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1、有线电视全光网络的关键技术及发展前景 全光网就是运用光纤作为传输介质组建的网络。它用光波技术代替了用户与用户之间原有的电信号传输与交换，不再经传统的光电光转换，在整个光传输过程中干脆对光信号进行处理，即数据从节点到目的节点的传输过程都在光域内进行。光缆传输与电缆传输比较，具有通信容量大、抗干扰性能好、光系统的低损耗性能、平安保密性能好等优势。此外，全光网具有良好的兼容性，既可以兼顾现有广播电视业务，又可以开展新的增值服务，支持将来的广播电视宽带综合业务。因此，全光网络的性能与现有HFC网络相比，更加适合CATV宽带业务，从而成为广播电视宽带网的发展方向。 全光网络组网的规划 全光网络的实现可以
2、分两步走。第一步完成全光网络物理结构的搭建，着眼点在于对现有光系统光技术的应用，为全光网络运营奠定物质基础。立足现有广电传输骨干网三级光纤环网和环形骨干网的各个光节点上延长出的星形网络，有安排有步骤地将光纤网由骨干向各分支渐渐铺开，以市郊原有的光节点为基础，使光干线尽可能地向小区、集团用户和单位延长。留意处理好传输网与接入网之间的接口问题，将整个广播电视网连接成一个有机整体。 其次步是在现有技术的基础上，不断探讨开发新技术。在光技术的探讨发展方面，存在以下几个亟待解决的问题。首先，运用单模光纤传输有线电视信号，对光源的要求特别苛刻，因此须要进一步提高激光器的性能，改善产生光的单色性、相干性，增
3、大光放射机的输出功率。其次，光缆的性能简单受外界环境的影响且机械强度较低，因此敷设光缆具有较高的工艺要求。例如加在光缆上的力不能超过光缆的最大允许张力；施工中光缆拐弯的曲率半径要大于光缆外景的二十倍；光缆从缆盘上放出时肯定要从缆盘上方放出，避开光缆的扭转、打圈等。因此要努力探讨开发出成本低、性能好、机械强度大、接续便利的新型光纤。最终，全光网络所需的关键技术尚处于试验阶段，这些技术的发展还有一个漫长的过程。 以上两个步骤相辅相成，缺一不行。因此在建设全光网络的过程中，以光纤通信逐步取代电缆通信为原则，以全光网络取代光电混合网络为最终目标，建成改造彻底的全光网络。 关键技术的发展与取得的成果 光
4、源取得的进展。光纤通信中运用的光源由激光器产生。激光器光源具有输出功率大、单色性好、便于调制、可以传输较宽频带等优点，迎合了有线电视系统多频道传输的须要。目前有线电视光纤网中广泛应用的是分布反馈激光器，该设备将激光二极管发光层面刻上水纹状的衍射光栅，利用多个水纹峰的反射叠加，大大提高了输出功率，还具有较强的选频功能，基本满意有线电视光纤网对光源的要求。 光纤工艺取得的进展。光纤工艺的发展始终围围着如何降低光纤的损耗和光纤的色散两个基本问题。理论和实践都证明光纤的损耗与它所传输的波长有关，分别在0.85um、1.55um处有微小值。三个波长位置的光纤损耗依次减小。现在运用较多的是1.55um单模
5、光纤，这种光纤中的色散为零，失真较小，近距离传输效果好，在地方建设的光纤有线电视网中得到广泛应用。随着技术的发展，出现了解决1.55um光通信系统问题的色散位移光纤、解决光非线性效应的非零色散位移光纤、适用于1.31um系统的色散补偿光纤。更出现了无水峰光纤，将光纤损耗的平缓带大大扩展，使光纤的性能进一步提高。这些特别光纤较一般光纤性能大大提高，但价格也更昂贵。 关键技术取得的进展。全光网络的关键技术有全光交换、全光交叉连接、全光中继、全光复用与解复用等。 全光交换：采纳全光交换可以省去传统光交换中存在的光电、电光转换，突破电子器件工作速率低下的限制，大大提高了光网络的带宽利用率。光交换技术根
6、据交换方式可以分为电路交换和分组交换。电路交换又可分为空分、时分、波分/频分和码分交换以及复合光交换。其中波分光交换由于可充分利用光路的宽带特性，成为探讨较多的技术。全光交换是全光网络的关键技术，其实质是对光的波进步行处理，优点在于光信号在通过光交换单元时不需经过光电、电光转换，因此不受检测器、调整器等光电器件响应速度的限制，对比特速率、编码方式和调制方式透亮，大大提高了交换单元的吞吐量。 交叉连接技术：光交叉连接技术也可分为空分、时分和波分。其中波分和空分技术发展较成熟。以波分和空分相结合的方式性能最好，运用最为广泛。光交叉连接技术是将来光网络的关键技术，它关系到光层上的爱护、复原以及分布式
7、网管的实现。目前的OXC转换速度能够满意大型光网的需求，但复原功能还滞后于光器件的发展，这与分布式网管的发展亲密相关。 全光中继技术：为了使信号传输更远的距离，须要在中途把光信号进行放大，这就须要放大器。经过多年的发展，已经实现了光信号的干脆放大，即在光纤放大器用输入的光信号去激励已经实现粒子数反转的激活物质，得到光强放大的光。光纤放大器实现了光信号的干脆放大，促进了超大容量、超高速率、全光传输等一批新型传输技术的发展。到目前为止，光纤放大技术已经成熟，多种类型的光纤放大器已经覆盖了1.3651.650um波长范围，使得在上述范围内实施波分复用成为可能。 光复用与解复用技术：波分复用技术是充分
8、利用单模光纤低损耗区的巨大带宽资源，将光纤的低损耗窗口分成多个信道，以光波作为载波，在发送端将不同波长的多路信号合并送入一根光纤，在接收端将不同波长的信号再分开。这种技术还可用于网络的双向化改造，只需将两个方向的信号分别支配在不同波长的信道，网络结构相对简洁。 近些年，波分复用特殊是密集波分复用技术进展最快。DWDM是指波长间隔小于10nm的波分利用技术。无水峰光纤的出现为我们供应了从1.281.65um的完整波段。如采纳相干光通信技术，使光载波之间的波长间隔小到0.1nm，则在1.281.65um的完整波段内，可以支配几千个光载波。若每一光载波传输101套电视节目，则一根光纤中可以传输几十万
9、套电视节目。目前人们已经在试验室条件下实现了几一百零一个光波在一根光纤中复用的技术。DWDM技术渐渐进入了局部全光网试验阶段，并起先了技术的好用化和商用化阶段。波分利用系统将是将来几年宽带通信网中最有前途的传输系统。 光纤网络接入技术的发展趋势 依据我国广电骨干网部分已基本完成光纤化改造的现状，当前应将全光网络建设的工作重心放在接入网部分的光纤化上。接入网是网络传输通道的“最终一公里”，它所供应的带宽干脆影响到整个有线电视网络的性能。无源光网络技术是目前受到广泛关注的宽带接入方案之一。该技术具有高带宽、高牢靠性和几乎无需维护费用等诸多优点，并且已经产生多种技术分支和相应的技术标准。 其中，G1
10、013标准是ITUT针对APON技术定义的标准。该技术是20世纪90年头中期由全业务接入网组织提出的，以ATM作为链路层协议，用ATM承载全部业务，为终端用户供应语音、数据、视频流等综合服务，支持的最高传输速率为622Mb/s。但是APON存在结构困难、成本高和带宽受限等缺点，已经逐步退出市场竞争。代之以一种高速率、高效率、支持多业务透亮传输，同时供应明确的服务质量和服务级别以及电信级网络监测和业务管理的Gb无源光网络解决方案，支持最高速率可达2.488Gb/s。从肯定意义上来说，由于网络业务增加导致的带宽需求增长是GPON战胜并取代APON的重要缘由。 不行否认，GPON的快速发展同时也是与
11、另一种接入方案Ethernet PON (EPON)竞争的结果。EPON是由EFM(Ethernet in the first mile)联盟/IEEE组织提出的一种光接入网解决方案。该技术以Ethernet为基础、用Ethernet取代ATM作为链路层协议，构成一个可以供应更大带宽、更低成本和更强业务实力的新一代光网络技术。 现在PON技术之争主要集中在EPON和GPON在价格上具有肯定优势，以太网占据了局域网的绝大部分市场。以太网价格低廉但是EPON采纳单一的基于以太网的帧结构，不支持全业务接入。而且EPON是建立在Ethernet的基础上，它也不行避开地具有Ethernet固有的一些问题
12、，比如在传输实时性业务时存在时延、时延抖动等问题，在数据的保密和平安方面也有待进一步增加。相反，GPON设备在价格上比EPON要高出不少，但它具有高速高效、支持多业务，并能够供应明确的服务质量和服务级别等特点，因此同样具有广袤的发展空间。 通过上述比较不难发觉，EPON和GPON各有所长。要提高市场竞争力，EPON必需开发出支持多业务甚至全业务的EPON技术；而GPON必需在降低成本方面多下工夫。从长远来看，在将来或许会出现一种能够同时兼顾二者优势的新技术。 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页