光传输通信技术论文优选九篇

时间:2022-10-06 09:35:29

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光传输通信技术论文

第1篇

摘要:本文针对光纤通信技术的发展及趋势展开研究,分别介绍了光纤通信技术的发展历史和现状,以及光纤通信技术的发展趋势,对一些先进的光纤通信技术进行了介绍。

关键词:光纤通信技术发展历史现状发展趋势

1、导言

目前,在实际运用中相当有前途的一种通信技术之一,即光纤通信技术已成为现代化通信非常重要的支柱。作为全球新一代信息技术革命的重要标志之一,光纤通信技术已经变为当今信息社会中各种多样且复杂的信息的主要传输媒介,并深刻的、广泛的改变了信息网架构的整体面貌,以现代信息社会最坚实的通信基础的身份,向世人展现了其无限美好的发展前景。

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,发展也异常迅猛。

2、光纤通信技术的发展历史总结

近十几年来,光纤通信技术有了长足的进展,其中的新技术也不断被发掘,大大提高了传统意义上的通信能力,这使得光纤通信技术在更大的范围内得到了应用。

光纤通信技术是指把光波作为信息传输的载波,以光纤作为信息传输的媒介,将信息进行点对点发送的现代通信方式。光纤通信技术的诞生及深入发展是信息通信史上一次重要的改革。光纤通信技术从理论提出到工程领域的技术实现,再到今天高速光纤通信的实现,前后经历了几十年的时间。

上世纪六十年代开始的光纤通信技术最开始起源于国外,当时研制的光纤损耗高达400分贝/千米,后来,英国标准电信研究所提出,在理论上光纤损耗能够降低到20分贝/千米,然后,日本紧接着研制出通信光纤的损耗是100分贝/千米,康宁公司基于粉末法研制出了损耗在20分贝/千米以下的石英光纤,到最近的掺锗石英光纤的损耗降低至0.2分贝/千米,已经接近了石英光纤理论上提出的损耗极限。

由以上光纤通信技术的发展历程,可以把光纤通信技术分为大致五个阶段,即850纳米波段的多模光波,到1310纳米多模光纤,到1310纳米单模光纤,再到1550纳米单模光纤,最后是长距离进行传输的光纤通信技术。

3、光纤通信技术的现状研究

(1)光纤通信技术中的波分复用技术。即WDM,充分利用了单模光纤低损耗区的优势,获得了大的带宽资源。波分复用技术基于每一信道光波的频率和波长不同等情况出发,把光纤的低损耗窗口规划为许多个单独的通信管道,并在发送端设置了波分复用器,将波长不同的信号集合到一起送入单根光纤中,再进行信息的传输,而接收端的波分复用器把这些承载着多种不同信号的、波长不同的光载波再进行分离。

(2)光纤通信技术中的光纤接入技术。光纤接入网技术是信息传输技术的一个崭新的尝试,它实现了普遍意义上的高速化信息传输,满足了广大民众对信息传输速度的要求,主要由宽带的主干传输网络和用户接入两部分组成。其中后者起着更为关键的作用,即FTTH(意思是光纤到户),作为光纤宽带接入的最后环节,负责完成全光接入的重要任务,基于光纤宽带的相关特性,为通信接收端的用户提供了所需的不受限制的带宽资源。

4、光纤通信技术的发展趋势

下面介绍在未来将会大有发展的几种光纤通信技术,如下图1所示。

(1)光接入网通信技术的更进一步发展。现存技术上的接入网依旧是双绞线铜线的连接,仍然是原始的、落后的模拟系统,而网络中的光接入技术的应用使其成为了全数字化的,且高度集成的智能化网络。

光接入网通信技术所要达到的主要目标有:最大程度的使维护费用得到降低,故障率得到明显下降;可以用于新设备的开发和新收入的不断增加;与本地网络相结合,达到减少节点数目和扩大覆盖面范围的目的;通过光网络的建立,为多媒体时代的到来做好准备;另外,可以最大化的利用光纤本身的一些优势特点。

(2)光纤通信技术中光传输与交换技术的融合一光接入网通信技术的后延。基于上述光接入网通讯技术的成熟发展,网络的核心架构己经得到了翻天覆地的改变,并正在日新月异的变化发展着,在交换和传输两方面来讲也都早已进行了好几代的更新。光接入网技术和光输与交换技术的融合技术,前者较后者在技术应用上有了一些技术上改进,从而也就提高了全网的往前的进一步有效发展,但此项技术相对来讲仍不成熟。

(3)新一代的光纤在光纤通信技术中的应用。传统意义上的G.652单模光纤已经在长距离且超高速的传送网络发展中表现出了力不从心的缺点,新一代光纤的研发己成为当今务实之需,它也构成了新一代网络基础设施建设工作的一个重要组成部分。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,己经发展出了两种新一代光纤一非零色散光纤和全波光纤。

第2篇

【关键词】 光纤通信技术 广播电视 传输

前言:广播电视的主要传播方式是光纤传输,实际上除了光纤传输的方式之外还有微波传输和卫星传输的方式,但是光纤传输本身具有一定的特性,非常适合广播电视的要求,比如成本比较低,但是传输的内容量非常大,因此,在广播电视传输中光纤通信技术的应用是非常重要的。

一、光纤技术

一般最基本的光纤系统也必须具有五个要素,光发射器、光接收器、中继器、耦合器和连接器。光源会产生光波的信号,而电视不仅仅有光影还有声音,音频还有电信号,光发射器能够将这两个信号转换成为光信号,都转换成为光信号之后就能够通过光缆传输给接收器,在接收器上再次进行转换,将光信号转化成为电信号,然后发送给终端[1]。

因为在传输的过程当中,信号可能会有扭曲的情况,造成最终的成像可能会出现失真的情况,影响观众观看的效果,为了能够有效解决这一问题就需要中继器的参与,设立中继器能够保证信号在传输的过程当中保持稳定,并减少受损情况。当光缆在长距离的架构过程当中,一些光缆线过于长,或者是因为一些原因出现交叉的情况等等,为了能保证光纤的连接效果,也需要耦合器和连接器。

二、光纤通信技术在广播电视传输中的应用

光纤通信技术已经获得了一定的成就,传统的光纤通信技术经常会出现噪音的问题,经过不断的改造,目前的光纤通信技术已经能过有效避免这一问题。而且在一些现场的演唱会当中,将光纤通信技术应用得更加有效,演唱会当中有主会场和分会场,分会场往往会设立在全国各地,主会场的主持人在和分会场的嘉宾与主持沟通和交流的时候,不会出现任何阻碍,这就是通过光纤通信技术获得的。

1、非压缩传输。非压缩传输主要指的是,信号从信号源发出,然后再经过传输的,最终到终端设备当中,在这个过程当中,不进行处理。在一些跨年演唱会和体育赛事直播的过程中都是应用的非压缩传输,实际上一般的现场直播利用的就是非压缩传输的方式[2]。非压缩传输的方式对距离的要求是比较严格的,当进行现场体育赛事报道的过程当中,一定还有电视机转播机房,机房和转播车的距离不能太远,一般不会超过60米的距离。目前在很多非压缩传输当中,为了能够保证传输的效果,采用两套设备传输的方式,使用主设备的同时还应用冷备设备,双光缆的具有非常明显的优势,能够让信号传输地更加准确,还能保证信息的安全性[3]。

2、压缩性传输。压缩设备可以对光波信号进行压缩,让信号的空间变小,然后再进行传输,因为信号的空间明显变小了,因此数据传输的数量可以更大,这点是非压缩传输不能及的。因为压缩传输和非压缩传输都有自身的优点,因此在实际工作的过程当中,压缩传输和非压缩传输会同时使用,两者结合不仅能够保证信息传递的及时性,还能保证信息传递的稳定性。

三、适应下一代广播电视网络的发展需求的FTTH系统

FTTH是一种光纤媒质的接入方式,将接入网局端和家庭住宅连接起来,引入光纤让人们可以在住宅当中享受有线电视传输网络带来的便利。实际上一般有有线电视传输平台和双向传输平台两个平台,而FTTH则对上述两种平台都做出到综合的考虑,不仅能够兼顾有线电视传输平台,还能构成双向的业务。FTTH本身是非常复杂的结构,但是按照部分的重要作用分割看恚一共有四个部分,首先是广播和宽带接入系统,然后是光分配网络,其次是配置系统,最后是网络管理系统。FTTH能承载业务的类型主要分为两类,一类是广播电视方面的业务,人们都熟悉的高清广播和电视广播等等,目前还有电视IP直播的业务,随着广播电视业务的不断发展,将会让广播电视业务更加丰富。还有一类是宽带接入业务,在宽带接入业务当中,主要包含了网络视频的功能,还有网络游戏的功能,以及一些点播的功能等等,可以看出FTTH所能承载的业务类型是非常广泛的,为人们的休闲生活提供了非常多的选择性。

总结:本文首先介绍了光纤通信技术,然后在了解光纤通信技术的基础上,介绍其在广播电视传输中的应用,主要介绍了两种应用,一种是非压缩传输的方式,另外一种是压缩传输的方式,特点是传输的量更大,最后介绍了FTTH系统,希望能为光纤通信技术的发展提供新的思路,让广播电视传输更上一层楼。

参 考 文 献

[1]张学文,赵家文,叶德飞. 光纤通信技术在广播电视传输中的应用研究[J]. 电脑开发与应用,2012,09:55-56+59.

[2]胡亚楠. 光纤通信在广播传输系统中的应用[A]. 中国武汉决策信息研究开发中心、决策与信息杂志社、北京大学经济管理学院.“决策论坛――如何制定科学决策学术研讨会”论文集(上)[C].中国武汉决策信息研究开发中心、决策与信息杂志社、北京大学经济管理学院:,2015:1.

第3篇

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。

二、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。

(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。

三、结语

第4篇

【关键词】光纤通信技术 铁路通信 应用技术

从光纤通信问世到现在,光传输的速率以指数增长,光纤通信技术得到了长足的进步, 应用范围也不断扩大。随着铁路通信朝着数字化、综合化、宽带化、智能化方向发展,光纤通信技术已经大量应用于铁路通信系统中,显著地提高了铁路通信能力,极大地促进了铁路通信系统的完善和发展。

一、光纤通信概述

光纤通信是以很高频率(大约1014Hz)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。1966年7月,美籍华人高锟博士《用于光频的光纤表面波导》,分析证明了用光纤作为传输媒体以实现光通信的可能性,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。1970年,美国康宁公司根据高锟论文的设想首次研制成功当时世界上第一根超低损耗光纤(衰减系数约为20dB/km),光纤通信时代由此开始。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。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。

三、光纤通信技术发展趋势

(一)超高速、超大容量和超长距离传输

超大容量、超长距离传输的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。

(二)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。

(三)全光网络

第5篇

关键词:光纤通信技术; 现状; 发展趋势

中图分类号:S972文献标识码: A 文章编号:

引言:光纤通信自从被发明出以来,给整个通信领域带来了翻天覆地的变化,使得传统的通信方式变得更高速、更高容量。它具有无与伦比的优势,比起传统通信,它的损耗极大的降低、重量更轻、抗电磁干扰能力更强、传输频率更宽等等。现在,光纤通信的发展非常迅速,仅仅在过去的15年里传输容量就增加了近10000倍。速度提高了将近200倍。

1.光纤通信技术概述

光纤通信技术是指利用光波做为载波,通过光导纤维传输信号,以实现信息传递的一种通信方式,其组成部分主要包括光纤光缆技术、光交换技术传输技术、光有源器件、光无源器件以及光网络技术等。

光纤通信的兴起是由美籍华人高锟和霍克哈姆引领的,当时他们发表的论文表示他们发现光纤有可能用于通信,这种低损耗的材料自此进入了通信领域。光纤通信技术自被运用以来,发展速度很快。1970年以后,美国康宁公司首先研制成功并投入运用了第一代光纤通信技术---多模光纤系统:工作波长850纳米,光纤的损耗为每公里2.5~4.0分贝,最高传输率每秒可接受34Mbit的数据;1980年后,光纤通信技术有了很大提高,工作波长达到了1310纳米,光纤的损耗为每公里0.55~1.0分贝,光传输速率达到每秒可接收140Mbit的数据,信息的传递质量大大提高。

光纤通信技术有直接调制和间接调制两种光调制方式。光纤通信的传播过程可分为下面几个阶段:首先要把声音、视频、图像等数据转换成光信号,这样信源就可以传输到光纤进行传播;再者,携带信息的光信号经过光纤传输到信宿;最后,信宿再将光信号转换成电信号。光纤传播光信号比起电缆传播电信号速度要快,损耗还要低,而且在成本、重量、施工难度上等也有着明显的优势。

2.光纤通信技术的现状

在我国,光纤通信技术起步虽然较晚,但是已经有了很大的发展。在光纤通信领域也出现了许多的新技术,随着光纤通讯技术的提升,光纤通信能力也大大提高,越来越多的地区也逐渐地引入了光纤通讯设备。另外,在各个行业和企业中光纤通信的使用也越来越普遍,无论是海底通信、有线电视、局域网还是长途通信等等光纤通信都得到了认可。21世纪以来,光纤通信技术已经成为传播媒介领域中最重要的技术。

2.1光纤通信逐渐形成系统

光纤通信逐渐形成系统的系统是指地区间系统和行业间系统。在我国,国家干线、省内干线以及区内干线上已经全部采用光缆,地区间的系统已经建成。21世纪是信息大爆炸的时代,人们对信息的依赖程度很高,声音、图片、视频等各种信息的需求量大大增加,并且要求具有实时性。所以许多公司和通讯机构对信息传递的容量和速度都有了更高的需求,而信息传输量巨大的光纤通信正是满足了人们的这一要求,行业之间的系统也已经形成。

2.2常规单模和多模光纤技术

在光纤制造方面,我国基本掌握了常规单模和多模光纤的生产技术,已研制出了色散位移光纤(G.655光纤)、大有效面积非零色散位移单模光纤、色散补偿光纤(DCF)、掺铒光纤、保偏光纤、数据光纤。光电器件的研制也取得了显著进展:高速激光器、增益半导体激光器、量子阱双稳态激光器、掺铒光纤激光器、主动锁模光纤环形孤子激光器、被动锁模光纤环形激光器、光纤光栅激光器、半导体光放大器、掺铒光纤放大器(EDFA)DBF- LD与 EA型外调制器的集成器件、应用于接入网的单纤收发集成器件等。

2.3光纤接入技术

光纤接入技术主要是运用于通信业务,它是面向未来的光纤到路边(FTTC)和光纤到户(FTTH)的宽带网络接入技术,重点解决电话等窄带业务的有效接入问题外,还可以同时解决调整数据业务、多媒体图像等宽带业务的接入问题。

随着经济的发展,不仅是在城市,还有在农村,高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务的需求量逐渐增加。这些业务不仅需要宽带的主干传输网络,更关键的部分是用户接入,尤其是地理环境较差的农村。光纤接入技术的优势是它可以与ATM、SDH、以太网等多种技术结合,使用性强。

2.4孤子传输技术

孤子通信技术是一种利用光孤子脉冲在传输过程中的非线性压缩和色散之间的平衡,以实现长距离高速度通信的技术。

在超大容量的传输系统中,色散是影响传输质量的一个因子,而利用孤子传输技术可以通过光纤本身的非线性来克服这个弱势,从而可以大大增大无中继的传输距离。孤子抗干扰能力强、抑制极化模色散的优点也是实现长距离高速度通信的主要影响因素。

3. 光纤通信技术的未来发展趋势

3.1光纤通信将具有更大容量、更高速

光纤通信具有更大容量、更高速是从投入运用到现在一直追求的目标。随着社会经济的发展,信息传递的容量和速度尤其是电信行业中最大的问题就是无法满足人们对信息量的获取。多媒体的告诉发展也对光纤的容量和速度提出了更高的要求。如果光纤传递信息的速度提高4倍,那么,信息传递的成本将降低30%。这对于居民的日常生产、生活,尤其是对媒体行业的发展,将起到很大的促进作用。

3.2将波分复用技术用于宽带

目前,波分复用技术是指将不同波长的信号同时在同一光纤上完成传输,在光纤通信中已经得到运用,其开发潜力以及达到上限。但是,只有1%运用于宽带资源上,将波分复用技术用于宽带课提高的空间还有很大。如果两者相结合,那么在同一宽带上可传输的信息量将大大提高,宽带速度也就提高了,将会大大提高人们获取信息的速度和对网络系统的满意度。

随着互联网用户的增多以及网络分组化,IP业务成为波分复用技术发展的主要推动力量。但是目前波分复用技术的稳定性不强,还需要不断完善。

3.3使用智能光联网技术

2000年3月,国际电联提出了ASON(自动交换光网络)的概念,目的是智能化的按需分配网络资源,通过交叉连接和分插功能,为任何地点和任何用户提供可连接的网络。了网络的灵活和高效的重构和重组,因此,可传递的信息量增多。

目前,发达国家正在开展智能光联网技术的研发,我国也应该与时俱进,投入适当的人力和资金进行研发,为维护我国的信息安全奠定基础。

3.4实现全光网络

全光网络是指信号只有在进出网络时才进行电和光的交换,而在网络中传输和交换的过程中始终以光的形式存在。它的相关技术主要有全光交换、光交叉连接、全光中继和光复用/去复用等,具有良好的透明性、波长路由特性、兼容和可扩展性。因为全光网络靠的是“光”的传输,所以信息的传递速度很快,并且传送方式多样, PDH、SDH、ATM等传送方式都可以使用,提高了网络资源的利用率。

现在,全光网络正处于初期的发展阶段,但是可开发的潜力很大,并且凭借它极高的信息传递速度、简单的网络结构将会成为未来信息网络的核心。

4.结论

根据以上分析,我们可知光纤通信技术在传递信息方面发挥着不可替代的作用,从最初的运用到现在,虽然已经得到了很大的发展,但是随着社会经济的发展,光纤通信技术还需要不断发展,以满足人们对信息不断提高和维护国家信息安全的需要。

参考文献:

[1] 甘世雄.谈数据通信技术的构成原理及其应用前景[J].计算机光盘软件与应用,2010(12).

[2]辛化梅.李忠.论光纤通信技术的现状及发展[J].山东师范大学学报(自然科学版),2008(3).

第6篇

关键词:光纤 通信 信息 技术

光纤通信就是利用光导纤维传输信号,以实现信息传递的一种通信方式。光导纤维通信简称光纤通信。可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。实际上光纤通信系统使用的不是单根的光纤,而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。随着信息科学技术的飞速发展,光纤通信技术越来越受到人们的重视,并逐步地开始普及。究竟什么是光纤通信呢?简单地说,光纤通信就是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。和以往的通信方式不同,光纤的材料是玻璃的,因其是电气绝缘体,不需要担心接地回路,所以光纤之间的串绕非常小;光纤通信系统的通信载体是光波,它的频率要比以往的电波高得多,再加上光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多,光纤通信的容量要比微波通信大几十倍,光纤的芯很细,由多芯组成光缆的直径也很小,因此光纤通信的传输系统所占空间较小,很好地解决了地下管道拥挤的问题;另外,光波在光纤中传输,还不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听,可谓好处多多。

1、光纤通信的发展历程

1966年,美籍华人高锟同霍克哈姆发表了关于传输介质新概念的论文,这篇论文具有划时代的意义,它奠定了利用光纤进行通信的基础,指明了利用光纤进行通信的可能性。1970年,美国康宁公司成功了研制出了损耗20dB/km的石英光纤。促使光纤通信研究的进一步发展。1976年,NTT公司继续将光纤损耗度降低,达到了0.47dB/km。1977年,美国首先推出了用多模光纤进行光纤通信实验。实现了第一代光纤通信系统。1981年,实现了第二代光纤通信系统。1984年,实现了第三代光纤通信系统。80年代后期,实现了第四代光纤通信系统。而后,利用光波分复用提高速率,利用光波来增长传输距离的系统,即第五代光纤通信系统。

2、光纤通信技术的特点

2.1 大容量、高速度

光纤通信的第一特点就是容量大,光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽,虽然现在的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,但是经过一系列的技术处理,单波长光纤通信系统的传输容量也在大幅增加,目前,光纤的传输速率一般在2.5Gbps 到10Gbps,还有很大的扩展空间。

2.2 损耗低

和以往的任何传输方式相比,光纤传输的损耗都是最低的,目前,商品石英光纤损耗可低于0~20dB/km,随着科技的进步,将来采用非石英系统极低损耗光纤,那么,它的损耗可能更低,这就意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离,这无疑就减少了中继站数目,成本也就可以大幅降下来。

2.3 保密性好

大家都知道,电波传输时容易出现电磁波的泄漏,保密性差,而光波在光纤中传输,光信号被完善地限制在光波导结构中,泄漏的射线则被环绕光纤的不透明包皮所吸收,不会出现泄漏,因而光纤通信不会造成串音,也不会被窃听,保密性非常好。

2.4 抗电磁干扰能力强

光纤材料由石英制成的,不仅绝缘性好,抗腐蚀,更重要的是抗电磁干扰能力强,它既不受雷电、电离层和太阳黑子的变化和活动的干扰,也不受人为释放的电磁干扰,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,也特别适合于军事应用。

另外,光纤还有很多其他的优点,比如光纤径细、轻柔、易于铺设,其原料资源丰富,成本低,其自身温度稳定性好、寿命长等等,这些特点决定了光纤将在各个领域得到广泛应用。

3、光纤通信技术的应用

3.1 光纤通信技术的分类

(1)光纤传感技术。因为光纤传感器具有耐腐蚀、宽频带、防爆性、体积小、耗电少的优点,所以其可分为功能型传感器和非功能型传感器;(2)波分复用技术。根据每一信道光波的频率不同,利用单模光纤低损耗区带来的巨大宽带资源,可以将光纤的低损耗窗口划分成为若干个信道,采用分波器来实现不同光波的耦合与分离;(3)光纤接入技术。光纤接入技术的应用十分广泛,已经应用到千家万户。光纤接入技术不仅仅可以解决窄带的业务,也可以解决多媒体图像等业务。

3.2 光纤通信技术的现实应用

现今,我国的光纤通信产业发展十分迅速,尤其是广播电视网、电信干线传输网、电力通信网等发展极其迅速,使得对于光纤光缆的需求量急剧地增加。因为广电综合信息网规模的扩大和系统的复杂难度的提升,让我们在对于全网的管理和维护以及设备故障的判定等问题上存在着很大的难度。为了解决以上存在的问题,采用了ATM+或者是SDH+光纤组成宽带数字传输系统。对于这个传输网,我们可以采用环网传输系统,也可以采用链路系统或者是用它们组成的各种不同形式满足不同需要的符合网络。我们可以采用宽带传输系统,可以将通道设置为广播的方式,这样的话,可以让人们在任何地方都可以对同样的电视节目进行下载,也可以让工作人员对下载的权限进行统一设置,更有利于管理。在全国各地目前已经具有基本规模的有线电视网络的基础上,宽带多媒体传输网络是比较容易实现的。我们可以通过数据通道或者是电信网中的语音通道来形成上行信号,也可以通过语音接入系统来完成上行信号的传送。

4、光纤通信技术发展趋势

4.1 向超高速、超大容量发展

目前10Gbps系统已开始大批量装备网络,在理论上,基于时分复用的高速系统的速率还有望进一步提高,例如在实验室传输速率已能达到4OGbps,然而,采用电的时分复用来提高传输容量的作法已经接近硅和镓砷技术的极限,电的40Gbps系统在性能价格比及在实用中是否能成功也还是个未知因素,可以说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。于是人们将目光转向波分复用,采用波分复用系统可以将光纤容量迅速扩大几倍乃至上百倍,可以大大降低成本,可以方便快捷的引入宽带新业务,有望实现光联网,基于此,近几年波分复用系统发展十分迅速,预计不久实用化系统的容量即可达到1Tbps的水平。

4.2 实现光联网的全面发展

尽管波分复用系统技术有诸多好处,但依旧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,并已投入商用。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。光联网的全面发展将对21世纪的中国产生重要的影响。

4.3 新一代的光纤

近几年来随着IP 业务量的爆炸式增长,传统的单模光纤已暴露出力不从心的态势,目前已出现了两种不同的新型光纤,即非零色散光纤(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤)。

4.3.1 新一代的非零色散光纤

非零色散光纤(G.655光纤)的基本设计思想是在1550 窗口工作波长区具有合理的较低色散,足以支持10Gbps的长距离传输而无需色散补偿,从而节省了色散补偿器及其附加光放大器的成本;同时,其色散值又保持非零特性,具有一起码的最小数值(如2ps/(nm.km)以上),足以压制四波混合和交叉相位调非线性影响,适宜开通具有足够多波长的DWDM系统,同时满足TDM和DWDM两种发展方向的需要。

4.3.2 全波光纤

与长途网相比,城域网面临更加复杂多变的业务环境,要直接支持大用户,因而需要频繁的业务量疏导和带宽管理能力,显然开发具有尽可能宽的可用波段的光纤成为关键。全波光纤就是在这种形势下诞生的,全波没有了水峰,光纤可以开放第5 个低损窗口,从而使可复用的波长数大大增加,使元器件特别是无源器件的成本大幅度下降,从而降低了整个系统的成本;另外上述波长范围内,光纤的色散仅为1550nm 波长区的一半,因而,容易实现高比特率长距离传输。

5、结语

在新世纪的信息技术发展中,光纤通信技术将成为重要的支撑平台,光纤通信也将成为未来通信发展的主流,光纤通信有着巨大的潜力等待人们的开发。

参考文献

[1]苏赐民.从光纤通信技术的发展中看前景[J].工业设计,2011(05).

[2]李中满.我国光纤通信技术发展现状及趋势探讨[J].现代商贸工业,2010(24).

第7篇

[论文摘要]分析光纤通信技术的发展历史与发展现状,并对光纤通信技术的发展趋势进行了展望。

一、光纤通信技术的发展及现状

光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。光纤从提出理论到技术实现和今天的高速光纤通信也不过几十年的时间。从国外的发展历程我们可以看出,20世纪60年代中期,所研制的最好的光纤损耗在400分贝以上,1966年英国标准电信研究所高锟及Hockham从理论上预言光纤损耗可降至20分贝/千米以下,日本于1969年研制出第一根通信用光纤损耗为100分贝/千米,1970年康宁公司(Corning)采用“粉末法”先后获得了损耗低于20分贝/千米和4分贝/千米的低损耗石英光纤,1974年贝尔实验室(Bell)采用改进的化学汽相沉积法制出性能优于康宁公司的光纤产品。到1979年,掺锗石英光纤在1.55千米处的损耗已经降到0.2分贝/千米,这一数值已经十分接近由Rayleigh散射所决定的石英光纤理论损耗极限。

目前国内光纤光缆的生产能力过剩,供大于求。特种光纤如FTTH用光纤仍需进口,但总量不大,国内生产光纤光缆价格与国际市场没有差别,成本无法再降,已经是零利润,在国际市场没有太强竞争力,出口量很小。二十年来的光技术的两个主要发展,WDM和PON,这两个已经相对比较成熟。多业务传输发展平台两个方面,一方面是更有效承载以太网业务、数据业务,另一方面是向业务方面发展。AS0N的现状是目前的系统只是在设备中,或是在网络中实现了一些功能,但是一些核心作用还没有达到。

二、光纤通信技术的趋势及展望

目前在光通信领域有几个发展热点即超高速传输系统、超大容量WDM系统、光传送联网技术、新一代的光纤、IPoverOptical以及光接入网技术。

(一)向超高速系统的发展

目前10Gbps系统已开始大批量装备网络,主要在北美,在欧洲、日本和澳大利亚也已开始大量应用。但是,10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感,而已经铺设的光缆并不一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求,需要实际测试,验证合格后才能安装开通。它的比较现实的出路是转向光的复用方式。光复用方式有很多种,但目前只有波分复用(WDM)方式进入了大规模商用阶段,而其它方式尚处于试验研究阶段。

(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率低于1%,还有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级光纤上传送,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。基于WDM应用的巨大好处及近几年来技术上的重大突破和市场的驱动,波分复用系统发展十分迅速。目前全球实际铺设的WDM系统已超过3000个,而实用化系统的最大容量已达320Gbps(2×16×10Gbps),美国朗讯公司已宣布将推出80个波长的WDM系统,其总容量可达200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。实验室的最高水平则已达到2.6Tbps(13×20Gbps)。预计不久的将来,实用化系统的容量即可达到1Tbps的水平。

(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。

(四)开发新代的光纤

传统的G.652单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势,开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。目前,为了适应干线网和城域网的不同发展需要,已出现了两种不同的新型光纤,即非零色散光(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤)。其中,全波光纤将是以后开发的重点,也是现在研究的热点。从长远来看,BPON技术无可争议地将是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。

(五)IPoverSDH与IpoverOptical

以lP业务为主的数据业务是当前世界信息业发展的主要推动力,因而能否有效地支持JP业务已成为新技术能否有长远技术寿命的标志。目前,ATM和SDH均能支持lP,分别称为IPoverATM和IPoverSDH两者各有千秋。但从长远看,当IP业务量逐渐增加,需要高于2.4吉位每秒的链路容量时,则有可能最终会省掉中间的SDH层,IP直接在光路上跑,形成十分简单统一的IP网结构(IPoverOptical)。三种IP传送技术都将在电信网发展的不同时期和网络的不同部分发挥自己应有的历史作用。但从面向未来的视角看。IPoverOptical将是最具长远生命力的技术。特别是随着IP业务逐渐成为网络的主导业务后,这种对JP业务最理想的传送技术将会成为未来网络特别是骨干网的主导传送技术。

(六)解决全网瓶颈的手段一光接入网

近几年,网络的核心部分发生了翻天覆地的变化,无论是交换,还是传输都己更新了好几代。不久,网络的这一部分将成为全数字化的、软件主宰和控制的、高度集成和智能化的网络,而另一方面,现存的接入网仍然是被双绞线铜线主宰的(90%以上)、原始落后的模拟系统。两者在技术上存在巨大的反差,制约全网的进一步发展。为了能从根本上彻底解决这一问题,必须大力发展光接入网技术。因为光接入网有以下几个优点:(1)减少维护管理费用和故障率;(2)配合本地网络结构的调整,减少节点,扩大覆盖;(3)充分利用光纤化所带来的一系列好处;(4)建设透明光网络,迎接多媒体时代。

参考文献:

第8篇

论文摘要:光纤通信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。本文探讨了光纤通信技术的主要特征及应用。

1.光纤通信技术

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.光纤通信技术的特点

(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。

(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)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。

(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。

3.光纤通信技术在有线电视网络中的应用

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

有线电视网络在全国各地已基本形成,在有线电视网络现有的基础上,比较容易地实现宽带多媒体传输网络,因此在目前的情况下,不应完全废除现有的有线电视网,而用少量的投资来完善和改造它,满足人们的目前需要。很多地区的CATV已经是光纤传输,到用户端也是同轴电缆进入千万家。但是现在建设的CATV大多是单向传输,上行信号不能在现有的有线电视网中传送。可以通过电信网PSTN中语音通道或数据通道形成上行信号的传送,也可以通过语音接入系统来完成。将电话接到各用户,这样各用户间即可以打电话,也可以利用广电自己的综合信息网中的宽带传输系统构成广电网中自己的上行信号的传送,组成了双向应用的Internet网。

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:

[1]王磊,裴丽.光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息,2006,(4)

[2]何淑贞,王晓梅.光通信技术的新飞跃[J].网络电信,2004,(2)

第9篇

一、光纤通信的概况

光纤通信技术的诞生给通信领域带来了一场革命。学者C﹒K﹒Kao和HC﹒A﹒Hock在1966年发表传递新概念的论文,才建立光纤通信的基础,光纤通信学习使用方面的发展是非常快的。技术是不断革新,应用范围不断扩大,现在新技术的光通信仍然是新兴不断,现在光通信追求的目标是超长距离的高速和广阔的能力,主要是利用放大器延长传输距离,它是依靠单波长时分复用(etdm)来提高利率的,利用密集波分复用(DWDM)以改善单一光的纤传输能力,并采取了一些新的技术,如新形式的调节,利用光电技术以改善装备的性能,以促进不同更新的光纤通信系统。

二、光纤通信技术发展的现状

1.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。

2.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

1.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。

2.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。

3.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。

4.新一代的光纤。近几年来随着IP业务量的爆炸式增长,电信网正开始向下一代可持续发展的方向发展,而构筑具有巨大传输容量的光纤基础设施是下一代网络的物理基础。传统的G.652单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势,开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。目前,为了适应干线网和城域网的不同发展需要,已出现了两种不同的新型光纤,即非零色散光纤(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤)。

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