光纤通信的应用现状及其发展趋势-论文

4-1光纤通信的应用现状及其发展趋势摘要：光纤通信从理论提出到今天的高速光纤通信应用也不过几十年的时间。光纤通信在应用到信息传输的过程中，历经了很多技术难关。在解决一个个技术难关的同时，光纤通信的发展已经遍布工作生活的方方面面。随着人们对信息通信的需求越来越大，光纤通信技术由于其抗干扰性强、速度快、传输信息量大等优点，在邮电通信、军用通信、电力通信、石油通信、广播通信等诸多有线通信领域得到了长足发展。本文简要介绍了光纤通信技术的特点，从中总结了光纤通信技术的应用现状，并对光纤通信技术的发展趋势进行了分析。关键词光纤通信应用现状发展趋势光孤子通信全光网络FibercommunicationapplicationstatusanddevelopmenttrendsAbstract:Fromthetheorytothehigh-speedfibercommunication,opticalfibercommunicationhasexperienceddecadesoftime.Intheprocessofinformationtransmissionapplications,Opticalfibercommunicationhasmetalotoftechnicalchallenges.Insolvingthetechnicalchallengesatthesametime,thedevelopmentofopticalfibercommunicationhasworkedacrosseverywhereoflife.Becauseofitsadvantagesofstronganti-interference,highspeed,largeamountofinformationtransmission,opticalfibercommunicationtechnologyhasbeenwidelyusedinthepostandtelecommunication,militarycommunication,electricpower,oil,radiocommunicationandothercablecommunications.Thecharacteristicsofopticalfibercommunicationtechnologyhavebeenbrieflyintroduced.Thepresentsituationhasbeensummarized.Andthedevelopmenttrendoftheopticalfibercommunicationtechnologyhasbeenanalyzed.Keywords:opticalfibercommunication;applicationstatus;developmenttrends;opticalsolitoncommunication;allopticalnetwork4-20引言光纤通信是将要传送的图像、数据等信号调制到光载波上，以光纤作为传输媒介的通信方式。光导纤维的巨大潜力，将使信息高速公路不仅成为数据传输媒介，还将输送电视、电话、教育、金融等多种服务，成为继本世纪50年代开始美国大规模普及电话之后最重大的通信手段革命。作为载波的光波频率比电波频率高得多，作为传输介质的光纤又比同轴电缆或波导管的损耗低得多，因此相对于电缆通信或微波通信，光纤通信具有许多独特的优点。光纤通信系统已经历了四代变更：第一代光纤通信系统是在1973～1976年研制成功的45Mbit/s、0.85m多模光纤系统。第二代光纤通信体统于1976～1982年研制成功，它可以传送中等码速的数字信号。其工作波长为1.30m，损耗为0.5dB/km，色散的最小值近似为零。目前正处在大规模实用化的是第三代光纤通信系统。其工作波长为1.31m，使用LD可传输140～600Mbit/s的高码速信号，中继距离达30～50km。第四代光纤通信系统目前还处在实验室研制阶段。其主要思想是将零色散波长移到1.55m，这样可以使光纤损耗更低，色散为零。目前，人们已经涉足第五代光纤通信系统的研究和开发，称之为光孤子通信系统。光孤子通信系统具有超长距离的传输能力，其应用潜力是巨大的。但是光孤子通信系统目前尚处于研究开发阶段，要真正进入实用化还需要解决一系列实际应用问题。1光纤通信技术的特点1.1信息传输容量较大在同样的单位时间内，光纤通信技术可以负载更多的信息容量，在使用过程中光纤通信的传输速度与质量远远高于传统的电缆与光缆，具有极高的有效性与特殊性,这是因为光纤通信技术有着较其他材料更大的负载范围，频带也较其他材料更宽。单波长光纤通信技术可以更大程度地发挥光纤负载范围大、频带宽的特点，大幅度提升了通信传输容量，从根本上提升了密集波分复用效果及信息传输质量。1.2信息传播损耗较低光纤通信技术可以跨越更大范围的无中继距离，在一定程度上减少信息传播过程中的损耗，而且光纤通信技术目前仍是使用的传统石英光纤为介质进行通信传播，理论上来说如果日后开发出更为节省损耗的非石英光纤介质，其损耗可以降的更低，从而在长途信息传输过程中发挥最大的经济效益，减少经济成本的损失。1.3抗电磁干扰性较强目前在光纤通信技术中使用的材料是由石英制成的绝缘体材料，其本身就拥有者体积较小、质量较轻、抗电磁干扰效果较强的特点。使用光纤作为通信媒介，可以明显提升信息传播过程中对电磁干扰的免疫力，不受外部自然界电磁信息及人为架设的电子光缆的干扰，可以明显提升强电领域的通信质量。1.4不易出现串音，保密性较强在光波导结构中光纤通信技术可以将信号进行完整的传递，环绕光纤的不透明包皮可以吸收在信息传递过程中遗漏的射线，同时光纤传递的信号源大多是以光弧的形式传递，这就导致信息在光纤传递的过程中基本不会漏出光波，无法窃听光纤信息传输的内容，大大提高了信息传递过程中的保密性。4-32光纤通信的应用现状2.1光纤通信在电力通信中的应用在电力系统中，光纤是随高压线路一起铺设来实现信息高速传递的，为我们提供智能化的供电网络。目前，光纤通信已在我国大部分电力系统的主干线及一些区域的接入网络中得到应用，不仅有效地保证了电网的安全稳定，还减少了资金投入。在35KV及以上的电力通信系统中常用OPGW技术，这种技术有效的结合了光纤通信与输电技术，安装简单，功能完善。在220KV及以下的电路中，光纤一般采用6芯、12芯、24芯等形式自承式安装，构造一般采用环形、链形或两者结合，而传输速度依据线路间距常采用STM1、STM4、STM16等。2.2光纤通信在广电传媒行业的应用广电传媒行业大多以输出声音、图像为主，主要包括广播、电视和无线信号接受终端等。为了保证声音和画面的质量，信号的传播速度与稳定性变得至关重要。在广电领域，光纤作为信号传输的载体，可以导出优质的音频和视频，并且光纤技术的低成本优势也使其得以广泛应用。所以，一些大型的媒体单位已兴建了以光纤通信技术为基础的完整设备。目前，以光纤通信为基础的网络建设格局也在逐步形成。2.3光纤通信在军事领域的应用在现代化国防事业的建设中，先进的军事武器、装备等都需要信息的支持。光纤通信不仅传输信息容量大、抗干扰能力强，而且保密性好，可以降低信号的泄漏，其在军事方面具有安全、稳定、可靠等优势，所以，光纤通信在世界范围内的军事领域已得到广泛应用。此外，光纤通信数据一条光缆可多路传输的特点也使其在军事通信、空中通讯以及战略交流等方面占有不可替代的作用。2.4光纤通信在智能交通领域的应用高速公路运营管理正在朝着智能化方向发展，话音、图像、数据等信息的输出需要专用的通道，通信系统的建立和完善已经成为保障高速公路高效运营、智能管理的主要手段和重要途径，现阶段，光纤通信正在高速公路管理系统和智能交通建设中发挥着枢纽的作用，为联网收费和管理提供了必要的技术支持。在信息化时代，光纤通信技术是智能交通建设不可或缺的技术基础，智能交通系统实际上就是交通领域的信息化，信息传输和处2.5光纤通信在配电网自动化中的应用配电网自动化系统终端数量繁多，必须有一个有效的通信网。通信系统需满足可靠、经济、易操作及双向通信等要求才能使配电网自动化系统的规模和自动化程度符合标准。光纤通信在配电网中的组网方式多种多样，可以设计为网状、链型、双纤网、多环相交等，依据配电网自动化系统的特点，一般构架为环型。并且为使数据得以共享，要使其与计算机局域网相连接。3光纤通讯在未来的主要发展趋势3.1向着超大容量、超长距离传输和超高速系统发展波分复用系统（WDM）近几年发展十分迅速，因为波分复用技术能够很大程度的提高光纤通信系统的传输量，目前,1.6Tbit/s的WDM系统在很多商业领域已经得到应用。此外，光时分复用技术（OTDM）也能极大地增加传输量，但其主要是通过单信道速率的提高来实现的，最高速率可达640Gbit/s。两种技术的结合使用是未来大容量、长距离光纤传输的主要发展趋势。传统的光纤通信主要是根据电的时分复用来发展的，但传输速度与网络容量存在4-4矛盾，速度的增加将意味着传输成本的降低，10Gbps系统已在世界范围内得到广泛应用，但其对于光缆的极速化比较敏感，不一定能满足已铺设光缆的要求，这就需要其向光的复用式发展。3.2光孤子通信光纤反常色散区有一种超短光脉冲，即光孤子，以光孤子为信息载体的光孤子通信，具有广阔的发展前景，在信息传输速度上，利用光孤子技术可以将10-20Gbit/s的速率提升到100Gbit/s以上；在信息传输距离上，利用光孤子技术可以使传输距离增加到100000km以上，而且可以应用到全光通信中，特别是海底光纤通信系统中。3.3全光网络的发展全光网络是未来高速通信的主要发展趋势，是光纤通信发展的最理想阶段。全光网络就是光节点完全代替了电节点，信息以光网具有良好的开放性、兼容性和可靠性，在传输速度和容量方面也有不可比拟的优势，并且其组网方式非常灵活，可根据需要随时安装新的节点。值得注意的是，要实现真正的全光网络要依靠众多通信技术的共同发展，例如，因特网、移动通信网等。目前，光纤通信在光路上正在试图增加分插功能和交叉功能，其中，分叉功能已经投入商用，充分体现出光联网的可靠性和灵活性，而且为透明、高度生存性的光联网的实现创造了条件。鉴于光联网的巨大优势，美国、日本等发达国家对此都投入了大量的人力、物力和财力进行预研，全光网络已经成为一个重要的研究课题，显示出了广阔的发展前景。4结语随着我国经济的发展和科学技术进步，我国的光纤通信技术得到了快速的发展，光纤通信技术在我国经济建设和国民生产生活中得到了广泛的应用，正在逐步改变我们的生活。但目前光纤通信技术对于光纤巨大宽带的利用率还很低，光线通信传输的速率也有着很大的提升空间，光纤通信技术具有良好的发展前景。因此，要加快对光纤通信技术的研究，使光纤通信技术朝着系统、便捷的方向发展，不断丰富光纤通信技术在日常生活中的应用。光纤通信对整个电信网和信息产业将产生深远的影响。它的演变和发展结果将在很大程度上决定电信网和信息产业的未来大格局，也将对以后的社会经济发展产生巨大的影响。展望国际上光纤通信技术的发展，其趋势将是日益网络化，智能化，在信息时代，光纤网将日益发挥它的巨大作用，成为信息高速公路的强大的后盾。参考文献[1]黄东鹏,林东.电力载波通信抗衰落分集技术研究[J].通信技术,2013,46(03):16-18,22.[2]现代光纤通信技术的现状和发展探讨.姚志,2015[3]我国光纤通信技术的发展研究.张斯珩.江西电力职业技术学院,2015[4]我国光纤通信发展现状及其趋势分析.张国勇,2015[5]试论光纤通信技术应用与发展.朱成祥.信息通信,2015[6]光纤通信技术的现状及发展探析.陈昌静.通信技术,2015[7]光纤通信技术的特点及其应用分析.裘建开.设备信息与技术,2015[8]光纤通信发展趋势及应用分析.王涛.信息通信,2015[9]光纤通信发展趋势及应用分析.彭晔.信息通信,2015