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接入网中光纤光缆发展趋势研究

2007-04-07 02:48:20 来源: 作者:钱宗珏 【 评论:0

一、国际通信技术正在经历着巨大变革,热点是接入网

通 信住处等新技术的发展将给人类带来巨大变化。随着世界范围信息化的推进,人们将创造出不可估量的物质财富和精神力量。信息化必将对一个国家或地区的经济发 展、科技进步、国际实力和人民精神、文化、健康等素质的提高乃至对整个综合国力产生重大的作用和影响。从80年代起,世界各先进国家就纷纷对通信信息的发 展给予重视并投入巨大资金,特别是在90年代美国宣称要建设“信息高速公路”,亦称“国家信息基础结构(NII)”,以促进美国经济增长作为经济发民兵的 新方向及一场建设国家信息基础结构(NII)的热潮立即在世界范围内掀起,人类在21世纪即将跨入“信息时代”已成为客观发展的必然。只有把活动视像、图 片、数据、语音等多种业务综合,也就是把电信、有线电视、计算机网融合在一起才能达到信息资源共享、迅速交流的目的,充分发挥信息基础结构(NII)的作 用,因此建设能为千家万户服务的公众多媒体宽带通用接入网已成为国际通信信息发展的主流。

90 年代中期,世界通信信息业风云叠起,电信业、有线电视业、计算机业相互联盟、互相并吞,争夺的焦点还在于接入技术。新的世界接入网“大战”已经展开。国际 电信业历史悠久、基础较好、实力雄厚,80年代还经历了由模拟转化为数字的巨大变革,但长期以来的重要业务是电话,以后又发展了数据等窄带业务,最近正在 向宽带业务发展,包括交互式电视和多媒体通信等。广播电视业原来仅有卫星直播电视,后来发展了有线电视,但当前主要采用的是宽带业务模拟技术,还将忍受巨 大痛苦以转化为数字技术。广播电视业正拟引入电视和数据等窄带信息业务。计算机业正在冲破单个的、局部的限制,借助现有的通信基础设施走向世界、向网络化 发展,除了数据窄带业务外,也含电话和宽带图像业务。在交互性、普及性、交换结构等方面,电信、有线电视和计算机各有优缺点,各方正在努力克服缺点、发扬 优点以争取市场的占有率。竞争的基础还在于能传送各种业务的宽带通用接入网。

二、国际光纤接入网的发展

光纤通信具有通信容量大、质量高、性能稳定、抗电磁干扰和保密性强等一系列优点,在干扰通信方面,以上优点已得到充分证明。同样,它将在全业务(Full Services Network,FSN)宽带通用接入网中发挥主要作用。根据世界统计资料在今后的光纤通信发展中,由于干线网建设已逐渐饱和,而接入网中的光纤通信将占主要部分。

以下就美国、欧洲和日本接入网的发展概况作一分析。

1.美国接入网的发展概况

美 国国土面积大、人口多,但相对说人口的密度还是比较低的。除少数大城市外,用户较分散,根据有关资料,美国用户线的平均长度为3.5km左右,电话网、有 线电视网和计算机网已建设多年并趋向饱和,现存大量完好的对绞铜线和同轴电缆,新建的线路较少。为了进一步改进通信质量和发展新业务,美国也在推行用户接 入网光纤化,但进行的速度并不太快,铜线还占75%以上。“信息高速公路”的建设促使美国通信业、计算机业和有线电视业发生了巨大的变化,吞并和重新组合 已成为新的趋向。年近来,美国大量推广光纤到路边(FTTC)并采用TR303标准接口的光纤用户回路载波系统(DLC),取得了一定成效。

另 外美国还同时在推广混合光纤/电缆系统(HFC)和不对称数字用户环路(ADSL)技术,这两种基于铜线的系统有优点也存在着缺点,在现存大量铜线基础设 施的美国来说,不失为一种较好的较现实的过渡性措施。根据美国贝尔实验室的资料介绍,美国正在致力于发展交换式数字图像系统(Switched Digital Video,SDV)。

2.欧洲接入网发展概况

欧洲的国家多,各国面积不大,城乡距离短,居民都分散居住,很少有用户聚居的居民大楼,而大型企业较多。用户线平均长度约1.8km。欧洲先进通信工程(RACE)计划中把用户分为企业用户和居民用户两类。

在 欧洲,特别是德国,由于在东德有大量的新建网络,因此对用户接入网实现光纤化的积极性比美国高。除了进行FTTC各种方案试验外,对FTTH也有积极性。 图3是RACE计划中采用无源光网络的R2014方案。该方案采用两根光纤,一根提供交互式业务,另一根提供有线电视(VATV)分配式业务。

3.日本光纤接入网发展概况

日 本国土面积较小,人口密度大,大企业多,城乡间距离短,中小规模的巨民楼多。用户线平均长度约2km。在日本的光纤用户接入网系统中,针对大企业办公室用 户一般用光中心单元(OCU)与光网络单元(ONU)等宽带系统,以提供宽带业务服务。对于居民用户则采用中心端机(RT)窄带系统,在RT处再由铜线分 配至用户,最近还在大量推广“Ⅱ”系统。虽然日本同样存在着大量的完好的铜线线路,但对实现用户光纤化却非常积极,采取了废弃铜线而重建光纤线路的方针, 计划要在2010年,最近到2015年实现光纤到户(FTTH)。

三、我国接入网中光纤光缆的发展展望

改 革开放以来,我国电信网得到了飞速发展,在短短的10年中容量已增加10倍。从电信网的规模来说,我国已居世界第二位,交换机的容量已超过亿门,全国长途 和本地交换机的程控化比重已达99.4%,长途干线传输网和本地局间中继网已基本实现光纤化、数字化。但从总体上说我国电信网的用户接入网基本上仍是以传 统的模拟铜缆为主,90年代初国际接入网技术开始发生显著变化,对于在未来10年中接入网还将扩大4倍的中国来说,研究接入网的发展战略是非常必要的。图 6是各国用户线长度统计曲线。在图中标出了意大利、英国、德国、法国、中国和美国6条曲线。实际上统计资料中还包括有瑞典、荷兰、芬兰和日本的相关曲线, 但因曲线过密不易辩认故未画出来。瑞典、荷兰和芬兰的统计曲线包括在欧洲的几条曲线的范围以内,而日本的统计曲线与法国类似。从统计曲线中可以分析出用户 线长度与国土面积和人口密度有相关性。我国的用户线平均长度处于欧洲、日本和美国之间而偏向于美国的统计曲线,但我国的长距离的线路比美国还多。对21个 省57个城市近万个数据统计分析显示,我国的用户线平均长度为3.4km,而50%在2.4km以下,这是我国的国情特点。

从 用户线平均长度较长的观点来看,我国采用光纤接入网这一发展战略具有特殊重要的意义。当前我国正进入接入网的大发展时期。特别是采用先进的V5标准接口 后,由于减少了数/模和模/数转换,提高了质量、降低了成本,现在光纤通信的每线成本已可与铜线相比,而其容易和多业务优质宽带传输性能是铜线所无法比拟 的,即便加上ADSL设备也无法相比。中国电信从1996年开始已在14个省市组织17个厂家25种设备进行了具有V5接口的用户接入网试验并已取得成 功,1998年将在全国推广。带有V5接口的光线接入网必将在我国大量发展。国际接入网的竞争形势必然会在我国有所反映,通用接入网包括全业务接入网 (Full Services Network,FSN)的建设热潮也将在我国兴起。在未来10年中,我国接入网中光纤、光缆的需求量也必将大幅度增长。我们可作保守的估计,假设到 2010年我国所建设的接入网总量中有2/3采用光纤接入,而光纤按平均为四芯考虑并根据我国的用户线平均长度计算则我国10年所需的光缆约7亿公里而光 纤约需28亿公里,其中仅光缆的价值就达数千亿美元。实际上光缆容量与所采用的接入网拓扑结构直接有关。如果大量采用环形结构则光缆的容量还会普遍增加, 当前,我国由于受到干线网拓扑结构概念的影响,在接入网中要采用环形结构的呼声较高。笔者认为接入网与干线网有很大不同,采用环形网很不经济,并且环形网 初步投资大,使用调整不便,网络升级更有困难,存在着种种弊病,我国先采用星形网逐渐按需要发展成为网状网的拓扑结构将更有优越性,这样,不但建设经费可 逐步投入而且对今后向全业务光纤接入网发展也有很大好处,并适合我国的国情。根据以上分析,我国除出局要用大容量光纤外,一般将采用中、小容量的光纤。由 于复用技术发展很快,估计最大容量为百芯左右,而象日本那样的上千芯光纤在我国可能不会大量采用。而束管式光缆和带状光纤在我国将有较邹的发展前景。随着 全业务光纤接入网的发展,我国未来有可能大量采用波分复用(WDM)技术,因此,1.31μm和1.55μm的双窗口和多波长光纤在接入网中将有广阔的发 展前景。此外,塑料光纤的发展也将为光纤进入用户创造良好的条件。总之,我国的光纤宽带接入网包括有关光纤光纤的发展将地丰富多采的。让我们为共同创造 璀灿的明天,为迎接信息化社会的到来而贡献力量。


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