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光纤通信技术发展的现状

时间:2021-02-14 11:49:45 通信工程毕业论文 我要投稿

光纤通信技术发展的现状

  光纤通信技术发展的现状【1】

  【摘要】近些年,随着我国光纤通信技术的发展,大量的新技术涌现出来,这不但大大地提高了通信能力,而且拓宽了光纤通信的运用范围。

  【关键词】光纤;通信技术;发展现状;趋势

  前言

  光纤通信技术在我国已有近30年的发展历史。

  光纤通信技术因其具有的损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内外人士青睬,市场潜力巨大。

  近年来,光纤通信技术已渗入了有线通信的各个领域,包括邮电通信、广播通信、电力通信、石油通信和军用通信等领域。

  本文在回顾光纤通信技术发展历程的基础上,全面介绍了光纤通信技术的现状,指出光纤通信技术的发展趋势是超高速度、超大容量和超长距离传输。

  一、光纤通信技术的发展现状

  1、波分复用技术

  光波分复用技术采用了单模光纤中低损耗区的优点,从而得到了较大的宽带资源。

  由于每条信道光波的波长和频率不同,波分复用技术按照具体情况将光纤的低损耗窗口划分成无数个单一的通信管道,且在发送端安置了波分复用器,用来聚合各种波长的信号传送到单根光纤中,然后再将信息进行传输,再利用接收端安置的波分复用器来分离这些波长和信号不同的光载波。

  2、光纤接入网技术

  如今,光纤通信技术大部分的接入网仍是采用铜线为主的双绞线和古老的模拟系统。

  这两种技术所存在的缺陷正好说明接入网制约了全网的进一步发展。

  而光接入网是能从根本上解决这个问题最为长远的技术手段。

  在过去几年的时间里,网络的核心部分发生了翻天覆地的变化。

  3、光纤通信技术

  如今,光纤通信技术中的光传输技术和交换技术都得到了相应的发展和提高,网络的核心结构和光接入网的通讯技术也发生了巨大的变化,但如何将光纤通信技术中的光传输和交换技术有效的融合在一起却成了通信行业亟待解决的难题。

  二、光纤通信技术的现状

  光纤通信的发展极其迅速,至1991年底,全球已敷设光缆563万千米,到1995年已超过1100万千米。

  光纤通信在单位时间内能传输的信息量大。

  一对单模光纤可同时开通35000个电话,而且它还在飞速发展。

  目前,光纤通信已成为我国信息传送的重要手段,我国的光纤通信技术从20世纪70年代开始研究,30多年来虽然遇到过困难和挫折,但已取得了显著的发展,现在我国的光纤通信设备和系统,不仅可以满足国内网络建设的需要,而且已经大量用于国际通信网络的建设和维护。

  光纤通信技术成为和国际应用水平差距最小的高科技技术之一。

  我国光纤通信技术发展速度之快令世界瞩目,其中虽然经历了不少的曲折和困难,但目前我国已成功研发出了光纤、器件、系统等各方面的关键技术,并逐步迈入了国际光纤通信的先进行列。

  尤其是是在主要技术上,都有自主知识产权的光纤通信技术产品、自己特色的网络管理系统,为进一步发展打下了坚实的基础。

  为了适应市场的需要,光纤的技术指标在不断改进,各种新型光纤在不断涌现,同时各大国内企业正加快速度开发新技术、研发新产品。

  例如:用于长途通信的新型大容量长距离光纤、用于城域网通信的新型低水峰光纤、用于局域网的新型多模光纤等。

  光网络的发展使得光缆的新结构不断涌现,光缆的结构总是随着光网络的发展、使用环境的要求而发展的。

  新一代的全光网络要求光缆提供更宽的带宽、容纳更多的波长、传送更高的速率、便于安装维护、使用寿命更长等。

  三、光纤通信技术的发展趋势

  虽然近年来我国通信技术取得了非常可观的成绩,得到了飞速的发展,但是仍需继续对通信行业的管理体制进行改革,决不可固步自封,应该在电信市场日益逐步开放的同时,大力发展光纤通信技术,为光纤通信技术的发展开辟新的道路。

  1、逐步向更高速与大容量发展

  人们一直盼望光纤通信能向着大容量和更高速的方向发展。

  而以往传统的通信技术,存在最大的问题就是无法真正满足人们对网络的需求。

  以往的光纤通信技术传输数据主要采用电的时分复用,而且传输速度可以提升4倍,只有速度提升才会造成成本相应地下降,因此,需要加大光纤通信系统的传输速度,只有加大高速光纤系统的传输量,才能为日后多媒体行业创造更多的价值。

  通过调查发现,全球范围内,已安装超过4000的光纤通信设备的终端,甚至6000,一些发达国家已广泛采用光纤通信设备,虽然我国也逐步开始实行,但从目前我国的设施条件看来,我国已铺设的光缆百分百无法满足人们对光纤设备的需求,因此,我国在安装与采用光纤通信设备前,首先必须进行相应的测试,只有在测试合格之后才能采用光纤通信设备。

  2、实现光纤到户

  移动通信正以惊人的速度在发展,但由于受其带宽、终端体积以及显示屏幕等因素的限制,人们依旧希望寻找到性能相对良好的固定终端,彻底实现光纤到户。

  实现光纤到户最大好处在于它有足够的带宽,能解决从互联网的主干网到用户桌面 这“最后一公里”出现的瓶颈现象。

  由于技术不断的推陈出新,致使光纤到户的成本得到大幅度的降低,在不久的将来,可能会降到与HFC和DSL网一样,使光纤到处变得更加实用化。

  据调查发现,一些发达国家很早就开始发展光纤到户,而且随着成本的降低用户量也逐渐增加。

  因此,我国也必将会实行光纤到户,在一些大城市和沿海城市都已实现了光纤到户。

  3、建立全光网络

  我国传统的光网络虽然也实现了节点之间的全光化,但是在网络的节点处仍然采用电器件,这样导致通信网络干线的总容量无法得到提高,因此,建立真正的全光网络是我们势在必行的任务。

  由于全光网络是用光节点来替代电节点,不仅实现节点之间的全光化,而且信息自始至终也是以光的形式来进行交换与传输,交换机不必再按比特来对用户信息的进行处理,而是通过波长来判断路由。

  全光网络既具有良好的开放性、透明性、可靠性、兼容性以及可扩展性等优点,也能保证超大的容量、较高的处理速度、巨大的带宽以及较低的误码率,而且它组网相当灵活,网络结构简单,能随时增添新节点而无需安装信号的处理和交换设备。

  但全光网络不可能脱离众多的通信技术而独立发展,它也必须结合ATM网、因特网、移动通信网等。

  虽然全光网络目前处于初期建立阶段,但是已显现出较好的发展前景。

  根据目前的发展形势,架设一个以光交换技术与WDM技术为主的光网络层,建立真正的全光网络,已成为未来通信技术发展的必然趋势。

  结束语

  本文概述了光纤通信技术的发展历程、发展现状,并对其发展前景作出了展望。

  光纤通信技术已发展成为现代信息技术的重要支撑平台,至今尚未发现更好的技术可以取代光纤通信技术,它在未来信息社会中将发挥重要作用。

  虽然经历了全球光纤通信的低迷时期,但光纤技术的发展潜力巨大,今后光纤通信市场仍然将呈现上升趋势,而人们对于通信技术愈来愈高的要求也激发了光纤通信技术的大跨步发展,我国目前以研发出相当一批具有自主知识产权的光纤通信产品。

  从现代通信技术的发展趋势来看,光纤通信也将成为未来通信发展的主力军。

  参考文献:

  [1]滕辉.浅谈光纤通信技术的现状及发展[J].科技信息.2010(36).

  [2]马峰国,牛丽红.浅谈光纤通信技术的发展特点与应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊).2012(05).

  [3]盖兆清,薛雪梅.光纤通信技术发展的现状及趋势[J].科技促进发展(应用版).2011(04).

  光纤通信技术发展的现状【2】

  摘 要 由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展非常迅速。

  文章概述光纤通信技术的发展现状, 并展望其发展趋势。

  关键词 光纤通信技术 趋势 光纤到户 全光网络

  一、前言

  1966年,美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表论文,预见了低损耗的光纤能够用于通信,敲开了光纤通信的大门,引起了人们的重视。

  1970年,美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km的光纤, 光纤通信时代由此开始。

  光纤通信是以很高频(1014Hz 数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。

  由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内人士青睐, 发展非常迅速。

  光纤通信系统的传输容量从1980 年到2000 年增加了近1 万倍,传输速度在过去的10 年中大约提高了100倍。

  二、光纤通信技术的发展现状

  为了适应网络发展和传输流量提高的需求,传输系统供应商都在技术开发上不懈努力。

  富士通公司在150km、1.3 m零色散光纤上进行了55x20Gbit/s传输的研究,实现了1.1Tbit/s 的传输。

  NEC公司进行了132x20Gbit/s、120km传输的研究,实现了2.64Thit/s 的传输。

  NTT 公司实现3Thit/s 的传输。

  目前,以日本为代表的发达国家,在光纤传输方面实现了10.96Thit/s (274xGbit/s)的实验系统,对超长距离的传输已达到4000km 无电中继的技术水平。

  在光网络方面,光网技术合作计划(ONTC)、多波长光网络(MONET)、泛欧光子传送重叠网(PHOTON)、泛欧光网络(OPEN)、光通信网管理(MOON)、光城域通信网(MTON)、波长捷变光传送和接入网(WOTAN)等一系列研究项目的相继启动、实施与完成,为下一代宽带信息网络,尤其为承载未来IP业务的下一代光通信网络奠定了良好的基础。

  (一)复用技术。

  光传输系统中,要提高光纤带宽的利用率,必须依靠多信道系统。

  常用的复用方式有: 时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、频分复用(FDM) 、空分复用(SDM)和码分复用(CDM)。

  目前的光通信领域中,WDM技术比较成熟,它能几十倍上百倍地提高传输容量。

  (二)宽带放大器技术。

  掺饵光纤放大器(EDFA)是WDM技术实用化的关键,它具有对偏振不敏感、无串扰、噪声接近量子噪声极限等优点。

  但是普通的EDFA 放大带宽较窄,约有35nm(1530~1565nm),这就限制了能容纳的波长信道数。

  进一步提高传输容量、增大光放大器带宽的方法有:(1)掺饵氟化物光纤放大器(EDFFA),它可实现75nm 的放大带宽;(2)碲化物光纤放大器,它可实现76nm 的放大带宽;(3)控制掺饵光纤放大器与普通的EDFA 组合起来, 可放大带宽约80nm;(4)拉曼光纤放大器(RFA),它可在任何波长处提供增益,将拉曼放大器与EDFA 结合起来,可放大带宽大于100nm。

  (三)色散补偿技术。

  对高速信道来说,在1550nm 波段约18ps(mmokm)的色散将导致脉冲展宽而引起误码, 限制高速信号长距离传输。

  对采用常规光纤的10Gbit/s系统来说,色散限制仅仅为50km。

  因此,长距离传输中必须采用色散补偿技术。

  (四)孤子WDM 传输技术。

  超大容量传输系统中,色散是限制传输距离和容量的一个主要因素。

  在高速光纤通信系统中,使用孤子传输技术的好处是可以利用光纤本身的非线性来平衡光纤的色散,因而可以显著增加无中继传输距离。

  孤子还有抗干扰能力强、能抑制极化模色散等优点。

  色散管理和孤子技术的结合,凸出了以往孤子只在长距离传输上具有的'优势,继而向高速、宽带、长距离方向发展。

  (五)光纤接入技术。

  随着通信业务量的增加,业务种类更加丰富。

  人们不仅需要语音业务,而且高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已得到用户青睐。

  这些业务不仅要有宽带的主干传输网络,用户接入部分更是关键。