第一篇：光纖通信技術發展歷程、特點及現狀

學號： 20085044013 本科學年論文

學

院

物理電子工程學院

專

業

電子科學與技術

年

級

2008級

姓

名

王震

論文題目

光纖通信技術發展歷程、特點及現狀

指導教師

張新偉

職稱

講師

成績

2012年1月10日

目 錄

摘 要.......................................................1 Abstract................................................................1 緒 論.......................................................1 1光纖通信發展歷程..........................................1 1.1 世界光纖通信發展史.....................................1 1.2 中國光纖通信發展史.....................................2 2 光纖通信技術的特點........................................3 2.1 頻帶極寬，通信容量大...................................3 2.2 損耗低，中繼距離長.....................................3 2.3 抗電磁干擾能力強.......................................3 2.4 無串音干擾，保密性好...................................3 3 不斷發展的光纖通信技術....................................3 3.1 SDH系統...............................................3 3.2 不斷增加的信道容量.....................................3 3.3 光纖傳輸距離...........................................4 3.4 向城域網發展...........................................4 3.5 互聯網發展需求與下一代全光網絡發展趨勢.................4 4 結束語....................................................4 參考文獻....................................................4

光纖通信技術發展歷程、特點及現狀

摘 要：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。光纖通信是以其傳輸頻帶寬、通信容量大、中繼距離長、損耗低特點，并具有抗電磁干擾能力強，保密性好的優勢，光纖通信不僅可以應用在通信的主干線路中，還可以應用在電力通信控制系統中，進行工業監測、控制，而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。光纖通信技術正朝著超大容量、超長距離傳輸和交換、全光網絡方向發展。

關鍵詞：光纖通信；發展歷程；特點；發展現狀

緒論

光纖通信技術已成為現代通信的主要通信方式，在現代信息網中起著非常重要的作用，隨著信息技術的發展，大容量光纖通信網絡的建設，光電子技術將起到越來越重要的作用。光電子技術將繼微電子技術之后再次推動人類科學技術的革命。有專家預測，21世紀將是“光子世紀”，十年內，光子產業可能會全面取代傳統電子工業，成為本世紀最大的產業。光纖通信又進入了一個蓬勃發展的新時期，而這一次發展將涉及信息產業的各個領域，其范圍更廣，技術更新，難度更大，動力更強，無疑將對21世紀信息產業的發展和社會進步產生巨大影響。光纖通信發展歷程

1.1 世界光纖通信發展史

光纖的發明，引起了通信技術的一場革命，是構成21世紀即將到來的信息社會的一大要素。

1966年出生在中國上海的英籍華人高錕，發表論文《光頻介質纖維表面波導》，提出用石英玻璃纖維（光纖）傳送光信號來進行通信，可實現長距離、大容量通信。于1970年損失為20db/km的光纖研制出來了。據說康寧公司花費3000萬美元，得到30米光纖樣品，認為非常值得。這一突破，引起整個通信界的震動，世界發達國家開始投入巨大力量研究光纖通信。1976年，美國貝爾實驗室在亞特蘭大到華盛頓間建立了世界第一條實用化的光纖通信線路，速率為45Mb/s，采用的是多模光纖，光源用的是發光管LED，波長是0.85微米的紅外光。在上世紀70年代末，大容量的單模光纖和長壽命的半導體激光器研制成功。光纖通信系統開始顯示出長距離、大容量無比的優越性。

按理論計算：就光纖通信常用波長1.3微米和1.55微米波長窗口的容量至少有25000GHz。自然會想到采用多波長的波分復用技術WDM。1996年WDM技術取得突破，貝爾實驗室發展了WDM技術，美國MCI公司在1997年開通了商用的WDM線路。光纖通信系統的速率從單波長的2.5Gb/s和10Gb/s爆炸性地發展到多波長的Tb/s(1Tb/s=1000Gb/s)傳輸。當今實驗室光系統速率已達10Tb/s，幾乎是用之不盡的，所以它的前景輝煌。1.2 中國光纖通信發展史

1973年，世界光纖通信尚未實用。郵電部武漢郵電科學研究院（當時是武漢郵電學院）就開始研究光纖通信。由于武漢郵電科學研究院采用了石英光纖、半導體激光器和編碼制式通信機正確的技術路線，使我國在發展光纖通信技術上少走了不少彎路，從而使我國光纖通信在高新技術中與發達國家有較小的差距。

我國研究開發光纖通信正處于十年**時期，處于封閉狀態。國外技術基本無法借鑒，純屬自己摸索，一切都要自己搞，包括光纖、光電子器件和光纖通信系統。就研制光纖來說，原料提純、熔煉車床、拉絲機，還包括光纖的測試儀表和接續工具也全都要自己開發，困難極大。武漢郵電科學研究院，考慮到保證光纖通信最終能為經濟建設所用，開展了全面研究，除研制光纖外，還開展光電子器件和光纖通信系統的研制，使我國至今具有了完整的光纖通信產業。

1978年改革開放后，光纖通信的研發工作大大加快。上海、北京、武漢和桂林都研制出光纖通信試驗系統。1982年郵電部重點科研工程“八二工程”在武漢開通。該工程被稱為實用化工程，要求一切是商用產品而不是試驗品，要符合國際CCITT標準，要由設計院設計、工人施工，而不是科技人員施工。從此中國的光纖通信進入實用階段。

在20世紀80年代中期，數字光纖通信的速率已達到144Mb/s，可傳送1980路電話，超過同軸電纜載波。于是，光纖通信作為主流被大量采用，在傳輸干線上全面取代電纜。經過國家“六五”、“七五”、“八五”和“九五”計劃，中國已建成“八縱八橫”干線網，連通全國各省區市。現在，中國已敷設光纜總長約250萬公里。光纖通信已成為中國通信的主要手段。在國家科技部、計委、經委的安排下，1999年中國生產的8×2.5Gb/s WDM系統首次在青島至大連開通，隨之沈陽至大連的32×2.5Gb/s WDM光纖通信系統開通。2005年3.2Tbps超大容量的光纖通信系統在上海至杭州開通，是至今世界容量最大的實用線路。

中國已建立了一定規模的光纖通信產業。中國生產的光纖光纜、半導體光電子器件和光纖通信系統能供國內建設，并有少量出口。光纖通信技術的特點

2.1 頻帶極寬，通信容量大

光纖的傳輸帶寬比銅線或電纜大得多。對于單波長光纖通信系統，由于終端設備的限制往往發揮不出帶寬大的優勢。因此需要技術來增加傳輸的容量，密集波分復用技術就能解決這個問題。2.2 損耗低，中繼距離長

目前，商品石英光纖和其它傳輸介質相比的損耗是最低的；如果將來使用非石英極低損耗傳輸介質，理論上傳輸的損耗還可以降到更低的水平。這就表明通過光纖通信系統可以減少系統的施工成本，帶來更好的經濟效益。2.3 抗電磁干擾能力強

石英有很強的抗腐蝕性，而且絕緣性好。而且它還有一個重要的特性就是抗電磁干擾的能力很強，它不受外部環境的影響，也不受人為架設的電纜等干擾。這一點對于在強電領域的通訊應用特別有用，而且在軍事上也大有用處。2.4 無串音干擾，保密性好

在電波傳輸的過程中，電磁波的傳播容易泄露，保密性差。而光波在光纖中傳播，不會發生串擾的現象，保密性強。除以上特點之外，還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩定性好、壽命長。正是因為光纖的這些優點，光纖的應用范圍越來越廣。不斷發展的光纖通信技術

3.1 SDH系統

光通信從一開始就是為傳送基于電路交換的信息的，所以客戶信號一般是TDM的連續碼流，如PDH、SDH等。伴隨著科技的進步，特別是計算機網絡技術的發展，傳輸數據也越來越大。分組信號與連續碼流的特點完全不同，它具有不確定性，因此傳送這種信號，是光通信技術需要解決的難題。而且兩種傳送設備也是有很大區別的。3.2 不斷增加的信道容量 光通信系統能從PDH發展到SDH，從155Mb/s發展到l0Gb/s，近來，40GB/s已實現商品化。專家們在研究更大容量的，如160Gb/s(單波道)系統已經試驗成功，目前還在為其制定相應的標準。此外，科學家還在研究系統容量更大的通訊技術。3.3 光纖傳輸距離

從宏觀上說，光纖的傳輸距離是越遠越好，因此研究光纖的研究人員們，一直在這方面努力。在光纖放大器投入使用后，不斷有對光纖傳輸距離的突破，為增大無再生中繼距離創造了條件。3.4 向城域網發展

光傳輸目前正從骨干網向城域網發展，光傳輸逐漸靠近業務節點。而人們通常認為光傳輸作為一種傳輸信息的手段還不適應城域網。作為業務節點，既接近用戶，又能保證信息的安全傳輸，而用戶還希望光傳輸能帶來更多的便利服務。3.5 互聯網發展需求與下一代全光網絡發展趨勢

近年來，互聯網業發展迅速，IP業務也隨之火爆。研究表明，隨著IP業的迅速發展，通信業將面臨“洗牌”，并孕育著新技術的出現。隨著軟件控制的進一步開發和發展，現代的光通信正逐步向智能化發展，它能靈活的讓營運者自由的管理光傳輸。而且還會有更多的相關應用應運而生，為人們的使用帶來更多的方便。

綜上所述，以高速光傳輸技術、寬帶光接入技術、節點光交換技術、智能光聯網技術為核心，并面向IP互聯網應用的光波技術是目前光纖傳輸的研究熱點，而在以后，科學家還會繼續對這一領域的研究和開發。從未來的應用來看，光網絡將向著服務多元化和資源配置的方向發展，為了滿足客戶的需求，光纖通信的發展不僅要突破距離的限制，更要向智能化邁進。結束語

現在光通信網絡的容量雖然已經很大，但還有許多應用能力在閑置，今后隨著社會經濟的不斷發展，作為經濟發展先導的信息需求也必然不斷增長，一定會超過現有網絡能力，推動通信網絡的繼續發展。因此，光纖通信技術在應用需求的推動下，一定不斷會有新的發展。

參考文獻

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第二篇：光纖通信的特點

光纖通信的特點

與電纜或微波等電通信方式相比，光纖通信的優點如下 ：

(1)傳輸頻帶極寬，通信容量很大；

(2)由于光纖衰減小，無中繼設備，故傳輸距離遠；

(3)串擾小，信號傳輸質量高；

(4)光纖抗電磁干擾，保密性好；

(5)光纖尺寸小，重量輕，便于傳輸和鋪設；

(6)耐化學腐蝕；

(7)光纖是石英玻璃拉制成形,原材料來源豐富，并節約了大量有色金屬。

光纖通信同時具有以下缺點：

(1)光纖彎曲半徑不宜過小；

(2)光纖的切斷和連接操作技術復雜；

(3)分路、耦合麻煩。

光纖通信的優點：

能高質量傳輸光的玻璃纖維叫光導纖維。制造光導纖維的材料是二氧化硅，用高質量的石英玻璃管做外套管，管內通以高純硅、鍺、硼、磷的鹵化物，在高溫下發生氧化反應，生成氧化物粉末，沉積在外套管壁上，成為石英玻璃棒，經過拉絲機，拉成直徑為125nm的玻璃絲，即成為光導纖維。用光導纖維束可制成光纜。光纖通信是光導纖維傳送信號的一種通訊手段。光纖通信發展很快，全世界總量超過1億公里。我國在這方面起步并不算晚，2000年全國已建成光纜總長度125.2萬公里。光纖通信的通信容量比電氣通信大十億倍，一根比頭發絲還要細的光纖就可以傳輸幾萬路電話或幾千路電視。光纖通信還特別適合于電視、圖像和數字的傳送，深入影響社會生活，引起信息傳輸和通信功能的革命，因此有人把光導纖維比喻為信息社會里“信息傳輸的動脈”。光纖通訊的特點是：(1)信息量大(每根光纖理論上可同時通過10億路電話)；(2)原料來源

廣(石英玻璃)，能節約大量的金屬；(3)質量小(每公里27g)，不怕腐蝕，鋪設方便；(4)成本低(每公里1萬元左右)；(5)性能好，抗電磁干擾，保密性強，能防竊聽，不發生電輻射。

第三篇：光纖通信技術發展的現狀及趨勢

光纖通信技術發展的現狀及趨勢

年級：大一

學號：***

姓名：傅天一

專業：計科

指導老師：

二零一四年五月

摘要：由于光纖通信具有損耗低、傳榆頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優點,備受業內人士青睞,發展非常迅速,文章概述光纖通信技術的發展現狀,并展望其發展趨勢。

關鍵詞：光纖通信技術;趨勢;光纖到戶;全光網絡

一、前 言

1966年,美籍華人高錕(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)發表論文,預見了低損耗的光纖能夠用于通信,敲開了光纖通信的大門,引起了人們的重視。1970年,美國康寧公司首次研制成功損耗為20dB/km的光纖,光纖通信時代由此開始。光纖通信是以很高頻率(1014Hz數量級)的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質的通信。由于光纖通信具有損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優點,備受業內人士青睞,發展非常迅速。光纖通信系統的傳輸容量從

1980年到2000年增加了近1萬倍,傳輸速度在過去的10年中大約提高了10倍。

二、光纖通信技術的發展現狀

為了適應網絡發展和傳輸流量提高的需求,傳輸系統供應商都在技術開發上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纖上進行了55x20Gbit/s傳輸的研究,實現了1.1Tbit/s的傳輸。NEC公司進行了132x20Gbit/s、120km傳輸的研究,實現了2.64Thit/s的傳輸。NTT公司實現了3Thit/s的傳輸。目前,以日本為代表的發達國家,在光纖傳輸方面實現了10.96Thit/s(274xGbit/s)的實驗系統,對超長距離的傳輸已達到4000km無電中繼的技術水平。在光網絡方面,光網技術合作計劃(ONTC)、多波長光網絡(MONET)、泛歐光子傳送重疊網(PHOTON)、泛歐光網絡(OPEN)、光通信網管理(MOON)、光城域通信網(MTON)、波長捷變光傳送和接入網(WOTAN)等一系列研究項目的相繼啟動、實施與完成,為下一代寬帶信息網絡,尤其為承載未來IP業務的下一代光通信網絡奠定了良好的基礎。

(一)復用技術

光傳輸系統中,要提高光纖帶寬的利用率,必須依靠多信道系統。常用的復用方式有:時分復用(TDM)、波分復用(WDM)、頻分復用(FDM)、空分復用(SDM)和碼分復用(CDM)。目前的光通信領域中,WDM技術比較成熟,它能幾十倍上百倍地提高傳輸容量。

(二)寬帶放大器技術

摻餌光纖放大器(EDFA)是WDM技術實用化的關鍵,它具有對偏振不敏感、無串擾、噪聲接近量子噪聲極限等優點。但是普通的EDFA放大帶寬較窄,約有35nm(1530~1565nm),這就限制了能容納的波長信道數。進一步提高傳輸容量、增大光放大器帶寬的方法有:(1)摻餌氟化物光纖放大器(EDFFA),它可實現75nm的放大帶寬;(2)碲化物光纖放大器,它可實現76nm的放大帶寬;(3)控制摻餌光纖放大器與普通的EDFA組合起來,可放大帶寬約80nm;(4)拉曼光纖放大器(RFA),它可在任何波長處提供增益,將拉曼放大器與EDFA結合起來,可放大帶寬大于100nm。

(三)色散補償技術

對高速信道來說,在1550nm波段約18ps(mmokm)的色散將導致脈沖展寬而引起誤碼,限制高速信號長距離傳輸。對采用常規光纖的10Gbit/s系統來說,色散限制僅僅為50km。因此,長距離傳輸中必須采用色散補償技術。

(四)孤子WDM傳輸技術

超大容量傳輸系統中,色散是限制傳輸距離和容量的一個主要因素。在高速光纖通信系統中,使用孤子傳輸技術的好處是可以利用光纖本身的非線性來平衡光纖的色散,因而可以顯著增加無中繼傳輸距離。孤子還有抗干擾能力強、能抑制極化模色散等優點。色散管理和孤子技術的結合,凸出了以往孤子只在長距離傳輸上具有的優勢,繼而向高速、寬帶、長距離方向發展。

(五)光纖接入技術

隨著通信業務量的增加,業務種類更加豐富。人們不僅需要語音業務,而且高速數據、高保真音樂、互動視頻等多媒體業務也已得到用戶青睞。這些業務不僅要有寬帶的主干傳輸網絡,用戶接人部分更是關鍵。傳統的接入方式已經滿足不了需求,只有帶寬能力強的光纖接人才能將瓶頸打開,核心網和城域網的容量潛力才能真正發揮出來。光纖接入中極有優勢的PON技術早就出現了,它可與多種技術相結合,例如ATM、SDH、以太網等,分別產生APON、GPON和EPON。由于ATM技術受到IP技術的挑戰等問題,APON發展基本上停滯不前,甚至走下坡路。但有報道指出由于ATM交換在美國廣泛應用,APON將用于實現FITH方案。GPON對

電路交換性的業務支持最有優勢,又可充分利用現有的SDH,但是技術比較復雜,成本偏高。EPON繼承了以太網的優勢,成本相對較低,但對TDM類業務的支持難度相對較大。所謂EPON就是把全部數據裝在以太網幀內傳送的網絡技術。現今95%的局域網都使用以太網,所以選擇以太網技術應用于對IP數據最佳的接入網是很合乎邏輯的,并且原有的以太網只限于局域網,而且MAC技術是點對點的連接,在和光傳輸技術相結合后的EPON不再只限于局域網,還可擴展到城域網,甚至廣域網,EPON眾多的MAC技術是點對多點的連接。另外光纖到戶也采用EPON技術。

三、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、超長距離一直都是人們追求的目標,光纖到戶和全光網絡也是人們追求的夢想。

(一)光纖到戶

現在移動通信發展速度驚人,因其帶寬有限,終端體積不可能太大,顯示屏幕受限等因素,人們依然追求陸能相對占優的固定終端,希望實現光纖到戶。光纖到戶的魅力在于它有極大的帶寬,它是解決從互聯網主干網到用戶桌面的“最后一公里”瓶頸現象的最佳方案。隨著技術的更新換代,光纖到戶的成本大大降低,不久可降到與DSL和HFC網相當,這使FITH的實用化成為可能。據報道,1997年日本NTT公司就開始發展FTTH,2000年后由于成本降低而使用戶數量大增。美國在2002年前后的12個月中,FTTH的安裝數量增加了200%以上。在我國,光纖到戶也是勢在必行,光纖到戶的實驗網已在武漢、成都等市開展,預計2012年前后,我國從沿海到內地將興起光纖到戶建設高潮。可以說光纖到戶是光纖通信的一個亮點,伴隨著相應技術的成熟與實用化,成本降低到能承受的水平時,FTTH的大趨勢是不可阻擋的。

(二)全光網絡

傳統的光網絡實現了節點間的全光化,但在網絡結點處仍用電器件,限制了目前通信網干線總容量的提高,因此真正的全光網絡成為非常重要的課題。全光網絡以光節點代替電節點,節點之間也是全光化,信息始終以光的形式進行傳輸與交換,交換機對用戶信息的處理不再按比特進行,而是根據其波長來決定路由。全光網絡具有良好的透明性、開放性、兼容性、可靠性、可擴展性,并能提供巨大的帶寬、超大容量、極高的處理速度、較低的誤碼率,網絡結構簡單,組網非常靈活,可以隨時增加新節點而不必安裝信號的交換和處理設備。當然全光網絡的發展并不可能獨立于眾多通信技術,它必須要與因特網、ATM網、移動通信網等相融合。目前全光網絡的發展仍處于初期階段,但已顯示出良好的發展前景。從發展趨勢上看,形成一個真正的、以WDM技術與光交換技術為主的光網絡層,建立純粹的全光網絡,消除電光瓶頸已成未來光通信發展的必然趨勢,更是未來信息網絡的核心,也是通信技術發展的最高級別,更是理想級別。

四、結 語

光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重要作用。在國內各研發機構、科研院所、大學的科研人員的共同努力下,我國已研制開發了一些具有自主知識產權的光通信高技術產品,取得了一批重要的研究與應用成果。這些研究工作和突出成果為O-TIME(光時代)計劃的實施奠定了堅實的基礎,有望在“十一五”期間取得更多的成果,為我國的信息基礎設施建設做出貢獻。

第四篇：光纖通信發展現狀

摘要：波分復用（WDM，WTBX Wavelength Division Multiplexing）、光纖接入網和全光網技術是當前發展較快的幾項光纖通信技術，其中波分復用技術是在一根光纖上同時利用多個波長進行傳輸，發展前景很好。光纖用戶接入網的發展將加速光纖到戶的實現。全光網目前存在一些需要解決的技術問題，美國、日本和歐洲一些國家已建立全光網試驗網。目前使用最多的G652單模光纖的缺陷限制了其進一步發展，G653色散位移光纖由于四波混頻效應不適于在波分復用系統上的應用。G655非零色散位移單模光纖有較好的發展前景。用戶光纜具有芯數多，采用帶狀結構和塑料光纖等特點。

關鍵詞：光纖通信 波分復用 光纖接入網 全光網

一、發展較快的幾項光纖通信技術

1.波分復用技術

光纖通信的多路復用技術，一開始是采用原來銅纜沿用的PCM脈沖編碼調制方式，把模擬信號變換為數字信號，再應用時分多路（TDM，WTBX Time Division Multiplexing）技術組成一次群即基群2Mbit/s）、二次群（8Mbit/s）、三次群（34Mbit/s）和四次群（140Mbit/s)等，這種系列被稱為準同步數字系列（PDH，WTBX Plesiochronous Digital Hierarchy）。各國現有的PDH有三種系列，互不兼容，而且沒有統一的標準接口規范，各個廠家生產的設備不能互通，另外還存在上下電路困難等問題。后來改用新的同步數字系列（SDH，WTBX Sychronous Digital Hierarchy）,即STM--1（155Mbit/s），STM--4（622Mbit/s）和STM--16（2.5Gbit/s）等。SDH所采用的復用技術，仍然屬于TDM技術。

目前，SDH系列在國內外已大量使用，我國干線上主要使用STM--16，相當于可復用3萬多個話路。高于2.5Gbit/s以至更高速率的研究工作已在我國和其他許多國家展開，其間碰到的最大問題是光纖色散的限制，而要克服這些限制在技術上、成本上都十分困難。因此，當前實際應用的大都只限于2.5Gbit/s，不超過10Gbit/s的傳輸速率。

近年來，WDM技術的進展，為光纖通信的發展開辟了另一個十分廣闊的前景。WDM是在一根光纖上同時利用多個波長進行傳輸的技術。比如，目前我國開發的在一根光纖上同時傳送8個波長系統，每個波長的速率可達2.5Gbit/s，即所謂8×2.5Gbit/s系統。這樣，一根光纖的總速率可達20Gbit/s。若每個波長的速率為10Gbit/s，則一根光纖的總速率就可達80Gbit/s。這將大量節省光纖的數量。最近我國正在全國長途骨干光纜網上進行升級改造，也就是利用WDM 8×2.5Gbit/s光傳輸系統使一對光纖可同時傳送24萬路電話或2400套電視節目。據報道，國外已出現206個波長的WDM系統試驗樣機。可見WDM技術的發展前景很好。

WDM技術的發展，不但大量節省光纖數目和以后擴容的工程費用，而且在長途干線上還可以大量節省摻鉺光纖放大器(EDFA，Er--Doped Fiber Amplifier）的數目。因為目前摻鉺光纖放大的帶寬達30nm，足以使多個波長一起得到放大增益，不必每個波長配置單獨的摻鉺光纖放大器。當波長更多時，摻鉺光纖放大器必須有更寬的平坦帶寬增益。有資料介紹，把摻鉺光纖放大器的平坦增益特性的波長寬度從原來的30nm加大到80nm的研究，其意義將更大。

2.光纖接入網（OAN，WTHX Optical Access Network）技術

十多年來，由于各種通信業務的迅猛發展，對通信容量的需求急劇增加，光纖干線的建設應運而起，各國先后建成全國的光纜骨干網。隨后出現的問題是用戶接入網仍保留著舊的銅纜網，不能適應發展需要，必須加以改造。改造的方案很多，首先考慮到的是開發利用銅纜的潛力，進一步提高其帶寬來滿足一定時期的需要，然后再過渡到光纜。比如，當前不少國家都在采用的線對增容系統、高比特率數字用戶環路（HDSL，High—Bit--Rate Digital Subscriber Loop）、不對稱數字用戶環路（ADSL，Asymmetric Digital Subscriber Loop）、混合光纖與同軸電纜系統（HFC，WTBX Hybrid Fiber and coaxial Cable）等等都屬于一些過渡性措施，應用廣泛。

近年來，Internet的崛起大大超出人們原來的估計，目前它的年增長率已達300％，形成爆炸性的增長，并促使電信、計算機、有線電視等技術的融合，走向三網合一。三網合一意味著數據、話音、視像等各種業務都綜合起來進行傳送。這種綜合必將大大促進在接入網中大量使用光纖，促進光纖用戶接入網的發展，加速光纖到戶(FTTH，Fiber to the Home）的實現。

在實現光纖到戶前，首先采用交換式數字圖像(SDV，WTBX Switched Digital Video）系統是一種較好的方案。數字圖像系統由一個以光源光網絡(PON，WTBX Passive Optical Network）為基礎的數字光纖到路邊(FTTC，WTBX Fiber to the Curb）系統與一個單向的混合光纖與同軸電纜有線電視系統疊加而成。數字圖像系統主干傳輸部分采用共纜分纖的空分復用(SDM，WTBX Space Division Multiplexing)方式分別傳送雙向數字信號和單向模擬視像信號。上述兩種信號由設置于路邊的光網絡單元(ONU，WTBX Optical Network Unit）分別恢復成各自的基帶信號，其中語音信號經雙絞線送往用戶，數字和模擬視像信號經同軸電纜送往用戶。光網絡單元由同軸電纜負責供電。數字圖像技術的優點是數字視像和模擬視像可以兼容，較好地解決光纖到路邊的供電問題，能較可靠地傳送電信業務，對已有的混合光纖與同軸電纜網不必加以改造。因此，采用數字圖像技術作為實現光纖到戶前的過渡方案是可行的。

3.全光網技術

光纖通信技術是以光纖代替電纜，以光波代替原來頻率較低的電磁波發展起來的。因此，至今在光纖通信系統上仍需用大量的電信設備，甚至本來的光信號源也要變換成電信號源，然后進入光纖通信系統。在傳輸過程中的放大、交換及接入設備終端等基本上全是電設備。這是由于電系統比較成熟、應用比較方便所造成的。但這些電設備會帶來許多限制和干擾因素，而這些因素在光的系統中原本是可以避免的。

建立全光網的設想很早就提出來了，但困難很多，最關鍵的技術問題是解決光信號在傳輸過程中的損耗和光的交換問題。80年代出現了光纖放大器以后，研究工作的進展就比較快了。目前，光的交換技術研究也有了很大的進展，其中進展較快、較實際的是基于WDM技術的全光網。

迄今比較成熟的光放大器是摻鉺光纖放大器，它的帶寬通常在1 530～1 560nm之間，在單模光纖上開通4，8，16個波長是比較方便的。

光路交換可以有：針對光纖在不同空間位置的空分交換方式；控制不同時延進行的時分交換方式；轉換不同波長/頻率的波分/頻分交換方式；或綜合其中兩種及兩種以上的綜合交換方式。

近年來，美國、歐洲、日本等一些國家已先后建立全光網的現場試驗。比如美國組成的多波長全光通信試驗網（MONET），泛歐光纖傳輸迭加網（PHOTON）等，其中還用到一些光器件，如光的交叉連接器(OXC，Optical Cross Connector）；波長路由器（Wavelength Router）、波長轉換器（Wavelength Convertor）、插分復接/分接復用器(ADM，Add--Drop Multiplexer--Demultiplexer）等。當波分復用系統的光纖進入本局的插分復接/分接復用器后，可以讓部分波長從中分出，其它波長則直通；分出的部分波長負載上的信號進入本局，而由本局引出的信號荷載于同樣波長進入插分復接/分接復用器。其工作原理與電的ADM原理相仿。隨著各種光器件和光交換技術的不斷完善，全光網技術也將日趨成熟。

二、光纖光纜發展的一些動向

1.光纖的類型

目前，使用最多的光纖是G.652單模光纖。這種光纖的零色散波長在1 310nm附近，但這個波長的衰減大，而在1 550nm處波長的衰減最小，但是其色散系數又很大（可達20ps/(km·nm)），因此限制了這種光纖的進一步發展。

G653色散位移光纖把零色散波長移到1 550 nm附近，但由于其色散過小時，又會因非線性現象產生的新波長引起四波混頻（Four--Wave Mixing Efficiency）效應使傳輸信號減弱，同時產生串音，這就限制了這種光纖在波分復用系統上的應用。

G655非零色散位移單模光纖的衰減小，在1 530～1 565nm間的色散系數為0.1～6.0ps/(km·nm)，可以避免出現四波混頻效應，而色散系數值也不大，較適合波分復用系統的發展需要，估計這種光纖有較好的發展前景。為了盡可能減少非線性效應的影響，G.655光纖正趨向于開發大面積光纖，或稱為大有效面積非零色散位移單模光纖（LEAF）。

2.接入網用光纜的特點

與長途干線光纜相比，用戶接入網的用戶平均距離比較短，傳送信號的速率較低，用戶分散，用戶系統的成本要低，施工和維護工作要方便。因此，用戶光纜的結構應具有一些特殊性。

(1)芯數多

每根光纜所需的芯數要根據用戶分布情況、用戶密度大小、用戶的性質、城市的發展規劃和光纜所處的位置而異。目前，日本首先提出要在2010年實現光纖到戶，考慮的光纜芯數多達1 000～4 000芯的；其它一些發達國家，多考慮首先發展光纖到路邊，所提出的用戶光纜容量超過千芯的結構不多，大都在幾百芯以內。

(2)帶狀結構

當接入網用光纜當芯數較少或用于室內配線時，多采用松套束管式或光纖帶疊層嵌入松套管式；當芯數較多或用于饋線的時，則一般采用帶狀結構。這是由于帶狀光纖光纜作為大芯數光纜時，光纖的結構緊湊、集合度高且直徑小，便于多芯連接。為了減少光纜的截面面積，目前光纖帶的厚度都在300μm以下。

當采用骨架或U形帶狀結構成纜時，可采用S－Z絞，以便于在施工、維護中取出光纖帶。

不少國家主張接入網用光纜采用干式光纜，即不填充油膏，而采用防潮紙作為阻水帶進行包扎，以便于施工、維護工作。

(3)塑料光纖

過去由于塑料光纖的衰減太大、帶寬太窄而沒有考慮用于通信。近年來，通過日本、美國和歐洲一些國家的研究開發，降低了塑料光纖的的衰減、增大了帶寬，使它用于短距離的接入網成為可能。

塑料光纖最主要的優點是成本低、易于加工、重量輕、可撓性好、芯徑和數值孔徑都比較大，耦合效率較高，對施工和維護都比較方便。

目前，塑料光纖大都用在短波長，GI結構。據報道，日本和美國研制出的塑料光纖在100m上可以達到吉比特級。目前其市場正逐步上升，年增長率約為20％，這很值得注意。

第五篇：光纖通信的特點和發展前景范文

光纖通信的特點和發展趨勢

摘要：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，進行工業監測、控制，現在在軍事上也被廣泛應用，基于各領域對信息量的需求不斷增長，光纖通信技術的應用發展趨勢也備受關注。一條完整的光纖鏈路除受光纖本身質量影響外，還取決于光纖鏈路現場的施工工藝和環境。這里只討論其主要特點和發展趨勢。

關鍵詞：光纖通信技術特點發展趨勢光纖鏈路現場測試

（1）光纖通信簡介

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。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：外面層稱為包層，包層的作用就是保護光纖。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，這就解決了實施的空間問題。

（2）光纖通信技術的特點

頻帶極寬，通信容量大。光纖的傳輸帶寬比銅線或電纜大得多。對于單波長光纖通信系統，由于終端設備的限制往往發揮不出帶寬的優勢。因此需要技術來增加傳輸的容量，密集波分復用技術就能解決這個問題。

損耗低，中繼距離長。目前，商品石英光纖和其它傳輸介質相比的損耗是最低的：如果將來使用非石英極低損耗傳輸介質，理論上傳輸的損耗還可以

降到更低的水平。這就表明通過光纖通信系統可以減少系統的施工成本，帶來更好的經濟效益。

抗電磁干擾能力強。石英有很強的抗腐蝕性，而且絕緣性好。而且它還

有一個重要的性質就是抗電磁干擾的能力很強，它不受外部環境的影響，也不受人們架設的電纜等干擾。這一點對于在強電領域的通訊應用特別有用，而且在軍事上也大有用處。

保密性好。在電波傳輸的過程中，電磁波的傳播容易泄露，保密性差。而光波在光纖中傳播，不會發生串擾的現象，且保密性強。

除此之外，還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設，資源豐富，成本

低，穩定性好，壽命長。正是因為光纖的這些優點，光纖的應用范圍越來越廣。

（3）光纖通信的發展趨勢

光纖傳輸距離從宏觀上說，光纖的傳輸距離是越遠越好，因此研究光纖的研究人員們，一直在這方面努力。在光纖放大器投入使用后，不斷有對光纖傳輸距離的突破，向無中繼距離信號傳輸方向發展。

向城域網發展，光傳輸目前正從骨干網向城域網發展，光傳輸逐漸靠近

業務節點。而人們通常認為光傳輸作為一種傳輸信息的手段還不適應城域網。作為業務節點，既接近用戶，又能保證信息的安全傳輸，而用戶還希望光傳輸能帶來更多的便利服務。

互聯網發展需求與下一代全光網絡發展趨勢.近年來，互聯網業發展迅速，IP業務也隨之火爆。研究表明，隨著IP業的迅速發展，通信業將面臨“洗牌”，并孕育著新技術的出現。隨著軟件控制的進一步開發和發展，現代的光通信正逐步向智能化發展，它能靈活的讓營運者自由的管理光傳輸。而且還會有更多的相關應用產生，為人們的使用帶來更多的方便。

綜上所述，以高速光傳輸技術、寬帶光接入技術、節點光交換技術、智能光聯網技術為核心，并面向IP互聯網應用的光波技術是目前光纖傳輸的研究熱點，而在以后，科學家還會繼續對這一領域的研究和開發。從未來的應用來看，光網絡將向著服務多元化和資源配置的方向發展，為了滿足客戶的需求，光纖通信的發展不僅要突破距離的限制，更要向智能化邁進。

雖然目前光通信的容量已經非常大，但仍有大量應用能力閑置，伴隨著社會經濟和科學技術的進一步發展，對信息的需求也會隨之 增加，并會超過現在的網絡承載能力，因此我們必須進一步努力礬究 更加先進的光傳輸手段。因此，在經濟社會發展的推動下，光通信一 定會有更加長久的發展。

參考文獻：

《中國科技信息雜志》《網絡電信2004》

《山東師范大學學報》2003．4．