雖然光纖將始終是主要的網路，但還有其他選擇可以連線距離終端使用者家或辦公室最近的幾百米。這可能采用光纖到戶(FTTH)或光纖到路邊(FTTC)，銅纜處理最後幾米；這些變體稱為FTTx。光纖到戶(FTTH)是一種將光纖從中心位置連線到單個建築物（例如房屋、辦公室和公寓）的技術。
在使用者轉用光纖代替銅線進行寬頻互聯網接入之前，FTTH部署已經取得了長足進步。部署高速FTTH網路主要有兩種方法：有源光網路(AON)和無源光網路(PON)。讓我們仔細看看AON如何幫助從網路中獲得所需的效能。
什麽是AON網路？
隨著高畫質視訊流、雲端運算和物聯網(IoT)裝置等數據密集型套用的迅猛增長，傳統網路基礎設施在滿足日益增長的頻寬和速度需求方面面臨著巨大挑戰。有源光網路是應對這些挑戰的一種有前途的解決方案，可提供無與倫比的效能和可延伸性。
AON網路是一種先進的數據傳輸解決方案，它結合了光纖技術和有源元件，以實作更高的效能。與僅使用分路器和合路器等無源元件的無源光網路(PON)不同，有源光網路使用雷射器、放大器和交換機等有源元件來管理和改變數據流。它是一種點對點網路配置，其中每個使用者的光纖路線都終止於光學集中器。這使得AON能夠超越無源網路的限制，從而提高速度、靈活性和可靠性。
有源光網路的主要元件
在高度動態的光通訊網路中，這些元素在實作日益復雜的通訊協定方面發揮著至關重要的作用：
光發射器：
光發射器是主動式光網路中最重要的元件，它將電子訊號轉換為光訊號，然後透過光纖電纜傳輸。這些發射器使用半導體器件（例如雷射二極體或發光二極體(LED)）產生相幹光脈沖。雷射二極體因其能夠產生高度聚焦且強大的低色散光束而聞名，這使得它們非常適合長距離傳輸。
另一方面，LED為短距離通訊提供了低成本的解決方案。光學LED可確保將電數據成功轉換為光學格式，從而實作高速可靠的網路通訊。
光放大器：
光放大器能夠補償光訊號透過光纖電纜傳輸時的訊號損失。與僅依賴無源元件進行訊號分配的傳統光網路(PON)不同，AON網路使用光放大器來增強光訊號的輸出，而無需將訊號改回電訊號形式。摻鉺光纖放大器(EDFA)是用於有源光網路的最常用的光放大器之一。
EDFA基於受激發射原理。這是將光能泵入摻鉺光纖的過程，可增強進入光纖的各種波長的光訊號。
光開關：
光開關在AON的動態路由以及數據流量管理中起著至關重要的作用。這些開關根據路由演算法和網路配置透過多個通道傳輸光訊號。光開關使用微機電系統(MEMS)、液晶材料和半導體器件等當前技術來快速準確地切換光訊號。
光開關促進了高效靈活的數據路由，有助於有效利用網路資源以及部署波長分波多工(WDM)等先進的網路功能。
光接收器：
光接收器充當光纖網路的連線，也是網路的電子元件，將光訊號處理成電子訊號以供進一步處理。它們通常由光電二極體或其他光敏元件組成，能夠準確捕獲傳輸的數據並將其轉換為電形式。
光接收器對於確保網路中訊號的完整性和可靠性至關重要，因為它們能夠檢索傳輸的數據，同時最大限度地減少失真和雜訊。它們提供可靠的光訊號接收，允許與路由器、交換機和伺服器等電子裝置無縫互連，並在有源光網路內提供端到端通訊和數據交換。
有源光網路的優勢
AON網路具有多種優勢。以下是其中一些優勢：
高頻寬：
有源光網路提供無與倫比的頻寬容量，使其成為以超高速度傳輸大量數據的理想選擇。AON能夠支持多千兆位甚至太位元的數據速率，可輕松滿足高頻寬套用日益增長的需求。
低延遲：
使用光纖技術和有源元件可將AON網路內的訊號延遲降至最低。這種低延遲對於線上遊戲、視訊會議和金融交易等即時套用至關重要，因為即使是輕微的延遲也可能造成嚴重後果。
可延伸性：
有源光網路具有高度可延伸性，可實作無縫擴充套件和升級以適應不斷增長的數據流量。透過添加其他有源元件或部署波長分波多工(WDM)技術，有源光網路可以輕松擴充套件以滿足不斷發展的網路需求，而無需進行重大基礎設施改造。
可靠性增強：
與傳統的銅纜網路相比，有源光纖網路具有更高的可靠性和抗電磁幹擾(EMI)和訊號衰減的能力。光纖電纜不受電磁幹擾的影響，即使在惡劣的環境條件下也能確保一致的效能和數據完整性。
有源光網路的套用
有源光網路的套用範圍和功能使其成為各行各業廣泛套用的理想選擇。一些值得註意的套用包括：
電信：
AON在現代電信網路中發揮著重要作用，提供高速互聯網連線以及VoIP（VoIP）套用，以及多媒體相關內容的交付。服務提供商依靠AON為商業、住宅或企業使用者提供高品質、可靠的連線。
數據中心：
在數據傳輸速度和低延遲至關重要的數據中心環境中，AON處於活躍狀態並用於連線伺服器、儲存系統以及網路裝置。透過使用AON，數據中心營運商可以實作有效的數據傳輸、遷移到儲存以及虛擬機器移動性。
醫療保健：
在醫療保健行業，有源光纖網路能夠傳輸大型醫療影像檔和電子健康記錄(EHR)以及遠端醫療套用。透過快速、安全的資訊交換，它們使醫療保健提供商能夠提供及時有效的患者護理，同時確保遵守法規。
未來趨勢和發展
讓我們了解將影響光有源網路(AON)未來的新發展和趨勢以及它們在改善數據傳輸方面的作用：
矽光子學：
矽光子學是一種創新技術，它將雷射器、調變器以及光電探測器等光學元件整合到矽基基板上。微電子學和光學光子學的這種融合使得開發高品質、經濟高效和整合的光通訊網路成為可能。在有源光網路中，矽光子學具有提供更多頻寬、更低功耗以及改進的擴充套件性的潛力。
透過利用矽基制造工藝的可延伸性和制造優勢，矽光子學為AON在電信和數據中心以及其他高速通訊套用中的廣泛套用開辟了道路。
相幹光學：
相幹光學是一種利用相幹檢測方法以高精度和高靈敏度檢測和解碼光訊號的傳輸技術。相幹光學有利於遠距離傳輸，同時最大限度地減少噪音和訊號衰減，使其成為長距離和高容量通訊連線的理想選擇。
對於光網路，有源相幹光學技術可透過擴充套件光傳輸網路的功能和範圍，帶來更高水平的效率和效能。利用復雜的調變和處理技術，相幹光學技術可以建立可在當前光纖網路上支持多兆位數據速率的AON。
軟體定義網路(SDN)：
軟體定義網路(SDN)是一種創新的網路和控制管理方法，它將控制平面和數據平面分開，提供中央編程和自動化網路功能。在有源網路為光纖的情況下，SDN允許動態配置、最佳化和管理光纖資源，以適應不斷變化的頻寬需求和服務需求。
利用SDN概念，AON能夠動態分配頻寬、引導流量並即時修改傳輸參數，從而最佳化網路效能和資源利用率。此外，SDN有助於將AON整合到基於雲的管理系統和虛擬化網路功能中，從而允許在異構網路環境中無縫部署和編排光纖服務。
量子通訊：
量子通訊是一種基於量子力學原理的創新安全超高速數據傳輸方法。量子金鑰分發(QKD)和量子隱形傳態等量子通訊技術提供了前所未有的私密和安全水平，非常適合需要安全傳輸敏感資訊的套用。
與有源光網路結合使用時，量子通訊技術有可能透過使用量子加密方法和抗量子加密演算法來提高數據安全性、完整性和私密性。透過將量子通訊功能整合到有源光網路中，公司可以降低網路攻擊和數據泄露的風險，同時保證傳輸數據的真實性和機密性。
光子整合：
光子整合是指將許多光學元件、功能和光學部件組合在一個芯片或基板上的整合過程，從而實作高效、緊湊和可延伸的光學系統。利用光子整合技術（如導波陣列、光柵耦合器和光學諧振器），AON能夠實作更高的整合品質、最小化和效能。
光子整合是一種開發單片積體電路(PIC)的方法，這種積體電路能夠在單個芯片中執行復雜的光學功能，如切換、調變和放大。整合光學元件允許使用占用空間更小、能耗更低、制造復雜性更低的AON，這為在各種通訊套用中的廣泛使用開辟了道路。
總之，AON網路代表了數據傳輸領域的範式轉變。它們提供無與倫比的速度、可靠性和容量。透過利用光纖技術和有源元件的功能，AON可幫助企業滿足日益增長的高速連線需求以及需要數據的應用程式。在電信領域，數據中心、智慧城市或醫療保健有源光網路不斷突破數位通訊領域的極限，為日益整合和數據驅動的世界開辟道路。
