通信工程现状与发展

1、通信现状与发展趋势计算机与信息工程学院通信工程（3）班范立坤20114554摘要：随着科学技术的发展，通信技术也随之飞快的发展，整个通信行业发生着翻天覆地的变化，同时给生活也带来了巨大的变化，同时也改变了人们对生活的态度，可以说没有通信，人们的生活就会黯然失色。近几年来，IT行业迅速发展，从而引起一系列的社会和人们生活的改变，同时很多新星产业也随之诞生。随着社会的发展，通信技术会继续发展。此篇文章,就个人对通信的目前的状况和发展趋势发表一下看法。关键字：光纤通信无线网络现状发展趋势正文：（一）发展较快的几项光纤通信技术波分复用（WDMWTBXWavelengthDivisionMultiple

2、xing）、光纤接入网和全光网技术是当前发展较快的几项光纤通信技术，其中波分复用技术是在一根光纤上同时利用多个波长进行传输，发展前景很好。光纤用户接入网的发展将加速光纤到户的实现。全光网目前存在一些需要解决的技术问题，美国、日本和欧洲一些国家已建立全光网试验网。目前使用最多的G652单模光纤的缺陷限制了其进一步发展，G653色散位移光纤由于四波混频效应不适于在波分复用系统上的应用。G655非零色散位移单模光纤有较好的发展前景。用户光缆具有芯数多，采用带状结构和塑料光纤等特点。1. 波分复用技术光纤通信的多路复用技术，一开始是采用原来铜缆沿用的PCM脉冲编码调制方式，把模拟信号变换为数字信号，再

3、应用时分多路（TDM）,后来改用新的同步数字系列（SDH）,目前，SDH系列在国内外已大量使用，我国干线上主要使用STM-16,相当于可复用3万多个话路。高于2.5Gbit/s以至更高速率的研究工作已在我国和其他许多国家展开，其间碰到的最大问题是光纤色散的限制，而要克服这些限制在技术上、成本上都十分困难。因此，当前实际应用的大都只限于2.5Gbit/s,不超过10Gbit/s的传输速率。近年来，WDM技术的进展，为光纤通信的发展开辟了另一个十分广阔的前景。WDM是在一根光纤上同时利用多个波长进行传输的技术。这将大量节省光纤的数量。最近我国正在全国长途骨干光缆网上进行升级改造，也就是利用WDM8

4、X2.5Gbit/s光传输系统使一对光纤可同时传送24万路电话或2400套电视节目。据报道，国外已出现206个波长的WDM系统试验样机。WDM技术的发展，不但大量节省光纤数目和以后扩容的工程费用，而且在长途干线上还可以大量节省掺饵光纤放大器（EDFA,Er-DopedFiberAmplifier）的数目。因为目前掺饵光纤放大的带宽达30nm,足以使多个波长一起得到放大增益，不必每个波长配置单独的掺饵光纤放大器。当波长更多时，掺饵光纤放大器必须有更宽的平坦带宽增益。有资料介绍，把掺饵光纤放大器的平坦增益特性的波长宽度从原来的30nm加大到80nm的研究，其意义将更大。可见WDM技术的发展前景很好

5、。2. 光纤接入网（OAN,WTHXOpticalAccessNetwork）技术近年来，Internet的崛起大大超出人们原来的估计，目前它的年增长率已达300%,形成爆炸性的增长，并促使电信、计算机、有线电视等技术的融合，走向三网合一。三网合一意味着数据、话音、视像等各种业务都综合起来进行传送。这种综合必将大大促进在接入网中大量使用光纤，促进光纤用户接入网的发展，加速光纤到户(FTTH,FibertotheHome)的实现。在实现光纤到户前，首先采用交换式数字图像(SDV,WTBXSwitchedDigitalVideo)系统是一种较好的方案。数字图像系统由一个以光源光网络(PON,WTB

6、XPassiveOpticalNetwork)为基础的数字光纤到路边(FTTC,WTBXFibertotheCurb)系统与一个单向的混合光纤与同轴电缆有线电视系统叠加而成。数字图像系统主干传输部分采用共缆分纤的空分复用(SDM,WTBXSpaceDivisionMultiplexing)方式分别传送双向数字信号和单向模拟视像信号。上述两种信号由设置于路边的光网络单元(ONU,WTBXOpticalNetworkUnit)分别恢复成各自的基带信号，其中语音信号经双绞线送往用户，数字和模拟视像信号经同轴电缆送往用户。光网络单元由同轴电缆负责供电。数字图像技术的优点是数字视像和模拟视像可以兼容，较

7、好地解决光纤到路边的供电问题，能较可靠地传送电信业务，对已有的混合光纤与同轴电缆网不必加以改造。因此，采用数字图像技术作为实现光纤到户前的过渡方案是可行的。3. 全光网技术光纤通信技术是以光纤代替电缆，以光波代替原来频率较低的电磁波发展起来的。因此，至今在光纤通信系统上仍需用大量的电信设备，甚至本来的光信号源也要变换成电信号源，然后进入光纤通信系统。在传输过程中的放大、交换及接入设备终端等基本上全是电设备。这是由于电系统比较成熟、应用比较方便所造成的。但这些电设备会带来许多限制和干扰因素，而这些因素在光的系统中原本是可以避免的。建立全光网的设想很早就提出来了，但困难很多，最关键的技术问题是解决

8、光信号在传输过程中的损耗和光的交换问题。80年代出现了光纤放大器以后，研究工作的进展就比较快了。目前，光的交换技术研究也有了很大的进展，其中进展较快、较实际的是基于WDM技术的全光网。迄今比较成熟的光放大器是掺饵光纤放大器，它的带宽通常在15301560nm之间，在单模光纤上开通4,8,16个波长是比较方便的。光路交换可以有：针对光纤在不同空间位置的空分交换方式；控制不同时延进行的时分交换方式；转换不同波长/频率的波分/频分交换方式；或综合其中两种及两种以上的综合交换方式。近年来，美国、欧洲I、日本等一些国家已先后建立全光网的现场试验。比如美国组成的多波长全光通信试验网(MONET),泛欧光纤

9、传输迭加网(PHOTON)等，其中还用到一些光器件，如光的交叉连接器(OXC,OpticalCrossConnector);波长路由器(WavelengthRouter)、波长转换器(WavelengthConvertor)、插分复接/分接复用器(ADM,Add-DropMultiplexer-Demultiplexer)等。当波分复用系统的光纤进入本局的插分复接/分接复用器后，可以让部分波长从中分出，其它波长则直通；分出的部分波长负载上的信号进入本局，而由本局引出的信号荷载于同样波长进入插分复接/分接复用器。其工作原理与电的ADM原理相仿。随着各种光器件和光交换技术的不断完善，全光网技术也将

10、日趋成熟。(二)、光纤光缆发展的一些动向1.光纤的类型目前，使用最多的光纤是G652单模光纤。这种光纤的零色散波长在1310nm附近，但这个波长的衰减大，而在1550nm处波长的衰减最小，但是其色散系数又很大(可达20ps/(kmnm),因此限制了这种光纤的进一步发展。G653色散位移光纤把零色散波长移到1550nm附近，但由于其色散过小时，又会因非线性现象产生的新波长引起四波混频(Four-WaveMixingEfficiency)效应使传输信号减弱，同时产生串音，这就限制了这种光纤在波分复用系统上的应用。G655非零色散位移单模光纤的衰减小，在15301565nm间的色散系数为0.16.0

11、ps/(kmnm),可以避免出现四波混频效应，而色散系数值也不大，较适合波分复用系统的发展需要，估计这种光纤有较好的发展前景。为了尽可能减少非线性效应的影响，G.655光纤正趋向于开发大面积光纤，或称为大有效面积非零色散位移单模光纤(LEAF)。2.接入网用光缆的特点与长途干线光缆相比，用户接入网的用户平均距离比较短，传送信号的速率较低，用户分散，用户系统的成本要低，施工和维护工作要方便。因此，用户光缆的结构应具有一些特殊性。(1)芯数多每根光缆所需的芯数要根据用户分布情况、用户密度大小、用户的性质、城市的发展规划和光缆所处的位置而异。目前，日本首先提出要在2010年实现光纤到户，考虑的光缆芯

12、数多达10004000芯的；其它一些发达国家，多考虑首先发展光纤到路边，所提出的用户光缆容量超过千芯的结构不多，大都在几百芯以内。(2)带状结构当接入网用光缆当芯数较少或用于室内配线时，多采用松套束管式或光纤带叠层嵌入松套管式；当芯数较多或用于馈线的时，则一般采用带状结构。这是由于带状光纤光缆作为大芯数光缆时，光纤的结构紧凑、集合度高且直径小，便于多芯连接。为了减少光缆的截面面积，目前光纤带的厚度都在300科m以下。当采用骨架或U形带状结构成缆时，可采用S-Z绞，以便于在施工、维护中取出光纤带。不少国家主张接入网用光缆采用干式光缆，即不填充油膏，而采用防潮纸作为阻水带进行包扎，以便于施工、维护工作。(3)塑料光纤过去由于塑料光纤的衰减太大、带宽太窄而没有考虑用于通信。近年来，通过日