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光网络时代影响未来光通讯业的十大创新技术

文章出处:深圳市光为光通信科技有限公司 人气:-发表时间:2015-01-07 14:48:00

                    光网络时代影响未来光通讯业的十大创新技术


一、G.fast——电话线将实现千兆传输

  125日,国际电信联盟(ITU)终于完成G.fast标准的最后审核工作,相关芯片和设备厂商已开始着手出货中,据悉,G.fast相关产品最快可在2015年底问世。作为ITU的新版宽带技术标准,G.fast可利用电话线实现最高1Gbps的传输速率,不仅能有效降低运营商对光纤到户FTTH)技术的依赖,同时还能降低布网投入成本。

  随着超清网络视频、大数据等高带宽互联网业务的快速发展,宽带接入面临着巨大挑战。在有线接入方面,主流的宽带接入技术正逐步向千兆接入的FTTH(光纤到户)过渡。

  可是现状是在一些成熟社区推广中,由于这些地方的家庭原来普遍都是采用DSL(数字用户线路)技术接入,使用的是电话线上网。如果要采用FTTH,势必要进行光纤改造。而光纤到户往往会遭遇来自物业的阻力,无法顺利展开部署。

 同时,对于装修布线已经到位的家庭来说,光纤入户和布线也是件很麻烦的事情。另一方面,对于运营商来说,光纤到户也会让已经进行了大量投资的铜线资源白白浪费掉,不利于投资保护。G.fast技术的出现却能有效解决上述问题。这项由国际电信联盟推出的DSL标准可以让短距电话线(30400米)实现高达1Gbps的速率。不仅如此,G.fast技术在部署成本上也要比FTTH低很多。

 G.fast更增加了布网频宽密集服务的可行性,诸如支持超高画质4K8K的串流服务,支持下一代网络电视(IPTV)接入,以及能进一步提升云端基础的资料储存和高画质影音通讯等等。此外,G.fast也能为中小型的宽带通道需求提供服务,同时可应用于回程(Backhaul)网络的小型无线蜂巢基站和无线局域网络(Wi-Fi)热点中。


二、SDN 传统网络的终结者

  数据流量的爆炸式增长,网络带宽的快速上升,对于整个通信网络的架构带来了巨大冲击,网络架构的变革也被产业界提上议程,以SDN/NFV为代表的下一代运营商网络成为未来网络变革的主导思路。虽然相对而言,数据中心、IP网络的变革诉求更为迫切,传送网的变革仍然有较长的过渡时间,然而这种演进趋势也让一些前沿运营商积极探讨光网络架构的演进道路。以中国移动为代表,其已经与华为等系统设备商进行合作,共同研究现有网络的SDN化道路,SPTN正是两家合作的重要产物。

  随着LTE的快速上马,中国移动对于网络支撑能力的提升尤为关注,PTN的大规模部署成为LTE移动回传的惟一承载方式,中国移动也在积极研究PTN技术的后续演进思路,而SPTN正是一条有效的技术演进途径。目前中国移动与华为在共同推动PTN SDN的标准化,充分发挥两家在国际标准组织中的影响力,另据了解,华为的SPTN产品已经能够全面匹配中国移动LTE网络的SDN演进,对于不同场景下的承载设备提供全面支撑。


三、超高速超大容量超长距离光传输

  一根头发丝般粗细的普通光纤,可容纳24亿人同时通话,看似有点不可思议,但是这个由中科院牵头的项目标志着我国光通信技术取得新的突破,或将在不久的将来为网络提速奠定基础。

  近日,超高速超大容量超长距离光传输基础研究国家973项目在武汉通过课题验收,在中国首次实现一根普通单模光纤中以超大容量超密集波分复用传输80公里,传输总容量达到100.23Tb/s,相当于12.01亿对人在一根光纤上同时通话。

  据业内权威预测,到2030年,全球网络数据流量、人均网络数据流量都将比2010年增长1000倍,作为互联网和通信网基础的光传输网络将不断面临承载海量数据的压力,网络扩容已经势在必行。此次在国内首次实现一根普通单模光纤中在C+L波段以375路,每路267.27Gb/s的超大容量超密集波分复用传输80公里,实现了我国光传输实验在容量这一重要技术指标上的突破,推动我国迈入传输容量实验突破100Tb的全球前列。


四、新型光纤—“空气光纤

  一项可实现超长距离通信的技术,甚至可应用到人类未来的火星殖民地——美国的科学家正在研制一种以空气为材质的新型光纤。该光纤摆脱了固体材料自身性能的局限,能够在太空中实现超远距离的激光通信,同时还可以应用到大气污染探测、高分辨率地图、军用激光武器等领域。

  光纤通信之所以是一种高效率的通信方式,在于它利用固体材质的光缆,将光信号牢牢束缚在导波管之中,阻止光失去密度或焦点。一般情况下,光的密度会随着传播距离的增加而逐渐降低,即便是激光这种具备高度定向的光束也一样。同时,它还无法避免因为空气中其他气体的干扰而失去焦点。

  据英国《每日邮报》在线版729日报道称,目前的光纤产品,其结构一般由透明的玻璃管芯和由低折射材料制成的包裹外皮组成。外皮的作用是当光试图逃逸出管芯时,将其反射回来。不过,固体材料有着明显的短板。一是能够控制和驾驭的能量有限,二是离不开铺设管道、安装支架等外部支持,使其无法在诸如大气层甚至太空这样的特殊环境中发挥作用。


五、可见光通信-LIFI:点亮LED灯就能高速上网

     无需WiFi信号,点一盏LED灯就能上网。复旦大学计算机科学技术学院传出消息,一种利用屋内可见光传输网络信号的国际前沿通讯技术在实验室成功实现。研究人员将网络信号接入一盏1WLED灯珠,灯光下的4台电脑即可上网,最高速率可达3.25G,平均上网速率达到150M,堪称世界最快的灯光上网

  一直以来,在一个人的头顶上画一个闪亮的灯泡,被用来象征一个发明家的灵光乍现,但是德国物理学家哈拉尔德·哈斯由灯泡本身点亮了奇思妙想:依赖一盏小小的灯,将看不见的网络信号,变成看得见的网络信号。哈斯和他在英国爱丁堡大学的团队最新发明了一种专利技术,利用闪烁的灯光来传输数字信息,这个过程被称为可见光通讯(VLC),人们常把它亲切地称为“Lifi”,以示它能给目前以WiFi为代表的无线网络传输技术可能带来革命性的改变。

  这种让人难以想象的网络技术到底离我们有多远?答案是:很近,它正从复旦大学实验室中一步步向我们走来。复旦大学计算机科学技术学院教授薛向阳告诉记者,目前的无线电信号传输设备存在很多局限性,它们稀有、昂贵、但效率不高,比如手机,全球数百万个基站帮助其增强信号,但大部分能量却消耗在冷却上,效率只有5%。相比之下,全世界使用的灯泡却取之不尽,尤其在国内LED光源正在大规模取代传统白炽灯。只要在任何不起眼的LED灯泡中增加一个微芯片,便可让灯泡变成无线网络发射器。


六、传输速度达255TB/s的新型光纤传输技术

  随着互联网的普及,社会对于通讯带宽的需求越来越高。为了能够传输更多的数据,运用光纤通讯无疑是很好的选择。近日,科学家成功地研制出一种新型光纤,每秒的数据传输率可达255TB,比目前商业光纤的带宽效率高出21倍。

  与普通商业光纤中只有1条核心可供传递信号不同,这种新型光纤拥有7条不同的核心,这就好比将一条1车道的道路改造成了7车道。与此同时,研究人员还在这种光纤中引入了两条额外的垂直信道用于数据传输。通过这两种方法的综合运用,有效提升了光纤传输效率。这一技术的出现将会让实现PT量级的传输效率成为可能,从而大大缓解由于带宽资源紧张而导致的危机。


七、智能ODN——破解光纤资源管理难题

    面对全业务时代竞争加剧的局面,运营商的资源管理能力,尤其是光纤管道资源的管理能力不足已成为全业务发展的瓶颈,亟待解决。

  ODN(基于PON设备的FTTH光缆网络)作为主要的传输承载通道,是运营商固定网络的重要组成部分。随着ODN网络的不断扩展,对光纤资源信息的采集、更新、录入的准确性和及时性要求越来越高。以前ODN系统主要靠手工完成,效率及准确性十分低下,已难以保障业务及网络发展的需求。传统的哑资源建设模式使运营商在光纤管道投资方面每年损失数亿元资金,经济效益与投资成本矛盾日益突出。

  而智能ODN作为一种面向光纤资源全生命周期的解决方案,有效解决了哑资源的管理问题。通过电子标签对光纤(包括尾纤、跳纤等)进行唯一标识,能自动存储、导入和导出光配线设备端口资源及光纤连接关系数据,实现光纤信息自动存储、光纤连接关系信息自动识别、光纤资源信息校准等功能,大大提高了对光纤资源的管理及工程实施能力,降低光纤资源的管理成本及管理损耗,为后续光纤资源管理指明了发展方向。


八、400G高速网络

  近年来随着移动宽带、OTT视频、云业务的迅猛发展,互联网流量正在呈几何式增长,对运营商网络,尤其骨干网提出了更大容量的要求。为了应对激增的流量,运营商在短时间内将核心节点的路由器升级到多框集群形态,但同时也面临着投资、运维、机房空间、耗电等一系列的建网难题,更重要的是2+8的集群架构已经触摸到极限。此时具有更强扩展能力、更低运维成本的400G平台成为一种更优的选择。

  随着400G平台的成熟,从2013年开始,国内外主流运营商不约而同地选择了部署400G路由器,扩容网络容量,从而更好的应对网络流量洪水的到来,给客户提供更好的业务体验提供保障。

  在国内,中国移动和中国电信先后进行400G平台路由器的测试,中国电信测试了400G集群,移动则进行了单框测试,按照以往的操作流程,测试指标良好的400G将在2014年进入运营商路由器集采的名单中。


九、新一代2800m/min高速光纤拉丝技术

  随着光纤市场的竞争越来越激烈,光纤价格处于波谷,相对固定,给光纤生产厂家造成很大压力,只有走降低生产成本之路才能在这种微利时代生存发展。提高光纤拉丝速度能大幅度的提高设备的单位产能,提升生产效率是降低成本有效的方法之一,因此世界各大光纤制造厂家都在不断研究新一代高速拉丝技术,希望进一步提高拉丝速度,在日益激烈的市场竞争中占有一席之地。

  高速拉丝主要对裸纤的冷却,涂覆和固化系统都具有较高的要求。

  据了解,高速拉丝下,高温炉,冷却系统,涂覆系统,固化系统都会发生细微的变化,通过对这些变化进行不断深入的理论研究和实际检验,烽火武汉光纤基地对相关的工艺和设备进行了一系列的研发、改进和优化,成功将拉丝速度从2400m/min提升至2800m/min,掌握了一整套完善而成熟的高速拉丝技术,进一步提高了产量降低了生产成本,在日益激烈的市场竞争中占得了先机。拉丝速度达到国内领先,国际一流水平。


十、WDM-PON——下一代接入网演进主流

  EPONGPON统治的接入网终于出现变革了。不过,变革的主要推动力并非来自宽带,而是源起4G

  近日,中国电信北京研究院与华为公司联合宣布,双方完成基于WDM-PON的无线4G前端回传方案测试。

  中国电信北京研究院新技术办公室马亦然在接受笔者采访时介绍:当前的点对点回传方案面临光纤资源消耗严重、扩容困难、维护手段有限等不足,WDM-PON是节省光纤、易扩容、易维护的新型前端回传方案。

  自2009FTTx成为主导接入模式以来,EPONGPON先后主宰宽带接入网,两者不断在技术、产业链、价格上优胜劣汰。

  此间,业内曾提出10G PON40G PONWDM-PON等多种演进技术,但除了10G EPON得以商用之外,其余下一代PON”均无法撼动其前辈在接入市场上的地位。

  接入网的大门紧闭,LTE反而给PON技术的研发者打开了另一扇窗。

    随着无线技术的发展需求,原本处于同一个基站上的RRUBBU被分离,RRU不断分裂、下沉,越来越靠近用户,而BBU则被池组化、虚拟化,集中部署。RRU站点与PON网络数量庞大的FTTx站点在地理位置上的重合度越来越高,BBURRU之间的网络拓扑,越来越接近ODN的网络拓扑。此外,LTE提供的百兆级移动宽带速率也接近于固定宽带速率。“PON承载CPRI(BBURRU的前端回传)”设想被提出。

  而与此同时,CPRI也需要一种新的技术。在众多PON技术中,WDM-PON最适合需求。一方面可以通过波分复用节省大量光纤,同时还可以提供CPRI所需要的大带宽、环网保护、低时延、低抖动、长传输距离。华为下一代光接入领域技术主任林华枫称:“WDM-PON承载非常适合光纤资源紧张的无线BBU大规模集中场景。该方案可以节省87.5%的光纤使用量。

  回传市场,历来是商家必争之地。曾经的PTNIP RAN交锋可见一斑。而PTNIP RAN主要承载后向回传。如今,无线技术演进生成了前向回传这一新的市场,对于诸大设备商而言,这意味着新的增长空间。

  需要指出的是,由于无线站点越来越多、速率越来越高,前向回传的市场规模将远远超出后向回传,其端口需求量甚至可以达到PTNIP RAN的数十倍。一场盛宴引发的群雄逐鹿即将上演。

(图文摘自网络)




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