第一篇：淺談光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

淺談光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

【摘要】 光纖通信是以光波作為信息載體, 以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式，已成為現(xiàn)代通信的主要支柱之一。本文介紹了我國(guó)光纖通信的幾種關(guān)鍵技術(shù)及其現(xiàn)狀并進(jìn)一步提出發(fā)展的道路。

【關(guān)鍵詞】 光纖通信現(xiàn)狀出路

【引言】光纖通信技術(shù)從光通信中脫穎而出,已成為現(xiàn)代通信的主要支柱之一,在現(xiàn)代電信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。光纖通信作為一門(mén)新興技術(shù),近年來(lái)發(fā)展速度之快、應(yīng)用面之廣是通信史上罕見(jiàn)的,也是世界新技術(shù)革命的重要標(biāo)志和未來(lái)信息社會(huì)中各種信息的主要傳送工具。

---光纖的概述

光纖即為光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)稱。光纖通信是以光波作為信息載體,以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。從原理上看,構(gòu)成光纖通信的基本物質(zhì)要素是光纖、光源和光檢測(cè)器。光纖除了按制造工藝、材料組成以及光學(xué)特性進(jìn)行分類外,在應(yīng)用中,光纖常按用途進(jìn)行分類,可分為通信用光纖和傳感用光纖。傳輸介質(zhì)光纖又分為通用與專用兩種,而功能器件光纖則指用于完成光波的放大、整形、分頻、倍頻、調(diào)制以及光振蕩等功能的光纖,并常以某種功能器件的形式出現(xiàn)。

光纖通信之所以發(fā)展迅猛,主要緣于它具有以下優(yōu)點(diǎn):1)通信容量大、傳輸距離遠(yuǎn);2)信號(hào)串?dāng)_小、保密性能好;3)抗電磁干擾、傳輸質(zhì)量佳;4)光纖尺寸小、重量輕,便于敷設(shè)和運(yùn)輸;5)材料來(lái)源豐富,環(huán)境保護(hù)好;6)無(wú)輻射,難于竊聽(tīng);7)光纜適應(yīng)性強(qiáng),壽命長(zhǎng)。

一、光纖通信技術(shù)發(fā)展的現(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。

1.1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 Multi-plexing)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。

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。

1.2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。

二、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

近幾年來(lái),隨著技術(shù)的進(jìn)步,電信管理體制的改革以及電信市場(chǎng)的逐步全面開(kāi)放,光纖通信的發(fā)展又一次呈現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的新局面,以下在對(duì)光纖通信領(lǐng)域的主要發(fā)展熱點(diǎn)作一簡(jiǎn)述與展望。

2.1向超高速系統(tǒng)的發(fā)展

從過(guò)去20多年的電信發(fā)展史看,網(wǎng)絡(luò)容量的需求和傳輸速率的提高一直是一對(duì)主要矛盾。傳統(tǒng)光纖通信的發(fā)展始終按照電的時(shí)分復(fù)用(TDM)方式進(jìn)行,每當(dāng)傳輸速率提高4倍,傳輸每比特的成本大約下降30%～40%;因而高比特率系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益大致按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng),這就是為什么光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率在過(guò)去20多年來(lái)一直在持續(xù)增加的根本原因。目前商用系統(tǒng)已從45Mbps增加到10Gbps,其速率在20年時(shí)間里增加了20O0倍,比同期微電子技術(shù)的集成度增加速度還快得多。高速系統(tǒng)的出現(xiàn)不僅增加了業(yè)務(wù)傳輸容量,而且也為各種各樣的新業(yè)務(wù),特別是寬帶業(yè)務(wù)和多媒體提供了實(shí)現(xiàn)的可能。目前10Gbps系統(tǒng)已開(kāi)始大批量裝備網(wǎng)絡(luò),全世界安裝的終端和中繼器已超過(guò)5000個(gè),主要在北美,在歐洲、日本和澳大利亞也已開(kāi)始大量應(yīng)用。

2.2向超大容量WDM系統(tǒng)的演進(jìn)

采用電的時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)的擴(kuò)容潛力已盡,然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用了不到1%,99%的資源尚待發(fā)掘。如果將多個(gè)發(fā)送波長(zhǎng)適當(dāng)錯(cuò)開(kāi)的光源信號(hào)同時(shí)在一極光纖上傳送,則可大大增加光纖的信息傳輸容量,這就是波分復(fù)用(WDM)的基本思路。采用波分復(fù)用系統(tǒng)的主要好處是:1)可以充分利用光纖的巨大帶寬資源,使容量可以迅速擴(kuò)大幾倍至上百倍;2)在大容量長(zhǎng)途傳輸時(shí)可以節(jié)約大量光纖和再生器,從而大大降低了傳輸成本;3)與信號(hào)速率及電調(diào)制方式無(wú)關(guān),是引入寬帶新業(yè)務(wù)的方便手段;4)利用WDM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交換和恢復(fù)可望實(shí)現(xiàn)未來(lái)透明的、具有高度生存性的光聯(lián)網(wǎng)。

鑒于上述應(yīng)用的巨大好處及近幾年來(lái)技術(shù)上的重大突破和市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng),波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展十分迅速。預(yù)計(jì)不久實(shí)用化系統(tǒng)的容量即可達(dá)到1Tbps的水平。

2.3實(shí)現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)

上述實(shí)用化的波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)盡管具有巨大的傳輸容量,但基本上是以點(diǎn)到點(diǎn)通信為基礎(chǔ)的系統(tǒng),其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實(shí)現(xiàn)類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話,無(wú)疑將增加新一層的威力。根據(jù)這一基本思路,光的分插復(fù)用器(OADM)和光的交叉連接設(shè)備(OXC)均已在實(shí)驗(yàn)室研制成功,前者已投入商用。

實(shí)現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)的基本目的是:1)實(shí)現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡(luò);2)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性,允許網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)和業(yè)務(wù)量的不斷增長(zhǎng);3)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可重構(gòu)性,達(dá)到靈活重組網(wǎng)絡(luò)的目的;4)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的透明性,允許互連任何系統(tǒng)和不同制式的信號(hào);5)實(shí)現(xiàn)快速網(wǎng)絡(luò)恢復(fù),恢復(fù)時(shí)間可達(dá)100ms。鑒于光聯(lián)網(wǎng)具有上述潛在的巨大優(yōu)勢(shì),發(fā)達(dá)國(guó)家投入了大量的人力、物力和財(cái)力進(jìn)行預(yù)研。光聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為繼SDH電聯(lián)網(wǎng)以后的又一新的光通信發(fā)展高潮。

2.4新一代的光纖

近幾年來(lái)隨著IP業(yè)務(wù)量的爆炸式增長(zhǎng),電信網(wǎng)正開(kāi)始向下一代可持續(xù)發(fā)展的方向發(fā)展,而構(gòu)筑具有巨大傳輸容量的光纖基礎(chǔ)設(shè)施是下一代網(wǎng)絡(luò)的物理基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的G.652單模光纖在適應(yīng)上述超高速長(zhǎng)距離傳送網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需要方面已暴露出力不從心的態(tài)勢(shì),開(kāi)發(fā)新型光纖已成為開(kāi)發(fā)下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。目前,為了適應(yīng)干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的不同發(fā)展需要,已出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖,即非零色散光纖(G.655光纖)和無(wú)水吸收峰光纖(全波光纖)。

2.5光接入網(wǎng)

過(guò)去幾年間,網(wǎng)絡(luò)的核心部分發(fā)生了翻天覆地的變化,無(wú)論是交換,還是傳輸都已更新了好幾代。不久,網(wǎng)絡(luò)的這一部分將成為全數(shù)字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網(wǎng)絡(luò)。而另一方面,現(xiàn)存的接入網(wǎng)仍然是被雙絞線銅線主宰的原始落后的模擬系統(tǒng)。兩者在技術(shù)上的巨大反差說(shuō)明接入網(wǎng)已確實(shí)成為制約全網(wǎng)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。唯一能夠根本上徹底解決這一瓶頸問(wèn)題的長(zhǎng)遠(yuǎn)技術(shù)手段是光接入網(wǎng)。接入網(wǎng)中采用光接入網(wǎng)的主要目的是:減少維護(hù)管理費(fèi)用和故障率;開(kāi)發(fā)新設(shè)備,增加新收入;配合本地網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,減少節(jié)點(diǎn),擴(kuò)大覆蓋;充分利用光纖化所帶來(lái)的一系列好處;建設(shè)透明光網(wǎng)絡(luò),迎接多媒體時(shí)代。

三、結(jié)束語(yǔ)

21世紀(jì)以來(lái),光通信技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,在上文中我們主要討論了光通信技術(shù)及其應(yīng)用的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),但這些進(jìn)步的取得,是包括光傳輸媒質(zhì)、光電器件、光通信系統(tǒng),以

及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等多方面技術(shù)共同進(jìn)步的結(jié)果。隨著光通信技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展,必將對(duì)21世紀(jì)通信行業(yè)的進(jìn)步,乃至整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。

第二篇：光纖通信技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)

光纖通信技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)

摘要：光纖通信技術(shù)是目前通信行業(yè)應(yīng)用的主要技術(shù)，光纖通信跟傳統(tǒng)通信方式比較具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，在通信網(wǎng)絡(luò)中已得到廣泛應(yīng)用。光纖通信技術(shù)作為信息技術(shù)的重要支撐平臺(tái)，在未來(lái)信息社會(huì)中將起到十分重要的作用。

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù) 優(yōu)勢(shì) 光纖到戶 全光網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：1007-9416(2011)07-0025-01

近年來(lái)隨著傳輸技術(shù)和交換技術(shù)的不斷進(jìn)步，核心網(wǎng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了光纖化、數(shù)字化和寬帶化。隨著業(yè)務(wù)的迅速增長(zhǎng)和多媒體業(yè)務(wù)的日益豐富，使得用戶住宅網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求也不只局限于原來(lái)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的需求已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢(shì)，現(xiàn)有的語(yǔ)音業(yè)務(wù)接入網(wǎng)越來(lái)越成為制約信息高速公路建設(shè)的瓶頸，成為發(fā)展寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的障礙。

1、光纖通信技術(shù)

光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健Ｔ诠饫w通信系統(tǒng)中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質(zhì)的光纖又比同軸電纜或?qū)Рü艿膿p耗低得多，所以說(shuō)光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍，圖1為光纖結(jié)構(gòu)圖。

2、光纖通信技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1 頻帶極寬，通信容量大

光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，單模光纖具有幾十GHz?km的寬帶。目前，單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到10Gbps，采用密集波分復(fù)用術(shù)實(shí)現(xiàn)的多波長(zhǎng)傳輸系統(tǒng)的傳輸速率已經(jīng)達(dá)到單波長(zhǎng)傳輸系統(tǒng)的數(shù)百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的首選介質(zhì)。

2.2 損耗低，中繼距離長(zhǎng)

目前，實(shí)用的光纖通信系統(tǒng)使用的光纖多為石英光纖，此類光纖損耗可低于0.20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都低，因此，由其組成的光纖通信系統(tǒng)的中繼距離也較其他介質(zhì)構(gòu)成的系統(tǒng)長(zhǎng)得多。

2.3 抗電磁干擾能力強(qiáng)

我們知道光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯(lián)系的一個(gè)重要特性是光波導(dǎo)對(duì)電磁干擾的免疫力，它是一種非導(dǎo)電的介質(zhì)，交變電磁波在其中不會(huì)產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，即不會(huì)產(chǎn)生與信號(hào)無(wú)關(guān)的噪聲。這樣，就是把它平行鋪設(shè)到高壓電線和電氣鐵路附近，也不會(huì)受到電磁干擾。這一點(diǎn)對(duì)于強(qiáng)電領(lǐng)域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利。

2.4 光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)

光纖的芯徑很細(xì)，約為0.1mm，由多芯光纖組成光纜的直徑也很小，8芯光纜的橫截面直徑約為10mm，而標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜為47mm。這樣采用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決了地下管道擁擠的問(wèn)題，節(jié)約了地下管道建設(shè)投資。此外，光纖的重量輕，柔韌性好，還有，光纖柔軟可繞，容易成束，能得到直徑小的高密度光纜。

2.5 保密性能好

對(duì)通信系統(tǒng)的重要要求之一是保密性好。電通信方式很容易被人竊聽(tīng)，光纖通信與電通信不同，由于光纖的特殊設(shè)計(jì)，光纖中傳送的光波被限制在光纖的纖芯和包層附近傳送，很少會(huì)跑到光纖之外。并且成纜以后光纖在外面包有金屬做的防潮層和橡膠材料的護(hù)套，這些均是不透光的，因此，泄漏到光纜外的光幾乎沒(méi)有。更何況長(zhǎng)途光纜和中繼光纜一般均埋于地下。所以光纖的保密性能好。此外，由于光纖中的光信號(hào)一般不會(huì)泄漏，因此電通信中常見(jiàn)的線路之間的串話現(xiàn)象也可忽略。

3、光纖通信技術(shù)在接入網(wǎng)的應(yīng)用

目前萊蕪市所用的接入網(wǎng)技術(shù)為ADSL，其全稱是Asymmetric Digital Subscriber,中文意思是“非對(duì)稱數(shù)字用戶線路”。它以普通電話線路做為傳輸介質(zhì)，既在普通雙絞銅線上實(shí)現(xiàn)下行高達(dá)8Mbit/b傳輸速度;上行高達(dá)640Kbit/s的傳輸速度，但這種技術(shù)不能滿足人們對(duì)上網(wǎng)速度越來(lái)越高需求。

3.1光纖接入網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)

接入網(wǎng)采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是未來(lái)通信行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，但無(wú)線接入網(wǎng)仍需要光纖網(wǎng)絡(luò)的支撐，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)為:

首先，通信網(wǎng)在一開(kāi)始采用的是金屬線纜，銅纜網(wǎng)的故障率很高，維護(hù)運(yùn)行成本很高，而采用光接入后，每年的維護(hù)運(yùn)行和供給成本可以比傳統(tǒng)銅纜網(wǎng)每線大約節(jié)約400元，對(duì)于一億用戶相當(dāng)于每年節(jié)約400億元，而且其故障率也大大降低。

其次，對(duì)于新業(yè)務(wù)的發(fā)展，特別是多媒體和寬帶新業(yè)務(wù)，能夠加強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，增加新業(yè)務(wù)的收入，同時(shí)可以補(bǔ)償建設(shè)光用戶接入網(wǎng)所需的投資，最后，光接入網(wǎng)可以滿足用戶希望較快提供業(yè)務(wù)，改進(jìn)業(yè)務(wù)質(zhì)量和可用性的要求，也可以節(jié)約地下管道空間，延長(zhǎng)傳輸覆蓋距離，總之，采用光接入網(wǎng)能夠解決通信行業(yè)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。

3.2 光纖通信技術(shù)發(fā)展的制約因素

銅纜網(wǎng)傳輸?shù)氖请娮有盘?hào)，交換采用的是電子交換機(jī)，現(xiàn)在，通信網(wǎng)絡(luò)大部分都是光纖，傳輸?shù)臑楣庑盘?hào)，光交換的形式，由于目前光交換器件還不成熟只能采用光-電-光的形式。這種方式效率不高也不經(jīng)濟(jì)，目前ASON-自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)發(fā)緩解了這一問(wèn)題，但對(duì)大容量光開(kāi)關(guān)的開(kāi)發(fā)也迫在眉睫。

目前為止我國(guó)的光纜技術(shù)有了很大的發(fā)展，從光進(jìn)銅退開(kāi)始，公司采用了多個(gè)廠家的光纜，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)光纜的廠家大約有200家，但其產(chǎn)品單一，很少具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，技術(shù)含量較低，競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，有關(guān)資料顯示，自1997年截止到2010年我國(guó)光纜專利的申請(qǐng)只占國(guó)外同期專利申請(qǐng)的20%，而光核心技術(shù)只占國(guó)外的10%。這些數(shù)據(jù)顯示我國(guó)與國(guó)外在光纖技術(shù)發(fā)展上差距較大，我國(guó)作為世界第二光纜大國(guó)，應(yīng)該把發(fā)展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)作為重中之重。

4、結(jié)語(yǔ)

從光纖通信問(wèn)世到現(xiàn)在，光傳輸?shù)乃俾室灾笖?shù)增長(zhǎng)，光傳輸?shù)乃俾试谶^(guò)去的十幾年中大約提高了100倍。層出不窮的光通信新技術(shù)將成為市場(chǎng)復(fù)蘇的源泉，隨著光纖網(wǎng)絡(luò)從骨干網(wǎng)的擴(kuò)建到接入網(wǎng)、城域網(wǎng)的擴(kuò)散以及向用戶駐地網(wǎng)的不斷延伸，光纖網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)必將增長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]馬金洋.《光纖通信的現(xiàn)狀和前景》[J].電信科學(xué).[2]辛化梅,李忠.《論光纖通信技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀》[J].山東師范大學(xué)學(xué)報(bào).[3]蔣力三.《光纖通信技術(shù)的發(fā)展》.中興通訊資料.

第三篇：光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

[摘要]對(duì)光纖通信技術(shù)領(lǐng)域的主要發(fā)展熱點(diǎn)作一簡(jiǎn)述與展望，主要有超高速傳輸系統(tǒng)、超大容量波分復(fù)用系統(tǒng)、光聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、新一代的光纖、IP over SDH與IP over

Optical以及光接入網(wǎng)。

關(guān)鍵詞：光纖 超高速傳輸 超大容量波分復(fù)用 光聯(lián)網(wǎng)

光纖通信的誕生與發(fā)展是電信史上的一次重要革命。近幾年來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)步，電信管理體制的改革以及電信市場(chǎng)的逐步全面開(kāi)放，光纖通信的發(fā)展又一次呈現(xiàn)了蓬 勃發(fā)展的新局面，本文旨在對(duì)光纖通信領(lǐng)域的主要發(fā)展熱點(diǎn)作一簡(jiǎn)述與展望。向超高速系統(tǒng)的發(fā)展

從過(guò)去2O多年的電信發(fā)展史看，網(wǎng)絡(luò)容量的需求和傳輸速率的提高一直是一對(duì)主 要矛盾。傳統(tǒng)光纖通信的發(fā)展始終按照電的時(shí)分復(fù)用（TDM）方式進(jìn)行，每當(dāng)傳輸速率 提高4倍，傳輸每比特的成本大約下降30％～40％；因而高比特率系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益大致 按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)，這就是為什么光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率在過(guò)去20多年來(lái)一直在持續(xù) 增加的根本原因。目前商用系統(tǒng)已從45Mbps增加到10Gbps，其速率在20年時(shí)間里增加了 20O0倍，比同期微電子技術(shù)的集成度增加速度還快得多。高速系統(tǒng)的出現(xiàn)不僅增加了業(yè) 務(wù)傳輸容量，而且也為各種各樣的新業(yè)務(wù)，特別是寬帶業(yè)務(wù)和多媒體提供了實(shí)現(xiàn)的可能。目前10Gbps系統(tǒng)已開(kāi)始大批量裝備網(wǎng)絡(luò)，全世界安裝的終端和中繼器已超過(guò)5000個(gè)，主 要在北美，在歐洲、日本和澳大利亞也已開(kāi)始大量應(yīng)用。我國(guó)也將在近期開(kāi)始現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。需要注意的是，10Gbps系統(tǒng)對(duì)于光纜極化模色散比較敏感，而已經(jīng)敷設(shè)的光纜并不

一定都能滿足開(kāi)通和使用10Gbps系統(tǒng)的要求，需要實(shí)際測(cè)試，驗(yàn)證合格后才能安裝開(kāi)通。在理論上，上述基于時(shí)分復(fù)用的高速系統(tǒng)的速率還有望進(jìn)一步提高，例如在實(shí)驗(yàn)室

傳輸速率已能達(dá)到4OGbps，采用色度色散和極化模色散補(bǔ)償以及偽三進(jìn)制（即雙二進(jìn)制）編碼后已能傳輸100km。然而，采用電的時(shí)分復(fù)用來(lái)提高傳輸容量的作法已經(jīng)接近硅和鎵 砷技術(shù)的極限，沒(méi)有太多潛力可挖了，此外，電的40Gbps系統(tǒng)在性能價(jià)格比及在實(shí)用中 是否能成功還是個(gè)未知因素，因而更現(xiàn)實(shí)的出路是轉(zhuǎn)向光的復(fù)用方式。光復(fù)用方式有很 多種，但目前只有波分復(fù)用（WDM）方式進(jìn)入大規(guī)模商用階段，而其它方式尚處于試驗(yàn) 研究階段。向超大容量WDM系統(tǒng)的演進(jìn)

如前所述，采用電的時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)的擴(kuò)容潛力已盡，然而光纖的200nm可用帶寬資 源僅僅利用了不到1％，99％的資源尚待發(fā)掘。如果將多個(gè)發(fā)送波長(zhǎng)適當(dāng)錯(cuò)開(kāi)的光源信 號(hào)同時(shí)在一極光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復(fù)用（WDM）的基本思路。采用波分復(fù)用系統(tǒng)的主要好處是：（1）可以充分利用光纖的巨大帶寬資 源，使容量可以迅速擴(kuò)大幾倍至上百倍；（2）在大容量長(zhǎng)途傳輸時(shí)可以節(jié)約大量光纖 和再生器，從而大大降低了傳輸成本；（3）與信號(hào)速率及電調(diào)制方式無(wú)關(guān)，是引入寬 帶新業(yè)務(wù)的方便手段；（4）利用WDM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交換和恢復(fù)可望實(shí)現(xiàn)未來(lái)透明的、具 有高度生存性的光聯(lián)網(wǎng)。

鑒于上述應(yīng)用的巨大好處及近幾年來(lái)技術(shù)上的重大突破和市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)，波分復(fù)用系

統(tǒng)發(fā)展十分迅速。如果認(rèn)為1995年是起飛年的話，其全球銷售額僅僅為1億美元，而2000 年預(yù)計(jì)可超過(guò)40億美元，2005年可達(dá)120億美元，發(fā)展趨勢(shì)之快令人驚訝。目前全球?qū)?/p>

際敷設(shè)的WDM系統(tǒng)已超過(guò)3000個(gè)，而實(shí)用化系統(tǒng)的最大容量已達(dá)320Gbps（2*16*10Gbps），美國(guó)朗訊公司已宣布將推出80個(gè)波長(zhǎng)的WDM系統(tǒng)，其總?cè)萘靠蛇_(dá)200Gbps（80*2.5Gbps）或400Gbps（40*10Gbps）。實(shí)驗(yàn)室的最高水平則已達(dá)到2.6Tbps（13*20Gbps）。預(yù)計(jì)不 久實(shí)用化系統(tǒng)的容量即可達(dá)到1Tbps的水平?？梢哉J(rèn)為近2年來(lái)超大容量密集波分復(fù)用系

統(tǒng)的發(fā)展是光纖通信發(fā)展史上的又一里程碑。不僅徹底開(kāi)發(fā)了無(wú)窮無(wú)盡的光傳輸鍵路的 容量，而且也成為IP業(yè)務(wù)爆炸式發(fā)展的催化劑和下一代光傳送網(wǎng)靈活光節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)。3 實(shí)現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)——戰(zhàn)略大方向

上述實(shí)用化的波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)盡管具有巨大的傳輸容量，但基本上是以點(diǎn)到點(diǎn)通

信為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實(shí)現(xiàn)類似SDH在電 路上的分插功能和交叉連接功能的話，無(wú)疑將增加新一層的威力。根據(jù)這一基本思路，光的分插復(fù)用器（OADM）和光的交叉連接設(shè)備（OXC）均已在實(shí)驗(yàn)室研制成功，前者已 投入商用。

實(shí)現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)的基本目的是：（1）實(shí)現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡(luò)；（2）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性，允 許網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)和業(yè)務(wù)量的不斷增長(zhǎng)；（3）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可重構(gòu)性，達(dá)到靈活重組網(wǎng)絡(luò)的 目的；（4）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的透明性，允許互連任何系統(tǒng)和不同制式的信號(hào)；（5）實(shí)現(xiàn)快速 網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)，恢復(fù)時(shí)間可達(dá)100ms。

鑒于光聯(lián)網(wǎng)具有上述潛在的巨大優(yōu)勢(shì)，發(fā)達(dá)國(guó)家投入了大量的人力、物力和財(cái)力進(jìn) 行預(yù)研，特別是美國(guó)國(guó)防部預(yù)研局（DARPA）資助了一系列光聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，如以Be11core 為主開(kāi)發(fā)的“光網(wǎng)技術(shù)合作計(jì)劃（ONTC）”，以朗訊公司為主開(kāi)發(fā)的“全光通信網(wǎng)”預(yù) 研計(jì)劃”，“多波長(zhǎng)光網(wǎng)絡(luò)（MONET）”和“國(guó)家透明光網(wǎng)絡(luò)（NTON）”等。在歐洲和 日本，也分別有類似的光聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目在進(jìn)行。

綜上所述光聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為繼SDH電聯(lián)網(wǎng)以后的又一新的光通信發(fā)展高潮。其標(biāo)準(zhǔn)化

工作將于2000年基本完成，其設(shè)備的商用化時(shí)間也大約在2000年左右。建設(shè)一個(gè)最大透 明的。高度靈活的和超大容量的國(guó)家骨干光網(wǎng)絡(luò)不僅可以為未來(lái)的國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施(NII)奠定一個(gè)堅(jiān)實(shí)的物理基礎(chǔ)，而且也對(duì)我國(guó)下一世紀(jì)的信息產(chǎn)業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛 以及國(guó)家的安全有極其重要的戰(zhàn)略意義。新一代的光纖

近幾年來(lái)隨著IP業(yè)務(wù)量的爆炸式增長(zhǎng)，電信網(wǎng)正開(kāi)始向下一代可持續(xù)發(fā)展的方向發(fā) 展，而構(gòu)筑具有巨大傳輸容量的光纖基礎(chǔ)設(shè)施是下一代網(wǎng)絡(luò)的物理基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的G.652 單模光纖在適應(yīng)上述超高速長(zhǎng)距離傳送網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需要方面已暴露出力不從心的態(tài)勢(shì)，開(kāi)發(fā)新型光纖已成為開(kāi)發(fā)下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。目前，為了適應(yīng)干線 網(wǎng)和城域網(wǎng)的不同發(fā)展需要，已出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖，即非

零色散光纖（G.655光纖）和無(wú)水吸收峰光纖（全波光纖）。

4.1 新一代的非零色散光纖 非零色散光纖（G.655光纖）的基本設(shè)計(jì)思想是在1550 窗口工作波長(zhǎng)區(qū)具有合理的較低色散，足以支持10Gbps的長(zhǎng)距離傳輸而無(wú)需色散補(bǔ)償，從而節(jié)省了色散補(bǔ)償器及其附加光放大器的成本；同時(shí)，其色散值又保持非零特性，具有一起碼的最小數(shù)值（如2ps／（nm.km）以上），足以壓制四波混合和交叉相位調(diào) 制等非線性影響，適宜開(kāi)通具有足夠多波長(zhǎng)的DWDM系統(tǒng)，同時(shí)滿足TDM和DWDM兩種發(fā)展 方向的需要。為了達(dá)到上述目的，可以將零色散點(diǎn)移向短波長(zhǎng)側(cè)（通常1510～1520nm 范圍）或長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)（157nm附近），使之在1550nm附近的工作波長(zhǎng)區(qū)呈現(xiàn)一定大小的色 散值以滿足上述要求。典型G.655光纖在1550nm波長(zhǎng)區(qū)的色散值為G.652光纖的1／6～ 1／7，因此色散補(bǔ)償距離也大致為G.652光纖的6～7倍，色散補(bǔ)償成本（包括光放大器，色散補(bǔ)償器和安裝調(diào)試）遠(yuǎn)低于G.652光纖。

4.2 全波光纖 與長(zhǎng)途網(wǎng)相比，城域網(wǎng)面臨更加復(fù)雜多變的業(yè)務(wù)環(huán)境，要直接支持大 用戶，因而需要頻繁的業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)和帶寬管理能力。但其傳輸距離卻很短，通常只有 50～80km，因而很少應(yīng)用光纖放大器，光纖色散也不是問(wèn)題。顯然，在這樣的應(yīng)用環(huán) 境下，怎樣才能最經(jīng)濟(jì)有效地使業(yè)務(wù)量上下光纖成為網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)至關(guān)重要的因素。采用 具有數(shù)百個(gè)復(fù)用波長(zhǎng)的高密集波分復(fù)用技術(shù)將是一項(xiàng)很有前途的解決方案。此時(shí)，可

以將各種不同速率的業(yè)務(wù)量分配給不同的波長(zhǎng)，在光路上進(jìn)行業(yè)務(wù)量的選路和分插。在這類應(yīng)用中，開(kāi)發(fā)具有盡可能寬的可用波段的光纖成為關(guān)鍵。目前影響可用波段的 主要因素是1385nm附近的水吸收峰，因而若能設(shè)法消除這一水峰，則光纖的可用頻譜 可望大大擴(kuò)展。全波光纖就是在這種形勢(shì)下誕生的。

全波光纖采用了一種全新的生產(chǎn)工藝，幾乎可以完全消除由水峰引起的衰減。除

了沒(méi)有水峰以外，全波光纖與普通的標(biāo)準(zhǔn)G.652匹配包層光纖一樣。然而，由于沒(méi)有了 水峰，光纖可以開(kāi)放第5個(gè)低損窗口，從而帶來(lái)一系列好處：

（1）可用波長(zhǎng)范圍增加100nm，使光纖的全部可用波長(zhǎng)范圍從大約200nm增加到 300nm，可復(fù)用的波長(zhǎng)數(shù)大大增加；

（2）由于上述波長(zhǎng)范圍內(nèi)，光纖的色散僅為155Onm波長(zhǎng)區(qū)的一半，因而，容易實(shí) 現(xiàn)高比特率長(zhǎng)距離傳輸；

（3）可以分配不同的業(yè)務(wù)給最適合這種業(yè)務(wù)的波長(zhǎng)傳輸，改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)管理；

（4）當(dāng)可用波長(zhǎng)范圍大大擴(kuò)展后，允許使用波長(zhǎng)間隔較寬、波長(zhǎng)精度和穩(wěn)定度要 求較低的光源、合波器、分波器和其它元件，使元器件特別是無(wú)源器件的成本大幅度 下降，這就降低了整個(gè)系統(tǒng)的成本。IP over SDH與IP over Optical

以IP業(yè)務(wù)為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是當(dāng)前世界信息業(yè)發(fā)展的主要推動(dòng)力，因而能否有效地 支持IP業(yè)務(wù)已成為新技術(shù)能否有長(zhǎng)遠(yuǎn)技術(shù)壽命的標(biāo)志。

目前，ATM和SDH均能支持IP，分別稱為IP over ATM和IP over SDH兩者各有千秋。IP over ATM利用ATM的速度快、顆粒細(xì)、多業(yè)務(wù)支持能力的優(yōu)點(diǎn)以及IP的簡(jiǎn)單、靈活、易擴(kuò)充和統(tǒng)一性的特點(diǎn)，可以達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的目的，不足之處是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜、傳輸效率低、開(kāi)銷損失大（達(dá)25％～30%）。而SDH與IP的結(jié)合恰好能彌補(bǔ)上述IP over ATM的弱點(diǎn)。其基本思路是將IP數(shù)據(jù)包通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議（PPP）直接映射到SDH幀，省

掉了中間復(fù)雜的ATM層。具體作法是先把IP數(shù)據(jù)包封裝進(jìn)PPP分組，然后利用HDLC組幀，再將字節(jié)同步映射進(jìn)SDH的VC包封中，最后再加上相應(yīng)SDH開(kāi)銷置入STM－N幀中即可。IP over SDH在本質(zhì)上保留了因特網(wǎng)作為IP網(wǎng)的無(wú)連接特征，形成統(tǒng)一的平面網(wǎng)，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，提高了傳輸效率，降低了成本，易于IP組插和兼容的不同技術(shù) 體系實(shí)現(xiàn)網(wǎng)間互聯(lián)。最主要優(yōu)點(diǎn)是可以省掉ATM方式所不可缺少的信頭開(kāi)銷和IP over ATM封裝和分段組裝功能，使通透量增加25％～30％，這對(duì)于成本很高的廣域網(wǎng)而言 是十分珍貴的。缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)容量和擁塞控制能力差，大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)路由表太復(fù)雜，只有 業(yè)務(wù)分級(jí)，尚無(wú)優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)質(zhì)量，對(duì)高質(zhì)量業(yè)務(wù)難以確保質(zhì)量，尚不適于多業(yè)務(wù)平臺(tái)，是以運(yùn)載IP業(yè)務(wù)為主的網(wǎng)絡(luò)理想方案。隨著千兆比高速路由器的商用化，其發(fā)展勢(shì)頭 很強(qiáng)。采用這種技術(shù)的關(guān)鍵是千兆比高速路由器，這方面近來(lái)已有突破性進(jìn)展，如美 國(guó)Cisco公司推出的12000系列千兆比特交換路由器（GSR），可在千兆比特速率上實(shí) 現(xiàn)因特網(wǎng)業(yè)務(wù)選路，并具有5～60Gbps的多帶寬交換能力，提供靈活的擁塞管理、組 播和QOS功能，其骨干網(wǎng)速率可以高達(dá)2.5Gbps，將來(lái)能升級(jí)至10Gbps。這類新型高速 路由器的端口密度和端口費(fèi)用已可與ATM相比，轉(zhuǎn)發(fā)分組延時(shí)也已降至幾十微秒量級(jí)，不再是問(wèn)題?？傊?，隨著千兆比特高速路由器的成熟和IP業(yè)務(wù)的大發(fā)展，IP over SDH將會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，當(dāng)IP業(yè)務(wù)量逐漸增加，需要高于2.4Gbps的鏈路容量時(shí)，則有可能

最終會(huì)省掉中間的SDH層，IP直接在光路上跑，形成十分簡(jiǎn)單統(tǒng)一的IP網(wǎng)結(jié)構(gòu)（IP over Optical）。顯然，這是一種最簡(jiǎn)單直接的體系結(jié)構(gòu)，省掉了中間ATM層與SDH層，減 化了層次，減少了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；減少了功能重疊，簡(jiǎn)化了設(shè)備，減輕了網(wǎng)管復(fù)雜性，特 別是網(wǎng)絡(luò)配置的復(fù)雜性；額外的開(kāi)銷最低，傳輸效率最高；通過(guò)業(yè)務(wù)量工程設(shè)計(jì)，可

以與IP的不對(duì)稱業(yè)務(wù)量特性相匹配；還可利用光纖環(huán)路的保護(hù)光纖吸收突發(fā)業(yè)務(wù)，盡 量避免緩存，減少延時(shí)；由于省掉了昂貴的ATM交換機(jī)和大量普通SDH復(fù)用設(shè)備，簡(jiǎn)化 了網(wǎng)管，又采用了波分復(fù)用技術(shù)，其總成本可望比傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)降低一至二個(gè)量級(jí)!綜上所述，現(xiàn)實(shí)世界是多樣性的，網(wǎng)絡(luò)解決方案也不會(huì)是單一的，具體技術(shù)的選

用還與具體電信運(yùn)營(yíng)者的背景有關(guān)。三種IP傳送技術(shù)都將在電信網(wǎng)發(fā)展的不同時(shí)期和 網(wǎng)絡(luò)的不同部分發(fā)揮自己應(yīng)有的歷史作用。但從面向未來(lái)的視角看，IP over Optical 將是最具長(zhǎng)遠(yuǎn)生命力的技術(shù)。特別是隨著IP業(yè)務(wù)逐漸成為網(wǎng)絡(luò)的主導(dǎo)業(yè)務(wù)后，這種對(duì) IP業(yè)務(wù)最理想的傳送技術(shù)將會(huì)成為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)特別是骨干網(wǎng)的主導(dǎo)傳送技術(shù)。在相當(dāng)長(zhǎng) 的時(shí)期，IP over ATM，IP overSDH和IP over Optical將會(huì)共存互補(bǔ)，各有其最佳應(yīng) 用場(chǎng)合和領(lǐng)域。解決全網(wǎng)瓶頸的手段——光接入網(wǎng)

過(guò)去幾年間，網(wǎng)絡(luò)的核心部分發(fā)生了翻天覆地的變化，無(wú)論是交換，還是傳輸都 已更新了好幾代。不久，網(wǎng)絡(luò)的這一部分將成為全數(shù)字化的、軟件主宰和控制的、高 度集成和智能化的網(wǎng)絡(luò)。而另一方面，現(xiàn)存的接入網(wǎng)仍然是被雙絞線銅線主宰的（90％ 以上）、原始落后的模擬系統(tǒng)。兩者在技術(shù)上的巨大反差說(shuō)明接入網(wǎng)已確實(shí)成為制約 全網(wǎng)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。目前盡管出現(xiàn)了一系列解決這一瓶頸問(wèn)題的技術(shù)手段，如雙 絞線上的xDSL系統(tǒng)，同軸電纜上的HFC系統(tǒng)，寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)，但都只能算是一些 過(guò)渡性解決方案，唯一能夠根本上徹底解決這一瓶頸問(wèn)題的長(zhǎng)遠(yuǎn)技術(shù)手段是光接入網(wǎng)。接入網(wǎng)中采用光接入網(wǎng)的主要目的是：減少維護(hù)管理費(fèi)用和故障率；開(kāi)發(fā)新設(shè)備，增加新收入；配合本地網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，減少節(jié)點(diǎn)，擴(kuò)大覆蓋；充分利用光纖化所帶 來(lái)的一系列好處；建設(shè)透明光網(wǎng)絡(luò)，迎接多媒體時(shí)代。所謂光接入網(wǎng)從廣義上可 以包括光數(shù)字環(huán)路載波系統(tǒng)（ODLC）和無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）兩類。數(shù)字環(huán)路載波系統(tǒng) DLC不是一種新技術(shù)，但結(jié)合了開(kāi)放接口VS.1／V5.2，并在光纖上傳輸綜合的DLC（ID LC），顯示了很大的生命力，以美國(guó)為例，目前的1.3億用戶線中，DLC／IDLC已占據(jù)

3600萬(wàn)線，其中IDLC占2700萬(wàn)線。特別是新增用戶線中50％為IDLC，每年約500萬(wàn)線。至于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要是在德國(guó)和日本受到重視。德國(guó)在1996年底前共敷設(shè)了約230 萬(wàn)線光接入網(wǎng)系統(tǒng)，其中PON約占100萬(wàn)線。日本更是把PON作為其網(wǎng)絡(luò)光纖化的主要技 術(shù)，堅(jiān)持不懈攻關(guān)十多年，采取一系列技術(shù)和工藝措施，將無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)成本降至與銅 纜絞線成本相當(dāng)?shù)乃?，并已?998年全面啟動(dòng)光接入網(wǎng)建設(shè)，將于2010年達(dá)到6000 萬(wàn)線，基本普及光纖通信網(wǎng)，以此作為振興21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)的對(duì)策。近來(lái)又計(jì)劃再爭(zhēng)取提 前到2005年實(shí)現(xiàn)光纖通信網(wǎng)。

在無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展進(jìn)程中，近來(lái)又出現(xiàn)了一種以ATM為基礎(chǔ)的寬帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)

（APON），這種技術(shù)將ATM和PON的優(yōu)勢(shì)相互結(jié)合，傳輸速率可達(dá)622／155Mbps，可以 提供一個(gè)經(jīng)濟(jì)高效的多媒體業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)并有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源，代表了多媒體時(shí)代 接入網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)重要戰(zhàn)略方向。目前國(guó)際電聯(lián)已經(jīng)基本完成了標(biāo)準(zhǔn)化工作，預(yù)計(jì) 1999年就會(huì)有商用設(shè)備問(wèn)世?？梢韵嘈?，在未來(lái)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，APON將會(huì)占據(jù) 越來(lái)越大的份額，成為面向21世紀(jì)的寬帶投入技術(shù)的主要發(fā)展方向。結(jié)束語(yǔ)

從上述涉及光纖通信的幾個(gè)方面的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)來(lái)看，完全有理由認(rèn)為光纖通 信進(jìn)入了又一次蓬勃發(fā)展的新高潮。而這一次發(fā)展高潮涉及的范圍更廣，技術(shù)更新更 難，影響力和影響面也更寬，勢(shì)必對(duì)整個(gè)電信網(wǎng)和信息業(yè)產(chǎn)生更加深遠(yuǎn)的影響。它的 演變和發(fā)展結(jié)果將在很大程度上決定電信網(wǎng)和信息業(yè)的未來(lái)大格局，也將對(duì)下一世紀(jì) 的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。

第四篇：光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)

光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì) 摘要：光纖通信是指利用光與光纖傳遞信息的一種方式，光纖通信不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路中，也可以在電力通信控制系統(tǒng)中發(fā)揮作用，既有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)又有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，光纖通信由于超高速、低誤碼、高可靠，價(jià)格低廉，已成為信息的最重要傳輸手段和信息社會(huì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。本文探討光纖通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)以及光纖通信的發(fā)展和現(xiàn)狀。

光纖通信在技術(shù)功能構(gòu)成上主要分為：(1)信號(hào)的發(fā)射；(2)信號(hào)的合波；(3)信號(hào)的傳輸和放大；(4)信號(hào)的分離；(5)信號(hào)的接收。

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù) 特點(diǎn) 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

1、光纖通信技術(shù)

光纖通信是利用光導(dǎo)纖維傳輸光信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)信息傳遞的一種通信方式，屬于有線通信的一種，光經(jīng)過(guò)調(diào)變后便能攜帶信息，利用光波作載體，以光纖作為傳輸媒介，將信息從一處傳至另一處，是光信息科學(xué)與技術(shù)的研究與應(yīng)用領(lǐng)域?？梢园压饫w通信看成是以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。光纖由內(nèi)芯和包層組成，內(nèi)芯一般為幾十微米或幾微米，比一根頭發(fā)絲還細(xì)；外面層成為包層，包層的作用是保護(hù)光纖。實(shí)際上光纖通信系統(tǒng)使用的不是單根的光纖，而是許多光纖聚集在一起的組成的光纜，由于玻璃材料是制作光纖的主要材料，它是電氣絕緣體，因而不需要擔(dān)心接地回路，光波在光纖中傳輸，不會(huì)發(fā)生信息傳播中的信息泄露現(xiàn)象，光纖很細(xì)，占用的體積小，這解決了實(shí)施的空間問(wèn)題。光纖通信系統(tǒng)的組成，現(xiàn)代的光纖通信系統(tǒng)多半包括一個(gè)發(fā)射器，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，再通過(guò)光纖將光信號(hào)傳遞。光纖多半埋在地下，連接不同的建筑物。系統(tǒng)中還包括數(shù)種光放大器，以及一個(gè)光接收器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換回電信號(hào)。在光纖通信系統(tǒng)中傳遞的多半是數(shù)位信號(hào)，來(lái)源包括計(jì)算機(jī)、電話系統(tǒng)，或是有線電視系統(tǒng)。

2光纖通信的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)（1）經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)

① 頻率資源豐富，通信容量極大。粗略地講，一根光纖傳輸數(shù)字信號(hào)的碼速容量在理論上可達(dá)40Tbit/s（T=1012）。最好的金屬導(dǎo)線可傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)的碼速為400Mbit/s，差5個(gè)數(shù)量級(jí)。容量較微波通信可提高103——104倍。

②

傳輸損耗低，無(wú)中繼通信距離長(zhǎng)。當(dāng)光波長(zhǎng)λ=1.55um時(shí)，衰減有最低點(diǎn)，可低達(dá)0.2dB/km，接近理論值。這樣中繼數(shù)量減少，成本低，通信質(zhì)量高。③ 節(jié)約銅（鋁）和鉛。

④ 抗干擾能力強(qiáng)，保密性能好（不受電磁，強(qiáng)點(diǎn)干擾）。⑤ 光纜耐腐蝕，重量輕，體積?。ㄕ加每臻g小，攜設(shè)方便）。（2）技術(shù)優(yōu)勢(shì)

①頻帶極寬，通信容量大，光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，長(zhǎng)波長(zhǎng)窗口，單模光纖具有幾十GHz/km的寬帶。對(duì)于單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)，由于終端設(shè)備的電子瓶頸效應(yīng)，而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢(shì)。通常采用各種復(fù)雜技術(shù)來(lái)增加傳輸?shù)娜萘?，特別是現(xiàn)在的密集波分復(fù)用技術(shù)極大地增加了光纖的傳輸容量。采用密集波分復(fù)用技術(shù)可以擴(kuò)大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目/前，單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbit/s——10Gbit/s,采用密集波分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)的多波長(zhǎng)傳輸系統(tǒng)的傳輸速率已經(jīng)達(dá)到單波長(zhǎng)傳輸系統(tǒng)的數(shù)百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的首選介質(zhì)。

②損耗低，中繼距離長(zhǎng)。目前，商品石英光纖損耗可低于0.2dB/km,這樣的傳輸損耗比其他任何傳輸介質(zhì)的損耗都低；若將來(lái)采用非石英系統(tǒng)極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降得更低。這意味著通過(guò)光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無(wú)中繼距離；對(duì)于一個(gè)長(zhǎng)途傳輸線路，由于中繼站數(shù)目的減少，系統(tǒng)成本和復(fù)雜性可大大降低。目前，由石英光纖組成的光纖通信系統(tǒng)最大中繼距離可達(dá)200多千米，由非石英系統(tǒng)極低損耗光纖組成的通信系統(tǒng)長(zhǎng)至數(shù)萬(wàn)千米，這對(duì)于降低通信系統(tǒng)的成本，提高可靠性和穩(wěn)定性具有特別的意義。

③抗電磁干擾能力強(qiáng)。光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之想聯(lián)系的一個(gè)重要特性是光波導(dǎo)對(duì)電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽(yáng)黑子活動(dòng)的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓高壓輸電線平行架設(shè)或與電力導(dǎo)體復(fù)合構(gòu)成復(fù)合光纜。這一點(diǎn)對(duì)于強(qiáng)電領(lǐng)域（如電力傳輸線路和電氣化鐵道）的通信系統(tǒng)特別有利。由于能免除電磁脈沖效應(yīng)，光纖傳輸系統(tǒng)還特別適合于軍事應(yīng)用。

④對(duì)電氣絕緣。光纖是用玻璃材料構(gòu)造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔(dān)心接地回路。光纖之間的串?dāng)_非常小，設(shè)備接口問(wèn)題也簡(jiǎn)化了。特別生死光纖在電氣危險(xiǎn)環(huán)境中廣泛應(yīng)用，因?yàn)樗粫?huì)產(chǎn)生電弧和火化。

⑤ 無(wú)串音干擾，保密性好。在電波傳輸?shù)倪^(guò)程中，電磁波的泄漏會(huì)造成各傳輸通道的串?dāng)_，而容易被竊聽(tīng)，保密性差。光波在光纖中傳輸，因?yàn)楣庑盘?hào)被完善地限制在光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，而任何泄漏的射線都被環(huán)繞光纖的不透明包層所吸收，即使在轉(zhuǎn)彎處，漏出的光波也十分微弱。這樣，即使光纜內(nèi)光纖總數(shù)很多，相鄰信通也不會(huì)出現(xiàn)串音干擾，同時(shí)在光纜外面也無(wú)法竊聽(tīng)到光纖中傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

⑥ 光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)。光纖的芯徑很細(xì)，約為0.1mm，由多芯光纖組成光纖的直徑也很小，8芯光纜的橫截面積約為10mm，而標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜為47mm。這樣采用光纜作為傳輸信通，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決了地下管道擁擠的問(wèn)題，節(jié)約了地下管道建設(shè)投資。此外，光纖的重量輕，柔韌性好，光纜的重量要比電纜輕得多，在飛機(jī)、宇宙飛船和人造衛(wèi)星上使用光纖通信可以減輕飛機(jī)、輪船、飛船的重量，顯得更有意義。除此之外，光纖柔軟可繞，容易成束，能得到直徑小的高密度光纜。⑦ 光纖的原材料資源豐富，成本低，無(wú)資源問(wèn)題，節(jié)省金屬材料。光纖的材料主要是石英，全球取之不盡、用之不竭的原材料；而電纜的主要材料是銅，銅的儲(chǔ)藏量不多，用光纖取代光纜，可節(jié)約大量金屬材料，具有合理使用地球資源的重大意義。

⑧ 溫度穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)。與銅線和同軸電纜相比，光纖的溫度系數(shù)極小，其傳輸特性基本不隨溫度而變，故光纖傳輸系統(tǒng)十分穩(wěn)定可靠，而且不易老化。

⑨ 便于采用多種復(fù)用技術(shù)。有光纖通信系統(tǒng)組成的通信主干線路可以采用空分復(fù)用、波分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用和頻分復(fù)用來(lái)擴(kuò)充系統(tǒng)的容量，節(jié)省了資源。

缺點(diǎn)①質(zhì)地脆，機(jī)械強(qiáng)度低，容易斷裂，所以對(duì)施工要求很高。②要有較好的切斷、連接技術(shù)，光纖熔斷與連接要有專門(mén)的設(shè)備、技術(shù)及連接器件，如光纖對(duì)準(zhǔn)器等。

③要有較好的檢測(cè)技術(shù)，由于光纜鋪設(shè)很長(zhǎng)距離，每根光纖的對(duì)應(yīng)與連通性是需要檢測(cè)的，還有光纖光纜從制造到施工、應(yīng)用、維修、維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)都需要檢測(cè)，包括波長(zhǎng)，容量，接連性及信通衰減等參數(shù)的檢測(cè)。由于有些參數(shù)的敏感程度高，因此需要很好的檢測(cè)技術(shù)與檢測(cè)設(shè)備。

④分路、耦合比較麻煩。由于光纖不像電纜那樣容易接讀，光的方向性非常專一，因此分路與耦合需要專門(mén)的技術(shù)和設(shè)備。

3、光纖通信的發(fā)展與現(xiàn)狀（1）光纖

1996年，英籍華人高錕和kockham從理論上證明了用玻璃可以制成衰減為20dB/km的通信光導(dǎo)纖維。

1970年，美國(guó)康寧玻璃公司首先制造出衰減為20dB/km的光纖。1974年，光纖的衰減已降低到2dB/km。

1980年，長(zhǎng)波長(zhǎng)窗口的衰減低達(dá)0.2dB/km，接近理論值。（2）光源

要實(shí)現(xiàn)光纖通信，還需要適當(dāng)?shù)墓庠础?/p>

1970年研制出室溫下連續(xù)運(yùn)行的激光器和發(fā)光二極管，特別是長(zhǎng)波長(zhǎng)（1.3um、1.5um）激光器和發(fā)光二極管的研制成功，為實(shí)現(xiàn)光纖通信奠定了基礎(chǔ)。（3）光通信系統(tǒng)

第一代光通信系統(tǒng)：1977年，在美國(guó)芝加哥距離7km的電話局間首次實(shí)現(xiàn)了光通信傳輸系統(tǒng)，光波長(zhǎng)為0.85um。第二代光通信系統(tǒng)：1981年，實(shí)現(xiàn)了局間使用1.3um多模光纖的通信系統(tǒng)。

第三代通信系統(tǒng)：1984年，實(shí)現(xiàn)了局間使用1.3um多單模光纖的通信系統(tǒng)，廣泛用于長(zhǎng)途和跨洋通信。第四代光通信系統(tǒng)：20世紀(jì)80年代中期又實(shí)現(xiàn)使用1.5um多半模光纖的通信系統(tǒng)。

近年來(lái)，SDH體制形成的光傳送網(wǎng)被廣泛使用。各種波分復(fù)用（WDM）和光時(shí)分復(fù)用（OTDM）系統(tǒng)進(jìn)一步提高了傳輸容量，相干光通信、光孤子通信和集成光學(xué)有了一定的進(jìn)展。人們期待著新一代光纖通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。（4）我國(guó)光纖通信的現(xiàn)狀

光纖通信由于超高速、低誤碼、高可靠、價(jià)格低廉，已成為信息的最重要傳輸手段和信息社會(huì)的還重要基礎(chǔ)設(shè)施。1986年建立了國(guó)內(nèi)第一條光纜干線——寧漢光纜。1999年建成八縱八橫光纜骨干網(wǎng)。（5）光纖通信的發(fā)展

光纖通信的發(fā)展史雖然只有二三十年，但由于它無(wú)比的優(yōu)越性，使它成為了現(xiàn)代化通信網(wǎng)絡(luò)中最為重要的傳輸媒介。總體來(lái)說(shuō)，光纖通信的發(fā)展大致分為4個(gè)階段。第一階段（1966——1976年）是沖基礎(chǔ)研究到商業(yè)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)時(shí)期。這個(gè)時(shí)期中，出現(xiàn)了短波長(zhǎng)（850nm）低速率（34或45Mb/s）多模光纖通信系統(tǒng)，無(wú)中繼傳輸距離約為10km。

第二階段（1976——1986年）是以提高傳輸速率和增加傳輸距離為研究目標(biāo)的大力推廣應(yīng)用的大發(fā)展時(shí)期。在這個(gè)時(shí)期，光纖從多模發(fā)展到單模，工作波長(zhǎng)從短波長(zhǎng)（850nm）發(fā)展到長(zhǎng)波（1310nm和1550nm），實(shí)現(xiàn)了工作波長(zhǎng)為1310nm，傳輸速率為140—565Mb/s的單模光纖通信系統(tǒng)，無(wú)中繼傳輸距離為50到100km。

第三階段（1986——1996年）是以超大容量超長(zhǎng)距離為目標(biāo)，全面深入開(kāi)展新技術(shù)研究的事情。在這個(gè)時(shí)期，出現(xiàn)了1550nm色散位移單模光纖通信系統(tǒng)。采用外調(diào)制技術(shù)，傳輸速率可達(dá)2.5-10Gb/s，無(wú)中繼傳輸距離可達(dá)100—150km，實(shí)驗(yàn)室可以達(dá)到更高水平。

第四階段（1996年至今）是采用光放大器，波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)的超長(zhǎng)距離的光弧子通信系統(tǒng)的時(shí)期。具體來(lái)講國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r：

20世紀(jì)60年代中期，所研制的最好的光纖損耗在400dB以上。1966年英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)電信研究所高錕及Hockham從理論上預(yù)言光纖損耗可降至20dB/km以下。日本于1969年研制出第一根通信用光纖損耗為100dB/km。1970年康寧公司（Corning）采用“粉末法”先后獲得了損耗低于20dB/km和4dB/km的低損耗石英光纖。1974年貝爾實(shí)驗(yàn)室（Bell）采用改進(jìn)的化學(xué)汽相沉積法制出性能優(yōu)于康寧公司的光纖產(chǎn)品。到1979年，摻鍺石英光纖在1.55μm處的損耗已經(jīng)降到0.2dB/km，這一數(shù)值已經(jīng)十分接近由Rayleigh散射所決定的石英光纖理論損耗極限。國(guó)內(nèi)光纖通信的發(fā)展：

1963年 開(kāi)始光通信的研究。1977年，第一根短波長(zhǎng)(0.85mm)階躍型石英光纖問(wèn)世，損耗 為300dB/km。1978年，階躍光纖的衰減降至5dB/km。研制出短波長(zhǎng)多模梯度光纖，即G.651光纖。1979年，研制出多模長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖，衰減為1dB/km。建成5.7 km、8Mb/s光通信系統(tǒng)試驗(yàn)段。1980年 1300nm窗口衰減降至0.48dB/km，1550nm窗口衰減為0.29dB/km。1981年多模光纖活動(dòng)連接器進(jìn)入實(shí)用。1984年 武漢、天津34Mb/s市話中繼光傳輸系統(tǒng)工程建成(多模)。1990年，研制出G.652標(biāo)準(zhǔn)單模光纖，最小衰減達(dá)0.35dB/km。1992年降至0.26dB/km。（4）光纖通信的發(fā)展前景

①新一代光纖：隨著社會(huì)發(fā)展的需要已經(jīng)出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖，即非零色散光纖（G.655）和全波光纖。

②超高速系統(tǒng)：傳統(tǒng)光纖通信的發(fā)展始終按照電的時(shí)分復(fù)用（TDM）方式進(jìn)行，而如今要滿足社會(huì)發(fā)展需要，光纖通信應(yīng)該按照光的時(shí)分復(fù)用方式進(jìn)行。

③超大容量WDM系統(tǒng)：如果將多個(gè)發(fā)送波長(zhǎng)適當(dāng)錯(cuò)開(kāi)的光源信號(hào)同時(shí)在一路光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復(fù)用(WDM)的基本思路。

④全光網(wǎng)絡(luò)：WDM波分復(fù)用技術(shù)的實(shí)用化，提供了利用光纖帶寬的有效途徑，使大容量光纖傳輸技術(shù)取得了突破性進(jìn)展。點(diǎn)到點(diǎn)之間的光纖傳輸容量的提高，為高速大容量寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的傳輸提供了有效途徑，而傳輸容量的飛速增長(zhǎng)對(duì)現(xiàn)存看交換系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生了壓力。全光網(wǎng)絡(luò)是指信號(hào)只是在進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)時(shí)才進(jìn)行電/光和光/電的變換，而在網(wǎng)絡(luò)中傳輸和交換的過(guò)程中始終以光的形式存在。因?yàn)樵谡麄€(gè)傳輸過(guò)程中沒(méi)有電的處理，所以PDH、SDH、ATM等各種傳送方式均可使用，提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。

4、結(jié)束語(yǔ)

光纖通信的應(yīng)用給人們帶來(lái)了一場(chǎng)信息的革命。是整個(gè)社會(huì)進(jìn)入了一個(gè)信息高速發(fā)展的時(shí)代。而光纖通信帶給我們的不僅僅是高速，還有更為客觀的前景，它將帶給我們無(wú)盡的方便。電話網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在不遠(yuǎn)的未來(lái)，即將由光纖通信的發(fā)展而更好的結(jié)合，那將是光纖通信給人們帶來(lái)的第二次震撼。從光纖通信問(wèn)世到現(xiàn)在，光傳輸?shù)乃俾室灾笖?shù)增長(zhǎng)，光傳輸?shù)乃俾试谶^(guò)去的10年中大約提高了100倍。層出不窮的光通信新技術(shù)將成為市場(chǎng)復(fù)蘇的源泉，而人類對(duì)通信容量的無(wú)止境需求將是市場(chǎng)恢復(fù)的原動(dòng)力。隨著光通信技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，必將對(duì)21世紀(jì)通信行業(yè)的進(jìn)步，乃至整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。

通過(guò)本次光纖通信技術(shù)的學(xué)習(xí)，我初步了解了光纖通信的發(fā)展歷程：從我國(guó)的高錕博士提出光纖傳輸?shù)南嚓P(guān)理論，到以日本、美國(guó)為首的發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)出各種類型的光纖，再到光纖產(chǎn)業(yè)的形成經(jīng)歷了一個(gè)比較短的過(guò)程。在光纖的發(fā)展過(guò)程中分為兩個(gè)方向：一個(gè)是光纖通信；另一個(gè)就是光纖傳感。光纖通信主要是利用光纖傳輸信息的可靠性，大容量性為主，而光纖傳感主要利用了光纖的一些優(yōu)缺點(diǎn)。

同時(shí)，我也進(jìn)一步了解了光纖通信的工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)、以及光纖技術(shù)在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。光纖技術(shù)在各種惡劣的環(huán)境——煤礦、隧道、高溫監(jiān)測(cè)中的成功應(yīng)用給我留下了深刻的影響，同時(shí)我還對(duì)科學(xué)工作者總是親自去每一個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)、身先士卒、刻苦科研的精神表示深深的敬佩，使我了解到僅僅通過(guò)書(shū)籍資料，他人的經(jīng)歷是無(wú)法深刻地，客觀地了解問(wèn)題的本質(zhì)，只有親自去動(dòng)手去摸，親自去了解各種問(wèn)題，才能更好的為科研提供幫助，更好的解決問(wèn)題。我相信這種精神會(huì)使我在以后的學(xué)習(xí)工作中受益匪淺！在今后的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過(guò)程中，我們會(huì)不懈努力，不斷提高自己，無(wú)論何時(shí)遇到問(wèn)題不能退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，然后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能獲得成功，才能在今后的道路上劈荊斬棘。

第五篇：光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)

武漢東湖學(xué)院

學(xué)習(xí)《光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)》講座有感

講課老師：樊志剛

專業(yè)：14光電信息科學(xué)與工程

班級(jí)：一班

姓名：魏寧

學(xué)號(hào)：2014040461009

學(xué)習(xí)《光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)》講座有感

如今進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，光纖通信以傳輸速度快，通信容量大，中繼距離長(zhǎng)，保密性好等優(yōu)勢(shì)逐漸成為現(xiàn)如今的主要傳輸方式。作為一名大三學(xué)生，進(jìn)行了為期一學(xué)期的光纖通信學(xué)習(xí)，在樊老師的悉心講解，我對(duì)光纖通信的發(fā)展有了以下總結(jié): 早在中國(guó)古代就用“烽火臺(tái)”報(bào)警，歐洲人用旗語(yǔ)傳送信息。1880年，美國(guó)貝爾發(fā)明了用光波作載波傳送話音的“光電話”。貝爾光電話是現(xiàn)代光通信的雛形。1960年，梅曼發(fā)明第1臺(tái)紅寶石激光器，給光通信帶來(lái)了新希望。同期，美國(guó)麻省理工學(xué)院利用He-Ne激光器和CO2激光器進(jìn)行了大氣激光通信試驗(yàn)。1966年，英籍華人高錕和霍克哈姆發(fā)表了關(guān)于傳輸介質(zhì)新概念論文，指出用光纖進(jìn)行信息傳輸可能性和技術(shù)途徑，奠定了現(xiàn)代光通信——光纖通信基礎(chǔ)。

光纖通信發(fā)展可以大致分為三個(gè)階段：第一階段（1966-1976），這是從基礎(chǔ)研究到商業(yè)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)時(shí)期。第二階段（1976-1986），這是以提高傳輸速率和增加傳輸距離為研究目標(biāo)和大力推廣應(yīng)用的大發(fā)展時(shí)期。第三階段（1986-1996），這是以超大容量超長(zhǎng)距離為目標(biāo)、全面深入開(kāi)展新技術(shù)研究的時(shí)期。

光纖通信有很多優(yōu)點(diǎn)：比如容許頻帶很寬、傳輸容量很大、損耗很小、中繼距離很長(zhǎng)且誤碼率很小、重量輕、體積小、抗電磁干擾性能好、泄漏小、保密性能好、節(jié)約金屬材料、有利于資源合理使用等。如果把通信線路比作馬路，那么應(yīng)該說(shuō)是通信線路的頻帶越寬，容許傳輸?shù)男畔⒃蕉?，通信容量就越大。載波頻率越高，頻帶寬度越寬。光通信利用的傳輸媒質(zhì)-光纖，可以在寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)獲得很小的損耗。目前，光纖通信系統(tǒng)使用的光纖多為石英光纖，此類光纖在1.55μm波長(zhǎng)區(qū)損耗可低到0.18dB/km，比已知其他通信線路損耗都低得多，故由其組成的光纖通信系統(tǒng)中繼距離也較其它介質(zhì)構(gòu)成系統(tǒng)長(zhǎng)得多。光纖通信抗干擾原因一是光纖屬絕緣體，不怕雷電和高壓；二是傳輸頻率極高光波，各種干擾源頻率一般都較低，干擾不了高頻光。另一種重要干擾源是原子輻射。

目前光纖通信在眾多領(lǐng)域都有應(yīng)用。如：通信網(wǎng)、構(gòu)成因特網(wǎng)的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)、有線電視網(wǎng)的干線和分配網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)光纖接入網(wǎng)。應(yīng)用于電力系統(tǒng)的監(jiān)視、控制和管理由于使用了光纖，不受強(qiáng)電磁干擾，不僅信息傳輸量增大，而且工作更加可靠。傳輸信息用的光纖，可以放在輸電線、地線的中心，不受干擾，施工方便。用電設(shè)備觀測(cè)雷擊很困難，因?yàn)槔讚魧?duì)電設(shè)備也可能造成破壞。而用光纖卻可以直接觀測(cè)雷擊現(xiàn)象，觀測(cè)裝置由檢測(cè)器、光纖和觀測(cè)記錄儀等組成。雷擊時(shí)位于鐵塔上的檢測(cè)器產(chǎn)生瞬間高電壓，由于是光纖傳輸，對(duì)觀測(cè)記錄儀不會(huì)造成影響。電監(jiān)控系統(tǒng)信號(hào)為電信號(hào)，在含瓦斯高礦井中易引起爆炸。故如考慮安全因素，電信號(hào)功率不能太大，這又導(dǎo)致傳輸距離受限。若采用光纖系統(tǒng)，很多設(shè)備可無(wú)源化，即保證了安全，又能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控。在軍事領(lǐng)域戰(zhàn)術(shù)通信主要有兩種系統(tǒng)：一種是本地分配系統(tǒng)，包括戰(zhàn)地指揮所的布線，兵器之間的連接，野戰(zhàn)計(jì)算機(jī)的互連，以及基地信息傳輸系統(tǒng)等；一種是長(zhǎng)距離戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)。水下通信系統(tǒng)是掃雷艦與浮游載體間數(shù)據(jù)傳輸線路。掃雷艦主要任務(wù)是清掃航道水雷，利用浮游載體掃雷最為安全而可靠。掃雷艦與浮游載體間連著 3根光纖：一根光纖把水下浮游載體探測(cè)到的聲納信號(hào)和遙測(cè)信號(hào)傳給艦船；另一根光纖用來(lái)傳輸艦船給水下浮游載體控制信息；第三根光纖備用。光纖反潛戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)，也就是把光纖傳輸線路與水聽(tīng)器相連，把監(jiān)測(cè)到的敵潛聲音信號(hào)通過(guò)光纖傳輸?shù)脚炆匣虬渡闲畔⑻幚碇行模员愦_定作戰(zhàn)方案。光纖用于水下通信，探測(cè)的靈敏度高，傳輸?shù)男畔⒘看?，抗各種干擾的能力強(qiáng)，而且重量輕、浮力大。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域利用傳光束的照明器和測(cè)氧計(jì)、利用傳像束的內(nèi)窺鏡、激光手術(shù)刀等。

光纖是由中心的纖芯和外圍包層同軸組成圓柱形細(xì)絲。纖芯折射率比包層稍高，損耗比包層更低，光能量主要在纖芯內(nèi)傳輸。包層為光傳輸提供反射面和光隔離，并起一定機(jī)械保護(hù)作用。光纖種類很多，本學(xué)期我們學(xué)習(xí)了作為信息傳輸波導(dǎo)用的油高純度石英制成的光纖。實(shí)用光纖主要有三種基本類型，第一：突變型多模光纖。第二：漸變型多模光纖。第三：?jiǎn)文９饫w。相對(duì)于單模光纖而言，突變型和漸變型光纖芯直徑都很大，可容納數(shù)百個(gè)模式，故稱為多模光纖。有源器件包括光源、光檢測(cè)器和光放大器，這些器件是光發(fā)射機(jī)、光接收機(jī)和光中繼器的關(guān)鍵器件，和光纖一起決定基本光纖傳輸系統(tǒng)水平。光無(wú)源器件主要有連接器、耦合器、波分復(fù)用器、調(diào)制器、光開(kāi)關(guān)和隔離器等，這些器件對(duì)光纖通信系統(tǒng)構(gòu)成、功能擴(kuò)展和性能提高都是不可缺少的。光源是光發(fā)射機(jī)關(guān)鍵器件，其功能是把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。目前光纖通信廣泛使用光源主要有半導(dǎo)體激光二極管或稱激光器和發(fā)光二極管，有些場(chǎng)合也使用固體激光器。一個(gè)完整光纖通信系統(tǒng)，除光纖、光源和光檢測(cè)器外，還需要許多其它光器件，特別是無(wú)源器件。這些器件對(duì)光纖通信系統(tǒng)構(gòu)成、功能擴(kuò)展或性能提高都是不可缺少的。雖然對(duì)各種器件的特性有不同的要求，但普遍要求插入損耗小、反射損耗大、工作溫度范圍寬、性能穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)、體積小、價(jià)格便宜，許多器件還要求便于集成。

光纖大容量數(shù)字傳輸目前用同步時(shí)分復(fù)用(TDM)技術(shù)，復(fù)用又分為若干等級(jí)，因而先后有兩種傳輸體制：準(zhǔn)同步(PDH)和同步數(shù)字系列(SDH)。PDH早在1976年就實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，目前還大量使用。隨光纖通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，PDH遇到了許多困難。SDH解決了PDH存在問(wèn)題，是一種比較完善的傳輸體制，已得到大量應(yīng)用。該體制不僅適用于光纖信道，也適用于微波和衛(wèi)星干線傳輸。隨著技術(shù)進(jìn)步和社會(huì)對(duì)信息需求，數(shù)字系統(tǒng)傳輸容量不斷提高，網(wǎng)絡(luò)管理和控制要求日益重要，寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展，迫切需要建立在世界范圍內(nèi)統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡(luò)。在這種形勢(shì)下，現(xiàn)有PDH許多缺點(diǎn)也逐漸暴露出來(lái)，主要有：北美、西歐和亞洲所用三種數(shù)字系列互不兼容，無(wú)世界統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)光接口，使得國(guó)際電信網(wǎng)建立及網(wǎng)絡(luò)營(yíng)運(yùn)、管理和維護(hù)十分復(fù)雜和困難。各種復(fù)用系列都有其相應(yīng)的幀結(jié)構(gòu)，使網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)缺乏靈活性，不能適應(yīng)電信網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)大、技術(shù)不斷更新的要求。由于低速率信號(hào)插入到高速率信號(hào)，或從高速率信號(hào)分出，都必須逐級(jí)進(jìn)行，不能直接分插，因而復(fù)接/分接設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，上下話路價(jià)格昂貴。與PDH相比，SDH有下列特點(diǎn)：SDH用世界上統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率等級(jí)。SDH各網(wǎng)絡(luò)單元光接口有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。SDH幀結(jié)構(gòu)中，豐富開(kāi)銷比特用于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、維護(hù)和管理，便于實(shí)現(xiàn)性能監(jiān)測(cè)、故障檢測(cè)和定位、故障報(bào)告等管理功能。用數(shù)字同步復(fù)用技術(shù)，最小復(fù)用單位為字節(jié)，不必進(jìn)行碼速調(diào)整，簡(jiǎn)化了復(fù)接分接的實(shí)現(xiàn)設(shè)備，由低速信號(hào)復(fù)接成高速信號(hào)，或從高速信號(hào)分出低速信號(hào)，不必逐級(jí)進(jìn)行。用數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC可對(duì)各種端口速率進(jìn)行可控連接配置，對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行自動(dòng)調(diào)度和管理，既提高了資源利用率，又增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)抗毀性和可靠性。SDH用DXC后，大大提高網(wǎng)絡(luò)靈活性及對(duì)各種業(yè)務(wù)量變化適應(yīng)能力，使現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)提高到一個(gè)嶄新的水平。

以上即是我聽(tīng)完樊老師的《光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)》講座后的心得體會(huì)。