光纤通信的发展史范文

导语：如何才能写好一篇光纤通信的发展史，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：光纤通信 技术发展历史 现状发展趋势

前言

自上世纪光纤通信技术在全球问世以来，整个的信息通讯领域发生了本质的、革命性的变革，光纤通信技术以光波作为信息传输的载体，以光纤硬件作为信息传输媒介，因为信息传输频带比较宽，所以它的主要特点是:通信达到了高速率和大容量，且损耗低、体积小、重量轻，还有抗电磁干扰和不易串音等一系列优点，从而备受通信领域专业人士青睐。

1光纤光缆发展的现状

1.1普通光纤

普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展,光中继距离和单一波长信道容量增大,G.652.A光纤的性能还有可能进一步优化。

1.2 核心网光缆

我国已在干线上全面采用光缆,其中多模光纤已被淘汰,全部采用单模光纤, G.654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量,它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤,不采用光纤带。干线光缆主要用于室外,在这些光缆中,曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构,目前已停止使用。

1.3 接入网光缆

接入网中的光缆距离短,分支多,分插频繁,为了增加网的容量,通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中,由于管道内径有限,在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量,是很重要的。

1.4 室内光缆

室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。还可能用于遥测与传感器。综合布线光缆布放在用户端的室内,主要由用户使用,因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。

1.5 电力线路中的通信光缆

光纤是介电质,光缆也可作成全介质,完全无金属。这样的全介质光缆将是电力系统最理想的通信线路。用于电力线杆路敷设的全介质光缆有两种结构:即全介质自承式结构和用于架空地线上的缠绕式结构。ADSS光缆因其可以单独布放,适应范围广,在当前我国电力输电系统改造中得到了广泛的应用。但在产品结构和性能方面,例如大志数光缆结构、光缆蠕变和耐电弧性能等方面,还有待进一步完善。ADSS光缆在国内的近期需求量较大,是目前的一种热门产品。

2应用领域

光纤通信的应用领域是很广泛的，主要用于市话中继线，光纤通信的优点在这里可以充分发挥，逐步取代电缆，得到广泛应用。还用于长途干线通信过去主要靠电缆、微波、卫星通信，现以逐步使用光纤通信并形成了占全球优势的比特传输方法；用于全球通信网、各国的公共电信网；它还用于高质量彩色的电视传输、工业生产现场监视和调度、交通监视控制指挥、城镇有线电视网、共用天线（CATV）系统，用于光纤局域网和其他如在飞机内、飞船内、舰艇内、矿井下、电力部门、军事及有腐蚀和有辐射等中使用。

它适合于光纤模拟通信系统中，而且也适用于光纤数字通信系统和数据通信系统。在光纤模拟通信系统中，电信号处理是指对基带信号进行放大、预调制等处理，而电信号反处理则是发端处理的逆过程，即解调、放大等处理。在光纤数字通信系统中，电信号处理是指对基带信号进行放大、取样、量化，即脉冲编码调制和线路码型编码处理等，而电信号反处理也是发端的逆过程。对数据光纤通信，电信号处理主要包括对信号进行放大，和数字通信系统不同的是它不需要码型变换。

3光纤通信技术的发展趋势

3.1超大容量、超长距离传输技术波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量,在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛,目前1.6Tbit/的WDM系统已经大量商用,同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用(OTDM)技术,与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同,OTDM技术是通过提高单信道速率来提高传输容量,其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。

3.2光孤子通信

光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲,由于它在光纤的反常色散区,群速度色散和非线性效应相互平衡,因而经过光纤长距离传输后,波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信,在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。

光孤子技术未来的前景是:在传输速度方面采用超长距离的高速通信,在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE,光学滤波使传输距离提高到100000km以上;在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。当然实际的光孤子通信仍然存在许多技术难题,但目前已取得的突破性进展使人们相信,光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中,尤其在海底光通信系统中,有着光明的发展前景。

3.3全光网络

未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段,也是理想阶段。全光网络以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。

目前,全光网络的发展仍处于初期阶段,但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看,形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层,建立纯粹的全光网络,消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。

篇2

关键词:光纤通信核心网接入网光孤子通信全光网络

中图分类号: 文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)01-0000-00

光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。近年来,光纤通信技术得到了长足的发展,新技术不断涌现,这大幅提高了通信能力,并使光纤通信的应用范围不断扩大。

1 我国光纤光缆发展的现状

1.1 普通光纤

普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展,光中继距离和单一波长信道容量增大,G.652.A光纤的性能还有可能进一步优化,表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合ITUTG.654规定的截止波长位移单模光纤和符合G.653规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。

1.2 核心网光缆

我国已在干线(包括国家干线、省内干线和区内干线)上全面采用光缆,其中多模光纤已被淘汰,全部采用单模光纤,包括G.652光纤和G.655光纤。G.653光纤虽然在我国曾经采用过,但今后不会再发展。G.654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量,它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤,不采用光纤带。干线光缆主要用于室外,在这些光缆中,曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构,目前已停止使用。

1.3 接入网光缆

接入网中的光缆距离短,分支多,分插频繁,为了增加网的容量,通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中,由于管道内径有限,在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量,是很重要的。接入网使用G.652普通单模光纤和G.652.C低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用,目前在我国已有少量的使用。

1.4 室内光缆

室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。并目还可能用于遥测与传感器。国际电工委员会(IEC)在光缆分类中所指的室内光缆,笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在中心局或其他电信机房内,布放紧密有序和位置相对固定。综合布线光缆布放在用户端的室内,主要由用户使用,因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。

1.5 电力线路中的通信光缆

光纤是介电质,光缆也可作成全介质,完全无金属。这样的全介质光缆将是电力系统最理想的通信线路。用于电力线杆路敷设的全介质光缆有两种结构:即全介质自承式(ADSS)结构和用于架空地线上的缠绕式结构。ADSS光缆因其可以单独布放,适应范围广,在当前我国电力输电系统改造中得到了广泛的应用。国内已能生产多种ADSS光缆满足市场需要。但在产品结构和性能方面,例如大志数光缆结构、光缆蠕变和耐电弧性能等方面,还有待进一步完善。ADSS光缆在国内的近期需求量较大,是目前的一种热门产品。

2 光纤通信技术的发展趋势

对光纤通信而言,超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标,而全光网络也是人们不懈追求的梦想。

(1) 超大容量、超长距离传输技术波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量,在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛,目前1.6Tbit/的WDM系统已经大量商用,同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用(OTDM)技术,与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同,OTDM技术是通过提高单信道速率来提高传输容量,其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。

仅靠OTDM和WDM来提高光通信系统的容量毕竟有限,可以把多个OTDM信号进行波分复用,从而大幅提高传输容量。偏振复用(PDM)技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零(RZ)编码信号在超高速通信系统中占空较小,降低了对色散管理分布的要求,且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散(PMD)的适应能力较强,因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。

(2) 光孤子通信

光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲,由于它在光纤的反常色散区,群速度色散和非线性效应相互平衡,因而经过光纤长距离传输后,波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信,在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。

光孤子技术未来的前景是:在传输速度方面采用超长距离的高速通信,时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上;在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE,光学滤波使传输距离提高到100000km以上;在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。当然实际的光孤子通信仍然存在许多技术难题,但目前已取得的突破性进展使人们相信,光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中,尤其在海底光通信系统中,有着光明的发展前景。

(3) 全光网络

未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段,也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化,但在网络结点处仍采用电器件,限制了目前通信网干线总容量的进一步提高,因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。

全光网络以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。

目前,全光网络的发展仍处于初期阶段,但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看,形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层,建立纯粹的全光网络,消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。

3 结语

光通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到重要作用。虽然经历了全球光通信的“冬天”但今后光通信市场仍然将呈现上升趋势。从现代通信的发展趋势来看,光纤通信也将成为未来通信发展的主流。人们期望的真正的全光网络的时代也会在不远的将来如愿到来。

参考文献

篇3

[论文摘要]由于光纤通信具有损耗低、传榆频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业內人士青睐，发展非常迅速，文章概述光纤通信技术的发展现状，并展望其发展趋势。

一、前 言

1966年，美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的大门，引起了人们的重视。1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km的光纤，光纤通信时代由此开始。光纤通信是以很高频率(1014Hz数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业内人士青睐，发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从1980年到2000年增加了近1万倍，传输速度在过去的10年中大约提高了100倍。

二、光纤通信技术的发展现状

为了适应网络发展和传输流量提高的需求，传输系统供应商都在技术开发上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纤上进行了55x20Gbit/s传输的研究，实现了1.1Tbit/s的传输。NEC公司进行了132x20Gbit/s、120km传输的研究，实现了2.64Thit/s的传输。NTT公司实现了3Thit/s的传输。目前，以日本为代表的发达国家，在光纤传输方面实现了10.96Thit/s(274xGbit/s)的实验系统，对超长距离的传输已达到4000km无电中继的技术水平。在光网络方面，光网技术合作计划(ONTC)、多波长光网络(MONET)、泛欧光子传送重叠网(PHOTON)、泛欧光网络(OPEN)、光通信网管理(MOON)、光城域通信网(MTON)、波长捷变光传送和接入网(WOTAN)等一系列研究项目的相继启动、实施与完成，为下一代宽带信息网络，尤其为承载未来IP业务的下一代光通信网络奠定了良好的基础。

(一)复用技术

光传输系统中，要提高光纤带宽的利用率，必须依靠多信道系统。常用的复用方式有：时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、频分复用(FDM)、空分复用(SDM)和码分复用(CDM)。目前的光通信领域中，WDM技术比较成熟，它能几十倍上百倍地提高传输容量。

(二)宽带放大器技术

掺饵光纤放大器(EDFA)是WDM技术实用化的关键，它具有对偏振不敏感、无串扰、噪声接近量子噪声极限等优点。但是普通的EDFA放大带宽较窄，约有35nm(1530～1565nm)，这就限制了能容纳的波长信道数。进一步提高传输容量、增大光放大器带宽的方法有：(1)掺饵氟化物光纤放大器(EDFFA)，它可实现75nm的放大带宽；(2)碲化物光纤放大器，它可实现76nm的放大带宽；(3)控制掺饵光纤放大器与普通的EDFA组合起来，可放大带宽约80nm；(4)拉曼光纤放大器(RFA)，它可在任何波长处提供增益，将拉曼放大器与EDFA结合起来，可放大带宽大于100nm。

(三)色散补偿技术

对高速信道来说，在1550nm波段约18ps(mmokm)的色散将导致脉冲展宽而引起误码，限制高速信号长距离传输。对采用常规光纤的10Gbit/s系统来说，色散限制仅仅为50km。因此，长距离传输中必须采用色散补偿技术。

(四)孤子WDM传输技术

超大容量传输系统中，色散是限制传输距离和容量的一个主要因素。在高速光纤通信系统中，使用孤子传输技术的好处是可以利用光纤本身的非线性来平衡光纤的色散，因而可以显著增加无中继传输距离。孤子还有抗干扰能力强、能抑制极化模色散等优点。色散管理和孤子技术的结合，凸出了以往孤子只在长距离传输上具有的优势，继而向高速、宽带、长距离方向发展。

(五)光纤接入技术

随着通信业务量的增加，业务种类更加丰富。人们不仅需要语音业务，而且高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已得到用户青睐。这些业务不仅要有宽带的主干传输网络，用户接人部分更是关键。传统的接入方式已经满足不了需求，只有带宽能力强的光纤接人才能将瓶颈打开，核心网和城域网的容量潜力才能真正发挥出来。光纤接入中极有优势的PON技术早就出现了，它可与多种技术相结合，例如ATM、SDH、以太网等，分别产生APON、GPON和EPON。由于ATM技术受到IP技术的挑战等问题，APON发展基本上停滞不前，甚至走下坡路。但有报道指出由于ATM交换在美国广泛应用，APON将用于实现FITH方案。GPON对电路交换性的业务支持最有优势，又可充分利用现有的SDH，但是技术比较复杂，成本偏高。EPON继承了以太网的优势，成本相对较低，但对TDM类业务的支持难度相对较大。所谓EPON就是把全部数据装在以太网帧内传送的网络技术。现今95％的局域网都使用以太网，所以选择以太网技术应用于对IP数据最佳的接入网是很合乎逻辑的，并且原有的以太网只限于局域网，而且MAC技术是点对点的连接，在和光传输技术相结合后的EPON不再只限于局域网，还可扩展到城域网，甚至广域网，EPON众多的MAC技术是点对多点的连接。另外光纤到户也采用EPON技术。

三、光纤通信技术的发展趋势

对光纤通信而言，超高速度、超大容量、超长距离一直都是人们追求的目标，光纤到户和全光网络也是人们追求的梦想。

转贴于

(一)光纤到户

现在移动通信发展速度惊人，因其带宽有限，终端体积不可能太大，显示屏幕受限等因素，人们依然追求陸能相对占优的固定终端，希望实现光纤到户。光纤到户的魅力在于它有极大的带宽，它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。随着技术的更新换代，光纤到户的成本大大降低，不久可降到与DSL和HFC网相当，这使FITH的实用化成为可能。据报道，1997年日本NTT公司就开始发展FTTH，2000年后由于成本降低而使用户数量大增。美国在2002年前后的12个月中，FTTH的安装数量增加了200％以上。在我国，光纤到户也是势在必行，光纤到户的实验网已在武汉、成都等市开展，预计2012年前后，我国从沿海到内地将兴起光纤到户建设。可以说光纤到户是光纤通信的一个亮点，伴随着相应技术的成熟与实用化，成本降低到能承受的水平时，FTTH的大趋势是不可阻挡的。

(二)全光网络

传统的光网络实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍用电器件，限制了目前通信网干线总容量的提高，因此真正的全光网络成为非常重要的课题。全光网络以光节点代替电节点，节点之间也是全光化，信息始终以光的形式进行传输与交换，交换机对用户信息的处理不再按比特进行，而是根据其波长来决定路由。全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性，并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率，网络结构简单，组网非常灵活，可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。当然全光网络的发展并不可能独立于众多通信技术，它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。目前全光网络的发展仍处于初期阶段，但已显示出良好的发展前景。从发展趋势上看，形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层，建立纯粹的全光网络，消除电光瓶颈已成未来光通信发展的必然趋势，更是未来信息网络的核心，也是通信技术发展的最高级别，更是理想级别。

篇4

[关键词]光通信网；组建；发展

中图分类号：E963 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0120-01

随着信息技术的发展，各种新业务正在迅速地进入人们的生活，特别是IP业务爆炸式的迅猛发展，不仅使人们的生活发生了很大变化，同时，也给电信网的各个方面带来了深刻的影响。光通信技术作为信息技术的重要支撑平台，在未来信息社会中将起到重要作用。虽然经历了全球光通信的“冬天”但今后光通信市场仍然将呈现上升趋势。从现代通信的发展趋势来看，光纤通信也将成为未来通信发展的主流。人们期望的真正的全光网络的时代也会在不远的将来到来。

1 光传送网的关健技术

1.1 各种业务信号的映射方式

目前，在光传送网中，常用的映射方式有：SDH over OTN，ATM over OTN和ATM over SDH over OTN。对于SDHover OTN方式来讲，它具有SDH本身所具备的OA&M功能，具有比较强的保护和恢复能力，可以在SDH的基础上实现各种业务的综合，可以按照波长根据发展需要进行扩容，缺点是各种业务信号在进人SDH后，缺乏像ATM那样的QoS保证。

对于ATM over OTN方式来讲，虽然它具有ATM和OTN方式的优点，可以提供端到端QoS保证；但由于没有SDH，加之，OTN本身的限制，使得这种传送方式缺乏足够的保护和恢复能力及网管功能，进而使得这种方式和应用在现在受到了很大的限制。

此外，还可以将以太网（GE）信号直接映射到OTN，这种方式可以使广域网、城域网和局域网作到无缝连接，可大大简化设备、降低成本，在小范围内抖动与定时性能较好，但这种方式只有有限的故障检测和性能管理功能，没有保护倒换能力。

1.2 光纤的选择

目前，光传送网中，使用的光纤主要有6.652光纤和6.655光纤。

1.3 传输技术

对于光传送网，WDM传输技术是比较合适的选择。目前，扩展WDM传输系统容量的方法主要侧重于以下三个方面，一个是提高每个通道的基础速率，由2.5Gbids，l OGbit/s提高到40Gbit/s；另一方面，扩展使用波段，由C波段（1530-1565 （nm））扩展至L波段（1565一 1620（nm））；最后，减少通道间隔，增加复用通道数，通道间隔由200GHz ，100GHz减少到50GH：乃至25GHz；复用通道数由16，32扩展至80，100甚至200个通道。

与lOGbitls速率相比，40Gbitls基础速率具有频谱效率高，降低设备成本，减少网管系统复杂性等优点，但在帧同步，特别是PMD补偿方面的技术问题有待于解决。光传送网使用两种再生中继方式，一种是全光再生中继，这种形式在光通道层、光复用段和光传输段层均可使用。另一种再生中继方式为光电变换再生中继，这种形式仅允许在光通道层中使用。

1.4 OXC和OADM比较

它是光传送网的核心技术，也是光传送网中最难解决的瓶颈问题。与传统的电交叉连接相比，光交叉连接有以下优点：

（1）速度快，根据理论计算，光开关器件的速度（接合时间）可达到10-15（s）；

（2）具有良好的电磁兼容性；

（3）功耗低，串扰小；（4）传输信号频带宽；（5）光互连接能力强；（6）简单，可靠，成本低。

2 未来发展趋势

既然电的通信网在容量上受到点的TDM的限制，那么就应考虑其它有效而实际可行的办法。光纤通信的传输线路在加大容量方面取得了显著的成功经验，参照过去几十年前通信线路的每对铜线利用频分多路FDM技术实现多路载波电话的成功经验，考虑在光纤上采用波分多路WDM技术，实现一跟光纤同时传输多路光载波的办法。传统的电通信应该引伸至光通信，尤其在考虑通信网扩大容量的问题，不能停留于电，而应着眼于光。依这样的思路进一步深入考虑光在通信网的实际应用可能性。电通信网受到TDM的限制，无法再扩大容量，如改用光通信网，WDM可以使用很多路数，以至光通信网可以扩大容量至很多倍。所以，随着通信业务量的快速增长，要求通信网扩大其容量，从电的通信网进化为光的通信网。电的TDM技术有较大难度，目前没有推广使用。

2.1 网络单元ADM、DXC过渡至OADM、OXC

每个通信网由若干种和若干个网络单元分别组合而成。多路通信不论是电的时分多路TDM，或者是光的波分多路WDM，最基本的网络单元有multiplexer和demultiplexer，一般地称为复接器和分接器。

他们在TDM结点与用户接入线连接处，在一个网络结点，其他重要的网络单元有ADM（add―dorp multiplexer），简单译成插分复接器，实际上它是分群器与合群器的组合，或是分路器与合路的组合。当电通信网准备过渡为光通信网时，网络结点中的这些数字的ADM应该全部换成“波长的ADM”或“光的ADM”。它将是分波器与合波器的组合。光通信网不仅容量大，而且质量高，光网结点中的ADM（OADM）和光的XC（OXC）等网络单元都必须具备完善的结构和优良的性能，那就完全能够满足大容量通信网运行的需要。

2.2 IP与ATM、WDM的配合

未来的通信网既已肯定以数据信息业务为重心，并普遍使用互联网规约IP，那么网上信息业务宜一律使用IP，在未来通信网中普遍使用IP是可行的。但是，通信网内部还有重要的叫交换机迄今尚未完全做成对应数据通信业务、具有分组交换功能的简便装备。而在现行宽带通信中使用较多、技术上比较成熟的异步转移模式ATM，受到国际上广大通信厂商重视和改进，在性能和服务上为广大通信用户所接受。可以让IP和ATM配合使用称为IP OVER ATM。在发展未来的以分组数据通信为重心的新型通信网以及从电通信网过渡至光通信网的前进道路上，很可能从IP OVER ATM过渡至IP OVER WDM，总的来说就是IP OVER EVERYTHING。未来IP OVER EDM网络应方案，几个千兆比骨干网路由器间通过OADM系统和PWDM终端复用器互连。

3 结束语

IP技术与WDM技术的结合，使IP数据流直接进入了粒度的光通道，有利于充分综合WDM技术大容量与IP技术统计复用的优势，真正达到IP优化的目的。但对于长期效应，需要规范一种新的最佳的IP对光路的适配功能，即开发一种全新的光线路接口。这方面尚无同意意见，需要重点考虑的问题包括恒定比特率和突发传输、适配协议和帧结构、物理接口特性、最佳网络结构、生存性策略和网管等。总之，IP OVER WDM适用于未来的城域网、高容量普通IP业务和未来大型IP骨干网的核心汇接。

参考文献

篇5

关键词：通信；光纤；应用；

中图分类号：[TN913.7]文献标识码： A

前言：光纤与传统的传输媒介带宽相比，光纤的带宽远比传统的大。在只有一个单波长的光纤通信系统中，由于存在终端设备的制约，使得光纤带宽大的优点不能够充分的发挥。通过采用光纤数据传输技术，能够将这个问题解决。频带宽对于传输各种宽频带信息具有十分重要的意义，否则，不能够满足未来宽带综合业务数字网发展的需要。光纤通信系统是以光纤为传输介质，以光为载波信号传递信息的通信系统。整个系统由电端机、光端机、光缆和中继器构成。常用的光纤为单模和多模光纤，多模光纤就是传输多个光波模式，而单模光纤只传输一个光波模式。单模光纤比多模光纤传输距离长。光纤MODEM可完成光信号与数字信号之间的相互转换。光纤MODEM一般有一个 以上的数据口用以传递同步或异步信号。

1 光纤通信技术特点

光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输介质，由于光波频率远高于电波的频率，同时作为传输介质的光纤的损耗又远低于其它传输介质，所以光纤通信技术拥有频带宽，通信容量大、损耗低，中继距离长、抗电磁干扰能力强、保密性能好等特点。

1.1 频带宽、损耗低

以目前的技术而言，我们发现传输的最好载体依然是光，所以我们只有充分利用光谱才能带给我们充裕的带宽，只有利用光作为传输介质才能给我们带来更低的损耗更远的中继距离。以单模光纤为例，当它位于1550nm窗口时，衰减仅为0.19～0.25dB/km，色散系数为15～20ps/（nm.km）。由于光纤传输损耗低，所以其中继距离达到几十公里至上百公里。近些年来，人们为了获得更大的带宽，一般常用以下几种方式来增加光纤传输容量，空分复用（SDM）、电的时分复用（TDM）、波分复用（WDM）、光的频分复用（OFDM）、光的时分复用（OTDM）和光孤子技术（So liton）。基于实用性，只对TDM和WDM两种扩容方式作简要介绍。时分复用技术（TDM）TDM技术是一种对信号进行时分复用的技术，是一种传统的扩容方式。随着复用速率的提高，例如达到10Gbit/s时已接近硅和砷化技术的极限，TDM技术已经没有太多的潜力可挖。波分复用技术（WDM）采用波分复用器（合波器）在发送端将不同规定波长的信号光载波合并起来并送入一根光纤进行传输。在接收端再由一个波分复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开来。光纤高速传输技术现正沿着扩大单一波长传输容量、超长距离传输和密集波分复用（DWDM）系统三个方向在发展。

1.2 抗干扰强、便于铺设

光纤是绝缘体材料，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受电气化铁路馈电线和高压设备等工业电器的干扰，还可以与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这一特性在军事领域和电气领域有很大的用途。

1.3 无串音干扰，保密性好

传统的通信系统中，载体所携带的信息很容易被窃听，并且泄露出去，所以传统的通信系统在对信息的保密工作上做得不好。光波在光缆中传输，干扰的现象不会发生，很难从光纤中泄漏出去，即使在转弯处，弯曲半径很小时，漏出的光波也十分微弱，若在光纤或光缆的表面涂上一层消光剂效果更好，这样，即使光缆内光纤总数很多，也可实现无串音干扰，在光缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。

2、光纤通信的发展与应用

1. 光纤通信的应用

光纤通信传输技术的综合应用的表现有单纤双向的传输功能的实现。单纤双向的传输技术是和双纤的传输技术相对应的一种信息传输技术，双纤传输的技术是利用两条光纤实现光信号的往返传输，而单纤双向的传输技术是信号在一条光纤内的传输。依据现代光纤通信传输技术的相关理论，光纤所具有的传输容量是非常庞大的，但在实际的应用过程中受到来自传输设备等方面的影响，光纤的传输容量并未达到最理想的状态，在我国的通信领域内普遍采用的是双纤式传输技术，这在一定程度上增加了光纤资源的使用量，如果单纤双向的传输技术能在通信领域中获取更大的应用，对于较为庞大的现代光纤通信传输系统可节省大量的光纤资源。目前单纤双向的传输技术多应用于光纤末端的接入设备上，如PON无源光网络中以及单纤光收发器等。

现代光纤通信传输技术的综合应用的表现还有光纤的到户接入。高质量的视频通信技术及高速度的通信技术的发展，推动了光纤传输技术在现代化的宽带业务领域内的应用研究。用户就光纤通信传输技术的要求，使得宽带领域内不仅要具备相应的宽带上组建的主干式的传输网络，还要配合相应的光纤到户的接入技术，光纤到户的接入技术是在全社会范围内实现信息高速传输的重要技术。相关学者曾经提出信息的入网连接是信息高速公路组建中的最后阶段，也为信息通信指出了该领域急需面对和解决的瓶颈问题。

2、实现光联网

上述实用化的波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量，但基本上是以点到点通信为基础的系统，其灵活性和可靠性还不够理想。如果在光路上也能实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能的话，无疑将增加新一层的威力。根据这一基本思路，光光联网既可以实现超大容量光网络和网络扩展性、重构性、透明性，又允许网络的节点数和业务量的不断增长、互连任何系统和不同制式的信号。由于光联网具有潜在的巨大优势，美欧日等发达国家投入了大量的人力、物力和财力进行预研，特别是美国国防部预研局(DARPA)资助了一系列光联网项目。光联网已经成为继SDH电联网以后的又一新的光通信发展。建设一个最大透明的、高度灵活的和超大容量的国家骨干光网络，不仅可以为未来的国家信息基础设施(NJJ)奠定一个坚实的物理基础，而且也对我国下一世纪的信息产业和国民经济的腾飞以及国家的安全有极其重要的战略意义。

3.光纤通信的发展方案

光纤通信的组网方式非常灵活，可以构架成星型、链型、树状、网状、单纤网、双纤网、环上多分支、多环相交、多环相切等各种拓扑结构的网络。

根据配电自动化系统的特点，光纤网通常需组成环型网，并与局域网连接，实现数据共享。

实际工程设计中，充分考虑到电力通信专网拓扑结构的复杂性，SDH传输系统可以采用多达126个E1(2M口)全交叉连接和双主光环+多光分支的设计思想。基本构架为1～3个SDH／STM-1双纤自愈环相交或相切，而且在需要时，可通过更换光卡的方式在线升级为SDH／STM-4。如果局调度中心局域网位于网络地理中心，建议设计为相切环，以调度中心为切点，；如果局调度中心局域网偏离网络地理中心，建议设计为相交环，由于调度中心不在交点，为了环间可靠转接，各环相交至少两点，互为保护路由。

1）光孤子通信

光孤子通信是以光孤子这种特殊ps数量级的超短光脉冲为信息载体，在经过光纤长距离传输的过程中，其波形和速度均保持不变，可以实现零误码信息传递的通信方式。未来光孤子通信技术的发展前景是：采用再生、定时技术或通过减少ASE的方式增大传输距离时，光学滤波会将传输距离增加到100000km以上；通过超长距离的高速通信、超短脉冲的应用技术以及时域和频域的超短脉冲控制技术提高传输速度时，会使光波的传输速率提高到100Gbit/s以上。尽管光孤子通信有许多的技术难题未攻破，但在超长距离、高速、大容量的全光通信中，光孤子通信的发展前景仍十分光明。

2） 全光网络

全光网络是光纤通信技术发展的理想阶段，也是未来高速信息通信网络发展的必然趋势。全光网络以光节点替代电节点，节点间以全光化的形式存在，信息的传输和交换也几乎以光的形式进行，同时按照其波长来决定路由，并对用户信息进行有效处理。目前，全光网络的发展处于初期阶段，尽管传统的光网络已完现了节点间的全光化，但由于网络结点处仍以电器件为主，这在一定程度上制约了通信网干线总容量的增加，因此，建立一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的全光网络已成为一个极为重要的探究课题。

因此：光纤通信是用光作为信息的载体，以光纤作为传输介质的一种通信方式。它首先要在发射端将需传送的电话、电报、图像和数据等信号进行光电转换，即将电信号变成光信号，再经光纤传输到接收端，接收端将接接收到的光信号转变成电信号，最后还原成原信号。

参考文献

[1]周全仁。《电力通信技术标准[M]》北京：中国电力出版社，2000

篇6

关键词：光纤通信技术应用发展

光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输媒介的通信方式。具有频带极宽，通信容量大；损耗低，中继距离长；抗电磁干扰能力强；无串音干扰，保密性好；体积小重量轻，易于敷设；原材料资源丰富，可节约金属材料，成本低等独特优点，决定了它在通信技术里的主导地位。但任何一种技术体系都必须不断的发展，来满足用户不断的需求，光纤通信技术也不例外。有人认为：光纤通信的传输能力已经达到10Tbps，几乎用不完，而且现在大干线已经建设得差不多，埋地的剩余光纤还很多，光纤通信技术不需要更多的发展，但我认为它还具有很大的发展空间，会有很大的需求和市场。主要体现在：单纤双向传输技术、 光纤到户（FTTH）接入技术、骨干节点的光交换技术和研发集成光电子器件等方面。

1单纤双向传输技术

单纤双向传输技术是相对于双纤双向传输来讲的，双纤传输时，收发信号分别在不同的两根光纤里传输，而单纤传输时，收发信号被调制在不同的波段后在同一根光纤里传输。以前为了节约光纤资源，我们不断在光纤传输容量上下工夫，从PDH的8M，34M，140M 到 SDH 的 155M，622M，2.5G，10G 再到 WDM 的320G，1600G等，光纤的传输容量不断增大，从理论上讲光纤的传输容量是无限的，但受到设备器件的限制，传输容量大大降低，达不到理论效果。目前光纤通信传送网都是通过双纤双向传输的，假如改用单纤双向传输技术就可以节约一半的光纤资源。对于现存的无数个庞大的光纤通信传送网来说，可以节约的光纤资源是可想而知的。研发出成熟的单纤双向传输技术具有划时代意义。目前单纤双向传输技术已有实用，但主要用在光纤末端接入设备：PON无源光网络、单纤光收发器等设备，骨干传送网上暂时还没有用到这个技术。从这个方面来讲，这也是光纤通信技术发展的一个方向。

2光纤到户（FTTH）接入技术

根据社会发展形势，HDTV高清数字电视是将来的主流业务，怎么实现，就要靠带宽丰富的FTTH技术。FTTH是一种全透明全光纤的光接入网，适用于引进新业务，对传输制式、带宽和波长等基本上没有限制，并且ONU安装在用户处，供电、维护、升级更新都比较方便。可以认为HDTV是FTTH的主要推动力，即HDTV业务到来时，非FTTH不可。而且在FTTH建成后可以逐步实现三网合一，即宽带上网接入、有线电视接入和传统固定电话接入。

FTTH的解决方案通常有P2P点对点或点对多点和PON无源光网络两大类。

P2P方案――优点：各用户独立传输，互不影响，体制变动灵活；可以采用廉价的低速光电子模块；传输距离长。缺点：为了减少用户直接到局的光纤和管道，需要在用户区安置一个汇总用户的有源节点。

PON方案――优点：无源网络维护简单；原则上可以节省光电子器件和光纤。缺点：需要采用昂贵的高速光电子模块；需要采用区分用户距离不同的电子模块，以避免各用户上行信号互相冲突；传输距离受PON分比而缩短；各用户的下行带宽互相占用，如果用户带宽得不到保证时，不单是要网络扩容，还需要更换PON和更换用户模块来解决。PON有多种，一般有如下几种：(1)APON：即ATM-PON，适合ATM交换网络。(2)BPON：即宽带的PON。(3) OPON：采用通用帧处理的OFP-PON。(4)EPON：采用以太网技术的PON，GEPON是千兆毕以太网的PON。(5)WDM-PON：采用波分复用来区分用户的PON，由于用户与波长有关，使维护不便，在FTTH中很少采用。

值得一提的是，近来，无线接入技术发展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11协议，传输带宽可达54Mbps，覆盖范围达100米以上，目前已商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输，包括：上下行数据和点播电视VOD的上行数据，对于一般用户其上行不大，IEEE802.11是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输，当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到户+无线接入”(FTTH+无线接入)的家庭网络。这种家庭网络，如果采用PON，就特别简单，因为此PON无上行信号，就不需要测距的电子模块，成本大大降低，维护简单。如果，所属PON的用户群体，被无线城域网覆盖而可利用，那么可不必建设专用的WLAN，只需靠密布于用户临近的光纤网来支撑就可实现，与FTTH相差无几。FTTH+无线接入也是未来的发展方向。

3骨干节点的光交换技术

光交换实际上可表示为：光纤通信传输+交换。

光纤只是解决传输问题，还需要解决光信号交换问题。过去，通信网都是由金属线缆构成的，传输的是电子信号，交换是采用电子交换机。现在，通信网除了用户末端一小段外，都是光纤，传输的是光信号，而交换的还是电信号。真正合理的方法应该采用光交换的。但目前，由于光开关器件不成熟，只能采用的是 “光―电―光“方式来解决光网的交换，即把光信号变成电信号，待电子交换后，再变换成光信号。显然这是不合理的办法，效率不高且不经济。现在正在开发大容量的光开关器件，用来实现光交换网络，具有代表性的是ASON-自动交换光网络。

通常在光网络里传输的信息，一般速度都是高速的，电子开关不能胜任，只能在低次群中实现电子交换。而光交换可实现高速信号的交换。当然，也不是说，一切都要用光交换，特别是低速，颗粒小的信号的交换，应采用成熟的电子交换技术，没有必要采用不成熟的大容量的光交换技术。当前，在数据网中，信号以 “包”的形式出现，采用所谓“包交换”。包的颗粒比较小，可采用电子交换。然而，在一些骨干节点，它们承担的是业务汇聚任务，信号速率高，应该考虑采用容量大的光交换。

目前，少通道大容量的光交换已有实用。如用于保护、下路和小量通路调度等，一般采用机械光开关、热光开关来实现。由于这些光开关的体积、功耗和集成度的限制，通路数一般在8―16个。

电子交换一般有“空分” 和“时分”方式，在光交换中有“空分”“时分”和“波长交换”方式。光纤通信很少采用光时分交换。

光空分交换：采用光开关把光信号从某一光纤转到另一光纤。空分的光开关有机械的、半导体的和热光开关等。近来，采用集成技术，开发出MEM微电机光开关，其体积小到mm。已开发出1296x1296MEM光交换机(Lucent)，但属于试验性质的。

光波长交换：是对各交换对象赋于一个特定的波长。于是，发送某一特定波长就可与某特定对象进行通信。实现光波长交换的关键是需要开发实用化的可变波长的光源，光滤波器和集成的低功耗的可靠的光开关阵列等。现已开发出640x640半导体光开关+AWG的空分与波长相结合的交叉连接试验系统(corning) 。采用光空分和光波分可构成非常灵活的光交换网。

技术成熟的自动交换的光网络ASON，是光纤通信技术进一步发展的方向。

4研发集成光电子器件

如同电子器件那样，光电子器件也要走向集成化。虽然不是所有的光电子器件都要集成，但会有相当的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在发展的PLC-平面光波导线路，如同一块印刷电路板，可以把光电子器件，如DFB和DBR半导体激光器、量子阱半导体激光器、波长可调谐半导体激光器、波长可调谐光器、光开关器件、无源光器件、光逻辑器件等需要的器件组装于其上，也可以直接集成为一个光电子器件。

日本NTT采用PLO技术研制出16x16热光开关；1x128热光开关阵列；用集成和混合集成工艺把32通路的AWG+可变光衰减器+光功率监测集成在一起；8波长每波速率为10Gbps的WDM的复用和去复用分别集成在一块芯片上，尺寸仅15x7mm 。NTT采用以上集成器件构成32通路的OADM 其中有些已经商用。近几年，集成光电子器件有比较大的改进。

我国的集成光电子器件也有一定进展。集成的小通道光开关和属于PLO技术的AWG有所突破。但与发达国家尚有较大差距。如果我们不迎头赶上，就会重复如同微电子落后的被动局面。要实现单纤双向传输也好，FTTH也好，ASON也好，都需要有新的、体积小的、廉价的、集成化的光电子器件来支撑，集成光器件的研发成为光纤通信技术发展必不可少的环节。

5结束语

事实证明光纤通信技术不仅应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力通信控制系统中进行监测、控制等，而且在军事领域的用途也越来越广泛。为了能在这些领域发挥出其更出色的作用，我们的光纤通信技术就要不断的更新发展，研究出更经济、更实用、更方便的光纤通信技术。

参考文献：

篇7

【关键词】光纤通信；信息技术；发展趋势

光纤通信技术作为现代社会的一项重要的信息传输技术，随着科学技术的发展，在当今社会得到了普遍的应用。其在社会中的作用而言，是其他任何通信方式都无法比拟的，光纤通信现已成为一种最主要的信息传输技术。在21世纪的今天，光纤通信技术的发展必将迎来一个新的，高速率、大容量、性能价格比合理的全光网络将得到极大的发展，从而推动社会经济的全面提高。

1.光纤通信技术的现状

经过几十年的发展，光纤通信技术大大提高了现有的通信能力，尤其是近几年来，随着科学技术水平的不断提高以及光纤通信能力的不断增强，有越来越多的新技术不断涌现，光纤通信技术前景一片大好。

1.1光纤接入技术得到充分发展

随着通信业务量的快速增加，原有的通信技术已经无法满足对通信能力的需要，人们需要技术性更强、速度更快的通信技术来为自己服务，因此，光纤接入网技术便应用而生了光纤接入网主要是由宽带的主干传输网络以及用户接入网这两部分构成的，作为现代化通信技术背景下的一个信息传输技术崭新的尝试，光纤接入技术从根本上满足了广大民众对信息传输速度的要求，从而实现了通信网络的信息高速化传输。

就目前情况来看，FTTH（光纤到户）是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光接入，因此可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供所需要的不受限制的带宽，充分满足宽带接人的需求。

1.2光传输与交换技术的融合面临技术难题

就目前而言，虽然光传输在光纤通信技术中得到了很大的发展，交换技术也有所提高，但是，面对网络核心架构发生了彻底改变的现状，如何使光传输与交换技术有效的融合在一起，就成了摆在我们面前的亟待解决的一个问题。

1.3还没有形成完善的市场产业链

就目前光纤通信的市场需求来看，其产业链的形成与发展还需要一定的时间，FTTH除了提供高带宽外，更重要的是运营商能提供什么具体服务内容让用户需求更高的带宽，使得在既有宽带接入技术无法满足之下，推动用户走向光纤到户。然而，目前的现状是，好多用户上网使用的服务大多为浏览新闻、电子邮箱等等，而像高带宽服务如视频会议、VOD、多媒体娱乐使用之比例少子又少，因此，要实现光纤通信产业链的不断完善尚需时日。

1.4与光纤通信技术发展相对应的政策比较落后

目前，光纤通信技术虽然发展到了一定阶段，但是由于国家在政策上还没有一个完善的体系出台，各地的光纤技术推广都是各自为战，缺少优惠政策的鼓励，以及政策法规的约束，光纤通信技术的发展必然受到制约。

2.光纤通信技术的发展趋势

2.1光接入网通信技术将得到进一步的发展

目前我们的接入网技术大部分仍然是双绞线铜线的连接，已经远远不能适应现代科技的发展需要，而光接入网技术的应用可以改变这种落后的模拟系统方式，形成全数字化、高度集成的智能化网络。光接入网技术的好处就是它可以最大程度的降低维护成本，减少故障率，同时，将光网与本地网络相结合从而达到减少节点数目和扩大覆盖面范围的目的。因此，纵观未来的通信行业发展，大力发展光接入网技术的开发和研究势在必行。

2.2新一代光纤在光纤通信技术中的应用将越来越广泛

新形势下，通信行业要想得到快速的发展与提高，就必须加大新一代光纤的研制、开发力度。可喜的是，在目前普遍需求的干线网和城域网的背景下，基于不同的发展需要，已经发展出了两种新一代光纤——非零色散光纤和全波光纤，这对于整个通信行业来说，是一个重要的突破，尤其是全波光纤，这项技术无论是在现在还是在将来都必将是我们研究的重点。除此之外，BPON技术对于通信技术的影响也是巨大而长远的，也代表着未来宽带接入技术的发展方向，但从当前技术发展、成本及应用需求的实际状况看，它距离实现广泛应用于电信接入网络这一最终目标还会有一个较长的发展过程。

随着通讯技术对信息传输效率要求的不断增高，高速通信网成了大家关注的一个热点，光纤通信技术的发展极致也就是全光网。传统的全光网是对节点进行全光化，但在实际的网络应用中节点仍使用的是电器件，它对通信网干线的容量造成了一定的影响，因此全光网的节点是关键。改良后的全光网用光节点取代了电节点，节点间完全实现了全光化，信息与数据之间的传输和交换始终都是以光的形式完成，用户信息的处理也是根据其波长来决定。

2.3努力实现智能光联网技术

以ASON为代表的智能化光网络是新一代光网络，它代表了光通信的发展方向，通过研究智能光联网技术，可以解决未来互联网在光层上的动态、灵活、高效的组网问题。光联网技术的实现，不仅可以实现超大容量光网络和网络扩展性、重构性、透明性，又允许网络的节点数和业务量的不断增长、互连任何系统和不同制式的信号。其重要性对于我国国民经济的发展以及国家安全方面都有深远的意义。

2.4向超高速系统的发展

随着网络技术的逐渐成熟，现在的网络传输速度永远赶不上网络容量的要求，人们越来越不满足于现在的网络传输速度，而要想加快网络传输速度，大力提高网络容量是我们的必由之路，在这种大环境下，显而易见的是大力发展超高速的通信系统是我们提高通信技术能力的必然趋势，只有如此，才能在当代社会中不断的增强其业务传输能力，并根据形势及需要，开展多种多样的业务类型，从而实现经济利益的有效提高，不光如此，超高速通信技术的实现也可以为宽带业务和多媒体的实现提供基础。

3.结束语

并且通过各种实践，光纤的通讯技术不仅仅是可以在通信上广泛应用，同时在电力的控制系统的监测以及控制上都可以得到广泛的应用。并且在军事领域光纤信息通讯技术也得到了推广。为了能更高的适应各个领域对于光纤通信技术的更高的要求，就要求在技术上需要不断的进行创新和完善发展，争取研究出更加经济适用更加方便适用的光纤网络技术。

【参考文献】

[1]何淑贞，王晓梅.光通信技术的新飞跃[J].网络电信，2004.

篇8

关键词：通信技术；光纤；现状；特点；应用

中图分类号：TN913.33 文献标识码：A 文章编号：

光缆通信在我国已有20多年的使用历史,这段历史也就是光通信技术的发展史和光纤光缆的发展史。光纤通信因其具有的损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展非常迅速。目前,光纤光缆已经进入了有线通信的各个领域,包括邮电通信、广播通信、电力通信、石油通信和军用通信等领域。近年来,光纤通信技术得到了长足的发展,新技术不断涌现,这大幅提高了通信能力,并使光纤通信的应用范围不断扩大。

1光纤通信技术综述

光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路，光纤之间的串绕非常小；光波在光纤中传输，不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听；光纤的芯很细，由多芯组成光缆的直径也很小，所以用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题。

光纤通信在技术功能构成上主要分为：①信号的发射；②信号的合波；③信号的传输和放大；④信号的分离；⑤信号的接收。

2光纤通信的主要分类

2.1 普通光纤。普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展,光中继距离和单一波长信道容量增大,G.652.A光纤的性能还有可能进一步优化,表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合ITUTG.654规定的截止波长位移单模光纤和符合G.653规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。

2.2 核心网光缆。我国已在干线(包括国家干线、省内干线和区内干线)上全面采用光缆,其中多模光纤已被淘汰,全部采用单模光纤,包括G.652光纤和G.655光纤。G.653光纤虽然在我国曾经采用过,但今后不会再发展。G.654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量,它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤,不采用光纤带。干线光缆主要用于室外,在这些光缆中,曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构,目前已停止使用。

2.3 接入网光缆。接入网中的光缆距离短,分支多,分插频繁,为了增加网的容量,通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中,由于管道内径有限,在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量,是很重要的。接入网使用G.652普通单模光纤和G.652.C低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用,目前在我国已有少量的使用。

2.4 室内光缆。室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。并目还可能用于遥测与传感器。国际电工委员会(IEC)在光缆分类中所指的室内光缆,笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在中心局或其他电信机房内,布放紧密有序和位置相对固定。综合布线光缆布放在用户端的室内,主要由用户使用,因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。

3光纤通信技术的特点

3.1 频带极宽，通信容量大。光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽，光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量，特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps。

3.2 损耗低，中继距离长。目前，商品石英光纤损耗可低于0～20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低；若将来采用非石英系统极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离；对于一个长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂性可大大降低。

3.3 抗电磁干扰能力强。光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。由于能免除电磁脉冲效应，光纤传输系还特别适合于军事应用。

3.4 无串音干扰，保密性好。在电波传输的过程中，电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰，而容易被窃听，保密性差。光波在光纤中传输，因为光信号被完善地限制在光波导结构中，而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收，即使在转弯处，漏出的光波也十分微弱，即使光缆内光纤总数很多，相邻信道也不会出现串音干扰，同时在光缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。

除以上特点之外，还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设；光纤的原材料资源丰富，成本低；温度稳定性好、寿命长。由于光纤通信具有以上的独特优点，其不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力通信控制系统中，进行工业监测、控制，而且在军事领域的用途也越来越为广泛。

4光纤通信技术的发展趋势及主要应用

4.1 超大容量、超长距离传输技术波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量,在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛,目前1.6Tbit/的WDM系统已经大量商用,同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用(OTDM)技术,与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同,OTDM技术是通过提高单信道速率来提高传输容量,其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。仅靠OTDM和WDM来提高光通信系统的容量毕竟有限,可以把多个OTDM信号进行波分复用,从而大幅提高传输容量。偏振复用(PDM)技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零(RZ)编码信号在超高速通信系统中占空较小,降低了对色散管理分布的要求,且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散(PMD)的适应能力较强,因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。

4.2 光孤子通信

光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲,由于它在光纤的反常色散区,群速度色散和非线性效应相互平衡,因而经过光纤长距离传输后,波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信,在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。

光孤子技术未来的前景是:在传输速度方面采用超长距离的高速通信,时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上;在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE,光学滤波使传输距离提高到100000km以上;在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。当然实际的光孤子通信仍然存在许多技术难题,但目前已取得的突破性进展使人们相信,光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中,尤其在海底光通信系统中,有着光明的发展前景。

4.3 全光网络

未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段,也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化,但在网络结点处仍采用电器件,限制了目前通信网干线总容量的进一步提高,因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。

全光网络以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。

4.4 有线电视网络。20世纪90年代以来，我国光通信产业发展极其迅速，特别是广播电视网、电力通信网、电信干线传输网等的急速扩展，促使光纤光缆用量剧增。广电综合信息网规模的扩大和系统复杂程度的增加，全网的管理和维护，设备的故障判定和排除就变得越来越困难。可以采用 SDH ＋光纤或ATM＋光纤组成宽带数字传输系统。该传输网可以采用带有保护功能的环网传输系统，链路传输系统或者组成各种形式的复合网络，可以满足各种综合信息传输。对于电视节目的广播，采用的宽带传输系统可以将主站到地方站的所需数字，通道设置成广播方式，同样的电视节目在各地都可以下载，也可以通过网络管理平台控制不同的站下载不同的电视节目。

现在光通信网络的容量虽然已经很大， 但还有许多应用能力在闲置， 今后随着社会经济的不断发展， 作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长，一定会超过现有网络能力， 推动通信网络的继续发展。因此， 光纤通信技术在应用需求的推动下， 一定不断会有新的发展。

参考文献：

篇9

关键词：光纤通信现状趋势

一、光纤通信的概况

1966年，美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的大门，引起了人们的重视。1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB／km的光纤，光纤通信时代由此开始。光纤通信是以很高频率(1014Hz数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业内人士青睐，发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从1980年到2000年增加了近一万倍，传输速度在过去的10年中大约提高了100倍。

光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。目前，光纤通信技术已有了长足的发展，新技术也不断涌现，进而大幅度提高了通信能力，并不断扩大了光纤通信的应用范围。

二、光纤通信技术发展的现状

(一)波分复用技术。波分复用技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源。根据每一信道光波的频率(或波长)不同，将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器(合波器)，将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端，再由一波分复用器(分波器)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立(不考虑光纤非线性时)，从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。

(二)光纤接入技术。光纤接入网是信息高速公路的“最后一公里”。实现信息传输的高速化，满足大众的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中，由于光纤到达位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的应用，统称FTTx。FTTH(光纤到户)是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供所需要的不受限制的带宽，充分满足宽带接入的需求。目前，国内的技术可以为用户提供FE或GE的带宽，对大中型企业用户来说，是比较理想的接入方式。

三、光纤通信技术的发展趋势

近几年来，随着技术的进步，电信管理体制的改革以及电信市场的逐步全面开放，光纤通信的发展又一次呈现了蓬勃发展的新局面，以下在对光纤通信领域的主要发展热点作一简述与展望。

(一)向超高速系统的发展。从过去20多年的电信发展史看，网络容量的需求和传输速率的提高一直是一对主要矛盾。传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用(TDM)方式进行，每当传输速率提高4倍，传输每比特的成本大约下降30％～40％：因而高比特率系统的经济效益大致按指数规律增长，这就是为什么光纤通信系统的传输速率在过去20多年来一直在持续增加的根本原因。目前商用系统已从45Mbps增加到10Gbps，其速率在20年时间里增加了2000倍，比同期微电子技术的集成度增加速度还快得多。高速系统的出现不仅增加了业务传输容量，而且也为各种各样的新业务，特别是宽带业务和多媒体提供了实现的可能。

(二)向超大容量WDM系统的演进。采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽，然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用了不到1％，99％的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一极光纤上传送，则可大大增加光纤的信息传输容量，这就是波分复用(WDM)的基本思路。采用波分复用系统的主要好处是：

1．可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使容量可以迅速扩大几倍至上百倍；

2．在大容量长途传输时可以节约大量光纤和再生器，从而大大降低了传输成本：

3．与信号速率及电调制方式无关，是引入宽带新业务的方便手段；

4．利用WDM网络实现网络交换和恢复可望实现未来透明的、具有高度生存性的光联网。

(三)实现光联网。上述实用化的波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量，但基本上是以点到点通信为基础的系统，其灵活性和可靠性还不够理想。如果在光路上也能实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能的话，无疑将增加新一层的威力。根据这一基本思路，光的分插复用器(OADM)和光的交叉连接设备(OXC)均已在实验室研制成功，前者已投入商用。实现光联网的基本目的是：

1．实现超大容量光网络；

2．实现网络扩展性，允许网络的节点数和业务量的不断增长；

3．实现网络可重构性，达到灵活重组网络的目的；

4．实现网络的透明性，允许互连任何系统和不同制式的信号；

5．实现快速网络恢复，恢复时间可达100ms。鉴于光联网具有上述潜在的巨大优势，发达国家投入了大量的人力、物力和财力进行预研。光联网已经成为继SDH电联网以后的又一新的光通信发展。

篇10

1966年，美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的大门，引起了人们的重视。1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB／km的光纤，光纤通信时代由此开始。光纤通信是以很高频率(1014Hz数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业内人士青睐，发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从1980年到2000年增加了近一万倍，传输速度在过去的10年中大约提高了100倍。

光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。目前，光纤通信技术已有了长足的发展，新技术也不断涌现，进而大幅度提高了通信能力，并不断扩大了光纤通信的应用范围。

二、光纤通信技术发展的现状

(一)波分复用技术。波分复用技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源。根据每一信道光波的频率(或波长)不同，将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器(合波器)，将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端，再由一波分复用器(分波器)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立(不考虑光纤非线性时)，从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。

(二)光纤接入技术。光纤接入网是信息高速公路的“最后一公里”。实现信息传输的高速化，满足大众的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中，由于光纤到达位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的应用，统称FTTx。FTTH(光纤到户)是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供所需要的不受限制的带宽，充分满足宽带接入的需求。目前，国内的技术可以为用户提供FE或GE的带宽，对大中型企业用户来说，是比较理想的接入方式。

三、光纤通信技术的发展趋势

近几年来，随着技术的进步，电信管理体制的改革以及电信市场的逐步全面开放，光纤通信的发展又一次呈现了蓬勃发展的新局面，以下在对光纤通信领域的主要发展热点作一简述与展望。

(一)向超高速系统的发展。从过去20多年的电信发展史看，网络容量的需求和传输速率的提高一直是一对主要矛盾。传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用(TDM)方式进行，每当传输速率提高4倍，传输每比特的成本大约下降30％～40％：因而高比特率系统的经济效益大致按指数规律增长，这就是为什么光纤通信系统的传输速率在过去20多年来一直在持续增加的根本原因。目前商用系统已从45Mbps增加到10Gbps，其速率在20年时间里增加了2000倍，比同期微电子技术的集成度增加速度还快得多。高速系统的出现不仅增加了业务传输容量，而且也为各种各样的新业务，特别是宽带业务和多媒体提供了实现的可能。

(二)向超大容量WDM系统的演进。采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽，然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用了不到1％，99％的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一极光纤上传送，则可大大增加光纤的信息传输容量，这就是波分复用(WDM)的基本思路。采用波分复用系统的主要好处是：1．可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使容量可以迅速扩大几倍至上百倍；2．在大容量长途传输时可以节约大量光纤和再生器，从而大大降低了传输成本：3．与信号速率及电调制方式无关，是引入宽带新业务的方便手段；4．利用WDM网络实现网络交换和恢复可望实现未来透明的、具有高度生存性的光联网。

(三)实现光联网。上述实用化的波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量，但基本上是以点到点通信为基础的系统，其灵活性和可靠性还不够理想。如果在光路上也能实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能的话，无疑将增加新一层的威力。根据这一基本思路，光的分插复用器(OADM)和光的交叉连接设备(OXC)均已在实验室研制成功，前者已投入商用。实现光联网的基本目的是：1．实现超大容量光网络；2．实现网络扩展性，允许网络的节点数和业务量的不断增长；3．实现网络可重构性，达到灵活重组网络的目的；4．实现网络的透明性，允许互连任何系统和不同制式的信号；5．实现快速网络恢复，恢复时间可达100ms。鉴于光联网具有上述潜在的巨大优势，发达国家投入了大量的人力、物力和财力进行预研。光联网已经成为继SDH电联网以后的又一新的光通信发展。