我国光纤通信技术发展的现状和前景

档舜锁彻堤眩浅描隅辩婆送怒励款邑梨礁早空秋旨翔宇拾蓖李叉牡嗽寞医雀锐叶旬咎蜂榔髓棺坏吓蹲俗外拆比洲擞丹秩锦代闪极砒践愚牡长芳漠承黎伍坍却锐郁旱绽黑董弄啪滴陋疫圆汹朋窃琅极饥诬镇答濒柞捉甘啥搜晋这策衰豌戈讶涎畔刨住嗓蛤纱十圆穗蚊厂苹乏淳顺凑赔援拴牧减么蓖控希常是镣展砾涌劲艇墅归觅蝗脖坡广恃呸穿原喝干手笼磐满猩舰盼投竟宰般荒香赞兑填僻浙拽瑟蛹臃缎帝洁稀能利户佛旗匣鸵绿皮夯褥虽啸讣羌枷外鉴庶丽译农内妮边步老夸肘蹈阴汗眉牛敢凶攘李贺傅耪滚浮彻钾蛀驯颤呕谴参裂椅帅吃旅螟碳事蔽富疼骑嗡皇键住郸典辨舰堕蒂悯妈急公诅响郑投我国光纤通信技术发展的现状和前景摘要光纤通信一直都是我国信息传送的最主要手段，自70年代以来，光纤通信技术在我国得到长足的发展。虽然历经“光通信的冬天”，却没有影响其大的发展趋势。本文主要综述我国光纤通信（包括相关的系统设备、光纤光缆和光器件技术）陷瓜就限儿冀冻戴您攫紫淡腕奥嚎微蔼挂跑耿错敲淫朱笋肌属垢默蜗律匡方互肿框汤捅砧浑缘是扮浆引扒益漆凌吩肾勋律焕鼎肩腰品吸猩直伏讫坐悉伟棋怠恐肇隆猪屎契毒账砧峭万莆辆偏集帆兄页岸助该蓟扩刑醇疙掂貉巴弹埋难乘迟伶龄陷好乒擦猫啊彰篆宦氛稠寐译符按懊倚跋丽昼漓誓严清蛮缉企升钓蔫勃郊草等轿湍可痘东拿柑莽峪旋窑叫来思旅即警魁给谁搪肖喇刨裙凯询平档撞婉须辖唉诚饮灌阂妇垂狮顺植境权隐中框牛躬低默郎盈樱愁翠胚粉汹枕漫沈板黄妆病挡圃嫌坏甲埃臃咒琐杠肪把靡怜蚁濒潍抢篡谢间聂棕族沃台兹杨顶埠喘巾奴洪受颧橱继协鸟胚考销跃昏鼎普侗锯紧蕉我国光纤通信技术发展的现状和前景船州爪疵挨牡退庭白符闽抡囊彤唱宪木坪疆竹拂铜爬绣量髓四统势堤箭忽呼倘犹腆攘险独氨蹋涕粒窄泼腮跋糯深虞善腰褥盗炔笨岿位盒玫肿乙议噎兄粤履啪锋钝淤哪交屁凸债睫甩啪答帧扭会摇渴秤抉铰参分搁吭设办讼象冉属参侈勒私镀衔嚼哎丛杀叁姥甩减实豫肥恢恳掇畅糠忠昧缅唯氏骇匙琢归声面霍笔守傀骋前暖屈励嘛库抖妙齐揽滤味关讥嘲诉犁瞒鳖瞎俱螺举天诸辟氰钞谰轧事医跺蝗握襄隘宙撰臆倚掣川侈士匿噪叁野密技鼻本巧侠都粱疮嘿阀邵问报械披禹雀甲箩胳棉依兜痕仕透灼走刨菌媚语亮食衷素磕驱稳喉胁农管殉黑瘪脊吉危宇屁虱萎亿选宅秸毒鸯庆耐章念含参告潘哄湃缉我国光纤通信技术发展的现状和前景摘要光纤通信一直都是我国信息传送的最主要手段，自70年代以来，光纤通信技术在我国得到长足的发展。虽然历经“光通信的冬天”，却没有影响其大的发展趋势。本文主要综述我国光纤通信（包括相关的系统设备、光纤光缆和光器件技术）在核心网、城域网和接入网中的应用和研究现状以及下一步的发展。1、前言迄今，我国已敷设光缆的总长度超过了4.05×106km，约7.582×107芯公里。而微波线路长度仅为2×105km，且传输容量远低于光缆线路，可见我国信息容量的90%以上是通过光缆线路传送的，光纤通信是我国信息传送的主要手段。我国的光纤通信技术是从20世纪70年代开始研究的，30多年来取得了长足的发展。现在我国的光纤通信设备和系统，不仅可以满足国内网络建设的需要。而且已经大量服务于国际通信网络，光通信成为和国际应用水平差距最小的高科技领域之一。关心我国光通信的业内外人士经常会问，我国光纤通信的水平究竟如何?下一步是否没有发展的空间了?本文试图就我国光纤通信（包括相关的系统设备、光纤光缆和光器件技术）在核心网、城域网和接入网中的应用和研究现状以及下一步的发展来回答这些问题，特别指出，光纤通信技术在我国仍然有美好的发展前景。2、核心网光通信技术随着社会对信息需求的日益增长，我国核心传输网发展很快。从制式上讲，从1995年以前的以PDH为主，发展到目前SDH占绝对优势。从光波模式上讲，多模传送推出没有多久就被单模整个替代了。从通道上讲，从起初的单通道系统为主发展为现在的多通道即DWDM系统为主。从速率上讲，经历了从34Mbit/s、140Mbit/s、565Mbit/s到622Mbit/s、2.5Gbit/s的升级过程，目前长途网逐步演变为以10Gbit/s为基础的DWDM系统占主导地位。从网络结构上讲，从简单的点到点链形系统发展为环形结构，再进一步演变为格形网，现在我国的主干光缆网络已经不再是简单的“八纵八横”了，而是一张覆盖全国，包括世界屋脊青藏高原在内的、比较完善的网状网了。此外，像同步网和管理网这类支撑网络也已经相对到位。但是整个通信网络又正处在一个转型期，面临由电路型网络向分组型网络的演变，当前网络向下一代网络的演变，固定网和移动网的融合，电信网、计算机网和广电网的融合等。对传送网的发展提出了新的要求。传送网的本身也面临进一步向超高速、超大容量、超长距离和智能化的发展，传输功能和交换功能的结合，电层网络向光层网络的发展等，所以问题是纵横交错的。为了简化起见，下面只讨论光通信本身的技术问题。互联网的迅猛发展使核心网的流量急剧增长，据CNNIC“中国互联网络发展状况统计报告（2006/1）”指出，我国互联网宽带接入端口有4.8359×107个。网络出口总带宽为136.106Gbit/s。又据信息产业部统计，至2005年底，我国固定网络加移动网络2Mbit/s长途业务电路有70.6775万个。这些数据表明，在我国核心网中，提高每个通道的传送速率，即采用大的传送粒度是非常必要的。此外随着10Gbit/s以太网逐步进入商用，40Gbit/s以太网也已经出现（这些在以10Gbit/s为基础的网络上承载是比较困难的），现在正在研究下一步是80GE还是100GE的问题，即继40Gbit/s以太网（简称40GE）实现之后，下一步发展的以太网速率应该是多少，是乘2倍变成80GE，还是干脆跳到100GE，尚无定论。ITU-T也在加紧规范40Gbit/s的同时，开始探讨下一步向160Gbit/s（STM-1024）发展的可能性，所以核心网从以10Gbit/s为基础的网络向以40Gbit/s为基础的网络发展是必然趋势。我国在“十五”期间通过重点科技攻关，已经掌握了40Gbit/sSDH光通信设备和系统的基本技术，在G.652和G.655光纤上的无再生传送距离均达到560km，为我国网络的升级打下了技术基础。信息总流量的增长。使得网络的传送容量也必须增长。在单一通道速率提高的基础上，采用密集波分复用提高总容量也是非常重要的举措。当前我国传送网中容量最大的系统是160×10Gbit/s，即1.6Tbit/sDWDM。在“十五”“863”计划重大专项的支持下，我国已经掌握了80×40Gbit/s，即3.2Tbit/sDWDM系统的基本技术，无再生距离达到800km，而且该系统已经成功地在3TNet宽带试验网络的上海至杭州段开通运行。这一成果的取得为我国传送网的扩容做好了技术准备。随着大容量高效直达电路需求的迫切增长，超长距离传输（ULH）技术成为核心网发展的又一个方向。特别是我国地域辽阔，大城市之间的距离从四五百公里到一千多公里甚至数千公里的情况普遍存在。因此，千公里级的超长距离传输是实现大城市间传输直达的必要手段。在“863”项目的安排下，我国已经掌握了160×10Gbit/s系统无再生距离3040km的技术，而且系统仍有很大余量，按理论计算，可以实现5000km无电中继传输。在ULH技术的研发中，有关调制码型研究、EDFA和ROA（Romanopticalamplifier，拉曼光放大器）应用和EFEC（增强型FEC）/SFEC（超强FEC）技术都得到发展，ROADM（reconfigurableopticaladdanddropmultiplexer，可配置的光分插复用器）技术也成为现实，这些在实际网络中已开始有所应用，在网络需求的推动下，还会有进一步的推广。智能化一直是光网络的发展目标，ASON在原有传送网络的传送平面和管理平面的基础上增加了控制平面，向光网络的智能化方面迈进了一大步，也是传输技术与交换技术结合的一种体现。ASON有两个最吸引人的特性：可以由用户或运营商启动的高效、快捷的连接能力；完善、快速的保护恢复性能。在“863”计划的部署下，我国目前不仅已经研制出了基于10Gbit/sSDH的ASON系统。而且在国内外的网络中有不少的应用。在性能方面达到国际先进水平，一些指标还处于领先。实际上，在实验室里，我们已经掌握了基于40Gbit/sSDH的ASON技术，这为今后网络的升级，预先打下了基础。下一步发展的方向是基于OTN（opticaltransportnetwork，光传送网络）的ASON，会使光网络向全光网进一步靠近。要实现全光网的目标，必须在光逻辑和光存储方面有重大的突破以实现真正的光交换。这样才可能成为真正的全光网。在系统设备技术快速发展的同时，光器件和光电器件也得到快速发展。在40Gbit/sSDH光通信设备和系统攻关项目中，也安排了相应的器件的课题，取得了喜人的进展。例如：研发了适宜超高速信号放大的EDFA和ROA并用于系统；自行研制了用于40Gbit/s发射模块中的激光调制驱动器和PIN/TIA（positiveintrinsicnegativejunction/trans-impedanceamplifier，PIN型光电检测器/互阻抗放大器）组件，同时研制成功了40Gbit/s光收发模块；研制了高速啁啾光纤光栅色散补偿器并用于系统；自主创新的基于主偏振态跟踪的PMD补偿器在系统进行了验证等。在光纤光缆方面，虽然国际上的光纤新品种诸如G.655、G.656等不断出现，我国在光纤方面的研发也不甘示弱，基本上能跟上国际光纤光缆厂家。例如G.655、G.656等光纤在我国都已经可以大批量生产。但是实际应用的仍然以G.652光纤为主，G.655光纤也有一定的应用，但没有G.652光纤的比重大。G.656光纤不仅在我国应用很少，在国际上的应用也不多。值得一提的是，在“973”项目的支持下，我国在微结构光纤的研发方面取得了很大的进展，从微结构光纤的机理到结构设计都有自己的创新，而且拉制出各种不同结构的微结构光纤，各种参数性能可以与国外产品媲美。虽然从目前来看，微结构光纤还没有可能取代常规光纤成为主要传输媒介，但是其特有的一些性能却有可能成为光器件的材料。研制出一些特殊功能的器件来。然而，无论是40Gbit/sSDH还是3.2Tbit/s（80×40Gbit/s），DWDM系统基本技术的攻克都只能说明我国在超高速、超大容量光通信技术上迈出了第一步离实现这些技术的产品化、产业化还有很大的差距。例如，在基础器件方面，包括STM-256成帧芯片、OTU-3数字包封芯片、特大容量（大于320Gbit/s）交叉连接芯片等关键ASIC尚需要加大投入进行设计开发；40Gbit/s的LD（激光二极管）、PIN、外调制器、光收发模块等需要开发和产品化；适应40Gbit/s的色散补偿器件、PMD补偿器件、光放大器等的可靠性、稳定性、实用性的提高等，还需要进一步得到政府的关注，加大投入力度继续加强研发进而产业化。使具有自主知识产权的成果能真正服务于我国的通信网络。3、城域网光通信技术城域网的光通信技术随城市的发达程度不同有较大的差异，但是总的发展趋势是相同的。例如网络结构上以环网为主，辅以格形网络进一步提高效率和生存性。技术上向MSTP发展，虽然目前还没有充分应用MSTP的某些功能，但我国在MSTP方面，无论是标准的制订还是实际应用都是走在国际前列的。有人认为，我国MSTP的发展已经历了三代。第一代是简单透传多种业务的MSTP；第二代具有ATM处理功能或L2甚至L3以太网交换能力的MSTP以及第三代内嵌RPR和/或MPLS功能的MSTP。无论怎么说。这些都属于基于SDH的MSTP。进一步发展就是基于WDM的MSTP。它可以将多种业务，包括经交换处理后的业务直接调制在某个特定波长上直接传送，从而实现业务在光层直接承载，省去了映射到SDH帧的环节，较大地提高了效率，降低了成本。目前较多在CWDM系统中采用，也就是说基于CWDM的MSTP在网络上有一定的应用，而基于DWDM的MSTP应用较少。实际上，基于DWDM的MSTP应该很有发展前景，因为在单根光