光纤通信技术发展的现状和前景——毕业论文

毕业设计（论文） 题 目光纤通信技术 发展的现状和前景 系 （院） 计算机科学技术 专 业通信工程 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 职 称 滨州学院本科结业设计（论文） 2 年 月 日 滨州学院本科结业设计（论文） I 光纤通信技术发展的现状和前景 摘 要 光纤通信一直都是我国信息传达的最主要的手段，自 20 世纪 70 年代以来，30 多年来光纤通信 技术在我国得到了长足的发展。虽然经历了“光纤通信的冬天” ，却没有影响其发张壮大的趋 势。在传输网，特别是骨干网中，高速数字通信的速率已迈向吉比特每秒（109）级，并正在 向着太比特每秒（1012）级迈进。要实现这样的高数字的通信，依靠无线媒介或是以传统电 缆为代表的有线媒介质均是不可想象的。这一难题只有光纤通信才可以解决。本文主要介绍我 国以光纤为主要媒介的通信行业的发展现状以及其发展前景、光交换的实现及其发展前景。 关键词：光纤通信；光交换；现状与发展； 滨州学院本科结业设计（论文） i Optical fiber communication technology development status and Prospects Abstract Fiber optical communication is the main means of information communication, since the nineteen seventies since, over 30 years optical communication technology in our country has got great development. Although the experience of “ optical fiber communication winter “, but did not affect its send a growth trend. In a transmission network, especially in a backbone network, high speed digital communication rate has been towards Jibit per second (109) level, and is in a terabit per second ( 1012 ) class stride. To achieve such a high digital communication, relying on the wireless medium or to traditional cable for cable medium is unthinkable. This problem can be resolved only in optical fiber communication. This article mainly introduces our country to fiber as the main medium of communication industry development present situation and its development prospects, optical switching implementation and its development prospect. Key words: optical fiber communication; optical switching; status and development; 滨州学院本科结业设计（论文） ii 目 录 第一章第一章 引言引言 1 1.1 问题的提出 .1 第二章第二章 光纤通信光纤通信 3 3 2.1 光纤通信的概念 2.2 系统的基本组成 2.3 光纤通信的发展现状 2.4 光纤通信的发展前景 第三章第三章 光交换光交换 4 4 3.1 光交换的概念4 3.2 光交换的发展4 第五章 结论.10 参考文献参考文献 1111 滨州学院本科结业设计（论文） 3 第一章 引言 1.1 问题的提出问题的提出 随着我国经济水平的不断发展，人们的生活水平的 不断提高，人们对通信行业的发展提出 了更高的要求，根据 CNNIN第 17 次中国互联网络发展状况统计报告 【2】和信息产业部 2005 年底的统计，我国的互联网用户已经超过 1.1 亿，其中宽带用户超过 6 400 万。可以看出， 用户对带宽的需求在不断增长。在各种宽带接入技术中。光纤宽带接入技术是最有发展潜力的。 这一切都充分的证明了光纤通信在通信行业注定站立主流。 滨州学院本科结业设计（论文） 4 第二章 光纤通信 2.1 光纤通信的概念 光纤通信的定义【1】：光纤通信是以光波为载频，光导纤维为传输媒介的一种通信方 式。光纤通信一般在发送方对信息的数字编码进行强度调制，在接收端以直接检波的方式来完 成光电的交换。 2.2 系统的基本组成 强度调制/直接检波（IM/DD）的光纤数字通信系统。主要由光发射机、光纤、光接收机以及长 途干线上必须设置的光中继器组成 光发射机光发射机光发射机光发射机：将电信号转换成光信号耦合进光纤。光发射机中的重 要器件半导体激光器（LD）或半导体发光二级管（LED）是能够完成电-光转换的半导体光源。 光接收机光接收机光接收机光接收机：将光纤送过来的光信号转换成电信号，然后经过对电信 号的处理以后，使其恢复为原来的脉码调制信号送入电接收机。光接收机中的重要器件光电二 极管（PIN）和雪崩二极管（APD）是能够完成光-电转换的光电检测器。 光中继器光中继器光中继器光中继器：保证通信质量。有两种形式：光-电-光转换形式的中 继器和光信号上直接放大的光放大器。 2.3 光纤通信的发展现状 光纤技术现如今主要存在波分复用式技术、光纤接入技术两大类【4】【5】。 （一）波分复用式技术：。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。 滨州学院本科结业设计（论文） 5 (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。 2.4 光纤通信的发展前景 光纤传输距离从宏观上说，光纤的传输距离是越远越好，因此研究光纤的研究人员们，一直在 这方面努力。在光纤放大器投入使用后，不断有对光纤传输距离的突破，向无中继距离信号传 输方向发展。 向城域网发展，光传输目前正从骨干网向城域网发展，光传输逐渐靠近业务节 点。而人们通常认为光传输作为一种传输信息的手段还不适应城域网。作为业务节点，既接近 用户，又能保证信息的安全传输，而用户还希望光传输能带来更多的便利服务。 互联网发展 需求与下一代全光网络发展趋势.近年来，互联网业发展迅速，IP 业务也随之火爆。研究表明， 随着 IP 业的迅速发展，通信业将面临“洗牌”，并孕育着新技术的出现。随着软件控制的进 一步开发和发展，现代的光通信正逐步向智能化发展，它能灵活的让营运者自由的管理光传输。 而且还会有更多的相关应用产生，为人们的使用带来更多的方便。 滨州学院本科结业设计（论文） 6 第三章 光纤交换 3.1光交换的概念 光交换也是一种光纤通信技术，它是指不经过任何光电转换，在光域直接将输入光信号交换 到不同的输出端。光交换可分成光路光交换和分组光交换二种类型，前者可利用 OADM、OXC 等 设备来实现，而后者对光部件的性能要求更高，由于目前光逻辑器件的功能还较简单，不能完 成控制部分复杂的逻辑处理功能，因此国际上现有的分组光交换单元还要由电信号来控制，即 所谓的电控光交换。随着光器件技术的发展，光交换的最终发展趋势将是光控光交换。该技术 能确保用户与用户之间的信号传输与交换全部采用光波技术，即数据从源节点到目的节点的传 输过程都在光域内进行【3】。 3.2 光交换的发展光交换的发展 目前市场上出现的光交换机大多数是基于光电和光机械的，随着光交换技术的不断发展和成熟， 基于热学、液晶、声学、微机电技术的光交换机将会逐步被研究和开发出来。 随着液晶技术的成熟，液晶光交换机将会成为光网络系统中的一个重要设备，该交换设备主要 由液晶片、极化光束分离器、成光束调相器组成，而液晶在交换机中的主要作用是旋转入射光 的极化角。当电极上没有电压时，经过液晶片的光线极化角为 90，当有电压加在液晶片的电 极上时，入射光束将维持它的极化状态不变。而由声光技术实现的光交换设备，因其中加入了 横向声波，从而可以将光线从一根光纤准确地引导到另一根光纤，该类型的交换机可以实现微 秒级的交换速度，可方便地构成端口较少的交换机。但它不适合用于矩阵交换机。 另外，市场上目前又开发了基于不同类型的特殊微光器件的光交换机，这种类型的交换机 可以由小型化的机械系统激活，而且它的体积小，集成度高，可大规模生产，我们相信这种类 型的交换机在生产工艺水平不断提高的将来，一定能成为市场的主流。 滨州学院本科结业设计（论文） 7 滨州学院本科结业设计（论文） 8 结论 在本论文中，论述了光纤通信在通信行业的发展及发展前景，随着我国的经济水平不断的提高， 国民生活水平的不断的提高，对生活的质量及水平都提高了一个更高的水平，尤其是信息的高 速传播的 21 世纪，光纤通信的发展符合我国当前通信行业的发展，符合我国国民对通信行业 的要求。 随着科学技术的不断进步，