第一篇：光纖通信技術及其發展趨勢

光纖通信技術及其發展趨勢

摘要：光纖通信技術是目前通信行業應用的主要技術，光纖通信跟傳統通信方式比較具有很強的優勢，在通信網絡中已得到廣泛應用。光纖通信技術作為信息技術的重要支撐平臺，在未來信息社會中將起到十分重要的作用。

關鍵詞：光纖通信技術 優勢 光纖到戶 全光網絡

中圖分類號：TP39 文獻標識碼： A 文章編號：1007-9416(2011)07-0025-01

近年來隨著傳輸技術和交換技術的不斷進步，核心網已經基本實現了光纖化、數字化和寬帶化。隨著業務的迅速增長和多媒體業務的日益豐富，使得用戶住宅網的業務需求也不只局限于原來的語音業務，數據和多媒體業務的需求已經成為不可阻擋的趨勢，現有的語音業務接入網越來越成為制約信息高速公路建設的瓶頸，成為發展寬帶綜合業務數字網的障礙。

1、光纖通信技術

光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式。在光纖通信系統中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍，圖1為光纖結構圖。

2、光纖通信技術優勢

2.1 頻帶極寬，通信容量大

光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，單模光纖具有幾十GHz?km的寬帶。目前，單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在2.5Gbps到10Gbps，采用密集波分復用術實現的多波長傳輸系統的傳輸速率已經達到單波長傳輸系統的數百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業務網的首選介質。

2.2 損耗低，中繼距離長

目前，實用的光纖通信系統使用的光纖多為石英光纖，此類光纖損耗可低于0.20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低，因此，由其組成的光纖通信系統的中繼距離也較其他介質構成的系統長得多。

2.3 抗電磁干擾能力強

我們知道光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力，它是一種非導電的介質，交變電磁波在其中不會產生感生電動勢，即不會產生與信號無關的噪聲。這樣，就是把它平行鋪設到高壓電線和電氣鐵路附近，也不會受到電磁干擾。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統特別有利。

2.4 光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設

光纖的芯徑很細，約為0.1mm，由多芯光纖組成光纜的直徑也很小，8芯光纜的橫截面直徑約為10mm，而標準同軸電纜為47mm。這樣采用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題，節約了地下管道建設投資。此外，光纖的重量輕，柔韌性好，還有，光纖柔軟可繞，容易成束，能得到直徑小的高密度光纜。

2.5 保密性能好

對通信系統的重要要求之一是保密性好。電通信方式很容易被人竊聽，光纖通信與電通信不同，由于光纖的特殊設計，光纖中傳送的光波被限制在光纖的纖芯和包層附近傳送，很少會跑到光纖之外。并且成纜以后光纖在外面包有金屬做的防潮層和橡膠材料的護套，這些均是不透光的，因此，泄漏到光纜外的光幾乎沒有。更何況長途光纜和中繼光纜一般均埋于地下。所以光纖的保密性能好。此外，由于光纖中的光信號一般不會泄漏，因此電通信中常見的線路之間的串話現象也可忽略。

3、光纖通信技術在接入網的應用

目前萊蕪市所用的接入網技術為ADSL，其全稱是Asymmetric Digital Subscriber,中文意思是“非對稱數字用戶線路”。它以普通電話線路做為傳輸介質，既在普通雙絞銅線上實現下行高達8Mbit/b傳輸速度;上行高達640Kbit/s的傳輸速度，但這種技術不能滿足人們對上網速度越來越高需求。

3.1光纖接入網的優勢

接入網采用無線網絡是未來通信行業的發展趨勢，但無線接入網仍需要光纖網絡的支撐，其優勢體現為:

首先，通信網在一開始采用的是金屬線纜，銅纜網的故障率很高，維護運行成本很高，而采用光接入后，每年的維護運行和供給成本可以比傳統銅纜網每線大約節約400元，對于一億用戶相當于每年節約400億元，而且其故障率也大大降低。

其次，對于新業務的發展，特別是多媒體和寬帶新業務，能夠加強企業的競爭力，增加新業務的收入，同時可以補償建設光用戶接入網所需的投資，最后，光接入網可以滿足用戶希望較快提供業務，改進業務質量和可用性的要求，也可以節約地下管道空間，延長傳輸覆蓋距離，總之，采用光接入網能夠解決通信行業發展的瓶頸問題。

3.2 光纖通信技術發展的制約因素

銅纜網傳輸的是電子信號，交換采用的是電子交換機，現在，通信網絡大部分都是光纖，傳輸的為光信號，光交換的形式，由于目前光交換器件還不成熟只能采用光-電-光的形式。這種方式效率不高也不經濟，目前ASON-自動交換光網絡的開發緩解了這一問題，但對大容量光開關的開發也迫在眉睫。

目前為止我國的光纜技術有了很大的發展，從光進銅退開始，公司采用了多個廠家的光纜，國內生產光纜的廠家大約有200家，但其產品單一，很少具有自主知識產權，技術含量較低，競爭力不強，有關資料顯示，自1997年截止到2010年我國光纜專利的申請只占國外同期專利申請的20%，而光核心技術只占國外的10%。這些數據顯示我國與國外在光纖技術發展上差距較大，我國作為世界第二光纜大國，應該把發展自主知識產權的技術作為重中之重。

4、結語

從光纖通信問世到現在，光傳輸的速率以指數增長，光傳輸的速率在過去的十幾年中大約提高了100倍。層出不窮的光通信新技術將成為市場復蘇的源泉，隨著光纖網絡從骨干網的擴建到接入網、城域網的擴散以及向用戶駐地網的不斷延伸，光纖網絡市場必將增長。

參考文獻

[1]馬金洋.《光纖通信的現狀和前景》[J].電信科學.[2]辛化梅,李忠.《論光纖通信技術的發展和現狀》[J].山東師范大學學報.[3]蔣力三.《光纖通信技術的發展》.中興通訊資料.

第二篇：光纖通信技術的發展趨勢

光纖通信技術的發展趨勢

[摘要]對光纖通信技術領域的主要發展熱點作一簡述與展望，主要有超高速傳輸系統、超大容量波分復用系統、光聯網技術、新一代的光纖、IP over SDH與IP over

Optical以及光接入網。

關鍵詞：光纖 超高速傳輸 超大容量波分復用 光聯網

光纖通信的誕生與發展是電信史上的一次重要革命。近幾年來，隨著技術的進步，電信管理體制的改革以及電信市場的逐步全面開放，光纖通信的發展又一次呈現了蓬 勃發展的新局面，本文旨在對光纖通信領域的主要發展熱點作一簡述與展望。向超高速系統的發展

從過去2O多年的電信發展史看，網絡容量的需求和傳輸速率的提高一直是一對主 要矛盾。傳統光纖通信的發展始終按照電的時分復用（TDM）方式進行，每當傳輸速率 提高4倍，傳輸每比特的成本大約下降30％～40％；因而高比特率系統的經濟效益大致 按指數規律增長，這就是為什么光纖通信系統的傳輸速率在過去20多年來一直在持續 增加的根本原因。目前商用系統已從45Mbps增加到10Gbps，其速率在20年時間里增加了 20O0倍，比同期微電子技術的集成度增加速度還快得多。高速系統的出現不僅增加了業 務傳輸容量，而且也為各種各樣的新業務，特別是寬帶業務和多媒體提供了實現的可能。目前10Gbps系統已開始大批量裝備網絡，全世界安裝的終端和中繼器已超過5000個，主 要在北美，在歐洲、日本和澳大利亞也已開始大量應用。我國也將在近期開始現場試驗。需要注意的是，10Gbps系統對于光纜極化模色散比較敏感，而已經敷設的光纜并不

一定都能滿足開通和使用10Gbps系統的要求，需要實際測試，驗證合格后才能安裝開通。在理論上，上述基于時分復用的高速系統的速率還有望進一步提高，例如在實驗室

傳輸速率已能達到4OGbps，采用色度色散和極化模色散補償以及偽三進制（即雙二進制）編碼后已能傳輸100km。然而，采用電的時分復用來提高傳輸容量的作法已經接近硅和鎵 砷技術的極限，沒有太多潛力可挖了，此外，電的40Gbps系統在性能價格比及在實用中 是否能成功還是個未知因素，因而更現實的出路是轉向光的復用方式。光復用方式有很 多種，但目前只有波分復用（WDM）方式進入大規模商用階段，而其它方式尚處于試驗 研究階段。向超大容量WDM系統的演進

如前所述，采用電的時分復用系統的擴容潛力已盡，然而光纖的200nm可用帶寬資 源僅僅利用了不到1％，99％的資源尚待發掘。如果將多個發送波長適當錯開的光源信 號同時在一極光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復用（WDM）的基本思路。采用波分復用系統的主要好處是：（1）可以充分利用光纖的巨大帶寬資 源，使容量可以迅速擴大幾倍至上百倍；（2）在大容量長途傳輸時可以節約大量光纖 和再生器，從而大大降低了傳輸成本；（3）與信號速率及電調制方式無關，是引入寬 帶新業務的方便手段；（4）利用WDM網絡實現網絡交換和恢復可望實現未來透明的、具 有高度生存性的光聯網。

鑒于上述應用的巨大好處及近幾年來技術上的重大突破和市場的驅動，波分復用系

統發展十分迅速。如果認為1995年是起飛年的話，其全球銷售額僅僅為1億美元，而2000 年預計可超過40億美元，2005年可達120億美元，發展趨勢之快令人驚訝。目前全球實

際敷設的WDM系統已超過3000個，而實用化系統的最大容量已達320Gbps（2*16*10Gbps），美國朗訊公司已宣布將推出80個波長的WDM系統，其總容量可達200Gbps（80*2.5Gbps）或400Gbps（40*10Gbps）。實驗室的最高水平則已達到2.6Tbps（13*20Gbps）。預計不 久實用化系統的容量即可達到1Tbps的水平。可以認為近2年來超大容量密集波分復用系

統的發展是光纖通信發展史上的又一里程碑。不僅徹底開發了無窮無盡的光傳輸鍵路的 容量，而且也成為IP業務爆炸式發展的催化劑和下一代光傳送網靈活光節點的基礎。3 實現光聯網——戰略大方向

上述實用化的波分復用系統技術盡管具有巨大的傳輸容量，但基本上是以點到點通

信為基礎的系統，其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實現類似SDH在電 路上的分插功能和交叉連接功能的話，無疑將增加新一層的威力。根據這一基本思路，光的分插復用器（OADM）和光的交叉連接設備（OXC）均已在實驗室研制成功，前者已 投入商用。

實現光聯網的基本目的是：（1）實現超大容量光網絡；（2）實現網絡擴展性，允 許網絡的節點數和業務量的不斷增長；（3）實現網絡可重構性，達到靈活重組網絡的 目的；（4）實現網絡的透明性，允許互連任何系統和不同制式的信號；（5）實現快速 網絡恢復，恢復時間可達100ms。

鑒于光聯網具有上述潛在的巨大優勢，發達國家投入了大量的人力、物力和財力進 行預研，特別是美國國防部預研局（DARPA）資助了一系列光聯網項目，如以Be11core 為主開發的“光網技術合作計劃（ONTC）”，以朗訊公司為主開發的“全光通信網”預 研計劃”，“多波長光網絡（MONET）”和“國家透明光網絡（NTON）”等。在歐洲和 日本，也分別有類似的光聯網項目在進行。

綜上所述光聯網已經成為繼SDH電聯網以后的又一新的光通信發展高潮。其標準化

工作將于2000年基本完成，其設備的商用化時間也大約在2000年左右。建設一個最大透 明的。高度靈活的和超大容量的國家骨干光網絡不僅可以為未來的國家信息基礎設施(NII)奠定一個堅實的物理基礎，而且也對我國下一世紀的信息產業和國民經濟的騰飛 以及國家的安全有極其重要的戰略意義。新一代的光纖

近幾年來隨著IP業務量的爆炸式增長，電信網正開始向下一代可持續發展的方向發 展，而構筑具有巨大傳輸容量的光纖基礎設施是下一代網絡的物理基礎。傳統的G.652 單模光纖在適應上述超高速長距離傳送網絡的發展需要方面已暴露出力不從心的態勢，開發新型光纖已成為開發下一代網絡基礎設施的重要組成部分。目前，為了適應干線 網和城域網的不同發展需要，已出現了兩種不同的新型光纖，即非

零色散光纖（G.655光纖）和無水吸收峰光纖（全波光纖）。

4.1 新一代的非零色散光纖 非零色散光纖（G.655光纖）的基本設計思想是在1550 窗口工作波長區具有合理的較低色散，足以支持10Gbps的長距離傳輸而無需色散補償，從而節省了色散補償器及其附加光放大器的成本；同時，其色散值又保持非零特性，具有一起碼的最小數值（如2ps／（nm.km）以上），足以壓制四波混合和交叉相位調 制等非線性影響，適宜開通具有足夠多波長的DWDM系統，同時滿足TDM和DWDM兩種發展 方向的需要。為了達到上述目的，可以將零色散點移向短波長側（通常1510～1520nm 范圍）或長波長側（157nm附近），使之在1550nm附近的工作波長區呈現一定大小的色 散值以滿足上述要求。典型G.655光纖在1550nm波長區的色散值為G.652光纖的1／6～ 1／7，因此色散補償距離也大致為G.652光纖的6～7倍，色散補償成本（包括光放大器，色散補償器和安裝調試）遠低于G.652光纖。

4.2 全波光纖 與長途網相比，城域網面臨更加復雜多變的業務環境，要直接支持大 用戶，因而需要頻繁的業務量疏導和帶寬管理能力。但其傳輸距離卻很短，通常只有 50～80km，因而很少應用光纖放大器，光纖色散也不是問題。顯然，在這樣的應用環 境下，怎樣才能最經濟有效地使業務量上下光纖成為網絡設計至關重要的因素。采用 具有數百個復用波長的高密集波分復用技術將是一項很有前途的解決方案。此時，可

以將各種不同速率的業務量分配給不同的波長，在光路上進行業務量的選路和分插。在這類應用中，開發具有盡可能寬的可用波段的光纖成為關鍵。目前影響可用波段的 主要因素是1385nm附近的水吸收峰，因而若能設法消除這一水峰，則光纖的可用頻譜 可望大大擴展。全波光纖就是在這種形勢下誕生的。

全波光纖采用了一種全新的生產工藝，幾乎可以完全消除由水峰引起的衰減。除

了沒有水峰以外，全波光纖與普通的標準G.652匹配包層光纖一樣。然而，由于沒有了 水峰，光纖可以開放第5個低損窗口，從而帶來一系列好處：

（1）可用波長范圍增加100nm，使光纖的全部可用波長范圍從大約200nm增加到 300nm，可復用的波長數大大增加；

（2）由于上述波長范圍內，光纖的色散僅為155Onm波長區的一半，因而，容易實 現高比特率長距離傳輸；

（3）可以分配不同的業務給最適合這種業務的波長傳輸，改進網絡管理；

（4）當可用波長范圍大大擴展后，允許使用波長間隔較寬、波長精度和穩定度要 求較低的光源、合波器、分波器和其它元件，使元器件特別是無源器件的成本大幅度 下降，這就降低了整個系統的成本。IP over SDH與IP over Optical

以IP業務為主的數據業務是當前世界信息業發展的主要推動力，因而能否有效地 支持IP業務已成為新技術能否有長遠技術壽命的標志。

目前，ATM和SDH均能支持IP，分別稱為IP over ATM和IP over SDH兩者各有千秋。IP over ATM利用ATM的速度快、顆粒細、多業務支持能力的優點以及IP的簡單、靈活、易擴充和統一性的特點，可以達到優勢互補的目的，不足之處是網絡體系結構復雜、傳輸效率低、開銷損失大（達25％～30%）。而SDH與IP的結合恰好能彌補上述IP over ATM的弱點。其基本思路是將IP數據包通過點到點協議（PPP）直接映射到SDH幀，省

掉了中間復雜的ATM層。具體作法是先把IP數據包封裝進PPP分組，然后利用HDLC組幀，再將字節同步映射進SDH的VC包封中，最后再加上相應SDH開銷置入STM－N幀中即可。IP over SDH在本質上保留了因特網作為IP網的無連接特征，形成統一的平面網，簡化了網絡體系結構，提高了傳輸效率，降低了成本，易于IP組插和兼容的不同技術 體系實現網間互聯。最主要優點是可以省掉ATM方式所不可缺少的信頭開銷和IP over ATM封裝和分段組裝功能，使通透量增加25％～30％，這對于成本很高的廣域網而言 是十分珍貴的。缺點是網絡容量和擁塞控制能力差，大規模網絡路由表太復雜，只有 業務分級，尚無優先級業務質量，對高質量業務難以確保質量，尚不適于多業務平臺，是以運載IP業務為主的網絡理想方案。隨著千兆比高速路由器的商用化，其發展勢頭 很強。采用這種技術的關鍵是千兆比高速路由器，這方面近來已有突破性進展，如美 國Cisco公司推出的12000系列千兆比特交換路由器（GSR），可在千兆比特速率上實 現因特網業務選路，并具有5～60Gbps的多帶寬交換能力，提供靈活的擁塞管理、組 播和QOS功能，其骨干網速率可以高達2.5Gbps，將來能升級至10Gbps。這類新型高速 路由器的端口密度和端口費用已可與ATM相比，轉發分組延時也已降至幾十微秒量級，不再是問題。總之，隨著千兆比特高速路由器的成熟和IP業務的大發展，IP over SDH將會得到越來越廣泛的應用。

但從長遠看，當IP業務量逐漸增加，需要高于2.4Gbps的鏈路容量時，則有可能

最終會省掉中間的SDH層，IP直接在光路上跑，形成十分簡單統一的IP網結構（IP over Optical）。顯然，這是一種最簡單直接的體系結構，省掉了中間ATM層與SDH層，減 化了層次，減少了網絡設備；減少了功能重疊，簡化了設備，減輕了網管復雜性，特 別是網絡配置的復雜性；額外的開銷最低，傳輸效率最高；通過業務量工程設計，可

以與IP的不對稱業務量特性相匹配；還可利用光纖環路的保護光纖吸收突發業務，盡 量避免緩存，減少延時；由于省掉了昂貴的ATM交換機和大量普通SDH復用設備，簡化 了網管，又采用了波分復用技術，其總成本可望比傳統電路交換網降低一至二個量級!綜上所述，現實世界是多樣性的，網絡解決方案也不會是單一的，具體技術的選

用還與具體電信運營者的背景有關。三種IP傳送技術都將在電信網發展的不同時期和 網絡的不同部分發揮自己應有的歷史作用。但從面向未來的視角看，IP over Optical 將是最具長遠生命力的技術。特別是隨著IP業務逐漸成為網絡的主導業務后，這種對 IP業務最理想的傳送技術將會成為未來網絡特別是骨干網的主導傳送技術。在相當長 的時期，IP over ATM，IP overSDH和IP over Optical將會共存互補，各有其最佳應 用場合和領域。解決全網瓶頸的手段——光接入網

過去幾年間，網絡的核心部分發生了翻天覆地的變化，無論是交換，還是傳輸都 已更新了好幾代。不久，網絡的這一部分將成為全數字化的、軟件主宰和控制的、高 度集成和智能化的網絡。而另一方面，現存的接入網仍然是被雙絞線銅線主宰的（90％ 以上）、原始落后的模擬系統。兩者在技術上的巨大反差說明接入網已確實成為制約 全網進一步發展的瓶頸。目前盡管出現了一系列解決這一瓶頸問題的技術手段，如雙 絞線上的xDSL系統，同軸電纜上的HFC系統，寬帶無線接入系統，但都只能算是一些 過渡性解決方案，唯一能夠根本上徹底解決這一瓶頸問題的長遠技術手段是光接入網。接入網中采用光接入網的主要目的是：減少維護管理費用和故障率；開發新設備，增加新收入；配合本地網絡結構的調整，減少節點，擴大覆蓋；充分利用光纖化所帶 來的一系列好處；建設透明光網絡，迎接多媒體時代。所謂光接入網從廣義上可 以包括光數字環路載波系統（ODLC）和無源光網絡（PON）兩類。數字環路載波系統 DLC不是一種新技術，但結合了開放接口VS.1／V5.2，并在光纖上傳輸綜合的DLC（ID LC），顯示了很大的生命力，以美國為例，目前的1.3億用戶線中，DLC／IDLC已占據

3600萬線，其中IDLC占2700萬線。特別是新增用戶線中50％為IDLC，每年約500萬線。至于無源光網絡技術主要是在德國和日本受到重視。德國在1996年底前共敷設了約230 萬線光接入網系統，其中PON約占100萬線。日本更是把PON作為其網絡光纖化的主要技 術，堅持不懈攻關十多年，采取一系列技術和工藝措施，將無源光網絡成本降至與銅 纜絞線成本相當的水平，并已在1998年全面啟動光接入網建設，將于2010年達到6000 萬線，基本普及光纖通信網，以此作為振興21世紀經濟的對策。近來又計劃再爭取提 前到2005年實現光纖通信網。

在無源光網絡的發展進程中，近來又出現了一種以ATM為基礎的寬帶無源光網絡

（APON），這種技術將ATM和PON的優勢相互結合，傳輸速率可達622／155Mbps，可以 提供一個經濟高效的多媒體業務傳送平臺并有效地利用網絡資源，代表了多媒體時代 接入網發展的一個重要戰略方向。目前國際電聯已經基本完成了標準化工作，預計 1999年就會有商用設備問世。可以相信，在未來的無源光網絡技術中，APON將會占據 越來越大的份額，成為面向21世紀的寬帶投入技術的主要發展方向。結束語

從上述涉及光纖通信的幾個方面的發展現狀與趨勢來看，完全有理由認為光纖通 信進入了又一次蓬勃發展的新高潮。而這一次發展高潮涉及的范圍更廣，技術更新更 難，影響力和影響面也更寬，勢必對整個電信網和信息業產生更加深遠的影響。它的 演變和發展結果將在很大程度上決定電信網和信息業的未來大格局，也將對下一世紀 的社會經濟發展產生巨大影響。

第三篇：光纖通信技術的特點和發展趨勢

光纖通信技術的特點和發展趨勢 摘要：光纖通信是指利用光與光纖傳遞信息的一種方式，光纖通信不僅可以應用在通信的主干線路中，也可以在電力通信控制系統中發揮作用，既有經濟優勢又有技術優勢，光纖通信由于超高速、低誤碼、高可靠，價格低廉，已成為信息的最重要傳輸手段和信息社會的重要基礎設施。本文探討光纖通信技術的優點和缺點以及光纖通信的發展和現狀。

光纖通信在技術功能構成上主要分為：(1)信號的發射；(2)信號的合波；(3)信號的傳輸和放大；(4)信號的分離；(5)信號的接收。

關鍵詞：光纖通信技術 特點 現狀 發展趨勢

1、光纖通信技術

光纖通信是利用光導纖維傳輸光信號，以實現信息傳遞的一種通信方式，屬于有線通信的一種，光經過調變后便能攜帶信息，利用光波作載體，以光纖作為傳輸媒介，將信息從一處傳至另一處，是光信息科學與技術的研究與應用領域。可以把光纖通信看成是以光導纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。光纖由內芯和包層組成，內芯一般為幾十微米或幾微米，比一根頭發絲還細；外面層成為包層，包層的作用是保護光纖。實際上光纖通信系統使用的不是單根的光纖，而是許多光纖聚集在一起的組成的光纜，由于玻璃材料是制作光纖的主要材料，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路，光波在光纖中傳輸，不會發生信息傳播中的信息泄露現象，光纖很細，占用的體積小，這解決了實施的空間問題。光纖通信系統的組成，現代的光纖通信系統多半包括一個發射器，將電信號轉換成光信號，再通過光纖將光信號傳遞。光纖多半埋在地下，連接不同的建筑物。系統中還包括數種光放大器，以及一個光接收器將光信號轉換回電信號。在光纖通信系統中傳遞的多半是數位信號，來源包括計算機、電話系統，或是有線電視系統。

2光纖通信的優點和缺點 優點（1）經濟優勢

① 頻率資源豐富，通信容量極大。粗略地講，一根光纖傳輸數字信號的碼速容量在理論上可達40Tbit/s（T=1012）。最好的金屬導線可傳輸的數字信號的碼速為400Mbit/s，差5個數量級。容量較微波通信可提高103——104倍。

②

傳輸損耗低，無中繼通信距離長。當光波長λ=1.55um時，衰減有最低點，可低達0.2dB/km，接近理論值。這樣中繼數量減少，成本低，通信質量高。③ 節約銅（鋁）和鉛。

④ 抗干擾能力強，保密性能好（不受電磁，強點干擾）。⑤ 光纜耐腐蝕，重量輕，體積小（占用空間小，攜設方便）。（2）技術優勢

①頻帶極寬，通信容量大，光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，長波長窗口，單模光纖具有幾十GHz/km的寬帶。對于單波長光纖通信系統，由于終端設備的電子瓶頸效應，而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量，特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。采用密集波分復用技術可以擴大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目/前，單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在2.5Gbit/s——10Gbit/s,采用密集波分復用技術實現的多波長傳輸系統的傳輸速率已經達到單波長傳輸系統的數百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業務網的首選介質。

②損耗低，中繼距離長。目前，商品石英光纖損耗可低于0.2dB/km,這樣的傳輸損耗比其他任何傳輸介質的損耗都低；若將來采用非石英系統極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降得更低。這意味著通過光纖通信系統可以跨越更大的無中繼距離；對于一個長途傳輸線路，由于中繼站數目的減少，系統成本和復雜性可大大降低。目前，由石英光纖組成的光纖通信系統最大中繼距離可達200多千米，由非石英系統極低損耗光纖組成的通信系統長至數萬千米，這對于降低通信系統的成本，提高可靠性和穩定性具有特別的意義。

③抗電磁干擾能力強。光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之想聯系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜。這一點對于強電領域（如電力傳輸線路和電氣化鐵道）的通信系統特別有利。由于能免除電磁脈沖效應，光纖傳輸系統還特別適合于軍事應用。

④對電氣絕緣。光纖是用玻璃材料構造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路。光纖之間的串擾非常小，設備接口問題也簡化了。特別生死光纖在電氣危險環境中廣泛應用，因為它不會產生電弧和火化。

⑤ 無串音干擾，保密性好。在電波傳輸的過程中，電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串擾，而容易被竊聽，保密性差。光波在光纖中傳輸，因為光信號被完善地限制在光波導結構中，而任何泄漏的射線都被環繞光纖的不透明包層所吸收，即使在轉彎處，漏出的光波也十分微弱。這樣，即使光纜內光纖總數很多，相鄰信通也不會出現串音干擾，同時在光纜外面也無法竊聽到光纖中傳輸的信息。

⑥ 光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設。光纖的芯徑很細，約為0.1mm，由多芯光纖組成光纖的直徑也很小，8芯光纜的橫截面積約為10mm，而標準同軸電纜為47mm。這樣采用光纜作為傳輸信通，使傳輸系統所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題，節約了地下管道建設投資。此外，光纖的重量輕，柔韌性好，光纜的重量要比電纜輕得多，在飛機、宇宙飛船和人造衛星上使用光纖通信可以減輕飛機、輪船、飛船的重量，顯得更有意義。除此之外，光纖柔軟可繞，容易成束，能得到直徑小的高密度光纜。⑦ 光纖的原材料資源豐富，成本低，無資源問題，節省金屬材料。光纖的材料主要是石英，全球取之不盡、用之不竭的原材料；而電纜的主要材料是銅，銅的儲藏量不多，用光纖取代光纜，可節約大量金屬材料，具有合理使用地球資源的重大意義。

⑧ 溫度穩定性好、壽命長。與銅線和同軸電纜相比，光纖的溫度系數極小，其傳輸特性基本不隨溫度而變，故光纖傳輸系統十分穩定可靠，而且不易老化。

⑨ 便于采用多種復用技術。有光纖通信系統組成的通信主干線路可以采用空分復用、波分復用、時分復用和頻分復用來擴充系統的容量，節省了資源。

缺點①質地脆，機械強度低，容易斷裂，所以對施工要求很高。②要有較好的切斷、連接技術，光纖熔斷與連接要有專門的設備、技術及連接器件，如光纖對準器等。

③要有較好的檢測技術，由于光纜鋪設很長距離，每根光纖的對應與連通性是需要檢測的，還有光纖光纜從制造到施工、應用、維修、維護等各個環節都需要檢測，包括波長，容量，接連性及信通衰減等參數的檢測。由于有些參數的敏感程度高，因此需要很好的檢測技術與檢測設備。

④分路、耦合比較麻煩。由于光纖不像電纜那樣容易接讀，光的方向性非常專一，因此分路與耦合需要專門的技術和設備。

3、光纖通信的發展與現狀（1）光纖

1996年，英籍華人高錕和kockham從理論上證明了用玻璃可以制成衰減為20dB/km的通信光導纖維。

1970年，美國康寧玻璃公司首先制造出衰減為20dB/km的光纖。1974年，光纖的衰減已降低到2dB/km。

1980年，長波長窗口的衰減低達0.2dB/km，接近理論值。（2）光源

要實現光纖通信，還需要適當的光源。

1970年研制出室溫下連續運行的激光器和發光二極管，特別是長波長（1.3um、1.5um）激光器和發光二極管的研制成功，為實現光纖通信奠定了基礎。（3）光通信系統

第一代光通信系統：1977年，在美國芝加哥距離7km的電話局間首次實現了光通信傳輸系統，光波長為0.85um。第二代光通信系統：1981年，實現了局間使用1.3um多模光纖的通信系統。

第三代通信系統：1984年，實現了局間使用1.3um多單模光纖的通信系統，廣泛用于長途和跨洋通信。第四代光通信系統：20世紀80年代中期又實現使用1.5um多半模光纖的通信系統。

近年來，SDH體制形成的光傳送網被廣泛使用。各種波分復用（WDM）和光時分復用（OTDM）系統進一步提高了傳輸容量，相干光通信、光孤子通信和集成光學有了一定的進展。人們期待著新一代光纖通信系統的實現。（4）我國光纖通信的現狀

光纖通信由于超高速、低誤碼、高可靠、價格低廉，已成為信息的最重要傳輸手段和信息社會的還重要基礎設施。1986年建立了國內第一條光纜干線——寧漢光纜。1999年建成八縱八橫光纜骨干網。（5）光纖通信的發展

光纖通信的發展史雖然只有二三十年，但由于它無比的優越性，使它成為了現代化通信網絡中最為重要的傳輸媒介。總體來說，光纖通信的發展大致分為4個階段。第一階段（1966——1976年）是沖基礎研究到商業應用的開發時期。這個時期中，出現了短波長（850nm）低速率（34或45Mb/s）多模光纖通信系統，無中繼傳輸距離約為10km。

第二階段（1976——1986年）是以提高傳輸速率和增加傳輸距離為研究目標的大力推廣應用的大發展時期。在這個時期，光纖從多模發展到單模，工作波長從短波長（850nm）發展到長波（1310nm和1550nm），實現了工作波長為1310nm，傳輸速率為140—565Mb/s的單模光纖通信系統，無中繼傳輸距離為50到100km。

第三階段（1986——1996年）是以超大容量超長距離為目標，全面深入開展新技術研究的事情。在這個時期，出現了1550nm色散位移單模光纖通信系統。采用外調制技術，傳輸速率可達2.5-10Gb/s，無中繼傳輸距離可達100—150km，實驗室可以達到更高水平。

第四階段（1996年至今）是采用光放大器，波分復用光纖通信系統的超長距離的光弧子通信系統的時期。具體來講國外的發展狀況：

20世紀60年代中期，所研制的最好的光纖損耗在400dB以上。1966年英國標準電信研究所高錕及Hockham從理論上預言光纖損耗可降至20dB/km以下。日本于1969年研制出第一根通信用光纖損耗為100dB/km。1970年康寧公司（Corning）采用“粉末法”先后獲得了損耗低于20dB/km和4dB/km的低損耗石英光纖。1974年貝爾實驗室（Bell）采用改進的化學汽相沉積法制出性能優于康寧公司的光纖產品。到1979年，摻鍺石英光纖在1.55μm處的損耗已經降到0.2dB/km，這一數值已經十分接近由Rayleigh散射所決定的石英光纖理論損耗極限。國內光纖通信的發展：

1963年 開始光通信的研究。1977年，第一根短波長(0.85mm)階躍型石英光纖問世，損耗 為300dB/km。1978年，階躍光纖的衰減降至5dB/km。研制出短波長多模梯度光纖，即G.651光纖。1979年，研制出多模長波長光纖，衰減為1dB/km。建成5.7 km、8Mb/s光通信系統試驗段。1980年 1300nm窗口衰減降至0.48dB/km，1550nm窗口衰減為0.29dB/km。1981年多模光纖活動連接器進入實用。1984年 武漢、天津34Mb/s市話中繼光傳輸系統工程建成(多模)。1990年，研制出G.652標準單模光纖，最小衰減達0.35dB/km。1992年降至0.26dB/km。（4）光纖通信的發展前景

①新一代光纖：隨著社會發展的需要已經出現了兩種不同的新型光纖，即非零色散光纖（G.655）和全波光纖。

②超高速系統：傳統光纖通信的發展始終按照電的時分復用（TDM）方式進行，而如今要滿足社會發展需要，光纖通信應該按照光的時分復用方式進行。

③超大容量WDM系統：如果將多個發送波長適當錯開的光源信號同時在一路光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復用(WDM)的基本思路。

④全光網絡：WDM波分復用技術的實用化，提供了利用光纖帶寬的有效途徑，使大容量光纖傳輸技術取得了突破性進展。點到點之間的光纖傳輸容量的提高，為高速大容量寬帶綜合業務網的傳輸提供了有效途徑，而傳輸容量的飛速增長對現存看交換系統的發展產生了壓力。全光網絡是指信號只是在進出網絡時才進行電/光和光/電的變換，而在網絡中傳輸和交換的過程中始終以光的形式存在。因為在整個傳輸過程中沒有電的處理，所以PDH、SDH、ATM等各種傳送方式均可使用，提高了網絡資源的利用率。

4、結束語

光纖通信的應用給人們帶來了一場信息的革命。是整個社會進入了一個信息高速發展的時代。而光纖通信帶給我們的不僅僅是高速，還有更為客觀的前景，它將帶給我們無盡的方便。電話網絡系統，電視網絡系統和計算機網絡系統在不遠的未來，即將由光纖通信的發展而更好的結合，那將是光纖通信給人們帶來的第二次震撼。從光纖通信問世到現在，光傳輸的速率以指數增長，光傳輸的速率在過去的10年中大約提高了100倍。層出不窮的光通信新技術將成為市場復蘇的源泉，而人類對通信容量的無止境需求將是市場恢復的原動力。隨著光通信技術進一步發展，必將對21世紀通信行業的進步，乃至整個社會經濟的發展產生巨大影響。

通過本次光纖通信技術的學習，我初步了解了光纖通信的發展歷程：從我國的高錕博士提出光纖傳輸的相關理論，到以日本、美國為首的發達國家生產出各種類型的光纖，再到光纖產業的形成經歷了一個比較短的過程。在光纖的發展過程中分為兩個方向：一個是光纖通信；另一個就是光纖傳感。光纖通信主要是利用光纖傳輸信息的可靠性，大容量性為主，而光纖傳感主要利用了光纖的一些優缺點。

同時，我也進一步了解了光纖通信的工作原理、優缺點、以及光纖技術在現代工農業中的應用。光纖技術在各種惡劣的環境——煤礦、隧道、高溫監測中的成功應用給我留下了深刻的影響，同時我還對科學工作者總是親自去每一個施工現場、身先士卒、刻苦科研的精神表示深深的敬佩，使我了解到僅僅通過書籍資料，他人的經歷是無法深刻地，客觀地了解問題的本質，只有親自去動手去摸，親自去了解各種問題，才能更好的為科研提供幫助，更好的解決問題。我相信這種精神會使我在以后的學習工作中受益匪淺！在今后的發展和學習實踐過程中，我們會不懈努力，不斷提高自己，無論何時遇到問題不能退縮，一定要不厭其煩的發現問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能獲得成功，才能在今后的道路上劈荊斬棘。

第四篇：淺談光纖通信技術的現狀與發展趨勢

淺談光纖通信技術的現狀與發展趨勢

【摘要】 光纖通信是以光波作為信息載體, 以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式，已成為現代通信的主要支柱之一。本文介紹了我國光纖通信的幾種關鍵技術及其現狀并進一步提出發展的道路。

【關鍵詞】 光纖通信現狀出路

【引言】光纖通信技術從光通信中脫穎而出,已成為現代通信的主要支柱之一,在現代電信網中起著舉足輕重的作用。光纖通信作為一門新興技術,近年來發展速度之快、應用面之廣是通信史上罕見的,也是世界新技術革命的重要標志和未來信息社會中各種信息的主要傳送工具。

---光纖的概述

光纖即為光導纖維的簡稱。光纖通信是以光波作為信息載體,以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。從原理上看,構成光纖通信的基本物質要素是光纖、光源和光檢測器。光纖除了按制造工藝、材料組成以及光學特性進行分類外,在應用中,光纖常按用途進行分類,可分為通信用光纖和傳感用光纖。傳輸介質光纖又分為通用與專用兩種,而功能器件光纖則指用于完成光波的放大、整形、分頻、倍頻、調制以及光振蕩等功能的光纖,并常以某種功能器件的形式出現。

光纖通信之所以發展迅猛,主要緣于它具有以下優點:1)通信容量大、傳輸距離遠;2)信號串擾小、保密性能好;3)抗電磁干擾、傳輸質量佳;4)光纖尺寸小、重量輕,便于敷設和運輸;5)材料來源豐富,環境保護好;6)無輻射,難于竊聽;7)光纜適應性強,壽命長。

一、光纖通信技術發展的現狀

光纖通信的發展依賴于光纖通信技術的進步。目前,光纖通信技術已有了長足的發展,新技術也不斷涌現,進而大幅度提高了通信能力,并不斷擴大了光纖通信的應用范圍。

1.1波分復用技術

波分復用WDM(Wavelength Division Multiplexing)技術可以充分利用單模光纖低損耗區帶來的巨大帶寬資源。根據每一信道光波的頻率(或波長)不同,將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道,把光波作為信號的載波,在發送端采用波分復用器(合波器),將不同規定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端,再由一波分復用器(分波器)將這些不同波長承載不同信號的光載波分開。由于不同波長的光載波信號可以看作互相獨立(不考慮光纖非線性時),從而在一根光纖中可實現多路光信號的復用傳輸。自從上個世紀末,波分復用技術出現以來,由于它能極大地提高光纖傳輸系統的傳輸容量,迅速得到了廣泛的應用。

1995年以來,為了解決超大容量、超高速率和超長中繼距離傳輸問題,密集波分復用DWDM(Dens Wavelength Division Multi-plexing)技術成為國際上的主要研究對象。DWDM光纖通信系統極大地增加了每對光纖的傳輸容量,經濟有效地解決了通信網的瓶頸問題。據

統計,截止到2002年,商用的DWDM系統傳輸容量已達400Gbit/s。以10Gbit/s為基礎的DWDM系統已逐漸成為核心網的主流。DWDM系統除了波長數和傳輸容量不斷增加外,光傳輸距離也從600km左右大幅度擴展到2000km以上。

與此同時,隨著波分復用技術從長途網向城域網擴展,粗波分復用CWDM(Coarse

Wavelength Division Multiplexing)技術應運而生。CWDM的信道間隔一般為20nm,通過降低對波長的窗口要求而實現全波長范圍內(1260nm～1620nm)的波分復用,并大大降低光器件的成本,可實現在0km～80km內較高的性能價格比,因而受到運營商的歡迎。

1.2光纖接入技術

光纖接入網是信息高速公路的“最后一公里”。實現信息傳輸的高速化,滿足大眾的需求,不僅要有寬帶的主干傳輸網絡,用戶接入部分更是關鍵,光纖接入網是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中,由于光纖到達位置的不同,有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應用,統稱FTTx。

FTTH(光纖到戶)是光纖寬帶接入的最終方式,它提供全光的接入,因此,可以充分利用光纖的寬帶特性,為用戶提供所需要的不受限制的帶寬,充分滿足寬帶接入的需求。我國從2003年起,在“863”項目的推動下,開始了FTTH的應用和推廣工作。迄今已經在30多個城市建立了試驗網和試商用網,包括居民用戶、企業用戶、網吧等多種應用類型,也包括運營商主導、駐地網運營商主導、企業主導、房地產開發商主導和政府主導等多種模式,發展勢頭良好。不少城市制訂了FTTH的技術標準和建設標準,有的城市還制訂了相應的優惠政策,這些都為FTTH在我國的發展創造了良好的條件。

在FTTH應用中,主要采用兩種技術,即點到點的P2P技術和點到多點的xPON技術,亦可稱為光纖有源接入技術和光纖無源接入技術。P2P技術主要采用通常所說的MC(媒介轉換器)實現用戶和局端的直接連接,它可以為用戶提供高帶寬的接入。目前,國內的技術可以為用戶提供FE或GE的帶寬,對大中型企業用戶來說,是比較理想的接入方式。

二、光纖通信技術的發展趨勢

近幾年來,隨著技術的進步,電信管理體制的改革以及電信市場的逐步全面開放,光纖通信的發展又一次呈現了蓬勃發展的新局面,以下在對光纖通信領域的主要發展熱點作一簡述與展望。

2.1向超高速系統的發展

從過去20多年的電信發展史看,網絡容量的需求和傳輸速率的提高一直是一對主要矛盾。傳統光纖通信的發展始終按照電的時分復用(TDM)方式進行,每當傳輸速率提高4倍,傳輸每比特的成本大約下降30%～40%;因而高比特率系統的經濟效益大致按指數規律增長,這就是為什么光纖通信系統的傳輸速率在過去20多年來一直在持續增加的根本原因。目前商用系統已從45Mbps增加到10Gbps,其速率在20年時間里增加了20O0倍,比同期微電子技術的集成度增加速度還快得多。高速系統的出現不僅增加了業務傳輸容量,而且也為各種各樣的新業務,特別是寬帶業務和多媒體提供了實現的可能。目前10Gbps系統已開始大批量裝備網絡,全世界安裝的終端和中繼器已超過5000個,主要在北美,在歐洲、日本和澳大利亞也已開始大量應用。

2.2向超大容量WDM系統的演進

采用電的時分復用系統的擴容潛力已盡,然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用了不到1%,99%的資源尚待發掘。如果將多個發送波長適當錯開的光源信號同時在一極光纖上傳送,則可大大增加光纖的信息傳輸容量,這就是波分復用(WDM)的基本思路。采用波分復用系統的主要好處是:1)可以充分利用光纖的巨大帶寬資源,使容量可以迅速擴大幾倍至上百倍;2)在大容量長途傳輸時可以節約大量光纖和再生器,從而大大降低了傳輸成本;3)與信號速率及電調制方式無關,是引入寬帶新業務的方便手段;4)利用WDM網絡實現網絡交換和恢復可望實現未來透明的、具有高度生存性的光聯網。

鑒于上述應用的巨大好處及近幾年來技術上的重大突破和市場的驅動,波分復用系統發展十分迅速。預計不久實用化系統的容量即可達到1Tbps的水平。

2.3實現光聯網

上述實用化的波分復用系統技術盡管具有巨大的傳輸容量,但基本上是以點到點通信為基礎的系統,其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實現類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話,無疑將增加新一層的威力。根據這一基本思路,光的分插復用器(OADM)和光的交叉連接設備(OXC)均已在實驗室研制成功,前者已投入商用。

實現光聯網的基本目的是:1)實現超大容量光網絡;2)實現網絡擴展性,允許網絡的節點數和業務量的不斷增長;3)實現網絡可重構性,達到靈活重組網絡的目的;4)實現網絡的透明性,允許互連任何系統和不同制式的信號;5)實現快速網絡恢復,恢復時間可達100ms。鑒于光聯網具有上述潛在的巨大優勢,發達國家投入了大量的人力、物力和財力進行預研。光聯網已經成為繼SDH電聯網以后的又一新的光通信發展高潮。

2.4新一代的光纖

近幾年來隨著IP業務量的爆炸式增長,電信網正開始向下一代可持續發展的方向發展,而構筑具有巨大傳輸容量的光纖基礎設施是下一代網絡的物理基礎。傳統的G.652單模光纖在適應上述超高速長距離傳送網絡的發展需要方面已暴露出力不從心的態勢,開發新型光纖已成為開發下一代網絡基礎設施的重要組成部分。目前,為了適應干線網和城域網的不同發展需要,已出現了兩種不同的新型光纖,即非零色散光纖(G.655光纖)和無水吸收峰光纖(全波光纖)。

2.5光接入網

過去幾年間,網絡的核心部分發生了翻天覆地的變化,無論是交換,還是傳輸都已更新了好幾代。不久,網絡的這一部分將成為全數字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網絡。而另一方面,現存的接入網仍然是被雙絞線銅線主宰的原始落后的模擬系統。兩者在技術上的巨大反差說明接入網已確實成為制約全網進一步發展的瓶頸。唯一能夠根本上徹底解決這一瓶頸問題的長遠技術手段是光接入網。接入網中采用光接入網的主要目的是:減少維護管理費用和故障率;開發新設備,增加新收入;配合本地網絡結構的調整,減少節點,擴大覆蓋;充分利用光纖化所帶來的一系列好處;建設透明光網絡,迎接多媒體時代。

三、結束語

21世紀以來,光通信技術取得了長足的進步,在上文中我們主要討論了光通信技術及其應用的現狀和發展趨勢,但這些進步的取得,是包括光傳輸媒質、光電器件、光通信系統,以

及網絡應用等多方面技術共同進步的結果。隨著光通信技術進一步發展,必將對21世紀通信行業的進步,乃至整個社會經濟的發展產生巨大影響。

第五篇：光纖通信的發展趨勢

武漢東湖學院

學習《光纖通信的發展趨勢》講座有感

講課老師：樊志剛

專業：14光電信息科學與工程

班級：一班

姓名：魏寧

學號：2014040461009

學習《光纖通信的發展趨勢》講座有感

如今進入大數據時代，光纖通信以傳輸速度快，通信容量大，中繼距離長，保密性好等優勢逐漸成為現如今的主要傳輸方式。作為一名大三學生，進行了為期一學期的光纖通信學習，在樊老師的悉心講解，我對光纖通信的發展有了以下總結: 早在中國古代就用“烽火臺”報警，歐洲人用旗語傳送信息。1880年，美國貝爾發明了用光波作載波傳送話音的“光電話”。貝爾光電話是現代光通信的雛形。1960年，梅曼發明第1臺紅寶石激光器，給光通信帶來了新希望。同期，美國麻省理工學院利用He-Ne激光器和CO2激光器進行了大氣激光通信試驗。1966年，英籍華人高錕和霍克哈姆發表了關于傳輸介質新概念論文，指出用光纖進行信息傳輸可能性和技術途徑，奠定了現代光通信——光纖通信基礎。

光纖通信發展可以大致分為三個階段：第一階段（1966-1976），這是從基礎研究到商業應用的開發時期。第二階段（1976-1986），這是以提高傳輸速率和增加傳輸距離為研究目標和大力推廣應用的大發展時期。第三階段（1986-1996），這是以超大容量超長距離為目標、全面深入開展新技術研究的時期。

光纖通信有很多優點：比如容許頻帶很寬、傳輸容量很大、損耗很小、中繼距離很長且誤碼率很小、重量輕、體積小、抗電磁干擾性能好、泄漏小、保密性能好、節約金屬材料、有利于資源合理使用等。如果把通信線路比作馬路，那么應該說是通信線路的頻帶越寬，容許傳輸的信息越多，通信容量就越大。載波頻率越高，頻帶寬度越寬。光通信利用的傳輸媒質-光纖，可以在寬波長范圍內獲得很小的損耗。目前，光纖通信系統使用的光纖多為石英光纖，此類光纖在1.55μm波長區損耗可低到0.18dB/km，比已知其他通信線路損耗都低得多，故由其組成的光纖通信系統中繼距離也較其它介質構成系統長得多。光纖通信抗干擾原因一是光纖屬絕緣體，不怕雷電和高壓；二是傳輸頻率極高光波，各種干擾源頻率一般都較低，干擾不了高頻光。另一種重要干擾源是原子輻射。

目前光纖通信在眾多領域都有應用。如：通信網、構成因特網的計算機局域網和廣域網、有線電視網的干線和分配網、綜合業務光纖接入網。應用于電力系統的監視、控制和管理由于使用了光纖，不受強電磁干擾，不僅信息傳輸量增大，而且工作更加可靠。傳輸信息用的光纖，可以放在輸電線、地線的中心，不受干擾，施工方便。用電設備觀測雷擊很困難，因為雷擊對電設備也可能造成破壞。而用光纖卻可以直接觀測雷擊現象，觀測裝置由檢測器、光纖和觀測記錄儀等組成。雷擊時位于鐵塔上的檢測器產生瞬間高電壓，由于是光纖傳輸，對觀測記錄儀不會造成影響。電監控系統信號為電信號，在含瓦斯高礦井中易引起爆炸。故如考慮安全因素，電信號功率不能太大，這又導致傳輸距離受限。若采用光纖系統，很多設備可無源化，即保證了安全，又能實現遠距離監控。在軍事領域戰術通信主要有兩種系統：一種是本地分配系統，包括戰地指揮所的布線，兵器之間的連接，野戰計算機的互連，以及基地信息傳輸系統等；一種是長距離戰術通信系統。水下通信系統是掃雷艦與浮游載體間數據傳輸線路。掃雷艦主要任務是清掃航道水雷，利用浮游載體掃雷最為安全而可靠。掃雷艦與浮游載體間連著 3根光纖：一根光纖把水下浮游載體探測到的聲納信號和遙測信號傳給艦船；另一根光纖用來傳輸艦船給水下浮游載體控制信息；第三根光纖備用。光纖反潛戰網絡，也就是把光纖傳輸線路與水聽器相連，把監測到的敵潛聲音信號通過光纖傳輸到艦上或岸上信息處理中心，以便確定作戰方案。光纖用于水下通信，探測的靈敏度高，傳輸的信息量大，抗各種干擾的能力強，而且重量輕、浮力大。在醫學領域利用傳光束的照明器和測氧計、利用傳像束的內窺鏡、激光手術刀等。

光纖是由中心的纖芯和外圍包層同軸組成圓柱形細絲。纖芯折射率比包層稍高，損耗比包層更低，光能量主要在纖芯內傳輸。包層為光傳輸提供反射面和光隔離，并起一定機械保護作用。光纖種類很多，本學期我們學習了作為信息傳輸波導用的油高純度石英制成的光纖。實用光纖主要有三種基本類型，第一：突變型多模光纖。第二：漸變型多模光纖。第三：單模光纖。相對于單模光纖而言，突變型和漸變型光纖芯直徑都很大，可容納數百個模式，故稱為多模光纖。有源器件包括光源、光檢測器和光放大器，這些器件是光發射機、光接收機和光中繼器的關鍵器件，和光纖一起決定基本光纖傳輸系統水平。光無源器件主要有連接器、耦合器、波分復用器、調制器、光開關和隔離器等，這些器件對光纖通信系統構成、功能擴展和性能提高都是不可缺少的。光源是光發射機關鍵器件，其功能是把電信號轉換為光信號。目前光纖通信廣泛使用光源主要有半導體激光二極管或稱激光器和發光二極管，有些場合也使用固體激光器。一個完整光纖通信系統，除光纖、光源和光檢測器外，還需要許多其它光器件，特別是無源器件。這些器件對光纖通信系統構成、功能擴展或性能提高都是不可缺少的。雖然對各種器件的特性有不同的要求，但普遍要求插入損耗小、反射損耗大、工作溫度范圍寬、性能穩定、壽命長、體積小、價格便宜，許多器件還要求便于集成。

光纖大容量數字傳輸目前用同步時分復用(TDM)技術，復用又分為若干等級，因而先后有兩種傳輸體制：準同步(PDH)和同步數字系列(SDH)。PDH早在1976年就實現了標準化，目前還大量使用。隨光纖通信技術和網絡發展，PDH遇到了許多困難。SDH解決了PDH存在問題，是一種比較完善的傳輸體制，已得到大量應用。該體制不僅適用于光纖信道，也適用于微波和衛星干線傳輸。隨著技術進步和社會對信息需求，數字系統傳輸容量不斷提高，網絡管理和控制要求日益重要，寬帶綜合業務數字網和計算機網絡迅速發展，迫切需要建立在世界范圍內統一的通信網絡。在這種形勢下，現有PDH許多缺點也逐漸暴露出來，主要有：北美、西歐和亞洲所用三種數字系列互不兼容，無世界統一標準光接口，使得國際電信網建立及網絡營運、管理和維護十分復雜和困難。各種復用系列都有其相應的幀結構，使網絡設計缺乏靈活性，不能適應電信網絡不斷擴大、技術不斷更新的要求。由于低速率信號插入到高速率信號，或從高速率信號分出，都必須逐級進行，不能直接分插，因而復接/分接設備結構復雜，上下話路價格昂貴。與PDH相比，SDH有下列特點：SDH用世界上統一標準傳輸速率等級。SDH各網絡單元光接口有嚴格標準規范。SDH幀結構中，豐富開銷比特用于網絡運行、維護和管理，便于實現性能監測、故障檢測和定位、故障報告等管理功能。用數字同步復用技術，最小復用單位為字節，不必進行碼速調整，簡化了復接分接的實現設備，由低速信號復接成高速信號，或從高速信號分出低速信號，不必逐級進行。用數字交叉連接設備DXC可對各種端口速率進行可控連接配置，對網絡資源進行自動調度和管理，既提高了資源利用率，又增強了網絡抗毀性和可靠性。SDH用DXC后，大大提高網絡靈活性及對各種業務量變化適應能力，使現代通信網絡提高到一個嶄新的水平。

以上即是我聽完樊老師的《光纖通信的發展趨勢》講座后的心得體會。