光纤通信技术简介

光纤通信技术简述姓名：学号：2011146211摘要：光纤通信自问世以来，给整个通信领域带来了一场革命，它使高速率、大容量的通信成为可能。目前它已成为一种不可替代的、最主要的信息传输技术。未来光纤通信将是朝着光纤到户、全光网络的方向发展，最终会提供更多更好的信息服务。我国是一个通信的大国，光纤通信技术也正向着高速、超长传输距离、超大容量以及全光网的方向迅速发展。21世纪伊始,人类正进入网络时代。以计算机、信息与通技术为支撑的信息网络的高速发展,以前所未有的规模与速度改变着人类的生产和生活。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。本文将着重探讨网络时代中光纤通信技术的应用及其发展前景。一、光纤通信的发展历程1966年，美籍华人高锟博士和霍克哈姆发表论文，预见了低损耗的光纤能够应用于通信，敲开了光纤通信的大门。1970年8月，美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km的石英光纤。1977年，美国芝加哥研制成功传输距离为7km、传输速率为44.736Mbit/s的光纤数字通信系统。1979年，研制出多模长波光纤，衰减为1dB/km。1986年，英国南普顿大学研制出掺铒光纤放大器（EDFA）。1991年，朗讯公司研制出实用化的波分复用（WDM）系统。1995年以后，国际上大容量的密集波分复用（DWDM）系统开始商用。1998年，日本NEC公司在实验室实现了20Gbit/s的DWDM系统，距离为120km，可以传输4000万路电话。21世纪初，北电、阿尔卡特和富士通的320Gbit/s系统和朗讯的400Gbit/s系统已经现场投入应用。2001年，日本庆应大学研制出在校园网应用的塑料光纤。二、光纤通信的技术特点光纤移动通信技术有很多的优点，首先是它的大容量、宽频带。由于技术改进，在移动通信技术中，引入了光波替代了电缆，这样就使得信号传递的频率得以大幅度提升，而且就损耗来讲，光纤技术也要比电缆低很多。在信号传输过程中，光纤所传递的信号容量也达到了微波的近五十倍。由于信号频率受到单波光纤终端接收设备的限制，光纤在带宽的优点根本无法体现出来。光纤当中信息量的增加目前主要靠的是波分复技术，而在一系列的相关研究中证明，其它的信号传播介质根本无法达到光纤移动通信的超大容量信息以及超远的信号传递距离。其次，光纤通信技术的优势还体现在较低的施工成本和较低的光纤损耗上。在移动通信中最常被采用的光纤材料是石英光纤，这一方面是因为石英光纤跟其他介质比起来，光纤损耗要低很多，这样无形中就减少了通信施工的成本。另一方面还因为作为玻璃材质的石英本身就是一种极佳的电的绝缘体，这样施工的时候就不用考虑电路的接地和回路的设置，施工过程得到了简化。再次，由于石英光纤的对电绝缘性能和具有耐腐蚀的优点，在使用过程中，对于其他电磁的干扰有着极强的抵抗能力。它的信号传递能够很畅通的到达接收方，不论是周遭的各种电缆还是纷杂的环境都造不成干扰，不会影响到通信信号传输的效果。第四，光纤的传播能力超强，而且不会受到串音的干扰，很好地实现了通信的保密性能。在以往采用的电磁波通信技术中，信息的保密性做得不是很好，信息很有可能被别人截获。而采用光纤通信技术之后，由于光纤本身较小的直径和质量、较小的空间占用和较长的使用寿命，所以它用起来具有非常好的纤维柔性和信息稳定性，信号传递不受干扰，所以在全球范围都在大力推广光纤传递通信信息。三、光纤通信的发展现状3.1复用技术提高光纤带宽的利用率一般采用多信道系统，常用的复用方式有：时分复用、波分复用、频分复用，空分复用等，其中波分复用技术比较成熟，可以极大的提高传输容量。3.2宽带放大器技术为了进一步提高传输容量，增大光放大器带宽的方法有：掺饵氟化物光纤放大器、碲化物光纤放大器、控制掺饵光纤放大器与普通的掺饵光纤放大器组合、拉曼光纤放大器。这种技术具有对偏振不敏感、无串扰、噪声接近量子噪声极限等优点。3.3色散补尝技术针对高速信道，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１０Ｇｂｉｔｓ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。3.4孤子ＷＤＭ传输技术在超大容量的传输系统中，色散是限制传输距离和容量的一个重要因素，在高速光纤通信系统中，使用孤子传输技术是可以利用光纤本身非线性来平衡光纤的色散，继而向高速、宽带和长距离的方向发展。四、光纤通信的未来对光纤通信而言，超高速度、超大容量和超长距离一直是人们追求的目标，而光纤到户和全光网络也是人们不懈追求的梦想。4.1光纤到户FTTH（FiberToTheHome）虽然现在移动通信发展速度惊人，但因其带宽有限，终端体积不可能太大，显示屏幕受限等因素，人们依然追求性能相对占优的固定终端，也就是希望实现光纤到户。光纤到户的魅力在于它具有极大的带宽，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FTTH的实用化成为可能。据报道，早在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月中FTTH的安装数量增加了200%以上。可对光纤到户的市场，各公司却各持己见：美国AT&T公司对FTTH并不看好，在OFC2004，该公司认为带宽不是万能，发展应用和内容才是关键，因此在相当的时间内，FTTH的市场可能很小；而美国运营商Verizon、Sprint则比较积极，并且在OFC2004上介绍了它们发展FTTH的计划和技术方案。在我国，光纤到户也是势在必行，光纤到户的实验网也已经在武汉、成都等城市开展，预计在2012年前后，在我国从沿海到内地，从东到西将兴起光纤到户建设的高潮。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，成本进一步降低到家庭能承受的水平，FTTH的大趋势是不可阻挡的。4.2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，因此真正的全光网成为了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。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之中，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。五、结束语光纤通信自诞生以来，给整个通信领域带来了一场革命，它使高速率、大容量的通信成为可能。目前光纤通信已成为一种最主要的信息传输技术，迄今尚未发现可以取代它的更好技术。即使是在全球通信行业处于低迷时期，光纤通信的发展也从未停滞过，就我国而言，2002年的光通信市场相比2001年仍处增长状态。从现代通信的发展趋势来看，光纤通信也将成为未来通信的发展的主流。人们期望的光纤到户和真正的全光网络的时代也会在不远的将来到来。参考文献：[1]王磊.光纤通信技术现状及发展趋势.机械管理开发，2006。[2]白建春.光纤通信技术的发展及其应用.中国新技术新产品，2010。[3]桂厚义.光纤通信技术的现状与发展趋势.江西通信科技，2004。[4]胡辽林，刘增基.光纤通信的发展现状和若干关键技术.电子科技.2004(2):3-10[5]唐自华.光纤通信的新篇章.中国数据通信.2004:5-7[6]董君．光纤通信技术的发展与趋势［Ｊ］．中国科技博览，２００９，（３１）．[7]张成云,何振江,徐慧梁,等.光通信技术的发展现状和趋势.激光与光电子进展.2004(41):26-29[8]黄伯恒.全光网络探索.中国有线电视.2004(17):42-47[9]赵梓森.OFC2004光纤通信大会摘要.技术发展.2004:1-6[10]何淑贞,王晓梅.光通信技术的新飞跃.网络电信.2004:36-39