長途骨干網、本地網中的應用
骨干網、本地網中繼傳輸主要以光纖傳輸(通信)系統為主,其結構如圖1-3所示。
2.光纖通信在用戶接入網中的應用
光纖接入網是指在用戶接入網中采用光纖作為主要傳輸媒質來實現用戶信息傳送的應用形式。光纖接入網的主要優點是可以傳輸寬帶業務,如高速數據下載業務、IPTV業務和圖像傳送業務等,且傳輸質量好、可靠性高。網徑一般較小,可不需要中繼器等。圖1-8給出了一種光纖接入網示意圖,它將光纖引入千家萬戶保正多媒體信息暢通無阻。
圖1-8 光纖接入網示例
3.光纖通信在電視、數據傳輸網中的應用
利用光纖作為有線電視(C AT V)的干線傳輸媒質,可大大提高信號傳輸質量,為多功能、大容量的信息傳送提供了基礎。然而,目前做到光纖到戶成本很高,難于大規模實現。因此,目前CATV網的最佳選擇是光纖、同軸電纜混合(HFC)傳輸方式。基于光纖通信網絡容易建成高速率計算機網,如可將計算機局域網連在如圖1-9所示的分前端,借助光纖通信網絡實現高速數據傳輸網絡。
圖1-9 電視、數據傳輸網絡結構圖
4.光纖通信在計算機校園網中的應用
利用光纖通信系統可容易地傳輸1000 Mb/s計算機校園網的數據信號,其結構可如圖1-10所示。
圖1-10 計算機校園網組成
1.4 光纖通信發展趨勢
光纖通信技術的問世與發展給世界通信業帶來了革命性的變革。特別是經歷近40年的研究開發,光纖、光纜、器件、系統的品種不斷更新,性能逐漸完善,已使光纖通信成為信息高速公路的傳輸平臺。當今光纖通信技術的發展趨勢主要有如下幾點。
1.4.1 光纖、光纜發展趨勢
由于光纖傳輸速率的逐步高速化、大容量化(如美國MCI于1991年開通了Chicago至St.Louis全長442.57 km的4×10 Gb/s的商用系統等),光纖衰減、色散、非線性效應等現象嚴重影響到光纖通信系統的質量,因而,人們已將光纖的工作波長由850 nm向1310 nm~1550 nm的長波長移動,進而向2000 nm波長區域擴展。
為降低衰減、色散和非線性效應,相繼研制出了應用廣泛的常規單模光纖(ITU—T G.652),其在1310 nm為零色散,在1550 nm為最低損耗,工作波長為1310 nm;色散位移單模光纖(ITU—T G.653),其低損耗和零色散均在1550 nm,工作波長為1550 nm;截止波長位移單模光纖(ITU—T G.654),其在1550 nm衰減僅為0.15 dB/km;非色散位移單模光纖(ITU—TG.655),其在1550 nm損耗小,色散小,非線性效應小;寬帶光傳送的非零色散光纖(ITU—TG.656);用于接入網彎曲衰減不敏感的單模光纖(ITU—TG.657)。
隨著光纖通信容量不斷增大、中繼距離不斷增長的需求,保偏光纖是重要研究方向。采用相干光纖通信系統,可實現越洋無中繼通信,但要求保持光的偏振方向不變,以保證相干探測效率,因此常規單模光纖要向著保偏光纖方向發展。
市場需求是最好的發展源動力。用戶對通信的要求也從窄帶電話、傳真、數據和圖像業務逐漸轉向可視電話、電視點播、圖文檢索和高速數據等寬帶新業務,由此而促生了光纖用戶網。光纖用戶網的主要傳輸媒介是光纖,而用戶光纖光纜的特點是含纖數量要高,每纜可高達2000~4000芯,因此高密度化的帶狀光纜誕生了,它可減少光纜的直徑和重量,又可在工程施工中便于分支和提高接續速度。
1.4.2 光纖通信系統發展趨勢
隨著信息社會的到來,信息共享、有線電視、電視點播、電視會議、家庭辦公、計算機互聯網等應運而生,迫使光纖通信向高速化、大容量發展。實現高速化、大容量的主要手段是采用時分復用,波分復用和頻分復用。
現代電信網的發展對光纖通信提出更高的要求,光纖通信已由以往單信道的光纖通信系統向多信道的波分復用系統發展。采用波分復用技術充分利用光纖的寬低損耗區,在不改變現有光纖通信線路的基礎上,可以很容易地成倍提高光纖通信系統的容量。目前,多波長復用(DWDM)加摻鉺光纖放大器(EDFA)的高速光纖通信系統發展成為主流。實用的DWDM系統工作在8~32個波長,每個波長可傳輸2.5 Gb/s或10 Gb/s。
光纖通信系統向相干光纖通信系統方向發展,成為另一個趨勢。目前,大多數光纖通信系統采用的是強度調制—直接檢測方式,在相干光纖通信系統中采用相干檢測方式,最大的好處是可提高光接收機的檢測靈敏度,從而提高光纖通信系統的無中繼傳輸距離。
1.4.3 光纖通信網絡發展趨勢
光纖通信從一開始就是為傳送基于電路交換信息的,客戶信號一般是TDM的連續碼流,如PDH和SDH等。隨著計算機網絡,特別是互聯網的發展,數據信息的傳送量越來越大,客戶信號中基于分組交換的具有隨機性、突發性的分組信號碼流的比例逐步增加。通過光纖通信SDH網絡承載的數據信號的類型越來越多,如FR,ATM,IP,100BASE-FX,FE,GE,10GE,DDN,FDDI,Fiber Channe1,FICON和ESCON等。
由此可見,隨著網絡化時代的到來,網絡的不斷演進和巨大的信息傳輸需求,對光纖通信提出了更高的要求,同時也促進了光纖通信技術的發展。就光纖通信網絡技術而言,其發展方向有以下幾點。
1.信道容量不斷增加
目前,實用化的單通道速率已由155 Mb/s到32×10 Gb/s,160×10 Gb/s系統也已投入商用。在實驗室,NEC實現了274×40 Gb/s系統;阿爾卡特實現了256×40 Gb/s系統;西門子實現了176×40 Gb/s系統。
2.超長距離傳輸
目前,實用化的距離傳輸已由40 km到160 km。拉曼光纖放大器的出現,為進一步增大無中繼距離創造了條件。在實驗室,無電中繼的傳輸距離已從600 km增加到4000 km。
3.光傳輸與交換技術融合
實用化的點到點通信的WDM系統具有巨大的傳輸容量,但其靈活性和可靠性不夠理想。采用光分插復用器(OADM)和光交叉連接設備(OXC)實現光聯網,發展自動交換光網絡ASON。預計在未來10年內的超高速網絡中,采用原來DXC設備的網絡將走向采用OXC設備的光傳送網。其關鍵技術是DWDM傳輸、光放大、光節點處理及多信道管理等。據報道,256×256全光交叉連接設備已研制出來。
4.光纖接入網
隨著對光通信的需求由骨干網逐步向城域網(本地網中的城區部分,特別是大城市)轉移,光纖傳輸在逐漸靠近業務節點。對于數據業務的用戶,希望光通信既能提供傳輸功能,又能提供多種業務接入功能,這就是目前已廣泛使用的基于SDH的多業務傳送平臺(MSTP),同時實現TDM,ATM,Ethernet及FR,FDDI,Fiber Channe1,FICON和ESCON等業務的接入處理和傳送,提供統一網管的多業務的接入節點設備。基于WDM的多業務平臺是將WDM的每個波道分別用作各個業務的通道,用透明傳輸的方式支持各種業務的接入處理,如在FE,GE等端口中嵌入Ethernet2層甚至3層交換功能等,使WDM系統不僅僅具有傳送能力,而且具有業務提供能力。
光接入網絡的核心是全數字化、軟件控制、高度集成和智能化。現有的接入網仍有部分是雙絞銅線的模擬系統,已成為制約全網進一步發展的瓶頸。雙絞線上的xDSL系統、同軸電纜上的HFC系統及寬帶無線接入系統只是一些過渡性方案,唯一能夠從根本上徹底解決這一瓶頸問題的技術手段是光纖接入網。
光纖接入網從廣義上包括光數字環路載波系統(ODLC)和無源光網絡(PON)兩類。ODLC不是新技術,是結合了開放的接口V5.1/V5.2,在美國受到重視;PON技術在德國和日本受到重視,它以ATM與PON結合形成APON,或以Ethernet與PON結合形成EPON,傳輸速率可達155 Mb/s或622 Mb/s甚至1Gb/s,可以提供經濟高效的語音、IP數據、視頻廣播等多媒體傳送平臺,并有效地利用網絡資源。
光纖接入網作為通信網的一部分,直接面向用戶,通過把光纖引入千家萬戶,將使億萬用戶的多媒體信息暢通無阻地進入信息高速公路。
習題
1.光纖通信的特點和應用。
2.簡述光纖通信系統組成及各部分功能。
3.光纖通信與電通信方式的主要差異是什么?
4.比較光纖通信各發展階段的特點與差別。
5.可通過哪些途徑來提高光纖通信系統的傳輸容量。
6.簡述光纖通信的發展趨勢。
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