時(shí)間：2023-03-20 16:24:27
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1.光纖通信技術(shù)
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?。在光纖通信系統(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(gòu)造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔(dān)心接地回路，光纖之間的串繞非常?。还獠ㄔ诠饫w中傳輸，不會(huì)因?yàn)楣庑盘?hào)泄漏而擔(dān)心傳輸?shù)男畔⒈蝗烁`聽；光纖的芯很細(xì)，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。
光纖通信在技術(shù)功能構(gòu)成上主要分為：(1)信號(hào)的發(fā)射；(2)信號(hào)的合波；(3)信號(hào)的傳輸和放大；(4)信號(hào)的分離；(5)信號(hào)的接收。
2.光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)
(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，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。對(duì)于單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)，由于終端設(shè)備的電子瓶頸效應(yīng)而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢(shì)。通常采用各種復(fù)雜技術(shù)來增加傳輸?shù)娜萘浚貏e是現(xiàn)在的密集波分復(fù)用技術(shù)極大地增加了光纖的傳輸容量。目前，單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。
(2)損耗低，中繼距離長(zhǎng)。目前，商品石英光纖損耗可低于0～20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都低；若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(duì)于一個(gè)長(zhǎng)途傳輸線路，由于中繼站數(shù)目的減少，系統(tǒng)成本和復(fù)雜性可大大降低。
(3)抗電磁干擾能力強(qiáng)。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(gè)重要特性是光波導(dǎo)對(duì)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(dòng)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(shè)或與電力導(dǎo)體復(fù)合構(gòu)成復(fù)合光纜。這一點(diǎn)對(duì)于強(qiáng)電領(lǐng)域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利。由于能免除電磁脈沖效應(yīng)，光纖傳輸系還特別適合于軍事應(yīng)用。
(4)無串音干擾，保密性好。在電波傳輸?shù)倪^程中，電磁波的泄漏會(huì)造成各傳輸通道的串?dāng)_，而容易被竊聽，保密性差。光波在光纖中傳輸，因?yàn)楣庑盘?hào)被完善地限制在光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，而任何泄漏的射線都被環(huán)繞光纖的不透明包皮所吸收，即使在轉(zhuǎn)彎處，漏出的光波也十分微弱，即使光纜內(nèi)光纖總數(shù)很多，相鄰信道也不會(huì)出現(xiàn)串音干擾，同時(shí)在光纜外面，也無法竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>
除以上特點(diǎn)之外，還有光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)。由于光纖通信具有以上的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，其不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路中，還可以應(yīng)用在電力通信控制系統(tǒng)中，進(jìn)行工業(yè)監(jiān)測(cè)、控制，而且在軍事領(lǐng)域的用途也越來越為廣泛。
3.光纖通信技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
20世紀(jì)90年代以來，我國(guó)光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展極其迅速，特別是廣播電視網(wǎng)、電力通信網(wǎng)、電信干線傳輸網(wǎng)等的急速擴(kuò)展，促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加，全網(wǎng)的管理和維護(hù)，設(shè)備的故障判定和排除就變得越來越困難。可以采用SDH＋光纖或ATM＋光纖組成寬帶數(shù)字傳輸系統(tǒng)。該傳輸網(wǎng)可以采用帶有保護(hù)功能的環(huán)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)，鏈路傳輸系統(tǒng)或者組成各種形式的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)，可以滿足各種綜合信息傳輸。對(duì)于電視節(jié)目的廣播，采用的寬帶傳輸系統(tǒng)可以將主站到地方站的所需數(shù)字，通道設(shè)置成廣播方式，同樣的電視節(jié)目在各地都可以下載，也可以通過網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)控制不同的站下載不同的電視節(jié)目
有線電視網(wǎng)絡(luò)在全國(guó)各地已基本形成，在有線電視網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，比較容易地實(shí)現(xiàn)寬帶多媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)，因此在目前的情況下，不應(yīng)完全廢除現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)，而用少量的投資來完善和改造它，滿足人們的目前需要。很多地區(qū)的CATV已經(jīng)是光纖傳輸，到用戶端也是同軸電纜進(jìn)入千萬家。但是現(xiàn)在建設(shè)的CATV大多是單向傳輸，上行信號(hào)不能在現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)中傳送。可以通過電信網(wǎng)PSTN中語音通道或數(shù)據(jù)通道形成上行信號(hào)的傳送，也可以通過語音接入系統(tǒng)來完成。將電話接到各用戶，這樣各用戶間即可以打電話，也可以利用廣電自己的綜合信息網(wǎng)中的寬帶傳輸系統(tǒng)構(gòu)成廣電網(wǎng)中自己的上行信號(hào)的傳送，組成了雙向應(yīng)用的Internet網(wǎng)。
現(xiàn)在光通信網(wǎng)絡(luò)的容量雖然已經(jīng)很大，但還有許多應(yīng)用能力在閑置，今后隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展先導(dǎo)的信息需求也必然不斷增長(zhǎng)，一定會(huì)超過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)能力，推動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的繼續(xù)發(fā)展。因此，光纖通信技術(shù)在應(yīng)用需求的推動(dòng)下，一定不斷會(huì)有新的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]王磊，裴麗.光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來[J].中國(guó)科技信息，2006，(4)
1.光纖通信技術(shù)
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健Ｔ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(gòu)造的,它是電氣絕緣體,因而不需要擔(dān)心接地回路,光纖之間的串繞非常小;光波在光纖中傳輸,不會(huì)因?yàn)楣庑盘?hào)泄漏而擔(dān)心傳輸?shù)男畔⒈蝗烁`聽;光纖的芯很細(xì),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。
光纖通信在技術(shù)功能構(gòu)成上主要分為:(1)信號(hào)的發(fā)射;(2)信號(hào)的合波;(3)信號(hào)的傳輸和放大;(4)信號(hào)的分離;(5)信號(hào)的接收。
2.光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)
(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,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。對(duì)于單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng),由于終端設(shè)備的電子瓶頸效應(yīng)而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢(shì)。通常采用各種復(fù)雜技術(shù)來增加傳輸?shù)娜萘?特別是現(xiàn)在的密集波分復(fù)用技術(shù)極大地增加了光纖的傳輸容量。目前,單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。
(2)損耗低,中繼距離長(zhǎng)。目前,商品石英光纖損耗可低于0~20dB/km,這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都低;若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(duì)于一個(gè)長(zhǎng)途傳輸線路,由于中繼站數(shù)目的減少,系統(tǒng)成本和復(fù)雜性可大大降低。
(3)抗電磁干擾能力強(qiáng)。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(gè)重要特性是光波導(dǎo)對(duì)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(dòng)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(shè)或與電力導(dǎo)體復(fù)合構(gòu)成復(fù)合光纜。這一點(diǎn)對(duì)于強(qiáng)電領(lǐng)域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利。由于能免除電磁脈沖效應(yīng),光纖傳輸系還特別適合于軍事應(yīng)用。
(4)無串音干擾,保密性好。在電波傳輸?shù)倪^程中,電磁波的泄漏會(huì)造成各傳輸通道的串?dāng)_,而容易被竊聽,保密性差。光波在光纖中傳輸,因?yàn)楣庑盘?hào)被完善地限制在光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中,而任何泄漏的射線都被環(huán)繞光纖的不透明包皮所吸收,即使在轉(zhuǎn)彎處,漏出的光波也十分微弱,即使光纜內(nèi)光纖總數(shù)很多,相鄰信道也不會(huì)出現(xiàn)串音干擾,同時(shí)在光纜外面,也無法竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>
除以上特點(diǎn)之外,還有光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè);光纖的原材料資源豐富,成本低;溫度穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)。由于光纖通信具有以上的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),其不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路中,還可以應(yīng)用在電力通信控制系統(tǒng)中,進(jìn)行工業(yè)監(jiān)測(cè)、控制,而且在軍事領(lǐng)域的用途也越來越為廣泛。
3.光纖通信技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
20世紀(jì)90年代以來,我國(guó)光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展極其迅速,特別是廣播電視網(wǎng)、電力通信網(wǎng)、電信干線傳輸網(wǎng)等的急速擴(kuò)展,促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加,全網(wǎng)的管理和維護(hù),設(shè)備的故障判定和排除就變得越來越困難?？梢圆捎肧DH+光纖或ATM+光纖組成寬帶數(shù)字傳輸系統(tǒng)。該傳輸網(wǎng)可以采用帶有保護(hù)功能的環(huán)網(wǎng)傳輸系統(tǒng),鏈路傳輸系統(tǒng)或者組成各種形式的復(fù)合網(wǎng)絡(luò),可以滿足各種綜合信息傳輸。對(duì)于電視節(jié)目的廣播,采用的寬帶傳輸系統(tǒng)可以將主站到地方站的所需數(shù)字,通道設(shè)置成廣播方式,同樣的電視節(jié)目在各地都可以下載,也可以通過網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)控制不同的站下載不同的電視節(jié)目。
有線電視網(wǎng)絡(luò)在全國(guó)各地已基本形成,在有線電視網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的基礎(chǔ)上,比較容易地實(shí)現(xiàn)寬帶多媒體傳輸網(wǎng)絡(luò),因此在目前的情況下,不應(yīng)完全廢除現(xiàn)有的有線電視網(wǎng),而用少量的投資來完善和改造它,滿足人們的目前需要。很多地區(qū)的CATV已經(jīng)是光纖傳輸,到用戶端也是同軸電纜進(jìn)入千萬家。但是現(xiàn)在建設(shè)的CATV大多是單向傳輸,上行信號(hào)不能在現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)中傳送?？梢酝ㄟ^電信網(wǎng)PSTN中語音通道或數(shù)據(jù)通道形成上行信號(hào)的傳送,也可以通過語音接入系統(tǒng)來完成。將電話接到各用戶,這樣各用戶間即可以打電話,也可以利用廣電自己的綜合信息網(wǎng)中的寬帶傳輸系統(tǒng)構(gòu)成廣電網(wǎng)中自己的上行信號(hào)的傳送,組成了雙向應(yīng)用的Internet網(wǎng)。
現(xiàn)在光通信網(wǎng)絡(luò)的容量雖然已經(jīng)很大,但還有許多應(yīng)用能力在閑置,今后隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展先導(dǎo)的信息需求也必然不斷增長(zhǎng),一定會(huì)超過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)能力,推動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的繼續(xù)發(fā)展。因此,光纖通信技術(shù)在應(yīng)用需求的推動(dòng)下,一定不斷會(huì)有新的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]王磊,裴麗.光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來[J].中國(guó)科技信息,2006,(4)
1.1.1虛電路方式
網(wǎng)絡(luò)傳輸采用虛電路方式，源節(jié)點(diǎn)在與目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信之前，首先必須建立一條虛電路（邏輯連接），路徑就是從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)，然后通過這條虛電路才能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，這條虛電路上的數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束以后，就釋放這條虛電路路徑。
1.1.2數(shù)據(jù)報(bào)文方式
我們?cè)谑褂脭?shù)據(jù)報(bào)方式時(shí)，交換機(jī)在傳輸報(bào)文數(shù)據(jù)的過程中，不必記錄每條打開的虛電路，可以建立一張路由表來指明交換機(jī)的輸出線路。而且在數(shù)據(jù)報(bào)傳輸方式中，每一個(gè)進(jìn)入的報(bào)文進(jìn)行一次路由選擇，這個(gè)選擇就由每一個(gè)交換節(jié)點(diǎn)決定，并且每個(gè)報(bào)文的路由選擇都是獨(dú)立于其他報(bào)文。
1.2電路交換技術(shù)
電路上的交換是在源地址和目的之間建立一條實(shí)在的物理專用鏈路，可以通過多路復(fù)用技術(shù)產(chǎn)生，也可以由一條實(shí)在的物理鏈路構(gòu)成。電路交換技術(shù)支持則要按需連接，在通信結(jié)束時(shí)該條鏈路就會(huì)被切斷。
2廣域網(wǎng)連接技術(shù)
我們除了使用傳統(tǒng)的公共電話交換網(wǎng)PSTN之外，還有以下種類廣域網(wǎng)連接技術(shù)。
（1）ATM：全稱：AsynchronousTransferMode（異步傳輸模式），使用的連接方式是基于信源交換。ATM歸類于高速傳輸介質(zhì)，例如E3、T、SONET。ATM網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬峰值可以達(dá)到10Gbps。
（2）X.25：X.25協(xié)議主要支持計(jì)算機(jī)（不相同的公共網(wǎng)絡(luò)上）在網(wǎng)絡(luò)層上，使用第三者中間計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。
（3）幀中繼（FR）：一種類似于X.25的高速分組的交換報(bào)文數(shù)據(jù)的通信服務(wù)。幀中繼主要用于本局域網(wǎng)與其他局域網(wǎng)之間的連接通信服務(wù)。
（4）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）：一種數(shù)據(jù)通信通過數(shù)字信道實(shí)現(xiàn)的傳輸網(wǎng)，一般是使用單點(diǎn)對(duì)單點(diǎn)或者單點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)字專線或?qū)＞W(wǎng)。（DDN）提供的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)率最低為2Mbit/s，峰值可達(dá)到45Mbit/s甚至更高。
（5）綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）：數(shù)字電話網(wǎng)絡(luò)的一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，是一種非常典型的電路的交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它主要是傳輸語音和數(shù)據(jù)，通過普通的銅纜以獲得更高的速率和質(zhì)量。ISDN是完全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)電路，連接速度和數(shù)據(jù)服務(wù)上它能夠提供穩(wěn)定的環(huán)境。
（6）同步光學(xué)網(wǎng)絡(luò)（SONET）/數(shù)字分級(jí)網(wǎng)絡(luò)（SDH）：同步光學(xué)網(wǎng)絡(luò)（SONET）是光纖高速網(wǎng)絡(luò)通信的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。SONET則是以建立起光學(xué)媒體等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)通信為目的，網(wǎng)絡(luò)帶寬介于51.8Mbit/s和10Gbit/s之間或更高。在歐洲與SONET相對(duì)等的產(chǎn)物則是SDH。
（7）交換式多兆位數(shù)據(jù)服務(wù)（SMDS）：這個(gè)是眾多寬帶技術(shù)的一種，通過IEEE802.6中的，分布排列雙總線（DQDB）方式為基礎(chǔ)。SMDS服務(wù)也可以使用銅質(zhì)的介質(zhì)或者光纖。它所支持的通信網(wǎng)絡(luò)帶寬包括DS-1的1.545Mbit/s或DS-3的44.735Mbit/s。
3數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議
在每條廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)連接上，數(shù)據(jù)報(bào)文必須先被封裝成幀，才能通過廣域網(wǎng)鏈路傳輸，這需要采用網(wǎng)絡(luò)層中鏈路層的協(xié)議。廣域網(wǎng)所使用的鏈路層協(xié)議例舉如下。
（1）HDLC：面向比特的，控制數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議之一就有HDLC，同步PPP的基礎(chǔ)也是HDLC協(xié)議。
（2）PPP：為了讓路由器到路由器和主機(jī)到網(wǎng)絡(luò)的連接暢通，通過同步電路和異步電路提供可靠協(xié)議。包括IP在內(nèi)的多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議能與PPP協(xié)同工作，PPP還內(nèi)置安全機(jī)制，如PAP和CHAP的認(rèn)證。
（3）SLIP：Internet協(xié)議中使用的串行線路，主要是TCP/IP的單點(diǎn)對(duì)單點(diǎn)進(jìn)行串行連接的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，不過目前已被PPP取代。
（4）LAPB：全稱LinkAccessProcedureBalancedforX.25，在X.25和DTE設(shè)備之間通信連接，或者DCE與DCE設(shè)備之間的通信和數(shù)據(jù)幀的組織，都是由該協(xié)議負(fù)責(zé)管理的
與普通的通信相比，光纖的損耗率要低得多。目前，光纖的損耗可以低達(dá)0.2dB/km。中繼光放大器間距可達(dá)100多km，而傳統(tǒng)的銅電纜中繼放大器間距僅為幾百米到幾千米。因此，除了用戶到小站間仍使用銅電纜，其他通信網(wǎng)中包括電視網(wǎng)、跨海洋的網(wǎng)絡(luò)全部使用光纖通信。光纖通信在長(zhǎng)距離傳輸中的優(yōu)勢(shì)非常明顯。目前光纖通信的最長(zhǎng)通信距離達(dá)到10000m以上。
1.2抗干擾能力強(qiáng)
與其他光纜相比，光纖通信具有非常明顯的優(yōu)點(diǎn)———抗電磁干擾能力極強(qiáng)。光纖通信設(shè)備的主要成分是SiO的應(yīng)用給光纖通信技術(shù)帶來無可比擬的優(yōu)勢(shì)。由于石英具有極強(qiáng)的抗腐蝕性和絕緣性，因此，應(yīng)用到光纖通訊設(shè)備上使其同樣具有較強(qiáng)的抗干擾能力。光纖通信不會(huì)受到太陽黑子活動(dòng)、電離層變化、雷電以及人為釋放的電磁等方面的干擾，這一特性使得光纖可以應(yīng)用到軍事領(lǐng)域中。
1.3安全性和保密性高
因?yàn)楣饫w主要依靠光波的全反射原理進(jìn)行傳輸，光信號(hào)完全被限制在包層內(nèi)，光波泄露的現(xiàn)象很少發(fā)生。而且一個(gè)光纜內(nèi)的很多光纖線之間也不會(huì)相互干擾，因此，光通信的抗干擾能力很強(qiáng)，保密性和安全性非常高。此外，光纖的重量很輕、體積較小，這樣既節(jié)省空間又使得設(shè)備的安裝非常方便。另外，用來制作光纖通信設(shè)備的原材料越來越豐富，而且價(jià)格低廉，穩(wěn)定性好，同時(shí)受環(huán)境溫度影響小，使用壽命很長(zhǎng)。光纖通信技術(shù)這些優(yōu)勢(shì)使其在日常生活中的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域越來越廣。
2光纖通信技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀
2.1普通單模光纖的現(xiàn)狀
光纖分為單模光纖和多模光纖兩大類。目前，普通單模光纖是我們生活中最常見的光纖。單模光纖只能傳輸一種模式的光，且對(duì)光源的譜寬及穩(wěn)定性都有較高的要求。隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展，單模光纖的傳輸距離和信息容量也在不斷增加，G652.A光纖的性能還能進(jìn)一步優(yōu)化和提高。符合ITUTG654規(guī)定的截止波長(zhǎng)的單模光纖和符合G653規(guī)定的單模光纖是對(duì)G652.A光纖進(jìn)行了改進(jìn)。
2.2接入網(wǎng)光纜的發(fā)展現(xiàn)狀
光纖接入網(wǎng)指的是以光纖為主要媒質(zhì)實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)的信息傳送。光纖接入逐漸替代原有電纜，成為通信接入網(wǎng)未來重點(diǎn)的發(fā)展方向。接入網(wǎng)光纜的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在接入網(wǎng)的光纜距離不斷縮短、分支越來越多、分插頻繁等。通常情況下，接入網(wǎng)的光纜會(huì)采用增加光纖芯數(shù)的方式來增加網(wǎng)絡(luò)容量。尤其是城市的光纖管道，由于管道內(nèi)徑有限制，只能通過增加管內(nèi)光纖芯數(shù)和光纖的集裝密度來增加網(wǎng)絡(luò)容量，同時(shí)需要減輕光纜的重量，縮小光纜的直徑。通常，接入網(wǎng)光纖使用G652普通單模光纖或G652C低水峰的單模光纖，而前者在我國(guó)使用較多。
2.3室內(nèi)光纜的發(fā)展現(xiàn)狀
室內(nèi)光纜指的是光傳輸載體（光纖）經(jīng)過一定技術(shù)手段處理而形成的線纜，通常需要同時(shí)支持語音、數(shù)據(jù)以及視頻等信號(hào)傳輸。室內(nèi)光纜主要包括綜合布線與局內(nèi)光纜兩大部分。其中綜合布線的光纜一般供用戶使用，放置在室內(nèi)用戶端，而局內(nèi)光纜放在中心局或其他各類電信機(jī)房?jī)?nèi)。室內(nèi)光纜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用容易受到建筑物本身的限制及光纜材料多樣化的影響，因此室內(nèi)光纜相對(duì)復(fù)雜。雖然其抗拉度較小，保護(hù)層也較差，但是室內(nèi)光纜仍然有經(jīng)濟(jì)、便捷、便于信息傳遞等自身優(yōu)勢(shì)。室內(nèi)光纜傳輸信息速度很快，而且具有信號(hào)穩(wěn)定、清晰、強(qiáng)烈，抗干擾性好，信息流量大等優(yōu)點(diǎn)。
2.4通信光纜的發(fā)展現(xiàn)狀
通信光纜主要包括多根光纖芯和包層組成的纜芯、外保護(hù)層，屬于全介質(zhì)光纜，是電力系統(tǒng)中最為理想的通信線路。通信光纜主要依靠電流傳輸信號(hào)，在數(shù)據(jù)信息傳輸方面具有一定優(yōu)勢(shì)，但是其傳輸信息量較小。ADSS光纜則因?yàn)槠淇梢詥为?dú)布放，比較適用于電力通信領(lǐng)域。目前我國(guó)電力系統(tǒng)改造過程中廣泛應(yīng)用ADSS光纜，但是我國(guó)通信光纜的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能仍然需要進(jìn)一步完善。
2.5塑料光纖的發(fā)展
塑料光纖在我國(guó)也得到了廣泛應(yīng)用，其成本低廉、傳輸速度較快，是優(yōu)質(zhì)的短距離信息傳輸介質(zhì)。它主要利用光的全反射或者光在塑料纖維內(nèi)的跳躍來進(jìn)行傳輸，因此在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)領(lǐng)域有巨大的潛在市場(chǎng)。塑料光纖可以應(yīng)用于海底。在海底進(jìn)行鋪設(shè)時(shí)，海底光纖使用絕緣材料包裹導(dǎo)線，同時(shí)其兩端采用激光器，大大節(jié)約成本，相應(yīng)的通話費(fèi)用也有一定的減少。
3我國(guó)光纖通信技術(shù)在未來的發(fā)展趨勢(shì)
3.1超大的容量，超長(zhǎng)的距離
超大容量、超長(zhǎng)距離的傳輸技術(shù)在我國(guó)通信技術(shù)領(lǐng)域?qū)⒂袕V闊的應(yīng)用前景。波分復(fù)用技術(shù)（WDM）通過增加單根光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)，大大提高光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量。目前1.6Tbit/s的光波分復(fù)用系統(tǒng)已經(jīng)大量商用，同時(shí)全光傳輸?shù)木嚯x也在逐漸增加。而光時(shí)分復(fù)用技術(shù)（OTDM）通過提高單信道速率來提高傳輸容量，使目前單信道最高速率達(dá)到640Gbit/s。要想進(jìn)一步提高光纖通信的傳輸速度和傳輸容量，僅僅依靠光波分復(fù)用技術(shù)或光時(shí)分復(fù)用技術(shù)是很難實(shí)現(xiàn)的，必須同時(shí)結(jié)合光時(shí)分復(fù)用和光波分復(fù)用技術(shù)，只有這樣才能進(jìn)一步提高光纖的傳輸速度和容量。
3.2光網(wǎng)絡(luò)智能化
智能化的光網(wǎng)絡(luò)是我國(guó)光纖通信技術(shù)未來非常重要的發(fā)展方向。近50年的發(fā)展歷程中，信息傳輸一直占據(jù)著光纖通信技術(shù)的主導(dǎo)地位。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)完美結(jié)合，進(jìn)一步促進(jìn)光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)朝著更高更好的方向發(fā)展?，F(xiàn)代化的光網(wǎng)絡(luò)不僅能實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的傳輸，同時(shí)結(jié)合計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、自動(dòng)發(fā)現(xiàn)功能及更加完善的自我保護(hù)修復(fù)能力，真正形成智能化的光網(wǎng)絡(luò)。
SDH光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)里的使用解決了PDH光纖通信使用存在的問題，并在此基礎(chǔ)上有所突破，讓鐵路通信系統(tǒng)更加穩(wěn)定和流暢。借助SDH設(shè)備構(gòu)成的具備自愈保護(hù)作用的環(huán)網(wǎng)形式，能在傳輸媒體主要信號(hào)中斷的時(shí)候自動(dòng)利用自愈網(wǎng)及時(shí)恢復(fù)正常的通信狀態(tài)。相較于與PDH技術(shù)，SDH技術(shù)有四個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：一是網(wǎng)絡(luò)管理能力更強(qiáng)；二是比特率和接口標(biāo)準(zhǔn)均統(tǒng)一，讓各個(gè)廠家設(shè)備間的互聯(lián)成為了可能；三是提出“自愈網(wǎng)”這一新理論，能在傳輸媒體主要信號(hào)中斷時(shí)及時(shí)恢復(fù)正常；四是運(yùn)用字節(jié)復(fù)接技術(shù)，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)各個(gè)支路信號(hào)。鑒于SDH光纖通信技術(shù)有諸多優(yōu)點(diǎn)，所以在鐵路通信網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃里，已經(jīng)明確提出了要著重發(fā)展基于同步數(shù)字系列（SDH）基礎(chǔ)上的傳送網(wǎng)[2]。就以xx鐵路為例，該鐵路基于新敷設(shè)20芯光纜里的其中4芯光纖基礎(chǔ)上，開設(shè)SDH2.5Gb/s（1+1）光同步傳輸系統(tǒng)為長(zhǎng)途傳輸網(wǎng)，在鐵路的相應(yīng)經(jīng)過點(diǎn)均設(shè)置了SDH2.5Gb/sADM設(shè)備，并借助622Mb/s光口同接入層傳輸設(shè)備相連，發(fā)揮上聯(lián)和保護(hù)作用。此外，還借助2芯光纖開設(shè)了SDH622Mb/s（1+0）光同步傳輸系統(tǒng)，將其作為當(dāng)?shù)氐闹欣^網(wǎng)，并在鐵路相應(yīng)經(jīng)過點(diǎn)以及新開設(shè)的各個(gè)中間站和線路新設(shè)置了SDH622Mb/s設(shè)備。
1.2DWDM光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
DWDM光纖通信技術(shù)是借助單模光纖寬帶與損耗低的特點(diǎn)，由多個(gè)波長(zhǎng)構(gòu)成載波，許可各個(gè)載波信道能同時(shí)在同一條光纖里傳輸，如此一來，在給定信息傳輸容量的情況西夏，就能降低所需光纖的總量。使用DWDM技術(shù)，單根光纖能傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)流量可以高達(dá)400Gb/s。DWDM技術(shù)最顯著的優(yōu)點(diǎn)就是其協(xié)議與傳輸速度是沒有關(guān)聯(lián)的，以DWDM技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)可以使用IP協(xié)議、以太網(wǎng)協(xié)議、ATM等進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，每秒處理數(shù)據(jù)流量在100Mb~2.5Gb之間。也就是說，以DWDM技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)能在同一個(gè)激光信道上以各種傳輸速度傳輸各種類型的數(shù)據(jù)流量。當(dāng)前，在國(guó)內(nèi)鐵路通信網(wǎng)里DWDM技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，其中滬杭-浙贛鐵路干線就是國(guó)內(nèi)第一條使用DWDM光纖傳輸系統(tǒng)的鐵路。此外，京九、武廣等鐵路的DWDM光纖傳輸系統(tǒng)也在建設(shè)與使用中。就拿京九鐵路來說，京九鐵路線使用的是具有開放性的DWDM系統(tǒng)和設(shè)備，能兼容各種工作波長(zhǎng)以及廠商的SDH設(shè)備。波道數(shù)量為16，波道速率基礎(chǔ)為每秒2.5Gb，借助京九線20芯光纜里的2芯G.652單模光纖，使用單纖單向傳輸?shù)姆绞?，也就是說相同波長(zhǎng)在兩個(gè)方向上都能多次使用，光接口滿足ITU-TG.692協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)。
新技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了社會(huì)文明的進(jìn)步，當(dāng)前的激光通信技術(shù)已在諸多的領(lǐng)域得到了應(yīng)用，激光通信技術(shù)主要就是以大氣或者是自由空間作為媒介，然后通過載波激光在大氣中傳輸有效的信息。也就是先將聲音信號(hào)調(diào)制到激光束上，再將信號(hào)的激光發(fā)送出去。根據(jù)不同的應(yīng)用范圍能夠?qū)⒓す馔ㄐ欧譃闊o線和光纖兩種類型的激光通信[1]。
1.2激光通信技術(shù)的主要特征分析
激光通信技術(shù)自身有限鮮明的特點(diǎn)，激光通信技術(shù)在安裝方面較為簡(jiǎn)單，在地形地貌等應(yīng)用上的適應(yīng)性比較強(qiáng)。能夠?qū)Ω鞣N臨時(shí)性的通信以及迅速搶險(xiǎn)通信等條件得到滿足。和微波通信相比較而言激光通信在空間上的占有資源也相對(duì)比較小。并且在抗電磁干擾以及保密性方面都比較強(qiáng)，這些優(yōu)點(diǎn)使其在實(shí)際的應(yīng)用上比較廣泛，在未來的發(fā)展過程中這也是一個(gè)必然的趨勢(shì)。
2激光通信技術(shù)在實(shí)際生活中的應(yīng)用及前景展望
2.1激光通信技術(shù)在實(shí)際生活中的應(yīng)用分析
在激光通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用是多方面的，無線激光通信主要是綜合了光纖通信以及微波通信的優(yōu)點(diǎn)，所以在城域網(wǎng)當(dāng)中的應(yīng)用就比較適合。在企事業(yè)當(dāng)中的內(nèi)部網(wǎng)的連接當(dāng)中能夠得到有效應(yīng)用，校園網(wǎng)以及大型的企業(yè)等內(nèi)部網(wǎng)的建設(shè)過程中，有時(shí)會(huì)存在著急需連接使用通信的情況，在一定的程度上激光通信技術(shù)是光纖技術(shù)的一種補(bǔ)充，在城市化的發(fā)展速度不斷加快過程中，樓寓間的通信和移動(dòng)間的通信倘若是利用光纖就比較的麻煩，并且還會(huì)影響城市外觀環(huán)境，在通信盲區(qū)情況下通常是采用光纖直放站加以應(yīng)對(duì)，這樣就能夠?qū)⒐饫w和激光通信技術(shù)兩者得到補(bǔ)充應(yīng)用，從而形成兩個(gè)基站間的鏈路。另外，將激光通信技術(shù)在移動(dòng)通信當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用也能夠起到很好的效果。在現(xiàn)階段我國(guó)的通信領(lǐng)域當(dāng)中，最為活躍以及發(fā)展最為快速的就是移動(dòng)通信。在移動(dòng)電話使用量不斷上升的情況下，這給無線網(wǎng)絡(luò)的容量和帶寬提出了更高的要求，怎樣能夠?qū)⒂邢薜馁Y源得到充分利用，這也是當(dāng)前的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商所面臨的重大課題。
激光通信技術(shù)作為一種新型的接入技術(shù)，其自身有著顯著的優(yōu)點(diǎn)，這也為移動(dòng)通信領(lǐng)域?qū)ζ涞膽?yīng)用提供了良好的條件。在具體的應(yīng)用過程中，主要就是將主干網(wǎng)在最近距離的天線間采取光纖進(jìn)行對(duì)其連接，然后通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器通過相應(yīng)的設(shè)備和天線得到有效連接，這樣在一定距離內(nèi)就能夠形成一個(gè)有效的基站，進(jìn)而就能夠在這一技術(shù)的作用下實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。再者就是在高壓電工作過區(qū)當(dāng)中的應(yīng)用，在這一應(yīng)用當(dāng)中的作用主要就是采集以及傳輸信息，在實(shí)際工程應(yīng)用過程中將供電站的變壓器工作數(shù)據(jù)傳輸?shù)降蛪簠^(qū)加以檢測(cè)，倘若是通過光纖進(jìn)行實(shí)施就會(huì)造成環(huán)境的污染以及表面聚集塵土而發(fā)生導(dǎo)電情況發(fā)生。所以在這一情況下，通過激光通信技術(shù)就比較優(yōu)越，能夠通過空氣隔離的方法絕緣，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)安全可靠對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸[3]。在具體的應(yīng)用步驟上主要就是把光發(fā)射天線安裝在高壓區(qū)，接收天線安裝在低壓區(qū)，這樣就可以通過高壓發(fā)射天線在空氣的媒介下傳遞給低壓的接收天線，這樣就實(shí)現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)的傳輸。
2.2激光通信技術(shù)的發(fā)展前景展望
隨著我國(guó)的科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，激光通信技術(shù)在應(yīng)用的空間上也會(huì)逐漸的擴(kuò)大，不管是在應(yīng)用的領(lǐng)域還是研究的領(lǐng)域都將會(huì)取得更加優(yōu)異的成果。在將來的激光通信技術(shù)的發(fā)展前景方面，激光通信技術(shù)的應(yīng)用將更加廣泛，這也是通過這一技術(shù)自身的優(yōu)勢(shì)決定的。其中對(duì)遠(yuǎn)距離的無線傳輸問題得到了解決，并實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星技術(shù)和激光通信技術(shù)的共相發(fā)展，這些對(duì)位激光通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在激光通信技術(shù)的不斷完善過程中，這一技術(shù)將會(huì)成為城市網(wǎng)絡(luò)通信的一個(gè)重要手段。以往的光纖技術(shù)的應(yīng)用過程中，為人們的生活提供了很大的方便，但社會(huì)的進(jìn)步不能停留于這一層面，尤其是當(dāng)前的城鎮(zhèn)化建設(shè)的速率加快，光纖技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用上已經(jīng)顯得愈來愈存在著不足。而激光通信技術(shù)避免了影響交通、建筑等弊端，并對(duì)環(huán)境沒有危害，在安全性能上相對(duì)較高，所以在將來的技術(shù)不斷完善下，激光通信技術(shù)將會(huì)取代光纖技術(shù)，為城市的網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)提供技術(shù)上的重要支持。與此同時(shí)，激光通信技術(shù)的不斷發(fā)展完善，將會(huì)在通信的領(lǐng)域范圍內(nèi)帶來一場(chǎng)技術(shù)上的變革。在通信的領(lǐng)域當(dāng)中，一些新技術(shù)的涌現(xiàn)，將會(huì)對(duì)通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生很大的影響，從而推動(dòng)其變革，使得技術(shù)上的革新成為是通信領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)主流。最終，愈來愈多的通信技術(shù)的涌現(xiàn)，將會(huì)對(duì)通信領(lǐng)域的發(fā)展在技術(shù)上得到強(qiáng)有力的保障。
1.2在光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用第一，在接入網(wǎng)中的應(yīng)用。光纖接入網(wǎng)的接入方式可分為無源接入和有源接入兩種，其中，無源光網(wǎng)絡(luò)是一種非常優(yōu)質(zhì)的接入方式，具有低成本、光纖少、中心局終端少、雷電影響小、電磁干擾少等優(yōu)點(diǎn)，后期的運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本也較少，其擴(kuò)展性強(qiáng)，能隨著技術(shù)的發(fā)展而升級(jí)改造。帶寬大、傳輸距離可達(dá)20km。正是由于諸多的優(yōu)點(diǎn)無源光網(wǎng)絡(luò)接入方式成為光纖接入網(wǎng)的首選接入方式，其中，上行接入技術(shù)乃技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)，不能采用以往的以太網(wǎng)CSMA/CD媒體接入控制方式進(jìn)行上行接入，可以將光波分復(fù)用技術(shù)應(yīng)用到其中，進(jìn)行上行接入?；诠獠ǚ謴?fù)用技術(shù)的波分多址上行接入方式以波長(zhǎng)為用戶端ONU的標(biāo)識(shí)，實(shí)現(xiàn)上行接入，具有較大的帶寬，能充分利用光纖的大帶寬，實(shí)現(xiàn)對(duì)稱寬帶接入。同時(shí)，該種接入方式還能有效解決ONU測(cè)距、快速比特同步等困難，在網(wǎng)絡(luò)管理和系統(tǒng)升級(jí)方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。隨著光波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展，光波分復(fù)用器材價(jià)格越來越低，性能越來越優(yōu)，這有效推動(dòng)了無源光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。第二，在城域網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用。傳統(tǒng)電信城域網(wǎng)無法適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)突變性特點(diǎn)，承載多業(yè)務(wù)的帶寬效率低。因此，當(dāng)前城域網(wǎng)發(fā)展的目標(biāo)為面向數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)應(yīng)用的IP優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)?；贗P和光波分復(fù)用技術(shù)建設(shè)的城域網(wǎng)成為新型城域網(wǎng)的主要方案，其采用IPoverWDM傳輸技術(shù)，就是使IP數(shù)據(jù)包直接在光路上跑，減少網(wǎng)絡(luò)層之間的冗余部分，該方法省去了中間的ATM層和SDH層，傳輸效率高、運(yùn)行成本低，用戶網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用少，非常適合于城域網(wǎng)建設(shè)。從通信協(xié)議角度來講，該方案的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層次為IP業(yè)務(wù)層和光網(wǎng)絡(luò)層，光網(wǎng)絡(luò)層又可以分成光網(wǎng)絡(luò)適配子層、光復(fù)用子層、光傳輸子層，其中，光復(fù)用子層為核心，它完成光復(fù)用協(xié)議的相關(guān)內(nèi)容，復(fù)用帶寬、保護(hù)線路、定位故障點(diǎn)。該方案有效應(yīng)用了光纖的巨大帶寬資源，提高帶寬和傳輸速率，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式、調(diào)制方式的透明化，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有通信網(wǎng)的兼容，支持網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，具有極高的推廣性和生存性。同時(shí)，該方案也有一定缺點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)管理與其傳輸?shù)男盘?hào)和網(wǎng)管分離開來，只是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方式，沒有實(shí)現(xiàn)真正意義上的光網(wǎng)絡(luò)。在光纖通信系統(tǒng)中，若沒有應(yīng)用光波分復(fù)用技術(shù)，則需要多投入n-1根光纖，若光纖通信方式為多個(gè)用戶協(xié)同工作，則適用光波分復(fù)用技術(shù)能更好突出光波分復(fù)用技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)單根光纖傳輸容量成幾倍乃至幾十倍的增長(zhǎng)，更好利用現(xiàn)有的光纖帶寬資源。在遠(yuǎn)距離運(yùn)輸中，適用WDM技術(shù)有助于節(jié)省大量光纖，降低光纖通信系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)成本。WDM以波長(zhǎng)路由代替?zhèn)鹘y(tǒng)電子信號(hào)路由，以解復(fù)用器代替光電轉(zhuǎn)換交換器，消除延遲轉(zhuǎn)發(fā)等瓶頸問題，保證傳輸?shù)耐该餍??？偠灾?，光波分?fù)用技術(shù)在光纖通信系統(tǒng)中有廣闊的應(yīng)用空間，能帶來良好的應(yīng)用效果，值得大力推廣。
1.3光波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)隨著光波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，光纖通信朝著高速率、大傳輸容量方向發(fā)展，光纖通信對(duì)光波分復(fù)用技術(shù)提出更高要求，進(jìn)一步推動(dòng)光波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展。作為一種對(duì)米元件依賴性強(qiáng)的技術(shù)，未來的WDM技術(shù)發(fā)展方向是研發(fā)出更多新的、性能更好的米元件，開發(fā)低價(jià)的小型集成光元件，如：放大器、光交叉連接器、光分插復(fù)用器、濾波器、信號(hào)調(diào)節(jié)器、光存儲(chǔ)器等。其實(shí)現(xiàn)互通性和標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)，還必須實(shí)現(xiàn)傳輸協(xié)議和網(wǎng)關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范化。伴隨著光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展，以WDM為基礎(chǔ)的光網(wǎng)絡(luò)層將逐步實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)用戶與光纖通信網(wǎng)絡(luò)的親密接觸，到時(shí)候，人們可以利用WDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)可視電視、可視會(huì)議、遠(yuǎn)程技術(shù)等支援，進(jìn)行語音、數(shù)據(jù)、圖像等多媒體信息的傳輸、處理和交換。簡(jiǎn)單來說，WDM技術(shù)的完善將推動(dòng)廣電數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，用戶對(duì)廣電數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的需求又成為WDM發(fā)展的巨大推動(dòng)力。WDM技術(shù)第一次實(shí)現(xiàn)了電信號(hào)到光信號(hào)的轉(zhuǎn)換，它標(biāo)志著光通信時(shí)代的到來。當(dāng)前的研究重點(diǎn)是密集波分復(fù)用技術(shù)，其商用水平為320Gbit/s，也就是說，一對(duì)光纖可傳送400萬話路，商用系統(tǒng)的傳輸能力僅是單根光纖傳輸容量的百分之一。在光纖網(wǎng)絡(luò)中，F(xiàn)TTH解決的是光纖通信“最后一公里”的問題，日本、美國(guó)、韓國(guó)緊鑼密鼓的建設(shè)FTTH網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行大規(guī)模建設(shè)，將光波分復(fù)用就似乎應(yīng)用其中，發(fā)展成為今天的WDM-PON。在我國(guó)，F(xiàn)TTH網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)越來越多，且理論也較為完善，但卻還媒體一項(xiàng)技術(shù)被認(rèn)為是完善的技術(shù)，這個(gè)時(shí)候充分利用無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則是可行的一種選擇，推動(dòng)光波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展，逐漸根據(jù)社會(huì)需求，采用WDM-PON方式建設(shè)FTTH網(wǎng)絡(luò)。
光纖接入網(wǎng)技術(shù)利用傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)用戶接入光纖，共同實(shí)現(xiàn)光纖接入網(wǎng)下信息傳輸效果的持續(xù)提升，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)信息傳輸?shù)募夹g(shù)性突破，滿足人們對(duì)信息傳輸速度的需求。光纖用戶接入技術(shù)發(fā)展起著關(guān)鍵作用。FTTH是光纖接入網(wǎng)發(fā)展的一種最終形式，光纖接入網(wǎng)以光網(wǎng)絡(luò)單位（0NU）的位置所在，分為FTTH、光纖到大樓（FTTB）、光纖到駐地（FTTP）、光纖到路邊(FTTC)等幾種情況。目前，以”千兆到小區(qū)、百兆到大樓、十兆到用戶”為基礎(chǔ)的光纖+五類纜接入方式（FTTx+LAN）非常適合我國(guó)國(guó)情。它適用于用戶相對(duì)集中的小區(qū)、大專院校、企事業(yè)單位及人口密集的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。這種光纖接入方式的上傳和下傳帶寬，能夠?qū)崿F(xiàn)高速上網(wǎng)或企業(yè)局域網(wǎng)間的高速互聯(lián)，滿足不同客戶群體對(duì)不同速率的需求。
1.2光纖波分復(fù)用技術(shù)
光纖波分復(fù)用技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的重要組成部分，充分表現(xiàn)了現(xiàn)代光纖通信技術(shù)發(fā)展的主要特點(diǎn)。在ITU-T標(biāo)準(zhǔn)中，通過引入控制層面，使網(wǎng)絡(luò)具有自動(dòng)連接建立和修改功能，以及提高連接恢復(fù)能力。光纖網(wǎng)絡(luò)控制層面本身能夠支撐不同的技術(shù)，不同的業(yè)務(wù)需求及不同的功能組合。光纖波分復(fù)用技術(shù)主要是應(yīng)用波分復(fù)用器對(duì)廣信信息傳輸出現(xiàn)的損耗進(jìn)行控制，保證寬帶資源的有效獲取。同時(shí)在光波頻率根據(jù)波長(zhǎng)的不同情況對(duì)光纖損耗情況進(jìn)行獨(dú)立性信息發(fā)送，充分發(fā)揮波分復(fù)用器的效果將信息數(shù)據(jù)進(jìn)行整合。波分復(fù)用器能夠?qū)⒉煌盘?hào)波長(zhǎng)進(jìn)行傳輸，承載電信光纖通信技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
1.3光聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)
目前，在擴(kuò)充骨干網(wǎng)、迅速普及應(yīng)用DWDM系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下，我國(guó)光網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)已出現(xiàn)巨大變化，光傳送網(wǎng)的角色由原來大容量帶寬傳送轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁┒说蕉说姆?wù)連接。電信運(yùn)營(yíng)商在電路交換轉(zhuǎn)變?yōu)榉纸M交換過程中，在光層網(wǎng)絡(luò)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了傳輸功能和交換功能，而全光網(wǎng)絡(luò)以其良好的透明性、波長(zhǎng)路由特性、兼容性和可擴(kuò)展性，成為下一代高速（超高速）寬帶網(wǎng)絡(luò)的首選。光纖接入網(wǎng)技術(shù)和光纖波分復(fù)用技術(shù)的創(chuàng)新推廣應(yīng)用中，光分插復(fù)用器（OADM）和光交叉連接設(shè)備（OXC）的成功研制，使得二者能夠在基礎(chǔ)通信設(shè)備基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)光路交叉，為光聯(lián)網(wǎng)起步奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，能夠進(jìn)一步擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提升網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的透明性，使全光聯(lián)網(wǎng)成為可能，掀起了SDH電聯(lián)網(wǎng)之后又一次新的光通信發(fā)展，建設(shè)一個(gè)最大透明、高度靈活的和超大容量的國(guó)家骨干網(wǎng)絡(luò)不僅可以為未來的國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施（NII）奠定一個(gè)堅(jiān)實(shí)的物理基礎(chǔ)，而且對(duì)應(yīng)我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)騰飛及國(guó)家安全有極其重要的戰(zhàn)略意義。
1.4全新一代光纖
全新一代光纖是新時(shí)期電信光纖通信技術(shù)應(yīng)用的核心內(nèi)容。新的光傳輸網(wǎng)分為三層：光通路層（Och）支持終端到終端的傳送客戶信號(hào)。OMS光復(fù)用層把許多光波復(fù)用到一起后傳動(dòng)到光纖中。OTS光傳送層把客戶信號(hào)映射到單一的光道，再將許多單一的光道復(fù)用在一起后送上光纖。全新一代光纖具有頻帶寬通信容量大、損耗低，中繼距離長(zhǎng)、抗電磁干擾、無串音保密性好等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。根據(jù)電信網(wǎng)絡(luò)服內(nèi)容不同，創(chuàng)新了傳統(tǒng)光纖發(fā)展模式，呈現(xiàn)出大容量、長(zhǎng)距離傳輸?shù)葍?yōu)勢(shì)。
二、電信光纖通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的優(yōu)勢(shì)分析
伴隨中國(guó)城鎮(zhèn)化等宏觀經(jīng)濟(jì)政策調(diào)整，我國(guó)城鄉(xiāng)每年舊城改造和新屋建設(shè)達(dá)到20多億平方米，至少可以容納2000萬戶新居或數(shù)百萬個(gè)企業(yè)，為光寬網(wǎng)建設(shè)提供了幾乎海量的外在條件。伴隨信息華社會(huì)的發(fā)展，人們隨時(shí)隨地辦公、生活、學(xué)習(xí)、購物、娛樂的內(nèi)在需求日益凸現(xiàn)，建設(shè)安全的全光信息網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)提升為國(guó)家戰(zhàn)略?？茖W(xué)技術(shù)水平提升使電信光纖通信技術(shù)提供的服務(wù)質(zhì)量能夠不斷的滿足人們的要求。電信光纖通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)優(yōu)勢(shì)明顯，傳輸速度快、傳輸容量擴(kuò)大，并且在長(zhǎng)距離下實(shí)現(xiàn)信息容量提升、完善全光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在未來電信光纖通信技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r下信息數(shù)據(jù)傳輸水平會(huì)在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展下實(shí)現(xiàn)高速發(fā)展。電信光纖通信技術(shù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義。
2.1全光網(wǎng)絡(luò)
電信光纖通信技術(shù)發(fā)展中全光網(wǎng)絡(luò)是重要的組成部分，同時(shí)也是電信光纖通信技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵核心，是人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)需求發(fā)展的表現(xiàn)。全光網(wǎng)絡(luò)(ASON)在路由和信令控制下，完成自動(dòng)交換連接功能。它首次將信令和選路引入傳送網(wǎng)，通過智能的控制層面來建立呼叫和連接，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的路由設(shè)置、端到端業(yè)務(wù)調(diào)度和網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)恢復(fù)。探究全光網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)對(duì)電信光纖通信技術(shù)進(jìn)行研究，能夠更好的實(shí)現(xiàn)電信光纖通信技術(shù)應(yīng)用的全面發(fā)展。我國(guó)對(duì)電信光纖通信技術(shù)不斷進(jìn)行研究，創(chuàng)新了技術(shù)發(fā)展模式，在應(yīng)用上取得了較大發(fā)展。伴隨國(guó)務(wù)院《“寬帶中國(guó)”戰(zhàn)略及實(shí)施方案》的推進(jìn)，聯(lián)通等通信運(yùn)營(yíng)商加大力度推行“城鄉(xiāng)一體化”光網(wǎng)改造工程，通過全光網(wǎng)絡(luò)的方式向?qū)拵е袊?guó)目標(biāo)靠近，不斷地滿足社會(huì)對(duì)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)光纖通信技術(shù)的應(yīng)用需求。
2.2多業(yè)務(wù)承載能力
新時(shí)期為了進(jìn)一步促進(jìn)電信市場(chǎng)的發(fā)展，需要對(duì)電信市場(chǎng)發(fā)展模式進(jìn)行改革創(chuàng)新，對(duì)運(yùn)營(yíng)模式進(jìn)行重組改制，實(shí)現(xiàn)電信業(yè)務(wù)多元化發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)光纖接入技術(shù)的應(yīng)用能夠承載更多的業(yè)務(wù)項(xiàng)目，強(qiáng)化基礎(chǔ)型承載業(yè)務(wù)水平，移動(dòng)基站回傳、語音等服務(wù)都是多業(yè)務(wù)承載能力提升的重點(diǎn)內(nèi)容。從提高傳輸通道變?yōu)樘岣吖鈽I(yè)務(wù)的解決方案，使光網(wǎng)絡(luò)能夠提高多種高質(zhì)量的帶寬應(yīng)用與服務(wù)，包括：1、OVPN;2、業(yè)務(wù)SLA;3、帶寬出租、帶寬批發(fā)、帶寬貿(mào)易、實(shí)時(shí)計(jì)費(fèi)；4、流量工程；5、分布式恢復(fù)；6、SPC（軟永久連接）/SC（交換連接）/PC（永久連接）。傳統(tǒng)接入網(wǎng)系統(tǒng)主要采用對(duì)接式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種模式在一定程度上提升了運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)管理成本投入，使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)濟(jì)效益受到影響。高接入帶寬接入網(wǎng)應(yīng)用之后能夠更好的使系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)高效運(yùn)行，建立統(tǒng)一系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)。電信光纖接入技術(shù)促進(jìn)多業(yè)務(wù)承載能力的同時(shí)保證了系統(tǒng)客戶的應(yīng)用安全有效性，業(yè)務(wù)發(fā)展保證服務(wù)水平質(zhì)量提升，同時(shí)能夠承載更多的系統(tǒng)業(yè)務(wù)，并且針對(duì)個(gè)人系統(tǒng)應(yīng)用要求強(qiáng)化電信光纖通信技術(shù)。除此之外，還能夠提供高可靠性接入、高精度時(shí)鐘傳送、有效滿足針對(duì)移動(dòng)基站的回傳業(yè)務(wù)。
Abstract: Due to the optical fiber communication with low loss, wide bandwidth, large capacity, small volume, light weight, resistance to electromagnetic interference, is not easy to crosstalk and other advantages, has been the industry favor, very rapid development. This paper describes the characteristics, optical fiber communication technology, and analyzes its advantages, and puts forward some corresponding countermeasures for the development of optical fiber communication in our country, to promote its development trend.
Key words: optical fiber communication technology; trend; FTTH; all-optical network
中圖分類號(hào):TN91文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
1 光纖通信技術(shù)
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?。在光纖通信系統(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(gòu)造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔(dān)心接地回路，光纖之間的串繞非常??；光波在光纖中傳輸，不會(huì)因?yàn)楣庑盘?hào)泄漏而擔(dān)心傳輸?shù)男畔⒈蝗烁`聽；光纖的芯很細(xì)，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。
光纖通信在技術(shù)功能構(gòu)成上主要分為：(1)信號(hào)的發(fā)射；(2)信號(hào)的合波；(3)信號(hào)的傳輸和放大； (4)信號(hào)的分離；(5)信號(hào)的接收。
2 光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)
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。對(duì)于單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)，由于終端設(shè)備的電子瓶頸效應(yīng)而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢(shì)。通常采用各種復(fù)雜技術(shù)來增加傳輸?shù)娜萘?，特別是現(xiàn)在的密集波分復(fù)用技術(shù)極大地增加了光纖的傳輸容量。目前，單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。
損耗低 ，中繼距離長(zhǎng)。目前，商品石英光纖損耗可低于0～20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都低；若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(duì)于一個(gè)長(zhǎng)途傳輸線路，由于中繼站數(shù)目的減少，系統(tǒng)成本和復(fù)雜性可大大降低。
抗電磁干擾能力強(qiáng)。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(gè)重要特性是光波導(dǎo)對(duì)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(dòng)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(shè)或與電力導(dǎo)體復(fù)合構(gòu)成復(fù)合光纜。這一點(diǎn)對(duì)于強(qiáng)電領(lǐng)域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利。由于能免除電磁脈沖效應(yīng)，光纖傳輸系還特別適合于軍事應(yīng)用。
無串音干擾，保密性好。在電波傳輸?shù)倪^程中，電磁波的泄漏會(huì)造成各傳輸通道的串?dāng)_，而容易被竊聽，保密性差。光波在光纖中傳輸，因?yàn)楣庑盘?hào)被完善地限制在光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，而任何泄漏的射線都被環(huán)繞光纖的不透明包皮所吸收，即使在轉(zhuǎn)彎處，漏出的光波也十分微弱，即使光纜內(nèi)光纖總數(shù)很多，相鄰信道也不會(huì)出現(xiàn)串音干擾，同時(shí)在光纜外面，也無法竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>
3 光纖通信技術(shù)應(yīng)用的主要對(duì)策
波長(zhǎng)就是一個(gè)信號(hào)系統(tǒng)，把從前的電路交換，換成當(dāng)前的光路交換。這種交換系統(tǒng)就是把光的傳輸和交換融為一體，把交換給取消了。希望今年能作出一個(gè)演示系統(tǒng)。這個(gè)問題是最簡(jiǎn)單最有效的解決如此困惑傳輸高速路的問題，寬帶推廣應(yīng)用就有很好的基礎(chǔ)。
第一個(gè)是可變波長(zhǎng)激光器、高頻調(diào)制器；第二是波分復(fù)用/解復(fù)用器/濾波器；第三是增益平坦和鎖定的SCL 波段放大器；第四是RAMAN 放大器；第五是高頻光探測(cè)器、MEMS光開關(guān)。我國(guó)建立環(huán)保型的微電子和光電子的生產(chǎn)基地，我國(guó)的硅石材料是非常豐富的。多晶硅是未來最清潔的能源。
21 世紀(jì)，要發(fā)展光網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)通信式的結(jié)合，這是一個(gè)很大的商機(jī)。光網(wǎng)絡(luò)與毫米波的結(jié)合，如果成功的話，也是很大的具有革命性的進(jìn)步。再一個(gè)是制造高精度的光纖陀螺。這不僅僅是未來航空系統(tǒng)，導(dǎo)彈系統(tǒng)要用它，國(guó)外的汽車?yán)锩嬉灿型勇荨４送?，新型?shí)用化電流傳感器、電壓傳感器，光纖光柵應(yīng)力傳感器，光纖光柵溫度傳感器。
雖然這幾年來，我國(guó)光纜電纜技術(shù)有很大發(fā)展，有一些具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)已在發(fā)揮作用，但是應(yīng)該看到這種比例仍是很小的，國(guó)內(nèi)有近200 家光纖光纜廠，但大多產(chǎn)品單一，沒有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，技術(shù)含量較低，競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。實(shí)際上我國(guó)的光纖光纜技術(shù)應(yīng)該說與國(guó)際水平己差距下大，因此我們作為世界第二的光纜大國(guó)，應(yīng)該把開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)作為我們工作的重中之重，爭(zhēng)取創(chuàng)造更多的光纖光纜專利。
西部大開發(fā)是國(guó)家的重大策略，國(guó)家制定了有利的政策，政府對(duì)發(fā)展通信等行業(yè)也給予了大力的支持。西部是一個(gè)地域復(fù)雜、分布較寬、通信相對(duì)落后的地區(qū)。經(jīng)濟(jì)大發(fā)展中，通信要先行，需要一些與之相適應(yīng)的光纖光纜及通信電纜的先進(jìn)產(chǎn)品來配合發(fā)展的需求。因此，符合條件的產(chǎn)品將會(huì)在這里找到很好的市場(chǎng)，光纖光纜和通信電纜的各種技術(shù)、產(chǎn)品及成果都會(huì)在西部開發(fā)中得到發(fā)揮。
4 光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
對(duì)光纖通信而言, 超高速度、超大容量、超長(zhǎng)距離一直都是人們追求的目標(biāo), 光纖到戶和全光網(wǎng)絡(luò)也是人們追求的夢(mèng)想。
(1) 光纖到戶
現(xiàn)在移動(dòng)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, 人們依然追求性能相對(duì)占優(yōu)的固定終端, 希望實(shí)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(shù)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(dāng), 這使FTTH 的實(shí)用化成為可能。據(jù)報(bào)道, 1997 年日本NTT 公司就開始發(fā)展FTTH, 2000年后由于成本降低而使用戶數(shù)量大增。美國(guó)在2002 年前后的12 個(gè)月中, FTTH 的安裝數(shù)量增加了200%以上。在我國(guó), 光纖到戶也是勢(shì)在必行, 光纖到戶的實(shí)驗(yàn)網(wǎng)已在武漢、成都等市開展, 預(yù)計(jì)2012 年前后, 我國(guó)從沿海到內(nèi)地將興起光纖到戶建設(shè)?？梢哉f光纖到戶是光纖通信的一個(gè)亮點(diǎn), 伴隨著相應(yīng)技術(shù)的成熟與實(shí)用化, 成本降低到能承受的水平時(shí), FTTH 的大趨勢(shì)是不可阻擋的。
(2) 全光網(wǎng)絡(luò)
傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)間的全光化, 但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)處仍用電器件, 限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康奶岣? 因此真正的全光網(wǎng)絡(luò)成為非常重要的課題。全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點(diǎn)代替電節(jié)點(diǎn), 節(jié)點(diǎn)之間也是全光化, 信息始終以光的形式進(jìn)行傳輸與交換, 交換機(jī)對(duì)用戶信息的處理不再按比特進(jìn)行, 而是根據(jù)其波長(zhǎng)來決定路由。全光網(wǎng)絡(luò)具有良好的透明性、開放性、兼容性、可靠性、可擴(kuò)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(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 組網(wǎng)非常靈活, 可以隨時(shí)增加新節(jié)點(diǎn)而不必安裝信號(hào)的交換和處理設(shè)備。當(dāng)然全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展并不可能獨(dú)立于眾多通信技術(shù), 它必須要與因特網(wǎng)、ATM網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等相融合。目前全光網(wǎng)絡(luò)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(shì)上看, 形成一個(gè)真正的、以WDM技術(shù)與光交換技術(shù)為主的光網(wǎng)絡(luò)層, 建立純粹的全光網(wǎng)絡(luò), 消除電光瓶頸已成未來光通信發(fā)展的必然趨勢(shì), 更是未來信息網(wǎng)絡(luò)的核心, 也是通信技術(shù)發(fā)展的最高級(jí)別, 更是理想級(jí)別。
5 結(jié)束語
現(xiàn)在光通信網(wǎng)絡(luò)的容量雖然已經(jīng)很大，但還有許多應(yīng)用能力在閑置，今后隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展先導(dǎo)的信息需求也必然不斷增長(zhǎng)，一定會(huì)超過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)能力，推動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的繼續(xù)發(fā)展。因此，光纖通信技術(shù)在應(yīng)用需求的推動(dòng)下，一定不斷會(huì)有新的發(fā)展。
引言
近年來隨著傳輸技術(shù)和交換技術(shù)的不斷進(jìn)步，核心網(wǎng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了光纖化、數(shù)字化和寬帶化。同時(shí)，隨著業(yè)務(wù)的迅速增長(zhǎng)和多媒體業(yè)務(wù)的日益豐富，使得用戶住宅網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求也不只局限于原來的語音業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的需求已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢(shì)，現(xiàn)有的語音業(yè)務(wù)接入網(wǎng)越來越成為制約信息高速公路建設(shè)的瓶頸，成為發(fā)展寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的障礙。
一、光纖通信技術(shù)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?。在光纖通信系統(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(gòu)造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔(dān)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(huì)因?yàn)楣庑盘?hào)泄漏而擔(dān)心傳輸?shù)男畔⒈蝗烁`聽，光纖的芯很細(xì)，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。
二、光纖通信技術(shù)優(yōu)勢(shì)
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，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(zhǎng)窗口，單模光纖具有幾十GHz·km的寬帶。對(duì)于單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)，由于終端設(shè)備的電子瓶頸效應(yīng)而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢(shì)。通常采用各種復(fù)雜技術(shù)來增加傳輸?shù)娜萘浚貏e是現(xiàn)在的密集波分復(fù)用技術(shù)極大地增加了光纖的傳輸容量。采用密集波分復(fù)術(shù)可以擴(kuò)大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目前，單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps，采用密集波分復(fù)術(shù)實(shí)現(xiàn)的多波長(zhǎng)傳輸系統(tǒng)的傳輸速率已經(jīng)達(dá)到單波長(zhǎng)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(wù)網(wǎng)的首選介質(zhì)。
2.2損耗低，中繼距離長(zhǎng)目前，實(shí)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0.20dB/km，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(gòu)成的系統(tǒng)長(zhǎng)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(duì)于一個(gè)長(zhǎng)途傳輸線路，由于中繼站數(shù)目的減少，系統(tǒng)成本和復(fù)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(dá)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(duì)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。
2.3抗電磁干擾能力強(qiáng)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(gè)重要特性是光波導(dǎo)對(duì)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(dòng)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(shè)或與電力導(dǎo)體復(fù)合構(gòu)成復(fù)合光纜。它是一種非導(dǎo)電的介質(zhì)，交變電磁波在其中不會(huì)產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，即不會(huì)產(chǎn)生與信號(hào)無關(guān)的噪聲。這樣，就是把它平行鋪設(shè)到高壓電線和電氣鐵路附近，也不會(huì)受到電磁干擾。這一點(diǎn)對(duì)于強(qiáng)電領(lǐng)域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利。
2.4光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)光纖的芯徑很細(xì)，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(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(jī)、宇宙飛船和人造衛(wèi)星上使用光纖通信可以減輕飛機(jī)、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。
2.5保密性能好對(duì)通信系統(tǒng)的重要要求之一是保密性好。然而，隨著科學(xué)技術(shù)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(shè)置一個(gè)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(shè)計(jì)，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(huì)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(hù)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(zhǎng)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(hào)一般不會(huì)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。
三、光纖接入技術(shù)
隨著通信業(yè)務(wù)量的不斷增加，業(yè)務(wù)種類也更加豐富，人們不僅需要語音業(yè)務(wù)，高速數(shù)據(jù)、高保真音樂、互動(dòng)視頻等多媒體業(yè)務(wù)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(luò)A(ON)和無源光網(wǎng)絡(luò)((PON。)采用SDH技術(shù)、ATM技術(shù)、以太網(wǎng)技術(shù)在光接入網(wǎng)系統(tǒng)中稱為有源光網(wǎng)絡(luò)。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(diǎn)，則這種光接入網(wǎng)就是無源光網(wǎng)絡(luò)。
現(xiàn)階段，無源光網(wǎng)絡(luò)P(ON)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)FT－Tx的主流技術(shù)。典型的PON系統(tǒng)由局側(cè)OLT光(線路終端)、用戶側(cè)ONUO/NT(光網(wǎng)絡(luò)單元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配網(wǎng)絡(luò))組成。PON技術(shù)可節(jié)省主干光纖資源和網(wǎng)絡(luò)層次，在長(zhǎng)距離傳輸條件夏可提供雙向高帶寬能力，接入業(yè)務(wù)種類豐富，運(yùn)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(duì)集中的小面積密集用戶地區(qū)。
為實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)母咚倩?，滿足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)，用戶接入部分更是關(guān)鍵，光纖接入網(wǎng)是高速信息流進(jìn)千家萬戶的關(guān)鍵技術(shù)。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達(dá)置的不同，有FTB、FTTC，F(xiàn)TTCab和FTTH等不同的應(yīng)用，統(tǒng)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(guó)從2003年起，在“863”項(xiàng)目的推動(dòng)下，開始了FTTH的應(yīng)用和推廣工作。迄今已經(jīng)在30多個(gè)城市建立了試驗(yàn)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(yīng)用類型，也包括運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)、駐地網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)、企業(yè)主導(dǎo)、房地產(chǎn)開發(fā)商主導(dǎo)和政府主導(dǎo)等多種模式，發(fā)展勢(shì)頭良好。不少城市制定了FTTH的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，有的城市還制門了相應(yīng)的優(yōu)惠政策，這此都為FTTH在我國(guó)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。
1光纖通信技術(shù)
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?。可以把光纖通信看成是以光導(dǎo)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(xì)；外面層稱為包層，包層的作用就是保護(hù)光纖。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。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(dān)心接地回路；光波在光纖中傳輸，不會(huì)發(fā)生信息傳播中的信息泄露現(xiàn)象；光纖很細(xì)，占用的體積小，這就解決了實(shí)施的空間問題。
2光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)
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(duì)于單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)，由于終端設(shè)備的限制往往發(fā)揮不出帶寬大的優(yōu)勢(shì)。因此需要技術(shù)來增加傳輸?shù)娜萘?，密集波分?fù)用技術(shù)就能解決這個(gè)問題。
2.2損耗低，中繼距離長(zhǎng)。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(jì)效益。
2.3抗電磁干擾能力強(qiáng)。石英有很強(qiáng)的抗腐蝕性，而且絕緣性好。而且它還有一個(gè)重要的特性就是抗電磁干擾的能力很強(qiáng)，它不受外部環(huán)境的影響，也不受人為架設(shè)的電纜等干擾。這一點(diǎn)對(duì)于在強(qiáng)電領(lǐng)域的通訊應(yīng)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?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(huì)發(fā)生串?dāng)_的現(xiàn)象，保密性強(qiáng)。除以上特點(diǎn)之外，還有光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)。正是因?yàn)楣饫w的這些優(yōu)點(diǎn)，光纖的應(yīng)用范圍越來越廣。
3不斷發(fā)展的光纖通信技術(shù)
3.1SDH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(hào)一般是TDM的連續(xù)碼流，如PDH、SDH等。伴隨著科技的進(jìn)步，特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，傳輸數(shù)據(jù)也越來越大。分組信號(hào)與連續(xù)碼流的特點(diǎn)完全不同，它具有不確定性，因此傳送這種信號(hào)，是光通信技術(shù)需要解決的難題。而且兩種傳送設(shè)備也是有很大區(qū)別的。
3.2不斷增加的信道容量光通信系統(tǒng)能從PDH發(fā)展到SDH，從155Mb/s發(fā)展到lOGb/s，近來，4OGB/s已實(shí)現(xiàn)商品化。專家們?cè)谘芯扛笕萘康?，?60Gb/s(單波道)系統(tǒng)已經(jīng)試驗(yàn)成功，目前還在為其制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。此外，科學(xué)家還在研究系統(tǒng)容量更大的通訊技術(shù)。
3.3光纖傳輸距離從宏觀上說，光纖的傳輸距離是越遠(yuǎn)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(duì)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。
3.4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(wù)節(jié)點(diǎn)。而人們通常認(rèn)為光傳輸作為一種傳輸信息的手段還不適應(yīng)城域網(wǎng)。作為業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，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(wù)。
3.5互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求與下一代全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)近年來，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)發(fā)展迅速，IP業(yè)務(wù)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(shù)的出現(xiàn)。隨著軟件控制的進(jìn)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(yíng)運(yùn)者自由的管理光傳輸。而且還會(huì)有更多的相關(guān)應(yīng)用應(yīng)運(yùn)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(shù)、寬帶光接入技術(shù)、節(jié)點(diǎn)光交換技術(shù)、智能光聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，并面向IP互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的光波技術(shù)是目前光纖傳輸?shù)难芯繜狳c(diǎn)，而在以后，科學(xué)家還會(huì)繼續(xù)對(duì)這一領(lǐng)域的研究和開發(fā)。從未來的應(yīng)用來看，光網(wǎng)絡(luò)將向著服務(wù)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(jìn)。
4光纖鏈路的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試
4.1現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的目的對(duì)光纖安裝現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試是光纖鏈路安裝的必須措施，是保證電纜支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的重要方式。它的目的在于檢測(cè)光纖連接的質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)，并且減少故障因素。:
4.2現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)目前光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)分為兩大類：光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。①光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是獨(dú)立于應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于不同的光纖系統(tǒng)，它的標(biāo)準(zhǔn)也不同。目前大多數(shù)的光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)應(yīng)用的就是這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。②光纖應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：光纖應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是基于安裝光纖的特定應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。這種測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)是固定的，不會(huì)因?yàn)楣饫w系統(tǒng)的不同而改變。
4.3光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試光纖通信應(yīng)用的是光傳輸，它不會(huì)受到磁場(chǎng)等外界因素的干擾，所以對(duì)它的測(cè)試不同于對(duì)
普通的銅線電纜的測(cè)試。在光纖的測(cè)試中，雖然光纖的種類很多，但它們的測(cè)試參數(shù)都是基本一致的。在光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，主要是對(duì)光纖的光學(xué)特性和傳輸特性進(jìn)行測(cè)試。光纖的光學(xué)特性和傳輸特性對(duì)光纖通信系統(tǒng)對(duì)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(shí)不需測(cè)試，而是由生產(chǎn)商在生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行測(cè)試。
4.4現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工具①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。②光功率計(jì)：光功率計(jì)是測(cè)量光纖上傳送的信號(hào)強(qiáng)度的設(shè)備，用于測(cè)量絕對(duì)光功率或通過一段光纖的光功率相對(duì)損耗。在光纖系統(tǒng)中，測(cè)量光功率是最基本的。光功率計(jì)的原理非常像電子學(xué)中的萬用表，只不過萬用表測(cè)量的是電子，而光功率計(jì)測(cè)量的是光。通過測(cè)量發(fā)射端機(jī)或光網(wǎng)絡(luò)的絕對(duì)功率，一臺(tái)光功率計(jì)就能夠評(píng)價(jià)光端設(shè)備的性能。用光功率計(jì)與穩(wěn)定光源組合使用，組成光損失測(cè)試器，則能夠測(cè)量連接損耗、檢驗(yàn)連續(xù)性，并幫助評(píng)估光纖鏈路傳輸質(zhì)量。③光時(shí)域反射計(jì)：OTDR根據(jù)光的后向散射原理制作，利用光在光纖中傳播時(shí)產(chǎn)生的后向散射光來獲取衰減的信息，可用于測(cè)量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點(diǎn)定位以及了解光纖沿長(zhǎng)度的損耗分布情況等。從某種意義上來說，光時(shí)域反射計(jì)(OTDR)的作用類似于在電纜測(cè)試中使用的時(shí)域反射計(jì)（TDR），只不過TDR測(cè)量的是由阻抗引起的信號(hào)反射，而OTDR測(cè)量的則是由光子的反向散射引起的信號(hào)反射。反向散射是對(duì)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(yīng)用能力閑置，伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)信息的需求也會(huì)隨之增加，并會(huì)超過現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)承載能力，因此我們必須進(jìn)一步努力研究更加先進(jìn)的光傳輸手段。因此，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)下，光通信一定會(huì)有更加長(zhǎng)久的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]王磊，裴麗.光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來[J].中國(guó)科技信息.2006.(4).
