光纤通信与IP传输技术

闵天伦+佟莹+陈丽红

摘 要：光纤通信技术与IP技术之间存在十分紧密的关系，IP技术改变了我们的通信世界，IP技术所依赖的光纤通信技术使带宽走进千家万户。随着通信科技的进一步发展，两者之间的联系将更加紧密，未来要实现的光互联、全光网技术，IP技术与光纤通信技术的关系是两者成为通信大夏的重要支撑。

关键词：光纤通信；IP传送技术；关系

1 光纤通信技术

因光在不同物质中的传播速度是不同的，所以光从一种物质射向另一种物质时，在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且，折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时，折射光会消失，入射光全部被反射回来，这就是光的全反射。

进入光传播时代以来，在尽享数字信号带来高数据处理能力的同时，我们不得不忍受光纤这种娇贵的传输介质。因为施工人员必须将光纤铺得平直舒坦，它才老老实实地为人们传输清晰的信号，所以造成了在建筑物里铺光纤难度大、成本高的难题。光纤通信技术是通过光学纤维传输信息的通信技术。在发信端，信息被转换和处理成便于传输的电信号，电信号控制一光源，使发出的光信号具有所要传输的信号的特点，从而实现信号的电光转换，发信端发出的光信号通过光纤传输到远方的收信端，经光电二极管等转换成电信号，从而实现信号的光―转换。电信号再经过处理和转换而恢复为原发信端相同的信息。现在以长波长光源和单模光纤为标志的第二代光纤通信技术也已经成熟，无中继通信距离约为30公里，通信容量约为5000路，适用于长途干线通信。全光化和光集成化的光纤通信技术正在研究之中。全光化指的是在中继器中光信号直接被放大，省去了光电转换和电光转换过程。全光化的光集成化功能大大减少中继器和光端机的体积，降低功耗和成本，提高可靠性。未来的光纤通信将向超高速系统、超大容量WDM系统演进，而实现光联网是整个光纤通信发展的战略大方向。我们期待这些新技术的实现来更好地促进整个信息产业的发展。

2 IP传送技术

IP网络自然用的是TCP/IP协议。那什么是TCP/IP协议呢？TCP/IP协议的基本传输单位是数据包（dataEram），TCP协议负责把数据分成若干个数据包，并给每个数据包加上包头，就像给一封信加上信封，包头上有相应的编号，以保证在数据接收端能将数据还原为原来的格式。IP协议在每个包头上再加上接收端主机地址，这样数据找到自己要去的地方（就像信封上要写明地址一样），如果传输过程中出现数据丢失、数据失真等情况，TCP协议会自动要求数据重新传输，并重新组包。总之，IP协议保证数据的傳输，TCP协议保证数据传输的质量。

IP是与支撑它的下层物理网络无关的网络层协议，基于IP协议组建的网络，统称为IP网络，这种网络支持的各种应用业务，统称为IP业务，而实现这些业务的技术，即为IP技术。IP技术最吸引人的特点是可以将所有系统都连接在一起，几乎任何一种计算机硬件和操作系统的组合都具有用于IP网络协议的驱动程序。IP技术的这种广泛的物理网络适应能力，以及各计算机、网络设备厂家都对IP支持的特点，使得IP业务的地域范围和应用业务领域十分广泛。介绍完了IP网络的基础，我们再来看看目前电信网的发展，TDM技术已经不是未来的发展方向。TDM设备虽然还在生产，但全世界的TDM研发已经全面停止了。另外，由于ATM的许多标准并未得到验证，也不是未来的发展方向。还有，现在的IP网是基于传统的因特网理念，以用户自律为基础，自由发展，缺少管理，是一个非盈利的商业模型。因此，传统的因特网不能成为未来电信网的发展方向。基于这样的情况，新型IP网络有了大显身手的机会。随着IP网络设备技术的快速发展、路由器性能的极大提高，以及DWDM的大量商用，传输成本大为降低。而Internet上的业务发展相对较慢，从而使得网络处于相对轻载状态，可以在Internet上开展丰富的数据、语音、视频等综合业务，开展电话通信等。另外，移动IP能够实现用户在任何时间、任何地点，用任何一种媒体与任何一个人进行通信共享。目前，移动IP已经在开展3G的国家和地区开始运营，移动IP在我国也开始提上了日程。首先，IP是3G的需要，3G业务将以数据和互联网业务为主，3G将承载实时话音、移动多媒体、移动电子商务等多种业务。移动IP可以让3G真正实现随时随地无缝接入，将大大促进3G业务发展。虽然目前移动IP技术还有很多不足之处，但是基于移动技术的网络系统和Internet网络相结合，提供高速、高质量移动IP技术必将是大势所趋。其次，移动IP是IPv4发展到IPv6的必然结果。随着互联网的规模及应用快速发展，IP地址将从IPv4演进到IPv6，IPv6将现有地址扩展到128位，可用地址是原来的8倍，这将大大方便移动IP的应用。

3 光纤通信与lP传送技术之间的关系解读

IP技术从出现至今，已有20多年的发展史。在前20年间，IP除了在美国局域网中起作用外，一直没有引起外界的重视。而今天，IP技术似乎一夜之间同时被世人接受，并以爆炸式的惊人速度发展。其原因何在呢？从表面上看，人们都认为IP技术的迅猛发展与Web有直接关系，是20世纪90年代初出现的Web从根本上改变了过去IP技术默默无闻的状态。其理由是IP网的不可管理性、不面向连接性及对数据尽力传送特性，跟Web的自由链接特性、不面向业务流和非实时传输特性完全适配。但笔者认为，IP技术的发展除与Web有直接关系外，跟光纤通信的发展也密不可分。

光纤通信的出现与发展，对IP网的直接影响就是人们对IP业务的需求日益增多，使得业务提供者在构建IP网时，几乎都在考虑如何把IP技术与有着巨大潜力的光纤通信技术完美地结合起来。这也是业界当今讨论的IP over ATM、IP over SDH、IP over WDM谁强谁弱的问题。其实，无论哪种技术都有优缺点，我们在设计IP网时，只要根据各种情况综合考虑，就一定能找出一个最佳的设计方案。IP over ATM、IP over SDH、IP over WDM几种技术都是针对业务量集中且业务量大的地区采用的相应策略，而对于分散的节点问通信情况来说，都是不经济的。而IP/Ethernet over SDH技术具有带宽动态分配功能，很好地解决了IP over SDH光通道带宽利用率不高的问题。

参考文献：

[1] 陈伟.光纤通信技术及其发展趋势[J].考试周刊，2010（45）.

[2] 田国栋.光纤通信正在全面升级[J].陕西教育（高教版），2013.

[3] 田国栋.如何培养高职学生的光纤通信技能[J].考试周刊，2014（02）.