光纤通信技术特点及未来发展趋势探讨.docx

《光纤通信技术特点及未来发展趋势探讨.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光纤通信技术特点及未来发展趋势探讨.docx（6页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、光纤通信技术特点及未来发展趋势探讨 摘要：光纤是通信网络的优良传输介质，光纤通信是以很高频率(1014Hz数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信，光纤通信的问世使高速率、大容量的通信成为可能，目前它已成为最主要的信息传输技术。介绍我国光纤通信的技术特点，并对光纤通信技术的发展趋势进行论述。 关键词：光纤通信；技术特点；全光网络；发展趋势 中图分类号：TN913 文献标识码：A 1 前言 光纤通信技术是通过光学纤维传输信息的通信技术。所谓光纤就是能长距离传输信号的瘦长的圆柱形玻璃丝，它由折射较高的纤芯和折射率较低的包层组成，通常为了爱护光纤，包层外还往往覆盖一层塑料加以爱护。光纤通信由

2、于具有损耗低、传输频带宽容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点而备受业内人士的青睐，发展特别快速。 2 光纤通信技术的特点 2.1 频带极宽，通信容量大。光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽，光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。对于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。通常采纳各种困难技术来增加传输的容量，特殊是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到10Gbps。 2.2 损耗低，中继距离长。目前，商品石英光纤损耗可低于020dB/km，这样的传输损耗比其它任

3、何传输介质的损耗都低；若将来采纳非石英系统极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离；对于一个长途传输线路，由于中继站数目的削减，系统成本和困难性可大大降低。 2.3 抗电磁干扰实力强。光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，它不受自然界的雷电干扰、电离层的改变和太阳黑子活动的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特殊有利。由于能免除电磁脉冲效应，光纤传输系还特殊适

4、合于军事应用。 2.4 无串音干扰，保密性好。在电波传输的过程中，电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰，而简单被窃听，保密性差。光波在光纤中传输，因为光信号被完善地限制在光波导结构中，而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透亮包皮所汲取，即使在转弯处，漏出的光波也非常微弱，即使光缆内光纤总数许多，相邻信道也不会出现串音干扰，同时在光缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。 除以上特点之外，还有光纤径细、重量轻、松软、易于铺设；光纤的原材料资源丰富，成本低；温度稳定性好、寿命长。由于光纤通信具有以上的独特优点，其不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力通信限制系统中，进行工业监测、限制，而且在军事

5、领域的用途也越来越为广泛。 3 光纤通信技术的发展趋势 对光纤通信而言，超高速度、超大容量和超长距离传输始终是人们追求的目标，而全光网络也是人们不懈追求的幻想。 3.1 超大容量、超长距离传输技术 波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量，在将来跨海光传输系统中有很大的应用前景，这几年波分复用系统发展也的确非常迅猛。目前，1.6Tbit/s的WDM系统已经大量商用，同时，全光传输距离也在大幅度扩展。提高传输容量的另一种途径是采纳光时分复用技术，与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同，OTDM技术是通过提高单信道速率提高传输容量，其实现的单信道最高速率达640Gbit/

6、s。 仅靠OTDM和WDM来提高光通信系统的容量终归有限，可以把多个OTDM信号进行波分复用，从而大大提高传输容量。偏振复用技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零编码信号在超高速通信系统中占空较小，降低了对色散管理分布的要求，且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散的适应实力较强，因此，现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采纳RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统须要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。欧共体的RACE安排和美国正在执行的ARPA安排在发展宽带全光网中都部署了WDM和OTDM混合传输方式，以提高通信网络的带宽和容量。WDM/

7、OTDM系统已成为将来高速、大容量光纤通信系统的一种发展趋势，两者的适当结合应当是实现Tbit/s以上传输的最佳方式。事实上，最近大多数超过3Tbit/s的试验都采纳了时分复用和WDM相结合的传输方式。 3.2 光弧子通信 光弧子是一种特别的ps数量级上的超短光脉冲，由于它在光纤的反常色散区，群速度色散和非线性效应相互平衡，因而，经过光纤长距离传输后，波形和速度都保持不变。光弧子通信就是利用光弧子作为载体实现长距离无畸变的通信，在零误码的状况下信息传递可达万里之遥。 在光弧子通信领域内，由于其具有高容量、长距离、误码率低、抗噪声实力强等优点，光弧子通信备受国内外的关注，并大力开展探讨工作。美国

8、和日本处于世界领先水平。美国贝尔试验室已经胜利实现了将激光脉冲信号传输5920km，还利用光纤环实现了5Gbit/s、传输15000km的单信道孤子通信系统和10Gbit/s、传输11010km的双信道波分复用孤子通信系统；日本利用一般光缆线路胜利地进行了超高20Tbit/s、远距离1 000km的孤立波通信，日本电报电话公司推出了速率为10 Gbit/s、传输12 000km的直通光弧子通信试验系统。在我国，光弧子通信技术的探讨也有肯定的成果，国家863探讨项目胜利地进行了OTDM光弧子通信关键技术的探讨，实现了20Gbit/s、105km的传输。近年来，时域上的亮孤子、正色散区的暗孤子、空

9、域上绽开的三维光弧子等，由于它们完全由非线性效应确定，不须要任何静态介质波导而备受国内外探讨人员的重视。 光孤子技术将来的前景是：在传输速度方面采纳超长距离的高速通信，时域和频域的超短脉冲限制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率1020Gbit/s提高到101Gbit/s以上；在增大传输距离方面采纳重定时、整形、再生技术和削减ASE，光学滤波使传输距离提高到101000公里以上；在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。当然，实际的光孤子通信仍旧存在很多技术难题，但目前已取得的突破性进展使我们信任，光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系统中，有着光明的发

10、展前景。 3.3 全光网络 将来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段，也是志向阶段。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纳电器件，限制了目前通信网干线总容量的进一步提高，因此，真正的全光网成为一个特别重要的课题。 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，而是依据其波长来确定路由。 全光网络具有良好的透亮性、开放性、兼容性、牢靠性、可扩展性，并能供应巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率，网络结构简洁，组网特别敏捷，可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。当然，全光网络的发展并不行能独立于众多通信技术之中，它必需要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。 参考文献 1孙建国.光纤通信技术J.中小企业管理与科技(下旬刊)，2022-02-25. 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页