高永雄

【摘 要】光纖通信技術(shù)的問(wèn)世與發(fā)展給世界通信業(yè)帶來(lái)了革命性的變革。特別是經(jīng)歷近40年的研究開(kāi)發(fā)，光纖、光纜、器件、系統(tǒng)的品種不斷更新，性能逐漸完善，已使光纖通信成為信息高速公路的傳輸平臺(tái)。本文探討了光纖通訊技術(shù)的原理、光纖通信技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與面臨的挑戰(zhàn)及光纖通信技術(shù)帶動(dòng)的相關(guān)應(yīng)用服務(wù)發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】光纖；通信技術(shù)；應(yīng)用；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

1.光纖通訊技術(shù)的原理簡(jiǎn)介

“光纖（Optical Fiber）”就是一種利用玻璃或塑料的纖維所制造出來(lái)當(dāng)作輸送光線的工具。管徑的大小大約只有萬(wàn)分之一公尺，只比頭發(fā)稍粗一點(diǎn)，而微細(xì)的光纖封裝在塑料護(hù)套中，可以讓光纖能夠彎曲而不至于斷裂。作用方面與輸送自來(lái)水的水管還有輸送瓦斯的瓦斯管一樣，不過(guò)輸送的是“光波”。光纖的材料主要分成塑膠和玻璃，各有不同用途。玻璃光纖品質(zhì)較好，價(jià)格較貴，漏光量較少，可以使用在傳真度較高的訊號(hào)傳輸上，例如有線電視、光纖網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用上；塑膠光纖價(jià)格較低廉，但相對(duì)地漏光量也較大，可以使用在照明的用途上，例如環(huán)繞游泳池的周邊，不但達(dá)到省電照明的功效，還有藝術(shù)效果。光纖是根據(jù)“全反射”，又稱(chēng)為“全內(nèi)反射”的原理來(lái)傳輸光波。由于介質(zhì)的“折射率”不同，所以當(dāng)光線經(jīng)過(guò)兩個(gè)不同的介質(zhì)，光線會(huì)在介質(zhì)的介面上被折射或反射，而全反射只會(huì)發(fā)生在當(dāng)光線從較高折射率的介質(zhì)進(jìn)入到較低折射率的介質(zhì)，及入射角大于臨界角的時(shí)候，就是當(dāng)光線遠(yuǎn)離法線時(shí)，與法線的角度越大，光線折射的部分則越少，又因沒(méi)有折射，都是反射，故稱(chēng)為全反射。

人類(lèi)的科技不斷進(jìn)步，朝著越來(lái)越方便、快速的方向發(fā)展。另外，在這信息發(fā)達(dá)的時(shí)代里，信息的傳遞也是相當(dāng)重要的，為了節(jié)省時(shí)間，傳遞信息的方式也越來(lái)越進(jìn)步，從古代的飛鴿傳書(shū)到現(xiàn)代的各種通訊設(shè)備，顯現(xiàn)出科技的發(fā)展與進(jìn)步，而光纖通訊就是近年來(lái)應(yīng)對(duì)人們對(duì)于信息快速流通以及方便獲取的需求所發(fā)展出的新興技術(shù)，而且光纖不受干擾又適合長(zhǎng)距離通訊等許多的優(yōu)點(diǎn)，又符合節(jié)省能源的未來(lái)趨勢(shì)，對(duì)于人們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)傳輸資料或信息上都有很大的幫助，是不可獲缺的科技。

2.光纖通信技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與面臨的挑戰(zhàn)

為提升民眾生活品質(zhì)，增加企業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì)，讓社會(huì)大眾均可享受多樣化高品質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，推動(dòng)光纖建設(shè)已成為必要的規(guī)劃。就光纖公共基金投資而言，全球主要國(guó)家包括澳大利亞、新西蘭、、希臘、新加坡、法國(guó)和美國(guó)等均為建立中立型的國(guó)家光纖網(wǎng)絡(luò)而投入大量資金，希望刺激產(chǎn)業(yè)界進(jìn)行良性競(jìng)爭(zhēng)。以美國(guó)為例，2010年5月提出了FCC國(guó)家寬頻計(jì)劃（FCC National Broadband Plan），預(yù)計(jì)在2020年，全美家庭網(wǎng)絡(luò)速度達(dá)4Mbps，能有1億的家庭用戶(hù)享受100Mbps的寬頻網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，期望通過(guò)全國(guó)性寬頻網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)來(lái)振興經(jīng)濟(jì)并帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)，根據(jù)FTTH Council 2010年最新的調(diào)查數(shù)據(jù)，兩千萬(wàn)戶(hù)的北美家庭已可使用光纖網(wǎng)絡(luò)，645萬(wàn)戶(hù)的家庭已通過(guò)光纖來(lái)接收網(wǎng)絡(luò)、電視/聲音服務(wù)；另根據(jù)RVA市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)調(diào)查指出，隨著中小型電信業(yè)者的加入，北美FTTH網(wǎng)絡(luò)將會(huì)持續(xù)的擴(kuò)展，超過(guò)北美FTTH最大供應(yīng)商Verizon 2.3億美元的家庭光纖建設(shè)計(jì)劃（Fiber Optic Service， FiOS）的預(yù)期目標(biāo)。

當(dāng)然，IDATE（Institut de l1Audiovisuel et des Télécommunications en Europe）電信事業(yè)群表示，由于目前消費(fèi)者和企業(yè)仍無(wú)法體會(huì)到光纖所帶來(lái)的好處，光纖相關(guān)營(yíng)運(yùn)商無(wú)法預(yù)見(jiàn)光纖所帶來(lái)的商機(jī)，且部分公共事業(yè)群低估了經(jīng)營(yíng)光纖產(chǎn)業(yè)的復(fù)雜性，加上有些當(dāng)?shù)卣诨I措資金上遭遇困難等，各國(guó)在推動(dòng)光纖建設(shè)仍有許多挑戰(zhàn)需要被克服。

3.光纖通信技術(shù)帶動(dòng)的相關(guān)應(yīng)用服務(wù)發(fā)展趨勢(shì)

Yankee Group將目前網(wǎng)絡(luò)相關(guān)應(yīng)用服務(wù)分為促成整體服務(wù)發(fā)展的促成服務(wù)（Enabling Services），加上整體經(jīng)濟(jì)服務(wù)（Wider-Economy Services）、娛樂(lè)服務(wù)（Entertainment Services）、溝通服務(wù)（Communication Services），共四大領(lǐng)域，整理出網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用組合：目前較為廣泛應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)有IPTV、交通信息服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)電話等，位于成長(zhǎng)階段的服務(wù)有家庭監(jiān)控、商業(yè)固網(wǎng)行動(dòng)匯流（Commercial FMC）、網(wǎng)絡(luò)電視等，新興應(yīng)用服務(wù)有e化教育、Catch-Up TV、整合性固網(wǎng)行動(dòng)匯流（Integrated FMC）等，關(guān)于未來(lái)想像的服務(wù)有e化醫(yī)療、3D電視、電視網(wǎng)絡(luò)電話、互動(dòng)式電視內(nèi)容等。可以發(fā)現(xiàn)其中許多是以電視為主要媒介的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)，電視幾乎為每個(gè)家庭必備且仰賴(lài)的設(shè)備，未來(lái)的服務(wù)發(fā)展仍會(huì)以此為主要應(yīng)用設(shè)備，而這些服務(wù)皆有賴(lài)光纖的環(huán)境來(lái)加以支撐。

在服務(wù)定位部分，Yankee Group則從兩個(gè)方面來(lái)探討，一為服務(wù)對(duì)廠商的獲利程度，另一種為服務(wù)對(duì)消費(fèi)者的吸引程度，或是說(shuō)服務(wù)和光纖的連結(jié)程度，這兩種力量往往是相互拉扯。以電視為例，電視對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)是訂購(gòu)各項(xiàng)服務(wù)的重要媒介，像是HDTV等，但是對(duì)電信廠商是低獲利產(chǎn)品；而寬頻對(duì)電信廠商是高獲利產(chǎn)品，但是單只有高速網(wǎng)絡(luò)并不能增加消費(fèi)者申裝光纖的興趣。

有鑒于此，Yankee Group整理三種策略模式的建議，提供服務(wù)內(nèi)容提供商參考：一種為broadband utility策略，旨在提供高品質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)接取服務(wù)給更多的顧客，如香港寬頻公司，以提供穩(wěn)定高速的寬頻接取服務(wù)為主；一種為expand and cash-in策略，提供廣泛的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)加上一點(diǎn)點(diǎn)的應(yīng)用服務(wù)，直到發(fā)現(xiàn)許多客戶(hù)有興趣的關(guān)鍵服務(wù)為止，如法國(guó)電信公司Orange在其主要行動(dòng)通信和寬頻網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)上，提供客戶(hù)相關(guān)應(yīng)用服務(wù)；第三種為keep it premium策略，在不影響現(xiàn)有收益下提供特定族群高獲利的服務(wù)內(nèi)容，如美國(guó)電信商AT&T;推出U-verse服務(wù)，針對(duì)電視、行動(dòng)用戶(hù)提供固網(wǎng)的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音與影音的Triple Play服務(wù)，借此擴(kuò)增營(yíng)收。

4.小結(jié)

由于光纖傳感器不受電磁干擾，傳輸信號(hào)安全，可實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，可做成光纖傳光型及光纖敏感型的各式各樣的傳感器，因而它具有高靈敏度、高精度、高速度、高密度，適應(yīng)各種惡劣環(huán)境下使用以及非接觸、非破壞和使用簡(jiǎn)便等特點(diǎn)。近年來(lái)，傳感器朝著微型化、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。光纖傳感器具有眾多優(yōu)異的性能，能夠?qū)?yīng)變、壓力、溫度、振動(dòng)、聲場(chǎng)、折射率、加速度、電壓、氣體等各種參數(shù)進(jìn)行精確測(cè)量，適應(yīng)極端惡劣的環(huán)境。

目前各國(guó)陸續(xù)推出國(guó)家寬頻計(jì)劃和全國(guó)性光纖布建計(jì)劃，以及衡量通訊發(fā)展的國(guó)際評(píng)比將光纖相關(guān)指標(biāo)納入其衡量體系內(nèi)，這如同經(jīng)濟(jì)學(xué)人（EIU）的數(shù)字經(jīng)濟(jì)評(píng)比（Digital Economy Rankings），均顯示光纖在發(fā)展信息社會(huì)的重要性日益增加。在我國(guó)，推動(dòng)寬頻網(wǎng)絡(luò)是政府與相關(guān)產(chǎn)業(yè)重要發(fā)展策略之一，根據(jù)FTTH Council的統(tǒng)計(jì)，我國(guó)光纖普及率已經(jīng)取得了較好的成績(jī)，顯示推動(dòng)措施已達(dá)到部分成效。盡管如此，目前我國(guó)家庭用戶(hù)的寬頻接入技術(shù)仍以ASDL為主，許多消費(fèi)者及企業(yè)仍無(wú)法體會(huì)光纖帶來(lái)的好處。未來(lái)，政府除建立合適的法規(guī)，如數(shù)位匯流發(fā)展方案等，協(xié)助光纖鋪設(shè)工作外，也應(yīng)鼓勵(lì)光纖服務(wù)產(chǎn)業(yè)以及內(nèi)容產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以開(kāi)啟民眾對(duì)頻寬及各種創(chuàng)新服務(wù)的需求，以期形成一個(gè)完整的光纖寬頻使用環(huán)境。

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