本刊記者 唐自華
市場人士分析,2003年光纖需求量比上年增長近40%,據估計,2004年的光纖需求量的增長也不會低于這個數字;2005年光纖光纜行業在低迷了近3年之后,可順利進入復蘇期。面對全球爆發性的需求增長,擁有完整產業鏈的企業以及擁有技術優勢和出口導向的企業成長將帶有明顯的持久性,其余企業短期內將分享行業復蘇的利益。
FTTH(光纖到戶)具有極大的帶寬,因而它是解決從互聯網主干網到用戶桌面的瓶頸現象的最佳方案。互聯網數據業務爆炸式的增長趨勢,寬帶需求的快速增長,光電子器件價格的一降再降,都成為光纖建設升溫的決定性因素。技術進步是光纖進入商用化的前提,近年來IP技術已經成為大多數運營商數據網絡的主要承載技術。EPON(無源光網絡)就是其中之一,基于以太網的EPON是一個點到多點的光接入網。并且以其突出的綜合優勢被業界寄予厚望。為了進一步探究光通信發展的新趨勢,記者采訪了光通信專家、武漢郵電科學研究院總工程師毛謙。
毛 謙,武漢郵電科學研究院•烽火科技集團總工程師,ITU-T中國專家組成員,信息產業部傳送網/接入網標準研究組副主席,國家級有突出貢獻專家。他是國內最早研究光傳輸線路碼型并應用于實用化系統的學者,也是國內第一個34Mb/s光傳輸系統的主要完成者, 還是最早將SDH標準翻譯引入國內的人。他為發展我國民族光通信產業做出重大貢獻。
記者:請您簡要的介紹一下目前光纖通信的發展情況。
毛謙:光纖通信是目前最主要的信息傳輸技術。迄今為止,尚未發現可以替代它的技術。即使在世界通信低谷時期,各公司在資金極其短缺、研發投入相對緊張的情況下,對光纖通信新技術的研究仍然沒有停止和放松。創造出實驗室4×40Gb/s無電再生傳輸10 000km的最高記錄;在現有商用網絡上實現了基于40Gb/s的DWDM 1 200km的超長距離傳輸的現場技術試驗。適于城域網的MSTP、CWDM技術,EOT(傳送網承載以太網)、MOT(傳送網承載MPLS)、ASON、EPON/GPON等技術都是這個時期的重要成果。此外1 310 /1 550nm VCSEL器件、1 310nm量子點半導體激光器、G.656光纖、光子晶體光纖等新的器件和光纖,也從另一個角度說明了光纖通信技術在不斷向前發展。
我國的光纖通信技術在政府的大力支持下也有較大的發展。國家“十五”重大科技攻關項目“40Gb/s SDH (STM-256)光纖通信設備和系統研制”已取得重大進展,實現了40Gb/s 光信號在G.652光纖上480km的傳輸;“八六三”項目“80×40Gb/s DWDM系統研制”也有重大進展、“具有Tb/s交換能力的ASON系統”已經實現了基本功能,并在中國移動進行了測試、“EPON光纖接入系統”已經通過“八六三”專家組驗收,將進入現場試驗、“G.656光纖研制成績喜人;“九七三”項目中的光子晶體光纖及其器件也正在進展之中……。
在實際運營的通信網絡中,許多新技術的應用同樣反映了光纖通信技術的發展。例如,目前以10Gb/s為基礎的DWDM已逐漸成為核心網的主流,160×10Gb/s DWDM系統已經在我國多個運營商的網絡中得到應用,CWDM、MSTP在城域網中廣泛使用,光纖到戶的試驗網已經在武漢、成都等城市開展。
總的來說,光纖通信技術的進步是信息社會的需要,是經濟發展的必然,是永無止境的。
記者:像您所講的,光纖通信技術一直都在不斷的發展和進步。目前,光纖接入網發展與以太網融合成為不可阻擋的趨勢,您認為這種融合除了以太網技術本身的優勢外,更主要的因素是什么?
毛謙:以太網是以計算機局域網的面目問世的,在沒有和光傳輸技術結合之前,只限于在局域網范圍內應用。在和光傳輸技術結合以后,以太網技術得到迅速發展,不再限于局域網,同時擴展到城域網,甚至到廣域網的應用。現在的以太網技術和原來的以太網技術相比,得到很大的發展。就拿在光接入網中的EPON來說,原來以太網的MAC技術是點到點的連接,而在EPON中卻變化成了點到多點的連接。
只所以要發展光纖接入,就是人們的業務需求已經不僅僅限于傳統的話音,而對高速數據、高保真音樂、互動視像等業務的需求越來越迫切。這些業務都需要較大的帶寬,傳統的金屬線接入甚至VDSL都無法滿足需求,所以轉向帶寬能力強的光纖接入。同時除了話音之外的這些業務用分組通信的方式來支持更有優越性,即使是話音,用分組方式也有優勢。以太網技術是分組通信中應用最普遍、最簡單的技術,再有光纖這種最具優勢的傳輸媒介支持,使以太網技術可以在接入網中發揮巨大的作用。
記者:剛才提到光纖接入網中的EPON,那么EPON作為一種新型的光纖接入技術,具有什么樣的價值?
毛謙:EPON是前面提到的以太網技術和無源光網絡結合的產物。作為光纖接入中極有優勢的PON技術很早就出現了,它可以和多種技術相結合,如ATM、SDH等,分別產生APON、GPON等光接入方式。
APON的基本標準早在1998年就發布了,在一些國家也進行了推廣。它對寬帶業務的支持有QoS的保證,是有技術優勢的,但其技術復雜、成本較高,加之近年ATM技術受到IP技術的挑戰,其發展受到嚴重阻礙,以致影響到APON也在走下坡。
GPON出現較晚,它是繼承了APON的技術,結合SDH發展起來的,其最初的標準于2003年發布,至今已制定了一系列的標準。GPON對電路交換型的業務的支持最有優勢,又可以充分利用現有網上的SDH資源,所以它一出現就受到極大的關注。但它仍有比較復雜的劣勢,使得其成本依然偏高,使其推廣受到一定的影響。
EPON的發展最晚,它的標準是今年6月底才通過的。它的最大優勢就是繼承了以太網簡單的優點,所以成本相對較低,被業界看好。但它對TDM類業務支持相對難度大些,所以EPON和GPON有得一爭,孰優孰劣還將拭目以待。
記者:您認為EPON這種新技術如若大規模的商用,還要經歷一段什么樣的過程?
毛謙:前面我已經談到,在光纖接入網中,EPON和GPON哪個能受到青睞現在還難分難解。但總得來說,光纖到戶要推廣普及、大規模商用,必然經歷一個漸進的過程。這是因為人們對一種事物的認識和接受是有漸進過程的,此外更重要的兩個因素是網絡所提供的業務和價格,這兩點缺一不可,當然運營商和設備提供商正在共同努力來解決這兩個問題。此外在我國,還有一個體制的問題,即電信業務與廣播電視業務的經營問題,由于這個問題比較復雜和敏感,所以這里就不展開了。此外,從國際上推廣的經驗來看,政府的支持也是非常重要的因素。最終,FTTH的大趨勢總是不可阻擋的。
記者:面對著像GPON、EPON等光纖新技術的不斷出現,您認為光纖接入網的發展對本地電信網有什么樣的影響?
毛謙:原來的本地網是包括市內中繼網和接入網兩大部分的,現在有些人理解本地網就是城域網。
不管怎么理解吧,光纖接入網的發展首先對接入網本身就是一種革命。傳統的接入網無例外的都用金屬線接入,在無線技術和光纖通信技術發展之后,無線接入和光纖接入逐步進入了接入網,但所占比例很少。光纖到戶的更寥寥無幾,一般在饋線段用光纖還較多,即大多城市實現了FTTC/FTTB,在分配線即戶線段用的極少。光纖接入網即FTTH的發展對于現有用戶有一個龐大的戶線工程改造的問題,對新建建筑涉及引入光纖到樓內、室內的問題,甚至可能修改建筑規范要求。更大影響是接入網中承載的業務會變得豐富多彩,而且由于目前家庭多是幾室幾庭結構,用戶終端設備遍及各個房間,光纖入戶后,如何將信息送到所有得終端設備,是繼續用光纖,還是該用金屬線,或者該用無線,這是涉及家庭(或者說用戶駐地網絡)的問題,目前正在探討之中。如家庭電話線網絡、家庭電力線網絡、家庭無線網絡等都在進行研究。
此外光纖接入網發展后對城域網甚至核心網都有很大影響。實現光纖到戶后,平均每戶的帶寬以150Mb/s計算,如果全國僅以1 000萬戶FTTH用戶來看,新增帶寬為1 500Tb/s.。只以平均同時使用概率10%計算,將有150Tb/s帶寬的信號涌入各地的城域網,因此城域網將面臨巨大的擴容壓力。而且新增帶寬的絕大部分屬于分組數據業務,所以城域網中將主要擴建分組數據網,屆時城域網中分組交換的容量將大大超過電路交換的容量。而且新增帶寬中相當一部分將流入核心網,所以核心網同樣面臨新建和擴容的壓力,同樣核心網所承載信號的類型也有很大改變,將會從以電路型信號為主變為以分組信號為主。