互动科普

新技术可望降低光纤(数据通信的最终媒体)接入家庭的成本。

光纤已经成功地取代了大多数长途电话、有线电视公司及公用事业公司主干网络中的金属电缆，那么为什么不把光纤线路一直延伸到用户的家里去呢?这样做可能会消除所谓的“最后一英里”(1ast-mile)瓶颈问题——该瓶颈限制了用户访问因特网和使用其它服务。目前在“接入住宅”系统中，用户能以高达每秒l亿比特的速度(也许未来的光纤网络运行速度还会更快)下载数据，这个传输速度至少是当前使用的金属电缆速度的10倍。光纤的传输能力是如此强大，以至于它能够同时处理所有类型的通讯信号。例如，一根用户光纤就可传送电视、电话、电视会议、自选电影、家庭办公、因特网业务等所有信号。

直到最近，价格偏高始终是“接入住宅”系统的主要障碍。每个用户专用的一、两根光纤线路和每个终端收发光信号所需要的电子设备都非常昂贵。一个普通的住在郊区的家庭，其一次性安装费用(包括所有设备的费用)通常约为1500美元——大约有一半支付电子设备的费用。安装费从l0年前的5000美元左右跌到现在的价格，并且随着光纤技术的发展它还在继续下跌。但是在大多数情况下，比起采用金属电缆连接一个类似的家庭花的费用，它还是太高了。

由于主干线网络多路复用的程度很高——也就是说，网络中单根光纤可传送多个独立的信号频道——每个频道的费用相对较低。因此，电话和有线电视公司为了利用光纤的惊人传输能力，把光纤铺设到通往家庭的中途上。在这些常被称作“接入结点”系统(fiber-to-the-node)、“接入机柜”系统(fiber-to-the-cabinet)和“接入街道”系统(fiber-to-the-curb)的网络中，几根光纤把服务商与一个靠近住宅群的盒子相连。盒子里的设备能够将光纤中的光信号转换为可以在金属电缆中传输的电信号。到住宅的金属电缆连接随距离的变化而不同，距离从不到30米(100英尺)到略大于1公里。由于该系统中光纤和电子设备的费用由住宅区中所有用户(数以百计的用户)分担，因此它的价格便宜。但是，它的传输率比“接入住宅”系统要低，因为最后的金属连接变成了瓶颈。

光网络

“接入住宅”系统已经在全世界多于3打的现场实验和装置中取得了技术上的成功。最早的系统于1977年出现在日本的Higashi—Ikoma，现在由于近期在结构和技术上有所发展，它正变得越来越有商业实用性。首次重大变化是无源光网络(或者称为PON)的发展。在这场改变中，单根光纤从服务商所在地的光收发设备延伸到靠近一小群住户的光分支器。光分支器把光信号均等地分配到16个或32个输出光纤中，再把信号传到用户家里。l998年国际电信联盟(ITU)为该类网络的规格制定了标准。因为PON不要求安装光收发设备，也不要求每个用户都有全长度光纤，所以它比早期的“接入住宅”系统便宜。而使它价格降低的其他因素还包括：采用了新型激光器、光学部件、光缆和专为该系统设计的数字集成电路。

距离对光纤的影响并不如对铜线的影响大，因为光信号在沿光纤传送时几乎不损失能量。在住户分隔较远的农村地区，PON的工作性能与在郊区或城市地区时一样好。尽管一群制造商为了尽快大幅度降低成本而草拟了一个方案，但是网络仍然需要用户交纳一部分仪器和安装费用，这笔费用不属于用户共同分担之列，比如从光分支器到住宅的最终一段光纤的费用，以及发生光／电转换的住宅终端的费用。

这些光网络的一个主要问题就是组织数字信息流，以使单根的光纤能够同时处理不同种类的信号。例如，语音和视频信号要求接近稳定的数据传输率，而文件传输和电子邮件的数据流可以是间断的。光网络采用了几种技术把所有这些信号塞入可用带宽。ITU规定网络使用异步传输模式，该模式是专为有效处理混合数据而设计的。较老的以太网协议有一个优点，即便宜的以太网插入卡可广泛用于个人计算机。频分多路复用通过为每个频道调节不同频率的光的方式，在单根光纤中创建了多个频道。最先进的PON将采用波分多路复用，即为每个用户的信号分配唯一波长或颜色的光。现在大多数波长—多路复用设备都很贵，但是由于该技术广泛应用于主干线网络中，所以价格将迅速下跌。

虽然一些“接入住宅”系统仅仅起始于20世纪80年代的试验，到20世纪90年代初才付诸实施，但目前电信行业又把注意力放到了更新的技术上。无源光网络已经在英国、法国、比利时、百慕大和日本进行了检验。BellSouth和日本最大的电信公司NTT正计划在年末安装遵从ITU标准的网络产品。在美国中西部的几个农村居民区里，频分多路复用光纤系统正在发挥作用，为居民提供电话、电视和因特网服务。在农村地区，不管使用的多路复用是什么类型，“接入住宅”系统看来都要比传统的网络更经济。

随着价格便宜的标准化网络产品的推出，许多企业正在重新考虑“接入住宅”系统的优势。对高速数字服务的需求毫无疑问会增长，这意味着用户将抱怨不休，迫使系统以便宜的价格传送数量惊人的数据。光纤能够传送的数据比市场上其它任何媒介物都多，并且把它连接到住宅所花的费用也正在迅速下降。因此，在未来的日子里，越来越多的用户将把“接入住宅”系统作为宽带服务中最富吸引力的选择。