光通信技术的发展

　　 随着在光域进行的信息处理能力的提高，光网络技术突破了物理层的限制，逐渐进入数据链路层和网络层。光纤通信系统承载IP协议的方式也在实现从IP-ATM-SDH-光网络、IP-SDH-光网络到IP-MPLS-光网络的过渡（见图5）。光网络为用户提供的交叉连接、交换和路由等功能显著地缓解了传统电交换网络的压力，为未来Internet业务的发展提供了广阔的空间。

图5 光网络承载IP方式

　　光网络协议和标准的研究和讨论刚刚起步，国际标准化组织Internet Engineering Task Force（IETF）、.International Telecommunications Union（ITU）和Optical Internetworking Forum（OIF）正在分别进行G-MPLS、G.709、O-UNI 1.0相关光网络标准的制定工作。现在，关于光网络的讨论十分活跃，争论也十分激烈，但是越来越多的人们认识到：光网络在整个电信网络中的基础地位是不会动摇的。因而充分地研究光网络和光纤通信单元技术对于整个通信网络的发展具有重要的战略意义。

　　 光时分复用（OTDM）技术和光码分多址（OCDMA）技术也是未来全光网络的候选技术。OTDM和OCDMA在概念上分别与传统通信网络中TDM和无线CDMA对应。OTDM技术可以使一个固定波长的光波携带信息量十几倍、几十倍地增长，OCDMA则提供一种全光的接入方式。由于OTDM和OCDMA技术的出现，人们对光这种信息载体的了解将进一步深入，传输线路中的光信号码型也将从不归零码逐渐向归零码转变，传输系统的调制方式也由传统的内调制逐渐发展为外调制方式。展望未来的全光网络，OTDM和OCDMA技术将丰富未来的WDM全光网络的接入方式和业务类型，同时提供多种粒度接入和多种服务质量；以WDM技术为主导、结合OTDM和OCDMA技术，将成为未来全光网络的主要构架。

　　3 光网络的关键技术

　　让我们用表1来理解组建光网络的关键技术。

　　除上述众多的单元技术外，光网络的关键技术还必须包括如何建立完善的全光网络管理系统，这将涉及光网络协议的研究，如波长路由协议、光分组格式等标准的制定。如IETF制定的Generalized Multiple Protocol Label Switching（GMPLS）是在传统MPLS的基础上，将标记的概念进一步拓展，引入光波长和时隙标号等信道标识作为标记，以实现对光信道的路由、交换和管理控制。这些协议和标准将保证各个单元技术之间的兼容性和灵活性。

　　 4 10年展望

图6 光通信与传统电信实现的网络功能

　　 在传统电通信网络130多年的发展过程中，我们已经完成了电信号产生和传输、信号控制、组网和自支持四个功能等级，实现了电子计算机网络和电子通信网络。仅有30多年历史的光通信的发展也将经历同样的过程。目前我们已经完全掌握了光信号的产生与传输，正在掌握光信号控制这个技术环节，下一个目标是组建全光网络。

　　 我们相信，光通信技术的发展速度将超越电技术。期望再通过10年的时间实现光组网。在未来的10年里，WDM光网络将成为通信产业发展的技术和通信的热点。尽管实现光网络自支持技术，如光开关、光逻辑处理和光计算，还不成熟，进入自支持阶段还需要一段时间，但实现光网络的自支持和自主导终将是未来光网络发展的方向。

　　 展望未来10年，WDM技术将仍然处于主导地位，WDM、OTDM和OCDM等技术的结合将构成未来光网络的基本框架。由于光通信第4和5个窗口的开发，WDM光网络的信道数目将进一步增加，将有能力在整个通信窗口中提供1000个波长。光交换机和光路由器将成为组建核心WDM光网络的首选设备，其交换容量将突破Tbit/s的量级。WDM光网络承载的业务种将会多样化，并提供更多的宽带业务，如视频点播等。

WDM：波分复用；OTDM：光时分复用；OCDMA：光码分多址；GMPLS：通用多协议标记交换；

　　 OADM：光分插复用器；OXC：光交叉连接；ISDN：综合业务数字网；ATM-PON：ATM无源光网络

图7 未来10年光通信发展预测

　　用户接入网也将进入光纤化时代，多种接入方式并存仍然是未来10年接入解决方案的特征。但是各种接入技术中光纤技术的含量将不断提升。光网络的覆盖范围将从核心扩展到城域网和接入网。当全光网络悄悄地进入楼区、街道、住宅，成功地完成进行了向本地、向用户的延伸时，未来家庭也就进入了一个多媒体的畅想时代。

　　 5 结束语

　　一项产业的发展，技术是推动力，市场是牵引力。光通信技术已经经历了30年的发展，技术的进步使得全光网络的发展成为可能。而以IP为主流的数据业务爆炸性地增长是发展全光网络的市场需求。今后10年光通信产业的发展速度、新技术进步的快慢，本质上是由通信的市场需求来决定的。

　　 技术进步固然是创新，新业务的推出也是一种发明。对于电信网络运营商来说，丰富多彩的业务类型，以及价格的优势、高灵活性、服务质量是拓展光网络市场的关键。

　　随着全光网络的规模逐渐扩大，对网络的管理和控制显得越来越重要。通过网络管理软件，用户才能对整个网络进行操作和控制，实现网络的配置管理、安全管理、告警管理、计费管理和性能管理。因此，软件技术在全光网络的发展中的作用举足轻重。

　　全光网络的发展实际上会强烈地依赖网络现状。正如经济学中路径依赖描述的那样，在收益递增的知识密集产业中，一种技术和产品由于某些历史的既成原因会成为主流，尽管它可能并不是最有效的技术。全光网络以哪种路径演进，很大程度上依赖现在的网络状况。目前，WDM技术在众多技术中应用范围最广，基于WDM的光网络研究也最为深入。因此，WDM技术将在未来几年的全光网络发展中地位稳固。

　　最后，或许是最重要的，我们必须考虑到法规对全光网络演进的影响，标准和通信规范的制定往往能够影响和改变通信网络的发展过程和演进方向。因此，政府的相关部门、国际国内标准化组织责任重大。