市场
2008/12/8 13:11

中国光纤通信实践超摩尔定律

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30年前,改革开放的春风吹遍神州大地,也促使中国的光纤通信开始了跨越式的发展。30年来,中国的光纤通信产业实现了从零到规模宏大的转变,目前已形成了从光纤光缆、光电器件到系统与网络的产品品种齐全、材料和设备配套的产业体系,光纤光缆用量和网络规模均位居世界前列。2005年,国产超大容量(80×40Gbit/s)传输设备在中国电信所属的上海和杭州之间的光传输线路上开通,且实现了稳定运行,表明我国在超高速率、超大容量光传输上取得了全面突破,达到世界最高的商用水平。

30年来光纤通信的传输容量以超摩尔定律的速度迅速发展,不仅满足了当代信息社会对传输带宽日益增长的需求,而且对整个信息通信业产生了重要而深远的影响。联合国“1999世界电信论坛会议”副主席约翰·罗斯在论坛开幕演说时表示:“光纤通信容量每9个月会增加一倍,但成本会降低一半,比晶片变革速度的每18个月还快。”按如此疯狂的速度发展,光网络注定会在世界范围的电信基础结构中扮演极其重要的角色。

任何一项新技术的生命力都离不开市场需求的驱动和技术本身进步的推动。光纤通信正是在信息社会对传送网络带宽和容量的巨大需求的驱动下,实现了技术上的不断发展和变革,从而在应用中获得巨大成功。回顾中国光纤通信的发展历史,从理论研究、科学实验、波长光纤通信发展和部署,到后来DWDM光纤传输系统大规模应用和光网络蔚然兴起,光通信在我国经历了从无到有、不断壮大的过程。

研究工作探路

我国光纤通信的研究工作起步并不是很晚。在国际上,1970年低损耗光纤和室温条件下连续工作的半导体激光器的研制成功,拉开了光纤通信大发展的序幕。在20世纪70年代初,中国的一些研究院所及高校,如中科院硅酸盐所、电子部23所、邮电部邮科院、机械部上海电缆研究所、北京邮电大学、上海交通大学、上海科学技术大学等在叶培大院士、张绪院士和黄宏嘉院士等老一辈开拓者的带领下,开展了石英系光波导纤维的理论和实验研究工作,在光纤传输理论、光纤光缆和光电器件的研制方面取得了可喜成果。但由于十年文化大革命的影响,在那个时期,我国光纤通信的发展速度不快,与国际上的差距在拉大。1976年,工作在0.85μm波长、速率为44.7Mbit/s的多模光纤通信系统在美国亚特兰大的地下管道进行了现场实验和全面性能测试。1977年,美国芝加哥的两个电话局之间(相距7公里)开通了世界上第一个商用光纤通信系统,标志着光纤通信开始进入商用化阶段。1977年,武汉邮科院拉出中国第一根工作在0.85μm的多模光纤,开始了第一代多模短波长光纤通信系统的研究。

单波长光纤部署

30年前改革开放的政策给科技工作者极大的鼓舞,我国光纤通信业开始加速发展。在那个时期,“巴黎统筹委员会”(简称“巴统”)对我国进行严密的高新技术封锁,中国的科技人员通过奋发图强,自主创新,攻克一个又一个的难关,推动我国光纤通信快速发展。1979年,北京和上海建成了用于市话的光纤通信试验系统;1982年,我国建立了国内第一条8Mbit/s的光缆市话通信工程。随着对传输带宽需求的不断增长,34Mbit/s、140Mbit/s、565Mbit/s的光终端机和中继设备相继研制成功。国产光电器件的性能不断完善,光纤通信系统的速率不断翻番,并迅速在我国的通信网中获得应用。原邮电部于1988年开始了八纵八横通信干线光纤工程的建设,1989年第一条1920路(140Mbit/s)单模光纤长途干线在合肥、芜湖间建成开通。1990年宁汉光缆干线工程建成投产,全长2400公里。1991年,我国停止建设长途电缆通信系统,做出大力发展光纤通信系统的决定,使我国的光纤通信在20世纪90年代一直保持着高速发展的势头。

20世纪80年代和90年代前半期,光纤通信完成了两个重要转变。一个转变是由短波长的多模光纤通信转向长波长单模光纤。1.3μm的单模光纤通信具有更低的损耗和零色散,可以承载大容量信息,传输距离更长,因而获得迅速发展。由于光纤在1.55μm波长的损耗最低,所以,从20世纪90年代初开始,光纤通信又向1.55μm波长发展,采用了色散位移光纤、分布反馈激光器等先进技术实现大容量、长距离的信息传输。

另一个转变是光纤通信由准同步系列(PDH)转向同步系列(SDH)。SDH不仅提供了全球统一的速率等级、帧结构和光接口,而且提供了强大的组网能力。国际上SDH设备的成熟时期正赶上我国光纤骨干网的大建设时期,所以在我国开始大量应用。我国于1988年开始着手研究SDH设备,第一套SDH设备在1995年10月的日内瓦第七届电信博览会上亮相。1996年,国产2.5Gbit/s速率的SDH设备研制成功,从而开始了用国产SDH设备建设我国光纤通信基础设施的尝试。

 

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