第一節(jié) 光通信產(chǎn)業(yè)概況

一、光纖通訊的定義與特點

1、光纖即為光導(dǎo)纖維的簡稱。光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。

從相對論觀點 研究 ，物質(zhì)無不具有雙重性，即波動性與微粒性。作為物質(zhì)的光波的雙重性將光纖通信分為了經(jīng)典光纖通信和量子光纖通信兩大類。

物質(zhì)的波動理論認(rèn)為光是一種電磁波，因此電磁場理論也適于光波。所謂經(jīng)典光纖通信是以光波作為信息載體，以光導(dǎo)纖維作為傳輸介質(zhì)的通信手段。目前經(jīng)典光纖通信涉及的方式包括IM/DD（強度調(diào)制/直接檢測）方式、相干光纖通信（也稱外差光纖通信）、光弧子通信、全光纖通信和光波長復(fù)用通信等等。

從微粒論觀點出發(fā)，認(rèn)為光是由一種具有一定能量的光量子流組成。所謂量子光纖通信就是以光量子作為信息載體、以光導(dǎo)纖維作為傳輸介質(zhì)的通信手段。光量子通信論的優(yōu)點在于其通信容量可超過經(jīng)典光通信的幾個數(shù)量級。

從原理上看，構(gòu)成光纖通信的基本物質(zhì)要素是光纖、光源和光檢測器，其詳細(xì)介紹已在本書第一篇中講述。光纖除了按制造工藝、材料組成以及光學(xué)特性進(jìn)行分類外，在應(yīng)用中，光纖常按用途進(jìn)行分類，可分為通信用光纖和傳感用光纖。本篇只涉及通信用光纖，其又可分為傳輸介質(zhì)光纖和功能器件光纖。傳輸介質(zhì)光纖又分為通用與專用兩種；而功能器件光纖則指用于完成光波的放大、整形、分頻、倍頻、調(diào)制以及光振蕩等功能的光纖，并常以某種功能器件的形式出現(xiàn)。除特別說明外，下面所說的光纖皆指傳輸介質(zhì)光纖。

2、光纖通信的主要特征

光纖通信之所以發(fā)展迅猛，主要緣于它具有以下特點：

（1）通信容量大、傳輸距離遠(yuǎn)。

（2）信號串?dāng)_小、保密性能好。

（3）抗電磁干擾、傳輸質(zhì)量佳。

（4）光纖尺寸小、重量輕，便于敷設(shè)和運輸。

（5）材料來源豐富，環(huán)境保護(hù)好。

（6）無輻射，難于竊聽。

（7）光纜適應(yīng)性強，壽命長。

二、光纖通信產(chǎn)品的種類

光纖光纜、光電器件（含有源光器件、無源光器件、光電端機等）、光傳輸設(shè)備（含PDH、SDH、WDM、DWDM等光傳輸設(shè)備）統(tǒng)稱為光通信產(chǎn)品。

光電器件包括有源光器件、無源光器件、光電端機等。其中有源光器件指具有光電能量轉(zhuǎn)換功能的器件，包括激光器、探測器和光纖放大器等。無源光器件指不存在光電能量轉(zhuǎn)換的器件（其中，連接器、耦合器、衰減器等常規(guī)光器件已經(jīng)普遍采用，隔離器、高速調(diào)制器和光開關(guān)、波長變換器、濾光器等，技術(shù)含量高，是光通信更新?lián)Q代的必要條件）。光電端機包括光發(fā)射機、光接收機等。

第二節(jié) 光通信的發(fā)展歷程

一、光通信發(fā)展概況

光纖通信是在70年代初發(fā)展起來的，是現(xiàn)代光學(xué)和電子學(xué)相結(jié)合的一門綜合性應(yīng)用技術(shù)。它的問世有劃時代的意義，在世界范圍內(nèi)獲得了飛速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，顯示了強大的生命力。

回顧光纖通信的發(fā)展歷史，迄今為止大致經(jīng)歷了4代發(fā)展階段，第五代光纖通信系統(tǒng)亦正在形成。

1973年-1976年的第一代光纖通信系統(tǒng)。

其特征是：采用0.85mm短波長多模光纖，光纖損耗為2.5-3dB/km,傳輸速率為50-100Mbit/s，中繼距離為8-10km，于1978年進(jìn)入現(xiàn)場試用，80年代初陸續(xù)在世界先進(jìn)國家推廣應(yīng)用，多用作市話局間中繼線路使用。

1976年-1982年的第二代光纖通信系統(tǒng)。

其特征是：采用1.31mm長波長多?；騿文９饫w，光纖損耗為0.55-1dB/km，傳輸速率為140Mbit/s，中繼距離為20-50km，于1982年開始陸繼投入使用，一般用于中、短距離的長途通信線路，也用作大城市市話局間中繼線，以實現(xiàn)無中繼傳輸。

1982年-1988年的第三代光纖通信系統(tǒng)。

其特征是：采用1.31mm長波長單模光纖，光纖損耗降至0.3-0.5dB/km，實用化、大規(guī)模應(yīng)用是其主要特征，傳輸信號為準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）的各次群路信號，中繼距離為50-100km，于1983年以后陸續(xù)投入使用，主要用于長途干線和海底通信，是光纖通信重點推廣應(yīng)用階段。

1988-1996年的第四代光纖通信系統(tǒng)。

主要特征是：開始采用1.55mm波長窗口的光纖，光纖損耗進(jìn)一步降至0.2dB/km，應(yīng)用中主要用于建設(shè)同步數(shù)字系列（SDH）同步傳送網(wǎng)絡(luò)，傳輸速率達(dá)2.5Gbit/s，中繼距離為80-120km，并開始采用摻鉺光纖放大器（EDFA）和波分復(fù)用（WDM）器等新型器件。

1996年-的第五代光纖通信系統(tǒng)。

主要特征是：采用密集波分復(fù)用（DWDM）技術(shù)的全光網(wǎng)絡(luò)開發(fā)與應(yīng)用，充分利用光纖低損耗波段潛在容量實現(xiàn)傳輸系統(tǒng)的急劇擴容，截止到1998年底，商用DWDM系統(tǒng)容量已達(dá)40´2.5Gbit/s，實驗室水平為132´20Gbit/s。采用DWDM技術(shù)不僅僅是帶來巨大容量方面的好處，可以預(yù)計，隨著DWDM技術(shù)的推廣應(yīng)用，將會對現(xiàn)行的光纖網(wǎng)絡(luò)帶來深刻的變革，最終會成為全光網(wǎng)絡(luò)（AON）的基石。因此，電信界又將1997年稱為WDM年。

隨著技術(shù)的發(fā)展，今后還將出現(xiàn)第六代、第七代光纖通信系統(tǒng)，并包括著各種更為先進(jìn)的技術(shù)，如超高超光時分復(fù)用（OTM）技術(shù)，相干光通信技術(shù)、全光通信技術(shù)、光纖到家庭通信技術(shù)、光弧子傳輸技術(shù)等，并從實驗室的 研究 成果逐步走向商用，應(yīng)用于實際。

二、光纖通信的應(yīng)用意義

光纖通信是通信 行業(yè) 的發(fā)展趨勢，光纖傳輸應(yīng)用領(lǐng)域我國的干線光纜結(jié)構(gòu)已較成熟，長途干線建設(shè)所用的光纖光纜在光纜市場中所占的規(guī)模及份額在逐年減少，而通信 行業(yè) 的本地網(wǎng)、用戶接入網(wǎng)和廣播電視的有線電視網(wǎng)所用的光纖光纜份額則逐年增大，這些網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)高潮將給光纜市場帶來新的機遇。近年來光纖通信的發(fā)展主要有呈現(xiàn)如下一些特點:

1、新型光纖不斷出現(xiàn)，主要有用于長途通信的新型大容量長距離光纖，如新型G.655光纖其PMD值極低可使現(xiàn)有傳輸系統(tǒng)的容量方便地升級至10～40Gbit/s，光信號的傳輸距離大大延長。用于城域網(wǎng)通信的新型低水峰光纖，在1360～1460nm的延伸波段使帶寬大大擴展，使非波分復(fù)用技術(shù)（CWDM）系統(tǒng)被極大地優(yōu)化，增大了傳輸信道和傳輸距離。用于局域網(wǎng)的新型多模光纖，局域網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)的高速發(fā)展使大量的綜合布線系統(tǒng)采用了多模光纖來代替電纜。

2、新結(jié)構(gòu)光纜不斷涌現(xiàn)，光纜的結(jié)構(gòu)是隨著光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和使用環(huán)境的要求而發(fā)展的。使用環(huán)境決定光纜的光纖類型，光纜結(jié)構(gòu)還必須考慮施工維護(hù)方法，光纜新材料促進(jìn)了光纜結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，新結(jié)構(gòu)光纜在不斷出現(xiàn)，如生態(tài)光纜，光纜中不含PVC和鉛等有害物質(zhì)。微型光纜，國外開發(fā)出一種直徑與鉛筆相當(dāng)?shù)奈⑿痛禋獍惭b光纜，其結(jié)構(gòu)為４８或７２芯中心管式光纖帶光纜。這種光纜從纜芯至外護(hù)層的具體結(jié)構(gòu)分別是光纖帶、纖用阻水油膏、松套管、螺旋纏繞的玻璃鋼棒、螺旋纏繞的玻璃纖維增強塑料帶、撕裂繩、ＨＤＰＥ外護(hù)層。這種光纜的尺寸、剛性、柔軟性滿足小直徑管道安裝要求，光纜有足夠的機械保護(hù)和抗拉強度來滿足施工安裝和光纖保護(hù)要求，光纜的衰減性能要好，光纜中的光纖易識別。

納米材料光纜，光纖涂料、光纖油膏、護(hù)套用聚乙烯（PE）及光纖護(hù)套管等都用納米材料，光纜的抗機械沖擊性能、阻水、阻氣性都有改善并可延長光纜使用壽命。

3、光纖光纜 行業(yè) 應(yīng)積極開發(fā)具有先進(jìn)技術(shù)水平和與使用環(huán)境及施工技術(shù)相配套的光纖光纜新產(chǎn)品。網(wǎng)絡(luò)在不斷發(fā)展的同時也對光纜產(chǎn)品不斷提出新的要求，光纜結(jié)構(gòu)正越來越依賴于使用的環(huán)境及施工的要求。光纜今后的應(yīng)用重點將是接入網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)，新一代的光纜結(jié)構(gòu)和施工技術(shù)也會基于有限的網(wǎng)絡(luò)敷設(shè)空間得到充分、靈活的利用，光纜設(shè)計、制造、材料、施工安裝等方面的新技術(shù)需求便應(yīng)運而生，這必將促進(jìn)光纖光纜 行業(yè) 向前發(fā)展。同時國內(nèi)光纖光纜廠家應(yīng)積極開發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)的光纖光纜新技術(shù)，提高產(chǎn)品技術(shù)含量，增強產(chǎn)品競爭力。

4、光纖光纜技術(shù)在不斷發(fā)展。光纖通信由光纖、光器件和系統(tǒng)設(shè)備組成，光纜作為光纖的具體應(yīng)用形式一方面可以用不同品種的光纖制成同一結(jié)構(gòu)的光纜供不同層次的網(wǎng)絡(luò)使用；另一方面可以用不同的材料制成不同結(jié)構(gòu)的光纜來滿足不同應(yīng)用環(huán)境的需要。自２０世紀(jì)８０年代初至今，光纖光纜在材料選擇、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、制造工藝，應(yīng)用環(huán)境、鋪設(shè)方式等方面都有長足的發(fā)展。隨著光纖光纜市場競爭的日趨激烈光纖廠商競相研制性能更優(yōu)的新型光纖，而光纜廠商則在確保光纜的基本光傳輸性能和機械性能的基礎(chǔ)上通過設(shè)計新型結(jié)構(gòu)的光纜、積極采用新的光纜材料等措施來達(dá)到降低光纜成本和施工費用的目的。未來光纜的結(jié)構(gòu)形式將向微型化、光纜阻水方式將向干式阻水發(fā)展，光纜技術(shù) 研究 的重點也將由室外光纜逐漸轉(zhuǎn)向室內(nèi)光纜，光纜工程的施工將由人工敷設(shè)向氣吹敷設(shè)發(fā)展。

三、光通信在中國的發(fā)展

如前所述，我國的光纖通信起步較早（1974年），到70年代末期即取得階段性成果，隨后逐漸發(fā)展，不斷充實，到目前已形成了相當(dāng)規(guī)模，成為最大的電信產(chǎn)業(yè)之一。

我國自1978年9月建成第一個8Mbit/s、1.8km的室外數(shù)字光纖通信試驗系統(tǒng)，1980年開通第一個8Mbit/s、10.35km的現(xiàn)場試驗系統(tǒng)至今，已試驗成功8´2.5Gbit/s和10Gbit/s傳輸系統(tǒng)，1999年8´2.5Gbit/s系統(tǒng)開始投放市場。在參考國外發(fā)展光纖通信路線的基礎(chǔ)上，我國逐步探索出一條適合我國國情的發(fā)展路線。

從我國光纖通信的發(fā)展歷程來看，主要經(jīng)歷了以下幾個 研究 發(fā)展階段。

（1）初級 研究 階段（1974年-1980年）

這一階段的典型 研究 成果包括階躍多模光纖、室溫下可連續(xù)工作的GaAlAs半導(dǎo)體激光器和8Mbit/s數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)，并陸續(xù)建立了一些現(xiàn)場試驗實用化系統(tǒng)。

（2）實用化 研究 階段（1981年-1985年）

實用化 研究 主要是解決早期光纖通信系統(tǒng)在穩(wěn)定性和可靠性等方面存在的問題，重點是市話中繼多模光纖傳輸系統(tǒng)。科研攻關(guān)的最高成果以140Mbit/s光纖數(shù)字通信系統(tǒng)樣機的面世為主要標(biāo)志。

（3）長途通信 研究 階段（1986年-1990年）

這一階段的攻關(guān)重點是單模光纖長途干線系統(tǒng)的成套技術(shù)，包括光纖、器件、系統(tǒng)、測試、儀表等。主要表現(xiàn)在140Mbit/s以下準(zhǔn)同步系列（PDH）設(shè)備陸續(xù)得到推廣應(yīng)用，某些國家級光纜干線通信工程開始嘗試采用國產(chǎn)化光纖傳輸設(shè)備，科研的最高成就是565Mbit/s光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)的研制成功。

（4）光同步數(shù)字傳送網(wǎng) 研究 階段（1991年-1996年）

這一階段又分成兩個時間段。1993年以前主要是鞏固和發(fā)展已取得的PDH 研究 成果，表現(xiàn)為京—漢—廣國產(chǎn)光纜及傳輸設(shè)備干線工程的建成和565Mbit/s光纜通信示范工程的實施。自1993年引進(jìn)第一套SDH傳輸設(shè)備之后， 研究 工作很快就轉(zhuǎn)入到SDH設(shè)備的引進(jìn)、開發(fā)和國產(chǎn)化。SDH合資企業(yè)在全國遍地開花，SDH光纜通信工程的推廣建設(shè)在國內(nèi)亦達(dá)到白熱化程度。國內(nèi)科研能力已能研制2.5Gbit/s樣機，各種SDH設(shè)備相繼投產(chǎn)。

（5）光波分復(fù)用技術(shù) 研究 階段（1997年-今）

在應(yīng)用領(lǐng)域主要是大力推廣國產(chǎn)化SDH設(shè)備的應(yīng)用和覆蓋全國的SDH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。1997年底相繼完成了622Mbit/sSDH環(huán)網(wǎng)實驗工程和2.5Gbit/sSDH鏈路實驗工程。國產(chǎn)SDH設(shè)備在應(yīng)用中逐步走向成熟。自1996年12月，國內(nèi)研制的4´2.5Gbit/sWDM無中繼傳輸試驗系統(tǒng)通過國家科委鑒定之后，國內(nèi)一些主要的光纖通信技術(shù) 研究 單位開始轉(zhuǎn)向DWDM技術(shù)和設(shè)備的 研究 中。1997年5月完成了4´2.5Gbit/sWDM雙向154km光傳輸系統(tǒng)試驗工程，1998年3月，8´2.5Gbit/sSDHDWDM360km雙向傳輸實驗系統(tǒng)科研樣機通過鑒定驗收。以此為鍥機，國內(nèi)幾個有實力的大公司很快做出反應(yīng)，分別組建自己的DWDM技術(shù)開發(fā)機構(gòu)，開始了DWDM商用化的 研究 歷程。

四、各通信網(wǎng)發(fā)展及對光通信發(fā)展的推動力

（一）電信網(wǎng)發(fā)展趨勢及對光通信發(fā)展的推動力

寬帶接入成為數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)發(fā)展的核心拉動力

一是從網(wǎng)絡(luò)采用的技術(shù)上來看，目前提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有X.25分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)、DDN、幀中繼網(wǎng)、ATM網(wǎng)、IP網(wǎng)等。其中ATM網(wǎng)能提供綜合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，是現(xiàn)階段多業(yè)務(wù)運營公司基礎(chǔ)數(shù)據(jù)網(wǎng)的可選方案，ATM網(wǎng)在國內(nèi)有較多應(yīng)用，特別在電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用上。以IP技術(shù)為載體的數(shù)據(jù)通信發(fā)展迅速，它代表了未來通信技術(shù)的趨勢，在我國具有巨大的市場潛力。

二是隨著寬帶業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)也已經(jīng)得到普及，隨著網(wǎng)絡(luò)的分組化，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)已初步形成替代話音通信的技術(shù)基礎(chǔ)，寬帶接入成為數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)發(fā)展的核心拉動力，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)運營模式逐步成熟。

三是隨著NGN在我國的開展，各運營商積極面對基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的改造，為了滿足QoS和適應(yīng)競爭形勢的需要，各運營商正在積極擴建或新建基于MPLS的IP網(wǎng)絡(luò)。另外，隨著IPv6技術(shù)的逐步成熟以及CNGI項目的展開，各運營商也正在建設(shè)IPv6網(wǎng)絡(luò)試驗和應(yīng)用示范點，這些都成為了我國數(shù)據(jù)通信快速發(fā)展的動力來源。我們認(rèn)為，隨著我國寬帶用戶的增長，以及包括流媒體在內(nèi)的新技術(shù)的用戶，我國數(shù)據(jù)通信在整個電信業(yè)的比重仍將上升。

（二）其它專用通信網(wǎng)的發(fā)展對光通信發(fā)展的推動作用

從我國的實際情況來看，專用通信網(wǎng)的產(chǎn)生主要有以下幾個原因。

1、內(nèi)部生產(chǎn)和管理對通信有特殊的需求。一些部門、企業(yè)對通信有特殊的需求，如傳遞關(guān)系到國家安全機密信息的軍事部門，需實時進(jìn)行內(nèi)部組織生產(chǎn)、實時調(diào)度指揮管理的電力、鐵道部門等。公網(wǎng)一般難以滿足它們對通信特殊的需求，所以建設(shè)了專用的通信網(wǎng)。

2、公網(wǎng)發(fā)展的相對滯后促使一些 行業(yè) 建立自己的專網(wǎng)。在過去的計劃經(jīng)濟時期，我國的公網(wǎng)發(fā)展十分緩慢，遠(yuǎn)不能滿足社會的需求，一些 行業(yè) 就自己建立起內(nèi)部的通信網(wǎng)，以滿足生產(chǎn)之需；另外，在一些荒無人煙，公網(wǎng)覆蓋不到的地方，開發(fā)石油資源的石油等部門也只有自建網(wǎng)絡(luò)。

3、租用公用電信網(wǎng)線路費用較高。長期以來，我國電信一直處于獨家壟斷的格局，公用電信網(wǎng)出租電話的費用過高，以至在電路使用上出現(xiàn)了租用電路不如自己建網(wǎng)的反常情況，這也是一些單位自建專用通信網(wǎng)的一個重要原因。

4、專網(wǎng)建設(shè)由國家投資，運營費用進(jìn)入企業(yè)或 行業(yè) 的大成本中。由于體制上的原因，擁有專用電信網(wǎng)的單位和部門對專用通信網(wǎng)的投資效益大都不敏感，他們利用國家資金投資建設(shè)專用電信網(wǎng)，而將專用電信網(wǎng)的運營費用列入部門或單位的大成本，專用電信網(wǎng)的投資效益問題得不到關(guān)注，他們建立自己的專用網(wǎng)絡(luò)更多的是考慮自主性。這也是進(jìn)行專用電信網(wǎng)建設(shè)的另一個原因。

公網(wǎng)和專網(wǎng)共同構(gòu)成了一個國家的通信系統(tǒng)。公網(wǎng)面向社會提供普遍服務(wù)，是國家通信基礎(chǔ)設(shè)施的主體，在每個國家的通信基礎(chǔ)設(shè)施中都始終占據(jù)主導(dǎo)地位；專網(wǎng)則是為滿足某些系統(tǒng)內(nèi)部的生產(chǎn)指揮調(diào)度及管理等特殊通信需求而建設(shè)，為內(nèi)部生產(chǎn)組織服務(wù)，是公用電信網(wǎng)的有機補充，對公用電信網(wǎng)起輔助作用。

雖然如此，專用網(wǎng)并不是可有可無的，它是社會生產(chǎn)和經(jīng)濟生活中不可或缺的一部分，對經(jīng)濟的發(fā)展起到極大的推動作用。一般說來，專用通信網(wǎng)在社會生產(chǎn)和經(jīng)濟生活中的作用體現(xiàn)為以下幾點。

1、滿足 行業(yè) 特定需要，推動整體經(jīng)濟發(fā)展。專業(yè)部門有很多特殊的通信需求公網(wǎng)是難以滿足的。同時由于許多專用網(wǎng)的專用性極強，完全沒有或很少有同公網(wǎng)合并使用的可能，如交通部門的海岸長波電臺、電力部門的電力線載波通信等；同時，通信又是這些部門完成專業(yè)化生產(chǎn)所必需的輔助手段。專用網(wǎng)的出現(xiàn)很好地解決了這一矛盾，滿足了企業(yè)的特殊通信需求，保證了專業(yè)化生產(chǎn)正常高效地進(jìn)行，促進(jìn)了整個國民經(jīng)濟的發(fā)展。

2、推動電信市場的發(fā)展。由于專用通信網(wǎng)內(nèi)部通信都是免費使用，刺激了通信業(yè)務(wù)量的發(fā)展；同時它又把大量的業(yè)務(wù)量消化在內(nèi)部，減輕了公網(wǎng)的負(fù)擔(dān)。在公網(wǎng)能力有限、不能充分滿足社會各界通信需求的情況下，專網(wǎng)成了促進(jìn)電信業(yè)務(wù)普及的一種手段。此外，專用通信網(wǎng)的建設(shè)也增加了對通信設(shè)備的需求，推動了電信市場的發(fā)展。

3、推動電信技術(shù)的發(fā)展。專用網(wǎng)的發(fā)展還為試驗推廣新技術(shù)提供了機會和條件。許多新技術(shù)、新設(shè)備剛推出時，由于商用經(jīng)驗少，存在很多不確定性因素。由于公網(wǎng)規(guī)模大、涉及面廣，一旦出現(xiàn)故障影響范圍大，所以一般對這些新技術(shù)和新設(shè)備采取比較謹(jǐn)慎的態(tài)度；而專用網(wǎng)使用范圍較小，設(shè)備又比較統(tǒng)一，資金也較為充足，相比之下更容易接受新技術(shù)和新設(shè)備。同時，由于許多專業(yè)部門技術(shù)超前，搜集和傳送信息都依賴于專用通信網(wǎng)，辦公自動化也對企業(yè)專用網(wǎng)提出了要求。數(shù)據(jù)通信的逐步應(yīng)用，專用網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)了光纜應(yīng)用和許多種類的非話音終端，與傳統(tǒng)的電話業(yè)務(wù)并駕齊驅(qū)。

盡管如此，但在各種客觀條件的限制下，專用網(wǎng)不可能得到像公網(wǎng)一樣的發(fā)展機會。首先，通信系統(tǒng)有全程全網(wǎng)的特點，網(wǎng)絡(luò)達(dá)到一定的規(guī)模才可以產(chǎn)生效益，僅僅用來滿足 行業(yè) 內(nèi)部需求的專用網(wǎng)依靠自身的投入產(chǎn)出很難得到發(fā)展。其次，世界各國為了保證網(wǎng)絡(luò)的完整性等原因，也限制專用通信網(wǎng)的發(fā)展。

五、光通信發(fā)展綜述

（一）光通信產(chǎn)業(yè)構(gòu)成與 行業(yè) 特性

----光纖是傳光的纖維波導(dǎo)或光導(dǎo)纖維的簡稱。其典型結(jié)構(gòu)是多層同軸圓柱體，自內(nèi)向外為纖芯、包層和涂覆層。

----核心部分是纖芯和包層，其中纖芯由高度透明的材料制成，是光波的主要傳輸通道；

包層的折射率略小于纖芯，使光的傳輸性能相對穩(wěn)定。纖芯粗細(xì)、纖芯材料和包層材料的折射率，對光纖的特性起決定性影響。涂覆層包括一次涂覆、緩沖層和二次涂覆，起保護(hù)

光纖不受水汽的侵蝕相機械的擦傷，同時又增加光纖的柔韌性，起著延長光纖壽命的作用。

誤碼特性

什么是誤碼？誤碼的基本概念是：在數(shù)字通信系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)送端發(fā)送“1”碼時，接收端收到的卻是“0”碼；而當(dāng)發(fā)送端發(fā)送“0”碼時，接收端卻接收到了“1”碼，這種接收碼與發(fā)送碼不一致的情況就叫做誤碼。產(chǎn)生誤碼的主要原因是傳輸系統(tǒng)的噪聲和脈沖抖動。

在數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中，誤碼性能用誤比特率BER來衡量。

BER＝錯誤比特數(shù)/傳輸總的比特數(shù)

對于數(shù)字光通信系統(tǒng)來說，一般要求系統(tǒng)的誤比特率小于10-9。

抖動特性

抖動，又稱為相位抖動，是指數(shù)字脈沖信號的相位擺動,或時間上的前后擺動。

在系統(tǒng)測量中，描述抖動程度的單位是“單位間隔”，簡寫為UI，其意義是指一個碼元的時間長度。對于不同的群次，、不同碼速率的相應(yīng)1UI的時間是不相同的。例如，對于PCM一次群信號，1UI=1/(2.048*106）ns≈122ns；而對于PCM二次群信號，依此類推。另外，抖動還可以用“度”為單位來表示，并規(guī)定1UI=360°。

在光前數(shù)字通信系統(tǒng)中，必須把抖動限制在一定的范圍之內(nèi)，否則，會導(dǎo)致定時脈沖的相位偏離最佳判決位置，結(jié)果造成誤判概率的增加和引起再生脈沖流的時間間隔不規(guī)則，碼間距不一致。

（二）光纖通信產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展概況

人類社會正在向信息社會發(fā)展，信息傳送和交換的需求與日劇增。專家 分析 ，到下一個世界的頭十年內(nèi)全球的信息流量將比現(xiàn)在增加4到10倍。這為光纖通信的發(fā)展帶來了巨大的推動力。但從目前的整體水平來看，光纖通信技術(shù)尚處于初級階段，光纖通信的巨大潛力尚待開發(fā)，因此各種新技術(shù)、新器件、新概念紛紛登臺，且層出不窮，有的已開始在應(yīng)用領(lǐng)域嶄露頭角，有的由于潛在的市場誘惑力正在加速開發(fā)。無論怎樣，它們構(gòu)成了現(xiàn)代光纖通信技術(shù)的基礎(chǔ)，成為未來“信息高速公路”的傳輸平臺。

目前，波分復(fù)用技術(shù)、光接入技術(shù)和光組網(wǎng)技術(shù)已成為光纖通信技術(shù)的三大發(fā)展方向及市場，但縱觀其特點和發(fā)展趨勢，有以下幾點特征值得重視，即網(wǎng)絡(luò)化、高速化、長波長化、多媒體化、全光化和器件集成化。

1、網(wǎng)絡(luò)化

電信網(wǎng)絡(luò)從模擬網(wǎng)、數(shù)模網(wǎng)并存到全數(shù)字網(wǎng)的發(fā)展趨勢中，對光纖通信提出了更高的要求。以PDH設(shè)備為主的點到點傳送、背靠背復(fù)接的光纖通信系統(tǒng)，已不能適應(yīng)現(xiàn)代電信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展需求。因此，光纖通信向聯(lián)網(wǎng)化發(fā)展已成必然趨勢，其中以SDH傳送網(wǎng)和光纖接入網(wǎng)的發(fā)展為典型代表。

SDH是一種以聯(lián)網(wǎng)為基本特征的新型傳送體制，它將復(fù)接、傳送及交換功能融為一體并由統(tǒng)一網(wǎng)管進(jìn)行自動化、智能化網(wǎng)絡(luò)管理，使得遍及全球的光纖網(wǎng)絡(luò)可以構(gòu)建成統(tǒng)一的綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò)平臺。這也是SDH得以廣泛應(yīng)用的重要原因之一。

光纖接入網(wǎng)作為電信網(wǎng)的一部分，使得光纖直接面向用戶，告別了傳統(tǒng)銅線接入的諸多限制，通過光纖到家庭、光纖到路邊、光纖到大樓等多種組網(wǎng)手段，將光纖網(wǎng)絡(luò)直接延伸到用戶端，保證寬帶綜合業(yè)務(wù)暢通無阻地進(jìn)入信息高速公路。

2、大容量與高速化

大容量與超高速是現(xiàn)代電信網(wǎng)的基本要求，也是光纖通信的本質(zhì)特征。采用傳統(tǒng)的直接光調(diào)制和電時分復(fù)用技術(shù)，已使光纖傳送網(wǎng)的速率提高到10Gbit/s的水平，實驗室已做到40Gbit/s水平。但這僅僅是光纖網(wǎng)擴容的簡單而低級的階段，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有開發(fā)光纖所蘊藏著的25THz的巨大容量。

近年來，隨著新技術(shù)、新工藝和新器件的突破，不斷升溫的密集波分復(fù)用技術(shù)（DWDM）、光時分復(fù)用技術(shù)（OTDM）和光頻分復(fù)用技術(shù)（OFDM） 研究 成果，為現(xiàn)存光纖網(wǎng)絡(luò)的擴容提供了有力的支撐。其中DWDM技術(shù)最為成熟，已逐步走向商業(yè)化，它可以使2.5Gbit/s的光纖傳輸容量呈幾十倍上百倍地增加，以致于某些電信運營部門突然間面對如此巨大的容量而不知所措了。

3、長波長化

我們知道光纖傳輸有三個低損耗窗口，即850nm、1310nm和1550nm。長波長化的發(fā)展趨勢有著兩方面的含義。

一方面是單一波長的發(fā)展趨勢已逐漸由開始的850nm窗口轉(zhuǎn)向目前的1310nm窗口最終過渡到1550nm窗口。

另一方面是多波長的發(fā)展趨勢將會由目前的1530-1600nm波段發(fā)展到1300-1600nm波段，最終可能發(fā)展到800-1600nm波段。

4、傳送業(yè)務(wù)的多媒體化

所謂多媒體是指多種不同特征業(yè)務(wù)的綜合。隨著信息社會的到來，傳統(tǒng)單一媒體的電話業(yè)務(wù)已不能滿足需求，對多種業(yè)務(wù)的需求越來越強烈，如有線電視、點播電視、電視會議、計算機互連、可視電話等業(yè)務(wù)應(yīng)運而生。在作為信息高速公路的光纖網(wǎng)絡(luò)上開發(fā)傳送多媒體業(yè)務(wù)已成為一種市場需求的必然。

5、全光化

全光通信技術(shù)先進(jìn)、性能卓越、能從根本上消除光/電/光轉(zhuǎn)換的諸多局限和瓶頸效應(yīng)，是一個全新概念的光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。近年來隨著光放大技術(shù)和光波分復(fù)用技術(shù)的實現(xiàn)和推廣應(yīng)用，以及對光時分復(fù)用技術(shù)，光交換技術(shù)和光弧子傳輸技術(shù) 研究 的不斷深入，光纖通信向全光化邁進(jìn)的步伐越來越堅定，也越來越加速?？梢灶A(yù)計，在未來的全光網(wǎng)絡(luò)上將實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的全部功能。

6、器件集成化

先進(jìn)的光器件是構(gòu)成先進(jìn)的光纖通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)，目前器件的發(fā)展方向是高速率、高性能、多用途、組件化和集成化。

綜上所述，現(xiàn)代光纖通信技術(shù)對現(xiàn)代信息社會至關(guān)重要，已成為信息革命的基礎(chǔ)。同時也在改變著人們的生活、工作和相互交往的方式，并進(jìn)一步促進(jìn)和推動國民經(jīng)濟的高速發(fā)展。

（三）光通信產(chǎn)業(yè)的國際市場狀況

截止到2007年底，全球敷設(shè)光纜總數(shù)預(yù)計達(dá)到8億芯公里，2008年全球光纖出貨15900萬公里，同比增長22%。就光纖需求來看，2004全球光纖銷售了5800萬公里，2005年在此基礎(chǔ)上增長17%達(dá)6800萬公里，而到了2006年，全球光纖銷售約9000萬公里，比2005年又大幅增長了32%。

2004-2008年全球光纖銷量及增幅統(tǒng)計圖

單位：萬公里

亞太地區(qū)作為世界上最主要的光纖市場，光纖需求量占到世界需求量的43%以上，而我國又是亞太地區(qū)最大的光纖光纜市場，在全球光纖光纜 行業(yè) 的發(fā)展中占據(jù)著重要的地位。

六、世界光纖通信產(chǎn)品市場遠(yuǎn)景

全球的產(chǎn)能目前約為1.1億-1.3億公里，這也意味著按照目前全球光纖市場的增長態(tài)勢估計(不考慮目前尚未使用但可能恢復(fù)運行的設(shè)備能力)，2009年前后，整體 行業(yè) 將有望進(jìn)入一個供需動態(tài)平衡的新局面。

中國大陸將成為發(fā)展最快的國家之一，預(yù)計FTTx投資額將占亞太地區(qū)的20%至25%，占全球市場20%的比重。與xDSL與CableModem的技術(shù)相比，F(xiàn)TTx高速傳輸?shù)膬?yōu)勢，使得消費市場對FTTx的需求越來越高，以傳輸數(shù)字多媒體內(nèi)容。個人計算機的普及與寬帶低價化是用戶快速增長的原因，預(yù)計2010年全球固網(wǎng)寬帶用戶將突破5億戶。亞太地區(qū)則會成為全球最大的寬帶業(yè)務(wù)市場，中國大陸、日本與韓國等地區(qū)，用戶數(shù)將過億。

美國2005年網(wǎng)絡(luò)社區(qū)的光纖網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)率為34.82%，到2006年底就己經(jīng)有47個州的936個社區(qū)完成光纖到戶（FTTH）的網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)，北美的光纖用戶數(shù)將超過100萬戶。歐洲在2006年底的光纖網(wǎng)絡(luò)總用戶數(shù)就已超過100萬戶，其中97%的FTTx用戶集中在瑞典、意大利、丹麥、荷蘭和挪威等國家，而瑞典與意大利在光纖網(wǎng)絡(luò)的推廣較為成功，瑞典有45萬戶用戶，意大利則有37萬戶。澳洲則由業(yè)者以建構(gòu)FTTH小局域網(wǎng)絡(luò)為優(yōu)先，提供Internet、電視與電話三合一服務(wù)。

韓國的FTTx光纖網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)到2007年2月已達(dá)370萬戶，普及率約為26%，預(yù)計至2010年時的FTTH家庭普及率將超過70%。中國大陸地區(qū)的FTTx接入技術(shù)以FTTB（C）+LAN為主，2006年占寬頻上網(wǎng)用戶比率為26%，目前多數(shù)是由地方政府自行建設(shè)，初期采取小規(guī)模的試驗。臺灣地區(qū)光纖網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)07年底達(dá)到50萬戶，08年達(dá)100萬戶，2010年有望超過250萬戶。日本在2007年6月時，光纖網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)就超過900萬戶，預(yù)計在2010年將達(dá)到2000萬用戶。

亞太地區(qū)仍是全球光纖市場的主要發(fā)展地區(qū)，日本及韓國將因市場競爭、市場規(guī)模及國家政策明確等因素，持續(xù)在用戶數(shù)與普及率方面領(lǐng)先全球。而中國大陸地區(qū)的FTTH光纖網(wǎng)絡(luò)布建仍以小規(guī)模特定區(qū)域為主，短期內(nèi)難有大規(guī)模建案出現(xiàn)，但中國大陸地區(qū)的光纖通信產(chǎn)業(yè)，將因為內(nèi)需市場消費潛力，以及領(lǐng)頭廠商已初具國際規(guī)模的效應(yīng)帶動下，F(xiàn)TTH產(chǎn)業(yè)聚落將逐漸成形，發(fā)展?jié)摿善凇?br />

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