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幾年來，逐漸形成這樣一種共識，即光纖到戶（FTTH）網(wǎng)絡(luò)的廣泛部署必定可為豐富的多媒體內(nèi)容和三網(wǎng)合一業(yè)務(wù)的開展,提供所需的高速連接。目前，雖然光纖到戶以及其他FTTx技術(shù)，如光纖到樓（FTTB）的部署已取得了重大進(jìn)展，但在實施上仍存在主要障礙，阻礙了其廣泛部署。
所面臨的一個重要挑戰(zhàn)是，要找到一種辦法來大幅降低FTTx網(wǎng)絡(luò)使用的光收發(fā)器的成本。根據(jù)全球各地FTTx初步部署的經(jīng)驗，顯而易見的是，使用現(xiàn)有的分立元件組裝光收發(fā)器將永遠(yuǎn)不能實現(xiàn)普遍部署所需的低成本, 以及高效的批量生產(chǎn)能力。此外，新興的混合平面光路（PLC）方法也只能提供一個過渡性解決方案，該方案仍然過度依賴前期成本核算，并寄希望于組裝和勞動力成本的降低。從本質(zhì)上而言，PLC方案注定會在達(dá)到所需的性價比目標(biāo)前遇到瓶頸。
本文所要介紹的是一個本質(zhì)上完全不同的解決方法，這就是光子集成回路（PIC）。PIC技術(shù)利用成熟的磷化銦（InP）工藝，將所有無源和有源元件集成為一個單芯片。通過大幅度、飛躍式地改進(jìn)產(chǎn)品的成本、性能和可靠性，PIC技術(shù)為真正普遍部署FTTx網(wǎng)絡(luò)打開了大門。
當(dāng)前FTTx市場動態(tài)wQ2光波通信
如果上述的挑戰(zhàn)是能夠克服的，則FTTx的部署將為電信服務(wù)商和系統(tǒng)集成商提供一個巨大的商機(jī)。根據(jù)市場調(diào)查公司Ovum的數(shù)據(jù)，F(xiàn)TTx用戶（其中包括FTTH和FTTB）的數(shù)量將從2009年底的約4800萬增加到2012年底的超過1億。按占所有寬帶用戶的百分比計算，F(xiàn)TTx的市場份額預(yù)計將增加一倍，從現(xiàn)在的大約8%增加到2012年的16%。受這一需求增長的推動，光收發(fā)器市場預(yù)計將從2009年的3.87億美元增長到2013年底的5.94億美元。
迄今為止，在FTTH部署領(lǐng)域公認(rèn)的領(lǐng)先者日本NTT公司擁有超過1000萬用戶。其他亞洲領(lǐng)先的公司包括韓國電信和中國電信。正在升級電信基礎(chǔ)設(shè)施的國家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，直接向光纖部署轉(zhuǎn)變不僅是一個面向未來的方案，而且與部署銅纜相比，部署光纜的前期資本支出實際上并不算昂貴。許多面臨升級改造的運營商已率先采用新方法，將光纖直接裝入原先安裝銅線的管道中，從而大大降低了其轉(zhuǎn)型成本，并縮短了資本回收期。
從運營和維護(hù)的角度看，以光纖為基礎(chǔ)的無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）比常規(guī)的以銅線為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)也具有明顯的優(yōu)勢。例如，Verizon公司（美國FTTH部署的領(lǐng)先者，擁有超過100萬用戶）已積累了大量經(jīng)驗，其經(jīng)驗表明，光纖到戶與DSL部署相比可顯著降低運營和維護(hù)費用。
對于服務(wù)提供商和系統(tǒng)集成商來說，F(xiàn)TTx網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的不斷演變也給規(guī)劃過程增加了一些復(fù)雜性。日本、韓國和中國的無源光網(wǎng)絡(luò)是基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）技術(shù)的，而GPON（千兆無源光網(wǎng)絡(luò)）則是美國的Verizon公司和歐洲電信運營商采用的標(biāo)準(zhǔn)。多數(shù)業(yè)內(nèi)觀察家一直期望，隨著時間的推移，GPON將憑其更優(yōu)異的性能而占據(jù)主導(dǎo)地位。wQ2光波通信然而，新興的10G EPON使前景變得有些復(fù)雜，因為10G EPON現(xiàn)已顯示出具有成為主導(dǎo)性高性能標(biāo)準(zhǔn)的潛力。
從服務(wù)商和系統(tǒng)集成商的角度看，重要的是，在做部署選擇時，要同時關(guān)注直接優(yōu)勢和長期影響——尤其是在選擇用于光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）和光線路終端（OLT）的光收發(fā)器技術(shù)時。雖然無源光網(wǎng)絡(luò)的性能優(yōu)勢和運營效益是顯著的，但如果作為基礎(chǔ)的收發(fā)器技術(shù)無法支持向GPON、10G PON以及更高標(biāo)準(zhǔn)的升級，這些好處可能被削弱或完全消失。
現(xiàn)行光收發(fā)器制造方法的局限wQ2光波通信
目前，大多數(shù)FTTH光收發(fā)器是以分立光學(xué)元件或平面光路（PLC）技術(shù)為基礎(chǔ)的。這類器件集成度低，要求使用多個零件來組裝。器件的設(shè)計方案之間幾乎沒有技術(shù)差異。供應(yīng)商被迫在組裝工藝成本上展開競爭，這使得進(jìn)一步降低整體成本幾乎沒有了可能。事實上，現(xiàn)行的在遠(yuǎn)東地區(qū)制造的方式,使得大部分的勞動力成本已經(jīng)降無可降了，因此制造商不得不采取降低利潤空間、賺取薄利的方式來保護(hù)其市場份額——并希望“用銷量來加以彌補”。
另一項與分立元件設(shè)計有關(guān)的主要成本因素是，需要對組件密封以滿足環(huán)境要求。由于光收發(fā)器中存在多達(dá)20個獨立的無源和有源器件，內(nèi)部連接和封裝都會對產(chǎn)品可靠性構(gòu)成重大的挑戰(zhàn)。即使是采用PLC方法的混合結(jié)構(gòu)也無法克服這些組裝難題。“硅光子器件”（SiO2-Si）有其固有的局限性，即不能在硅片中制造出激光器。因此，單獨的光學(xué)和電子器件必須用不同的工藝制造，然后再組裝在一起。由于必須在一個陶瓷基板上互連多達(dá)10個零件，因此對準(zhǔn)、調(diào)整和可靠性問題將大大增加生產(chǎn)成本、并降低產(chǎn)量。
此外，服務(wù)商還必須認(rèn)識到，用分立零件制造的光收發(fā)器有其固有的性能局限。雖然近距離EPON光收發(fā)器已經(jīng)得到了優(yōu)化，其價格降到15美元以下，但這些方案只能滿足低端的性能要求。而網(wǎng)絡(luò)需要使用更昂貴的光收發(fā)器來支持更長距離的EPON、2.5G EPON、GPON或10G PON。由于大多數(shù)服務(wù)提供商希望在盡可能短的時間內(nèi)收回他們在光纖安裝/改造上的投資，所以，在回報期內(nèi)冒險增加成本轉(zhuǎn)而采用另一種收發(fā)器是不明智的。
采用單芯片PIC方法wQ2光波通信
相比之下，使用磷化銦（InP）工藝可實現(xiàn)在單個器件上集成FTTH ONU收發(fā)器所需的所有光學(xué)功能。利用磷化銦工藝可以生產(chǎn)所有有源和無源元件，包括分布式反饋（DFB）激光器、光學(xué)預(yù)放大探測器（OPAD）、波長分路器（WS）、模場轉(zhuǎn)換器（SSC）和無源光波導(dǎo)。這種單芯片集成方法完全不使用任何分立零件，避免了組裝和密封封裝的成本，減小了產(chǎn)品尺寸，同時提高了可靠性。
（編輯 Valiant）
