光纤通信简介

《光纤通信简介》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光纤通信简介（5页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、光纤通信简介The Brief Introduction Of TheFibre-optical Communication【摘要】光纤通信近二十多年来飞速发展，引来了世界范 围的广泛关注，给整个通信领域带来了一场革命。本文主要 介绍光纤通信的原理，优缺点，发展过程，主要技术，国内 外发展现状以及未来的发展趋势，以促进人们对其有一个简 单清晰的认识。【关键词】光纤通信原理发展 趋势abstract 】The fibre-optical communication develops rapidly in nearly 20 years ,it has drew worldwide attenti

2、on and brought about a revolution to the whole communication field.This article mainly introduces the principle,the advantages and disadvantages,the development ,the major technique, the present status Of development at home and abroad and the future trend of development ,to lead people to a Simple

3、and clear cog nition.key words】fibre-optical communication principle development trend1引言随着高新技术的发展和生产力的提高，国民经济对信息 技术的依赖以及信息产业在国民经济中占的比重越来越大。 信息技术包括信息的获取、传输和处理，其中信息的传输和 获取都离不开光纤。光纤以其丰富的带宽资源成为信息高速 公路的传输主体，并在传感领域起到不可替代的作用。下面, 我就来简单介绍一下光纤通信。2原理光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的 一种通信方式。基本的光纤通信系统是由数据源、光发送端、 光学信道和光

4、接收机组成。数据是数字，声音，图像等各种 信号的数字化。光发送机和调制器则负责将信号转变成适合 于在光纤上传输的光信号。光学信道包括最基本的光纤，还 有中继放大器EDFA等；而光学接收机则接收光信号，并从 中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图 像、数据等信息。所谓光纤通信，就是在发送端首先要把传 送的信息（如话音）变成电信号，然后调制到激光器发出的激光 束上，使光的强度随电信号频率变化而变化，并通过光纤发 送出去。在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号 经解调后恢复原信息。【1】光纤通信系统的主要工作流程如 图：3. 优缺点优点在于：1）通信容量大、传输距离远。一根光纤的

5、潜在带宽可达 20THz,无中继传输距离可达几十、甚至上百公里；2）信号串扰小、保密性能好；3）绝缘、抗电磁干扰性能强，传输质量佳；4）光纤线径细、重量轻，原料为石英，节省有色金属钢材 料，有利于资源合理使用；5）具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火 花、泄露小、保密性强等优点；6）无辐射，难于窃听，因为光纤传输的光波不能跑出光纤 以外；7）光缆适应性强，寿命长。缺点在于：容易折断，光纤连接困难，在通信过程中怕水怕冰等。【2】3. 发展过程1966年，高银（K. C. Kao）博士就光纤传输的前景发 表了具有重大历史意义的论文介质纤维表面光频波导，并 大胆地预言，光纤有可能用于通信

6、。在高银理论的指导下， 1970年美国的康宁公司拉出了第一根光纤。1970年，美国贝尔实验室研制成功室温下连续振荡的 半导体激光器，发出的光极细，频率稳定而且方向性很好， 解决了光纤通信的光源问题20世纪70年代后期，第一代光纤通信系统投入使用, 最高传输速率为34Mbit / s,中继距离为810km。接着在20 世纪80年代初，传输速率达140Mbit / s,中继距离为20 30km。20世纪80年代中期，第二代光纤通信系统投入使用, 可传送准同步数字体系（PDH）的各次群信号，最高传输速率可 达1. 7Gbit / s,中继距离约为50km。20世纪80年代后期，第三代光纤通信系统投入

7、使用， 应用在同步数字体系（SDH）光纤传输网，传输速率达2. 5Gbit /s,中继距离可超过100km。第四代光纤通信系统是采用光放大器来增加中继距 离和采用波分复用和频分复用技术来提高传输速率为特征。第五代光纤通信系统是基于利用光纤的非线性压缩，抵消由于光纤色散产生的脉冲展宽的新概念产生的光孤子， 来实现光脉冲信号的保形传输。【3】4. 主要技术(1) 光波分复用技术(2) 光弧子通信技术(3) 光纤接入技术根据目前光接人技术实现的差异，光接入技术主要分 为基于树型拓扑的APON / BPON, GPON和EPON技术，以 及基于星型拓扑的以太网接入技术等。(4) 光传送网技术主要涉及的

8、技术包括编码调制技术、色散补偿技术、 非线性抑制技术及OSNR保证措施等。长距离的支撑技术主 要有新型调制编码技术，多种增强型的前向纠错(FEc)技术、 采用电均衡功能的接收机，喇曼放大技术、动态增益均衡和 功率调整技术等。(5) 光交换技术从交换颗粒和实现特征来区分，主要分为光路(波长) 交换(0CS),光分组交换(OPS)和光突发交换(OBS)o【3】5. 国内外发展现状(1) 符合ITUTG. 652. A规定的普通单模光纤是 最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展，光中继距离和 单一波长信道容量增大，G. 652. A光纤的性能还有可能进 一步优化。(2) 为了取得更大的中继距离和通信

9、容量，采用了增大 传输光功率和波分复用、密集波分复用技术，此时，传输容 量已经相当大，普通单模光纤显得有些性能不足。(3) 为了增大系统的中继距离而提高发送光功率，当光 纤中传输的光强密度超过光纤的阚值时则会表现出非线性效 应，从而限制系统容量和中继距离的进一步增大。国际上开 发出满足1TUTG. 655规定的非零色散位移单模光纤.目 前，G. 655光纤还在发展完善，已有TrueWave、LEAF、大 保实、TeraLight、PureGuide、MetroCor等品牌问世，它们都 力图通过对光纤结构和性能的细微调整。(4) 为了在一根光纤上开放更多的波分复用信道，国外 开发出一种称为“全波

10、光纤”的单模光纤，使光纤的工作波 长从1280nm延伸到1625nm0【4】(5) 些主要国家光通信近几年发展概况如下图：1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 加购年 f_美国F-日本4中国峠-其他可知，我国的光缆市场在全球排名第二，仅次于美国.而 且在2005年以后呈现比较明显的上升趋势。【5】6. 发展趋势(1) FTTH光纤到户 由于宽带业务的不断发展，现有的 城域网、接入网的容量不足。对于运营商而言。最根本和实际 有效的办法是对城域网和接入网扩容。FTTH(光纤到家庭)是光 纤通信进一步发展的方

11、向.它被公认为理想的宽带接入网。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。【6】(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

12、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。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。(3) 光通信的未来光孤子通信系统在常规的线性 光纤通信系统中，光纤损耗和色散是限制其传输容量和距离的 主要因素。由于光纤制作工艺的不断提高，光纤损耗已接近理 论极限，因此光纤色散已成为实现超大容量、超长距离光纤通 信的“瓶颈”，亟待解决。人们用了一百多年的时间来探讨， 发现由光纤非线性效应所产生的光孤子可以抵消光纤色散的 作用.利用光孤子进行通信，可以很好解决这个问题，从而形 成了新一代光纤通信系统，也是21世纪最有发展前途的通信方式。【7】目前已提出的光

13、孤子通信实验系统的构成方式种类较多, 但其基本部件却大体相同，基本结构如图：7. 结语自从激光器和低损耗光纤问世以来，光纤通信系统以其经 济上和技术上的优越性快速崛起。光纤通信技术从光通信中脱 颖而出，已经成为现代通信的主要支柱之一在现代信息世界中 有着举足轻重的地位。光纤通信作为一门新兴的科学技术，在 未来的几十年内，光纤通信也必将有着更好的发展。参考文献：1.张国鸿浅谈光纤设备通信原理及其布线技 术一港口科技20082. 唐宏亮浅议光纤通信原理及其发展趋势- 科技风20113. 王耿浅谈光纤通信的发展与新技术-科技 资讯20094. 李泽浅析国内外光纤通信技术的现状及趋 势-硅谷20085. 毛谦我国光纤通信技术发展的现状和前景 -电信科学20066. 王磊，裴丽光纤通信的发展现状和未来- 中国科技信息20067. 何淑贞国内外光通信的发展趋势-卫星电 视与宽带多媒体2007