光网络可以说已经成为了未来信息传输的一个必然趋势,在光网络完全进入到日常生活的过程中,众多问题和发展难题也都会随之涌现,随着新的容量、功能以及性能方面大幅度的提升,兼容性、适用性以及经济方面的考虑也出现在我们的视线之内。
1、数据传输需求的发展趋势
需求的总体发展趋势决定着技术发展的步伐,以及前进的速度。对于光网络的发展而言,起决定作用的一方面是科学自身发展的步伐,而更重要的还是需求的发展趋势。
端对端的数据传输服务,一直都是互联网以及无线网络数据传输的主要需求。随着互联网的不断深入,数据传输网络中的传统音频数据的比重将继续呈现出下降的趋势,而其他综合数据,包括视频以及其他形式的数据传输等,在整个数据结构中的比重将继续上升。从全球范围的数据传输增长趋势来看,未来五年内IP流量的年增长率将依然在40%以上,而从我国国内的角度进行观察,虽然之前五年的数据传输发展速度远远超过了世界平均水平,甚至出现了成倍的增长速度,但是这种情况在很大程度上依赖于中国经济的飞速发展。而在未来一段时间内,我国的数据传输需求将有所回落,发展速率大概会维持在比世界发展水平略高的状态。但是相对于之前基数较小、发展速度较高的情况而言,将来的数据传输需求增长速率有所降低,但是基数较大,净增长仍然呈现出迅猛趋势。预计五年以后,对干线网络带宽的需求将增加到目前的10倍以上,这对于目前网络的容量和性能都是一个严峻的挑战。
从社会层面的微观需求角度看,经济和社会的多方面发展,已经让互联网的触角深入到了平常生产生活的各个角落,城市网络的使用率急剧膨胀,多种格式的数据传输呈现出明显的上升趋势,对于农村,也已经意识到了网络的重要性,网络正在由点到面逐渐扩张。同时,技术也在推动着需求的不断攀升,目前最为常见的就是将无线网络流量打包进服务推送给客户,这种方式直接推动了无线互联网络的进步,相信随着客户端的发展,无线网络很快就会占据数据传输中相当大的一个组成部分。
2、光网络的技术发展讨论
从网络容量看,目前的光网络从硬件角度看并非不能胜任未来几年内数据传输的要求。从光纤应用至今,其容量已经经过的一再地提升,实践已经完全能够证明光纤的容量还有很大的提升余地。目前我国采用的技术通常是以10Gbit/s为基础的长途DWDM网,并且多家运营商已经于2009年开始筹备建设40Gbit/s基础的长途DWDM网。虽然传输速率的提升十分成功,但是相对于目前的需求而言还是存在不足。
针对于五年后超过目前容量10倍的需求而言,有必要提早准备,为建立100Gbit/s的数据网络做好准备。就目前的形势看,最大的挑战在于在目前的10Gbit/s速率基础上构建起能够容纳100Gbit/s容量的系统。从整个技术环境看,在一条光纤上进行复用,从理论上可以将其数据传输能力提升到无限大,但是随着参与复用的光波的增加,对光复用器的精度以及光纤自身的质量都是极大的挑战。如果想要在目前的光纤系统上开发出100Gbit/s的数据传输速率,需要解决的问题包括光信噪比（OSNR）、极化模色散（PMD）容限、频谱效率以及色度色散（CD）等,其中前三项参数都必须改进到目前水平的10倍以上,最后一项即色度色散容限则需要提升到目前水平的100倍以上才能确保100Gbit/s速率数据传输正常运行。
针对于以上问题,目前已经在技术方面开始了必要的尝试,并且取得了进展。然而除此以外,传输成本也是必须要考虑的重要因素。更高的传输速率必须满足成本效益的前提,通常而言,每次的技术进步都要求传输费用在每比特的参照基础上下降30~40%,才能够适应市场要求最终获得社会的认可。同时整个数据传输网络整体的稳定性也必须得到充分的重视。相对于40Gbit/s传输网络而言,100Gbit/s网络唯一的优势只在于在标准方面已经基本完善,因此在建网过程中,能够有效提升其兼容性和稳定性,为塑造未来的健康数据网络奠定了必要的基础。
3、未来光网络的应用讨论
关于光网络未来的应用,有必要从目前光网络的铺设状况进行讨论。目前光网络的主要用途还是局限在干线网中,由于最初的网络为铜网络,光纤仅仅用于长距离传输,因此干线网中的光纤应用并不少见,但是从城域网的层面来看,目前的数据传输网络基本还都是铜网,以及在铜网的基础上采取的必要改进,只有对数据传输需求相对紧迫的区域以及新建生活以及商业区采取了光纤铺设。
随着时间的推移,退铜的步伐不会停止,光纤将进一步深入到社会空间的各个角落;同时,更为显著的特点是无线数据传输需求将明显增加,这一方面是相关设备、技术的进步,另一方面也是人类对数据传输要求的体现,同时,服务的易得性不断提升,也从客观上推动着无线网络的蔓延。
未来城市中的数据传输要求将进一步增加,不同于农村的数字传输需求,城市的需求明显更为密集,这会要求退铜的步伐不断加速,促使光网络逐渐延伸到楼宇乃至家庭或办公室。同时,移动数据传输所占比重将大幅增加,这将促使接入网络的方式和有关设备都发生巨大的变化,无源光网络（PON）将迅速延伸到社会的方方面面,并且会在整个城市上空形成一个无形的数据传输网络。与此同时,网络的结构也会发生改变,传统铜网的多级系统将逐渐退化,连同有关设备都将在未来一段时间内逐步取代,光网络将进驻更多场合,这种趋势将直接导致在用户接入端呈现出更为发散的状态,尤其是伴随着无线数据传输的普及,一个用户服务端可以承载的用户数量将会激增,随之出现的网络扁平化不可避免。这也会从维护性以及可靠性方面为网络提供更强大的支持。
总之,光网络是未来社会、技术以及经济等多方面发展的必然,每个城市都应当根据自身的特征,提前规划,做出适合自身发展环境的光传输网络。
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