光纖通信技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢論文

第頁共頁光纖通信技術(shù)現(xiàn)狀與開展趨勢論文光纖通信技術(shù)現(xiàn)狀與開展趨勢論文【摘要】：^p：1970年，美國康寧公司成功研制出損耗為20dB的石英光纖，證明光纖作為通信傳輸介質(zhì)是可行的。同年，GaAIAs異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器在常溫下實現(xiàn)連續(xù)工作，為光纖通信提供了光。從此，光纖通信時代進(jìn)入高速開展期。我國從1974年開場研究光纖通信技術(shù)，因光纖體積小、重量輕、傳輸頻帶極寬、傳輸間隔遠(yuǎn)、電磁干擾抗性強以及不易串音等優(yōu)點，開展非常迅速。目前，光纖通信在郵電通信系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域開展迅猛，光纖通信優(yōu)越的性能及強大的競爭力，很快代替了電纜通信，成為電信網(wǎng)中重要的傳輸手段。從總體趨勢看，光纖通信必將成為將來通信開展的主要方式。【關(guān)鍵詞】：^p：光纖通信技術(shù)；特點；開展趨勢1光纖通信技術(shù)概念光纖通信技術(shù)是以光信號作為信息載體、以光纖作為傳輸介質(zhì)的通信技術(shù)。在光纖通信系統(tǒng)中，因光波頻率極高以及光纖介質(zhì)損耗極低，故而光纖通信的容量極大，要比微波等通信方式帶寬大上幾十倍。光纖主要由纖芯、包層和涂敷層構(gòu)成。纖芯由高度透明的材料制成，一般為幾十微米或幾微米，比一根頭發(fā)絲還細(xì);外面層稱為包層，它的折射率略小于纖芯，包層的作用就是確保光纖它是電氣絕緣體，因此不需要擔(dān)憂接地回路問題;涂敷層的作用是保護(hù)光線不受水氣侵蝕及機械擦傷，同時增加光線的柔韌性;在涂敷層外，往往加有塑料外套。光纖的內(nèi)芯非常細(xì)小，由多根纖芯組成光纜的直徑也非常小，用光纜作為傳輸通道，可以使傳輸系統(tǒng)占極小空間，解決目前地下管道空間不夠的問題。2光纖通信技術(shù)現(xiàn)狀2．1單模光纖單模光纖是目前主要應(yīng)用的一種光纖。80年代后，光纖通信已逐步從短波長的多模光纖轉(zhuǎn)向長波長的單模光纖應(yīng)用。隨著光通信系統(tǒng)的開展，最早實用化的常規(guī)單模光纖G．652光纖在降低損耗提升帶寬性能方面還有進(jìn)一步提升空間，而在1．55μm窗口實現(xiàn)最低損耗的色散位移單模光纖G．653實現(xiàn)了這樣的改良。90年代后，密集波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)迅速開展，使光纖傳輸容量極大進(jìn)步，而四波混頻會引起復(fù)用信道間串?dāng)_，嚴(yán)重影響WDM系統(tǒng)性能，為適應(yīng)需要，非零色散位移光纖G．655應(yīng)運而生。2．2波分復(fù)用(WDM)技術(shù)波分復(fù)用(WDM)技術(shù)是一項90年代在通信網(wǎng)中扮演重要角色的.技術(shù)。波分復(fù)用技術(shù)是將一系列載有信息的不同波長的光信號合成一束，讓其沿著單根光纖傳輸;在接收端再將各個不同波長的光信號分開的通信技術(shù)。利用該技術(shù)大大增加光纖傳輸容量，降低本錢;節(jié)省光纖及光中繼器，到達(dá)對已建成系統(tǒng)擴(kuò)容目的。2．3光纖接入技術(shù)隨著社會開展，通信信息量在不斷增加，業(yè)務(wù)的種類也不斷豐富，傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)、短信業(yè)務(wù)已不能滿足人們的信息需求，高速、高保真音視頻等多媒體業(yè)務(wù)越來越受到人們的青睞。光纖接入技術(shù)大幅提升了信息傳輸速度，滿足了人們對信息高速傳輸?shù)男枨蟆９饫w接入技術(shù)通過主干傳輸網(wǎng)絡(luò)和用戶接入兩局部實現(xiàn)光纖入戶，利用光調(diào)制解調(diào)器，讓用戶享受到高速帶寬資。3光纖通信技術(shù)開展趨勢3．1多年來，人們對高速率及大容量的追求不斷推進(jìn)著光纖通信技術(shù)的開展如何最大化的拓展光纖帶寬，成為各國不斷研究目的。目前國際上利用波分復(fù)用(WDM)和光時分復(fù)用(OTDM)技術(shù)提升光纖系統(tǒng)容量。為了進(jìn)步光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量，光波長分割復(fù)用技術(shù)經(jīng)歷了三個階段，即波分復(fù)用(WDM)、密集波分復(fù)用(DWDM)和光頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)，系統(tǒng)傳輸容量隨著技術(shù)的開展成千倍提升，目前容量1．6Tbit/s的波分復(fù)用系統(tǒng)已得到大量商用，全光傳輸?shù)拈g隔也在大幅提升。另一種提升傳輸容量的方式是采用光時分復(fù)用(OTDM)技術(shù)，不同于WDM技術(shù)通過增加光纖傳輸信道數(shù)量來提升容量，OTDM技術(shù)是通過提升信道傳輸速率來進(jìn)步容量，其單信道最高速率已達(dá)640Gbit/s。利用波分復(fù)用技術(shù)，把多個OTDM信號進(jìn)展復(fù)用，WDM/OTDM混合傳輸系統(tǒng)可以進(jìn)一步進(jìn)步光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量。偏振復(fù)用(PDM)技術(shù)可以大幅減弱信道間的互相作用，將頻譜效率進(jìn)步一倍。利用占空較小的歸零(ＲZ)編碼信號，降低了光纖通信系統(tǒng)對色散管理分布的要求，且ＲZ編碼適應(yīng)性較強，因此如今的超大容量WDM/OTDM通信系統(tǒng)通常采用ＲZ編碼作為傳輸方式。3．2光孤子通信在光纖反常色散區(qū)，由于色散和非線性效應(yīng)互相作用而產(chǎn)生光學(xué)孤子。孤子是一種特別的波，它可以傳輸很長間隔不變形，特別適用超長間隔、超高速的光纖通信系統(tǒng)。光孤子通信就是以光孤子作為載體的通信方式，它實現(xiàn)信號波長在長間隔傳輸過程中無畸變，在零誤碼的情況下信息可傳遞萬里。光孤子通信將來的前景是利用傳輸速度方面優(yōu)勢進(jìn)展超長間隔的高速通信，通過時域和頻域的超短脈沖控制技術(shù)，使現(xiàn)行速率進(jìn)步十倍以上;利用重定時、整形、再生技術(shù)，同時減少ASE，增大傳輸間隔，使傳輸間隔進(jìn)步到十萬公里以上;獲得低噪聲高輸出性能。雖然目前光孤子通信技術(shù)仍存在許多難題，但已獲得很大進(jìn)展，人們相信光孤子通信在大容量、超長距、高速、的全光通信中有著宏大的開展前景。3．3全光通信網(wǎng)隨著人類社會信息化速度加快，人們對通信容量和帶寬的需求也呈現(xiàn)加速增長的趨勢，通信網(wǎng)兩大組成局部，即傳輸和交換，都在不斷開展和革新。隨著波分復(fù)用技術(shù)的成熟，傳輸系統(tǒng)容量的增長給交換系統(tǒng)的開展帶來壓力和動力。將來交換系統(tǒng)運行速率會越來越高，而目前電子交換和信息處理網(wǎng)絡(luò)才能已接近極限，無法滿足要求，在交換系統(tǒng)中引入光子技術(shù)，實現(xiàn)光交換、光穿插連接和光分叉復(fù)用勢在必行，將來的高速通信網(wǎng)將是全光網(wǎng)。全光網(wǎng)是光纖通信技術(shù)開展的理想階段，傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)只是實現(xiàn)了節(jié)點之間的全光化，但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點處仍采用電器件，從而限制了通信網(wǎng)總?cè)萘康奶嵘嬲娜饩W(wǎng)已成為科研機構(gòu)的一個重要課題。目前，全光網(wǎng)絡(luò)處于初期開展階段，但它的開展前景是不可估量的。將來光通信開展的趨勢是形成一個真正的以WDM技術(shù)與光交換技術(shù)為主的光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，消除電光瓶頸，建立純粹的全光網(wǎng)絡(luò)，這將是通信技術(shù)開展的理想階段。4結(jié)語隨著人類社會信息化程度的不斷進(jìn)步，隨著Inter業(yè)務(wù)和多媒體應(yīng)用的不斷開展，網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量正在以指數(shù)級的速度迅速膨脹，光纖通信系統(tǒng)作為信息數(shù)據(jù)的重要支撐平臺，在將來信息社會中起到非常重要的作用。目前，光纖通信系統(tǒng)做為一種最主要的信息傳輸平臺，為人們提供著各類數(shù)據(jù)信息，保障著人們的消費生活。光纖通信技術(shù)的開展也在不斷