高中信息技術(shù)教學(xué)論文 寬帶光纖接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)

1、寬帶光纖接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)摘要本文首先簡(jiǎn)要介紹世界寬帶接入網(wǎng)發(fā)展的狀況和主要應(yīng)用,然后講述了寬帶光纖接入網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)。接下來(lái),重點(diǎn)分析了寬帶點(diǎn)到點(diǎn)有源以太網(wǎng)光纖系統(tǒng)和寬帶點(diǎn)到多無(wú)源光纖系統(tǒng)的特點(diǎn)和應(yīng)用。最后提出我國(guó)光纖接入網(wǎng)的發(fā)辰可能跨越APON、PON和EPON階段,從寬帶點(diǎn)到點(diǎn)以太網(wǎng)光纖系統(tǒng)和GEPON開(kāi)始,乃至最終過(guò)渡到GPON階段的初步設(shè)想。 寬帶接入網(wǎng)發(fā)展的狀況和主要應(yīng)用 事實(shí)上,從電信發(fā)展歷史看,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)達(dá)到一定規(guī)模。各種應(yīng)用會(huì)自然產(chǎn)生,這也是所謂的邁特卡夫定律的威力所在。歷史上沒(méi)有一種技術(shù)生來(lái)就帶著一大堆應(yīng)用的,無(wú)論是移動(dòng)通信還是互聯(lián)網(wǎng),其短信、瀏覽、網(wǎng)上聊天等關(guān)鍵應(yīng)用都是在用戶規(guī)

2、模發(fā)展到一定程度后自然產(chǎn)生的,而不是事先刻意設(shè)計(jì)策劃出來(lái)的。 進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),全球?qū)拵Ы尤刖W(wǎng)進(jìn)入了大發(fā)展階段。到2004年底,總用戶數(shù)已經(jīng)達(dá)到1.5億,成為電信史上發(fā)展最快的電信業(yè)務(wù)之一,甚至比移動(dòng)業(yè)務(wù)還快。例如全球移動(dòng)業(yè)務(wù)從1000萬(wàn)發(fā)展到1億花了5.5年,而寬帶接入業(yè)務(wù)僅用了3.5年。按照IDC的預(yù)測(cè),2007年全球?qū)拵Э傆脩艨梢赃_(dá)到2.09億,其中9.9,即大約2000萬(wàn)用戶為光纖接入網(wǎng)。 亞太地區(qū),特別是韓國(guó)和日本是寬帶接入發(fā)展最迅猛的國(guó)家,韓國(guó)寬帶用戶總數(shù)已經(jīng)突破1000萬(wàn),寬帶普及率居世界第一,占據(jù)家庭的7互聯(lián)網(wǎng)的90%。日本政府也通過(guò)各種措施大力推進(jìn)寬帶發(fā)展,計(jì)劃2005年將寬

3、帶用戶總數(shù)提高到3000萬(wàn),其中FTTH達(dá)到1 000萬(wàn)。美國(guó)依然是世界最大的寬帶接入市場(chǎng),總用戶數(shù)超過(guò)3000萬(wàn)。美國(guó)FOC將寬帶業(yè)務(wù)定位為20032008年的六大目標(biāo)之一,事實(shí)上寬帶接入正成為美國(guó)普遍服務(wù)的下一個(gè)目標(biāo)。美國(guó)寬帶接入是以電纜電視和ADSL為主發(fā)展的,由于電信管制政策鼓勵(lì)采用新技術(shù)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)(例如FCC規(guī)定運(yùn)營(yíng)商建設(shè)光纖接入網(wǎng)可以不受限于本地環(huán)路的非捆綁政策)以及競(jìng)爭(zhēng)和業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的壓力,近來(lái)主導(dǎo)運(yùn)營(yíng)商對(duì)光纖到駐地(FTTP)的發(fā)展十分積極。 就光纖接入網(wǎng),特別是光纖到駐地(FTTP)或光纖到家(FTTH)而言,全球已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入啟動(dòng)階段,僅美國(guó)就有270個(gè)FTTP項(xiàng)目,多半是地方政府

4、、公共公司、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商和非主導(dǎo)電信運(yùn)營(yíng)商的項(xiàng)目。主導(dǎo)運(yùn)營(yíng)商也開(kāi)始進(jìn)入該領(lǐng)域,其中Verizon計(jì)劃2005年完成300萬(wàn)FTTP;SBC在其龐大的“光速”計(jì)劃中計(jì)劃2007年達(dá)1800萬(wàn)FTTN,每戶具備速率20-39Mb/s,提供端到端的三重業(yè)務(wù)捆綁(tripte play)業(yè)務(wù)。日本是世界上推進(jìn)FTTH最激進(jìn)的國(guó)家,2.004年其光纖就已經(jīng)通達(dá)1800萬(wàn)多戶家庭,但是用戶發(fā)展滯后,大約為200萬(wàn),2005年計(jì)劃發(fā)展1000萬(wàn)。歐洲比較穩(wěn)健保守,到2004年FTTH總共敷設(shè)了50萬(wàn),有167個(gè)小項(xiàng)目或試驗(yàn)項(xiàng)目在進(jìn)行。 我國(guó)寬帶接入網(wǎng)在近兩年發(fā)展也十分迅速,據(jù)初步統(tǒng)計(jì),到2004年底我國(guó)寬帶

5、用戶為2500萬(wàn),成為僅次于美國(guó)的第二大寬帶接入市場(chǎng),其中主導(dǎo)技術(shù)是ADSL,大約占70%左右,其次是以太網(wǎng)技術(shù),還有少量寬帶無(wú)線接入和電纜調(diào)制解調(diào)器接入,對(duì)于FTTH技術(shù)還處在跟蹤階段,少數(shù)發(fā)達(dá)城市也已經(jīng)在開(kāi)始考慮和試驗(yàn)各種FTTHI技術(shù)。 從寬帶應(yīng)用看,按照美國(guó)麥肯錫公司的最新分析,初期的寬帶應(yīng)用主要是高速上網(wǎng),可以使上網(wǎng)的時(shí)間增加約30%。此后,隨著業(yè)務(wù)的大規(guī)模拓展,開(kāi)發(fā)新的業(yè)務(wù)成為繼續(xù)發(fā)展的動(dòng)力。據(jù)美國(guó)BHK公司在2004年的調(diào)查結(jié)果顯示,2003年美國(guó)前五名的寬帶消費(fèi)是網(wǎng)上賭博、成人節(jié)目、游戲、音樂(lè)下載和點(diǎn)播電視,具有明顯的向消費(fèi)類傾斜的趨勢(shì)。 需要指出,討論應(yīng)用驅(qū)動(dòng)需要注意一個(gè)基本

6、認(rèn)識(shí)上的誤區(qū),即不能寄希望于人為事先研究開(kāi)發(fā)出一二項(xiàng)所謂“殺手锏應(yīng)用”,推廣應(yīng)用。事實(shí)上,從電信發(fā)展歷史看,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)達(dá)到一定規(guī)模,各種應(yīng)用會(huì)自然產(chǎn)生,這也是所謂的邁特卡夫定律的威力所在。歷史上沒(méi)有一種技術(shù)生來(lái)就帶著一大堆應(yīng)用的,無(wú)論是移動(dòng)通信還是互聯(lián)網(wǎng),其短信、瀏覽、網(wǎng)上聊天等關(guān)鍵應(yīng)用都是在用戶規(guī)模發(fā)展到一定程度后自然產(chǎn)生的,而不是事先刻意設(shè)計(jì)策劃出來(lái)的。 寬帶光纖接入網(wǎng)的優(yōu)勢(shì) 隨著光纖在長(zhǎng)途網(wǎng)、城域網(wǎng)乃至接入網(wǎng)主干段的大量應(yīng)用,邏輯的發(fā)展趨勢(shì)將是繼續(xù)向接入網(wǎng)的配線段和引入線部分延伸,關(guān)鍵是推進(jìn)速度有多快?這將取決于多種因素,包括市場(chǎng)的需求、競(jìng)爭(zhēng)的需要、應(yīng)用的刺激、技術(shù)的進(jìn)步,成本的下降和

7、配套運(yùn)維系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)等等。我國(guó)2008年舉辦奧運(yùn)會(huì)和2010年舉辦世界博覽會(huì)這兩大事件將在一定程度上會(huì)推進(jìn)寬帶光纖接入網(wǎng)的發(fā)展。 下面將主要從系統(tǒng)技術(shù)的角度來(lái)分析幾種主要的寬帶光纖接入技術(shù)的特征、問(wèn)題和發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)然,除了系統(tǒng)技術(shù)外,影響其應(yīng)用的因素很多,主要是業(yè)務(wù)和應(yīng)用以及管制政策。此外,各種配套元器件技術(shù)和敷設(shè)安裝測(cè)試技術(shù)也十分關(guān)鍵。目前低成本光源已有望實(shí)現(xiàn),850nm的VCSEL僅數(shù)美元,1310nm的VOSEL已有突破,速率達(dá)10Gb/s。PLC混合集成技術(shù),高密度低成本光纜及相關(guān)技術(shù),對(duì)彎曲不敏感的室內(nèi)用光纖,低成本無(wú)源器件,施工安裝技術(shù),自動(dòng)光操作測(cè)試系統(tǒng)等也都是影響光接入網(wǎng)推廣應(yīng)用

8、的關(guān)鍵因素,需要有妥善的解決方案。 點(diǎn)到點(diǎn)有源以太網(wǎng)系統(tǒng) 由于計(jì)費(fèi)、質(zhì)量、管理、安全等多種因素,以太網(wǎng)作為公用網(wǎng)接入方式尚需進(jìn)一步改進(jìn)。 傳統(tǒng)以太網(wǎng)屬于用戶駐地網(wǎng)(cPN)。然而其應(yīng)用卻在向包括接入網(wǎng)在內(nèi)的其他公用網(wǎng)領(lǐng)域擴(kuò)展。歷史上,對(duì)于企事業(yè)用戶應(yīng)用環(huán)境,以太網(wǎng)技術(shù)一直是最流行的方法,目前已成為僅決于供電插口的第二大住宅和辦公室公用設(shè)施接口。采用以太網(wǎng)作為企事業(yè)用戶接入手段的主要原因是已有巨大的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、目前所有流行的操作系統(tǒng)和應(yīng)用也都是與以太網(wǎng)兼容的、性能價(jià)格比好、可擴(kuò)展性、容易安裝開(kāi)通以及高可靠性等。 對(duì)于公用網(wǎng)住宅用戶應(yīng)用環(huán)境,點(diǎn)到點(diǎn)有源以太網(wǎng)系統(tǒng)采用有源業(yè)務(wù)集中點(diǎn)來(lái)替

9、代無(wú)源點(diǎn)到多點(diǎn)系統(tǒng)的無(wú)源器件,使傳輸距離可以擴(kuò)展到1 20公里之遠(yuǎn)。主要優(yōu)點(diǎn)是專用接入,帶寬有保證,每用戶可以獨(dú)享100Mb/s乃至1dbs;局端設(shè)備簡(jiǎn)單便宜;傳輸距離長(zhǎng),服務(wù)區(qū)域大;成本隨用戶數(shù)的實(shí)際增長(zhǎng)而線性增加,無(wú)需規(guī)劃,投資風(fēng)險(xiǎn)低,因而在低密度用戶分散地區(qū)成本較低。缺點(diǎn)是兩端設(shè)備和光纖設(shè) 施專用,用戶不能共享局端設(shè)備和光纖,當(dāng)需求快速增長(zhǎng)且用戶很密集時(shí),光纖和兩端設(shè)備數(shù)量及其成本以及空間需求也隨之迅速增加,因而不太適合高密集用戶區(qū)域。影響選擇以太網(wǎng)技術(shù)的另一個(gè)因素是傳統(tǒng)視頻業(yè)務(wù)的提供方式,例如美國(guó)地方貝爾公司都承諾提供傳統(tǒng)模擬RF視頻節(jié)目,而以太網(wǎng)和模擬視頻節(jié)目的混合是很困難的。這方面

10、PON技術(shù)就比較容易。 由于計(jì)費(fèi)、質(zhì)量、管理、安全等多種因素,以太網(wǎng)作為公用網(wǎng)接入方式尚需進(jìn)一步改進(jìn)。主要是以太網(wǎng)技術(shù)的固有機(jī)制不提供端到端的包延時(shí)、包丟失率、帶寬控制,難以支持實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量,缺乏安全機(jī)制保證等。 點(diǎn)到多點(diǎn)無(wú)源,光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 隨著IP的崛起和發(fā)展,有人提出了EPON的概念,這一思想在以太網(wǎng)界獲得到了積極響應(yīng),在IEEE 802.3ah的旗幟下已經(jīng)形成了GEPON標(biāo)準(zhǔn)。 1.無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PoN)是一種純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò),其主要特點(diǎn)是在接入網(wǎng)中去掉了有源設(shè)備,從而避免了電磁干擾和雷電影響,減少了線路和外部設(shè)備的故障率,降低了相應(yīng)的運(yùn)維成本。其次,PON的業(yè)務(wù)透明性較好,帶寬寬,可適用于任何制式和速率的信號(hào),能比較經(jīng)濟(jì)地支持模擬廣播電視業(yè)務(wù),具備三重業(yè)務(wù)功能(tripleplay)。最后,由于其局端設(shè)備和光纖由用戶共享,因而線路成本較其他點(diǎn)到點(diǎn)通信方式要低,土建成本也可以明顯降低。特別是隨著光纖向用戶日益推進(jìn),其綜合優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。PON的每用戶成本隨著分享OLT的用戶數(shù)量的增加而迅速下降,因而最適合于分散的小企業(yè)和居民用戶,特別是那些用戶區(qū)域較分散,而每一區(qū)域用戶又相對(duì)集中的小面積密集用戶地區(qū),尤其是新建區(qū)域。最后,考慮采用PON技術(shù)后比較容易繼續(xù)提供傳統(tǒng)的模擬視頻節(jié)目,