淺談光纖的發(fā)展與前景概述

<Bstyle='color:black;background-color:#ffff66'>淺談</B>光纖的發(fā)展與前景[論文關鍵詞]光纖通信技術趨勢光纖到戶全光網(wǎng)絡[論文摘要]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(yōu)點備受業(yè)內(nèi)人士青睞發(fā)展非常迅速文章概述光纖通信技術的發(fā)展現(xiàn)狀并展望其發(fā)展趨勢一前言1966年美籍華人高錕CKKao和霍克哈姆CAHockham發(fā)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20dBkm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(shù)量級的光波作為載波以光纖作為傳輸介質(zhì)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(yōu)點備受業(yè)內(nèi)人士青睞發(fā)展非常迅速光纖通信系統(tǒng)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100倍二光纖通信技術的發(fā)展現(xiàn)狀為了適應網(wǎng)絡發(fā)展和傳輸流量提高的需求傳輸系統(tǒng)供應商都在技術開發(fā)上不懈努力富士通公司在150km13μm零色散光纖上進行了55x20Gbits傳輸?shù)难芯繉崿F(xiàn)了11Tbits的傳輸NEC公司進行了132x20Gbits120km傳輸?shù)难芯繉崿F(xiàn)了264Thits的傳輸NTT公司實現(xiàn)了3Thits的傳輸目前以日本為代表的發(fā)達國家在光纖傳輸方面實現(xiàn)了1096Thits274xGbits的實驗系統(tǒng)對超長距離的傳輸已達到4000km無電中繼的技術水平在光網(wǎng)絡方面光網(wǎng)技術合作計劃ONTC多波長光網(wǎng)絡MONET泛歐光子傳送重疊網(wǎng)PHOTON泛歐光網(wǎng)絡OPEN光通信網(wǎng)管理MOON光城域通信網(wǎng)MTON波長捷變光傳送和接入網(wǎng)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(wǎng)絡尤其為承載未來IP業(yè)務的下一代光通信網(wǎng)絡奠定了良好的基礎一復用技術光傳輸系統(tǒng)中要提高光纖帶寬的利用率必須依靠多信道系統(tǒng)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(yōu)點但是普通的EDFA放大帶寬較窄約有35nm1530～1565nm這就限制了能容納的波長信道數(shù)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(xiàn)75nm的放大帶寬2碲化物光纖放大器它可實現(xiàn)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80nm4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18psmmokm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(guī)光纖的10Gbits系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(yōu)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(yōu)勢繼而向高速寬帶長距離方向發(fā)展五光纖接入技術隨著通信業(yè)務量的增加業(yè)務種類更加豐富人們不僅需要語音業(yè)務而且高速數(shù)據(jù)高保真音樂互動視頻等多媒體業(yè)務也已得到用戶青睞這些業(yè)務不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡用戶接人部分更是關鍵傳統(tǒng)的接入方式已經(jīng)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(wǎng)和城域網(wǎng)的容量潛力才能真正發(fā)揮出來光纖接入中極有優(yōu)勢的PON技術早就出現(xiàn)了它可與多種技術相結合例如ATMSDH以太網(wǎng)等分別產(chǎn)生APONGPON和EPON由于ATM技術受到IP技術的挑戰(zhàn)等問題APON發(fā)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(xiàn)FITH方案GPON對電路交換性的業(yè)務支持最有優(yōu)勢又可充分利用現(xiàn)有的SDH但是技術比較復雜成本偏高EPON繼承了以太網(wǎng)的優(yōu)勢成本相對較低但對TDM類業(yè)務的支持難度相對較大所謂EPON就是把全部數(shù)據(jù)裝在以太網(wǎng)幀內(nèi)傳送的網(wǎng)絡技術現(xiàn)今95％的局域網(wǎng)都使用以太網(wǎng)所以選擇以太網(wǎng)技術應用于對IP數(shù)據(jù)最佳的接入網(wǎng)是很合乎邏輯的并且原有的以太網(wǎng)只限于局域網(wǎng)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(wǎng)還可擴展到城域網(wǎng)甚至廣域網(wǎng)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(fā)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(wǎng)絡也是人們追求的夢想一光纖到戶現(xiàn)在移動通信發(fā)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(yōu)的固定終端希望實現(xiàn)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(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)到用戶桌面的最后一公里瓶頸現(xiàn)象的最佳方案隨著技術的更新?lián)Q代光纖到戶的成本大大降低不久可降到與DSL和HFC網(wǎng)相當這使FITH的實用化成為可能據(jù)報道1997年日本NTT公司就開始發(fā)展FTTH2000年后由于成本降低而使用戶數(shù)量大增美國在2002年前后的12個月中FTTH的安裝數(shù)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(wǎng)已在武漢成都等市開展預計2023年前后我國從沿海到內(nèi)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(wǎng)絡傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡實現(xiàn)了節(jié)點間的全光化但在網(wǎng)絡結點處仍用電器件限制了目前通信網(wǎng)干線總容量的提高因此真正的全光網(wǎng)絡成為非常重要的課題全光網(wǎng)絡以光節(jié)點代替電節(jié)點節(jié)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(jù)其波長來決定路由全光網(wǎng)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(wǎng)絡結構簡單組網(wǎng)非常靈活可以隨時增加新節(jié)點而不必安裝信號的交換和處理設備當然全光網(wǎng)絡的發(fā)展并不可能獨立于眾多通信技術它必須要與因特網(wǎng)ATM網(wǎng)移動通信網(wǎng)等相融合目前全光網(wǎng)絡的發(fā)展仍處于初期階段但已顯示出良好的發(fā)展前景從發(fā)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(wǎng)絡層建立純粹的全光網(wǎng)絡消除電光瓶頸已成未來光通信發(fā)展的必然趨勢更是未來信息網(wǎng)絡的核心也是通信技術發(fā)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(nèi)各研發(fā)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(fā)了一些具有自主知識產(chǎn)權的光通信高技術產(chǎn)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淺論光纖通信技術的特點和發(fā)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(tǒng)中發(fā)揮作用進行工業(yè)監(jiān)測控制現(xiàn)在在軍事上也被廣泛應用基于各領域?qū)π畔⒘康男枨蟛粩嘣鲩L光纖通信技術的應用發(fā)展趨勢也備受關注一條完整的光纖鏈路除受光纖本身質(zhì)量影響外還取決于光纖鏈路現(xiàn)場的施工工藝和環(huán)境本文探討了光纖通信技術的主要特征及發(fā)展趨勢和它以光纖鏈路為基礎的現(xiàn)場測試關鍵詞光纖通信技術特點發(fā)展趨勢光纖鏈路現(xiàn)場測試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?shù)耐ㄐ欧绞娇梢园压饫w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(nèi)芯和包層組成內(nèi)芯一般為幾十微米或幾微米比一根頭發(fā)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(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(fā)生信息傳播中的信息泄露現(xiàn)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21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(tǒng)由于終端設備的限制往往發(fā)揮不出帶寬大的優(yōu)勢因此需要技術來增加傳輸?shù)娜萘棵芗ǚ謴陀眉夹g就能解決這個問題22損耗低中繼距離長目前商品石英光纖和其它傳輸介質(zhì)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(zhì)理論上傳輸?shù)膿p耗還可以降到更低的水平這就表明通過光纖通信系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)的施工成本帶來更好的經(jīng)濟效益23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(huán)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24無串音干擾保密性好在電波傳輸?shù)倪^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(fā)生串擾的現(xiàn)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(wěn)定性好壽命長正是因為光纖的這些優(yōu)點光纖的應用范圍越來越廣3不斷發(fā)展的光纖通信技術31SDH系統(tǒng)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(xù)碼流如PDHSDH等伴隨著科技的進步特別是計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展傳輸數(shù)據(jù)也越來越大分組信號與連續(xù)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(qū)別的32不斷增加的信道容量光通信系統(tǒng)能從PDH發(fā)展到SDH從155Mbs發(fā)展到lOGbs近來4OGBs已實現(xiàn)商品化專家們在研究更大容量的如160Gbs單波道系統(tǒng)已經(jīng)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(tǒng)容量更大的通訊技術33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(chuàng)造了條件34向城域網(wǎng)發(fā)展光傳輸目前正從骨干網(wǎng)向城域網(wǎng)發(fā)展光傳輸逐漸靠近業(yè)務節(jié)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(wǎng)作為業(yè)務節(jié)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35互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求與下一代全光網(wǎng)絡發(fā)展趨勢近年來互聯(lián)網(wǎng)業(yè)發(fā)展迅速IP業(yè)務也隨之火爆研究表明隨著IP業(yè)的迅速發(fā)展通信業(yè)將面臨洗牌并孕育著新技術的出現(xiàn)隨著軟件控制的進一步開發(fā)和發(fā)展現(xiàn)代的光通信正逐步向智能化發(fā)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(jié)點光交換技術智能光聯(lián)網(wǎng)技術為核心并面向IP互聯(lián)網(wǎng)應用的光波技術是目前光纖傳輸?shù)难芯繜狳c而在以后科學家還會繼續(xù)對這一領域的研究和開發(fā)從未來的應用來看光網(wǎng)絡將向著服務多元化和資源配置的方向發(fā)展為了滿足客戶的需求光纖通信的發(fā)展不僅要突破距離的限制更要向智能化邁進4光纖鏈路的現(xiàn)場測試41現(xiàn)場測試的目的對光纖安裝現(xiàn)場測試是光纖鏈路安裝的必須措施是保證電纜支持網(wǎng)絡協(xié)議的重要方式它的目的在于檢測光纖連接的質(zhì)量是否符合標準并且減少故障因素42現(xiàn)場測試標準目前光纖鏈路現(xiàn)場測試標準分為兩大類光纖系統(tǒng)標準和應用系統(tǒng)標準光纖系統(tǒng)標準光纖系統(tǒng)標準是獨立于應用的光纖鏈路現(xiàn)場測試標準對于不同的光纖系統(tǒng)它的標準也不同目前大多數(shù)的光纖鏈路現(xiàn)場檢測應用的就是這個標準光纖應用系統(tǒng)標準光纖應用系統(tǒng)標準是基于安裝光纖的特定應用的光纖鏈路現(xiàn)場測試標準這種測試的標準是固定的不會因為光纖系統(tǒng)的不同而改變43光纖鏈路現(xiàn)場測試光纖通信應用的是光傳輸它不會受到磁場等外界因素的干擾所以對它的測試不同于對普通的銅線電纜的測試在光纖的測試中雖然光纖的種類很多但它們的測試參數(shù)都是基本一致的在光纖鏈路現(xiàn)場測試中主要是對光纖的光學特性和傳輸特性進行測試光纖的光學特性和傳輸特性對光纖通信系統(tǒng)對光纖的傳輸質(zhì)量有重大的影響但由于光纖的特性不受安裝的影響因此在安裝時不需測試而是由生產(chǎn)商在生產(chǎn)時進行測試44現(xiàn)場測試工具光源目前的光源主要有LED發(fā)光二極管光源和激光光源兩種光功率計光功率計是測量光纖上傳送的信號強度的設備用于測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗在光纖系統(tǒng)中測量光功率是最基本的光功率計的原理非常像電子學中的萬用表只不過萬用表測量的是電子而光功率計測量的是光通過測量發(fā)射端機或光網(wǎng)絡的絕對功率一臺光功率計就能夠評價光端設備的性能用光功率計與穩(wěn)定光源組合使用組成光損失測試器則能夠測量連接損耗檢驗連續(xù)性并幫助評估光纖鏈路傳輸質(zhì)量光時域反射計OTDR根據(jù)光的后向散射原理制作利用光在光纖中傳播時產(chǎn)生的后向散射光來獲取衰減的信息可用于測量光纖衰減接頭損耗光纖故障點定位以及了解光纖沿長度的損耗分布情況等從某種意義上來說光時域反射計OTDR的作用類似于在電纜測試中使用的時域反射計TDR只不過TDR測量的是由阻抗引起的信號反射而OTDR測量的則是由光子的反向散射引起的信號反射反向散射是對所有光纖都有影響的一種現(xiàn)象是由于光子在光纖中發(fā)生反射所引起的雖然目前光通信的容量已經(jīng)非常大但仍有大量應用能力閑置伴隨著社會經(jīng)濟和科學技術的進一步發(fā)展對信息的需求也會隨之增加并會超過現(xiàn)在的網(wǎng)絡承載能力因此我們必須進一步努力研究更加先進的光傳輸手段因此在經(jīng)濟社會發(fā)展的推動下光通信一定會有更加長久的發(fā)展參考文獻[1]王磊裴麗光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來[J]中國科技信息20064[2]何淑貞王曉梅光通信技術的新飛躍[J]網(wǎng)絡電信20042[3]辛化梅李忠論光纖通信技術的現(xiàn)狀及發(fā)展山東師范大學學報20034[4]李超<Bstyle='color:black;background-color:#ffff66'>淺談</B>光纖通信技術發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢沿海企業(yè)與科技20077<Bstyle='color:black;background-color:#ffff66'>淺談</B>電信光纖通信技術摘要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(tǒng)中進行工業(yè)監(jiān)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(yōu)勢接入技術0引言近年來隨著傳輸技術和交換技術的不斷進步核心網(wǎng)已經(jīng)基本實現(xiàn)了光纖化數(shù)字化和寬帶化同時隨著業(yè)務的迅速增長和多媒體業(yè)務的日益豐富使得用戶住宅網(wǎng)的業(yè)務需求也不只局限于原來的語音業(yè)務數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務的需求已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢現(xiàn)有的語音業(yè)務接入網(wǎng)越來越成為制約信息高速公路建設的瓶頸成為發(fā)展寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)的障礙1光纖通信技術定義光纖通信是利用光作為信息載體以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ帕κ皆诠饫w通信系統(tǒng)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(zhì)的光纖又比同軸電纜或?qū)Рü艿膿p耗低得多所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍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中繞非常小光波在光纖中傳輸不會因為光信號泄漏而擔心傳輸?shù)男畔⒈蝗烁`聽光纖的芯很細由多芯組成光纜的直徑也很小所以用光纜作為傳輸信道使傳輸系統(tǒng)所占空間小解決了地下管道擁擠的問題2光纖通信技術優(yōu)勢21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光纖通信系統(tǒng)的于光源的調(diào)制特性調(diào)制方式和光纖的色散特性散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(tǒng)由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢通常采用各種復雜技術來增加傳輸?shù)娜萘刻貏e是現(xiàn)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(tǒng)的傳輸速率一般在25Gbps到1OGbps采用密集波分復術實現(xiàn)的多波長傳輸系統(tǒng)的傳輸速率已經(jīng)達到單波長傳輸系統(tǒng)的數(shù)百倍巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業(yè)務網(wǎng)的首選介質(zhì)22損耗低中繼距離長目前實用的光纖通信系統(tǒng)使用的光纖多為石英光纖此類光纖損耗可低于020dBkm這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都低因此由其組成的光纖通信系統(tǒng)的中繼距離也較其他介質(zhì)構成的系統(tǒng)長得多如果將來采用非石英系統(tǒng)極低損耗光纖其理論分析損耗可下降的更低這意味著通過光纖通信系統(tǒng)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(shù)目的減少系統(tǒng)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(tǒng)最大中繼距離可達200多km由非石英系極低損耗光纖組成的通信系至數(shù)公里這對于降低通信系統(tǒng)的成本提高可靠性和穩(wěn)定性具有特別重要的意義23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(lián)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輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜它是一種非導電的介質(zhì)交變電磁波在其中不會產(chǎn)生感生電動勢即不會產(chǎn)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(tǒng)特別有利24光纖徑細重量輕柔軟易于鋪設光纖的芯徑很細約為01mm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(tǒng)所占空間小解決了地下管道擁擠的問題節(jié)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(wèi)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還有光纖柔軟可繞容易成束能得到直徑小的高密度光纜25保密性能好對通信系統(tǒng)的重要要求之一是保密性好然而隨著科學技術的發(fā)展電通信方式很容易被人竊聽只要在明線或電纜附近設置一個特別的接收裝置就可以獲取明線或電纜中傳送的信息更不用去說無線通信方式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即使在彎曲半徑很小的位置泄漏功率也是十分微弱的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(xiàn)象也可忽略3光纖接入技術隨著通信業(yè)務量的不斷增加業(yè)務種類也更加豐富人們不僅需要語音業(yè)務高速數(shù)據(jù)高保真音樂互動視頻等多媒體業(yè)務也已經(jīng)得到了更多用戶的青睞光纖接入網(wǎng)可分為有源光網(wǎng)絡AON和無源光網(wǎng)絡PON采用SDH技術ATM技術以太網(wǎng)技術在光接入網(wǎng)系統(tǒng)中稱為有源光網(wǎng)絡若光配線網(wǎng)ODN全部由無源器件組成不包括任何有源節(jié)點則這種光接入網(wǎng)就是無源光網(wǎng)絡現(xiàn)階段無源光網(wǎng)絡PON技術是實現(xiàn)FT－Tx的主流技術典型的PON系統(tǒng)由局側OLT光線路終端用戶側ONUONT光網(wǎng)絡單元以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork光分配網(wǎng)絡組成PON技術可節(jié)省主干光纖資源和網(wǎng)絡層次在長距離傳輸條件夏可提供雙向高帶寬能力接入業(yè)務種類豐富運維成本大幅降低適合于用戶區(qū)域較分散而每一區(qū)域內(nèi)用戶又相對集中的小面積密集用戶地區(qū)為實現(xiàn)信息傳輸?shù)母咚倩瘽M足大眾的需求不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡用戶接入部分更是關鍵光纖接入網(wǎng)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置的不同有FTBFTTCFTTCab和FTTH等不同的應用統(tǒng)稱FTTxFTTH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(jīng)在30多個城市建立了試驗網(wǎng)和試商用網(wǎng)包括居民用戶企業(yè)用戶網(wǎng)吧等多種應用類型也包括運營商主導駐地網(wǎng)運營商主導企業(yè)主導房地產(chǎn)開發(fā)商主導和政府主導等多種模式發(fā)展勢頭良好不少城市制定了FTTH的技術標準和建設標準有的城市還制門了相應的優(yōu)惠政策這此都為FTTH在我國的發(fā)展創(chuàng)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(zhuǎn)換器實現(xiàn)用戶和局端的自接連接它可以為用戶提供高帶寬的接入目前國內(nèi)的技術可以為用戶提供FE或GE的帶寬對大中型企業(yè)用戶來說是比較理想的接入方式4結束語從光纖通信問世到現(xiàn)在光傳輸?shù)乃俾室灾笖?shù)增長光傳輸?shù)乃俾试谶^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(fā)展必將對21世紀通信行業(yè)的進步乃至整個社會經(jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生巨大影響淺論光纖通信技術的特點和發(fā)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(tǒng)中發(fā)揮作用進行工業(yè)監(jiān)測控制現(xiàn)在在軍事上也被廣泛應用基于各領域?qū)π畔⒘康男枨蟛粩嘣鲩L光纖通信技術的應用發(fā)展趨勢也備受關注一條完整的光纖鏈路除受光纖本身質(zhì)量影響外還取決于光纖鏈路現(xiàn)場的施工工藝和環(huán)境本文探討了光纖通信技術的主要特征及發(fā)展趨勢和它以光纖鏈路為基礎的現(xiàn)場測試關鍵詞光纖通信技術特點發(fā)展趨勢光纖鏈路現(xiàn)場測試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?shù)耐ㄐ欧绞娇梢园压饫w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(nèi)芯和包層組成內(nèi)芯一般為幾十微米或幾微米比一根頭發(fā)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(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(fā)生信息傳播中的信息泄露現(xiàn)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21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(tǒng)由于終端設備的限制往往發(fā)揮不出帶寬大的優(yōu)勢因此需要技術來增加傳輸?shù)娜萘棵芗ǚ謴陀眉夹g就能解決這個問題22損耗低中繼距離長目前商品石英光纖和其它傳輸介質(zhì)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(zhì)理論上傳輸?shù)膿p耗還可以降到更低的水平這就表明通過光纖通信系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)的施工成本帶來更好的經(jīng)濟效益23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(huán)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24無串音干擾保密性好在電波傳輸?shù)倪^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(fā)生串擾的現(xiàn)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(wěn)定性好壽命長正是因為光纖的這些優(yōu)點光纖的應用范圍越來越廣3不斷發(fā)展的光纖通信技術31SDH系統(tǒng)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(xù)碼流如PDHSDH等伴隨著科技的進步特別是計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展傳輸數(shù)據(jù)也越來越大分組信號與連續(xù)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(qū)別的32不斷增加的信道容量光通信系統(tǒng)能從PDH發(fā)展到SDH從155Mbs發(fā)展到lOGbs近來4OGBs已實現(xiàn)商品化專家們在研究更大容量的如160Gbs單波道系統(tǒng)已經(jīng)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(tǒng)容量更大的通訊技術33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(chuàng)造了條件34向城域網(wǎng)發(fā)展光傳輸目前正從骨干網(wǎng)向城域網(wǎng)發(fā)展光傳輸逐漸靠近業(yè)務節(jié)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(wǎng)作為業(yè)務節(jié)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35互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求與下一代全光網(wǎng)絡發(fā)展趨勢近年來互聯(lián)網(wǎng)業(yè)發(fā)展迅速IP業(yè)務也隨之火爆研究表明隨著IP業(yè)的迅速發(fā)展通信業(yè)將面臨洗牌并孕育著新技術的出現(xiàn)隨著軟件控制的進一步開發(fā)和發(fā)展現(xiàn)代的光通信正逐步向智能化發(fā)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(jié)點光交換技術智能光聯(lián)網(wǎng)技術為核心并面向IP互聯(lián)網(wǎng)應用的光波技術是目前光纖傳輸?shù)难芯繜狳c而在以后科學家還會繼續(xù)對這一領域的研究和開發(fā)從未來的應用來看光網(wǎng)絡將向著服務多元化和資源配置的方向發(fā)展為了滿足客戶的需求光纖通信的發(fā)展不僅要突破距離的限制更要向智能化邁進4光纖鏈路的現(xiàn)場測試41現(xiàn)場測試的目的對光纖安裝現(xiàn)場測試是光纖鏈路安裝的必須措施是保證電纜支持網(wǎng)絡協(xié)議的重要方式它的目的在于檢測光纖連接的質(zhì)量是否符合標準并且減少故障因素42現(xiàn)場測試標準目前光纖鏈路現(xiàn)場測試標準分為兩大類光纖系統(tǒng)標準和應用系統(tǒng)標準光纖系統(tǒng)標準光纖系統(tǒng)標準是獨立于應用的光纖鏈路現(xiàn)場測試標準對于不同的光纖系統(tǒng)它的標準也不同目前大多數(shù)的光纖鏈路現(xiàn)場檢測應用的就是這個標準光纖應用系統(tǒng)標準光纖應用系統(tǒng)標準是基于安裝光纖的特定應用的光纖鏈路現(xiàn)場測試標準這種測試的標準是固定的不會因為光纖系統(tǒng)的不同而改變43光纖鏈路現(xiàn)場測試光纖通信應用的是光傳輸它不會受到磁場等外界因素的干擾所以對它的測試不同于對普通的銅線電纜的測試在光纖的測試中雖然光纖的種類很多但它們的測試參數(shù)都是基本一致的在光纖鏈路現(xiàn)場測試中主要是對光纖的光學特性和傳輸特性進行測試光纖的光學特性和傳輸特性對光纖通信系統(tǒng)對光纖的傳輸質(zhì)量有重大的影響但由于光纖的特性不受安裝的影響因此在安裝時不需測試而是由生產(chǎn)商在生產(chǎn)時進行測試44現(xiàn)場測試工具光源目前的光源主要有LED發(fā)光二極管光源和激光光源兩種光功率計光功率計是測量光纖上傳送的信號強度的設備用于測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗在光纖系統(tǒng)中測量光功率是最基本的光功率計的原理非常像電子學中的萬用表只不過萬用表測量的是電子而光功率計測量的是光通過測量發(fā)射端機或光網(wǎng)絡的絕對功率一臺光功率計就能夠評價光端設備的性能用光功率計與穩(wěn)定光源組合使用組成光損失測試器則能夠測量連接損耗檢驗連續(xù)性并幫助評估光纖鏈路傳輸質(zhì)量光時域反射計OTDR根據(jù)光的后向散射原理制作利用光在光纖中傳播時產(chǎn)生的后向散射光來獲取衰減的信息可用于測量光纖衰減接頭損耗光纖故障點定位以及了解光纖沿長度的損耗分布情況等從某種意義上來說光時域反射計OTDR的作用類似于在電纜測試中使用的時域反射計TDR只不過TDR測量的是由阻抗引起的信號反射而OTDR測量的則是由光子的反向散射引起的信號反射反向散射是對所有光纖都有影響的一種現(xiàn)象是由于光子在光纖中發(fā)生反射所引起的雖然目前光通信的容量已經(jīng)非常大但仍有大量應用能力閑置伴隨著社會經(jīng)濟和科學技術的進一步發(fā)展對信息的需求也會隨之增加并會超過現(xiàn)在的網(wǎng)絡承載能力因此我們必須進一步努力研究更加先進的光傳輸手段因此在經(jīng)濟社會發(fā)展的推動下光通信一定會有更加長久的發(fā)展參考文獻[1]王磊裴麗光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來[J]中國科技信息20064[2]何淑貞王曉梅光通信技術的新飛躍[J]網(wǎng)絡電信20042[3]辛化梅李忠論光纖通信技術的現(xiàn)狀及發(fā)展山東師范大學學報20034[4]李超<Bstyle='color:black;background-color:#ffff66'>淺談</B>光纖通信技術發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢沿海企業(yè)與科技20077光纖通信技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢摘要光纜通信在我國已有20多年的使用歷史這段歷史也就是光通信技術的發(fā)展史和光纖光纜的發(fā)展史光纖通信因其具有的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(yōu)點備受業(yè)內(nèi)人士青睞發(fā)展非常迅速目前光纖光纜已經(jīng)進入了有線通信的各個領域包括郵電通信廣播通信電力通信石油通信和軍用通信等領域本文主要綜述我國光纖通信研究現(xiàn)狀及其發(fā)展關鍵詞光纖通信核心網(wǎng)接入網(wǎng)光孤子通信全光網(wǎng)絡光纖通信的發(fā)展依賴于光纖通信技術的進步近年來光纖通信技術得到了長足的發(fā)展新技術不斷涌現(xiàn)這大幅提高了通信能力并使光纖通信的應用范圍不斷擴大1我國光纖光纜發(fā)展的現(xiàn)狀11普通光纖普通單模光纖是最常用的一種光纖隨著光通信系統(tǒng)的發(fā)展光中繼距離和單一波長信道容量增大G652A光纖的性能還有可能進一步優(yōu)化表現(xiàn)在1550rim區(qū)的低衰減系數(shù)沒有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數(shù)和零色散點不在同一區(qū)域符合ITUTG654規(guī)定的截止波長位移單模光纖和符合G653規(guī)定的色散位移單模光纖實現(xiàn)了這樣的改進12核心網(wǎng)光纜我國已在干線包括國家干線省內(nèi)干線和區(qū)內(nèi)干線上全面采用光纜其中多模光纖已被淘汰全部采用單模光纖包括G652光纖和G655光纖G653光纖雖然在我國曾經(jīng)采用過但今后不會再發(fā)展G654光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統(tǒng)容量它在我國的陸地光纜中沒有使用過干線光纜中采用分立的光纖不采用光纖帶干線光纜主要用于室外在這些光纜中曾經(jīng)使用過的緊套層絞式和骨架式結構目前已停止使用13接入網(wǎng)光纜接入網(wǎng)中的光纜距離短分支多分插頻繁為了增加網(wǎng)的容量通常是增加光纖芯數(shù)特別是在市內(nèi)管道中由于管道內(nèi)徑有限在增加光纖芯數(shù)的同時增加光纜的光纖集裝密度減小光纜直徑和重量是很重要的接入網(wǎng)使用G652普通單模光纖和G652C低水峰單模光纖低水峰單模光纖適合于密集波分復用目前在我國已有少量的使用14室內(nèi)光纜室內(nèi)光纜往往需要同時用于話音數(shù)據(jù)和視頻信號的傳輸并目還可能用于遙測與傳感器國際電工委員會IEC在光纜分類中所指的室內(nèi)光纜筆者認為至少應包括局內(nèi)光纜和綜合布線用光纜兩大部分局用光纜布放在中心局或其他電信機房內(nèi)布放緊密有序和位置相對固定綜合布線光纜布放在用戶端的室內(nèi)主要由用戶使用因此對其易損性應比局用光纜有更嚴格的考慮15電力線路中的通信光纜光纖是介電質(zhì)光纜也可作成全介質(zhì)完全無金屬這樣的全介質(zhì)光纜將是電力系統(tǒng)最理想的通信線路用于電力線桿路敷設的全介質(zhì)光纜有兩種結構即全介質(zhì)自承式ADSS結構和用于架空地線上的纏繞式結構ADSS光纜因其可以單獨布放適應范圍廣在當前我國電力輸電系統(tǒng)改造中得到了廣泛的應用國內(nèi)已能生產(chǎn)多種ADSS光纜滿足市場需要但在產(chǎn)品結構和性能方面例如大志數(shù)光纜結構光纜蠕變和耐電弧性能等方面還有待進一步完善ADSS光纜在國內(nèi)的近期需求量較大是目前的一種熱門產(chǎn)品2光纖通信技術的發(fā)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(wǎng)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(tǒng)的傳輸容量在未來跨海光傳輸系統(tǒng)中有廣闊的應用前景近年來波分復用系統(tǒng)發(fā)展迅猛目前16Tbit的WDM系統(tǒng)已經(jīng)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?shù)男诺罃?shù)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(xiàn)的單信道最高速率達640Gbits僅靠OTDM和WDM來提高光通信系統(tǒng)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(tǒng)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(xiàn)在的超大容量WDMOTDM通信系統(tǒng)基本上都采用RZ編碼傳輸方式WDMOTDM混合傳輸系統(tǒng)需要解決的關鍵技術基本上都包括在OTDM和WDM通信系統(tǒng)的關鍵技術中2光孤子通信光孤子是一種特殊的ps數(shù)量級的超短光脈沖由于它在光纖的反常色散區(qū)群速度色散和非線性效應相互平衡因而經(jīng)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(xiàn)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(chǎn)生和應用技術使現(xiàn)行速率1020Gbits提高到100Gbits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(tǒng)中有著光明的發(fā)展前景3全光網(wǎng)絡未來的高速通信網(wǎng)將是全光網(wǎng)全光網(wǎng)是光纖通信技術發(fā)展的最高階段也是理想階段傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡實現(xiàn)了節(jié)點間的全光化但在網(wǎng)絡結點處仍采用電器件限制了目前通信網(wǎng)干線總容量的進一步提高因此真正的全光網(wǎng)已成為一個非常重要的課題全光網(wǎng)絡以光節(jié)點代替電節(jié)點節(jié)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(jù)其波長來決定路由目前全光網(wǎng)絡的發(fā)展仍處于初期階段但它已顯示出了良好的發(fā)展前景從發(fā)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(wǎng)絡層建立純粹的全光網(wǎng)絡消除電光瓶頸已成為未來光通信發(fā)展的必然趨勢更是未來信息網(wǎng)絡的核心也是通信技術發(fā)展的最高級別更是理想級別3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雖然經(jīng)歷了全球光通信的冬天但今后光通信市場仍然將呈現(xiàn)上升趨勢從現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢來看光纖通信也將成為未來通信發(fā)展的主流人們期望的真正的全光網(wǎng)絡的時代也會在不遠的將來如愿到來參考文獻[1]辛化梅李忠論光纖通信技術的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]山東師范大學學報自然科學版200304[2]毛謙我國光纖通信技術發(fā)展的現(xiàn)狀和前景[J]電信科學20068<Bstyle='color:black;background-color:#ffff66'>淺談</B>我國光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀及前景[摘要]光纖通信因其具有的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(yōu)點備受業(yè)內(nèi)人士青睞發(fā)展非常迅速目前光纖光纜已經(jīng)進入了有線通信的各個領域包括郵電通信廣播通信電力通信和軍用通信等領域綜述我國光纖通信研究現(xiàn)狀及其發(fā)展[關鍵詞]光纖通信核心網(wǎng)接入網(wǎng)光孤子通信全光網(wǎng)絡近年來光纖通信技術得到了長足的發(fā)展新技術不斷涌現(xiàn)這大幅提高了通信能力并使光纖通信的應用范圍不斷擴大一我國光纖光纜發(fā)展的現(xiàn)狀1普通光纖普通單模光纖是最常用的一種光纖隨著光通信系統(tǒng)的發(fā)展光中繼距離和單一波長信道容量增大G652A光纖的性能還有可能進一步優(yōu)化表現(xiàn)在1550rim區(qū)的低衰減系數(shù)沒有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數(shù)和零色散點不在同一區(qū)域符合ITUTG654規(guī)定的截止波長位移單模光纖和符合G653規(guī)定的色散位移單模光纖實現(xiàn)了這樣的改進2核心網(wǎng)光纜我國已在干線包括國家干線省內(nèi)干線和區(qū)內(nèi)干線上全面采用光纜其中多模光纖已被淘汰全部采用單模光纖包括G652光纖和G655光纖G653光纖雖然在我國曾經(jīng)采用過但今后不會再發(fā)展G654光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統(tǒng)容量它在我國的陸地光纜中沒有使用過干線光纜中采用分立的光纖不采用光纖帶干線光纜主要用于室外在這些光纜中曾經(jīng)使用過的緊套層絞式和骨架式結構目前已停止使用3接入網(wǎng)光纜接入網(wǎng)中的光纜距離短分支多分插頻繁為了增加網(wǎng)的容量通常是增加光纖芯數(shù)特別是在市內(nèi)管道中由于管道內(nèi)徑有限在增加光纖芯數(shù)的同時增加光纜的光纖集裝密度減小光纜直徑和重量是很重要的接入網(wǎng)使用G652普通單模光纖和G652C低水峰單模光纖低水峰單模光纖適合于密集波分復用目前在我國已有少量的使用4室內(nèi)光纜室內(nèi)光纜往往需要同時用于話音數(shù)據(jù)和視頻信號的傳輸并且還可能用于遙測與傳感器國際電工委員會IEC在光纜分類中所指的室內(nèi)光纜筆者認為至少應包括局內(nèi)光纜和綜合布線用光纜兩大部分局用光纜布放在中心局或其他電信機房內(nèi)布放緊密有序和位置相對固定結合布線光纜布放在用戶端的室內(nèi)主要由用戶使用因此對其易損性應比局用光纜有更嚴格的考慮5電力線路中的通信光纜光纖是介電質(zhì)光纜也可作成全