光纤通信技术的发展史及其现状 论文

光纤通信技术的发展史及其现状 论文
光纤通信技术的发展史及其现状 论文

光纤通信技术的发展史及其现状

【内容摘要】

光纤通信符合了高速度、大容量、高保密等要求,但是,光纤通信能实际应用到人类传输信息中并不是一帆风顺的,其发展中经历了很多技术难关,解决了这些技术难题,光纤通信才能进一步发展。

本文从光源及传输介质、光电子器件、光纤通信系统的发展来展示光纤通信技术的发展。

【关键词】

光纤通信技术光纤光缆光有源器件光无源器件光纤通信系统

【正文】

光自身固有的优点注定了它在人类历史上充当不可忽略的角色,随着人类技术的发展,其应用越来越广泛,优点也越来越突出。

光纤通信是将要传送的图像、数据等信号调制到光载波上,以光纤作为传输媒介的通信方式。作为载波的光波频率比电波频率高得多,作为传输介质的光纤又比同轴电缆或波导管的损耗低得多,因此相对于电缆通信或微波通信,光纤通信具有许多独特的优点。

将优点突出的光纤通信真正应用到人类生活中去,和很多技术一样,都需要一个发展的过程。

一、光纤通信技术的形成

(一)、早期的光通信

光无处不在,这句话毫不夸张。在人类发展的早期,人类已经开始使用光传递信息了,这样的例子有很多。

打手势是一种目视形式的光通信,在黑暗中不能进行。白天太阳充当这个传输系统的光源,太阳辐射携带发送者的信息传送给接收者,手的动作调制光波,人的眼睛充当检测器。

另外,3000多年前就有的烽火台,直到目前仍然使用的信号灯、旗语等都可以看作是原始形式的光通信。望远镜的出现则又极大地延长了这类目视形式的光通信的距离。

这类光通信方式有一个显著的缺点,就是它们能够传输的容量极其有限。

近代历史上,早在1880年,美国的贝尔(Bell)发明了“光电话”。这种光电话利用太阳光或弧光灯作光源,通过透镜把光束聚焦在送话器前的振动镜片上,使光强度随话音的变化而变化,实现话音对光强度的调制。在接收端,用抛物面反射镜把从大气传来的光束反射到硅光电池上,使光信号变换为电流传送到受话器。

光电话并未能在人类生活中得到实际的使用,这主要是因为当时没有合适的光源和传输介质。其所利用的自然光为非相干光,方向性不好,不易调制和传输;而以空气作为传输介质,损耗会很大,无法实现远距离传输,又易受天气影响,通信极不稳定可靠。

如此看来,这种光电话并没有太大的实际应用价值,然而,我们不得不说,光电话仍是一项伟大的发明,它的出现证明了用光波作为载波传输信息是可行的,因此,把贝尔光电话称为现代光通信的雏形毫不过分。

(二)、 现代光纤通信技术的形成

随着社会的发展,信息传输与交换量与日俱增,传统的通信方式已不能满足人们的需要。为了扩大通信容量,通信方式从中波、短波发展到微波、毫米波,这实际上就是通过提高通通信载波频率来扩大通信容量的。

继续提高频率,达到光波波段,光波是人们最熟悉的电磁波,其波长在微米级,而频率则为1410Hz 数量级,这比常用的微波频率高410~510倍。如此看来,用光波作为载波进行通信,通信容量将大大超过传统通信方式。

要发展光通信,最重要的问题就是要寻找适用于光通信的光源和传输介质。 1970年,光纤和激光器这两个科研成果同时问世,拉开了光纤通信的帷幕,所以我们把1970年称为光纤通信的“元年”。

1、 光源

1960年,美国的梅曼(T.H.Maiman )发明了红宝石激光器,它可以产生单色相干光,使高速信息的光调制成为可能。

和普通光相比,激光具有波谱宽度窄,方向性极好,亮度极高,以及频率和相位较一致的良好特性。激光是一种高度相干光,它的特性和无线电波相似,是一种理想的光载波。

但是,红宝石激光器发出的光束不容易耦合进光纤中传输,其耦合效率是极低的,因此需要研制小型化的激光光源。

1970年,美国贝尔实验室、日本电气公司(NEC )和前苏联先后突破了半导体激光器在低温(-200 C ?)或脉冲激励条件下工作的限制,研制成功室温下连续工作的镓铝砷(GaAlAs )双异质结半导体激光器(短波长)。虽然寿命只有几个小时,但其意义是重大的,它为半导体激光器的发展奠定了基础。1973年,半导体激光器寿命达到10万小时(约11.4年),外推寿命达到100万小时,完全满足实用化的要求。在这个期间,1976年日本电报电话公司研制成功发射波长为1.3 m μ的铟镓砷磷(InGaAsP )激光器,1979年美国电报电话(AT&T )公司和日本电报电话公司研制成功发射波长为1.55m μ的连续振荡半导体激光器。

激光器的发明和应用,使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。

2、 传输介质

1) 大气

1961~1970年,人们主要研究利用大气传输光信号。美国麻省理工学院利用He-Ne 激光器和2CO 激光器进行了大气激光通信试验。试验证明用承载信息的光波通过大气的传播实现点对点的通信是可行的,但是大气传输光通信存在很多严重的问题:

(1) 通信能力和质量受气候影响十分严重。由于雨、雾、雪和大气灰尘的吸收和散射,光波能量衰减很大。例如,雨能造成30dB/km 的衰减,浓雾衰减高达120dB/km 。

(2) 大气的密度和温度很不均匀,造成折射率的变化,加上大气湍流的

影响,光束位置可能会发生偏移和抖动。因而通信的距离和稳定性都受到极大的限制,不能实现“全天候”通信。

(3)大气传输设备要求设在高处,收、发设备必须直线可见。这种地理条件使得大气传输通信的适用范围具有很大的局限性。

虽然,固体激光器(例如掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光器)的发明大大提高了发射光功率,延长了传输距离,使大气激光通信可以在江河两岸、海岛之间和某些特定场合使用,但是大气激光通信的稳定性和可靠性仍然没有解决。

为了克服气候对激光通信的影响,人们自然想到把激光束限制在特定的空间内传输。因而提出了透镜波导和反射镜波导的光波传输系统。透镜波导是在金属管内每隔一定距离安装一个透镜,每个透镜把经传输的光束会聚到下一个透镜而实现的。反射镜波导和透射镜波导相似,是用与光束传输方向成45?角的两个平行反射镜代替透镜而构成的。

这两种波导从理论上讲是可行的,但在实际应用中遇到了不可克服的困难。首先,现场施工中校准和安装十分复杂;其次,为了防止地面活动对波导的影响,必须把波导深埋或选择在人车稀少的地区使用。

由于没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质,对光通信的研究曾一度走入了低潮。

2)光纤

为了发展光通信技术,人们又考虑和尝试了各种传输介质,其中包括利用玻璃材料制成光导纤维来传输光信号,但是当时最好的光学玻璃材料的损耗在1000dB/km以上,这么高的传输损耗根本就无法用于通信。

1966年,美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表了关于传输介质新概念的论文,指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径,奠定了光纤通信的基础。

1970年,光纤研制取得了重大突破。美国康宁(Corning)公司研制成功损耗20dB/km的石英光纤。因此,光纤通信开始可以和同轴电缆通信竞争,世界各国相继投入大量人力物力,把光纤通信的研究开发推向一个新阶段。

1972年,随着光纤制备工艺中的原材料提纯、制棒和拉丝技术水平的不断提高,进而将梯度折射率多模光纤的衰减系数降至4dB/km。

1973年,美国贝尔实验室研制的光纤损耗降低到2.5dB/km。1974年降到了1.1dB/km。

1976年日本电报电话(NTT)公司等单位将光纤损耗降低到0.47dB/km(波μ)。

长1.2m

μ波长处的光纤损耗(如图2所示):1979年是在以后的10年中, 1.55m

20dB/km,1984年是0.157dB/km,1986年是0.154dB/km,接近了光纤最低损耗的理论极限。

图105

10

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20

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1970

1972

1973

1974

图205

10152025197919841986年

dB/km

1976年,在进一步设法降低玻璃中的OH -(氢氧根)含量时,发现光纤的衰减在长波长区有1.31m μ和1.55m μ两个低损耗窗口。

1976年,美国在亚特兰大进行了世界上第一个实用光纤通信系统的现场试验,系统采用GaAlAs 激光器作为光源,多模光纤作为传输介质,速率为44.736Mbit/s 、传输距离约10km ,这一试验使光纤通信向实用化迈出了第一步。

1980年,原材料提纯和光纤制备工艺得到不断完善,从而加快了光纤的传输窗口由0.85m μ移至1.31m μ和1.55m μ的进程。特别是制出了低衰减光纤,其在1.55m μ的衰减系数为0.20dB/km ,已接近理论值。与此同时,为促进光纤通信系统的实用化,人们又及时地开发出适用于长波长的光源,即激光器、发光管和光检测器。应运而生的光纤成缆、光无源器件、性能测试及工程应用仪表等技术的日趋成熟,都为光纤光缆作为新的通信传输媒质奠定了良好的基础。

1981年以后,世界各发达国家将光纤通信技术大规模地推入商用。历经20余年的突飞猛进的发展,光纤通信速率已由1978年的45Mbit/s (例如美国MCI 于1991年开通了Chicago 至St.Louis 全长275英里的4×10Gbit/s 的商用光纤通信系统等)。

二、 光纤通信技术现状及其发展

从宏观上来看,光纤通信主要包括光纤光缆、光电子器件及光通信系统设备等三个部分。

(一)、 光纤光缆

光纤本身所固有的优点及其技术的进步使其成为当今社会信息传输的主要媒介。

图3展示了北美消费的光缆较多,占了全球近25%,其次为欧洲。全球光纤的消费额逐年增加,由此看出,光纤的市场需求量在增加,其应用越来越广。

亿美元年

图3 光纤消费地域分布情况

亿美元年

图4 单模、多模光纤消费情况

图5 1998年光纤消费情况图6 预计2008年光纤消费情况

图4展示了单模、多模光纤的消费额总体在增加,结合图5、图6又可以知道单模光纤的市场份额有所下降,多模光纤的应用则变得较为广泛。

(二)、 光电子器件

1、 光有源器件

1) 光检测器

常见的光检测器包括:PN 光电二极管、PIN 光电二极管和雪崩光电二极管(APD )。目前的光检测器基本能满足了光纤传输的要求,在实际的光接收机中,光纤传来的信号及其微弱,有时只有1mW 左右。为了得到较大的信号电流,人们希望灵敏度尽可能的高。

光电检测器工作时,电信号完全不延迟是不可能的,但是必须限制在一个范围之内,否则光电检测器将不能工作。随着光纤通信系统的传输速率不断提高,超高速的传输对光电检测器的响应速度的要求越来越高,对其制造技术提出了更高的要求。

由于光电检测器是在极其微弱的信号条件下工作的,而且它又处于光接收机的最前端,如果在光电变换过程中引入的噪声过大,则会使信噪比降低,影响重现原来的信号。因此,光电检测器的噪声要求很小。

另外,要求检测器的主要性能尽可能不受或者少受外界温度变化和环境变化的影响。

2) 光放大器

光放大器的出现使得我们可以省去传统的长途光纤传输系统中不可缺少的光-电-光的转换过程,使得电路变得比较简单,可靠性也变高。

早在1960年激光器发明不久,人们就开始了对光放大器的研究,但是真正开始实用化的研究是在1980年以后。随着半导体激光器特性的改善,首先出现

了法布里-泊罗型半导体激光放大器,接着开始了对行波式半导体激光放大器的研究。另一方面,随着光纤技术的发展,出现了光纤拉曼放大器。80年代后期,掺稀土元素的光纤放大器脱颖而出,并很快达到实用水平,应用于越洋的长途光通信系统中。

目前能用于光纤通信的光放大器主要是半导体激光放大器和掺稀土金属光纤放大器,特别是掺饵光纤放大器(EDFA )倍受青睐。1985年英国南安普顿大学首次研制成掺饵光纤,1989年以后掺饵光纤放大器的研究工作不断取得重大突破。由于光纤放大器的问世,在1990年到1992年不到两年的时间里,光纤系统的容量竟增加了一个数量级。而在1982年到1990年的8年时间里,光纤系统的容量才只增加了一个数量级。光放大器的作用和光纤传输容量的突飞猛进,为光纤通信展现了无限广阔的发展前景。

当前光纤通信系统工作在两个低损耗窗口:1.55m μ波段和1.31m μ波段。选择不同的掺杂元素,可使放大器工作在不同窗口。

掺饵光纤放大器工作在1.55m μ窗口,该窗口光纤损耗系数比1.31m μ窗口低(仅0.2dB/km )。已商用的EDFA 噪声低,增益曲线好,放大器带宽大,与波分复用(WDM )系统兼容,泵浦效率高,工作性能稳定,技术成熟,在现代长途高速光通信系统中备受青睐。

掺镨光纤放大器工作在1.31μm 波段,已敷设的光纤90%都工作在这一窗口。PDFA 对现有光通信线路的升级和扩容有重要的意义。目前已经研制出低噪声、高增益的PDFA ,但是它的泵浦效率不高,工作性能不稳定,增益对温度敏感,离实用还有一段距离。

非线性的研制始于80年代,并在90年代初取得重大突破。光纤拉曼放大器是利用光纤的非线性光学效应——受激拉曼散射效应产生的增益机理而对光信号进行放大的。其优点是传输线路与放大线路同为光纤,因此,放大器与线路的耦合损耗小,噪声较低,增益稳定性较好。但由于这种光放大器需要很大的泵浦功率(数百毫瓦)和很长的光纤(数公里)。另外,光纤拉曼放大器的特性对光纤的偏振状态十分敏感。因此,光纤拉曼放大器目前还不能用于光纤通信。

2、 光无源器件

光无源器件是光纤通信系统的重要组成部分,在光纤通信向大容量、高速率发展的今天,光无源器件显得尤为重要。今年来,新材料、新工艺和新产品在不断涌现,光无源器件正面临一个迅速发展的时期。

1) 光纤活动连接器

光纤(缆)活动连接器是实现光纤之间活动连接的光无源器件,它还具有将光纤与其他无源器件、光纤与有源器件、光纤与系统和仪表进行活动连接的功能。在进一步提高光纤活动连接器性能的基础上,使其向小型化、集成化方向发展。

① 进一步提高光纤活动连接器性能指标

目前的插入损耗范围在0.1dB ~0.5dB ,平均值为0.3dB ,相对过高且变化范围大。随着加工精度的提高,争取将平均值降到0.1dB 以下,变化范围缩小至0.2dB 左右。

改变插针端面的几何形状是提高回波损耗的有效手段。可以预期,端面为平

面形状的插针将会逐渐被淘汰,球面和斜球面的插针会同时存在,而且球面插针的需要量仍将占主要地位。

此外,采用镀膜工艺等新的加工技术来提高回波损耗可以降低零件的加工精度要求,并可提高两接器的一致性和互换性。

②小型化

随着光纤接入网的发展,目前使用的连接器已显示出体积过大、价格太贵的缺点,因此小型化是光纤活动连接器的发展方向。

光纤活动连接器小型化的一种方法是缩小单芯光纤连接器尺寸,开发小型化(SFF)的连接器,如瑞士Diamond公司的E-2000型连接器,美国朗讯公司的LC型连接器以及日本NTT公司的MU型连接器等,它们的插针直径只有1.25mm。

连接器小型化的另一种方法是开发适应带状光纤的多芯光纤连接器,即MT 型系列光纤连接器。带状光缆具有可集成的优势,是今年来迅速发展的一个光缆品种,它具有以下优点:体积小、重量轻、密集度高;采用注塑成型,一致性好,适于大批量生产;具有较低的插入损耗;具有良好的稳定性。随着干线网、用户网和局域网的发展,带状光缆连接器将成为连接器发展的方向。

③集成化

光纤活动器不仅仅只有连接功能,还具有其它功能,因此,集成化是其发展的一个重要方向。现在已经出现了一些集成化的多功能产品,如外形与各种变换器一样的固定衰减器;既可作为FC型转换器,又可以对光的衰减量连续可调(0~25dB)的小型可变衰减器等。

光纤活动连接器的集成化,不但增加了连接器的功能,而且更重要的是体高其它器件的密集度和可靠性,给使用者带来极大方便。

2)固定连接器

固定连接器又称固定接头或接线子,它能够把两个光纤端面结合在一起,以实现光纤与光纤之间的永久性连接。固定接头的制作方法按其工作原理有熔接法、V形槽法、毛细管法、套管法等。

光纤熔接机正朝着两个方向发展:一是向全自动、多功能方向发展;二是向小型化、简易化方向发展。目前普遍使用的全自动光纤熔接机设备笨重,价格昂贵。今后这一机型会朝着提高精度、降低成本、尤其是增加连接芯数的方向发展。

同时,随着光纤应用领域的扩大及用户不同的需要,对光纤熔接技术的要求也逐渐趋于多样化。因此,研制小型和超小型熔接机就成为第二个发展方向。同时致力于多芯光纤熔接机和保偏光纤熔接机的研究生产。

对于其它几种固定连接器而言,插入损耗和回波损耗这两个指标上都落后于光纤熔接机所制作的固定接头。要想提高这几种接头的加工精度,研制更适合的匹配液是一种比较有效的办法,目前许多厂家正致力于这方面的研究。此外,V 形槽和毛细管结构比光纤熔接机更容易实现带状光纤与光波导阵列、光有源器件阵列的固定连接,可以从改善机械结构、光学透镜和匹配液入手,使这种连接得以实现。最后,为配合带状光缆的应用,多芯化的固定连接器也应大力发展。

3)光衰减器

光衰减器是光通信中发展最早的无源器件之一,目前已形成了固定式、步进

可调式、连续可调式及智能型光衰减器四种系列。

目前,光衰减器的市场越来越大。由于固定光衰减器具有价格低廉、性能稳定、使用简便等优点,所以市场需求比可变光衰减器大一些。而可变光衰减器由于其灵活性,市场需求仍稳步增长。

国外的光衰减器性能已达到高性能要求,目前国外的一些光学器件公司正在不断开发各种新型光衰减器,以求获得性能更高、体积更小、价格更适宜的实用化产品。

从市场需求的角度来看,光衰减器将向着小型化、系列化、低价格的方向发展。此外,由于普通型光衰减器已相当成熟,所以今后的研究将侧重于其高性能方面。

为了避免器件的光反射引起光源的频率漂移和线路噪声,使受此影响较大的系统能够正常工作,必须在相应的线路中使用高回损衰减器。因此,高回损衰减器是衰减器发展的一个重要方向。此外,光衰减器还必须有更宽的温度使用范围和频谱范围及多更能等优良性能。

4)光波分复用器

光波分复用器(WDM)又称为光合波/分波器,它是对光波波长进行合成与分离的光无源器件,在解决光缆线路的扩容或复用中起着关键作用。

当前使用的光波分复用器主要是两波长的复用器,例如1310/1550nm主要用于通信线路,980/1550nm和1480/1550nm主要用于光纤放大器。随着密集波分复用(DWDM)系统的发展,多波长复用器的需求量正在增加,复用波长之间的间隔也在逐渐缩小。当波长之间的间隔为20nm时,一般称为粗波分复用器;波长之间的间隔为1~10nm时,一般称为密集波分复用器。因此,密集化、小型化、实用化、组件化是波分复用器发展的必然趋势。

5)无源光耦合器

光耦合器的研制、开发及应用已经历了近四十年,目前基本形成了以熔融拉锥型器件为主、波导器件逐渐发展的局面。随着光纤通信、光纤传感技术、光纤CATV、局域网、光纤用户网以及用户接入网等的迅速发展,对光耦合器的需求会进一步增大。

当前,能进行大批量生产单模光纤耦合器的方法是熔融拉锥法。但是在这种方法中,由于光纤之间的耦合系数与波长有关,所以光传输波长发生变化时,耦合系数也会发生变化,即耦合比发生变化,一般它随波长的变化率为0.2%nm。所以宽带化是耦合器的一个重要方向。

与此同时,为了适应各种光纤网络用户数量剧增的需要,一方面需要大功率的光源,另一方面在不断增加耦合器路数的同时,进一步降低附加损耗、减少器件体积,并提高使用的可靠性。

综上所述,未来的光耦合器将是宽带的、集成化的、低损耗和易接入的器件,还应根据要实现多路数、小型化等。

6)光隔离器

隔离器是一种光单向传输的非互易器件,它对正向传输光具有较低的插入损耗,而对反向传输光有很大的衰减作用。

目前,光隔离器已经产生了一系列的器件,如阵列光隔离器、小型化光隔离器,还有一些隔离器与WDM 、Tap 、GFF 等滤波器混合的器件,这些器件都已研制成功,并批量生产。到目前为止,自由空间型、偏振相关型隔离器应用较多,主要用于有源器件的封装。

从实用的角度来看,光隔离器发展的主要方向是高性能偏振无关在线型光隔离器、高性能偏振灵敏微型光隔离器以及多功能光隔离器。

随着光纤放大器、CATV 网、光信息处理、Gbit/s 级高速光纤通信及相干光通信等技术的进一步推广,光隔离器也正向着高性能、微型化、集成化、多功能能、低价格方向发展未来的光隔离器很可能是一种微型化高性价比的集成器件。

7) 光开关

随着密集波分复用系统和全光通信网的使用,各结点上的信号交换直接在光域中完成,这就需要光开关。由于这些结点上进行交换的光纤和波长数量很多,所以这种光开关应当是大端口数的矩阵开关。因此,光开关的矩阵化和小型化是光开关发展的一个重要趋势。

今年来出现了能继承大规模矩阵阵列而又有良好性能的两种新型光开关,即微机械光开关(MEMS )和热光开关。

(三)、 光纤通信系统

光纤通信系统已经历了四代变更:

第一代光纤通信系统是在1973~1976年研制成功的45Mbit/s 、0.85m μ多模光纤系统。其光纤损耗在0.85m μ处为4dB/km ,在1.06m μ处为2dB/km ,LD (Laser Diode ,激光二极管)寿命达到610小时。此外组成系统的其他各个部分在性能上已基本满足要求。1978年投入使用的第一代光纤通信系统的速率范围在50~100Mbit/s ,中继距离为10km 。

第二代光纤通信体统于1976~1982年研制成功,它可以传送中等码速的数字信号。其工作波长为1.30m μ,损耗为0.5dB/km ,色散的最小值近似为零。

目前正处在大规模实用化的是第三代光纤通信系统。其工作波长为

1.31m μ,使用LD 可传输140~600Mbit/s 的高码速信号,中继距离达30~50km 。

第四代光纤通信系统目前还处在实验室研制阶段。其主要思想是将零色散波长移到1.55m μ,这样可以使光纤损耗更低,色散为零。

目前,人们已经涉足第五代光纤通信系统的研究和开发,称之为光孤子通信系统。光孤子通信系统具有超长距离的传输能力,其应用潜力是巨大的。但是光孤子通信系统目前尚处于研究开发阶段,要真正进入实用化还需要解决一系列实际应用问题。

三、 我国光纤通信的发展

在国外光纤通信的研究起步不久,我国从1974年就开始了光纤通信的基础研究,并在几年之内就取得了阶段性的研究成果。在此基础上,20世纪70年代末进行了光纤通信系统现场试验。80年代主要进行光纤通信系统的实用化攻关,完成了武汉市话中继实用化工程,武汉-荆州多模光缆34Mbit/s 省内干线工程以及合肥-芜湖140Mbit/s 单模光缆一级干线工程等,为大规模推广应用打下了基

础。90年代初期,我国开始了光纤通信系统的大量建设,光缆逐渐取代电缆,并完成了“八纵八横”国家干线。这些干线主要是采用PDH140Mbit/s系统。随着市场需求量的增加以及技术水平的不断提高,逐渐采用了SDH622Mbit/s和2.5Gbit/s系统。郑州-洛阳-开封的16×2.5Gbit/s和上海-南京的32×10Gbit/s 的波分复用数字光纤通信系统的研究开发与投入商用等工作正在加速进行之中。此外,国产的光器件产品在国际市场也具有较强的竞争力。由此可见,我国已具有大力发展光纤通信的综合实力。

μ窗口、3.5dB/km,多模、8Mbit/s、1982年建武汉市话中继光缆(0.85m

μ窗13.5km),1988年建第一条国产设备长途直埋光缆兰州至武威工程(1.30m 口、1.2dB/km,多模、140Mb/s、286km),1989年起大量用单模光纤建线路。至2000年底,光缆总长度达125万公里(其中长途干线光缆28.6万公里,中国电信23万公里、中国联通5.6万公里),通达250多个地市,总用光纤约3000万公里。上述线路基本上是G.652单模光纤(只有京九光缆放了六根G.653光纤),且1995年前只开通1310nm窗口,1995年后才开通1550nm窗口。传输速率九十年代末期才开始从622Mb/s提升到2.5Gb/s。这两年新建线路用到10Gb/s,波分复用最高达32,总传输容量达320Gb/s(32×10Gb/s)。1999年开始较多使用G.655光纤。

在光纤研制方面,我国对国际上现有的光纤类型都在跟踪研究并有了成果,武汉邮科院和长飞公司研制的非零色散位移光纤已经实用。其他如色散补偿光纤、偏振保持光纤、掺饵光纤、数据光纤、塑料光纤等均能达到生产阶段。光有源器件的研制在掺饵光纤激光器、主动锁模光纤环形激光器、被动锁模光纤环形激光器、光纤光栅激光器、增益平坦EDFA、高增益低噪声EDFA、掺饵光纤均衡放大器、DFB-LD与EA型外调制器的集成器件等方面都有显著进展。

四、结束语

总的说来,任何一项技术的发展都是要与人类生活相适应的。目前社会,很多产品都在向小型化、集成化方向发展,光纤通信领域的设备也不例外,而其技术则在向越来越有利于人类的方向发展,这些技术、设备的进步都是在我们的研究中不断进步的,我国的光纤通信技术还需要我们进一步的学习和研究发展。

【参考文献】

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[3] Joseph C,Palais著;王江平等译.光纤通信(第五版).北京:电子工业出版社,2006.1

光纤通信论文毕业设计

光纤通信 专业: 通信技术班级: 0701 姓名: 学号: 完成日期: 2009 年11 月30 日

摘要本文简要介绍了光纤通信发展的历史及现状,较全面的向大家展现了制作"光缆开剥与接续"多媒体课件的过程。与此同时,还对课件制作过程中使用的工具和器材及作者的心得体会作了基本介绍,希望能给读者以启发. 一、前言 光纤通信自问世以来,通过其通信容量大、传输距离长、抗电磁干扰、保密性好、重量轻、资源丰富等优点,已经广泛应用于市内局间中继,长途通信和海底通信等公用通信网以及铁道、电力等专用通信网,同时在公用电话、广播和计算机专用网中得到应用.并已逐渐用于用户系统.光缆将取代过去用户系统无法实现宽频信息传输的传统线路,这样便可提供高质量的电视图像和高速数据等新业务,以满足人们广泛的生活和业务的需要. 光缆线路,是光纤通信系统组成的重要部分.光缆线路的建设质量是确保光通信系统性能良好和长期稳定的关键,而光缆开剥接续则是光缆线路施工中工程量大,技术要求复杂的一道重要工序,其质量好坏直接影响线路的传输质量和寿命,光缆开剥、接续、封合的快慢将影响整个工期的进程,对于20

芯以上光缆的接续不仅要求施工人员技术熟练,而且要求施工组织严密,在保证质量的前提下,确保施工的时间。 . 二、光纤通信的发展概况及动向 2-1发展概况 光波是人们最熟悉的电磁波,其波长在微米级,频率为100000亿HZ数量级.由电磁波谱中可以看出,紫外线、可见光、红外线均属于光波的范畴.目前光纤通信使用的波长范围是在近红外区内,即波长为0.8-1.8um可分短波长波段和长波长波段,短波长波段是指波长为0.85um,长波长波段是指1.31um和1.51um,这是目前采用的三个通信窗口. 利用光导纤维作为光的传输介质的光纤通信其发展只有二、三十年的历史,它的发展以1960年美国人Mainman发明的红宝石激光器和1966年英籍华人高琨博士提出利用SIO2石英玻璃可制成低损耗光纤的设想为基础,直到1970年美国康宁公司研制出损耗为20db/km的光纤,才使光纤进行远距离传输成为可能.自此以后,光纤通信在世界范围内展开并得到迅猛发展,在短短的一、二十年的时间中,以从0.85um短波长多模光纤发展到1.31um-1.55um的长波长单模光纤,同时开发出许多新型光电器件,激光器寿命已达十万小时甚至百万小时,许多国家相继建成了长距离的光纤通信系统.

高速光纤通信技术研究论文.

高速光纤通信技术研究论文 2018-12-12 摘要:本文首先简要分析了高速光纤通信技术;然后分析了高速光纤通信系统的损伤问题;其次重点针对色散问题进行相关补偿技术分析;最后为相关研究指明了方向。 关键词:高速;光纤通信技术;损伤;补偿技术 近年来,光纤通信在我们的日常生活中运用越来越普遍,人们在实际应用中关注最多的还是质量问题,对通讯质量提出了很高的要求。高速光纤通讯技术凭借其信息容量大、传播速率高等特征在行业中得到了广泛应用,并且在发展中取得了显著成果。然后在高速光纤通信的传播过程中,也存在着诸多的损伤问题。针对问题来研究分析相关补偿技术具有重要的理论意义。 1高速光纤通信技术的分析 1.1光纤通信的基本原理 光纤的全称是光导纤维,其通信原理是首先将调制好的电信号通过光电转换模块转换为光信号之后,通过光波传输信息。不是单根光纤传输信息,而是许多根光纤聚集以光缆的形式来进行信息传输[1]。光纤通信系统的组成框图如图1所示。从图中可以看出,电信号通过光发射机、光纤接口、中继器、光接收机这三个模块,从而形成光纤通信系统;当数据需要通过光纤通信系统来进行数据传输时,首选需要将电信号转换为光信号,这个转换过程是在光发射机内进行的。光发射机内部主要是由光源和调制模块这两大部分组成,调制模块将电信号转换成光信号,再通过光源模块以光信号的形式发射出去。光纤接口主要是指物理接口即光电转换模块与光纤直接的接口,例如LC、FC、ST、SC等接口,由于光信号在传输的过程中存在衰减,中继器可以通过对光信号的重发或者转发,从而扩大整个通信系统的传输的距离。光接收机主要是完成光电信号的转换,光接收机内部包括光检测器、放大器、信号恢复这两个部分,光检测器主要是对接收到的光信号强度来进行检测,然后转换为电信号,放大器是对光检测器输出的电信号进行放大,信号恢复是对放大后的信号进行恢复成发送之前对应的逻辑1和0,信号恢复后的信号输出电信号给后级数字信号处理系统进行处理[2]。 1.2光纤通信的特征 光纤通信具有频带宽,传输容量大,损耗低,中继距离比较长,抗电磁干扰,安全性能高等特征。光纤通信的频带宽,可以传输宽频带的信息;光纤的损耗低,所以能实现长距离中继,主要适用于干线、长途网络;光纤通信不受外界电磁的影响,在抗电磁干扰方面具有显著的优势;光纤在传输过程中,密

我国光纤通信技术论文.doc

我国光纤通信技术论文 2020年4月

我国光纤通信技术论文本文关键词:光纤通信,我国,论文,技术 我国光纤通信技术论文本文简介:1光纤通信技术的主要特点 1.1损耗低,传输距离远与普通的通信相比,光纤的损耗率要低得多。目前,光纤的损耗可以低达0.2dB/km。中继光放大器间距可达100多km,而传统的铜电缆中继放大器间距仅为几百米到几千米。因此,除了用户到小站间仍使用铜电缆,其他通信网中包括电视网、跨海洋的网络全部使用 我国光纤通信技术论文本文内容: 1光纤通信技术的主要特点 1.1损耗低,传输距离远 与普通的通信相比,光纤的损耗率要低得多。目前,光纤的损耗可以低达0.2dB/km。中继光放大器间距可达100多km,而传统的铜电缆中继放大器间距仅为几百米到几千米。因此,除了用户到小站间仍使用铜电缆,其他通信网中包括电视网、跨海洋的网络全部使用光纤通信。光纤通信在

长距离传输中的优势非常明显。目前光纤通信的最长通信距离达到10000m以上。 1.2抗干扰能力强 与其他光缆相比,光纤通信具有非常明显的优点———抗电磁干扰能力极强。光纤通信设备的主要成分是SiO 的应用给光纤通信技术带来无可比拟的优势。由于石英具有极强的抗腐蚀性和绝缘性,因此,应用到光纤通讯设备上使其同样具有较强的抗干扰能力。光纤通信不会受到太阳黑子活动、电离层变化、雷电以及人为释放的电磁等方面的干扰,这一特性使得光纤可以应用到军事领域中。 1.3安全性和保密性高 因为光纤主要依靠光波的全反射原理进行传输,光信号完全被限制在包层内,光波泄露的现象很少发生。而且一个光缆内的很多光纤线之间也不会相互干扰,因此,光通信的抗干扰能力很强,保密性和安全性非常高。此外,光纤的重量很轻、体积较小,这样既节省空间又使得设备的安装非常方便。另外,用来制作光纤通信设备的原材料越来越丰富,而且价格低廉,稳定性好,同时受环境温度影响小,使

光纤通信技术发展历程、特点及现状

光纤通信技术发展历程、特点及现状

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学号:20085044013 本科学年论文 学院物理电子工程学院 专业电子科学与技术 年级2008级 姓名王震 论文题目光纤通信技术发展历程、特点及现状 指导教师张新伟职称讲师 成绩

2012年1月10日 目录 摘要 (1) Abstract (1) 绪论 (1) 1光纤通信发展历程 (1) 1.1 世界光纤通信发展史 (1) 1.2 中国光纤通信发展史 (2) 2 光纤通信技术的特点 (3) 2.1 频带极宽,通信容量大 (3) 2.2 损耗低,中继距离长 (3) 2.3 抗电磁干扰能力强 (3) 2.4 无串音干扰,保密性好 (3) 3 不断发展的光纤通信技术 (3) 3.1 SDH系统 (3) 3.2 不断增加的信道容量 (3) 3.3 光纤传输距离 (4) 3.4 向城域网发展 (4) 3.5 互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势 (4) 4 结束语 (4) 参考文献 (4)

光纤通信技术发展历程、特点及现状 摘要:光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。光纤通信是以其传输频带宽、通信容量大、中继距离长、损耗低特点,并具有抗电磁干扰能力强,保密性好的优势,光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中,还可以应用在电力通信控制系统中,进行工业监测、控制,而且在军事领域的用途也越来越为广泛。光纤通信技术正朝着超大容量、超长距离传输和交换、全光网络方向发展。 关键词:光纤通信;发展历程;特点;发展现状 绪论 光纤通信技术已成为现代通信的主要通信方式,在现代信息网中起着非常重要的作用,随着信息技术的发展,大容量光纤通信网络的建设,光电子技术将起到越来越重要的作用。光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。有专家预测,21世纪将是“光子世纪”,十年内,光子产业可能会全面取代传统电子工业,成为本世纪最大的产业。光纤通信又进入了一个蓬勃发展的新时期,而这一次发展将涉及信息产业的各个领域,其范围更广,技术更新,难度更大,动力更强,无疑将对21世纪信息产业的发展和社会进步产生巨大影响。 1 光纤通信发展历程 1.1 世界光纤通信发展史 光纤的发明,引起了通信技术的一场革命,是构成21世纪即将到来的信息社会的一大要素。 1966年出生在中国上海的英籍华人高锟,发表论文《光频介质纤维表面波导》,提出用石英玻璃纤维(光纤)传送光信号来进行通信,可实现长距离、大容量通信。于1970年损失为20db/km的光纤研制出来了。据说康宁公司花费3000万美元,得到30米光纤样品,认为非常值得。这一突破,引起整个通信界的震动,世界发达国家开始投入巨大力量研究光纤通信。1976年,美国贝尔实验室在亚特

光纤通信技术的发展历史

论文题目:光纤通信技术发展历史 姓名:谢新云 学号:0932002231 专业班级:通信技术(2) 院系:电子通信工程学院 指导老师:彭霞 完成时间:2011年10月22日

概论 目前,在实际运用中相当有前途的一种通信技术之一,即光纤通信技术已成为现代化通信非常重要的支柱。作为全球新一代信息技术革命的重要标志之一,光纤通信技术已经变为当今信息社会中各种多样且复杂的信息的主要传输媒介,并深刻的、广泛的改变了信息网架构的整体面貌,以现代信息社会最坚实的通信基础的身份,向世人展现了其无限美好的发展前景。 自上世纪光纤通信技术在全球问世以来,整个的信息通讯领域发生了本质的、革命性的变革,光纤通信技术以光波作为信息传输的载体,以光纤硬件作为信息传输媒介,因为信息传输频带比较宽,所以它的主要特点是:通信达到了高速率和大容量,且损耗低、体积小、重量轻,还有抗电磁干扰和不易串音等一系列优点,从而备受通信领域专业人士青睐,发展也异常迅猛。 光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中,也可以在电力通信控制系统中发挥作用,进行工业监测、控制,现在在军事上也被广泛应用,基于各领域对信息量的需求不断增长,光纤通信技术的应用发展趋势也备受关注。一条完整的光纤链路除受光纤本身质量影响外,还取决于光纤链路现场的施工工艺和环境。 本文针对光纤通信技术的发展及趋势展开研究,分别介绍了光纤通信技术的发展历史和现状,以及光纤通信技术的发展趋势,对一些先进的光纤通信技术进行了介绍。 关键字:光纤通信技术,发展历史,现状,发展趋势

目录 概论 (1) 目录 (2) 第一章光纤通信技术的形成 (3) 1.1早期的光通信 (3) 1.2 现在光纤通信技术的形成 (3) 1.2.1 光纤通信器件的发展 (3) 1.2.2 光纤 (5) 第二章光纤通信技术的现状 (8) 2.1 光纤光缆 (8) 2.2 光电子器件 (8) 2.3光纤通信系统 (14) 第三章我国光纤通信技术的发展 (15) 参考文献 (16)

光纤通信的发展趋势探讨毕业论文

本科生毕业设计(论文)资料第一部分论文说明书

(2010届) 本科生毕业论文光纤通信的发展趋势探讨

长沙学院本科生毕业论文光纤通信的发展趋势探讨 系(部):电子与通信工程系 专业:通信工程

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解XX大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:

摘要 光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。近几年来,随着技术的进步,电信管理体制的改革以及电信市场的逐步全面开放,光纤通信的发展又一次呈现了蓬勃发展的新局面,本文旨在对光纤通信领域的主要发展热点作一简述与展望。 本文首先介绍了光纤通信发展的历史,通过对光纤基本构成:光纤、光源、光检测器特点的介绍,表明光纤通信技术的发展是离不开光器件的发展的,全文围绕光纤通信的容量和速率以及实际应用的几个发展趋势作了详细的介绍,并对世界较前沿的通信技术作了简单的介绍。 通过对光纤通信几个发展趋势进行的学习以及实际工作的了解,发现传统的通信网络无论从业务量设计、容量安排、组网方式,以及交换方式上来讲都已无法适应这些新的发展趋势,各大公司都在设计未来网络的蓝图,诸如可持续发展的网络、一体化网和新的公用网等等,其基本思路都是相同的,即具有统一的通信协议和巨大的传输容量,能以最经济的成本,灵活可靠持续地支持一切已有和将有的业务和信号。 关键词:DWDM MSTP TMN SDH/SONET 智能ASON FTTH ABSTRACT The birth and development of optical fiber communication is a major revolution in

光纤通信技术论文

光纤通信技术 光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。 光纤通信就是利用光导纤维传输信号,以实现信息传递的一种通信方式。光导纤维通信简称光纤通信。可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。实际上光纤通信系统使用的不是单根的光纤,而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。光纤通信具有以下特点:(1)通信容量大、传输距离远。 (2)信号串扰小、保密性能好; (3)抗电磁干扰、传输质量佳。 (4)光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输; (5)材料来源丰富,环境保护好,有利于节约有色金属铜。 (6)无辐射,难于窃听, (7)光缆适应性强,寿命长。 (8)质地脆,机械强度差。 (9)光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。 (10)分路、耦合不灵活。 (11)光纤光缆的弯曲半径不能过小(>20cm) (12)有供电困难问题。 就光纤通信技术本身来说,应该包括以下几个主要部分:光纤光缆技术、光交换技术传输技术、光有源器件、光无源器件以及光网络技术等。 光纤光缆技术 光纤技术的进步可以从两个方面来说明: 一是通信系统所用的光纤; 二是特种光纤。早期光纤的传输窗口只有3个,即850nm(第一窗口)、1310nm(第二窗口)以及1550nm(第三窗口)。近几年相继开发出第四窗口(L波段)、第五窗口(全波光纤)以及S波段窗口。其中特别重要的是无水峰的全波窗口。这些窗口开发成功的巨大意义就在于从1280nm到1625nm的广阔的光频范围内,都能实现低损耗、低色散传输,使传输容量几百倍、几千倍甚至上万倍的增长。这一技术成果将带来巨大的经济效益。另一方面是特种光纤的开发及其产业化,这是一个相当活跃的领域。 光复用技术 复用技术是为了提高通信线路的利用率,而采用的在同一传输线路上同时传输多路不同信号而互不干扰的技术。光复用技术种类很多,其中最为重要的是波分复用(WDM)技术和光时分复用(OTDM)技术。光波分复用(WDM)技术是在一芯光纤中同时传输多波长光信号的一项技术。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来,并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输,在接收端将组合波长的光信号分开,并作进一步处理,恢复出原信号后送入不同的终端。波分复用当前的商业水平是273个或更多的波长,研究水平是1022个波长(能传输368亿路电话),近期的潜在水平为几千个波长,理论极限约为15000个波长(包括光的偏振模色散复用,OPDM)。而光时分复用(OTDM)技术指利用高速光开关把多路光信号在时域里复用到一路上的技术。光时分复用(OTDM)的原理与电时分复用相同,只不过电时分复用是在电域中完成,而光时分复用是在光域中进行,即将高速的光支路数据流(例如10Gbit/s,甚至40Gbit/s)直接复用进光域,产生极高比特率的合成光数据流。

我国光纤通信的现状分析及发展前景

我国光纤通信的现状分析及发展前景 1、光纤通信技术当前发展现状 近些年来,最为流行与最受关注的通信技术可以说是光纤通信技术、卫星通信应用技术以及无线通讯技术。而光纤通信技术在这三种支柱性通信技术中,所涉及到的领域技术最为广泛,这是由于光纤通信技术有着非常多的显著优势与实用特性。 1.1 实用性强、频带宽、容量大 一般光纤能够利用的频宽数量大概可达50000GHz,并且其传输损耗低、实用性强。自1987年我国投入使用时,其就能以1.7Gb/s的一对光纤就能同时对两万多路电话进行传输;2.4Gb/s时,同样也能对三万多组电话进行传输。其频宽能力强大,不仅仅是数据承载通信容量大,而且还能够满足宽带营运实施的综合性业务流转,协调于综合业务宽带的利用效率与开发,如其能够满足数字网B-ISDN发展的需求。 1.2 信号光功率损失小,中继距离长,成本低 由于光纤本身的损耗程度一般低于0.2dB/km,这和其他传输媒介的损耗程度比较而言,光纤传导的信号功率损失程度非常小,也就是说其满足一定的比特率要求的光接收机灵敏度很高,即满足系统误比特率要求的最低接收光功率越小,中继距离就越长。其中其存在的最大中继距离可能高达上千米甚至是上万米,这对光纤通信传输系统所投成本的稳定性,以及实现传输可靠性的现实意义来说,非常重要。 1.3 抗电磁干扰 光纤自身是绝缘体材料,本身不受高空电离层的强度环境变化与雷电或是太阳表面黑子变化活动的干扰,也不受电路系统高压馈电线与相关设施、设备的诸多方面干扰。总的来说,光纤传导受电磁干扰的特性以及受其他方面干扰自身传导通信功能的可能性很小。 1.4 光波传输良好,即保密性好 光波当在光缆中运行传输时,由于自身材料的传导性能,使其光波在传输过程当中也就很难外泄出来,即使存在外漏现象,也很微弱,是在正常损益范畴之内。所以有时对于光纤表面上会上一层消除光谱色散损耗的消光剂。从而使波形因为客观性其他原因引起的失真外泄现象大幅度降低,也使系统传输信息的保密性程度提升了。 2、光纤通信技术的发展趋势

光纤通信技术发展历程、特点及现状

本科学年论文 学 院 物理电子工程学院 专 业 电子科学与技术 年 级 2008级 姓 名 王震 论文题目 光纤通信技术发展历程、特点及现状 指导教师 张新伟 职称 讲师 成 绩 2012年1月10日 学号:

目录 摘要 (1) Abstract (1) 绪论 (1) 1光纤通信发展历程 (1) 1.1 世界光纤通信发展史 (1) 1.2 中国光纤通信发展史 (2) 2 光纤通信技术的特点 (3) 2.1 频带极宽,通信容量大 (3) 2.2 损耗低,中继距离长 (3) 2.3 抗电磁干扰能力强 (3) 2.4 无串音干扰,保密性好 (3) 3 不断发展的光纤通信技术 (3) 3.1 SDH系统 (3) 3.2 不断增加的信道容量 (3) 3.3 光纤传输距离 (4) 3.4 向城域网发展 (4) 3.5 互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势 (4) 4 结束语 (4) 参考文献 (4)

光纤通信技术发展历程、特点及现状 摘要:光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。光纤通信是以其传输频带宽、通信容量大、中继距离长、损耗低特点,并具有抗电磁干扰能力强,保密性好的优势,光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中,还可以应用在电力通信控制系统中,进行工业监测、控制,而且在军事领域的用途也越来越为广泛。光纤通信技术正朝着超大容量、超长距离传输和交换、全光网络方向发展。 关键词:光纤通信;发展历程;特点;发展现状 绪论 光纤通信技术已成为现代通信的主要通信方式,在现代信息网中起着非常重要的作用,随着信息技术的发展,大容量光纤通信网络的建设,光电子技术将起到越来越重要的作用。光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。有专家预测,21世纪将是“光子世纪”,十年内,光子产业可能会全面取代传统电子工业,成为本世纪最大的产业。光纤通信又进入了一个蓬勃发展的新时期,而这一次发展将涉及信息产业的各个领域,其范围更广,技术更新,难度更大,动力更强,无疑将对21世纪信息产业的发展和社会进步产生巨大影响。 1 光纤通信发展历程 1.1 世界光纤通信发展史 光纤的发明,引起了通信技术的一场革命,是构成21世纪即将到来的信息社会的一大要素。 1966年出生在中国上海的英籍华人高锟,发表论文《光频介质纤维表面波导》,提出用石英玻璃纤维(光纤)传送光信号来进行通信,可实现长距离、大容量通信。于1970年损失为20db/km的光纤研制出来了。据说康宁公司花费3000万美元,得到30米光纤样品,认为非常值得。这一突破,引起整个通信界的震动,世界发达国家开始投入巨大力量研究光纤通信。1976年,美国贝尔实验室在亚特兰大到华盛顿间建立了世界第一条实用化的光纤通信线路,速率为45Mb/s,采用的是多模光纤,光源用的是发光管LED,波长是0.85微米的红外光。在上世纪70

光缆线路工程设计_毕业论文

光缆线路工程设计 摘要 当今的通信方式是以光纤通信为主,微波、卫星通信为辅的格局。也正因如此,光纤通信的发展显得越发重要。 随着国际互连网等信息技术的普及应用,加之由于经济的快速发展,人们对通信的需求更加强烈,这要求光纤通信向着大容量,高速率,远距离方向迅猛发展。光网络的发展又使得光缆的新结构不断涌现,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。由此光缆的种类也趋于多样化,对一些特殊环境更有特种光缆来满足特殊的要求。 随着中央政府加大对农村经济的扶持和投资,贵州黔西南州的经济得到快速发展,广大农民的富裕度得到迅速的提高,人们在生活、商贸、工作中对移动通信的需求越来越大,对通信质量要求也越来越高;因此贵州通信服务公司本着回报社会的态度,决定加大对农村的投入,扩大信号覆盖面,为百姓的经济发展服务,于是提出了安龙等村通二期工程。 光缆线路工程设计的研究表明,在同一地区的不同地段,对于光纤和路由的选取、敷设都是不同的,根据具体的现场情况和经济、建设要求做出正确的、合理的选择,是保证光纤通信系统长期、稳定、安全工作的前提。对于光缆的敷设也有各种具体的要求,同样保证光纤通信的正常工作。系统的调试开通与验收,后期的维护都是光缆工程必不可少的工作。 【关键词】:光缆线路,光纤,工程设计,概、预算

ABSTRACT Today's communication is based on optical fiber telecommunications, microwave and satellite communications supplemented pattern.For this reason, the development of optical communication is becoming more and more important. As international Internet and other information technologies widely used, And because of the rapid economic development, for the communications needs of more intense, require fiber communication toward large-capacity, high-speed, the rapid development of long-range direction. The development of optical network cable also makes the new structure will continue to emerge. The new generation of all-optical cable network requirements for wider bandwidth to accommodate more wavelengths and higher transmission rate, ease of installation and maintenance, such as longer life expectancy.This type of cable is also tending to diversify ,for some special environment more special cable to meet special requirements. Along with the central government to increase rural economic support and investment, the Guizhou Qianxinan’s economic have got rapid development, The wealth of the majority of farmers was rapidly increased, people in life, business, work on the Mobile Communication growing demand for quality communications are increasingly high requirements; Therefore Guizhou communications services company in return society's attitude and decided to increase their investment in rural areas and expand signal coverage, for the people in the economic development of services, and the second project about villages such as Anlong. Optical Cable Design Research shows that in the same area lots, and fiber routing selection, installation is different, according to the specific circumstances and the economy, the demand to make a correct and reasonable choice is the guarantee of optical fiber communications system long-term, stable, safe working premise. Cable installation for a variety of specific demands, and also assue optical fiber communications normal work.

光纤通信技术论文

光纤通信技术论文 论光纤通信技术的特点和发展趋势 摘要:光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中,还可以应用在电力通信控制系统中,进行工业监测、控制,而且在军事领域的用途也越来越为广泛。光纤通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到十分重要的作用。本文探讨了光纤通信技术的主要特征及发展趋势。 关键词:光纤通信技术特点发展趋势接入技术 引言 近年来随着传输技术和交换技术的不断进步,核心网已经基本实现了光纤化、数字化和宽带化。同时,随着业务的迅速增长和多媒体业务的日益丰富,使得用户住宅网的业务需求也不只局限于原来的语音业务,数据和多媒体业务的需求已经成为不可阻挡的趋势,现有的语音业务接入网越来越成为制约信息高速公路建设的瓶颈,成为发展宽带综合业务数字网的障碍。 1.光纤通信技术定义 光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信力式。在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波的频率高得多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多,所以说光纤

通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路,光纤之间的中绕非常小,光波在光纤中传输,不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听,光纤的芯很细,由多芯组成光缆的直径也很小,所以用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题。 2.光纤通信技术的特点 2.1 频带极宽,通信容量大。 光纤的传输带宽比铜线或电缆大得多。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的限制往往发挥不出带宽大的优势。因此需要技术来增加传输的容量,密集波分复用技术就能解决这个问题。 2.2 损耗低,中继距离长。 目前,实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤;此类光纤损耗可低于0.20dB/km,这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低,因此,由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其他介质构成的系统长得多。如果将来使用非石英极低损耗传输介质,理论上传输的损耗还可以降到更低的水平。这就表明通过光纤通信系统可以减少系统的施工成本,带来更好的经济效益。 2.3 抗电磁干扰能力强。

光纤通信的发展前景

光纤通信的现状及其未来发展 光信息科学与技术08-1班 韩欣欣 08133102 关键词:光纤通信 光纤到户 未来发展 摘要:光纤通信自问世以来,给整个通信领域带来了一场革命,它使高速率,大容量的通信成为可能。目前它已经成为一种不可替代的、最主要的信息传输技术。 引言: 光无处不在。在人类发展的早期,人类已经开始使用光传递信息了。但那时候传递的信息容量非常少,局限性也很大。 随着社会的发展,信息传输与交换量与日俱增,传统的电通信方式已不能满足人们的需要。为了扩大通信容量,通信方式从中波、短波发展到微波、毫米波,这实际上就是通过提高通通信载波频率来扩大通信容量的。这样就出现了现在的光通信技术,就是光纤通信。 光纤通信是将要传送的图像、数据等信号调制到光载波上,以光纤作为传输媒介的通信方式。 与传统的电通信相比,光纤通信是以很高频率的光波作为载波,以光纤为传输介质的通信。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,自其出现以来就备受业内人士的青睐,发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从1980年至今增加了近一万倍 传输速度在过去的10年中大约提高了100倍。 光纤发展与应用 为了发展光通信技术,人们又考虑和尝试了各种传输介质,但是他们的损耗都非常的高。直到1966年美籍华人高锟博士和霍克哈姆发表论文,预见了低损耗的光纤能够应用于通信,敲开了光纤通信的大门。从此光纤在通信中的应用引起了人们的重视。 很快在1970年8月美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/kM光纤。光纤通信的时代由此开始了。 1972年,随着光纤制备工艺中的原材料提纯、制棒和拉丝技术水平

光纤通信的发展现状

则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤, 并常以某种功能器件的形式出现。光纤通信之所以发展迅猛, 主要缘于它具有以下特点: 通信容量大、传输距离远;信号串扰小、保密性能好;抗电磁干扰、传输质量佳;光纤尺寸小、重量轻, 便于敷设和运输;材料来源丰富, 环境保护好;无辐射, 难于窃听;光缆适应性强, 寿命长。 作为载波的光波频率比电波频率高得多,作为传输介质的光纤又比同轴电缆或波导管的损耗低得多,因此相对于电缆通信或微波通信,光纤通信具有许多独特的优点。将优点突出的光纤通信真正应用到人类生活中去,和很多技术一样,都经历着一个发展的过程。光纤通信技术的几种关键技术分为--- 波分复用技术。波分复用WDM(Wavelength Division Multiplexing) 技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源。根据每一信道光波的频率( 或波长) 不同, 将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道, 把光波作为信号的载波, 在发送端采用波分复用器( 合波器) , 将不同规定波长的信号光载波

合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端, 再由一波分复用器( 分波器) 将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立( 不考虑光纤非线性时) , 从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。自从上个世纪末, 波分复用技术出现以来, 由于它能极大地提高光纤传输系统的传输容量, 迅速得到了广泛的应用。 2. 光纤接入技术。光纤接入网是信息高速公路的“最后一公里”。实现信息传输的高速化, 满足大众的需求, 不仅要有宽带的主干传输网络, 用户接入部分更是关键, 光纤接入是网高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中, 由于光纤到达位置的不同, 有FTTB、FTTC、FTTCab 和FTTH 等不同的应用, 统称FTTx。 光纤通信技术发展的现状--- 1.市场需求的培育发展和产业链的形成尚需时日。FTTH除了提供高带宽外, 更重要的是运营商能提供什么具体服务内容让用户需求更高的带宽, 使得在既有宽带接入技术无法满足之下,推动用户走向光纤到户。然而用户上网经常使用的服务为看新闻, 搜寻引擎,电子信箱,这些

光纤现状及其发展

光纤通信的现状及其发展 光缆通信在我国已有20多年的使用历史,这段历史也就是光通信技术的发展史和光纤光缆的发展史。光纤通信因其具有的损耗低、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,备受业内人士青睐,发展非常迅速。目前,光纤光缆已经进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。 光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。近年来,光纤通信技术得到了长足的发展,新技术不断涌现,这大幅提高了通信能力,并使光纤通信的应用范围不断扩大。下面简单描述我国光纤光缆发展的现状: 1.1 普通光纤 普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展,光中继距离和单一波长信道容量增大,G.652.A光纤的性能还有可能进一步优化,表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合ITUTG.654规定的截止波长位移单模光纤和符合G.653规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。 1.2 核心网光缆 我国已在主干线(包括国家主干线、省内主干线和区内主干线)上全面采用光缆,其中多模光纤已被淘汰,全部采用单模光纤,包括G.652光纤和G.655光纤。G.653光纤虽然在我国曾经采用过,但今

后不会再发展。G.654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量,它在我国的陆地光缆中没有使用过。主干线光缆中采用分立的光纤,不采用光纤带。主干线光缆主要用于室外,在这些光缆中,曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构,目前已停止使用。 1.3 接入网光缆 接入网中的光缆距离短,分支多,分插频繁,为了增加网的容量,通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中,由于管道内径有限,在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量,是很重要的。接入网使用G.652普通单模光纤和G.652.C低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用,目前在我国已有少量的使用。 1.4 室内光缆 室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。并目还可能用于遥测与传感器。国际电工委员会(IEC)在光缆分类中所指的室内光缆,笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在中心局或其他电信机房内,布放紧密有序和位置相对固定。综合布线光缆布放在用户端的室内,主要由用户使用,因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。 1.5 电力线路中的通信光缆 光纤是介电质,光缆也可作成全介质,完全无金属。这样的全介质光缆将是电力系统最理想的通信线路。用于电力线杆路敷设的全介质光缆有两种结构:即全介质自承式(ADSS)结构和用于架空地线上的

通信技术类论文投稿范文(两篇)

下面是两篇通信技术类论文投稿范文,第一篇论文介绍了光纤通信技术的应用,这种高质量的传输方式在不同的领域都得到了应用,论文进行了详细阐述。第二篇论文介绍了光纤通信在电力传输损耗的解决措施,分析了光纤通信在电力传输中产生损耗的原因并给出了相关解决措施。 通信电源技术 《光纤通信技术的应用》 【摘要】光纤通信技术是一种将光纤电缆作为传输介质的高质量传输方式,其已经在不同领域得到了不同程度的应用。在电力通信领域、智能交通领域、广播电视领域以及互联网领域光纤通信都不可或缺。现文章主要针对光纤通信技术及其应用开展论述。 【关键词】光纤通信;智能交通;电力行业 光纤通信技术的使用提高了信息传递的效率,不论是传输质量,传输容量还是传输速度都得到了改善。光纤通信质量轻、损耗低、安全可靠、抗干扰性强,在不同领域都已经普及应用,特别是在服务与生产行业的应用十分普遍。 一、光纤通信技术 光纤通信是将光作为信息的承受载体,将光纤作为传输的通信方式[1]。光纤作为一种新型的传输介质,其损耗相对于同轴电缆或导波管来说要低出许多。因此,在实际使用过程中光纤通信的容量要对于微波通信来说要大出几十倍。如图1所示为光纤结构图。光纤通信技术在实际使用过程中拥有其独特的特点:

第一,通信容量较大。光纤通信在使用过程中由于传输速度与质量相对于其他电缆与铜线来说拥有显著的优势。光纤通信技术利用光源调制的特殊性、调制的方式以及光纤是色散特性使得明显改善了光纤通信的质量。同时,光纤通信在运用时中单波长光纤通信系统可以最大程度的发挥光纤通信的效用,显著提升其传输容量。 第二,传输损耗较低。一般石英光纤损耗大约在0-20dB/km左右,这一水平的传输损耗远远低于其他介质[2]。因此,可以判断石英光纤损耗是一种明显的低消耗材料。在跨度更多的无中继距离传输中可以显著减少损耗。伴随着中继站数量的不断减少,系统的成本与复杂性得到了降低,光纤通信在长途传输的过程中可以发挥最大的使用效益,降低经济成本。 第三,保密性良好。光纤通信中的广播可以提升光波导结构的各项效果。光纤通信技术能够将信号完整的封存在光波导结构当中,有可能泄露的射线都将被不透明包皮吸收。这一方式不会导致光波泄露,同时光纤在传输过程中也不会出现串音干扰,光纤通信的内容将拥有较高的保密性。 二、光纤通信技术的应用 2.1光纤通信技术在电力通信中的应用 电力通信工作主要是为对电网进行日常运营管理,以保证电网能够正常顺利运作。在电网工作中电力通信是其中的技术基础,其能够为电网正常提供电力以及电力系统的正常应用提供充分的保障。光纤通信技术一般是在电力通信的架空、地埋等不同方式来敷设光缆,从

我国光纤光缆行业的发展现状及前景

我国光纤光缆行业的发展现状及前景近年来,光纤通信技术得到了长足的发展,新技术不断涌现,这大幅提高了通信能力,并使光纤通信的应用范围不断扩大。 一、我国光纤光缆发展的现状 1.普通光纤 普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展,光中继距离和单一波长信道容量增大,G..652.A光纤的性能还有可能进一步优化,表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合ITUTG.654规定的截止波长位移单模光纤和符合G..653规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。 2.核心网光缆 我国已在干线(包括国家干线、省内干线和区内干线)上全面采用光缆,其中多模光纤已被淘汰,全部采用单模光纤,包括G..652光纤和G..655光纤。G..653光纤虽然在我国曾经采用过,但今后不会再发展。G..654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量,它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤,不采用光纤带。干线光缆主要用于室外,在这些光缆中,曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构,目前已停止使用。 3.接入网光缆 接入网中的光缆距离短,分支多,分插频繁,为了增加网的容量,通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中,由于管道内径有限,在增加

光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量,是很重要的。接入网使用G..652普通单模光纤和G..652.C低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用,目前在我国已有少量的使用。 4.室内光缆 室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。并且还可能用于遥测与传感器。国际电工委员会(IEC)在光缆分类中所指的室内光缆,笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在中心局或其他电信机房内,布放紧密有序和位置相对固定。结合布线光缆布放在用户端的室内,主要由用户使用,因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。 5.电力线路中的通信光缆 光纤是介电质,光缆也可作成全介质,完全无金属。这样的全介质光缆将是电力系统最理想的通信线路。用于电力线杆路敷设的全介质光缆有两种结构:即全介质自承式(ADSS)结构和用于架空地线上的缠绕式结构。ADSS光缆因其可以单独布放,适应范围广,在当前我国电力输电系统改造中得到了广泛的应用。ADSS光缆在国内的近期需求量较大,是目前的一种热门产品。 二、光纤通信技术的发展趋势 对光纤通信而言,超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标,而全光网络也是人们不懈追求的梦想。

光纤通信发展与现状解析

公选课课程论文 (2010 -2011 学年第二学期光纤通信发展与现状 学生:周丹丹 提交日期:2011 年 4 月 18 日学生签名:周丹丹 光纤通信发展与现状 周丹丹 摘要:

本文通过介绍及时、准确全面地获取信息在当今这个竞争时代的重要性,指出光纤通信与我们的生活息息相关对我们的生产和生活中起到了相当关键的作用。并简单介绍了了国际光纤通信四十多年来的发展历程,并进一步描述了自 1960年光纤之父高锟等人首先提出了用低吸收的光纤做光通信至今,光纤通信的发展。并具体针对在我国出现不久的 3G 手机上网和手机网上银行做了一些介绍,并提出自己的一些观点和看法。最后结合现状和相关文献对光纤通信未来的发展趋势和方向做一些介绍。 关键字:光纤通信、发展、手机、 3G 、光联网 一、信息的重要性 回顾历史,古人烽火狼烟、快马加鞭、鸿雁传书……这些历史典故都告诉我们一个道理——只有具备及时获取全面、准确的信息,把握动态、解决问题的能力,才能抓住机遇、才能充分展示和发挥自己的才华、扬长避短,取得成功。 一直到信息大爆炸的今天,竞争日益激烈。各个国家、企业甚至个人想要在竞争中掌握主动权,就一定要及时、详细了解当今世界的各个行业的发展的现状和趋势,结合自身条件及时调整自己的战略,使之与时代环境相符合。只有这样才可能在竞争中取得最后的胜利,使人类文明不断前进、不断进步。 如何才能满足人们的需求,有效、及时地传递大量信息呢?人们迫切需要一种新的传输媒介。 二、关于光纤通信 【 1】 光纤通信是用光作为信息的载体,以光纤作为传输介质的一种通信方式。光纤通信系统可分为三个基本单元:光发射机、光纤和光接收机。它首先要在发射端将需传送的信号进行光电转换,再经光纤传输到接收端,接收端将接收到的光信号转变成电信号, 最后还原成原信号。光纤通信系统的构成具体如下:

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