光纤通信的发展历程和未来应用

TTH建设普遍开展，日本、韩国和美国比较发达，采用各种无源光网PON和以太网技术。中国的运营商和房地产开发商已对FTTH进行了试点。近来出现了所谓的网络电视(IPTV)，电信运营商提出IPTV的初衷是考虑到有计算机的人少而有电视机的人多。提出的IPTV是采用专用的机顶盒连接电视机可直接浏览电信网的内容，而不要计算机。IPTV具有常规电视并兼有点播和时移电视的功能，可能会取代常规电视。由于IPTV的发展，影响光纤接入网和FTTH的构建。另外，也产生电信运营商和广播运营商的利益冲突。尽管有限制发牌照政策以保护广播运营商，但大势所趋，不可阻挡。实际上，许多广播运营商也开始改造其广播网为数字双向，也具备了发展IPTV的功能。广播运营商和电信运营商的界限开始有些模糊。

IPTV在国外开始高速发展。在国内，上海、河南等地也开始发展。

有人考虑到IPTV的发展，会使现有的城域网和接入网不胜负担，所以提出所谓的P2P(peer-对等)方法。P2P最初的概念是：所有用户都是信息接收者，又是信息发送者。即某用户把收到的节目用流媒体方法向其他用户转发出去(通常是让用户下载一个软件使其具备P2P功能)。这样便可减免都由中心向用户播发，以节省网络带宽。事实上，没有中心是不行的，网上至少要有1个中心服务器来管理。经过少量试行，近来发现IPTV流量太大，而用户的接入网根本无法满足P2P的传输，特别是ADSL原来就没有考虑到大量的上行，用户接入网负荷过重而崩溃。有人认为P2P是恶魔。

由于宽带业务的不断发展，现有的城域网、接入网的容量不足。对于运营商而言，最根本和实际有效的办法是对城域网和接入网扩容。事实上，采用WDM技术扩容，投资不很大，而可适应今后宽带业务的继续发展。

无线接入技术发展迅猛。人需要移动，采用无线接入比较方便。无线接入可满足数据传输的需要，但带宽有限，宽带的视频特别是HDTV仍需要采用光纤通信。

光纤通信需要发展光交换——采用电缆通信的网是金属网，传输的是电信号，在网络节点采用电子交换机进行交换。现在，光纤通信的网是光纤网，传输的是光信号，在网络节点目前还没有全光交换机，在网络上只好采用“光-电-光”方式进行交换，即先把来自光纤网的光信号转变为电信号，用电子交换机进行交换，之后，又把电信号转变为光信号，再进入光纤网。这种方法是不经济的，需要开发可把光信号直接交换的光交换机。目前已经有小规模的光交换，它是作光线路保护的。通常这种光交换的通路是固定而不是可改变的，对于线路的调度不利。现正在开发具有自动交换的光网络称为ASON。ASON的关键技术是可重组光分插复用器ROADM，使线路可方便地调度。ASON不但可作光线路的保护，还可满足线路调度和今后发展出租电路的需要。目前，已经有非全光的ASON产品。

现在的通信网正在从SDH网向IP网过渡，交换机也要IP化。发展光网络还要考虑IP化，还要进一步发展光路由器，其中需要解决光地址的取存和光缓存技术。

光电子器件和集成光器件需要大力发展，因为光纤通信技术的发展，依赖光器件的进步。

由于网络的速率不断提高，目前单波长电子速率为40Gbps的光通信系统已经商用，速率为160Gbps的电子系统在试验室开发。因此，光电子器件要与之相适应，包括高速调制激光器等需要开发。实现ROADM需要发展波长可调的光滤波器、波长可调激光器和光开关等，其中有许多可创新的空间。

把许多分立的光电子器件集成在一起成为集成的光电子器件，其优点是功能丰富、体积小、速度高、可靠。目前已经有小规模集成的光电子器件，需要开发更大规模的光电子集成器件。混合集成可降低难度，提高成品率。混合集成的关键技术是平面光波导线路PLC，它是一块具有光波导的线路板，可把分立的光器件安装在上面。目前商用的光电子集成器件有8波长激光器模块、100波长以上的AWG光滤波器、AWG+光衰减器和32×32光开关等。光集成器件的工艺有单片集成和混合集成两种。目前集成光电子器件处于初级阶段，我国应迎头赶上，否则就会吃大亏。

光纤通信的优势是容量大和传输距离远。无线通信的优势是可移动，但带宽小。可以想象，近距离小容量的数据接入趋向采用无线接入，而大容量的视频影视采用光纤传输。卫星传输距离也很长，唯容量和寿命有限。