光通信 未来网络的基石

　　随着社会经济的发展，人们对信息的需求急剧增加，信息量呈指数增长。与之相对应，通信业务需求的迅速增长对通信容量提出了越来越高的要求。光通信以其高带宽、大容量、低损耗、抗电器干扰、体积小、重量轻等一系列优点，成为现代通信的主要支柱之一。

　　放眼世界，光通信技术正以超乎人们想像的速度发展。在过去10年中，光通信传输速率提高了100倍，预计在未来1O年里还将提高100倍左右。IP业务持续的指数式增长，对光通信的发展带来了新的机遇和挑战：一方面，IP巨大的业务量和不对称性刺激了波分复用（WDM）技术的应用和迅猛发展；另一方面，IP业务与电路变换的差异也对基于电路交换的SDH（同步数字系列）提出了挑战。光通信本身也正处在深刻的变革之中，特别是“光网络”的兴起和发展，在光域上可进行复用、解复用、选路和交换，可以充分利用光纤的巨大带宽资源增加网络容量，实现各种业务的“透明”传输。由此，光通信技术成为人们关注的焦点，必将是未来通信发展的主方向。

　　盘点下一代光通信技术

　　据统计，2012年全球每秒钟有100万分钟的视频内容跨网络传送；到2015年，全球移动数据流量将增长26倍；连接到IP网络的设备数量将是2015年全球人口数量的2倍。传统的电信服务提供商，以及互联网内容服务商将面临越来越大的带宽挑战，为了承载这些带宽就需要同步提升核心网络、城域网以及接入网的带宽，并由此引发了我们对下一代高速光传输技术、下一代光接入技术，以及下一代光子集成技术的研究。

　　下一代高速光传输技术当前，爆炸式的带宽需求正在极大推动光传输技术的高速发展，100Gbps网络相关技术的商用为超高速光传输技术的进一步应用提供了基础。在中国市场，这边持续半年之久的“中国电信100Gbps测试”刚刚划上句号，那边中国移动、中国联通的100Gbps测试已经拉开帷幕。预计，100Gbps将在2013年开始部署，2015年迎来全面商用时代。而随着100Gbps的商用，400Gbps和1Tbps等超100Gbps技术已成为业界研究的热点。

　　根据思科近期发布的一份报告预测，到2015年网络互联设备的数量将会超过150亿台，相当于全世界人口数量的两倍。同时全球互联网流量的总量将达到目前的4倍，达到每年966EB。预计仅2014年至2015年间互联网流量的增长就会达到200EB，超过2010年全球产生的IP流量总和。应对上述数据增长挑战的关键就是高速光传输技术，也就是大家所熟知的40Gbps/100Gbps网络。目前，武汉邮电科学研究院“超高速超大容量超长距离光传输基础研究”已经取得了重要突破，成功实现了利用一根光纤同时将2.2亿对人的通话传输2240公里。

　　下一代光接入技术在光接入技术的快速发展中，如何更加经济有效地实现带宽的提升，以更好的经济性实现用户带宽的数量级增长，确保用户业务具有更高的可靠性，是市场对下一代光接入技术提出的关键需求。在下一代光接入技术上，近中期的40G-PON和中远期的后40G-PON是近年来业界研究和推进的重点。光时分复用（OTDM）技术和光码分多址（OCDMA）技术将成为未来全光网络的接入技术。OTDM和OCDMA在概念上分别与传统通信网络中TDM和无线CDMA对应。OTDM技术可以使一个固定波长的光波携带信息量十几倍、几十倍地增长，OCDMA则提供了一种全光的接入方式。

　　下一代光子集成技术光子集成技术，即PID技术（PhotonicsIntegrationDevice，光子集成设备），是将波分系统所必需的多个关键光电器件(激光器、调制器、检测器、复用器和解复用器等)都集成到一块长宽仅为5厘米的PID芯片上。其大大简化了传统波分复杂的光电组网架构，帮助运营商用传统波分一半的功率和子架实现SDH般简单的波分网络，无需复杂的插拔连纤，省去了色散补偿、光功率、信噪比等光信号参数的计算，设计容易、业务开通快，而且维护极为方便。迄今为止，PID技术已经在西欧、亚太、南美等多个区域实现广泛应用。

　　新型应用推动光通信部署

　　在移动互联网、三网融合以及新型应用对带宽需求的推动下，中国光通信市场开始进入新一轮高速发展期。在我国，目前很多地区仍未实现大规模的光纤网络覆盖，未来光纤还将进一步走入家庭。到2020年，光纤网络将覆盖大部分农村。据统计，截至2012年，全球宽带用户达到了20.5亿，其中移动宽带用户14亿，固网宽带用户6.5亿。在固网宽带用户中，光纤用户表现出强劲的增长态势，2012年，光纤用户在固网宽带用户中的占比接近19%，相比2011年有三个百分点的上升。在2012年全球光纤安装量上，我国的总数量最多。

　　中国光通信产业经过数十年的发展，产业规模和产品种类不断扩大，将会迎来行业历史性发展机遇。目前这一产业已经形成了包括光传输设备、光接入设备、光配套设备、光纤光缆、光器件等在内较为完整的体系。近年来光通信整体产业的平均增长速度达到30%~40%。很多企业已经成长为国际知名企业，在世界光通信市场上占有一定份额。

　　根据Dell‘Oro的预测，2016年光传输设备市场将达到190亿美元，未来5年平均复合增长率为10%。中国移动2012年资本开支中，将传输网投资占比由2011年的18%提高至26%，总额约为343亿元，相比2011年的231亿元，增长48.48%。笔者认为，电信运营商在完成有线、无线网络终端部分的建设后，随着用户增长，信号流量增大，将会逐渐加大对光承载网的投资，对光传输设备的需求和投资将逐年提高。

　　除电信运营商外，企业为其自身系统及服务的发展，也开始考虑建设自己独有的骨干网络。像Google、国内的大型互联网企业腾讯等，也开始同设备商商讨购买传输设备。另外，电力、教育等行业也在着手升级自己的承载网。未来除基础电信网络市场外，企业网将成为光通信的又一个重要且潜力巨大的市场。预计到2015年，国内光纤接入覆盖家庭将由目前的4500万户发展到2.4亿户，年均复合增长率为51.97%。考虑到未来招标GPON的比例将逐渐提升，以及设备价格每年的下降，光接入设备市场未来4年年均复合增长率应在35%以上。

　　光通信技术的发展满足了市场的需求，而市场的需求则决定着下一代光通信技术的发展方向。未来，在市场和技术的推动下，在产业链的共同努力下，我国的光通信市场将会实现稳步增长。在可以预见的将来，光通信将会成为承载信息高速公路的重要基石。

　　特约撰稿 高岳 高新让