第一篇：光纖通信與系統(tǒng)設(shè)計(jì)(第一次作業(yè))（共）

第一次作業(yè)（第二章）

1、光波從空氣中以 θ1=60°的角度入射到一平板玻璃上，此時(shí)一部分光束被反射，另一部分被折射。如果反射光束與折射光束之間的夾角正好為 90°，該玻璃板的折射率等于多少？又當(dāng)光波從玻璃板入射到空氣中時(shí)，該玻璃板的全反射臨界角是多少？

答:（1）折射角β=30°，折射率n=sin60°/sin30°=√3

（2）sin90°/sinα=√3=>α=arcsin(√3/3)

2、一階躍光纖，其纖芯折射率 n1=1.52，包層折射率 n2=1.49。求：

（1）光纖放置在空氣中，光從空氣中入射到光纖輸入端面的最大接收角是多少？

（2）光纖浸在水中（n0=1.33），光從水中入射到光纖輸入端面的最大接收角是多少？答：(1)n0sinα=n1sinβ

n1sin(90°-β)=n2sin90,求得sinα=√1.52*1.52-1.49*1.49=0.3,求得α=17.5°

（2）公式同上n0sinα=n1sinβ

n1sin(90°-β)=n2sin90，其中n0=1.33，求得α=13.06°

3、某階躍光纖的纖芯折射率為 1.5，相對(duì)折射率差為 Δ=0.003，纖芯的直徑為 7μm，問(wèn)：

（1）該光纖的 LP11 高階模的截止波長(zhǎng) λct 是多少？

（2）當(dāng)纖芯內(nèi)光波長(zhǎng) λ1=0.57μm和 0.87μm時(shí)，能否實(shí)現(xiàn)單模傳輸？

答：

(1)NA=(n12-n22)1/2可得歸一化頻率V=(2π/λ)·α·n1·(2⊿)1/2<2.405,可得第一高次模的截止波長(zhǎng)為：λct=(2π/2.405)·α·n1·(2⊿)1/2=1.06μm

(2)λ1=0.57μm和0.87μm時(shí)均<λct,所以不能實(shí)現(xiàn)單模傳輸

4、已知 LD 發(fā)出的激光，其中心波長(zhǎng)為 λ=1.31μm，譜線寬度 Δλ=0.002μm，將其入射到單模光纖內(nèi)，問(wèn)該單模光纖每千米產(chǎn)生的模內(nèi)色散帶寬是多少？

答：⊿τ=D·⊿λ·L=3.5·2·1=7ps/km

F3db=0.44/(7·10-12)=63GHz

第二篇：光纖通信系統(tǒng)

第一章

1、實(shí)現(xiàn)光纖通信的關(guān)鍵器件與技術(shù)是什么？

答：（1）低損耗、寬帶寬的光纖。

（2）高可靠性、長(zhǎng)壽命的光源及高響應(yīng)的光檢測(cè)器件。

（3）光測(cè)量及光纖連接技術(shù)。

2、光纖通信使用光源的波長(zhǎng)范圍是什么？

答：在近紅外區(qū)內(nèi)，即0.8~1.8um。

第二章

5、光纖的損耗機(jī)理及危害是什么？

答：損耗機(jī)理：主要有吸收損耗、散射損耗及輻射損耗。

吸收損耗與光纖材料有關(guān)。散射損耗與光纖材料及光波導(dǎo)中的結(jié)構(gòu)缺陷、非線性效應(yīng)有關(guān)，這兩種損耗是光纖材料固有的。輻射損耗則與光纖幾何形狀的擾動(dòng)有關(guān)。

危害：由于損耗的存在，在光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)，不管是模擬信號(hào)還是數(shù)字脈沖，其幅度都要減小。光纖損耗是光纖傳輸系統(tǒng)中中繼距離的主要限制因素之一。

6、光纖的色散機(jī)理及危害是什么？

答：色散機(jī)理：由于光纖中所傳信號(hào)的不用頻率成分或不同模式成分，在傳播的過(guò)程中因群速度不同互相散開(kāi)，并且造成它們到達(dá)光纖終端的時(shí)間各不相同，從而引起傳輸信號(hào)波形失真、脈沖展寬。光線的色散，主要有材料色散、波導(dǎo)色散和模式色散。

危害：由于信號(hào)的各頻率成分和各模式成分的傳輸速度不同，當(dāng)它在光纖中傳輸一定的距離后，將互相散開(kāi)，致使光脈沖展寬。若脈沖展寬過(guò)大將會(huì)造成碼間干擾，從而使誤碼率增加，通信質(zhì)量下降。由于脈沖寬度與頻帶寬度成反比，脈沖展寬越大，表示帶寬能力越小。

7、光纜的主要結(jié)構(gòu)是什么？答：光纖芯線、護(hù)套和加強(qiáng)部件。

第三章

3、半導(dǎo)體激光器發(fā)光的基本條件是什么？

答：向半導(dǎo)體P-N結(jié)注入電流，實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，產(chǎn)生受激輻射，再利用諧振腔的正反饋，實(shí)現(xiàn)光放大而產(chǎn)生激光振蕩輸出激光。

4、能級(jí)躍遷有那幾種形式？

答：熱躍遷、光躍遷（自發(fā)發(fā)射、受激輻射、受激吸收）。

5、半導(dǎo)體激光器的工作電壓是正向還是反向？

答：正向。

8、比較半導(dǎo)體激光器和發(fā)光二極管的異同。

答：不同之處：(1)工作原理不同，半導(dǎo)體激光器是受激輻射，再利用諧振腔的正反饋。而發(fā)光二極管是自發(fā)輻射，不需要光學(xué)諧振腔，沒(méi)有閾值。(2)發(fā)光二極管工藝簡(jiǎn)單、成本低、可靠性好。適用于短距離、低碼速的數(shù)字光纖通信系統(tǒng)，或者是模擬光纖通信系統(tǒng)。半導(dǎo)體激光器適用于長(zhǎng)距離大容量的光纖通信系統(tǒng)。

相同之處：使用的半導(dǎo)體材料相同，結(jié)構(gòu)相似。

11、光電探測(cè)器的主要特性是什么？

答：（1）要有高的光電轉(zhuǎn)化效率，或者具有高的增益因子。

（2）對(duì)應(yīng)于使用波長(zhǎng)的光波，要有高的靈敏度，即響應(yīng)度要高。

（3）要有足夠?qū)挼膸?，即檢測(cè)器輸出的電信號(hào)能不失真地反映出接受的光信號(hào)。

（4）要求穩(wěn)定、可靠、便宜。

12、光電探測(cè)器的工作電壓是正向還是反向？

答：反向。

16、試說(shuō)明APD和PIN在性能上的主要區(qū)別。

答：PIN光電二極管響應(yīng)頻率高，可高達(dá)10GHZ，響應(yīng)速度快，供電電壓低，工作十分穩(wěn)定。

APD雪崩二極管靈敏度高，響應(yīng)快，但需要上百伏的工作電壓，而且性能和入射光功率有關(guān)，當(dāng)入射光功率大時(shí)，增益引起的噪聲大，帶來(lái)電流失真。

17、無(wú)源光器件的種類有哪些？

答：無(wú)源光器件大致可分為連接用的部件和功能性部件兩大類。

連接用的部件有各種光連接器，它們不僅可用做光纖和光纖的連接，而且還可以組成功能部件及設(shè)備的一部分，用于部件（設(shè)備）和光纖、或部件（設(shè)備）和部件（設(shè)備）的連接。

功能性部件有分路器、耦合器、光分波合波器、光衰減器、光開(kāi)關(guān)和光隔離器等，它們主要用于光的分路、耦合、復(fù)用、衰減、開(kāi)關(guān)、防反射等方面。

第四章

1、數(shù)字信號(hào)調(diào)制半導(dǎo)體激光器時(shí)，直流偏置應(yīng)如何設(shè)置？

2、數(shù)字信號(hào)調(diào)制發(fā)光二極管時(shí)，直流偏置應(yīng)如何設(shè)置？

4、在數(shù)字光纖通信中，線路編碼的基本要求是什么？

答：（1）要便于在不中斷通信業(yè)務(wù)的條件下進(jìn)行誤碼檢測(cè)，這就要求碼型有一定的規(guī)律性。

（2）碼率增加要少，如碼速提高過(guò)多，會(huì)使系統(tǒng)信噪比因帶寬增大而減小，這對(duì)于高次群系統(tǒng)特別重要。

（3）盡量減少碼流中連0、連1碼的個(gè)數(shù)，便于定時(shí)信號(hào)的提取。

（4）要有利于減少碼流的基線漂移，即要求碼流中的“1”、“0”碼分布均勻，否則不利于接收端的再生判決。

（5）接收端將線路碼還原后，誤碼增值要小。

（6）電路簡(jiǎn)單，體積小，耗電少。

6、現(xiàn)有碼流信號(hào)為***011110110，采用8B1P編碼方式，請(qǐng)分別給出P為奇校驗(yàn)碼和偶校驗(yàn)碼時(shí)的碼流信號(hào)。

（1）P為奇校驗(yàn)碼：

8B碼***011110110

8B1P碼 ***101111101101

（2）P為偶校驗(yàn)碼：

8B1P碼 ***1001111011007、現(xiàn)有碼流信號(hào)為***011110110，采用4B1C編碼方式，請(qǐng)給出編碼后的碼流信號(hào)。4B碼***011110110

4B1C碼******

10、SDH幀結(jié)構(gòu)可分為哪幾個(gè)部分？

答：（1）段開(kāi)銷(xiāo)。（2）信息載荷。（3）管理單元指針。

17、數(shù)字光接收機(jī)的主要性能指標(biāo)是什么？

答：（1）光接收機(jī)的靈敏度。（2）光接收機(jī)的噪聲。（3）數(shù)字光接收機(jī)的誤碼率。（4）模擬光接收機(jī)的性噪比。（5）動(dòng)態(tài)范圍。（6）抖動(dòng)。

18、設(shè)計(jì)數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的中繼距離時(shí)，應(yīng)該考慮哪些因素？

答：（1）發(fā)射光功率。（2）光接收機(jī)靈敏度。（3）光纖的每公里損耗。（4）光纖的色散。

第五章

1、什么叫做基帶—光強(qiáng)調(diào)制？

答：模擬信號(hào)沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何電的調(diào)制就是基帶信號(hào)如電視信號(hào)?；鶐盘?hào)直接對(duì)光源進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制就稱為基帶—光強(qiáng)調(diào)制。

2、什么叫做副載波調(diào)幅—光強(qiáng)調(diào)制？

答：原始的電信號(hào)先對(duì)某一電載波進(jìn)行調(diào)幅，然后再對(duì)光源進(jìn)行調(diào)制。

3、什么叫做副載波調(diào)頻—光強(qiáng)調(diào)制？

答：原始的電信號(hào)先對(duì)某一電載波調(diào)頻，然后再對(duì)光源調(diào)制。

4、什么叫做脈沖調(diào)制—光強(qiáng)調(diào)制？

答：首先用原始的模擬信號(hào)對(duì)脈沖副載波進(jìn)行預(yù)調(diào)制，然后再對(duì)光源進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制。

8、什么叫做調(diào)幅頻分多路技術(shù)？

答：首先將各頻道的視頻基帶信號(hào)對(duì)各自的副載波進(jìn)行殘留邊帶調(diào)幅，組成頻分多路信號(hào)，然后對(duì)光源進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制。

9、什么叫做調(diào)頻頻分多路技術(shù)？

答：首先是將各頻道的視頻基帶信號(hào)對(duì)各自的副載波進(jìn)行調(diào)頻，組成頻分多路信號(hào)，再對(duì)光源進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制。

10、什么叫做副載波復(fù)用（SCM）技術(shù)？

答：將數(shù)字視頻基帶信號(hào)對(duì)各自的副載波進(jìn)行調(diào)制（如FSK、PSK、QAM等），組成頻分多路信號(hào)，再對(duì)光源進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制。

第六章

1、EDFA的工作原理是什么？有哪些應(yīng)用方式？

答：工作原理：在摻鉺光纖(EDF)中，鉺離子(Er3+)有三個(gè)能級(jí)： 能級(jí)1代表基態(tài)，能量最低，能級(jí)2是亞穩(wěn)態(tài)，處于中間能級(jí)，能級(jí)3代表激發(fā)態(tài)，能量最高，當(dāng)泵浦(Pump, 抽運(yùn))光的光子能量等于能級(jí)3和能級(jí)1的能量差時(shí)，鉺離子吸收泵浦光從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)(1→3)。但是激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的，Er3+很快返回到能級(jí)2。如果輸入的信號(hào)光的光子能量等于能級(jí)2和能級(jí)1的能量差，則處于能級(jí)2的Er3+將躍遷到基態(tài)(2→1)，產(chǎn)生受激輻射光，因而信號(hào)光得到放大。由此可見(jiàn)，這種放大是由于泵浦光的能量轉(zhuǎn)換為信號(hào)光的結(jié)果。為提高放大器增益，應(yīng)提高對(duì)泵浦光的吸收，使基態(tài)鉺離子盡可能躍遷到激發(fā)態(tài)。

應(yīng)用方式：線路放大、接收端前路放大、發(fā)射端放大。

3、EDFA的基本種類有哪些？

答：線路放大器、前置放大器、功率放大器。

4、半導(dǎo)體激光放大器的種類有幾種？主要原理分別是什么？

答：FP型（FPA）和行波型（TWA）

FPA：兩端的發(fā)射系數(shù)較高，在兩端面間產(chǎn)生正反饋諧振放大，因此要求輸入信號(hào)與FP腔間有嚴(yán)格的頻率匹配。在略低于閾值電流偏置時(shí)，設(shè)單次通過(guò)的增益為Gs，放大器的內(nèi)增益可達(dá)20~30dB。只有靠近閾值時(shí)才能獲得高增益。由于FPA的高度諧振性，它必然是一個(gè)窄帶放大器。

TWA：雖然也是與FPA一樣的LD芯片構(gòu)成，但其端面反射系數(shù)要低得多。只有當(dāng)端面的反射系數(shù)為零時(shí)才能被稱作行波放大器。而實(shí)際情況下，只能說(shuō)只能說(shuō)工作在接近行波狀態(tài)。

第七章

1、什么是波分復(fù)用系統(tǒng)？

答：為了充分利用單模光纖低損耗區(qū)帶來(lái)的巨大帶寬資源，根據(jù)每一信道光波的頻率不同，可以將光纖的低損耗窗口劃分成若干個(gè)信道，把光波作為信號(hào)的載波，在發(fā)送端采用波分復(fù)用器（合波器），將不同規(guī)定波長(zhǎng)的信號(hào)光載波合并起來(lái)，送入一根光纖進(jìn)行傳輸，在接收端再由一波分復(fù)用器（分波器）將這些不同波長(zhǎng)承載不同信號(hào)的光載波分開(kāi)。由于不同波長(zhǎng)的光載波信號(hào)可以看做互相獨(dú)立，從而在一根光纖中可實(shí)現(xiàn)多路光信號(hào)的復(fù)用傳輸。

2、WDM技術(shù)的主要特點(diǎn)是什么？

答：（1）可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使一根光纖的傳輸容量比單波長(zhǎng)傳輸增加幾倍至幾十倍。

（2）使N個(gè)波長(zhǎng)復(fù)用起來(lái)在單模光纖中傳輸，在大容量長(zhǎng)途傳輸時(shí)可以大量節(jié)約光纖。另外，對(duì)于早期安裝的芯數(shù)不多的電纜，芯數(shù)較少，利用波分復(fù)用不必對(duì)原有系統(tǒng)作較大的改動(dòng)即可比較方便的進(jìn)行擴(kuò)容。

（3）由于同一光纖中傳輸?shù)男盘?hào)波長(zhǎng)彼此獨(dú)立，因而可以傳輸特性完全不同的信號(hào)，完成各種電信業(yè)務(wù)信號(hào)的綜合和分離，以及PDH信號(hào)和SDH信號(hào)的綜合與分離。

（4）波分復(fù)用通道對(duì)數(shù)據(jù)格式是透明的，即與信號(hào)速率及電調(diào)制方式無(wú)關(guān)。一個(gè)WDM系統(tǒng)可以承載多種格式的“業(yè)務(wù)”信號(hào)，ATM、IP或者將來(lái)有可能出現(xiàn)的信號(hào)。WDM系統(tǒng)完成的是透明傳輸，對(duì)于“業(yè)務(wù)”層信號(hào)來(lái)說(shuō)，WDM的每個(gè)波長(zhǎng)就像“虛擬”的光纖一樣。

（5）在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充和發(fā)展中，是理想的擴(kuò)容手段，也是引入寬帶新業(yè)務(wù)的方便手段，增加一個(gè)附加波長(zhǎng)即可引入任意想要的新業(yè)務(wù)或新容量。

（6）利用WDM技術(shù)選路來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交換和恢復(fù)，從而可能實(shí)現(xiàn)未來(lái)透明的、具有高度生存性的光網(wǎng)絡(luò)。

（7）在國(guó)家骨干網(wǎng)的傳輸中，EDFA的應(yīng)用可以大大減少長(zhǎng)途干線系統(tǒng)SDH中繼器的數(shù)目，從而減少成本。距離越長(zhǎng)，節(jié)省成本就越多。

5、光頻分復(fù)用系統(tǒng)和光波分復(fù)用系統(tǒng)的區(qū)別是什么？

答：在波分復(fù)用系統(tǒng)中，合波器與分波器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)光波的濾波器，它們是在光波波段上將各信道的光波分隔出來(lái)。但是，這種光波的濾波器實(shí)際上做出來(lái)的通帶較寬，因而兩個(gè)光源間的波長(zhǎng)間隔不能靠的太近，所以光波的頻帶利用率較差。

光頻分復(fù)用系統(tǒng)在方案上恰恰避開(kāi)了上述弱點(diǎn)，不在光波波段上將各信道分開(kāi)，而在較低的波段上用電的濾波器將各信道分開(kāi)。顯然，這個(gè)頻段上電的濾波器的選擇性能要較光波器件好得多。因而，在這種復(fù)用系統(tǒng)中相鄰信道的間隔就可取得小。所以，同樣帶寬的光纖就可容納更多的信道。

第八章

1、簡(jiǎn)述什么是光交換？

答：光交換機(jī)中交換的信息是光信息，速率高，能抗電干擾，提供大的帶寬，能夠?qū)崿F(xiàn)透明技術(shù)，便于擴(kuò)展業(yè)務(wù)。很適合于高速、寬帶系統(tǒng)。

2、光交換系統(tǒng)分類有幾種？分別是哪些？

答：3種?？辗止饨粨Q、時(shí)分光交換和波分光交換。

3、在全光網(wǎng)絡(luò)的中間節(jié)點(diǎn)中，為什么要進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換？

答：為了適應(yīng)相應(yīng)波長(zhǎng)的信息傳輸模式，需要把攜帶有信息的一定波長(zhǎng)信號(hào)通過(guò)處理，轉(zhuǎn)載到另外一個(gè)波長(zhǎng)上去。

4、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)主要有哪幾種？

答：光/電/光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)、全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)。

5、什么是光孤子通信？

答：光孤子通信是一種全光非線性通信方案，其基本原理是光纖折射率的非線性效應(yīng)導(dǎo)致對(duì)光脈沖的壓縮，可以與群速色散引起的光脈沖展寬相平衡，在一定條件下，光孤子能夠長(zhǎng)距離不變形地在光纖中傳輸。它完全擺脫了光纖色散對(duì)傳輸速率和通信容量的限制，其傳輸容量比當(dāng)今最好的通信系統(tǒng)高出1~2個(gè)數(shù)量級(jí)，中繼距離可達(dá)幾百公里，它被認(rèn)為是下一代最有發(fā)展前途的傳輸方式之一。

6、什么是相干光通信技術(shù)？

答：在發(fā)送端，采用外光調(diào)制方式將信號(hào)以調(diào)幅、調(diào)相或調(diào)頻的方式調(diào)制到光載波上，再經(jīng)光匹配器送入光纖中傳輸。當(dāng)信號(hào)光傳輸?shù)竭_(dá)接收端時(shí)，首先與一本振光信號(hào)進(jìn)行相干混合，然后由探測(cè)器進(jìn)行探測(cè)。

第三篇：光纖通信作業(yè)

2-1光纖由哪幾部分組成？

答：光纖由纖芯、包層和涂覆層3部分組成。

2-2在光脈沖信號(hào)的傳播過(guò)程中，光纖的損耗和色散對(duì)其有何影響？

2-3單模光纖有哪幾種類型？各有何特點(diǎn)？

答：?jiǎn)文Ｓ蠫.652、G.653、G.654、G.655四種類型。

G.652光纖的特點(diǎn)是當(dāng)工作波長(zhǎng)在1310nm時(shí)，光纖色散很小，系統(tǒng)的傳輸距離只受光纖損耗的限制。

G.653光纖的特點(diǎn)是色散零點(diǎn)在1550nm附近。

G.654光纖的特點(diǎn)是降低1550nm波段的衰減，一般為0.15~0.19dB/km,典型值為0.185dB/km,其零色散點(diǎn)仍然在1310nm附近，但在1550窗口的色散較高，課達(dá)18ps/(nm·km)。

G.655光纖的特點(diǎn)是色散點(diǎn)在1550nm附近，WDM系統(tǒng)在零色散波長(zhǎng)處工作很容易引起四波混頻效應(yīng)，導(dǎo)致信道間發(fā)生串?dāng)_，不利于WDM系統(tǒng)工作。

2-4光纖的歸一化頻率和各模式的歸一化截止頻率的關(guān)系是什么？光纖單模傳輸?shù)臈l件是什么？

2-5光纖的特性有哪些？

答：幾何特性、傳輸特性、機(jī)械特性、溫度特性四種。

2-6光纜的結(jié)構(gòu)有哪些？

答：光纜一般由纜芯、護(hù)層和加強(qiáng)芯組成。

2-7常用的光纜有哪幾種類型？

答：層絞式結(jié)構(gòu)光纜、骨架式結(jié)構(gòu)光纜、束管式結(jié)構(gòu)光纜、帶狀結(jié)構(gòu)光纜、單芯結(jié)構(gòu)光纜、特殊結(jié)構(gòu)光纜。

第四篇：光纖通信作業(yè)1

一、填空題

1、光纖通信中常用的三個(gè)低損耗窗口的中心波長(zhǎng)為、。

2、光源的作用是將變換為光檢測(cè)器的作用是將

3、在光波系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用的兩種光檢測(cè)器是。

4、光傳輸設(shè)備包括

5、光纖通信是以為載頻，以

6、光發(fā)送機(jī)主要由、和組成。

7、被稱為“光纖之父”的是

8、中國(guó)第一條海底光纜建成于

二、簡(jiǎn)答題

1、光纖通信主要有哪些優(yōu)點(diǎn)？

2、簡(jiǎn)述未來(lái)光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)及關(guān)鍵技術(shù)。

3、全光網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是什么？

第五篇：光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)狀

光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)狀

通信科學(xué)的發(fā)展歷史悠久。近代通信技術(shù)分為電通信和光通信兩類。電通信又分為有線通信和無(wú)線通信，是兩種相當(dāng)成熟的技術(shù)。通信技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，圍繞著增加信息傳輸?shù)乃俾屎途嚯x，提高通信系統(tǒng)的有效性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性方面進(jìn)行了許多工作，取得了卓越的成就。光通信技術(shù)則是當(dāng)代通信技術(shù)發(fā)展的最新成就，已成為現(xiàn)代通信系統(tǒng)的基石。

從廣義的概念上說(shuō)，凡是用光作為通信手段的都可稱為光通信，則光通信的歷史可追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代，那時(shí)大部分文明社會(huì)已經(jīng)用煙火信號(hào)傳遞單個(gè)信息，至18世紀(jì)末通過(guò)信號(hào)燈、旗幟和其他信號(hào)裝置進(jìn)行通信的類似方法已基本走到盡頭。1792年，根據(jù)克勞特查普的建議，采用中繼器使機(jī)械代碼信號(hào)傳送很長(zhǎng)距離（約100km）。這種光通信系統(tǒng)速度很慢，其有效速率B<1b/s。

19世紀(jì)30年代電報(bào)的出現(xiàn)用電取代了光，開(kāi)始了電信時(shí)代，利用新的代碼技術(shù)，速率增加到3～10 b/s，采用中繼站后允許進(jìn)行長(zhǎng)距離（約1000km）通信，1866年，第一條越洋電報(bào)電纜系統(tǒng)投入運(yùn)營(yíng)。電報(bào)也基本上使用數(shù)字法。1876年電話的發(fā)明引起了本質(zhì)的變化，電信號(hào)通過(guò)連續(xù)變化電流的模擬形式傳送，這種模擬電通信技術(shù)支配了通信系統(tǒng)達(dá)100年左右。

20世紀(jì)全球電話網(wǎng)的發(fā)展導(dǎo)致了電通信系統(tǒng)許多改進(jìn)，使用同軸電纜代替雙絞線大大提高了系統(tǒng)容量。第一代同軸電纜系統(tǒng)在1940年投入使用，是一個(gè)3MHz的系統(tǒng)，能夠傳輸300路音頻信號(hào)或1路視頻信號(hào)，這種系統(tǒng)的帶寬受到與頻率相關(guān)的電纜損耗的影響，頻率超過(guò)100MHz時(shí)，損耗迅速增加，這種限制導(dǎo)致了微波通信系統(tǒng)的發(fā)展。在微波系統(tǒng)中，利用1～10GHz的電磁波及合適的調(diào)制技術(shù)傳遞信號(hào)。最早的微波系統(tǒng)中，利用1～10GHz的電磁波及合適的調(diào)制技術(shù)傳遞信號(hào)。最早的微波系統(tǒng)工作于4GHz，1948年投入運(yùn)營(yíng)，從此以后，同軸和微波系統(tǒng)都得到了很大的發(fā)展，并都能工作于約100Mb/s。最先進(jìn)的同軸系統(tǒng)于1975年投入運(yùn)營(yíng)，其速率達(dá)274Mb/s，但中繼距離短（約1km），系統(tǒng)成本高。微波通通信系統(tǒng)速率亦受到載波頻率的限制。

緊隨研究與發(fā)展的步伐，經(jīng)過(guò)許多現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)后，于1978年工作于0.8μm的第一代光波系統(tǒng)正式投入商業(yè)應(yīng)用，其比特率在20～100 Mb/s之間，最大中繼距離約10km，最大通信容量（BL）約500（Mb/s）·km。與同軸電纜相比，中繼間距長(zhǎng)，投資和維護(hù)費(fèi)用低，是工程和商業(yè)運(yùn)營(yíng)的追求目標(biāo)。

在1970年時(shí)人們就認(rèn)識(shí)到，使光波系統(tǒng)工作于1.3μm時(shí)，損耗<1.0dB/km，且有最低色散，可大大增加中繼距離，這推動(dòng)了全世界努力發(fā)展1.3μm的InGaAs半導(dǎo)體激光器和檢測(cè)器。1977年研制成功這種激光器。接著在80年代初，早期的采用多模光纖的第二代光波通信系統(tǒng)問(wèn)世，其中繼距離超過(guò)了20km，但由于多模光纖的模間色散，早期的系統(tǒng)的比特率限制在100Mb/s以下。采用單模光纖能克服這種限制，一個(gè)實(shí)驗(yàn)室于1981年演示了比特率為2Gb/s，傳輸距離為44km的單模光波實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并很快引入商業(yè)系統(tǒng)，至1987年1.3μm單模第二代光波系統(tǒng)開(kāi)始投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)，其比特率高達(dá)1.7Gb/s，中繼距離約50km。第二代光波系統(tǒng)中繼距離受到1.3μm附近光纖損耗（典型值為0.5dB/km）限制。理論研究發(fā)現(xiàn)，石英光纖最低損耗在1.55μm附近，實(shí)驗(yàn)技術(shù)上于1979年就達(dá)到了0.2dB/km的低損耗。然而由于1.55μm處高的光纖色散，而當(dāng)時(shí)多縱模同時(shí)振蕩的常規(guī)InGnAsP半導(dǎo)體激光器的譜展寬問(wèn)題尚未解決，這兩個(gè)因素，推遲了第三代光波系統(tǒng)的問(wèn)世。后來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，色散問(wèn)題可以通過(guò)使用設(shè)計(jì)在1.55μm附近，具有最小色散的色散位移光纖（DSF）與采用單縱模激光器來(lái)克服。在80年代這兩種技術(shù)都得到了發(fā)展，1985年的傳輸試驗(yàn)顯示，其比

特率達(dá)到4Gb/s，中繼距離超過(guò)100km。至1990年，工作于2.4 Gb/s，1.55μm的第三代光波系統(tǒng)已能提供通信商業(yè)業(yè)務(wù)。這樣的第三代光波系統(tǒng)，通過(guò)精心設(shè)計(jì)激光器和光接收機(jī)，其比特率能超過(guò)10Gb/s。后來(lái)，10Gb/s的光波系統(tǒng)在一些國(guó)家得到了重點(diǎn)發(fā)展。

第四代光波系統(tǒng)以采用光放大器（OA）增加中繼距離和采用頻分與波分復(fù)用（FDM與WDM）增加比特率為特征，這種系統(tǒng)有時(shí)采用零差或外差方案，稱為相干廣播通信系統(tǒng)，在80年代在全世界得到了發(fā)展。在一次試驗(yàn)中利用星型耦合器實(shí)現(xiàn)100路622Mb/s數(shù)據(jù)復(fù)用，傳輸距離50km，其信道間串?dāng)_可以忽略。在另一次試驗(yàn)中，單信道速率2.5Gb/s，不用再生器，光纖損耗用光纖放大器（EDFA）補(bǔ)償，放大器間距為80km，傳輸距離達(dá)2232km。光波系統(tǒng)采用相干檢測(cè)技術(shù)并不是使用EDFA的先決條件。有的實(shí)驗(yàn)室曾使用常規(guī)非相干技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了2.5Gb/s，4500km和10Gb/s，1500km的數(shù)據(jù)傳輸。另一實(shí)驗(yàn)曾使用循環(huán)回路實(shí)現(xiàn)了

2.4Gb/s，2100km和5Gb/s，14000km數(shù)據(jù)傳輸。90年代初期光纖放大器的問(wèn)世引起了光纖通信領(lǐng)域的重大變革。

第五代光波通信系統(tǒng)的研究與發(fā)展經(jīng)歷了近20年歷程，已取得突破性進(jìn)展。它基于光纖非線性壓縮抵消光纖色散展寬的新概念產(chǎn)生光孤子，實(shí)現(xiàn)光脈沖信號(hào)保形傳輸，雖然這種基本思想1973年就已提出，但直到1988年才由貝爾實(shí)驗(yàn)室采用受激喇曼散射增益補(bǔ)充光纖損耗，將數(shù)據(jù)傳輸了4000km，次年又將傳輸距離延長(zhǎng)到6000km。EDFA用于光孤子放大開(kāi)始于1989年，它在工程實(shí)際中有更大的優(yōu)點(diǎn)，自那以后，國(guó)際上一些著名實(shí)驗(yàn)室紛紛開(kāi)始驗(yàn)證通信作為高速長(zhǎng)距離通信的巨大潛力。1990——1992年在美國(guó)與英國(guó)的實(shí)驗(yàn)室，采用循環(huán)回路曾將2.5與5Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸 km。1995年，法國(guó)的實(shí)驗(yàn)室則將20Gb/s的數(shù)據(jù) km，中繼距離達(dá)140km。1995年線形試驗(yàn)也將20Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸8100km，40Gb/s傳輸5000km。線形光孤子系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)也在日本東京周?chē)某怯蚓W(wǎng)中進(jìn)行，分別將10Gb/s與20Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸了2500km與1000km。1994年和1995年80Gb/s和160Gb/s的高速數(shù)據(jù)也分別傳輸500km和200km。

光波通信技術(shù)得到巨大發(fā)展，現(xiàn)在世界通信業(yè)務(wù)的60%需經(jīng)光纖傳輸，至本世紀(jì)末將達(dá)85%。隨著光波通信系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，光波通信系統(tǒng)在通信網(wǎng)中的應(yīng)用得到了相應(yīng)的發(fā)展。現(xiàn)在世界上許多國(guó)家都將光波系統(tǒng)引入了公用電信網(wǎng)、中繼網(wǎng)和接入網(wǎng)中。但是目前這種奇特媒質(zhì)的真正應(yīng)用還僅僅是在現(xiàn)有電信網(wǎng)絡(luò)的骨架結(jié)構(gòu)內(nèi)用光纖代替銅線，是通信網(wǎng)的性能得到了某種改善，降低了成本，而網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涔羌芙Y(jié)構(gòu)基本上還是光波通信出現(xiàn)之前的模式，光波通信的潛力尚未完全發(fā)揮。在目前的通信網(wǎng)中光纖通信技術(shù)應(yīng)用尚屬于一種經(jīng)典應(yīng)用，在通信網(wǎng)的發(fā)展中屬于第二代通信網(wǎng)（第一代為純電信網(wǎng)）。進(jìn)入90年代后，隨著光纖與光波電子技術(shù)的發(fā)展，光放大器，波分復(fù)用器，光子開(kāi)關(guān)，光邏輯門(mén)，路由器等許多新穎光纖與半導(dǎo)體功能光器件相繼問(wèn)世，在全世界范圍內(nèi)掀起了發(fā)展第三代通信網(wǎng)——全光通信網(wǎng)的潮流。這種通信網(wǎng)中，不僅用光波系統(tǒng)傳輸信號(hào)，交換、復(fù)用、控制與路由選擇等亦全部在光域完成，由此構(gòu)建真正的光波通信網(wǎng)。

光波通信發(fā)展至今不到30年，但其進(jìn)展之快，對(duì)通信技術(shù)影響之大，始所未料，目前大量新的理論與技術(shù)研究和發(fā)展工作正在繼續(xù)進(jìn)行。

光纖通信的特點(diǎn)與應(yīng)用

收

光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

http://.cn/20080308/ca464325.htm

(2008-05-12 15:54:56)

摘要 簡(jiǎn)要介紹了光纖通信的現(xiàn)狀，總結(jié)了目前正在使用的波分復(fù)用技術(shù)和光纖接入技術(shù)的基本原理和發(fā)展?fàn)顩r，從超大容量、超長(zhǎng)距離傳輸技術(shù)和光弧子通信技術(shù)，以及全光網(wǎng)絡(luò)3個(gè)方面論述了光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

光纖通信自從問(wèn)世以來(lái)，給整個(gè)通信領(lǐng)域帶來(lái)了一場(chǎng)革命，它使高速率、大容量的通信成為可能。光纖通信由于具有損耗低、傳輸頻帶寬容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優(yōu)點(diǎn)而備受業(yè)內(nèi)人士的青睞，發(fā)展非常迅速。光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量從1980年到2000年這20年間增加了近一萬(wàn)倍，傳輸速度在過(guò)去的10年中大約提高了100倍。目前，我國(guó)長(zhǎng)途傳輸網(wǎng)的光纖化比例已超過(guò)80%，預(yù)計(jì)到2010午，全國(guó)光纜建設(shè)長(zhǎng)度將再增加約105km，并且將有11個(gè)大城市鋪設(shè)10G以上的大容量光纖通信網(wǎng)絡(luò)[1]。

一、光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀

光纖通信的發(fā)展依賴于光纖通信技術(shù)的進(jìn)步。目前，光纖通信技術(shù)已有了長(zhǎng)足的發(fā)展，新技術(shù)也不斷涌現(xiàn)，進(jìn)而大幅度提高了通信能力，并不斷擴(kuò)大了光纖通信的應(yīng)用范圍。

1.波分復(fù)用技術(shù)

波分復(fù)用WDM（Wavelength Division Multiplexing）技術(shù)可以充分利用單模光纖低損耗區(qū)帶來(lái)的巨大帶寬資源。根據(jù)每一信道光波的頻率（或波長(zhǎng)）不同，將光纖的低損耗窗口劃分成若干個(gè)信道，把光波作為信號(hào)的載波，在發(fā)送端采用波分復(fù)用器（合波器），將不同規(guī)定波長(zhǎng)的信號(hào)光載波合并起來(lái)送入一根光纖進(jìn)行傳輸。在接收端，再由一波分復(fù)用器（分波器）將這些不同波長(zhǎng)承載不同信號(hào)的光載波分開(kāi)。由于不同波長(zhǎng)的光載波信號(hào)可以看作互相獨(dú)立（不考慮光纖非線性時(shí)），從而在一根光纖中可實(shí)現(xiàn)多路光信號(hào)的復(fù)用傳輸。自從上個(gè)世紀(jì)末，波分復(fù)用技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，由于它能極大地提高光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量，迅速得到了廣泛的應(yīng)用。

1995年以來(lái)，為了解決超大容量、超高速率和超長(zhǎng)中繼距離傳輸問(wèn)題，密集波分復(fù)用DWDM（Dens Wavelength Division Multiplexing）技術(shù)成為國(guó)際上的主要研究對(duì)象。DWDM光纖通信系統(tǒng)極大地增加了每對(duì)光纖的傳輸容量，經(jīng)濟(jì)有效地解決了通信網(wǎng)的瓶頸問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到2002年，商用的DWDM系統(tǒng)傳輸容量已達(dá)400Gbit/s。以10Gbit/s為基礎(chǔ)的DWDM系統(tǒng)已逐漸成為核心網(wǎng)的主流。DWDM系統(tǒng)除了波長(zhǎng)數(shù)和傳輸容量不斷增加外，光傳輸距離也從600km左右大幅度擴(kuò)展到2000km以上[2]。

與此同時(shí)，隨著波分復(fù)用技術(shù)從長(zhǎng)途網(wǎng)向城域網(wǎng)擴(kuò)展，粗波分復(fù)用CWDM（Coarse Wavelength Division Multiplexing）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。CWDM的信道間隔一般為20nm，通過(guò)降低對(duì)波長(zhǎng)的窗口要求而實(shí)現(xiàn)全波長(zhǎng)范圍內(nèi)（1260nm～1620nm）的波分復(fù)用，并大大降低光器件的成本，可實(shí)現(xiàn)在0km～80km內(nèi)較高的性能價(jià)格比，因而受到運(yùn)營(yíng)商的歡迎。

2.光纖接入技術(shù)

光纖接入網(wǎng)是信息高速公路的“最后一公里”。實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)母咚倩?，滿足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)，用戶接入部分更是關(guān)鍵，光纖接入網(wǎng)是高速信息流進(jìn)千家萬(wàn)戶的關(guān)鍵技術(shù)。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達(dá)位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應(yīng)用，統(tǒng)稱FTTx。

FTTH（光纖到戶）是光纖寬帶接入的最終方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纖的寬帶特性，為用戶提供所需要的不受限制的帶寬，充分滿足寬帶接入的需求。我國(guó)從2003年起，在“863”項(xiàng)目的推動(dòng)下，開(kāi)始了FTTH的應(yīng)用和推廣工作。迄今已經(jīng)在30多個(gè)城市建立了試驗(yàn)網(wǎng)和試商用網(wǎng)，包括居民用戶、企業(yè)用戶、網(wǎng)吧等多種應(yīng)用類型，也包括運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)、駐地網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)、企業(yè)主導(dǎo)、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商主導(dǎo)和政府主導(dǎo)等多種模式，發(fā)展勢(shì)頭良好。不少城市制訂了FTTH的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，有的城市還制訂了相應(yīng)的優(yōu)惠政策，這些都為FTTH在我國(guó)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。

在FTTH應(yīng)用中，主要采用兩種技術(shù)，即點(diǎn)到點(diǎn)的P2P技術(shù)和點(diǎn)到多點(diǎn)的xPON技術(shù)，亦可稱為光纖有源接入技術(shù)和光纖無(wú)源接入技術(shù)。P2P技術(shù)主要采用通常所說(shuō)的MC（媒介轉(zhuǎn)換器）實(shí)現(xiàn)用戶和局端的直接連接，它可以為用戶提供高帶寬的接入。目前，國(guó)內(nèi)的技術(shù)可以為用戶提供FE或GE的帶寬，對(duì)大中型企業(yè)用戶來(lái)說(shuō)，是比較理想的接入方式。

xPON意味著包括多種PON的技術(shù)，例如APON（也稱為BPON）、EPON（具有GE能力的稱為GEPON）以及GPON。APON出現(xiàn)最早，我國(guó)的“863”項(xiàng)目也成功研發(fā)出了APON，但由于諸多原因，APON在我國(guó)基本上沒(méi)有應(yīng)用。目前用得比較多的是EPON中的GEPON，我國(guó)的GEPON依然屬于“863”計(jì)劃的成果，而且得到廣泛的應(yīng)用，還出口到日本、獨(dú)聯(lián)體、歐洲、東南亞等海外一些國(guó)家和地區(qū)。GPON由于芯片開(kāi)發(fā)出來(lái)比較晚，相對(duì)不是很成熟。成本還偏高，所以，起步較晚，但在我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始有所應(yīng)用。由于其效率高、提供TDM業(yè)務(wù)比較方便，有較好的QoS保證，所以，很有發(fā)展前景。EPON和GPON各有優(yōu)缺點(diǎn)，EPON更適合于居民用戶的需求，而GPON更適合于企業(yè)用戶的接入[3]。

二、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

對(duì)光纖通信而言，超高速度、超大容量和超長(zhǎng)距離傳輸一直是人們追求的目標(biāo)，而全光網(wǎng)絡(luò)也是人們不懈追求的夢(mèng)想。

1.超大容量、超長(zhǎng)距離傳輸技術(shù)

波分復(fù)用技術(shù)極大地提高了光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量，在未來(lái)跨海光傳輸系統(tǒng)中有很大的應(yīng)用前景，這幾年波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展也確實(shí)十分迅猛。目前，1.6Tbit/s的WDM系統(tǒng)已經(jīng)大量商用，同時(shí)，全光傳輸距離也在大幅度擴(kuò)展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時(shí)分復(fù)用（OTDM）技術(shù)，與WDM通過(guò)增加單根光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)來(lái)提高其傳輸容量不同，OTDM技術(shù)是通過(guò)提高單信道速率提高傳輸容量，其實(shí)現(xiàn)的單信道最高速率達(dá)640Gbit/s。

僅靠OTDM和WDM來(lái)提高光通信系統(tǒng)的容量畢竟有限，可以把多個(gè)OTDM信號(hào)進(jìn)行波分

復(fù)用，從而大大提高傳輸容量。偏振復(fù)用（PDM）技術(shù)可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零（RZ）編碼信號(hào)在超高速通信系統(tǒng)中占空較小，降低了對(duì)色散管理分布的要求，且RZ編碼方式對(duì)光纖的非線性和偏振模色散（PMD）的適應(yīng)能力較強(qiáng)，因此，現(xiàn)在的超大容量WDM/OTDM通信系統(tǒng)基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)基本上都包括在OTDM和WDM通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)中。歐共體的RACE計(jì)劃和美國(guó)正在執(zhí)行的ARPA計(jì)劃在發(fā)展寬帶全光網(wǎng)中都部署了WDM和OTDM混合傳輸方式，以提高通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬和容量。WDM/OTDM系統(tǒng)已成為未來(lái)高速、大容量光纖通信系統(tǒng)的一種發(fā)展趨勢(shì)，兩者的適當(dāng)結(jié)合應(yīng)該是實(shí)現(xiàn)Tbit/s以上傳輸?shù)淖罴逊绞?。?shí)際上，最近大多數(shù)超過(guò)3Tbit/s的實(shí)驗(yàn)都采用了時(shí)分復(fù)用（TDM、OTDM、ETDM）和WDM相結(jié)合的傳輸方式[4]。

2.光弧子通信

光弧子是一種特殊的ps數(shù)量級(jí)上的超短光脈沖，由于它在光纖的反常色散區(qū)，群速度色散和非線性效應(yīng)相互平衡，因而，經(jīng)過(guò)光纖長(zhǎng)距離傳輸后，波形和速度都保持不變。光弧子通信就是利用光弧子作為載體實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離無(wú)畸變的通信，在零誤碼的情況下信息傳遞可達(dá)萬(wàn)里之遙。

在光弧子通信領(lǐng)域內(nèi)，由于其具有高容量、長(zhǎng)距離、誤碼率低、抗噪聲能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，光弧子通信備受?chē)?guó)內(nèi)外的關(guān)注，并大力開(kāi)展研究工作。美國(guó)和日本處于世界領(lǐng)先水平。美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了將激光脈沖信號(hào)傳輸5 920km，還利用光纖環(huán)實(shí)現(xiàn)了5Gbit/s、傳輸15 000km的單信道孤子通信系統(tǒng)和10Gbit/s、傳輸11 000km的雙信道波分復(fù)用孤子通信系統(tǒng)；日本利用普通光纜線路成功地進(jìn)行了超高20Tbit/s、遠(yuǎn)距離1 000km的孤立波通信，日本電報(bào)電話公司推出了速率為10 Gbit/s、傳輸12 000km的直通光弧子通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。在我國(guó)，光弧子通信技術(shù)的研究也有一定的成果，國(guó)家“863”研究項(xiàng)目成功地進(jìn)行了OTDM光弧子通信關(guān)鍵技術(shù)的研究，實(shí)現(xiàn)了20Gbit/s、105km的傳輸。近年來(lái)，時(shí)域上的亮孤子、正色散區(qū)的暗孤子、空域上展開(kāi)的三維光弧子等，由于它們完全由非線性效應(yīng)決定，不需要任何靜態(tài)介質(zhì)波導(dǎo)而備受?chē)?guó)內(nèi)外研究人員的重視[5]。

光孤子技術(shù)未來(lái)的前景是：在傳輸速度方面采用超長(zhǎng)距離的高速通信，時(shí)域和頻域的超短脈沖控制技術(shù)以及超短脈沖的產(chǎn)生和應(yīng)用技術(shù)使?a href=“http://.cn/cnii_zte/index.htm” class=“yt” >中興俾?0～20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大傳輸距離方面采用重定時(shí)、整形、再生技術(shù)和減少ASE，光學(xué)濾波使傳輸距離提高到100000公里以上；在高性能EDFA方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。當(dāng)然，實(shí)際的光孤子通信仍然存在許多技術(shù)難題，但目前已取得的突破性進(jìn)展使我們相信，光孤子通信在超長(zhǎng)距離、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系統(tǒng)中，有著光明的發(fā)展前景。

3.全光網(wǎng)絡(luò)

未來(lái)的高速通信網(wǎng)將是全光網(wǎng)。全光網(wǎng)是光纖通信技術(shù)發(fā)展的最高階段，也是理想階段。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)間的全光化，但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)處仍采用電器件，限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康倪M(jìn)一步提高，因此，真正的全光網(wǎng)成為一個(gè)非常重要的課題。

全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點(diǎn)代替電節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間也是全光化，信息始終以光的形式進(jìn)行傳輸與交換，交換機(jī)對(duì)用戶信息的處理不再按比特進(jìn)行，而是根據(jù)其波長(zhǎng)來(lái)決定路由。

全光網(wǎng)絡(luò)具有良好的透明性、開(kāi)放性、兼容性、可靠性、可擴(kuò)展性，并能提供巨大的帶寬、超大容量、極高的處理速度、較低的誤碼率，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組網(wǎng)非常靈活，可以隨時(shí)增加新節(jié)點(diǎn)而不必安裝信號(hào)的交換和處理設(shè)備。當(dāng)然，全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展并不可能獨(dú)立于眾多通信技術(shù)之中，它必須要與因特網(wǎng)、ATM網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等相融合[6]。

目前全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展仍處于初期階段，但它已顯示出了良好的發(fā)展前景。從發(fā)展趨勢(shì)上看，形成一個(gè)真正的、以WDM技術(shù)與光交換技術(shù)為主的光網(wǎng)絡(luò)層，建立純粹的全光網(wǎng)絡(luò)，消除電光瓶頸已成未來(lái)光通信發(fā)展的必然趨勢(shì)，更是未來(lái)信息網(wǎng)絡(luò)的核心，也是通信技術(shù)發(fā)展的最高級(jí)別，更是理想級(jí)別。

三、結(jié)束語(yǔ)

目前，光纖通信已成為一種最主要的信息傳輸技術(shù)，迄今尚未發(fā)現(xiàn)可以取代它的更好的技術(shù)。即使是在全球通信行業(yè)處于低迷時(shí)期，光纖通信的發(fā)展也從未停滯過(guò)，就我國(guó)而言，2002年的光通信市場(chǎng)相比2001年仍處增長(zhǎng)狀態(tài)。從現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，光纖通信也將成為未來(lái)通信發(fā)展的主流。人們期望的真正的全光網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代也會(huì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)如愿到來(lái)。