简析4G通信下光传输通信技术的发展

米亮 张志

【摘要】4G意味着更多技术、行业和应用的融合，4G将不再局限于电信行业，还可应用于金融、医疗、教育、交通等行业。4G将向宽带无线化和无线宽带化演进，其通信终端手机将不仅是一个通信工具，它可以做更多的事情。而光传输则具有很强的使用价值，所以光纤系统的光传输具有十分重要的时代意义。

【关键词】4G通信；光传输；通信技术；

1、4G移动通信技术特点

1.1 更高的通信速率

3G的数据传输速率可以达到21Mbps；据有关专家预估，4G最高的数据传输率能达到100Mbps。

1.2 具有更宽的网络频谱

为了更好的实现4G 通信技术的应用，通信运行商就需要在3G 通信网络基础上大大提高通信网络的带宽，这样做的原因很简单，4G 通信技术需要的带宽大概是3G 技术的20 倍左右。

1.3 通信速度较快

相较于3G 通信技术，4G 让人耳目一新的方面就是其超快的无线通信速度。相关数据表明，3G技术的最快传输速率为2Mbps，而4G 技术在此基础上翻了五翻，也就是4G 的数据传输速率最小达到了10Mbps，而最快传输速率达到了20Mbps，这意味着当需要无限信息传输的时候，4G 技术可最高速度100 比特每秒的情况下，快速完成信息的传递，避免使用者长时间的等待。

1.4 多种业务融合

4G将支持更加丰富的移动通信业务，这些业务包括高清晰网络视频会议、高质量图形图像传输、虚拟的现实业务等，使用户无地域限制的获得任何需要的信息服务。它能把个人通信、信息系统、娱乐和广播等行业形成一个整体，更加轻松、方便、安全地向用户提供更多元化的应用与服务。

1.5 具有灵活的通信方式及兼容性

4G 通信技术在实现人与人之间快速交流沟通，以及实现相关信息传输下载的情况下，更是实现了将信用卡功能囊括在自身的设置，人们可以通过手机实现真正的购物以及现金取现等。除此之外，4G技术的兼容性很大，除了开放接口以及全球漫游的功能之外，也有兼容各个分散网络的连接功能。

1.6 提供各种增值服务

4G 技术基于的核心技术已经不是CDMA 技术了，它所依靠的是OFDM 技术，这是两者之间最明显的区别。这也意味着4G 手机多了很多增值服务，相比于3G 手机，它更有推广性，在人们实际生活中更具实用性。

2、几种比较常见的光传输技术

2.1 DWDM技术

DWDM的技术特点。采用光分插复用（OADM）设备构成的DWDM环网，波长透明性使DWDM技术适合本地传输网的多业务传送，并在容量和可扩展性方面具有优势。DWDM应用于汇聚层。主要解决IP汇聚点到BRAS之间的带宽不足，网络结构大多为物理路由的环形，采用光通道保护方式。可承载IP、租波长业务、IPTV业务等大颗粒业务。充分考虑业务需求的分布和发展趋势，结合地理、光缆资源情况，选择合适的建设方案。为降低建设成本，在满足业务需求的前提下，优先选用GE接口，选择合适的波道速率，如果IP业务需要升级到10GE，优先选择10G波分系统。根据实际情况可以采用OADM方式，保证城域波分系统可平滑扩容。

2.2 MSTP技术

MSTP是一重可以对多种业务进行处理和传送的传输技术，可在传输设备上直接提供以太网或ATM接口，并且对数据业务具有收敛、汇聚功能，适合承载以TDM业务为主的混合型业务，有利于降低网络综合成本。MSTP技术适合应用于汇聚层和接入层。目前MSTP主要承载IP网的中继电路、扩大数据网的覆盖范围（如作为IP城域网的接入节点）、数据业务（IP、ATM/FR）的接入等。

2.3 SDR技術

SDR即软件无线电技术，SDR能将A/D以及D/A过程靠近RF前端并且利用无线电技术分离信道。使用SDR技术具有良好的灵活性、操作性，而且容易适应环境，升级方便。

2.4 OTN技术

引入OTN设备缓解了目前数据网络的压力，并提高了网络的安全性。汇聚层引入了OTN设备，在全市范围内有汇聚节点50多个，这些节点大多数在规划时考虑了数据用户的需求，目前正在积极部署将城域数据网光纤直连的接入方式割接至城域传送网承载，可以满足更多、更大客户群的数据接入需求。光纤直连方式缺少保护，而且有的数据节点串联交换机在三层以上的，跳纤点多，故障点也就多，而且链路形式缺乏保护，在网络安全上存在着极大的隐患。通过传送网承载就不仅可以避免这种隐患，而且可以极大的提高承载能力，符合网络融合的趋势。 OTN网络在核心层和汇聚层建设的成功是将来后续网络建设的有力保障，因此新型城域传送网可以说具有很强大的延伸作用。某市核心/骨干层采用速率为80/40X 10GE的OTN组网，OTN在解决光纤资源不足和光纤距离不足问题的同时，提供了更加灵活的波长调度功能。

2.5 智能天线技术

智能天线技术又可以称之为自适应天线阵列技术，简称为AAA技术。最开始，该技术主要被运用在声呐、雷达等军事行业，用于完成空间的滤波工作及定位。在该技术中，利用空分多址方法，对信号进行区别处理，同时精确划分各个系统中的信号频率，从而实现对信号区域的控制。另外，该技术还可以将主波移动到用户所在位置，保证用户网络的稳定性及安全性。经过对干扰信号进行操控，同时跟踪用户及所在区域，可以动态掌握使用者网络的情况，为其提供高品质的服务。此种方法可以对干扰信号发挥抑制作用，同时尽量提取到最大限度，保证用户网络的安全性，为民众提供更为快捷的服务。

3、4G通信下光传输通信技术的发展

3.1 4G的发展

全球开发4G通信技术已有10年多的历史，早期美国AT&T在2000年退出了4GAcces网络，四年后，美国相关领域又合作开发了4G无线网络服务，这可以算是4G通信技术的发展奠定了基础。如今，4G通信技术还不成熟，4G需要国家、社会的全面支持才可能有所发展。

3.2 FEC技术的发展

FEC技术是经历了三个发展阶段的，在第一个发展阶段，FEC技术重点是为了达到ITUTG.975的要求而进行的FEC硬判决设计，这一阶段使用的是RS（255，239），在具体的运用中，开销控制在八分之七，净编码增益确定在6—7db，而到了第二代FEC中，技术标准则使用G.975.1，增益已经到了8—9db。到了第三代，在软判决译码技术的参与下，开销比已经提高到百分之二十，编码增益更是发展到10-11db，实现了在同样的码率下，增益性能比第一代要提上1.5db左右的巨大改进。除了在该部分重点提到的三方面技术发展，光传输技术在由传统10Gb/s、40Gb/s，发展到今天的100Gb/s的过程中，作为关键技术的客户侧CFP技术、相干检测技术等都得到了十分明显的发展，这为实现新形势下，确保100Gb/s传输技术能够克服重重技术障碍，最终得到规模化应用，提供了十分必要的技术支持。

3.3 城域网技术的发展

4G和全业务竞争，导致城域网不仅承载2G/3G语音和数据业务，还需承载集团客户和家庭业务。城域网需要扩大规模并考虑多业务统一承载，对于基站与高价值集团客户等高价值业务和普通集团客户与家庭宽带等低价值业务，需要合理选择组网技术；增强对于大规模数据业务的控制和管理。现网钢性管道根本不能适应业务弹性需求和突发性需求。现有网络难以保证对所有业务的H-QoS，虽然支持频率同步，但不支持精确时间同步，对OAM和保护等电信级保护能力较弱。4G基站对于空口精确时钟和时间同步需求非常高，城域网需要提供更高精度的同步信号传送能力，而改造现有MSTP/SDH网络成本较高。根据集团对全业务城域传送网建设指导意见：“加快建设面向全业务的基础网络设施，提高全业务竞争能力，满足现阶段各类业务需求，适应网络未来演进”的要求，构建新型城域传送网以适应全业务的发展需求。

随着业务的迅速发展，移动商务等新的应用不断涌现，城域网承载的数据业务将不断增长，对承载这些业务的平台的要求也越来越高，目前城域网技术的发展有三个主流方向，即IP城域网技术、城域以太网技术、光城域网技术。IP城域网技术和城域以太网技术均属于城域数据网范畴，光城域网属于传送网范畴。IP城域网指利用路由器组网，核队汇聚节点之间利用POS端口互连。城域以太网指利用L2/L3交换机组网，节点之间利用裸光纤互连。光城域网的核心是利用光传输网络直接承载IP/Ethemet，为上层的业务提供更有效的承载。可以使用各种光纤电路承载IP/Ethemet：SDH/SONE厂连接、DWDM/CWDM连接或者RPR连接。

4、结语

总而言之，我国通信技术水平发展迅速，在这种大背景之下4G 移动通信作为新的通信技术手段诞生了，它的出现加快了通信技术手段的进步。我们要进一步以光传输技术发展过程中的技术进步作为切入点，指出在当今形势下，光传输技术为实现更好服务社会目的，在现实中的应用情况。

参考文献：

[1]张海懿.100G光传送技术新进展[J].卫星电视与宽带多媒体，2011（09）.

[2]汤瑞，赵文玉，吴庆伟.40G/100G标准化现状及发展趋势[J].邮电设计技术，2011（04）.

[3]邓永红.4G通信技术综述[J]，數字通信世界，2014（2）.