光纖通信系統(tǒng)

1、精品文檔你我共享 什么是光纖通信系統(tǒng) 什么是光纖通信系統(tǒng)？本文將從光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成 ，發(fā)展,優(yōu)點(diǎn),光 纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢方面來進(jìn)行闡述。 光纖即為光導(dǎo)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(gòu)成光纖通信 的基本物質(zhì)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(xué)特性進(jìn)行分類外，在應(yīng)用中，光纖常按用途進(jìn)行 分類,可分為通信用光纖和傳感用光纖。傳輸介質(zhì)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(diào)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(xiàn)。 光纖通信就是利用光導(dǎo)纖維傳輸信號

2、，以實(shí)現(xiàn)信息傳遞的一種通 信方式。光導(dǎo)纖維通信簡稱光纖通信?？梢园压饫w通信看成是以光導(dǎo) 纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。實(shí)際上光纖通信系統(tǒng)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。 光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成 一個(gè)實(shí)用的光纖通信系統(tǒng)，配置各種功能的電路、設(shè)備和輔助設(shè) 施，如接口電路、復(fù)用設(shè)備、管理系統(tǒng)以及供電設(shè)施等，才能投入運(yùn) 行。要根據(jù)用戶需求、要傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)種類和所采用傳輸體制的技術(shù)水 平等來確定具體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。因此，光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的形式是多種 多樣的，但其基本結(jié)構(gòu)仍然是確定的。 有種通信系統(tǒng)主要是由3部分組成：光發(fā)射機(jī)、光纖光纜和光接 收機(jī)。由于光纖只能傳光信號不能傳電信號，因

3、此，這種通信系統(tǒng)在 發(fā)送端必須先把電信號變成光信號，在接收端再把光信號變?yōu)殡娦?號，即電/光和光/電變換。其電/光和光/電變換的基本方式是直接強(qiáng) 度調(diào)制和直接檢波。實(shí)現(xiàn)過程如下：輸入的電信號既可以是模擬信號 （如視頻信號、電視信號），也可以是數(shù)字信號（如計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)、PCM 信號）；調(diào)制器將輸入的電信號轉(zhuǎn)換成適合驅(qū)動光源器件的電流信號 并用來驅(qū)動光源器件，對光源器件進(jìn)行直接強(qiáng)度調(diào)制，完成電/光變 換的功能；光源輸出的光信號直接耦合到傳輸光纖中，經(jīng)一定長度的 光纖傳輸后送達(dá)接收端；在接收端，光電檢測器對輸入的光信號進(jìn)行 直接檢波，將光信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，再經(jīng)過放大恢復(fù)等電處理 過程，彌補(bǔ)線路傳

4、輸過程中帶來的信號損傷（如損耗、波形畸變），最 后輸出和原始輸入信號相一致的電信號，從而完成整個(gè)傳輸過程。 光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展歷史 回顧光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展歷史，迄今為止大致經(jīng)歷了 5個(gè)發(fā)展階 段。 19731976年的第1代光纖通信系統(tǒng)。其特征是：采用0.85卩m短波長多模光纖，光纖損耗為 2.53 dB/km，傳輸速率為 50 100Mb/s，中繼距離為810 km,于1978年進(jìn)入現(xiàn)場試用，80年代 初陸續(xù)在世界先進(jìn)國家推廣應(yīng)用，多用做市話局間中繼線路。 19761982年的第2代光纖通信系統(tǒng)。其特征是：采用 1.3也m 長波長多模或單模光纖，光纖損耗為0.55I dB/km,傳輸速率為1

5、40 Mb/s，中繼距離為2050 km,于1982年開始陸繼投入使用，一般 用于中、短距離的長途通信線路，也用做大城市市話局中繼線，以實(shí) 現(xiàn)無中繼傳輸。 19821988年的第3代光纖通信系統(tǒng)，采用1.31卩m長波長單 模光纖，光纖損耗降至 0.30.5 dB/km，實(shí)用化、大規(guī)模應(yīng)用是其 主要特征，傳輸信號為準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）的各次群路信號，中繼 距離為50100 km,于1983年以后陸續(xù)投入使用，主要用于長途干 線和海底通信，是光纖通信重點(diǎn)推廣應(yīng)用階段。 19881996年的第4代光纖通信系統(tǒng)。其主要特征是：開始采 用1.55卩m波長窗口的光纖，光纖損耗進(jìn)一步降至0.2 dB/k

6、m，主要 1.31 用于建設(shè)同步數(shù)字系列（sDH）同步傳送網(wǎng)絡(luò)，傳輸速率達(dá)2.5 Gb/s , 中繼距離為80120 km,并開始采用摻鉺光纖放大器（EDFA）和波分 復(fù)用（WDM器等新型器件。色散位移光纖（l）SF7.G.653）是應(yīng)用于第4 代光纖通信系統(tǒng)的一項(xiàng)重要成就。普通單模光纖的零色散點(diǎn)在 a m附近，色散位移光纖將零色散點(diǎn)從 1.31卩m移到1.55卩m有效 地解決了 1.55 a m光通信系統(tǒng)的色散問題。 1996年以來的第5代光纖通信系統(tǒng)。其主要特征是：采用密集 波分復(fù)用(DWDM技術(shù)的全光網(wǎng)絡(luò)開發(fā)與應(yīng)用，充分利用光纖低損耗波 段潛在容量實(shí)現(xiàn)傳輸系統(tǒng)的急劇擴(kuò)容。由于WD具有大容

7、量、透明性、 可重構(gòu)性、易擴(kuò)容性等優(yōu)異性能，近年來得到了極大的重視和飛速的 發(fā)展，其相關(guān)的光器件、光系統(tǒng)、光網(wǎng)絡(luò)等方面的發(fā)展代表了光通信 技術(shù)的發(fā)展方向，已成為國際和國內(nèi)在光纖通信領(lǐng)域內(nèi)的研究重點(diǎn)和 應(yīng)用熱點(diǎn)。 我國的光纖通信技術(shù)在政府的大力支持下也有了較大的發(fā)展，陸 續(xù)完成了 8X2.5Gb/s、16X 10Gbl/s、32x 10Gb/s、160X 10Gb/s WDM 系統(tǒng)，10Gb/s、40Gb/s0TDM試驗(yàn)系統(tǒng)，寬帶接人系統(tǒng)和全光通信試 驗(yàn)網(wǎng)、自動交換光網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)平臺等一系列項(xiàng)目，自行研制成功的WDM 光傳輸系統(tǒng)已在多省市提供運(yùn)行和服務(wù)，各種光纖局域網(wǎng)/城域網(wǎng)/ 廣域網(wǎng)已得到了廣泛應(yīng)

8、用，我國已成為世界上為數(shù)不多的幾個(gè)掌握了 全套SDH和 WD光通信系統(tǒng)系列產(chǎn)品技術(shù)的國家之一，在世界光通信 系統(tǒng)和光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域已經(jīng)占據(jù)了一席之地。 光纖通信具有以下特點(diǎn) ：(1)通信容量大、傳輸距離遠(yuǎn)。 信號串?dāng)_小、保密性能好 ；(3)抗電磁干擾、傳輸質(zhì)量佳。(4) 光纖尺寸小、重量輕，便于敷設(shè)和運(yùn)輸；（5）材料來源豐富，環(huán)境保 護(hù)好，有利于節(jié)約有色金屬銅。（6）無輻射，難于竊聽，（7）光纜 適應(yīng)性強(qiáng)，壽命長。（8）質(zhì)地脆，機(jī)械強(qiáng)度差。（9）光纖的切斷和 接續(xù)需要一定的工具、設(shè)備和技術(shù)。（10）分路、耦合不靈活。（11） 光纖光纜的彎曲半徑不能過?。?20cm） （12）有供電困難問題。 就光纖

9、通信技術(shù)本身來說，應(yīng)該包括以下幾個(gè)主要部分：光纖 光纜技術(shù)、光交換技術(shù)傳輸技術(shù)、光有源器件、光無源器件以及 光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等 光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢 （一）向超高速系統(tǒng)的發(fā)展。從過去20多年的電信發(fā)展史看，網(wǎng)絡(luò) 容量的需求和傳輸速率的提高一直是一對主要矛盾。傳統(tǒng)光纖通信的 發(fā)展始終按照電的時(shí)分復(fù)用（TDM方式進(jìn)行，每當(dāng)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(tǒng)的 經(jīng)濟(jì) 效益大致按指數(shù) 規(guī)律增長，這就是為什么光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率在 過去20多年來一直在持續(xù)增加的根本原因。目前商用系統(tǒng)已從 45Mbps增加到10Gbps其速率在20年時(shí)間里增加了 2000倍，比同

10、 期微電子技術(shù)的集成度增加速度還快得多。 （二）向超大容量 WDM系統(tǒng)的演進(jìn)。采用電的時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)的擴(kuò)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(fā)掘。 （三）實(shí)現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)。上述實(shí)用化的波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)盡管具有巨大 的傳輸容量，但基本上是以點(diǎn)到點(diǎn)通信為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，其靈活性和可 靠性還不夠理想。 （四）新一代的光纖。近幾年來隨著IP業(yè)務(wù)量的爆炸式增長，電 信網(wǎng)正開始向下一代可持續(xù)發(fā)展的方向發(fā)展， 而構(gòu)筑具有巨大傳輸容 量的光纖基礎(chǔ)設(shè)施是下一代網(wǎng)絡(luò)的物理基礎(chǔ)。 （五）光接入網(wǎng)。過去幾年間，網(wǎng)絡(luò)的核心部分發(fā)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

11、代。不久，網(wǎng)絡(luò)的這一 部分將成為全數(shù)字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網(wǎng) 絡(luò) 出師表 兩漢：諸葛亮 先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂， 今天下三分，益州疲弊，此誠危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣 不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報(bào)之于陛下也。誠宜開張圣聽，以光 先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。 宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其 刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。 侍中、侍郎郭攸之、費(fèi)祎、董允等，此皆良實(shí)，志慮忠純，是以先帝簡拔以遺陛下：愚 以為宮中之事，事無大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補(bǔ)闕漏

12、，有所廣益。 將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰能”是以眾議舉寵為督： 愚以為營中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。 親賢臣，遠(yuǎn)小人，此先漢所以興隆也； 親小人，遠(yuǎn)賢臣，此后漢所以傾頹也。 先帝在時(shí), 每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、 靈也。侍中、尚書、長史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣， 愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計(jì)日而待也 譏口 臣本布衣，躬耕于南陽，茍全性命于亂世，不求聞達(dá)于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當(dāng)世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳。后值傾覆，受任于 敗軍之際，奉命于危難之間，爾來二十有一年矣。 先帝知臣謹(jǐn)慎，故臨崩寄臣以大事也。受命以來，夙夜憂嘆，恐托付不效，以傷先帝之 明；故五月渡瀘，深入不毛。今南方已定