光纖通信與IP傳輸技術

閔天倫+佟瑩+陳麗紅

摘 要：光纖通信技術與IP技術之間存在十分緊密的關系，IP技術改變了我們的通信世界，IP技術所依賴的光纖通信技術使帶寬走進千家萬戶。隨著通信科技的進一步發展，兩者之間的聯系將更加緊密，未來要實現的光互聯、全光網技術，IP技術與光纖通信技術的關系是兩者成為通信大夏的重要支撐。

關鍵詞：光纖通信；IP傳送技術；關系

1 光纖通信技術

因光在不同物質中的傳播速度是不同的，所以光從一種物質射向另一種物質時，在兩種物質的交界面處會產生折射和反射。而且，折射光的角度會隨入射光的角度變化而變化。當入射光的角度達到或超過某一角度時，折射光會消失，入射光全部被反射回來，這就是光的全反射。

進入光傳播時代以來，在盡享數字信號帶來高數據處理能力的同時，我們不得不忍受光纖這種嬌貴的傳輸介質。因為施工人員必須將光纖鋪得平直舒坦，它才老老實實地為人們傳輸清晰的信號，所以造成了在建筑物里鋪光纖難度大、成本高的難題。光纖通信技術是通過光學纖維傳輸信息的通信技術。在發信端，信息被轉換和處理成便于傳輸的電信號，電信號控制一光源，使發出的光信號具有所要傳輸的信號的特點，從而實現信號的電光轉換，發信端發出的光信號通過光纖傳輸到遠方的收信端，經光電二極管等轉換成電信號，從而實現信號的光―轉換。電信號再經過處理和轉換而恢復為原發信端相同的信息。現在以長波長光源和單模光纖為標志的第二代光纖通信技術也已經成熟，無中繼通信距離約為30公里，通信容量約為5000路，適用于長途干線通信。全光化和光集成化的光纖通信技術正在研究之中。全光化指的是在中繼器中光信號直接被放大，省去了光電轉換和電光轉換過程。全光化的光集成化功能大大減少中繼器和光端機的體積，降低功耗和成本，提高可靠性。未來的光纖通信將向超高速系統、超大容量WDM系統演進，而實現光聯網是整個光纖通信發展的戰略大方向。我們期待這些新技術的實現來更好地促進整個信息產業的發展。

2 IP傳送技術

IP網絡自然用的是TCP/IP協議。那什么是TCP/IP協議呢？TCP/IP協議的基本傳輸單位是數據包（dataEram），TCP協議負責把數據分成若干個數據包，并給每個數據包加上包頭，就像給一封信加上信封，包頭上有相應的編號，以保證在數據接收端能將數據還原為原來的格式。IP協議在每個包頭上再加上接收端主機地址，這樣數據找到自己要去的地方（就像信封上要寫明地址一樣），如果傳輸過程中出現數據丟失、數據失真等情況，TCP協議會自動要求數據重新傳輸，并重新組包。總之，IP協議保證數據的傳輸，TCP協議保證數據傳輸的質量。

IP是與支撐它的下層物理網絡無關的網絡層協議，基于IP協議組建的網絡，統稱為IP網絡，這種網絡支持的各種應用業務，統稱為IP業務，而實現這些業務的技術，即為IP技術。IP技術最吸引人的特點是可以將所有系統都連接在一起，幾乎任何一種計算機硬件和操作系統的組合都具有用于IP網絡協議的驅動程序。IP技術的這種廣泛的物理網絡適應能力，以及各計算機、網絡設備廠家都對IP支持的特點，使得IP業務的地域范圍和應用業務領域十分廣泛。介紹完了IP網絡的基礎，我們再來看看目前電信網的發展，TDM技術已經不是未來的發展方向。TDM設備雖然還在生產，但全世界的TDM研發已經全面停止了。另外，由于ATM的許多標準并未得到驗證，也不是未來的發展方向。還有，現在的IP網是基于傳統的因特網理念，以用戶自律為基礎，自由發展，缺少管理，是一個非盈利的商業模型。因此，傳統的因特網不能成為未來電信網的發展方向。基于這樣的情況，新型IP網絡有了大顯身手的機會。隨著IP網絡設備技術的快速發展、路由器性能的極大提高，以及DWDM的大量商用，傳輸成本大為降低。而Internet上的業務發展相對較慢，從而使得網絡處于相對輕載狀態，可以在Internet上開展豐富的數據、語音、視頻等綜合業務，開展電話通信等。另外，移動IP能夠實現用戶在任何時間、任何地點，用任何一種媒體與任何一個人進行通信共享。目前，移動IP已經在開展3G的國家和地區開始運營，移動IP在我國也開始提上了日程。首先，IP是3G的需要，3G業務將以數據和互聯網業務為主，3G將承載實時話音、移動多媒體、移動電子商務等多種業務。移動IP可以讓3G真正實現隨時隨地無縫接入，將大大促進3G業務發展。雖然目前移動IP技術還有很多不足之處，但是基于移動技術的網絡系統和Internet網絡相結合，提供高速、高質量移動IP技術必將是大勢所趨。其次，移動IP是IPv4發展到IPv6的必然結果。隨著互聯網的規模及應用快速發展，IP地址將從IPv4演進到IPv6，IPv6將現有地址擴展到128位，可用地址是原來的8倍，這將大大方便移動IP的應用。

3 光纖通信與lP傳送技術之間的關系解讀

IP技術從出現至今，已有20多年的發展史。在前20年間，IP除了在美國局域網中起作用外，一直沒有引起外界的重視。而今天，IP技術似乎一夜之間同時被世人接受，并以爆炸式的驚人速度發展。其原因何在呢？從表面上看，人們都認為IP技術的迅猛發展與Web有直接關系，是20世紀90年代初出現的Web從根本上改變了過去IP技術默默無聞的狀態。其理由是IP網的不可管理性、不面向連接性及對數據盡力傳送特性，跟Web的自由鏈接特性、不面向業務流和非實時傳輸特性完全適配。但筆者認為，IP技術的發展除與Web有直接關系外，跟光纖通信的發展也密不可分。

光纖通信的出現與發展，對IP網的直接影響就是人們對IP業務的需求日益增多，使得業務提供者在構建IP網時，幾乎都在考慮如何把IP技術與有著巨大潛力的光纖通信技術完美地結合起來。這也是業界當今討論的IP over ATM、IP over SDH、IP over WDM誰強誰弱的問題。其實，無論哪種技術都有優缺點，我們在設計IP網時，只要根據各種情況綜合考慮，就一定能找出一個最佳的設計方案。IP over ATM、IP over SDH、IP over WDM幾種技術都是針對業務量集中且業務量大的地區采用的相應策略，而對于分散的節點問通信情況來說，都是不經濟的。而IP/Ethernet over SDH技術具有帶寬動態分配功能，很好地解決了IP over SDH光通道帶寬利用率不高的問題。

參考文獻：

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