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FTTH时代的光缆技术

2/14/2005来源:光纤通信人气:7746

FTTH时代的光缆技术(王真) 1前言 在面临21世纪的今天,由于计算机技术的飞速发展而使人们的注意力从信息通信只传输 声音转移到如何在计算机互联网上高效地传输大量数据上来。而且,由于计算机、广播及通 信领域的技术融合,而迎来信息本身作为高附加值商品流通的“信息流通”时代。届时,再 不是原来1对1的通信形态,而将是1(信息提供者)对N,或是参加型电子团体类N对N的形态, 而且将有极大可能产生新的大规模的信息量(通信量)。 另外,在左右以上诸方面的通信技术的进展上,数字与光学关键技术的革新令人眼花纸 乱。连接形成如今通信网络基干的NTT(日本电报电话公司)大厦间的高速、长距离传送系统 与70年代后期相比,20年来其速度提高了300倍。由于光纤的低损失化及接收、发射光器件的 改进,使无中继传输距离延长,如今已实现160km无中继间隔。 另一方面,若反过来看接入网,随着大约花费20年所致力的交换机数字化的完成,提供 了瑞一端的高速宽带服务,理所当然,对于更为适宜的接入网高级形态,关键是实现由NTT大 厦到各家庭的用光纤互相连接的FTTH(光纤到户)。而现在的接入网大部分是以电话为主体 结构的庞大金属电缆网。而对于FTTH的实现,如何高效率地改造这些电缆网及包含传送装置、 光缆整个系统的低价化的研究开发就成为问题的关键。 本文介绍实现FTTH的意义、业务情况及光缆系统技术的概要。 2 FTTH的意义与实现 2.1 FTTH的意义 FTTH的优点是:一旦建成了设施,即追加更新了两端的传送设备,那么将不仅能传输声 音与数据,而且有可能用同一媒体传输图像信号。而用户就可能通过一根光纤大范围地选择 各种各样的服务。因FTTH是透明的不受任何制约,当然可以称其为网络的理想形态。 关于信息流通服务中心,以前是以模拟/金属为共同基础的大量用户为中心的POTS(普 通老式电话业务)、以及保证业务等网络定义型业务,现在在信息流通平台上以数字/光为 基础,应考虑到服务质量(QoS),在数字接入和分配接入中成为代表的速度、延迟、可靠性 等已菜单化,再近一步,在ATM大通信线路中其重点转移到速度选择可变的用户定义型业务。 其中FTTH的充分满足用户对多种服务等级的迫切期待为基础,并承受着极大的期待。 2.2 FTTH的实现 所谓FTTH时代,象征着电气通信对社会给以很大冲击的时代。可以说它是100多年来电气 通信史上的一个大转折时期。所谓FTTH的概念,是由ITU(国际电信联盟)在大约10年多以前 发表的,NTT的最终目标是实现FTTH与金属类似的价格。第1步是到1997年实现光缆系统与光 接入系统的大幅度降价,而且通过π系统的引人还可实现与金属相当的价格。第2步是到2000 年,将达到使1997年价格再降1/2的目标。 然而,从以前的经验可知,FTTH的实现不仅存在技术问题,而且还有根据已有基本设施情 况如何对应新业务及以低成本地进行建设、维护、运营等重要问题。如此,意味着重点必须从 原来的以维护改造为主导的光纤转向通过信息流通业务平台的构筑而实现以业务为主导的光纤 化阶段。 FTTH时代虽然刚刚开始,但通过用户与信息提供者一本的共同试验、通过试验提供和商用 业务提供,正稳步地发展着。以下作为业务提供一例,介绍NTT实现世界先驱的FTTH商用业务 的CATV图像传送服务与实现类似金属价格的光纤化的π系统。 2.2.1CATV图像传送系统的概要 通过通信与广播的融合以提供更加多彩的服务为目的,NTT在1994年在东京范围的3个地方 使用光纤PDS(无源双星形)方式进行多媒体共同使用试验。根据该试验,作为FTTH的先驱在 横滨市构建了接入网、而从1997年开始运用在同一根光纤内以波长复用提供CATV图像传送业务 与通信业务 的系统。为谋求系统的经济化,并满足CATV经营者的迫切要求,预定今后将在全日本展开此种 模式。 本系统采用SCM-PDS方式,对图像信号进行模拟副载波复用(SCM),变换成波长为1.55μm 的光信号后,再用光放大器将信号分配给众多个客户。CATV基本上是广播型服务,它与PDS的拓 扑结构的匹配特性良好,由于局端装置能为多数客户共用,所以从经济角度来说具有优异的特 长。这样做不仅促进了设备的降价,也促进了光纤与光纤模数种类的低价化,从而加速了FTTH 的实现。 2.2.2π系统的概要 今后即使将多媒体业务标准化,但由于新业务建立时用户密度低,因此在此时进行光纤化 从经济价格方面看则是困难的。因此,为顺利地进行光纤化,在适应新业务的同时,以电话作 为开始用光纤经济地传送现有业务成为必要而有效的方法。更进步,对金属电线已老朽化的系 统,为经济地进行光纤化而开发了π系统,并于1998年3月开始引人全日本。 以STM-PDS方式为基础的π系统,以电话、INS64、低速OCN、低速专用线、DA1500等由 64kb/s到1.5Mb/S左右的业务为对象,仅使用芯光纤并采用交互传送上下行信号的所谓乒乓方 式,用1.3μm的单一波长可实现双方向传送,在NTT大厦与客户附近的电线杆上设置网络终端 装置(ONU)间的光纤最多可为10座房屋的客户共用,因此以类似金属的价格使接入网光纤化 是可能的。 3支持FTTH光缆系统的相关技术 由于接入网是面积广大的庞大设施,所以如何配备、构筑、运用ONU与光缆,将对网络的 价格有很大的影响。为了实现与金属类似价格的FTTH,在前述的PDS系统基础上,在光缆系统 相关技术中更加低价化将是重要的。 面对以上问题,作为研究开发的概念来说,有以彻底提高设备利用率为目标的网络构成法、 硬件与施工一体开发而得到的低价光缆技术、经济地实现业务复用技术的光接入系统技术、以 及针对客户、操作员的作业系统的开发等,以上所有各部分的共同效果即可快速、安全、多彩 地提供多媒体业务。 3.1网络构成技术 对网络构成技术来说,构成光接入网的光缆和相关构成部件本身的经济化及施工、作业中 的条件都是明确的。例如,在高速业务需要较少的 FTTH初期阶段,对于突然发生的FTTH需要, 可采用灵活的环路配线。对于π系统引人和初期应付光传输的需要,通过覆盖1个接入点最佳客 户数的集约,使低价网的构筑成为可能。 3.2台内的光缆系统技术 在空间有限的台内,台内设施已被光缆与金属电缆所重叠。随着今后光纤化的进展,又增 加了光纤配线盘(FTM)的经济化问题,光纤配线盘对来自干线系统光缆与传送装置进行多芯连 接。此时,通过高密度安装以节省空间就成为必要。另外,考虑到今后向光纤化的顺利转化的 台内光纤配线管理的开发亦成为重要的方面。 3.3干线系统、分配系统的光线系统技术 对干线系统设施来说,由于光纤一般装在地下管道内,因此如何有效利用管道内的有限空 间就成为重点课题。谋求4芯乃至8芯光纤芯线排列的带状芯线的采用、带状芯线厚度的进一步 薄化、细化缆径以使1条管道内能装2~3条光缆的能有效利用管道内有限空间的多缆布设技术就 成为重要之点。 对分配系统来说,数十芯乃至二百芯左右的光缆通常被架设在电线杆上,由于光缆的分支、 用户的引入线与光缆的连接频繁发生,因此容易剥出芯线的简化光缆分支连接作业的技术亦成 为重点。 3.4用户的光缆系统技术 用户系统接火光纤使用已成为带状芯线支承物的UV树脂被覆的细径芯线,在实现芯统本身 经济化基础上还要增加实现光缆的细径化与低价化。在处理细径芯线时,为了抑制光信号的损 失变化,除了重新审视客装光纤连接部分的卡爪瓶与富之外,还必须进行相应的芯线加固。 3.5光纤连接的相关技术 在光纤的连接中必须考虑可靠性、低损失性及可作业性等。根据实际条件可使用融着接续、 连接器连接、机械接合等方法。 另外,容装、保护连接部分的卡爪瓶和盒要根据所设置的环境而某单化。此时要考虑与周 边环境的调和,在FTTH时代要采用适宜的设计。 4结束语 本文阐述了以技术为中心的概要。FTTH不仅冲击产业、学术领域,而且影响家庭的生活形 态、行政服务的一次性及远距离老人看护业务。进一步,全球协作隐藏着变革所谓作为必要环 境对策的种种领域的可能性。然而,由于此种情况与基础设施连动,所以与新业务创出、地区 社会相联系的用途的充实、对合作对手的研究就成为重要的问题。 摘自《有线电视技术》