第一篇：光纖通信期末論文

光時(shí)分復(fù)用技術(shù)

摘要：光時(shí)分復(fù)用技術(shù)是提高光纖通信容量的一個(gè)重要手段，還是全光網(wǎng)絡(luò)的一種重要技術(shù)方案。本文對(duì)光時(shí)分復(fù)用技術(shù)進(jìn)行了介紹，并展望了其發(fā)展前景。關(guān)鍵詞光纖通信光時(shí)分復(fù)用全光網(wǎng)絡(luò)

1引言

光纖通信已有30多年的發(fā)展史。在這30多年里，光纖通信技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，但是光纖的巨大容量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有被利用起來(lái)，理論上，光纖可以提供25000 GHz的帶寬。傳統(tǒng)的電的時(shí)分復(fù)用（TDM）技術(shù)目前在實(shí)驗(yàn)室可以達(dá)到40Gbit／s的水平，但是由于電子遷移速率的限制，采用這種方法進(jìn)一步提高速率已經(jīng)十分困難。目前有兩種技術(shù)可以提高光纖的傳輸容量，一種是光波分復(fù)用（WDM）技術(shù)，一種是光時(shí)分復(fù)用（OTDM）技術(shù)，前者是通過(guò)增加單根光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)來(lái)提高光纖的傳輸容量，后者是提高單信道的速率。目前采用WDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)的最高速率已達(dá)2.6Tbit／S，而OTDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)的單信道最高速率達(dá)640Gbit/s。

但是和WDM相比，OTDM技術(shù)還很不成熟，很多的器件尚處于實(shí)驗(yàn)室的研究階段。OTDM之所以引起人們的很大興趣，主要原因有兩個(gè)：一是它可以克服WDM的一些固有的缺點(diǎn)，如：放大器級(jí)聯(lián)產(chǎn)生的增益特性的不平坦。光纖非線性的限制等等；二是OTDM技術(shù)被認(rèn)為是一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將來(lái)的網(wǎng)絡(luò)必將是采用全光交換和全光路由選擇的全光網(wǎng)絡(luò)，（OTDM）的一些特點(diǎn)使它作為將來(lái)的全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案更具吸引力。

WDM和OTDM并不是互不兼容相互對(duì)立的技術(shù)，它們可以共存于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，因?yàn)閱慰縒DM或OTDM來(lái)提高光纖通信系統(tǒng)容量的能力是有限的。實(shí)際上，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。

2光時(shí)分復(fù)用技術(shù)

光時(shí)分復(fù)用的原理和電時(shí)分復(fù)用相同，電時(shí)分復(fù)用由于受到電子速率極限的限制，速率不可能很高，于是人們自然想到了直接在光域上進(jìn)行時(shí)分復(fù)用的方法。超短脈沖光源在時(shí)鐘的控制下產(chǎn)生重復(fù)頻率為時(shí)鐘頻率的超短光脈沖，該超短光

脈沖經(jīng)摻餌光纖放大器（EDFA）放大后分成N路，每路光脈沖由各支路信號(hào)單獨(dú)調(diào)制，調(diào)制后的信號(hào)經(jīng)過(guò)不同的時(shí)延后用合路器合并成一路高速OTDM信號(hào)，完成復(fù)用功能。假設(shè)支路信號(hào)的速率為B，則復(fù)用后的OTDM信號(hào)速率為N×B。OTDM信號(hào)經(jīng)光纖傳輸?shù)竭_(dá)接收端后首先進(jìn)行時(shí)鐘提取，提取的時(shí)鐘作為控制信號(hào)送到解復(fù)用器解出各個(gè)支路信號(hào)，再對(duì)各個(gè)支路信號(hào)單獨(dú)接收。

一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的OTDM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：高重復(fù)頻率的超短脈沖光源；復(fù)用解復(fù)用技術(shù)；時(shí)鐘提取技術(shù)；高速信號(hào)傳輸技術(shù)。

2.1高重復(fù)頻率的超短脈沖光源

除了通常對(duì)光信號(hào)源穩(wěn)定性的要求外，超高速光時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)對(duì)所用的光信號(hào)源還有特別的要求。它要求脈沖寬度至少小于1／3碼元周期、而且脈沖沒有啁啾。目前，用于OTDM系統(tǒng)的光源主要有四種：鎖模光纖激光器、半導(dǎo)體鎖模激光器、分布反饋半導(dǎo)體激光器／電吸收調(diào)制器組合光源和增益開關(guān)半導(dǎo)體激光器。

鎖模光纖激光器可以產(chǎn)生重復(fù)頻率達(dá)40GHz、脈沖寬度小于3ps的超短光脈沖，而且它還具有重復(fù)頻率和波長(zhǎng)可調(diào)兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，可用于超高速的OTDM系統(tǒng)。這種光源的諧振腔由光纖環(huán)組成，腔長(zhǎng)很長(zhǎng)，主動(dòng)銷模是靠一個(gè)光調(diào)制器來(lái)完成，當(dāng)加在調(diào)制器上信號(hào)的頻率為諧振腔基模頻率的整數(shù)信時(shí)，就可達(dá)到鎖模的效果。

半導(dǎo)體鎖模激光器具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，它是通過(guò)鎖定基模的方法來(lái)達(dá)到鎖模的效果，可以達(dá)到數(shù)十GHz的重復(fù)頻率。采用外部控制措施，半導(dǎo)體鎖模激光器可以產(chǎn)生脈寬在1ps以下的光脈沖。

分布反饋半導(dǎo)體激光器／電吸收調(diào)制器組合光源和增益開關(guān)半導(dǎo)體激光器比較簡(jiǎn)單、較容易實(shí)現(xiàn)，目前在速率相對(duì)較低的OTDM系統(tǒng)中應(yīng)用比較廣泛。

2.2復(fù)用解復(fù)用技術(shù)

傳統(tǒng)的復(fù)用器由耦合器和光纖時(shí)延線組成。這種方法很簡(jiǎn)單，但很難保證產(chǎn)生的碼元間隔精確相等，而且溫度的改變將影響光纖時(shí)延線的長(zhǎng)度，使得碼元間隔隨溫度產(chǎn)生波動(dòng)。目前較好的方法是采用全光調(diào)制和光時(shí)鐘相結(jié)合的方案或采

用集成的方法。

OTDM解復(fù)用器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)高速光開關(guān)，主要有兩種類型：光電開關(guān)型解復(fù)用器和全光型解復(fù)用器。光電開關(guān)型解復(fù)用器速率較低，對(duì)于高速OTDM系統(tǒng)，一般采用全光解復(fù)用器。全光解復(fù)用器包括非線性光纖環(huán)鏡型解復(fù)用器（NOLM）、半導(dǎo)體光放大器環(huán)鏡型解復(fù)用器（SLALOM或TOAD）和半導(dǎo)體光放大器MaCh－Zhender干涉儀型解復(fù)用器（SOA－MZI），以及基于光纖或半導(dǎo)體光放大器中四波混頻的解復(fù)用器。

NOLM解復(fù)用器是利用光纖中的交叉相位調(diào)制效應(yīng)來(lái)完成解復(fù)用的功能，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開關(guān)速度高的優(yōu)點(diǎn)，目前在OTDM系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。半導(dǎo)體光放大器環(huán)鏡型解復(fù)用器和半導(dǎo)體光放大器Mach－Zhender干涉儀型解復(fù)用器則是利用半導(dǎo)體光放大器中的交叉相位調(diào)制來(lái)實(shí)現(xiàn)解復(fù)用功能，由于半導(dǎo)體光放大器的非線性效應(yīng)很大，所以需要的控制脈沖的能量小，而且結(jié)構(gòu)比較緊湊?；诠饫w或半導(dǎo)體光放大器中四波混頻的解復(fù)用器則是利用了光纖或半導(dǎo)體光放大器中的四波混頻效應(yīng)，它的速率可以很高。

2.3時(shí)鐘提取技術(shù)

OTDM的時(shí)鐘提取技術(shù)大體上可以分為三種類型：電時(shí)鐘提取、全光時(shí)鐘提取和光電鎖相環(huán)時(shí)鐘提取。OTDM系統(tǒng)電時(shí)鐘提取和電TDM中的時(shí)鐘提取方法相同，它采用一個(gè)高Q值的濾波器直接提取時(shí)鐘。這種方法比較簡(jiǎn)單，但是不適合用于高速OTDM系統(tǒng)中。

全光時(shí)鐘提取技術(shù)主要包括光有源或無(wú)源窄帶濾波器直接提取時(shí)鐘技術(shù)和注入鎖定時(shí)鐘提取技術(shù)。采用光窄帶濾波器提取的時(shí)鐘質(zhì)量不好，時(shí)間抖動(dòng)較大。注入領(lǐng)定時(shí)鐘提取技術(shù)適于提取位時(shí)鐘，而不適于提取幀時(shí)鐘。

光電鎖相環(huán)時(shí)鐘提取技術(shù)是一種比較好的時(shí)鐘提取技術(shù)，它利用一個(gè)光比特相位比較器將本地產(chǎn)生的光時(shí)鐘與人射光比特流鎖定。這種技術(shù)既利用了光學(xué)信號(hào)處理的高速性能，又利用了傳統(tǒng)的電子鎖相環(huán)的頻率和相位跟蹤特性，因此在高速OTDM傳輸系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。

2.4高速信號(hào)傳輸技術(shù)

對(duì)于高速OTDM信號(hào)，光纖的色散是限制其傳輸距離的主要因素，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單模光纖上，如果不采用相應(yīng)的補(bǔ)償和控制措施，40Gbit／s的信號(hào)只能傳輸4km。目前，主要有兩種高速光信號(hào)傳輸技術(shù)：一是光孤子技術(shù)，另一個(gè)是色散補(bǔ)償技術(shù)。

光孤子是具有特定形狀和特定功率的光脈沖，在傳輸過(guò)程中，光纖色散產(chǎn)生的脈沖展寬效應(yīng)和自相位調(diào)制產(chǎn)生的脈沖壓縮效應(yīng)正好完全抵消，從而可同時(shí)消除光纖色散和非線性的影響，脈沖可以傳輸很長(zhǎng)距離而不會(huì)變形。而色散補(bǔ)償主要是通過(guò)采用一段和光纖色散特性相反的色散介質(zhì)來(lái)抵消色散的影響，或?qū)π盘?hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理來(lái)消除或降低色散的影響。色散補(bǔ)償技術(shù)主要有三種：色散補(bǔ)償光纖、啁啾布喇格光纖光柵和中間光相位共軛補(bǔ)償技術(shù)，目前的研究取得了很大的進(jìn)展，有的已進(jìn)入實(shí)用階段。

隨著速率的進(jìn)一步提高，偏振模色散（PMD）和高階色散對(duì)光纖傳輸系統(tǒng)的性能的影響越來(lái)越突出，要實(shí)現(xiàn)超高速OTDM信號(hào)的長(zhǎng)距離傳輸，必須要對(duì)偏振模色散進(jìn)行補(bǔ)償。但是我們也應(yīng)注意到，這些補(bǔ)償方法不可能完全消除信號(hào)在傳輸過(guò)程中因色散、非線性、放大器噪聲等因素產(chǎn)生的畸變，所以在長(zhǎng)距離傳輸或大規(guī)模的全光網(wǎng)絡(luò)中，必要時(shí)應(yīng)對(duì)光脈沖進(jìn)行全光再生。

3.總結(jié)

從目前的研究情況看，OTDM存在三個(gè)研究發(fā)展方向：一個(gè)發(fā)展方向是研究更高速率的系統(tǒng)并和WDM相結(jié)合，目前OTDM的最高速率已達(dá)640 Gbit／S，OTDM和WDM相結(jié)合已實(shí)現(xiàn)了3Tbit／s的傳輸速率；第二個(gè)發(fā)展方向是OTDM實(shí)用化技術(shù)和比特間插的OTDM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，歐洲一直在從事40Gbit／S的OTDM系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)方面的研究工作，其中一些關(guān)鍵器件已接近實(shí)用；第三個(gè)方向是OTDM全光分組網(wǎng)絡(luò)，和電的分組交換網(wǎng)絡(luò)將代替電的電路交換網(wǎng)絡(luò)一樣，光的分組交換網(wǎng)絡(luò)將是全光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)發(fā)展方向，主要是美國(guó)在這方面作了大量的研究，英國(guó)電信目前也在進(jìn)行這方面的研究。

第二篇：光纖通信論文

光纖通信技術(shù)及應(yīng)用

摘要：

光纖通信技術(shù)在現(xiàn)代通信中處于關(guān)鍵的地位，是現(xiàn)代通信重要的支柱之一，對(duì)現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展有著至關(guān)重要的意義。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖通信技術(shù)在現(xiàn)代通信中的作用將越來(lái)越明顯。在光纖通信技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，本文結(jié)合光纖通信技術(shù)發(fā)展的實(shí)際情況，從光纖通信技術(shù)的概念及特點(diǎn)入手，著重探討光纖技術(shù)及光纖通信技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù) 特點(diǎn) 應(yīng)用

引言

所謂光纖通信，即是用光導(dǎo)纖維制成光纜，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬制的電纜，用程序控制的數(shù)字交換代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)電交換，用數(shù)字通信替代模擬通信。光纖通信是現(xiàn)代社會(huì)最重要的通信方式之一，其信息載體主要為光波，傳輸媒介主要為光纖。光纖通信作為技術(shù)革命中的新興技術(shù)，雖然問(wèn)世不過(guò)幾十年，卻已經(jīng)得到迅速發(fā)展，目前已進(jìn)入大規(guī)模推廣應(yīng)用時(shí)期。光纖通信技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)中起著至關(guān)重要的作用，是現(xiàn)代通信行業(yè)重要的支柱之一，對(duì)通信行業(yè)的生存和發(fā)展有著非常重要的意義。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代社會(huì)開始進(jìn)人一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，人們對(duì)光纖通信技術(shù)的需求將不斷增長(zhǎng)，未來(lái)光纖通信技術(shù)將發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，成為現(xiàn)代禮會(huì)標(biāo)志性的技術(shù)之一。

1.光纖通信技術(shù)的概念

光纖通信技術(shù)主要指運(yùn)用光導(dǎo)纖維實(shí)施傳輸信號(hào)，承載重要的信息，同時(shí)運(yùn)用光纖，使其作為傳輸媒介。光纖通信技術(shù)是現(xiàn)代社會(huì)最重要的一種通信方式，在通信行業(yè)中有著至關(guān)重要的作用。光纖主要用電氣絕緣體——玻璃材料制作而成的，因此無(wú)需擔(dān)心其可能由于接地原因而出現(xiàn)回路現(xiàn)象，因?yàn)楣饩€的芯比較細(xì)小，因此必須選擇多芯構(gòu)成光纜，光纜是信息傳輸?shù)闹匾ǖ溃M(jìn)而形成占用空間較小的傳輸系統(tǒng)。

2.光纖通信技術(shù)簡(jiǎn)介

2.1 光纖通信各種技術(shù)簡(jiǎn)析

1、光纖通信技術(shù)中的波分復(fù)用技術(shù)。即WDM，充分利用了單模光纖低損耗區(qū)的優(yōu)勢(shì)，獲得了大的寬帶資源。波分復(fù)用技術(shù)基于每一信道光波的頻率和波長(zhǎng)不同等情況出發(fā)，把光纖的低損耗窗口規(guī)劃為許多個(gè)單獨(dú)的通信管道，并在發(fā)送端設(shè)置了波分復(fù)用器，將波長(zhǎng)不同的信號(hào)集合到一起送入單根光纖中，再進(jìn)行信息的傳輸，而接收端的波分復(fù)用器把這些承載著多種不同信號(hào)的、波長(zhǎng)不同的光載波再進(jìn)行分離。

2、光纖通信技術(shù)中的光纖接入技術(shù)。光纖接入網(wǎng)技術(shù)是信息傳輸技術(shù)的一個(gè)嶄新的嘗試，它實(shí)現(xiàn)了普遍意義上的高速化信息傳輸，滿足了廣大民眾對(duì)信息傳輸速度的要求，主要由寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)和用戶接入兩部分組成。其中后者起著更為關(guān)鍵的作用，作為光纖寬帶接入的最后環(huán)節(jié)。負(fù)責(zé)完成光接入的重要任務(wù)，基于光纖寬帶的相關(guān)特性，為通信接收端的用戶提供了所需的不受限制的帶寬資源。

3、光纖通信技術(shù)中光傳輸與交換技術(shù)的融合。基于上述光接入網(wǎng)通訊技術(shù)的成熟發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的核心架構(gòu)已經(jīng)正在日新月異的變化發(fā)展著，在交換和傳輸兩方面來(lái)講也都早已進(jìn)行了好幾代的更新。光接入網(wǎng)技術(shù)和光傳輸與交換技術(shù)的融合技術(shù)，前者較在技術(shù)應(yīng)用上有了一些技術(shù)上改進(jìn)，從而也就提高了全網(wǎng)的進(jìn)一步有效發(fā)展。

4、新一代的光纖在光纖通信技術(shù)中的應(yīng)用。傳統(tǒng)意義上的G652單模光纖已經(jīng)在長(zhǎng)距離且超高速的傳送網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中表現(xiàn)出了力不從心的缺點(diǎn)，新一代光纖的研究已成為當(dāng)務(wù)之需，在目前普遍需求的干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的背景下，基于不同的發(fā)展需要，已經(jīng)發(fā)展出了兩種新一代光纖一非零色散光纖和全波光纖。2.2 光纖通信的基本構(gòu)成 2.2.1 光纖：

光纖由纖芯、包層與涂層三大部分組成。光纖按模式分為多模光纖和單模光纖，對(duì)于公用通信網(wǎng)的骨干網(wǎng)，包括市內(nèi)骨干網(wǎng)、接入網(wǎng)的光纖線路，需要使用單模光纖；專用的局域網(wǎng)和其它短距離光纖線路使用多模光纖。光纖的工作波長(zhǎng)有短波長(zhǎng)和長(zhǎng)波長(zhǎng)，短波長(zhǎng)是0.85μm，長(zhǎng)波長(zhǎng)則是1.31μm和1.55μm兩種。光纖的損耗在1.31μm為0.35dB/km，在1.55μm為0.20dB/km。波長(zhǎng)1.31μm光纖的色散為零，而波長(zhǎng)1.55μm光纖有最低損耗卻有不小的色散（Chromaticdispersion，簡(jiǎn)寫dispersion)，對(duì)長(zhǎng)距離、高速率脈沖信號(hào)傳輸有限制。經(jīng)重新設(shè)計(jì)的光纖，使零色散波長(zhǎng)從1.31μm移位至1.55μm，這樣的單模光纖就稱為‘色散移位光纖’，簡(jiǎn)寫DSF（dispersionshiftedfiber）。為了充分發(fā)展WDM/DWDM系統(tǒng)，應(yīng)用波長(zhǎng)1.55μm存在小量的色散恰恰足夠抵消FWM（四波混頻）的影響，稱為‘非零色散光纖’，簡(jiǎn)寫NZDF（non-zerodispersionfiber）。2.2.2 光源： 光源是光纖通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵光子器件。光纖通信對(duì)光源器件的要求工作壽命長(zhǎng)（光源器件壽命的終結(jié)是指其發(fā)光功率降低到初始值的一半或者其閾值電流增大到其初始值的二倍以上）、體積小、重量輕。常見的光源器件有激光二極管（LD）和發(fā)光二極管（LED）兩種。O.5μm短波長(zhǎng)光源常采用GaAlA/GaAs雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)，而長(zhǎng)波長(zhǎng)1.3～1.55μm則采用InGaAsP/lnp隱理式異質(zhì)結(jié)構(gòu)。而WDM系統(tǒng)須利用長(zhǎng)波長(zhǎng)光源器件，它不僅要求激光管的發(fā)射波長(zhǎng)高度穩(wěn)定，保證器件與波導(dǎo)之間實(shí)現(xiàn)最佳耦合，插入損耗小，同時(shí)要求能把多路激光管和必要的附屬電路集成在同一芯片上，使得多路光載波信號(hào)能夠在一根光纖中加以傳輸。近年來(lái)研制的多波長(zhǎng)光源器件主要是把多路激光管排成陣列，連同一個(gè)導(dǎo)形耦合器，利用硅的“平面光路”平臺(tái)技術(shù)制成混合集成光組件，其結(jié)構(gòu)趨于采用光纖光柵的外腔激光管結(jié)構(gòu)。2.2.3 光檢測(cè)器：

光檢測(cè)器件通過(guò)光/電轉(zhuǎn)換將信號(hào)通信信息從光波中分離檢測(cè)出來(lái)。光檢測(cè)器件的要求靈敏度高、響應(yīng)度高、噪聲低、工作電壓低、體積小重量輕壽命長(zhǎng)。常見的光檢測(cè)器有PN光電二極管、PIN光電二極管和雪崩光電二極管（APD）。2.3光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)：

1、信息傳輸容量大，質(zhì)量高，速度快。與傳統(tǒng)的銅芯銅軸纜相比,光纖傳輸?shù)念l帶寬，可以提供寬頻通信。所謂寬頻通信有兩個(gè)意義，第一是可以傳輸頻帶較寬的信號(hào)，第二是在一根導(dǎo)線內(nèi)提供傳輸不同頻帶信號(hào)的多信道，目前一根光纖最多可提供16條信道，這樣光纖寬頻通信就大大地增加了通信容量。

2、線路損耗低，抗干擾能力強(qiáng)，壽命長(zhǎng)。光纖電纜傳輸抗干擾能力強(qiáng)，體積小，重量輕，保密性好，結(jié)構(gòu)緊湊，線路損耗低。在實(shí)際使用中,通常把千百根光纖組合在一起并加以增強(qiáng)處理，制成像通常電纜一樣的光纖纜，這樣既提高了光纖的抗拉強(qiáng)度，又使光纖系統(tǒng)的通信容量大大增加。

3、可以在同一條通路上進(jìn)行雙向傳輸。光纖傳輸是雙向的，用戶可以通過(guò)交互式信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與對(duì)方交流對(duì)話。光纖不僅可以在陸地上使用，而且已廣泛用于海洋?？缭酱笪餮?，北太平洋的海底光纜已投入使用，其它海底光纜也在敷設(shè)之中。這些越洋光纜幾乎可把整個(gè)地球纏繞起來(lái)。

4、材料費(fèi)用低，價(jià)格便宜。光導(dǎo)纖維是由玻璃制成的，電線銅芯是銅制成的，銅自然比由砂子（石英）制成的玻璃貴。用光纜代替電纜,一千米可節(jié)約一噸銅的費(fèi)用。

5、易于安裝，使用方便。光纜輕，體積小，因此易于施工，很容易裝入密集的地下電纜管道，對(duì)于干、濕、冷和熱等環(huán)境都較銅線有強(qiáng)得多的適應(yīng)能力。在容量相同的情況下，光纜直徑只有電纜的1％到0.1％，且安全性好，可靠性高，不易被竊聽。

3.光纖通信技術(shù)的應(yīng)用

3.1 通信應(yīng)用

信息化時(shí)代的人們離不開方便快捷的通訊，光纖通信多大量運(yùn)用于因特網(wǎng)、有線電視和（視頻）電話。與傳統(tǒng)金屬銅線相比，光纖訊號(hào)容易避免在傳輸過(guò)程中受到衰減、遭受干擾的影響，在遠(yuǎn)距離及大量傳輸信號(hào)的場(chǎng)合中，光纖優(yōu)勢(shì)更為顯著。其次，它的傳導(dǎo)性能良好，傳輸信息容量大，一條光纖通路可同時(shí)容納多人通話，同時(shí)傳送多套電視節(jié)目。光纖通信所具有的顯著功能及獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，能夠有助于電力系統(tǒng)的發(fā)展，我國(guó)許多地區(qū)的電力系統(tǒng)已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)了由主干線向光纖的過(guò)渡。目前，我國(guó)發(fā)展最為完善、規(guī)模最大的專用通信網(wǎng)就是電力系統(tǒng)的光纖通信網(wǎng)，它的寬帶、語(yǔ)音以及數(shù)據(jù)等一系列的電力生產(chǎn)和電信業(yè)務(wù)基本上都是利用光纖通信來(lái)進(jìn)行承載。光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)穩(wěn)定和安全運(yùn)行的保障方面，以及滿足人們生活與生產(chǎn)方面有著重要的意義，因而受到了人們的熱烈歡迎。3.2 醫(yī)學(xué)應(yīng)用

光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡可以導(dǎo)入心臟和腦室，測(cè)量心臟血壓值，血液中所含的氧氣的飽和度、體溫等，光導(dǎo)纖維連接的激光手術(shù)刀已成功應(yīng)用于醫(yī)學(xué)，同樣也可用作光敏法治愈癌癥患者。利用光導(dǎo)纖維制成的內(nèi)窺鏡，可以幫助醫(yī)生檢查胃、食道等疾病。光導(dǎo)纖維胃鏡是由上千根玻璃纖維組成的軟管，具有輸送光線、傳導(dǎo)圖像的功能，且具有光纖的柔軟、靈活、任意彎曲等優(yōu)勢(shì)，輕而易舉通過(guò)食道進(jìn)入胃里，并導(dǎo)出胃中圖像，根據(jù)情況進(jìn)行診斷和治療。3.3 傳感器應(yīng)用

可應(yīng)用于生活中路燈的光敏傳感器，紅外傳感器，廣泛運(yùn)用于汽車中的溫度傳感器，交通中測(cè)速雷達(dá)傳感器、闖紅燈，在與敏感元件組合或利用光纖本身的特性，可廣泛用于工業(yè)測(cè)量流量、壓力、溫度、光澤、顏色等在能量傳輸和信息傳輸方面也獲得廣泛的應(yīng)用。3.4 光纖井下探測(cè)技術(shù)

傳統(tǒng)石油工業(yè)只能有限地利用局限的技術(shù)開采油氣儲(chǔ)量，通常無(wú)法滿足快速投資 回收和最大化油氣采收率的需求，并導(dǎo)致原油采收率平均只有30%左右。通過(guò)利用智能井技術(shù)，可以使原油采收率提高到55%~65%。傳統(tǒng)測(cè)井方法雖然能提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)，但作業(yè)成本高，并有可能對(duì)井產(chǎn)生損害，光纖井下探測(cè)技術(shù)能提高測(cè)井的效率，使數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確，且對(duì)井下狀況有一定程度的安全保障。3.5 光纖藝術(shù)應(yīng)用

光導(dǎo)纖維憑借其良好的物理特征，光纖照明和LED照明也越來(lái)越成為藝術(shù)裝修美化的用途?？蓱?yīng)用于廣告顯示、草坪上的光纖地?zé)?，藝術(shù)裝飾品等。

4.光纖通信技術(shù)的發(fā)展研究

1、光接入網(wǎng)。所謂光接入網(wǎng)主要包括的是無(wú)源網(wǎng)絡(luò)和光數(shù)字環(huán)路載波兩大類型，光接入網(wǎng)能夠有效的將管理和維護(hù)費(fèi)用降低，并且能夠降低故障發(fā)生率，有助于開發(fā)新設(shè)備，與此同時(shí)，這兩種網(wǎng)絡(luò)能夠在一定程度上增加收入。隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，可以有效的將覆蓋范圍擴(kuò)大，這便意味著智能化全光網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)指日可待。

2、向超大容量發(fā)展。由于已經(jīng)將電的時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)所具備的擴(kuò)展容量潛力開發(fā)殆盡，然而，光纖的可開發(fā)寬帶資源的利用率卻非常小，因此光纖通信仍然存在著非常大的可開發(fā)資源。若將這些寬帶資源加以充分的利用，最大限度的擴(kuò)展光纖通信的容量，那么將節(jié)省非常多的再生器和光纖，并且極大的降低成本。

3、向超高速系統(tǒng)進(jìn)軍。超高速系統(tǒng)能夠增加傳輸?shù)娜萘?，這樣便可以將各種所需的新業(yè)務(wù)加大，以保障寬帶和多媒體的實(shí)現(xiàn)。就電信的發(fā)展歷程來(lái)講，在網(wǎng)絡(luò)容量的需求和提高傳輸速率方面存在著較大的矛盾，因此，為了能夠?qū)⑦@些矛盾加以解決，那么就應(yīng)當(dāng)充分的將光纖通信系統(tǒng)的速度提高。

4、新一代光纖的開發(fā)。為了與城域網(wǎng)和干線網(wǎng)的發(fā)展需求相適應(yīng)，近些年來(lái)相繼出現(xiàn)了兩種不同類型的新一代光纖，這就是無(wú)水吸收峰光纖以及非零色散光光纖。

5、光聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)。由于光纖通信技術(shù)的發(fā)展，將來(lái)的通信網(wǎng)節(jié)點(diǎn)間便能夠全面的實(shí)現(xiàn)全光化，而所需傳輸?shù)男畔⒁怨獾男问絹?lái)傳輸，這是今后光通信的最新發(fā)展方向。

結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，本文通過(guò)探討了光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用，隨后展望了光纖技術(shù)在未來(lái)的良好發(fā)展趨勢(shì)。光纖通訊技術(shù)本身所具有的獨(dú)特特點(diǎn)，將其特點(diǎn)與時(shí)代科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)有效結(jié)合，拓寬了光纖通信的應(yīng)用范圍，帶動(dòng)了各領(lǐng)域的快速發(fā)展，產(chǎn)生了更多新效應(yīng)，相信隨著科技的不斷進(jìn)步和更新，光纖通信影響力范圍將逐步擴(kuò)大，勢(shì)必對(duì)整個(gè)電信行業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生更加深遠(yuǎn)的影響，同時(shí)也將對(duì)未來(lái)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出巨大的貢獻(xiàn)。從某種程度上來(lái)講，世界各個(gè)國(guó)家的光纖通信行業(yè)得到了迅速的發(fā)展，并且取得了可喜的成績(jī)，我國(guó)的光纖通信也是如此，但是，我國(guó)的光纖通信技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用仍然滯后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，這就需要光纖通信行業(yè)著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，立足于現(xiàn)實(shí)，準(zhǔn)確的把握光纖通信技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向，不斷的把我國(guó)的通信產(chǎn)業(yè)做強(qiáng)做大，以促進(jìn)我國(guó)光纖通信行業(yè)的迅速發(fā)展，并且充分的滿足各方面的需求。

第三篇：光纖通信論文

光纖通信的現(xiàn)狀與趨勢(shì)

電信07-1班 林俊全（3071818112）

【摘要】光纖是通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)良傳輸介質(zhì)，光纖通信是以很高頻率(1014Hz數(shù)量級(jí))的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質(zhì)的通信，光纖通信的問(wèn)世使高速率、大容量的通信成為可能，目前它已成為最主要的信息傳輸技術(shù)。介紹我國(guó)光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀，總結(jié)光纖通信技術(shù)的幾種關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行論述。

【關(guān)鍵詞】光纖通信 現(xiàn)狀 趨勢(shì)

一、提出問(wèn)題：

什么是光纖通信，光纖通信的現(xiàn)狀及發(fā)展怎么樣？

二、分析問(wèn)題

1、光纖通信技術(shù)的發(fā)展

光纖通信的誕生與發(fā)展是電信史上的一次重要革命。光纖從提出理論到技術(shù)實(shí)現(xiàn)和今天的高速光纖通信也不過(guò)幾十年的時(shí)間。從國(guó)外的發(fā)展歷程我們可以看出，20世紀(jì)60年代中期，所研制的最好的光纖損耗在400分貝以上，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20分貝/千米以下，日本于1969年研制出第一根通信用光纖損耗為100分貝/千米，1970年康寧公司(Corning)采用“粉末法”先后獲得了損耗低于20分貝／千米和4分貝/千米的低損耗石英光纖，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1.55千米處的損耗已經(jīng)降到0.2分貝/千米，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。

2、光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)光纖光纜的生產(chǎn)能力過(guò)剩，供大于求。特種光纖如FTTH用光纖仍需進(jìn)口，但總量不大，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)光纖光纜價(jià)格與國(guó)際市場(chǎng)沒有差別，成本無(wú)法再降，已經(jīng)是零利潤(rùn)，在國(guó)際市場(chǎng)沒有太強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，出口量很小。二十年來(lái)的光技術(shù)的兩個(gè)主要發(fā)展，WDM和PON，這兩個(gè)已經(jīng)相對(duì)比較成熟。多業(yè)務(wù)傳輸發(fā)展平臺(tái)兩個(gè)方面，一方面是更有效承載以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，另一方面是向業(yè)務(wù)方面發(fā)展。AS0N的現(xiàn)狀是目前的系統(tǒng)只是在設(shè)備中，或是在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)了一些功能，但是一些核心作用還沒有達(dá)到。

3、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。

（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2000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。

(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。

(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。

(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)，開發(fā)新型光纖已成為開發(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)。

(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(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。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、解決問(wèn)題

1、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)。

2、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。

3、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。

結(jié)束語(yǔ)

目前，光纖通信已經(jīng)成為一種主要的信息傳輸技術(shù)，迄今尚未發(fā)現(xiàn)取代它的更好的技術(shù)，即使是全球通信處于低迷時(shí)期，光纖通信的發(fā)展也從未停止。就我國(guó)而言，光纖通信市場(chǎng)一直處于增長(zhǎng)狀態(tài)，從現(xiàn)在光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，光纖通信也將成為未來(lái)通信的主流。人們期望的真正的全光網(wǎng)絡(luò)時(shí)代也會(huì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)如愿到來(lái)。參考文獻(xiàn)：

1、劉增基 周洋溢 《光纖通信》（第二版）西安電子科技大學(xué)出版社

2、王磊 裴麗 《光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)》【J】 中國(guó)科技信息 2006,43、辛化梅 《論光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展》 山東師范大學(xué)學(xué)報(bào) 2003,4

第四篇：光纖通信論文[推薦]

光纖通信現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

謝豐

（河北工程大學(xué) 科信學(xué)院，河北 邯鄲 056038）

摘要: 光纖是通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)良傳輸介質(zhì)，光纖通信是以很高頻率(1014Hz數(shù)量級(jí))的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質(zhì)的通信，光纖通信的問(wèn)世使高速率、大容量的通信成為可能，目前它已成為最主要的信息傳輸技術(shù)。介紹我國(guó)光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀，總結(jié)光纖通信技術(shù)的幾種關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：光纖通信 現(xiàn)狀 趨勢(shì)

Optical fiber communication situation and development

trend

XieFeng

(in hebei university of engineering division, hebei handan 056038 letter college)Abstract: the optical fiber is of good communication network transmission medium, optical

fiber communication is very high frequency(1014 Hz orders of magnitude)of light waves as carrier, optical transmission medium as the communication, the introduction of the optical fiber communication of high rate, the large capacity of communication possible, at present it has become the main information

transmission technology.Introduced the present situation of the optical fiber communication technology, and summarizes the optical fiber communication technology several key technologies, and to the development trend of the

technology of optical fiber communication was discussed.Keywords: Optical fiber communication ；status；trend

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投稿日期:1012