《信息技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用》課件第4章

第四章通信技術(shù)4.1程控交換技術(shù)4.2無(wú)線(xiàn)通信與衛(wèi)星通信技術(shù)4.3移動(dòng)通信技術(shù)4.4光纖通信技術(shù)所謂通信，最簡(jiǎn)單也是最基本的理解，就是人與人溝通的方法。無(wú)論是電話(huà)還是網(wǎng)絡(luò)，解決的最基本的問(wèn)題，實(shí)際還是人與人的溝通。而現(xiàn)代通信技術(shù)則是隨著科技的不斷發(fā)展，通過(guò)采用最新的技術(shù)來(lái)不斷優(yōu)化通信的各種方式，讓人與人的溝通變得更為便捷、有效?，F(xiàn)代通信一般是指電信，國(guó)際上稱(chēng)為遠(yuǎn)程通信。隨著電信業(yè)務(wù)從以話(huà)音為主向以數(shù)據(jù)為主轉(zhuǎn)移，所采用的交換技術(shù)也相應(yīng)地從傳統(tǒng)的電路交換技術(shù)逐步轉(zhuǎn)向分組的數(shù)據(jù)交換和寬帶交換，以及適應(yīng)下一代網(wǎng)絡(luò)基于IP的業(yè)務(wù)綜合特點(diǎn)的軟交換方向發(fā)展。信息傳輸技術(shù)主要包括光纖通信、數(shù)字微波通信、衛(wèi)星通信以及移動(dòng)通信。

4.1.1基本概念

日常使用的電話(huà)是通過(guò)雙絞線(xiàn)或雙股線(xiàn)與一臺(tái)電話(huà)交換機(jī)相連接的，一部電話(huà)交換機(jī)上連接著成千上萬(wàn)臺(tái)電話(huà)機(jī)(或者計(jì)算機(jī)、多媒體終端等)。兩個(gè)電話(huà)用戶(hù)之間要實(shí)現(xiàn)通話(huà)，首先要通過(guò)交換機(jī)之間的中繼線(xiàn)把它們相互連接起來(lái)，這種技術(shù)就是電話(huà)交換技術(shù)。

交換機(jī)經(jīng)歷了從人工交換到自動(dòng)交換的發(fā)展。自動(dòng)交換機(jī)早期為機(jī)電制(旋轉(zhuǎn)制、步進(jìn)制、縱橫制等)。4.1程控交換技術(shù)20世紀(jì)70年代后期，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可以把用戶(hù)撥號(hào)完成接續(xù)的控制過(guò)程通過(guò)計(jì)算機(jī)的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種控制交換的方式就稱(chēng)為程控交換。

程控交換的分類(lèi)方法有許多種。按控制方式來(lái)分，有集中控制和分散控制；按接續(xù)方式來(lái)分，有電路交換、分組交換和報(bào)文交換；按交換速率來(lái)分，有同步時(shí)分交換和異步時(shí)分交換；按交換的信號(hào)形式來(lái)分，有模擬交換和數(shù)字交換；按網(wǎng)絡(luò)接續(xù)方式來(lái)分，有空分交換和時(shí)分交換。程控交換中的重要設(shè)備程控交換機(jī)分為局用交換機(jī)和用戶(hù)交換機(jī)兩大類(lèi)。局用交換機(jī)有市話(huà)、長(zhǎng)途、匯接、長(zhǎng)途市話(huà)合一等四類(lèi)；用戶(hù)交換機(jī)有通用和專(zhuān)用兩類(lèi)，主要用于各單位內(nèi)部的電話(huà)交換。圖4.1所示為早期的程控交換機(jī)機(jī)房。

圖4.1早期的程控交換機(jī)機(jī)房在交換方法中電路交換和分組交換非常重要。所謂電路交換，就是當(dāng)一對(duì)終端要通信時(shí)，交換機(jī)就在這兩臺(tái)終端之間建立一條專(zhuān)用信號(hào)通路，即使線(xiàn)路中無(wú)信號(hào)傳輸(如雙方均未講話(huà))，其他終端也不能使用。所謂分組交換，就是通信終端將數(shù)字化的信息打成一個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)包(或數(shù)據(jù)分組)，然后在分組交換機(jī)中進(jìn)行傳送，當(dāng)一臺(tái)分組交換機(jī)收到一個(gè)分組后，先存儲(chǔ)起來(lái)，然后從線(xiàn)路中找出空閑的線(xiàn)路，再依次將各分組發(fā)送到下一分組交換機(jī)，這就叫“存儲(chǔ)—轉(zhuǎn)發(fā)”方式。按照這種方式直至把分組送達(dá)目的終端為止。電路交換的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，缺點(diǎn)是線(xiàn)路使用效率較低；分組交換則恰好相反。4.1.2程控交換的發(fā)展與特點(diǎn)

20世紀(jì)70年代，法國(guó)阿爾卡特(Alcatel)公司研制出世界上第一臺(tái)數(shù)字式程控交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)了交換、傳輸?shù)臄?shù)字一體化。由于話(huà)音信息的數(shù)字化，使交換網(wǎng)絡(luò)可采用計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器和邏輯門(mén)電路等電子器件來(lái)代替金屬接點(diǎn)接續(xù)器件，實(shí)現(xiàn)了交換機(jī)的全部電子化。80年代，出現(xiàn)了二級(jí)分散控制交換機(jī)，即交換機(jī)的各級(jí)都采用數(shù)字化交換網(wǎng)絡(luò)和模塊化結(jié)構(gòu)，每個(gè)模塊都采用獨(dú)立的微機(jī)進(jìn)行控制，并增強(qiáng)了中央處理機(jī)的功能。這種交換機(jī)最突出的特點(diǎn)是提高了非話(huà)音業(yè)務(wù)(主要是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù))的能力，并可與數(shù)字傳輸設(shè)備直接配合，形成以下三種傳輸技術(shù)。

(1)窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(N-ISDN)：它是以電話(huà)線(xiàn)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的，既可進(jìn)行電路交換，也可進(jìn)行分組交換，能實(shí)現(xiàn)在一對(duì)用戶(hù)線(xiàn)中同時(shí)進(jìn)行話(huà)音和數(shù)據(jù)的傳輸，使信息系統(tǒng)的功能更加完善，效率和可靠性都有顯著的提高。

(2)

ATM(異步傳輸模式)技術(shù)：它是一種快速分組交換技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)話(huà)音和非話(huà)音等各種寬帶(通常指2Mb/s以上速率)業(yè)務(wù)的交換。ATM技術(shù)可對(duì)各種帶寬的信號(hào)進(jìn)行分配，能對(duì)不同的業(yè)務(wù)采取統(tǒng)一的交換方式。因此ATM能夠?qū)崿F(xiàn)各種不同業(yè)務(wù)的統(tǒng)一交換，是一種高效的交換技術(shù)。但由于ATM交換與IP技術(shù)相比技術(shù)復(fù)雜、成本較高，因而尚未普遍推廣。

(3)光交換技術(shù)：光交換具有極寬的帶寬，運(yùn)行速度快，并且具有與光傳輸配合無(wú)需進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)。利用光交換技術(shù)可在光傳送網(wǎng)上進(jìn)行模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)交換，從而降低了功耗和成本，避免了干擾，提高了通信質(zhì)量。由于它具有空間并行傳輸信息的特性，因此可以提高通信容量。

4.2.1無(wú)線(xiàn)通信

英國(guó)著名的物理學(xué)家麥克斯韋爾指出：變化的電場(chǎng)激發(fā)變化的磁場(chǎng)，變化的電場(chǎng)與變化的磁場(chǎng)不是彼此孤立的，而是相互聯(lián)系、相互激發(fā)的，這樣就形成了電磁場(chǎng)。1862年，麥克斯韋爾從大量的實(shí)驗(yàn)與理論中，推導(dǎo)出描述電磁場(chǎng)的麥克斯韋爾方程，揭示了電磁波譜的秘密，使人們對(duì)無(wú)線(xiàn)電波、微波、光波、X射線(xiàn)、γ射線(xiàn)的內(nèi)在聯(lián)系有了深刻的認(rèn)識(shí)。4.2無(wú)線(xiàn)通信與衛(wèi)星通信技術(shù)電磁波的傳播有兩種方式：

(1)在自由空間中傳播，即通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式傳播。

(2)在有限制的空間區(qū)域內(nèi)傳播，即通過(guò)有限方式傳播(同軸電纜、雙絞線(xiàn)、光纖傳輸電磁波的方式)。

描述電磁波的參數(shù)有三個(gè)：波長(zhǎng)(WaveLength)、頻率(Frequency)與光速(SpeedofLight)。這三者之間的關(guān)系為：λ

×

f

=

C，頻率單位為Hz。圖4.2給出了電磁波譜與通信類(lèi)型的關(guān)系。

圖4.2電磁波譜與通信類(lèi)型的關(guān)系圖無(wú)線(xiàn)通信所使用的頻段覆蓋從低頻到超高頻，其中：調(diào)頻無(wú)線(xiàn)電通信使用中波MF；調(diào)頻無(wú)線(xiàn)廣播使用甚高頻；電視廣播使用甚高頻到特高頻。

國(guó)際通信組織對(duì)各個(gè)頻段都規(guī)定了特定服務(wù)，以高頻HF為例：頻段從3MHz到30MHz，被劃分為多個(gè)特定的頻段，分別分配給移動(dòng)通信(空中、海洋與陸地)、廣播、無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航、業(yè)余電臺(tái)、宇宙通信及射電天文等方面。高頻無(wú)線(xiàn)電信號(hào)由天線(xiàn)發(fā)出后，沿兩條路徑在空中傳播。其中，地波沿地表面?zhèn)鞑?，天波在地球與地球電離層之間來(lái)回反射。高頻無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的傳播路徑如圖4.3所示。

圖4.3高頻無(wú)線(xiàn)電信號(hào)的傳播路徑示意圖4.2.2微波通信

在電磁波譜中，頻率在100MHz～10GHz的信號(hào)叫微波信號(hào)，其波長(zhǎng)為3m～3cm。微波信號(hào)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)是：第一，只能進(jìn)行視距傳播，因?yàn)槲⒉ㄐ盘?hào)沒(méi)有繞射能力，所以?xún)蓚€(gè)微波天線(xiàn)之間只能在可視，即中間無(wú)物體遮擋的情況下，才能正常接收和發(fā)送信號(hào)；第二，大氣對(duì)微波信號(hào)的吸收與散射作用較大。微波信號(hào)波長(zhǎng)較短，因此利用機(jī)械尺寸相對(duì)較小的拋物面天線(xiàn)，就可以將微波信號(hào)能量集中在一個(gè)很小的波束內(nèi)發(fā)送出去。這樣就可以用很小的發(fā)射功率來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。同時(shí)，由于微波天線(xiàn)具有高度方向性，因此在地面一般采用點(diǎn)—點(diǎn)通信方式，微波頻率很高，故可以獲得較高的通信帶寬。因此，微波通信是適用于衛(wèi)星之間及城市建筑物之間的通信方式。圖4.4給出了微波通信工作示意圖。

圖4.4微波通信工作示意圖4.2.3衛(wèi)星通信

位于地面上方36000km且與地球同步旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星稱(chēng)為同步地球衛(wèi)星。從一顆這樣的衛(wèi)星上發(fā)射的電波波長(zhǎng)幾乎可覆蓋地球上的一個(gè)洲，如果把信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器放到該衛(wèi)星上就可以實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)任何兩點(diǎn)之間，甚至國(guó)內(nèi)與周邊國(guó)家之間的通信。通過(guò)地球站將這一信號(hào)再發(fā)送到另一顆同步地球衛(wèi)星的過(guò)程稱(chēng)為一跳，經(jīng)過(guò)兩跳或三跳便可以實(shí)現(xiàn)全球通信。通常所謂的衛(wèi)星通信，就是指地球上(包括地面、水面和低層大氣中)的無(wú)線(xiàn)電通信站之間利用人造衛(wèi)星作中繼站進(jìn)行的通信，圖4.5給出了衛(wèi)星通信原理圖。

圖4.5衛(wèi)星通信原理圖4.2.4衛(wèi)星通信的發(fā)展與特點(diǎn)

衛(wèi)星通信一般使用300MHz～300GHz的微波頻段，具有通信距離遠(yuǎn)、容量大、質(zhì)量好和能多址廣播等優(yōu)點(diǎn)。預(yù)計(jì)到2015年前，星間激光通信的傳輸率將達(dá)到40Gb/s，采用數(shù)據(jù)壓縮等技術(shù)并利用激光可使數(shù)據(jù)的傳輸率達(dá)到400Gb/s。而到2025年，采用紫外激光的數(shù)據(jù)傳輸率將達(dá)到15Tb/s。使用衛(wèi)星通信時(shí)需要注意它的傳輸延時(shí)，其延時(shí)時(shí)間Δt取決于衛(wèi)星距地面的高度。一般Δt值在250ms～300ms(如270ms)時(shí)傳輸延時(shí)為540ms(即信號(hào)上星再返回地面的總時(shí)間。商用通信衛(wèi)星一般被發(fā)射到赤道上方35

900km的地球同步軌道上，地球與衛(wèi)星之間可保持相對(duì)靜止，三顆這樣的衛(wèi)星均勻分布，就可以覆蓋全球。20世紀(jì)70年代后期，衛(wèi)星的重量越來(lái)越大，技術(shù)越來(lái)越復(fù)雜。例如，1989年美國(guó)發(fā)射的IntelsatⅥ衛(wèi)星重達(dá)4噸。20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始出現(xiàn)小衛(wèi)星，重量與尺寸回到初期衛(wèi)星的重量輕、尺寸小的狀態(tài)。20世紀(jì)90年代初，由于小衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了中、低軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信的方法。中、低軌道衛(wèi)星不是同步衛(wèi)星，它們作為陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)的補(bǔ)充與擴(kuò)展，只有與地面公用通信網(wǎng)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，才能實(shí)現(xiàn)全球個(gè)人移動(dòng)通信。低軌道移動(dòng)通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是衛(wèi)星軌道低，傳輸延時(shí)縮短，多衛(wèi)星組成的星座可以真正覆蓋全球。

衛(wèi)星移動(dòng)通信是未來(lái)個(gè)人通信的一個(gè)組成部分，20世紀(jì)90年代以來(lái)得到了迅速的發(fā)展。衛(wèi)星移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)是：衛(wèi)星朝著小型化、輕型化方向發(fā)展，衛(wèi)星技術(shù)將更多地采用星上處理、星間鏈路、高頻段寬帶傳輸?shù)燃夹g(shù)；地面終端的手持機(jī)更趨小型化，其價(jià)格和通話(huà)費(fèi)將不斷降低，以滿(mǎn)足全球個(gè)人通信的需求。下面列舉幾個(gè)衛(wèi)星通信的典型系統(tǒng)。

典型系統(tǒng)1：微軟與麥考通公司的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)Teledesic計(jì)劃發(fā)射840～924顆衛(wèi)星。每顆衛(wèi)星是網(wǎng)中的交換節(jié)點(diǎn)，相鄰8顆構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)路拓?fù)洌捎?0GHz/20GHz頻段。

典型系統(tǒng)2：由STANFORD大學(xué)制作，于2000年2月6日脫離母衛(wèi)星OPAL(微衛(wèi)星)，重量為0.5lb(磅)，體積為4in×3in×1in。圖4.6給出了STANFORD大學(xué)的OPAL實(shí)物圖，從圖中可以看出該衛(wèi)星的尺寸只有香煙盒大小。

圖4.6STANFORD大學(xué)的OPAL實(shí)物圖

4.3.1基本概念

移動(dòng)通信是指允許通信終端從一地搬至另一地或用戶(hù)在移動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行通信。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，通信終端(例如常見(jiàn)的手機(jī))通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波與附近的某個(gè)基站連接，這些基站再通過(guò)電纜或光纖連接到移動(dòng)交換機(jī)，最終連入陸地公共電話(huà)網(wǎng)。

4.3移動(dòng)通信技術(shù)一個(gè)基站只能覆蓋一定的地理區(qū)域，一個(gè)較大的區(qū)域通常需要由若干個(gè)基站來(lái)覆蓋。當(dāng)一個(gè)用戶(hù)在移動(dòng)中逐漸遠(yuǎn)離他所在的基站時(shí)，必須轉(zhuǎn)接到另一個(gè)較近的基站，這稱(chēng)為越區(qū)切換。4.3.2技術(shù)發(fā)展過(guò)程與特點(diǎn)

1．第一代移動(dòng)通信技術(shù)

第一代移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代。它以頻分多址(FDMA)技術(shù)為基礎(chǔ)，所傳送的是模擬話(huà)音信號(hào)，因而稱(chēng)為模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)。

2．第二代移動(dòng)通信技術(shù)

20世紀(jì)90年代初，移動(dòng)通信系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)入采用窄帶時(shí)分多址(TDMA)和窄帶碼分多址(CDMA)數(shù)字接入技術(shù)的第二代數(shù)字系統(tǒng)，已形成的國(guó)家和地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)有歐洲的GSM系統(tǒng)(又稱(chēng)全球通)、美國(guó)的IS-54系統(tǒng)和IS-95系統(tǒng)、日本的PDC系統(tǒng)。隨著近年來(lái)移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)的迅猛增長(zhǎng)，第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)向更高頻發(fā)展，世界各地開(kāi)始出現(xiàn)基于1.8/1.9GHz頻段的微蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。

3．第三代移動(dòng)通信技術(shù)

隨著移動(dòng)通信的進(jìn)一步發(fā)展，目前各國(guó)都在試驗(yàn)和推廣寬帶CDMA和寬帶TDMA與CDMA技術(shù)兼容的雙模式系統(tǒng)。國(guó)際電信聯(lián)盟也提出了IMT2000標(biāo)準(zhǔn)，這里的2000是指工作在2000MHz頻段，傳輸速率最高應(yīng)達(dá)到2Mb/s。在第三代系統(tǒng)的方案中，目前最主要的是兩類(lèi)方案，即歐洲和日本支持的寬帶CDMA(WCDMA)和美國(guó)的朗訊、摩托羅拉、高通公司及芬蘭的諾基亞提出的CDMA2000。第三代移動(dòng)通信是寬帶、數(shù)字、多業(yè)務(wù)、多媒體系統(tǒng)。

4.4.1光通信的基本概念

光通信是一種以光波為傳輸媒質(zhì)的通信方式。光波和無(wú)線(xiàn)電波同屬電磁波，但光波的頻率比無(wú)線(xiàn)電波的頻率高，波長(zhǎng)比無(wú)線(xiàn)電波的波長(zhǎng)短。因此，光波具有傳輸頻帶寬、通信容量大和抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。4.4光纖通信技術(shù)光波按其波長(zhǎng)長(zhǎng)短，依次可分為紅外線(xiàn)光、可見(jiàn)光和紫外線(xiàn)光。紅外線(xiàn)光和紫外線(xiàn)光屬不可見(jiàn)光，它們同可見(jiàn)光一樣都可用來(lái)傳輸信息。光通信按光源特性可分為激光通信和非激光通信；按傳輸媒介的不同，可分為有線(xiàn)光通信和無(wú)線(xiàn)光通信(也叫大氣光通信)。

(1)大氣激光通信：信息以激光束為載波，沿大氣傳播。它不需要敷設(shè)線(xiàn)路，設(shè)備較輕，便于機(jī)動(dòng)，保密性好，傳輸信息量大，可傳輸聲音、數(shù)據(jù)、圖像等信息。大氣激光通信易受氣候和外界環(huán)境的影響，一般用作河湖山谷、沙漠地區(qū)及海島間的視距通信。

(2)光纖通信：是一種有線(xiàn)通信，光波沿光導(dǎo)纖維傳輸。光源可以是激光器(又稱(chēng)半導(dǎo)體激光二極管)，也可以是發(fā)光二極管。光纖通信傳輸衰減小、容量大、不受外界干擾、保密性好，可用于大容量國(guó)防干線(xiàn)通信和野戰(zhàn)通信等。

(3)藍(lán)綠光通信：是一種使用波長(zhǎng)介于藍(lán)光與綠光之間的激光在海水中傳輸信息的通信方式，是目前較好的一種水下通信手段。

(4)紅外線(xiàn)通信：是利用紅外線(xiàn)(波長(zhǎng)為300μm～0.76μm)傳輸信息的通信方式。它可傳輸語(yǔ)言、文字、數(shù)據(jù)、圖像等信息，適用于沿海島嶼間、近距離遙控、飛行器內(nèi)部通信等。其通信容量大、保密性強(qiáng)、抗電磁干擾性能好，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小、重量輕、價(jià)格低。但它在大氣信道中傳輸時(shí)易受氣候影響，傳輸?shù)木嚯x只能達(dá)到4km。

(5)紫外線(xiàn)通信：是利用紫外線(xiàn)(波長(zhǎng)為0.39μm～60

×

10μm)傳輸信息的通信方式。其基本原理與紅外線(xiàn)通信相似，與紅外線(xiàn)通信同屬非激光通信。光纖通信系統(tǒng)中除需要有傳統(tǒng)電子通信系統(tǒng)中的電子通信終端外，還需在終端和光纖之間配有電—光、光—電轉(zhuǎn)換設(shè)備(光端機(jī))。由于光纖傳播的是激光，其過(guò)程類(lèi)似于波導(dǎo)中的電磁波傳播，所以高效的激光源、高性能光放大器和光纖對(duì)接也是光纖通信中必須解決的特殊問(wèn)題。圖4.7所示為玻璃光纖和石英光纖實(shí)物圖。

(a)玻璃光纖及制品(b)石英光纖及制品

圖4.7玻璃光纖和石英光纖實(shí)物圖4.4.2技術(shù)特點(diǎn)

光波的頻率很高，雖然光導(dǎo)纖維很細(xì)，直徑僅為幾微米，而通信容量卻很大。一對(duì)光纖可以傳輸千萬(wàn)路通話(huà)，而一條光纜又可以包含多根乃至數(shù)百根光纖。所以，理論上光纖通信的容量幾乎可以達(dá)到無(wú)限大。此外，光纖通信系統(tǒng)輕而小，容易布設(shè)，不受電磁干擾，這就決定了它有許多用途，且發(fā)展十分迅速。

光纖通信的技術(shù)原理是將電信號(hào)通過(guò)光電轉(zhuǎn)換模塊將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，之后通過(guò)光纜進(jìn)行輸送，到達(dá)接收端后再通過(guò)光電轉(zhuǎn)換模塊將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。圖4.8所示為光纖傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖4.8光纖傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4.4.3光技術(shù)發(fā)展

1970年，美國(guó)康寧玻璃公司研制出的第一條損耗低于20dB/km的通信光纖，這是光纖通信發(fā)展的里程碑。此后光纖通信技術(shù)的發(fā)展一直非?？?，超高速、超大容量、超長(zhǎng)距離光傳輸系統(tǒng)是新一代光纖通信傳輸?shù)拿黠@標(biāo)志。

(1)采用損耗極低、傳輸窗口很寬的1.55μm色散位移多模光纖。

目前，光纖干路系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)有1.3μm及1.55μm兩種，其中1.3μm是石英光纖的零色散工作波長(zhǎng)，在該波長(zhǎng)上石英的材料色散同單模光纖的波導(dǎo)色散恰好抵消，自然對(duì)獲得寬頻帶工作非常有利。但是石英光纖損耗最低點(diǎn)在1.55μm，可兼得兩項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，這稱(chēng)為色散位移光纖。不過(guò)由于成本和其他一些技術(shù)原因，這類(lèi)光纖還未廣泛采用。

(2)采用光放大技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速率的光信號(hào)處理，實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離無(wú)中繼通信。

目前，已開(kāi)發(fā)出的光放大器主要有摻鉺光纖放大器(EDFA)、摻鐠光纖放大器(PDFA)、喇曼光纖放大器和半導(dǎo)體光放大器(SOA)。其中摻鉺光纖放大器具有高增益(30

dB)、高飽和輸出功率(10dBm)和對(duì)偏振不敏感的高增益特性，有利于實(shí)施波分復(fù)用技術(shù)。摻鐠光纖放大器的工作波長(zhǎng)是1.3μm，目前敷設(shè)在地下的光纜有90%是由G.652光纖成纜的，這種光纖的零色散波長(zhǎng)就是1.3μm。目前，摻鐠光纖放大器仍比摻鉺光纖放大器的價(jià)格高得多。

半導(dǎo)體光放大器因其成本較低，預(yù)計(jì)它在商用1.3μm長(zhǎng)途網(wǎng)上應(yīng)用時(shí)具有非常大的潛力。在1.3μm波長(zhǎng)附近的半導(dǎo)體光放大器已在一些大容量、長(zhǎng)距離的光通信系統(tǒng)中進(jìn)行試驗(yàn)，可在普通單模光纖上提高傳輸速率。

(3)應(yīng)用光密集波分復(fù)用(DWD