光纖通信范文精選

一、光纖通信技術的發展趨勢

對光纖通信而言,超高速度、超大容量和超長距離傳輸一直是人們追求的目標,而全光網絡也是人們不懈追求的夢想。

1.超大容量、超長距離傳輸技術波分復用技術極大地提高了光纖傳輸系統的傳輸容量,在未來跨海光傳輸系統中有廣闊的應用前景。近年來波分復用系統發展迅猛,目前1.6Tbit/的WDM系統已經大量商用,同時全光傳輸距離也在大幅擴展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時分復用(OTDM)技術,與WDM通過增加單根光纖中傳輸的信道數來提高其傳輸容量不同,OTDM技術是通過提高單信道速率來提高傳輸容量,其實現的單信道最高速率達640Gbit/s。

僅靠OTDM和WDM來提高光通信系統的容量畢竟有限,可以把多個OTDM信號進行波分復用,從而大幅提高傳輸容量。偏振復用(PDM)技術可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零(RZ)編碼信號在超高速通信系統中占空較小,降低了對色散管理分布的要求,且RZ編碼方式對光纖的非線性和偏振模色散(PMD)的適應能力較強,因此現在的超大容量WDM/OTDM通信系統基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統需要解決的關鍵技術基本上都包括在OTDM和WDM通信系統的關鍵技術中。

2.光孤子通信。光孤子是一種特殊的ps數量級的超短光脈沖,由于它在光纖的反常色散區,群速度色散和非線性效應相互平衡,因而經過光纖長距離傳輸后,波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實現長距離無畸變的通信,在零誤碼的情況下信息傳遞可達萬里之遙。

光孤子技術未來的前景是:在傳輸速度方面采用超長距離的高速通信,時域和頻域的超短脈沖控制技術以及超短脈沖的產生和應用技術使現行速率10-20Gbit/s提高到100Gbit/s以上;在增大傳輸距離方面采用重定時、整形、再生技術和減少ASE,光學濾波使傳輸距離提高到100000km以上;在高性能EDFA方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。當然實際的光孤子通信仍然存在許多技術難題,但目前已取得的突破性進展使人們相信,光孤子通信在超長距離、高速、大容量的全光通信中,尤其在海底光通信系統中,有著光明的發展前景。

近來有人對光纖通信的發展情景,有些困惑。其一,在2000年IT行業的泡沫,使光纖通信的生產規模投入過大,生產過剩,IT行業中許多小公司倒閉。特別是光纖,國外對中國傾銷。其二,有人認為:光纖通信的傳輸能力已經達到10Tbps,幾乎用不完,而且現在大干線已經建設得差不多,埋地的剩余光纖還很多,光纖通信技術不需要更多的發展。

筆者認為,光纖通信技術尚有很大的發展空間,今后會有很大的需求和市場。主要是:光纖到家庭FTTH、光交換和集成光電子器件方面會有較大的發展。在此主要討論光纖通信的發展趨勢和市場。

光纖通信的發展趨勢

1、光纖到家庭(FTTH)的發展

FTTH可向用戶提供極豐富的帶寬,所以一直被認為是理想的接入方式,對于實現信息社會有重要作用,還需要大規模推廣和建設。FTTH所需要的光纖可能是現有已敷光纖的2～3倍。過去由于FTTH成本高,缺少寬帶視頻業務和寬帶內容等原因,使FTTH還未能提到日程上來,只有少量的試驗。近來,由于光電子器件的進步,光收發模塊和光纖的價格大大降低;加上寬帶內容有所緩解,都加速了FTTH的實用化進程。

發達國家對FTTH的看法不完全相同:美國AT&T認為FTTH市場較小,在0F62003宣稱:FTTH在20-50年后才有市場。美國運行商Verizon和Sprint比較積極,要在10—12年內采用FTTH改造網絡。日本NTT發展FTTH最早,現在已經有近200萬用戶。目前中國FTTH處于試點階段。

1城域傳送網的特點

城域傳送網是非常復雜的網絡，每個城市和每個城市都因現狀不同而有所不同，從網絡分層結構來說，城域傳送網一般分為核心傳送層、匯聚層和接入層。對于網絡規模較小的城市，可根據實際情況簡化網絡層次。下面從通用角度分析城域傳送網的特點。

多業務。城域傳送網需要同時支持多種業務，單一平臺支持多種協議和處理混合業務的特征是城域光傳送網絡獲得足夠競爭優勢的關鍵因素，也是最重要的特點。多業務支持是城域光傳送網絡的基石，可為運營商帶來許多競爭優勢，如后向兼容性(如SDHoverWDM)、成本顯著降低(減少了網絡分層和設備)、網絡管理簡化和配置工作量減少等。

安全可命性和可增位性。城域傳送網涉及到大量的客戶和服務，網絡的安全可靠性直接影響到客戶，傳送網應支持網絡節點的備份和線路保護，提供網絡安全措施，同時多種生存性有利于運營商向用戶提供更好的業務定義。同時城域傳送網應當要充分考慮業務擴展能力，能針對不同的用戶需求提供豐富的寬帶增值業務，使網絡可持續贏利。

動態性。與骨干傳送網相比，城域傳送網的動態性較強，多種數據業務的動態性和不可預見性使得城域傳送網的相關需求加強，目前的發展趨勢是越來越多的客戶需要帶寬更靈活的業務。他們需要快速的業務配置、更短期的、可靈活增加的服務合同和基于QoS的價格，將來還可能出現對帶寬按需分配等新業務的需求。

網絡擴展性。由于受用戶需求和地理分布動態變化的影響，城域的數據業務具有多變性，城域傳送網要建設成完整統一、組網靈活、易擴充的彈性網絡平臺，留有充分的擴充余地，能夠隨著需求變化，可允許運營商不斷地按照業務需求增加帶寬，而不需要進行網絡整體升級。

1光纖種類

1.1單模光纖單模光纖是指只傳輸一個光傳導模（基模）的光纖。其主要優點是衰減較小，傳輸距離長，傳輸容量大，在長途骨干網、城域網、接入網等場合均有廣泛應用。單模光纖由于只能傳輸基模，它不存在模間時延差，具有比多模光纖大得多的帶寬，單模光纖的帶寬可達幾十GHz以上。所以單模光纖特別適合用于長距離、大容量的通信系統。隨著光纖制造技術和通信技術的不斷發展，單模光纖的種類也在發展。

常用的單模光纖有以下幾種:

1.1.1G.652光纖G.652光纖即常規光纖，它同時具有1310nm和1550nm兩個窗口。零色散點位于1310nm窗口，而最小衰減位于1550nm窗口。這兩個窗口的的典型值為:1310nm窗口的衰減為0.3～0.4dB/km，色散系數為0～3.5ps/(nm.km)，1550nm窗口的衰減為0.19～0.25dB/km，色散系數為15～20ps/(nm.km)。

1.1.2G.653光纖G.653光纖即色散位移光纖，又稱1550nm窗口性能最佳光纖。人們通過設計光纖折射剖面，使零色散點移到1550nm窗口，從而與光纖的最小衰減窗口獲得匹配，使1550nm窗口同時具有最小色散和最小衰減。它在1550nm窗口的典型值為:衰減系數為0.19～0.25dB/km，零色散點在1525～1575nm波長區，且在此區間色散系數<3.5ps/(nm.km)。這種光纖在1550nm窗口所具有的良好特性使之成為單波長、大容量、超長距離傳輸的最佳選擇。如果純粹沿著時分復用TDM方式進行系統擴容的話，可以直接開通20Gbit/s系統而不需要任何色散補償措施。G.653光纖的重要缺陷是四波混頻現象限制了波分復用(WDM)的使用。所謂四波混頻現象是由于光纖的非線性引起的，當不同的波長同時在一根光纖中傳輸時，由于相互作用，會產生新的和、差波分量。

1.1.3G.655光纖G.655光纖即非零色散位移光纖，它是為了解決G.653光纖中嚴重的四波混頻效應，對G.653光纖的零色散點進行了移動，使1540～1565nm區間的色散系數保持在1.0～4.0ps/(nm.km)，避開了零色散區，維持了一個起碼的色散值，從而可以比較方便地開通多波長WDM系統。在G.655光纖的特性中，除了對零色散點進行搬移以外，其他各項特性與G.653都相同。它在1550nm窗口具有最小衰減系數和色散系數。雖然它的色散系數值稍大于G.653光纖，但相對于G.652光纖，已大大緩解了色散受限距離。它成功地解決了在1550nm波長區G.652光纖的色散受限和G.653光纖難以進行波分復用的缺點，同時具有這兩種光纖的優點。它既可開通高速率的10Gbit/s、20Gbit/s的TDM系統，又可以進行WDM方式的擴容。

1計算機通信網技術及內容

1.1網絡通信形式單工通信、半雙工通信、全雙工通信是網絡通信的主要形式。其中，遙控器是單工通信的代表，發送者和接受者是固定的，數據只能由發送者向接受者傳輸；對講機是半雙工通信的代表，盡管能相互傳輸，但不能同時相互傳輸；移動電話是全雙工通信的代表，數據既能雙向傳輸，又能同時傳輸，是網絡通信發展的產物。

1.2網絡通信內容

1)數據通信利用數據通信能有效地實現信號的傳輸。數據通信大量應用在社會的各個領域，包括自動化技術、遙感技術、航空技術、軍事技術、資源探測開發等方面，并且隨著社會的發展，數據通信已逐步開始在人們的日常生活中普及開來，對人們的工作、學習、生活帶來了翻天覆地的變化。數據通信功能的實現離不開軟件和硬件的相互配合，主要內容有傳輸媒體、接口、數據鏈路復用、信號傳輸、數據鏈路控制和信號編碼等。

2)網絡連接通過連接介質，以某種方式把各種通信設備連接在一起形成一個龐大的結構體系是為網絡連接。在網絡連接這個體系中，連接介質、通信設備、通信技術、連接方法等各種要素相互影響、相互關聯，具有分類多功能性和協調統一性。不同的連接介質其功能不同，不過都要具有可靠性，連接介質包括雙絞線、微波、通信衛星、電纜、載波和光纖。就當前來看，連接介質受到材質、技術的影響，具有一定的局限性，不過隨著社會的發展，我們可以找到更加可靠高效的介質。

3)協議網絡協議并不同于我們日常生活中的口頭協議、書面協議，它專指在通信過程中采用某種形式或方法。通過網絡協議，可以對不同體系總體結構以及各不同層次分體結構繼進行具體的分析和解析，已達到各體系相互連接的目的，保證結構的開放性和融合性。作為一個分散集合體，計算機網絡就是通過網絡協議形成的，在計算機網絡各個末端連接著不同個體、不同位置的計算機。