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2009/05/29
作者：陈益新
一年一度全球注目的OFC/NFOEC2009会议和去年一样仍旧在美国加里福尼亚州圣地亚哥城举办。由于金融海啸的影响，今年展会的规模比往年有所缩小，从去年600家下降为550家；观众人数从去年的12000人减少为9500人左右。但是从技术论文和所反映的技术创新来说，几乎与往年相差无几，并不逊色，去年为1155篇，今年有1123篇（其中39%来自亚太地区，28%来自欧洲）。
技术上具有里程碑标志的例如：有一截止期后的文章，报道了破纪录的在单光纤上进行了32Tb /秒的数据传输，也有更符合成本经济的方式扩展高速互联网到农村领域的研究。展会上有100多个新产品的推出，包括一个供40 G传输的可调谐电路封装组件，和可调谐的XFP 等。
本次会议安排除了往年常规的全体会议大会报告、特邀报告、辅导讲座、专题研讨、短课程、市场观察和运营商高峰论坛等外，还增加了一场神仙会（Rump Session），主题是“容量的终极挑战”（The Capacity Crunch Challenge）。讨论事先没有指定中心发言人，只要表明自己观点，不用长篇大论，可以用幻灯片或透明薄膜，但不能超过二张。
讨论的中心思想是：外推20年的持续通信量的增长表明，到2020年将部署1太比特的本地以太网，和部署每光纤速率为100太比特/秒的长途网络。这可能吗？什么技术将能够应付这一挑战？新的调制格式？新光纤的设计？无噪声放大器？扩大传输窗口到可见波长？能否聪明到克服香农极限？能否消除所需要的功耗？交换机是否可以处理这么大的容量？或将带来的通信量的增长停止？
今年会议的热门话题有：FTTx；100G；数据通信和数据中心；未来互联网；光互联网；以及计算光网络等。虽然当前的全球性经济危机对通信产业造成负面影响，但是从两篇大会报告传递的有关信息确是令人鼓舞。
Nortel公司总裁Morin先生在他介绍Nortel城域以太网的报告中分析了推动全球光网络不断创新的三大趋向，将在未来几年内要求光网络的传输带宽进一步扩展，使通信产业走出危机，重现繁荣。所谓三个大趋向，一是新的商业模式加速带宽增长，工作出差费用再也不会回到历史记录，报纸将逐步走向消亡，电视会议、远程办公的基础设施、甚至是虚拟商展的需求会大大增加。第二，个人连接正在从一个“有它更好” ，已变成不可缺少的了。 十年前，互联网还是一个实验。但在2009年，很明显互联网无论是为企业和住宅居民的带宽需求发挥了强有力的推动作用。最后，Morin认为，高清晰度视频得到越来越广泛的青睐和应用将成为下一波的带宽增长的源泉。
另一位大会报告人是印度BSNL公司主席及董事总经理戈亚尔，他的题为“印度光纤网络的成长”的发言中，揭示了许多惊人的统计数据。2009年1月在印度新增加移动电话用户15万户（这是相相当于美国在2008年全年移动电话用户增加）。2008-2009年，在印度用于光纤接入（FTTx）光缆增加了三百二十万公里，这一数字在2014年至2015年将增长到一千九百万公里。
FTTx仍然是本次会议热门话题之一。从会议文集能检索的与FTTx有关的报告约为45篇，内容覆盖十分广泛，包括光纤，光缆，以及连接技术和施工方法的新发展，多模光纤的高速传输，国家和地区发展FTTx的状况和规划，现有EPON、GPON技术改进更新和成本降低，光纤和无线接入的融合，下一代和未来接入网的构想、建议、方案和实验等等。下面就会上反映出FTTx 的最近进展，略择部分作简要介绍。
一、新的光纤，光缆，以及连接技术
虽然美国在2008年9月，1.1亿单户住宅已有约12％实现光纤到户，而3000万多住户单元（MDUs）只有大约3％有光纤通的每个住户。美国OFS Fitel公司报道采用新的光纤，光缆，以及连接技术，可以大大降低MDU光纤布线系统的安装人工和材料。最近的创新可以减少安装费用65％和提高部署速度达500％。
图1 缠绕即插即用系统和组件（专利技术）
基本模块的缠绕（Spooled）即插即用（SPP）系统是一个小型光纤分布终端（FDT ） ，采用一个内置的轴以供集中缠绕工厂安装的链接光缆（tether cable）。链接光缆的内端终止每个光纤适配器的终端，链接光缆的外端接有MPO多光纤连接器，多达12根光纤。
引入光缆利用G.657A或G.657B光纤通常需要通过微导管和/或笨重的弯头以防止过度弯曲损耗。服务供应商因而需要一个“超越B ”的，超弯曲不敏感光纤（U-BIF）的引入光缆，既隐蔽又符合现有的通道和室内所使用容易固定（包括用订书机）和排线的方法，同时与用于FTTx系统的标准单模光纤保持一致。
一个新的U-BIF技术解决了这个难题，用谐振辅助光纤（RAF），在1550nm波长下，光纤以半径5毫米弯曲360度所产生的宏观弯曲损耗<0.1分贝。RAF是实芯玻璃构造的，其端面图像和结构使包层和纤芯可以使用现有的设备和软件与标准G.652D和G.657A光纤对准融合，连接器的安装使用标准的非专门程序，以及沿光纤长度有统一的光学特性。
二、即插即用的WDM-PON
在一些国家无源光网络（PON）如千兆以太网PON（GE-PON）和千兆容量的PON（G-PON）正在部署作为当前FTTx的解决方案，以满足客户宽带服务的需求。为了提供更大的带宽，10G-EPON系统目前正在IEEE 802.3av进行标准化工作并研究作为一个有希望的下一代接入（NGA）系统。考虑未来光接入网络的方向，除了有更大的带宽外，高灵活性如容易使用和卓越的可扩展性将变得越来越重要。作为今后此类灵活的光纤接入网络，波分复用无源光网络（WDM-PON）是一种可供选择的技术，它具有即插即用的重要功能。
日本NTT介绍了具有即插即用功能的WDM-PON的系统结构和特性。为了实现即插即用功能，提出了两项关键技术：遥控自动频率设置程序和遥控稳频的方法。
图2 具有即插即用功能的WDM-PON的系统结构和特性
图2显示所建议的WDM-PON的系统结构和特性。现有的PON和WDM- PON通过功率分路器包含在同一个光分配网络（ODN）内。该WDM-PON的光纤线路终端（OLT），其中主要包括复用/解复用器（MUXs/ DEMUXs ）和多WDM光用户单元（WDM-OSUs ） ，连接到多个可调谐WDM光网络单元（ WDM-ONUs）。可调谐WDM-ONUs包括一个可调谐激光二极管（TLD） ，一个可调谐滤波器（TF）用来选择希望的下行信号，对TLD和TF两者的频率控制电路，一个光接收机（OR），和WDM滤波器用来分开/合并上行和下行的信号。另一方面，WDM-OSU包括一个LD，一个OR，和对可调谐WDM-ONU的频率监测器。
此WDM-PON有四个特点。首先，WDM-PON可以利用基于现有的功率分路器的基础设施而不须改变，可以通过使用未使用的波长频段，例如，未来的L波段与已经安装在现场的PONs并存。第二个特点是，在密集波分复用（DWDM）技术的基础上，能够对每个用户提供各种千兆位级带宽保证的服务。第三个特点是一种无色的ONU，结合DWDM技术和可调光学元件能够简化频率管理和降低库存成本。第四个特点是即插即用功能，这意味着远程自动频率控制。
即插即用功能面临有两个技术问题：初始频率的设置和可调WDM-ONU的频率稳定。对前者，必须远程自动地在WDM-ONU和WDM-OSU之间建立初始频率。后者的实现，能在初始频率设置后提供稳定的服务。这项功能不仅提高了可靠性，避免人为错误，而且还省去经营者的复杂频率管理，ONU的安装无需特殊技能。这就能满足对客户迅速的服务需求。另外一个好处，即使偶然事件发生也可以实现动态频率调整。因此，频率控制能够建立一个灵活的即插即用的WDM-PON。
三、OFDMA-PON
基于正交频分复用无源光网络（OFDMA-PON）新的系统架构，它能透明支持各种服务，并对这些服务实现动态带宽分配。此外，单一的光接收器可以同时接收不同波长的多个服务，而无论是AWG或是光滤波器都不需要。
该方法是基于采用同步正交子载波传输的OFDMA-PON，通过IFFT和FFT来实现。OFDMA基本上是一种混合技术，结合了OFDM和 TDMA，其中子载波（OFDM）可以将服务动态分配给不同时段（TDMA）。调制的数据流在频域中是相互正交的，这意味着子通道之间的串话得以抑制。通过消除一些子载波，透明通道可放在整个OFDMA的信号带宽内，它可用于独立地传输任何其他服务。
在OFDMA-PON系统中，总带宽分为正交的子载波。每个ONU的被分配有一个子通道，包含一个或多个子载波。某些子载波可以保留供特定的服务，例如通过光纤将RF信号传输到移动通信基站中。图3表示OFDMA-PON的透明通道多种服务的一个例子。
图3 具有多种服务透明通道的OFDMA-PON的系统结构举例
对上行通信来说，每个ONU将数据和/或信号分配给指定的子载波，清空所有剩余的子载波，并完成OFDM调制产生一个完整的帧结构。对于下行通信，根据频域和时域安排的结果，OLT保留某些专用子载波、透明通道和基于压缩分组的数据进入剩余的OFDM频带和时间段，。OFDM帧和其他模拟信号通过电耦合器进行混合后驱动光调制器。当混合信号到达ONU时，每个ONU从适当的子载波、通道和时段选择自己的数据或信号。OFDMA-PON通过这种方法提供必要的灵活性和可扩展性，以解决新出现的任何未来应用。
技术上具有里程碑标志的例如：有一截止期后的文章，报道了破纪录的在单光纤上进行了32Tb /秒的数据传输，也有更符合成本经济的方式扩展高速互联网到农村领域的研究。展会上有100多个新产品的推出，包括一个供40 G传输的可调谐电路封装组件，和可调谐的XFP 等。
本次会议安排除了往年常规的全体会议大会报告、特邀报告、辅导讲座、专题研讨、短课程、市场观察和运营商高峰论坛等外，还增加了一场神仙会（Rump Session），主题是“容量的终极挑战”（The Capacity Crunch Challenge）。讨论事先没有指定中心发言人，只要表明自己观点，不用长篇大论，可以用幻灯片或透明薄膜，但不能超过二张。
讨论的中心思想是：外推20年的持续通信量的增长表明，到2020年将部署1太比特的本地以太网，和部署每光纤速率为100太比特/秒的长途网络。这可能吗？什么技术将能够应付这一挑战？新的调制格式？新光纤的设计？无噪声放大器？扩大传输窗口到可见波长？能否聪明到克服香农极限？能否消除所需要的功耗？交换机是否可以处理这么大的容量？或将带来的通信量的增长停止？
今年会议的热门话题有：FTTx；100G；数据通信和数据中心；未来互联网；光互联网；以及计算光网络等。虽然当前的全球性经济危机对通信产业造成负面影响，但是从两篇大会报告传递的有关信息确是令人鼓舞。
Nortel公司总裁Morin先生在他介绍Nortel城域以太网的报告中分析了推动全球光网络不断创新的三大趋向，将在未来几年内要求光网络的传输带宽进一步扩展，使通信产业走出危机，重现繁荣。所谓三个大趋向，一是新的商业模式加速带宽增长，工作出差费用再也不会回到历史记录，报纸将逐步走向消亡，电视会议、远程办公的基础设施、甚至是虚拟商展的需求会大大增加。第二，个人连接正在从一个“有它更好” ，已变成不可缺少的了。 十年前，互联网还是一个实验。但在2009年，很明显互联网无论是为企业和住宅居民的带宽需求发挥了强有力的推动作用。最后，Morin认为，高清晰度视频得到越来越广泛的青睐和应用将成为下一波的带宽增长的源泉。
另一位大会报告人是印度BSNL公司主席及董事总经理戈亚尔，他的题为“印度光纤网络的成长”的发言中，揭示了许多惊人的统计数据。2009年1月在印度新增加移动电话用户15万户（这是相相当于美国在2008年全年移动电话用户增加）。2008-2009年，在印度用于光纤接入（FTTx）光缆增加了三百二十万公里，这一数字在2014年至2015年将增长到一千九百万公里。
FTTx仍然是本次会议热门话题之一。从会议文集能检索的与FTTx有关的报告约为45篇，内容覆盖十分广泛，包括光纤，光缆，以及连接技术和施工方法的新发展，多模光纤的高速传输，国家和地区发展FTTx的状况和规划，现有EPON、GPON技术改进更新和成本降低，光纤和无线接入的融合，下一代和未来接入网的构想、建议、方案和实验等等。下面就会上反映出FTTx 的最近进展，略择部分作简要介绍。
一、新的光纤，光缆，以及连接技术
虽然美国在2008年9月，1.1亿单户住宅已有约12％实现光纤到户，而3000万多住户单元（MDUs）只有大约3％有光纤通的每个住户。美国OFS Fitel公司报道采用新的光纤，光缆，以及连接技术，可以大大降低MDU光纤布线系统的安装人工和材料。最近的创新可以减少安装费用65％和提高部署速度达500％。
图1 缠绕即插即用系统和组件（专利技术）
引入光缆利用G.657A或G.657B光纤通常需要通过微导管和/或笨重的弯头以防止过度弯曲损耗。服务供应商因而需要一个“超越B ”的，超弯曲不敏感光纤（U-BIF）的引入光缆，既隐蔽又符合现有的通道和室内所使用容易固定（包括用订书机）和排线的方法，同时与用于FTTx系统的标准单模光纤保持一致。
一个新的U-BIF技术解决了这个难题，用谐振辅助光纤（RAF），在1550nm波长下，光纤以半径5毫米弯曲360度所产生的宏观弯曲损耗<0.1分贝。RAF是实芯玻璃构造的，其端面图像和结构使包层和纤芯可以使用现有的设备和软件与标准G.652D和G.657A光纤对准融合，连接器的安装使用标准的非专门程序，以及沿光纤长度有统一的光学特性。
二、即插即用的WDM-PON
在一些国家无源光网络（PON）如千兆以太网PON（GE-PON）和千兆容量的PON（G-PON）正在部署作为当前FTTx的解决方案，以满足客户宽带服务的需求。为了提供更大的带宽，10G-EPON系统目前正在IEEE 802.3av进行标准化工作并研究作为一个有希望的下一代接入（NGA）系统。考虑未来光接入网络的方向，除了有更大的带宽外，高灵活性如容易使用和卓越的可扩展性将变得越来越重要。作为今后此类灵活的光纤接入网络，波分复用无源光网络（WDM-PON）是一种可供选择的技术，它具有即插即用的重要功能。
日本NTT介绍了具有即插即用功能的WDM-PON的系统结构和特性。为了实现即插即用功能，提出了两项关键技术：遥控自动频率设置程序和遥控稳频的方法。
图2 具有即插即用功能的WDM-PON的系统结构和特性
此WDM-PON有四个特点。首先，WDM-PON可以利用基于现有的功率分路器的基础设施而不须改变，可以通过使用未使用的波长频段，例如，未来的L波段与已经安装在现场的PONs并存。第二个特点是，在密集波分复用（DWDM）技术的基础上，能够对每个用户提供各种千兆位级带宽保证的服务。第三个特点是一种无色的ONU，结合DWDM技术和可调光学元件能够简化频率管理和降低库存成本。第四个特点是即插即用功能，这意味着远程自动频率控制。
即插即用功能面临有两个技术问题：初始频率的设置和可调WDM-ONU的频率稳定。对前者，必须远程自动地在WDM-ONU和WDM-OSU之间建立初始频率。后者的实现，能在初始频率设置后提供稳定的服务。这项功能不仅提高了可靠性，避免人为错误，而且还省去经营者的复杂频率管理，ONU的安装无需特殊技能。这就能满足对客户迅速的服务需求。另外一个好处，即使偶然事件发生也可以实现动态频率调整。因此，频率控制能够建立一个灵活的即插即用的WDM-PON。
三、OFDMA-PON
基于正交频分复用无源光网络（OFDMA-PON）新的系统架构，它能透明支持各种服务，并对这些服务实现动态带宽分配。此外，单一的光接收器可以同时接收不同波长的多个服务，而无论是AWG或是光滤波器都不需要。
该方法是基于采用同步正交子载波传输的OFDMA-PON，通过IFFT和FFT来实现。OFDMA基本上是一种混合技术，结合了OFDM和 TDMA，其中子载波（OFDM）可以将服务动态分配给不同时段（TDMA）。调制的数据流在频域中是相互正交的，这意味着子通道之间的串话得以抑制。通过消除一些子载波，透明通道可放在整个OFDMA的信号带宽内，它可用于独立地传输任何其他服务。
在OFDMA-PON系统中，总带宽分为正交的子载波。每个ONU的被分配有一个子通道，包含一个或多个子载波。某些子载波可以保留供特定的服务，例如通过光纤将RF信号传输到移动通信基站中。图3表示OFDMA-PON的透明通道多种服务的一个例子。
图3 具有多种服务透明通道的OFDMA-PON的系统结构举例
