光通信技術的發展

　　 隨著在光域進行的信息處理能力的提高，光網絡技術突破了物理層的限制，逐漸進入數據鏈路層和網絡層。光纖通信系統承載IP協議的方式也在實現從IP-ATM-SDH-光網絡、IP-SDH-光網絡到IP-MPLS-光網絡的過渡（見圖5）。光網絡為用戶提供的交叉連接、交換和路由等功能顯著地緩解了傳統電交換網絡的壓力，為未來Internet業務的發展提供了廣闊的空間。

圖5 光網絡承載IP方式

　　光網絡協議和標準的研究和討論剛剛起步，國際標準化組織Internet Engineering Task Force（IETF）、.International Telecommunications Union（ITU）和Optical Internetworking Forum（OIF）正在分別進行G-MPLS、G.709、O-UNI 1.0相關光網絡標準的制定工作。現在，關于光網絡的討論十分活躍，爭論也十分激烈，但是越來越多的人們認識到：光網絡在整個電信網絡中的基礎地位是不會動搖的。因而充分地研究光網絡和光纖通信單元技術對于整個通信網絡的發展具有重要的戰略意義。

　　 光時分復用（OTDM）技術和光碼分多址（OCDMA）技術也是未來全光網絡的候選技術。OTDM和OCDMA在概念上分別與傳統通信網絡中TDM和無線CDMA對應。OTDM技術可以使一個固定波長的光波攜帶信息量十幾倍、幾十倍地增長，OCDMA則提供一種全光的接入方式。由于OTDM和OCDMA技術的出現，人們對光這種信息載體的了解將進一步深入，傳輸線路中的光信號碼型也將從不歸零碼逐漸向歸零碼轉變，傳輸系統的調制方式也由傳統的內調制逐漸發展為外調制方式。展望未來的全光網絡，OTDM和OCDMA技術將豐富未來的WDM全光網絡的接入方式和業務類型，同時提供多種粒度接入和多種服務質量；以WDM技術為主導、結合OTDM和OCDMA技術，將成為未來全光網絡的主要構架。

　　3 光網絡的關鍵技術

　　讓我們用表1來理解組建光網絡的關鍵技術。

　　除上述眾多的單元技術外，光網絡的關鍵技術還必須包括如何建立完善的全光網絡管理系統，這將涉及光網絡協議的研究，如波長路由協議、光分組格式等標準的制定。如IETF制定的Generalized Multiple Protocol Label Switching（GMPLS）是在傳統MPLS的基礎上，將標記的概念進一步拓展，引入光波長和時隙標號等信道標識作為標記，以實現對光信道的路由、交換和管理控制。這些協議和標準將保證各個單元技術之間的兼容性和靈活性。

　　 4 10年展望

圖6 光通信與傳統電信實現的網絡功能

　　 在傳統電通信網絡130多年的發展過程中，我們已經完成了電信號產生和傳輸、信號控制、組網和自支持四個功能等級，實現了電子計算機網絡和電子通信網絡。僅有30多年歷史的光通信的發展也將經歷同樣的過程。目前我們已經完全掌握了光信號的產生與傳輸，正在掌握光信號控制這個技術環節，下一個目標是組建全光網絡。

　　 我們相信，光通信技術的發展速度將超越電技術。期望再通過10年的時間實現光組網。在未來的10年里，WDM光網絡將成為通信產業發展的技術和通信的熱點。盡管實現光網絡自支持技術，如光開關、光邏輯處理和光計算，還不成熟，進入自支持階段還需要一段時間，但實現光網絡的自支持和自主導終將是未來光網絡發展的方向。

　　 展望未來10年，WDM技術將仍然處于主導地位，WDM、OTDM和OCDM等技術的結合將構成未來光網絡的基本框架。由于光通信第4和5個窗口的開發，WDM光網絡的信道數目將進一步增加，將有能力在整個通信窗口中提供1000個波長。光交換機和光路由器將成為組建核心WDM光網絡的首選設備，其交換容量將突破Tbit/s的量級。WDM光網絡承載的業務種將會多樣化，并提供更多的寬帶業務，如視頻點播等。

WDM：波分復用；OTDM：光時分復用；OCDMA：光碼分多址；GMPLS：通用多協議標記交換；

　　 OADM：光分插復用器；OXC：光交叉連接；ISDN：綜合業務數字網；ATM-PON：ATM無源光網絡

圖7 未來10年光通信發展預測

　　用戶接入網也將進入光纖化時代，多種接入方式并存仍然是未來10年接入解決方案的特征。但是各種接入技術中光纖技術的含量將不斷提升。光網絡的覆蓋范圍將從核心擴展到城域網和接入網。當全光網絡悄悄地進入樓區、街道、住宅，成功地完成進行了向本地、向用戶的延伸時，未來家庭也就進入了一個多媒體的暢想時代。

　　 5 結束語

　　一項產業的發展，技術是推動力，市場是牽引力。光通信技術已經經歷了30年的發展，技術的進步使得全光網絡的發展成為可能。而以IP為主流的數據業務爆炸性地增長是發展全光網絡的市場需求。今后10年光通信產業的發展速度、新技術進步的快慢，本質上是由通信的市場需求來決定的。

　　 技術進步固然是創新，新業務的推出也是一種發明。對于電信網絡運營商來說，豐富多彩的業務類型，以及價格的優勢、高靈活性、服務質量是拓展光網絡市場的關鍵。

　　隨著全光網絡的規模逐漸擴大，對網絡的管理和控制顯得越來越重要。通過網絡管理軟件，用戶才能對整個網絡進行操作和控制，實現網絡的配置管理、安全管理、告警管理、計費管理和性能管理。因此，軟件技術在全光網絡的發展中的作用舉足輕重。

　　全光網絡的發展實際上會強烈地依賴網絡現狀。正如經濟學中路徑依賴描述的那樣，在收益遞增的知識密集產業中，一種技術和產品由于某些歷史的既成原因會成為主流，盡管它可能并不是最有效的技術。全光網絡以哪種路徑演進，很大程度上依賴現在的網絡狀況。目前，WDM技術在眾多技術中應用范圍最廣，基于WDM的光網絡研究也最為深入。因此，WDM技術將在未來幾年的全光網絡發展中地位穩固。

　　最后，或許是最重要的，我們必須考慮到法規對全光網絡演進的影響，標準和通信規范的制定往往能夠影響和改變通信網絡的發展過程和演進方向。因此，政府的相關部門、國際國內標準化組織責任重大。