光纤通信的研究现状与进展趋势.doc

光纤通信的研究现状与进展趋势摘要:伴随着经济的快速发展，社会进步，用户们需求不断提升，当今社会的发展已经进入了信息化的新时代。 特别是经历近40年的研究发展，光纤、光缆、器件、系统的品种不断更新，性能也慢慢完善，已使光纤通信成为信息高速公路的传输平台。光纤通信技术的问世与发展给世界的通信业带来了革命性的变革。 文章首先回顾光纤通信的特点，几十年中的进步历程，发掘出比较具象的基本特征。通过比较不同类型的通信方式，阐明了我国的光纤通信现状，整理分析世界各国光纤通信的当前状况及未来发展，综述怎样使我国的光纤通信技术向更完善的方向发展。关键词:光纤通信； 特点；发展；现状ABSTRACT: Along with economic development, social progress, constantly improve the user demand, todays society has gradually become a new era of information. The birth and development of optical fiber communication technology has brought a revolutionary change to the world communication industry. Especially after nearly 40 years of research and development, optical fiber, optical fiber cable, device, system of varieties of constantly updated, gradually improve performance, transmission platform has to make optical fiber communication become the information highway. This paper first reviews the history of optical fiber communication progress decades, dig out the basic characteristics of comparative concrete. Through the communication mode to compare different types of optical fiber communication, expounds the current situation of our country, analysis of the current situation of finishing optical fiber communication all over the world and the future development of optical fiber communication technology, how to make Chinas development to a more perfect direction. KEYWORDS: Optical Fiber Communication; Characteristics; Development; Present Situation;1.引言 光纤通信技术的应用为通信技术的快速发展提供了的支持, 其主要是通过光波在光纤线路中的传输从而实现通信功能的。现代的通信技术以社会生产力和人们生活的需求而进行着发展, 光纤通信技术则以自身的特点, 在通信技术的发展中占有十分重要的位置, 也使得通信技术计进入了光通信的新时代。由于光线通信的技术广泛应用, 通信技术已成为现代科技和经济发展中不可或缺的一部分, 使其在全世界的发展中充分发挥了其自身的优势, 为了社会经济、政治和生活等多个方面提供了巨大的便利, 也正是由于光纤通信技术在社会发展中的重要作用, 人们对该技术的未来发展也存在着美好的展望。 2.光纤通信技术的特点1 现代社会发展的需要对通信技术发展的要求不断提高, 传统通信技术在信号传输速度、质量和安全性等方面都不能够满足人们对其越来越高的需求。光纤通信技术的应用无论在传输速度、传输损耗以及信号质量和安全性等方面给都使通信技术得到了巨大的发展。正因为光纤通信技术具有其独特的特点, 才能够在通信技术的发展中得到广泛的应用, 对于其特点的研究, 能够为光纤通信技术的发展提供科学依据。下面本文就光纤通信技术的特点进行研究, 主要有如下各方面。2.1大容量、高速度 现代社会信息交汇, 在人们的工作和生活中, 对信息传递的容量和速度要求日益提高。光纤通信技术相比于其它通信技术最主要的特点就是其传输的信息容量较大, 这样可以满足现代人们对大容量信息通信的要求。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。2.2损耗低 通信技术应用的过程中, 对于信号传输耗损问题一直是人们比较关注的。传输耗损的程度直接影响着通信传输的距离以及信号的质量问题, 这对于通信技术的发展至关重要。光纤通技术以光传播的方式进行信号的传输, 在传输过程中所产生的损耗与传统技术相比有非常巨大的改善。目前, 商品石英光纤损耗可低于020dB/ 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。22.3保密性好 在时代的不断发展中, 通信技术的安全性成为人们最为关注的问题之一, 人们对通信保密和隐私意识的加强, 更加使得在通信技术发展中, 保证通信信息的安全性成为了关键, 采用电波等方式进行信息通信, 很容易被攻击者截获, 使信息泄露。采用光纤通信技术, 引起在传输过程中, 采用的是光波传输, 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。23 .光纤通信国内外研究现状3.1普通光纤发展现状 我们最常见的光纤就是普通光纤。光通信技术的进步，系统逐步发展，单一波长信息容量和光中继距离的加大 G652 光纤的性能产生了进一步提升的可能，表现在不同的区域，一种符合 ITUTG654 规定截止波长的单模光纤，还有符合 G653 规定的单模光纤，做出了发展性完善。33.2核心网发展现状 我国的几大干线已经全面地采用了光缆，多模的光纤遭到合理淘汰，全面实施单模光纤。常用的有 G652 和 G655 两种光纤。G653 在我国初步使用后，今后不会继续发展。G654 也因为不能实现该种通信方式系统容量的大幅度增加，因此从来没有使用到我国陆地光缆中。干线光缆主要在室外，多数使用分立光纤，这些光缆中的旧式结构已经停用。43.3接入网光缆发展现状 接入网的光缆具有分支多、距离短、分差频繁等特点，通常通过增多光纤芯数的方法来增加网容量。由于市内管道的管道内径一定，结合光纤的芯数增多和集装密度的增大减轻光缆重量，缩小光缆直径十分重要。接入网通常采用的是G652 单模光纤或者是 G652C 低水峰的单模光纤。后者在我国只有少量投入使用。53.4室内光缆发展现状 室内光缆通常需要能够满足不同的要求，具备多种功能。比如说数据、话音以及视频信号的传送，还可能在遥控和传感器中得到应用。IEC 的电缆分类中，指出了室内光缆。它至少要包括两大部分，即局内光缆与综合布线。综合布线的光缆一般布放在室内的用户端，主要用途就是供用户使用，因此必须要全面考虑到它的易损性。5局用光缆主要布放在中心局以及其他各类电信机房内，布放的位置相对固定。3.5通信光缆在电力线路内发展现状 光纤只是一种介电质，光缆却可以是一种全介质，而且是完全无金属的。这种全介质的光缆将会成为电力系统中最理想的线路。在电线杆的敷设中普遍应用两种全介质光缆的两种主要结构：一种是用于架空地线的缠绕式的结构，另一种是全介质自承式的结构。因为全介质自承式的结构可以单独地布放，适应范围广，在我国当下的电力系统改造过程中得到了广泛实施。6国内已经生成许多种类达到市场要求的 ADSS 光缆，但是在其产品的结构和性能等方面还需要更进一步的完善。4.光纤通信发展趋势4.1 光纤、光缆发展趋势7 由于光纤传输速率的逐步高速化、大容量化，光纤衰减、色散、非线性效应等现象严重影响到光纤系统的质量，因而，人们已将光线工作的波长由 850nm 向 1310-550nm 的长波长移动， 进而向 2000nm 方向发展。 为降低衰减、色散和非线性效应，研制出了常规单模光纤，G. 625 光纤现为最广泛应用的光纤，它在 1310nm 为零色散，1550nm 为最低损耗，其工作波长为 1310nm。随着光纤通信容量不断增大、中继距离不断增长的需求，保偏光线始终要研究方向。 采用相干光纤通信系统，可实现越洋无中继通信，但要求保持光的偏振方向不变，以保证相干探测效率，因此常规单模光线要向着保偏光纤方向发展。 随着通信的发展，用户对通信的要求也从窄带电话、传真、数据和图像业务逐渐转向可视电话、电视传播、图文检索和高速数据等宽带业务。由此而促生了光纤用户网。 光纤用户网的主要传输媒介是光纤，需要大量适用于用户接入的用户光缆。 8用户光缆的特点是含纤数量高，每根光缆可达 2000-4000 芯，这种高密度化的带状光缆可减小光缆的直径和重量，又可在工程施工中便于分支和提高接续速度。4.2光纤通信系统高速化发展趋势 随着信息社会的到来，信息共享、有线电视、电视点播、电视会议、家庭办公、计算机互联网等应运而生，迫使光纤通信向高速化、大容量发展。实现高速化、大容量化的主要手段是采用分时复用，波分复用和频分复用。 现代电信网的发展对光纤通信提出更高的要求，上世纪 80 年代，对于 Gbit/s 这种高速脉冲传输速率，即便是单模光线也会受中继站间隔的制约， 因此要使用色散移位光纤， 它是零色散点移到 1.55um 波长区的光纤。目前使用这种光纤不仅可以达到 80km 的中继站间隔，而且开发出了 10Gbit/s 传输速率的传输方式3。 特别是 90 年代后期以来，已实际采用了适用于波分复用技术的传输方式，并引用了 2.5Gbit/s80 波方式及 10Gbit/s40 波方式4。尤其是在进入 2000 年以后，又发布了 10Gbit/s211 波方式的开发成果。这样一来，就可以达到足够的传输容量，即使对于高速化的因特网服务，也足以适应5。 光纤通信系统向相干光纤通信系统方向发展，成为另一个趋势。 目前大多数光纤通信系统采用的是强度调制直接检测方式，在相干光纤通信系统中采用相干检测方式，最大的好处是可提高光接收机的检测灵敏度，从而提高光纤通信系统的无中继传输距离。94.3光纤通信网络的发展趋势光纤通信随着计算机网络，特别是互联网的发展，数据信息的传输量越来越大，客户信号中基于分组交换的具有随机性、突发性的分组信号码流的比例逐渐增加。 通过光纤通信 SDH 网络承载的数据信号的类型越来越多。 就其技术而言，其发展方向主要有信道容量不断增加；实用化距离传输已由 40km 到 160km；目前，光接入网络的核心是全数字化、软件控制、高度集成和智能化，光纤接入网作为通信网的一部分，直接面向用户，通过把光纤引入千家万户，将使亿万用户的多媒体信息畅通无阻的进入信息高速公路。今后光纤通信将朝着全光传输交换的方向发展，即全光网络，网络更具智能性。104.4光弧子通信的发展趋势 掺铒光纤放大器的问世，损耗问题得到了很好地解决，但是随着弧子脉冲源脉宽得越来越窄，色散作用越来越影响弧子的传输，于是对色散进行补偿成为一个紧要技术。 现有两大补偿技术：一类是弱色散和局部色散补偿，另一类是周期性全局强色散补偿。 8实验证明，对工作在零色散波长处的单信道通信系统来说，光弧子通信系统的性能并不比工作常规系统更好。 但是工作常规系统容易收到群色散的影响，从而对其传输速率有所限制，特别是在多信道系统中，这种影响又将限制其传输容量。而光弧子系统却可以将不同的波长的多信道复用到一根光纤中传输，因而，多信道光弧子通信系统具有广阔的应用前景。114.5 全光通信网的发展趋势目前，光通信网络技术采用的光纤介质并不能完全满足不同用户的实际需求，在未来发展进程中，光通信系统的光纤波段必然会得到持续扩大，其数据信息传输容量也会不断增多。因此，为了充分满足骨干网和城域网不同的发展需求，国际上已经研发并定义了多种光纤介质类型，包括 G.655 型、G.656 型光纤介质等。我国光纤介质的研发技术与国际发展水平也进一步靠拢，G.655 型、G.656 型光纤介质在我国得到了大规模生产。115.总结本篇综述带领我们一起回顾了我国光纤通信技术的发展历程，详细地阐述了我国光纤通信技术的发展现状，深入地探讨了我国光纤通信技术的趋势走向，介绍了光纤通信技术的基本特点，光纤通信具有寿命长、容量大、安全性高、传输质量好等优点，并且具有易施工、便于模块化管理的长处，是未来一段时间通信行业主要解决网络、传输质量和成本控制的主要技术。在通信领域我们经常提到的光纤通信技术包括光纤光缆技术、光复用技术、光交换技术和光放大技术等一系列重要技术组成，上述技术的协调工作和共同作用支持了光纤通信高速度、高质量的传输效果。 光纤通信技术作为信息技术最为