暑期社会实践报告

1、在日常生活中，我们时常听到光纤通讯(Optical Fiber Communications)，但什麼是光纤通讯呢 它又是如何传递光的讯号呢 为了解这个问题，我们先从光传输的历史讲起，光纤通信是七十年代发展起来的一门新兴技术。 光纤是光导纤维的简称。它是由玻璃材料(SiO2)抽丝而成的一种光传输媒体。以光波传送资讯，以光纤为传输介质的通信方式称为光纤通信。利用光进行资讯传递的历史至少可以追溯到我国古代的峰火台，当时是用火光来传递讯号作为警戒用途，至今已有七百多年的历史。后来则是在海上航行的船只利用灯号来作为通讯用途，比如:海军旗语，信号弹。乃至现在在大城市仍然使用的红绿灯都是利用光进行通信的。

2、从近代科技的发展史来看，光通讯重大发明则是在西元1880年由贝尔(Alexander Graham Bell)发明的光话机(Photophone)所获得。贝尔将太阳聚成一道极为狭窄的光束，照射在很薄的镜子上，当人们发出声音的声波让这面薄镜产生振动时。反射光强度的变化使得感应的侦测器产生变动，改变电阻值。而接收端则利用变化的电阻值产生电流，还原成原来的声波。他的这项发明仅能传播约200公尺，因为藉由空气传递的光束，遇到的情况都不尽相同，例如雾，雨或雪都能阻挡光线，甚至在乾燥而新鲜的空气中，光线强度仍会随距离迅速减弱。当时贝尔虽曾预测这项发明在科学世界裏，将远比电话，留声机和麦克风更有趣，但是这种

3、初期的光通信所能传送的资讯是十分有限的。一方面由於普通光源或日光成份复杂，振动方面杂乱而无法调变;另一方面利用大气为介质进行光通信损耗大，受气候影响严重，不能全天侯进行，易受地理条件的限制。因此，贝尔的"光话机"由於高强度光源的可靠度和低损耗介质的稳定性，仍未能解决而一直未能实用。1960年，正当人们开始认识到资讯对未来社会重要性的时候，美国的Maimen发明了红宝石雷射二极体。由此，人们得到了良好的同调光，使光通信得到了新生。这更加激发了人们对低损耗导光介质的研究热潮。 有人也想到了利用物质传导光。所以在西元1870年时，约翰道耳(John Tyndall)作了

4、一个实验，让光波在由桶底流出的水柱中传播，因为光为电磁波的一种，所以我们称水柱那样可以传导光波的物质为波导(waveguide)。介质波导的理论则始於西元1910年，由Hondros及Debye首先提出。  近代的光纤通讯始於1960年代，而使得光纤成为现在及未来通讯的主力乃是基於两个事件的激发:首先是西元1960年美国物理学家梅门(Theodore Harold Maiman)成功地使红宝石振荡产生雷射光。第二则为西元1966年，科学家高锟(Charles Kao)及George A。 Hockham，他们预测所制作的光纤，能够让光波在其中传输一公里，仍有原来1的光能量，那麼光纤就

5、能够像电缆一般，来作为传输工具。因为在当时，即使是最好的光纤，光波在其中传输20公尺就已使光能量降低至原来能量的1。 到了西元1970年，由贝尔实验室制作成功，可於常温下连续振荡之半导体雷射(Semi-Conductor-Laser)及康宁玻璃工厂(Corning Glass Work)制造出每公里衰灭小於20分贝的低损失石英质(Silica)光纤后，光纤技术一日千里。今日，由於光电科技的发展，每公里衰灭低於1分贝，传输频宽(频率宽度)高於800MHZ的光电缆已可大量生产，再配合高阶数位多工(High Order Digital Multiplex)技术的发展以及高性能光电元件(Op

6、to-Electronic Device)的开发，每秒传播速度高达九千万位元(Binary Digit，简称bit)，甚至每到每秒四亿位元之高速大容量光通讯系统，目前已达实用化的阶段。  当然，利用玻璃中的全反射原理传光，早已为人们所熟知，并且已在医学领域中得到应用(短距离传光光纤束)。但到60年代中期，最好的光学玻璃的传输损耗仍高达 1000dB/km。这意味著，如果要在一公里长的光纤末端检测到一个波长为1m的光子 (其能量h2×10-19焦耳)，则在其入端要输入的光的能量为2×1081焦耳。这将远超过太阳系自形成以来的，全部辐射能量的总和。在希望渺茫的局面下，

7、 1966年英籍华人高锟(C。K。Kao)博士和Hockham发表了一篇具有划时代意义的论文，他们提出，如果利用带有包层材料的石英玻璃光学纤维(光纤)来进行光通信，其损耗可能低於20dB/km。他们还指出，这类玻璃的理论最低损耗值比这一数值还要低得多。 1970年美国的康宁公司果然制造出损耗为20dB/km的光导纤维(所使用光源的波长约为 0。8m)。在此之后，光纤通信技术的进展发生了急剧的变化，光导纤维已成为光纤通信系统中最优越的传光线路。1972年康宁公司又生产出7dB/km的低损耗光纤，1973年贝尔实验室又将此项指标降为2。5dB/km，后来国际上又有1。5dB/km的光纤报导，197

8、9年日本茨城通信研究所又研制出接近理论极限值的0。2dB/km的光纤。1970年代初的另一重要事件是实现了半导体雷射二极体的室温运转。在此同时，发明了镓-砷发光二极体。 至此，光通信技术中的两大难题高强度光源的可靠度和低损耗介质的稳定性都得到了解决，使光纤通信技术受到了空前的重视。短短二十余年的发展时间，已从实验室走向实用，并带来了巨大的社会经济效益。目前，横跨大西洋海底和太平洋海域的光纤通信已正式使用，它可以提供40000路电话的通信，传输的数据率每秒可达8。4亿位元。西方的一些发达国家已相继建成了多条，遍及国内的光纤通信系统。美国，日本等亦正在著手建立全国光纤通信资讯网路。

9、60;我国再近几十年来在通信领域的发展也是如火如荼，特别是光纤通信作为最有前景的领域，所以这次社会实践的我们选择了国内极具代表性的烽火科技集团作为我们这次实践的主要调查对象。烽火科技集团于1974年正式成立，是中国电子信息百强和软件百强企业，经国家批准的创新型企业，设立有：“光纤通信技术和网络国家重点实验室”、“国家光纤通信技术工程研究中心”、“国家光电子工艺中心（武汉分部）”、“国家高新技术研究发展计划成果产业化基地”、“信息产业光通信产品质量监督检验中心”、“亚太电信联盟培训中心”。经过四十年的发展，集团已形成覆盖光纤通信、数据通信、无线通信与智能化应用四大产业的发展格局，是目前全球唯一集

10、光电器件、光纤光缆、光通信系统和网络于一体的通信高技术企业，旗下拥有多家上市公司和控股公司。以下就是本次我们小组的对烽火科技在光纤通信方面的一些内容。1光电器件在大容量、长距离的网络中，引入光层将大大节省资金，密集波分复用(DWDM)系统在新一代光纤高速通信网中正在得到普遍推广。然而，建设光纤接入网和DWDM系统离不开各种光学材料和器件，诸如光纤和光缆、连接器和耦合器、光发射/接收器、光波分复用/解复用器、光滤波器、光放大器、光开关以及光分插复用器等。图一为烽火科技的电子器件的实物图图1烽火科技光电子器件实物图2光纤光缆在光纤技术上，30年前，中国第一根实用化光纤在烽火诞生； 30年后，中国光

11、通信的光荣与梦想依然在烽火传承； 历经30载风雨磨励，烽火通信始终聚焦客户需求，以品质为根基，以创新为使命，专注于光纤光缆新产品的开发和工艺的改造，努力推动我国光纤光缆产业的健康发展。表1为烽火科技的光纤产品简介通信光纤特种光纤· 烽火通信G。652D单模光纤· 烽火通信 超低损耗光纤· 烽火通信G。655单模光纤· 烽火通信 低损耗光纤· 烽火通信G。656单模光纤烽火通信G。657单模光纤· 烽火通信 传能光纤烽火通信 980nm光纤· 烽火通信62。5/125m多模光纤· 烽火通信 掺铒光纤· 烽火

12、通信50/125m 多模光纤· 小弯曲半径单模光纤新一代多模光纤（FFOT OM2+，FFOT OM3，FFOT OM4）· 超强抗弯单模光纤· 烽火通信 保偏光纤· 烽火通信 双包层掺镱光纤· 烽火通信 双包层掺铥光纤· 烽火通信 耐高温光纤表1烽火科技的光纤产品每种光纤都因其独特的性能，所以都有其独特的结构性能参数，这里就不一一列举了，下表（表2是G。6520单模光纤的特性参数）G。652D单模光纤 特性特性条件数据单位光学特性衰减1310nm1383nm1550nm1625nm0。350。340。210。24dB/km

13、dB/kmdB/kmdB/km相对波长的衰减变化1310nm                  1550nm12851330nm15251575nm0。030。02dB/kmdB/km波长范围内的色散1550nm18ps/(nm。km)零色散波长1312±10nm零色散斜率零色散斜率典型值0。0920。086ps/(nm2。km)ps/(nm2。km)偏振模色散系数PMD单根光纤最大值光纤链路值（M=20，

14、Q=0。01%）典型值0。200。100。04ps/ps/ps/光缆截止波长cc1260nm模场直径MFD1310nm1550nm9。2±0。410。4±0。5mm有效群折射率1310nm1550nm1。4661。467衰减不连续性1310nm1550nm0。050。05dBdB几何特性包层直径124。8±0。7m包层不圆度0。70%涂层直径245±5m涂层/包同心度误差12。0m涂层不圆度6。0%芯/包同心度误差0。5m翘曲度(半径)4m交货长度2。150。4km/reel环境特性（1310nm、1550nm、1625nm）温度附加衰减-60 

15、;+850。05dB/km温度湿度循环附加衰减-10 +85，98%相对湿度0。05dB/km浸水附加衰减23，30天0。05dB/km湿热附加衰减85和85%相对湿度，30天0。05dB/km干热老化850。05dB/km机械特性筛选张力9。0N宏弯附加衰减1圈32mm100圈50mm100圈60mm1550nm1310nm和1550nm1625nm0。050。050。05dBdBdB涂层剥离力典型平均值峰值1。51。3  8。9NN动态疲劳参数20表2G。6520单模光纤的特性参数3光网络由于光纤通信成本低，损耗小，信息传输速率高，容量大等一系列优点，所以在光

16、网络系统上，未来的发展趋势是实现全光网络，因为只有在实现全光网络后，在光网络结点处，没有了光电光的转换，或者光电和电光转换，而直接是光光的传输，这就大大节减少了光纤通信系统中，载波信号在结点处的能量损耗，同时载波信号在结点处由于光电信号的转换，在目前以及传统的光网络结点处，由于需要光电转换，所以必然会出现载波信号的失真等损耗，这也同时加大了光网络系统在结点处的复杂程度，从而提高了系统的成本，而实现全光网络后，在光网络结点处只有光光的传输，这些难题（也正是目前全光网络正在攻克的难题）就应运而解了。所以要实现全光网络，就必须加大光网络结点处光电以及光纤耦合器件的开发，以及高性能光纤光缆的开发，这些

17、工作在光线通信中，是需要一个系统，全面的研发体系，烽火集团也正是全球唯一一家集光纤通信三大领域：光电器件、光纤光缆、光纤通信系统的研究、开发、生产与销售于一体的科研与产业实体。所以在未来实现全光网络的道路上，烽火科技肯定会起到举足轻重的作用。目前烽火科技在光网络系统中已经比较成熟的是局域网络的系统的应用解决方案，比如网络管理系统、家庭网关、网络机顶盒等。其灵活的业务提 供能力、完善的QoS功能、强大的安全保障和便捷的管理方式，能满足用户差异化需求，实现家庭通信、家庭娱乐、家庭生活、家庭安防、物联网应用类的综合业 务应用场景。表3是烽火科技的光网络产品简介，图2是烽火科技光网络产品的实物图分类型

18、号 FONST系列OTN产品· FONST 7000 N系列POTN 平台分组增强型超大容量400G&400G+智能传送平台· FONST 6000 U系列POTN 平台分组增强型超大容量100G&100G+智能传送平台· FONST 5000OTN智能波分产品· FONST 4000OTN智能波分产品· FONST 3000OTN智能波分产品· FONST 1000 U5-小型分组化POTN设备· FONST 1000-微型边缘波分产品· PAU 6000基于C-RAN的有源波分产品CiTRANS

19、系列CWDM产品· 子框式粗波分复用系统 CiTRANS 830· 盒式粗波分复用系统 CiTRANS 830CFonsweaver系列ASON产品· 智能光交换设备 FonsWeaver 960· 智能光交换设备 FonsWeaver780A· 智能光交换设备 FonsWeaver 780· 智能光交换设备 FonsWeaver780B· 智能光交换设备扩展单元FonsWeaver PROCiTRANS系列MSTR产品· STM-16多业务传送平台 CiTRANS 550B· STM-16多业务传送平台

20、 CiTRANS 550F· STM-4/16多业务传送平台 IBAS 180· STM-1/4多业务传送平台 IBAS 110A· STM-1/4多业务传送平台 IBAS 110BMSAP系列产品· MSAP设备 GD/MF8HS-VM· MSAP边缘光端机 GD/MF8HS-VC2· MSAP边缘光端机 GD/MF8HS-VD· MSAP光猫系列 GD/MF8HS-IA/IB/IC· MSAP光纤收发器 GD/MS8HS-IF· 单板16E1光端机 GD/MS8HS-VF· 多业务光端机 G

21、D/MF8HS-VE/VE2· V。35/E1转换设备 PTE2000-01· Eth/E1转换设备 PTE2000-41核心层iPRAN产品· 核心层IP RAN产品CiTRANS R8000· 核心层IP RAN产品CiTRANS R865· 核心层IP RAN产品 CiTRANS R860· 汇聚层IP RAN产品CiTRANS R845· 接入层IP RAN产品CiTRANS R835E· 接入层IP RAN产品CiTRANS R820· 接入层IP RAN产品CiTRANS R810CiTRANS系列PTN产品· CiTRA