El desarrollo de las comunicaciones por fibra óptica
El nacimiento y desarrollo de las comunicaciones por fibra óptica supone una gran revolución en la historia de las telecomunicaciones. Aparece como tecnología en los años 90 junto con las comunicaciones por satélite y las comunicaciones móviles.
Después de entrar en el siglo XXI, debido al rápido desarrollo de los servicios de Internet y al crecimiento de las aplicaciones de audio, vídeo, datos y multimedia, la demanda de servicios de gran capacidad (velocidad ultraalta, longitud ultralarga) distancia) los sistemas y redes de transmisión de ondas ópticas se han vuelto más urgentes.
La comunicación por fibra óptica es un nuevo tipo de tecnología de comunicación que utiliza ondas de luz como portador para transmitir información y fibra óptica como medio de transmisión para lograr la transmisión de información y lograr propósitos de comunicación.
El desarrollo de las comunicaciones es un proceso de ampliación de la capacidad de comunicación mediante el aumento continuo de las frecuencias portadoras. Como frecuencia portadora, la frecuencia óptica ha alcanzado el límite superior de las portadoras de comunicación. Debido a que la luz es una onda electromagnética con una frecuencia extremadamente alta, tiene una enorme capacidad de comunicación, mil veces mayor que los métodos de comunicación anteriores, y tiene una gran atracción. La comunicación óptica es un objetivo a largo plazo que persiguen las personas y también es la dirección inevitable del desarrollo de la comunicación.
En comparación con las comunicaciones eléctricas anteriores, las comunicaciones por fibra óptica tienen muchas ventajas: amplia banda de frecuencia de transmisión, gran capacidad de comunicación; baja pérdida de transmisión, larga distancia de transmisión; diámetro de cable delgado, peso ligero y ahorro de materias primas estacionales. los materiales metálicos favorecen el uso racional de los recursos; tienen un fuerte aislamiento y capacidades antiinterferencias electromagnéticas; también tienen las ventajas de una fuerte resistencia a la corrosión, una fuerte resistencia a la radiación, buenas propiedades de bobinado, sin chispas, pequeñas fugas y una gran confidencialidad. Se puede utilizar para entornos especiales o militares.
FTTH puede proporcionar a los usuarios un ancho de banda extremadamente rico, por lo que siempre se ha considerado un método de acceso ideal. Desempeña un papel importante en la realización de la sociedad de la información y requiere promoción y construcción a gran escala.
El número de fibras ópticas necesarias para FTTH puede ser de 2 a 3 veces mayor que el de las fibras ópticas recubiertas existentes.
En el pasado, debido al alto costo de FTTH y la falta de servicios de video y contenido de banda ancha, FTTH nunca ha estado en la agenda, con solo unos pocos experimentos.
Debido al avance de los dispositivos optoelectrónicos, los precios de los módulos transceptores ópticos y las fibras ópticas han caído significativamente; junto con la relajación del contenido de banda ancha, el proceso práctico de FTTH se ha acelerado.
Los países desarrollados tienen diferentes puntos de vista sobre FTTH: AT&T en Estados Unidos cree que el mercado de FTTH es muy pequeño y declaró en junio de 2003 que habrá un mercado para FTTH en 20-50 años.
Los operadores estadounidenses Verizon y Sprint adoptarán más activamente FTTH para la transformación de la red dentro de 10 a 12 años.
La japonesa NTT fue la primera en desarrollar FTTH, con casi 2 millones de usuarios.
La FTTH de China se encuentra en la etapa piloto.
La tecnología ADSL, ahora ampliamente utilizada, tiene ciertas ventajas a la hora de proporcionar servicios de banda ancha.
En comparación con FTTH, es más económico y utiliza la red de cables de cobre original para simplificar la construcción del proyecto. La transmisión de programas de video de 1 Mbps a 500 kbps puede satisfacer la demanda.
La promoción a gran escala de FTTH es limitada.
Para los servicios de banda ancha que se desarrollarán en un futuro próximo, como educación en línea, oficina en línea, televisión de conferencias, juegos en línea, diagnóstico y tratamiento remoto y otros servicios bidireccionales, así como el asimétrico Los servicios de transmisión de enlace ascendente y descendente de TV de alta definición y ADSL serán difíciles de cumplir.
Especialmente para TV de alta definición, su velocidad de transmisión aún requiere 19,2 Mbps después de la compresión.
Se está desarrollando utilizando tecnología H.264 y se puede comprimir a 5 ~ 6 mbps.
En general, se cree que la velocidad máxima de transmisión ADSL garantizada por QOS es de 2 Mbps, y todavía es difícil transmitir televisión de alta definición.
Se puede considerar que la HDTV es el principal motor impulsor de FTTH.
En otras palabras, cuando llegue el servicio HDTV, será necesario FTTH.
Suele haber dos categorías: P2P punto a punto y redes ópticas pasivas PON.
Las ventajas de la solución F2P son: cada usuario transmite de forma independiente sin afectarse entre sí, y el sistema se puede cambiar de manera flexible; se pueden usar módulos fotoeléctricos baratos de baja velocidad y la distancia de transmisión es larga;
Desventajas: Para reducir el número de fibras ópticas y tuberías que conectan a los usuarios directamente con la oficina, es necesario instalar un nodo activo que agregue usuarios en el área de usuarios.
Solución PON - Ventajas: El mantenimiento pasivo de la red es sencillo en principio, se pueden omitir dispositivos optoelectrónicos y fibras ópticas.
Desventajas: se requieren costosos módulos fotoeléctricos de alta velocidad; se requieren módulos electrónicos a diferentes distancias para distinguir a los usuarios y evitar la colisión de las señales de enlace ascendente del usuario; la distancia de transmisión se acorta debido a la proporción de ancho de banda de enlace descendente que ocupa cada usuario; entre sí . Si no se puede garantizar el ancho de banda del usuario, no solo se debe ampliar la red, sino que también se deben reemplazar los módulos PON y de usuario.
(Según precio de mercado, PEP es más económico que PON)
Existen muchos tipos de PON, generalmente los siguientes: (1) APON: ATM-PON, adecuado para cajeros automáticos conmutación de redes.
(2)BPON: PON de Banda Ancha.
(3)OPON: OFP-PON para procesamiento de tramas universal.
(4)EPON: PON que utiliza tecnología Ethernet, GPON es una PON Gigabit Ethernet.
(5)WDM-PON: La multiplexación por división de longitud de onda (WDM) se utiliza para distinguir las PON de los usuarios. Debido a que el usuario depende de la longitud de onda y el mantenimiento es inconveniente, rara vez se usa en FTTH.
La tecnología de acceso inalámbrico se está desarrollando rápidamente.
El protocolo IEEE802.11g se puede utilizar como WLAN, con un ancho de banda de transmisión de 54 Mbps y un rango de cobertura de más de 100 metros. Se ha utilizado comercialmente.
Si la WLAN de acceso inalámbrico se utiliza para la transmisión de datos del usuario, incluidos los datos de enlace ascendente y descendente de VOD, y los datos de enlace ascendente no son grandes para los usuarios normales, IEEE 802+05438+0G puede ser suficiente.
FTTH que utiliza fibra óptica resuelve principalmente la transmisión de enlace descendente de vídeo de banda ancha de TV de alta definición. Por supuesto, también puede incluir algunos datos de enlace descendente cuando sea necesario.
Esto forma una red doméstica "FTTH + acceso inalámbrico".
Este tipo de red doméstica es especialmente sencilla si utiliza PON, ya que no hay señal de enlace ascendente en esta PON y no se necesita ningún módulo electrónico de alcance, por lo que el coste se reduce considerablemente y el mantenimiento es sencillo.
Si el grupo de usuarios de la PON está cubierto por WiMAX (1 EEE802.5438+06) y se puede utilizar, no es necesario establecer una WLAN dedicada.
El uso de redes de acceso inalámbrico es una tendencia, pero las redes de acceso inalámbrico aún necesitan estar soportadas por redes de fibra óptica que estén muy cerca de los usuarios, algo similar a FTTH.
El acceso inalámbrico FTTH+ es la tendencia de desarrollo del futuro.
El desarrollo de la conmutación óptica
De hecho, se puede expresar como: entrada de comunicación + comunicación.
La fibra óptica solo resuelve el problema de la transmisión, pero también necesita resolver el problema de la conmutación óptica.
Las redes de comunicación anteriores utilizaban cables metálicos para transmitir señales electrónicas y utilizaban interruptores electrónicos para el intercambio.
A excepción de una pequeña sección en el extremo del usuario que transmite señales ópticas, las redes de comunicación son todas de fibra óptica.
El método razonable debería ser utilizar conmutación óptica.
Sin embargo, debido a la inmadurez de los dispositivos de conmutación óptica, solo podemos utilizar el método "óptico-eléctrico-óptico" para resolver la conmutación de redes ópticas, es decir, primero convertir señales ópticas en señales eléctricas, y luego los convierte electrónicamente en una señal luminosa.
Evidentemente es irrazonable, ineficiente y antieconómico.
Se están desarrollando conmutadores ópticos de gran capacidad para implementar redes de conmutación óptica, especialmente redes ópticas de conmutación automática ASON.
Normalmente la velocidad de transmisión de información en las redes ópticas es de xGbps, y los conmutadores electrónicos no son capaces.
Generalmente, el intercambio de electrones debe realizarse en grupos de bajo orden.
La conmutación óptica puede realizar una conmutación XGbD de alta velocidad.
Por supuesto, esto no significa que todo deba ser intercambiado por la luz, especialmente el intercambio de señales de pequeñas partículas de baja velocidad. Debes utilizar intercambios electrónicos maduros, no es necesario utilizar intercambios inmaduros.
Conmutación óptica de alta capacidad.
Actualmente en las redes de datos las señales aparecen en forma de "paquetes", lo que se denomina "conmutación de paquetes".
Las partículas de la bolsa son relativamente pequeñas y pueden intercambiarse electrónicamente.
Sin embargo, después de agregar una gran cantidad de paquetes en la misma dirección, cuando el número es grande, se debe utilizar conmutación óptica de gran capacidad.
La conmutación óptica con pocos canales y gran capacidad ya es práctica.
Por ejemplo, se utiliza para protección, enlace descendente y programación de una pequeña cantidad de rutas.
Esto se consigue generalmente mediante interruptores ópticos mecánicos e interruptores ópticos térmicos.
Debido a las limitaciones de volumen, consumo de energía e integración de estos conmutadores ópticos, el número de rutas es generalmente de 8 a 16.
El intercambio electrónico generalmente tiene dos modos: "división espacial" y "división temporal".
La conmutación óptica incluye "división espacial", "división de tiempo" y "conmutación de longitud de onda".
La conmutación por división de tiempo óptica rara vez se utiliza para las comunicaciones de fibra óptica.
Conmutación de espacio óptico: Normalmente, los conmutadores ópticos se pueden utilizar para transmitir señales ópticas de una fibra óptica a otra.
Los interruptores ópticos en separación de aire incluyen interruptores mecánicos, semiconductores y termoópticos.
Utilizando tecnología integrada, se ha desarrollado un interruptor óptico de micromotor MEMS, que es tan pequeño como un milímetro.
El interruptor óptico 1296x1296MEM (Lucent) ha sido desarrollado y es experimental.
Intercambio de longitud de onda óptica: asignando una longitud de onda específica a cada objeto de intercambio.
Por tanto, se puede enviar una determinada longitud de onda de 1 para comunicarse con un determinado objeto.
La clave para realizar el intercambio de longitudes de onda ópticas es el desarrollo de fuentes de luz prácticas de longitud de onda variable, filtros ópticos y conjuntos de interruptores ópticos confiables y de bajo consumo integrados.
Desarrollé un interruptor óptico semiconductor 640x640 + sistema de prueba de conexión cruzada AWG (Corning Company).
Se puede construir una red de conmutación óptica muy flexible utilizando división de espacio óptico y división de longitud de onda óptica.
NTT de Japón llevó a cabo una prueba de campo de enrutamiento y conmutación de longitud de onda en la ciudad de Chitose, con un radio de 5 km, * * * 43 nodos terminales (5 nodos en prueba) y una velocidad de 2,5 Gbps
Se conoce como la red óptica de conmutación automática de ASON y es la dirección de un mayor desarrollo.
El desarrollo de dispositivos optoelectrónicos integrados
Los dispositivos optoelectrónicos, al igual que los dispositivos electrónicos, deben estar integrados.
Aunque no todos los dispositivos optoelectrónicos necesitan estar integrados, un número considerable sí son necesarios y pueden integrarse.
El circuito de guía de onda óptica plana PLC actualmente en desarrollo puede ensamblarse con dispositivos optoelectrónicos como una placa de circuito impreso, o puede integrarse directamente en un dispositivo optoelectrónico.
Para realizar FTTH o ASON, se necesitan dispositivos optoelectrónicos nuevos, pequeños, baratos e integrados.
Mercado de comunicaciones por fibra óptica
Como todos sabemos, la burbuja de la industria de TI en 2000 provocó que la escala de producción de la industria de comunicaciones por fibra óptica explotara, lo que resultó en una sobreproducción de productos.
Los precios de los equipos de transmisión óptica, los dispositivos optoelectrónicos y las fibras ópticas se han desplomado.
Especialmente durante el período de la burbuja, el precio de la fibra óptica por kilómetro era de 1.200 yuanes y el precio de 100 yenes era de aproximadamente 1 kilómetro, lo que era más barato que el cable de cobre.
¿Cuándo se recuperará el mercado de las comunicaciones por fibra óptica?
Según las estadísticas y previsiones de RHK sobre la inversión en la industria de las comunicaciones de América del Norte, como se muestra en la Figura 2, 2002 fue el año más bajo, equivalente a un retroceso de cuatro años.
Ha repuntado algo, pero aún no se ha recuperado.
Basado en este supuesto, sólo se recuperará en 2007-2008.
El mercado de las comunicaciones por fibra óptica también se ha desarrollado con el desarrollo del mercado de TI.
Estas mejoras están impulsadas en gran parte por FTTH y la televisión digital de banda ancha.
Después de todo, FTTH es una demanda de la sociedad de la información y el mercado de las comunicaciones por fibra óptica debe tener un hermoso escenario.
FTTH ha comenzado a construirse en países desarrollados y tiene un mercado considerable.
En general, con la demanda del mercado, las ganancias de los dispositivos y equipos aumentarán gradualmente, y el período 2007-2008 puede ser bueno.
Sin embargo, a pesar del éxito del antidumping, los precios en la industria de la fibra óptica siguen siendo bajos y las ganancias son pequeñas.
De hecho, en todo el mundo, la escala de producción de fibra óptica es demasiado grande y la velocidad de desarrollo de FTTH se ve afectada por el entorno social, incluidas las condiciones económicas de los ciudadanos y el desarrollo de la televisión digital, que aumenta. despacio.
Se entiende que algunas grandes empresas han cerrado varias fábricas de fibra óptica y pueden iniciar la producción en cualquier momento según las condiciones del mercado. Como resultado, la oferta siempre supera la demanda.
La regla general del mercado es que los precios subirán sólo cuando la oferta supere la demanda, por lo que puede ser necesario hasta 2009 o más tarde para que la industria de la fibra óptica obtenga grandes ganancias.
Las zonas subdesarrolladas y las ciudades pequeñas de mi país todavía necesitan construir líneas de fibra óptica, pero el consumo de fibra óptica todavía se encuentra en un rango en el que la oferta supera la demanda.
Para el mercado chino, FTTH se retrasará debido a los retos del ADSL y las limitaciones del desarrollo de la televisión digital HDTV.
China aún no cuenta con el entorno social y las condiciones para construir FTTH, y puede llevar algún tiempo.
Sin embargo, los Juegos Olímpicos de Beijing requieren la promoción de la televisión de alta definición y la reducción de los precios de los equipos, lo que impulsará el desarrollo de FTTH.
Se espera que se promueva en China FTTH en 2007-2008.
Sin embargo, en algunas grandes ciudades también existen los llamados distritos centrales de negocios (CBD), que tienen una fortaleza económica relativamente fuerte y utilizan fibra óptica PTTP para la construcción.
En general, el FTTH de China se encuentra en la etapa piloto.
El papel de los pilotos es, por un lado, explorar tecnología y experiencia en construcción, y por otro, competir por los usuarios.
Por lo tanto, los operadores de telecomunicaciones y los propietarios locales están probando activamente FTTH para desarrollar servicios de banda ancha.
Por lo tanto, las emisoras enfrentan enormes desafíos. Las empresas de radiodifusión deberían acelerar el desarrollo de la televisión digital, enriquecer el contenido de los programas y adoptar modelos comerciales competitivos.
Si las emisoras quieren desarrollar la televisión bajo demanda, necesitan transformar sus redes de cable en ambas direcciones. Si se adopta una red de fibra óptica, podrá adaptarse completamente al futuro desarrollo tecnológico y a la demanda del mercado.
Estrategia de Banda Ancha en China
En el "Duodécimo Plan Quinquenal para la Infraestructura de Redes de Banda Ancha" emitido por el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información en mayo de 2012, se propuso que para 2015, el país básicamente logrará "fibra óptica urbana hasta los edificios, banda ancha rural hasta las aldeas".
El ancho de banda de acceso de los hogares urbanos ha alcanzado los 20 megabits por segundo, y el de los hogares rurales ha alcanzado los 4 megabits por segundo; se ha logrado cobertura de fibra hasta el hogar en 200 millones de hogares y más de 200 millones de hogares. 40 millones de usuarios, y la tasa de fibra hasta el hogar de las residencias urbanas de nueva construcción ha superado el 60 %.
“ADSL es el principal método y tecnología de acceso en el mercado de banda ancha de China. Otros países con altas velocidades de banda ancha dependen básicamente del acceso a fibra óptica.
Zhao Zisen, académico de la Academia China. de Ingeniería, dijo: La implementación de fttp es la parte más importante de la estrategia de banda ancha.
Gan Fuxi, académico de la Academia de Ciencias de China, dijo que la comunicación por fibra óptica tiene las ventajas de una gran capacidad de información. , larga distancia de transmisión y baja interferencia de señal
Más del 90% de la información en el sistema de comunicación se transmite a través de fibra óptica
En los próximos 5 a 10 años. Se espera que la implementación a gran escala de FTTH en mi país requiera más de 100 millones de kilómetros de fibra óptica cada año, lo que brindará una gran oportunidad para el desarrollo de la industria nacional de comunicaciones por fibra óptica. >
Según las últimas estadísticas de la Unión Internacional de Telecomunicaciones, 112 países y economías de todo el mundo han lanzado estrategias de banda ancha.
La implementación de estrategias de banda ancha definitivamente traerá consigo el gran desarrollo de la fibra óptica. El acceso ha convertido a la industria de banda ancha de fibra óptica en una de las industrias de más rápido crecimiento y con mayor potencial en toda la industria de la información y las comunicaciones.
La red de comunicación de fibra óptica de China es el punto de acceso global para FTTH y actualmente es el punto de acceso de China. Portal líder de información sobre comunicaciones por fibra óptica.
Con el rápido desarrollo de la integración de redes triples y FTTH en China, hay cada vez menos plataformas en línea para la comunicación de los usuarios y la información profesional está cada vez más dispersa.
p>La apertura del Portal de comunicación de fibra óptica de China proporciona a las empresas, usuarios y entusiastas de la industria una plataforma profesional a gran escala para transmitir información de la industria e intercambiar información de productos en Internet.
El. La ventaja del Portal de comunicación de fibra óptica de China es que proporciona información de la industria, noticias, conocimiento profesional, innumerables información sobre oferta y demanda de productos, modelo operativo abierto, servicios diversificados de valor agregado, diseño de diseño humanizado, etc.
Le permitirá comprender mejor las tendencias de la industria para obtener más oportunidades comerciales.
Esto brinda oportunidades y oportunidades únicas para que la mayoría de las empresas de comunicaciones por fibra óptica expandan sus negocios de redes e ingresen al comercio electrónico. /p>
Características del portal de comunicación por fibra óptica de China:
Intercambio de información, intercambio técnico, exhibición de productos, lectura de información, suscripción a noticias, relación de oferta y demanda, búsqueda de oportunidades comerciales, servicios de publicidad, promoción de miembros. , construcción de sitios web corporativos, creación de personalidades, materiales de asociación, recursos de exposición, talentos de la industria, agentes comerciales, etc.
Espacio de política y desarrollo industrial