中国光纤通信技术的现状及未来.

中国光纤通信技术的现状及未来

光纤通信是我国高新技术中与国际差距较小的领域之一。光纤通信由于其具有的一系列特点, 使其在传输平台中居于十分重要的地位。虽然目前移动通信, 甚至卫星移动通信的热浪再现高波,但 Telecom99的展示说明,光纤通信仍然是最主要的传输手段。在北美,信息量的 80%以上是通过光纤网来传输的。在我国光纤通信也得到广泛的应用,全国通信网的传输光纤化比例已高达 82%。光纤通信技术的应用基本达到国际同类水平,自主开发的光纤通信产品也比较接近国际同类产品水平, 但实验室的研究水平还有一定的差距。本文扼要回顾我国光通信走过的历程, 并从光纤光缆、光器件、光传输设备和系统等几方面介绍光通信的研发、应用现状, 展望光通信在我国的应用前景, 将激励我们为振兴我国光通信民族产业做出更大的贡献。

1 我国光通信历程的回顾

我国的光通信起步较早, 70年代初就开始了大气传输光通信的研究,随之又进行光纤和光电器件的研究,自 1977年初,研制出第一根石英光纤起,跨过一道道难关,取得了一个又一个零的突破。如今回顾起来,所经历的“里程碑”依然历历在目:

1977年,第一根短波长 (0. 85mm 阶跃型石英光纤问世,长度为 17m ,衰减系数为300dB/km。

研制出 Si-APD 。

1978年,阶跃光纤的衰减降至 5dB/km。

研制出短波长多模梯度光纤,即 G .651光纤。

研制出 GaAs-LD 。

1979年,研制出多模长波长光纤,衰减为 1dB/km。

建成 5.7km 、 8Mb/s光通信系统试验段。

1980年, 1300nm 窗口衰减降至 0.48dB/km, 1550nm 窗口衰减

为 0.29dB/km。

研制出短波长用的 GaAlAs-LD 。

1981年,研制出长波长用的 InGaAsP-LD 和 PIN 探测器。

多模光纤活动连接器进入实用。

研制出 34Mb/s光传输设备。

1982年,研制成功长波长用的激光器组件和探测器组件 (PIN-FET。

研制出光合波分波器、光耦合器、光衰减器、滤光器等无源器件。

研制出 140Mb/s光传输设备。

1984年,武汉、天津 34Mb/s市话中继光传输系统工程建成 (多模。

1985年,研制出 1300nm 单模光纤,衰减达 0.40dB/km。

1986年,研制出动态单纵模激光器。

1988年,全长 245km 的武汉椌V輻沙市 34Mb/s多模光缆通信系统工程通过邮电部鉴定验收。

扬州——高邮 4Mb/s单模光缆通信系统工程通过邮电部鉴定验收。

1989年,汉阳——汉南 40Mb/s单模光传输系统工程通过邮电部鉴定验收。

1990年, 研制出 G .652标准单模光纤, 最小衰减达 0.35dB/km。到 1992年降至0.26dB/km。成功地研制出 1550nm 分布反馈激光器 (DFB-LD。

1991年,研制出 G .653色散位移光纤。最小衰减达 0.22dB/km。

研制出 565Mb/s光传输设备。

合肥——芜湖

40Mb/s单模光传输系统工程通过国家鉴定验收。

1992年,研制出掺铒光纤 EDF 。

研制出可调谐 DFB-LD 和泵浦源 LD 。

FC-PC 陶瓷单模光纤活动连接器通过邮电部鉴定。

1993年,在掺铒光纤放大器的研究上取得突破性进展,小信号增益达 25dB 。

上海——无锡

65Mb/s单模光传输系统工程通过邮电部鉴定验收。该工程的建成,在国内外产生了重大影响,对此后“巴统”的解散起到一定的“催化”作用。

1995年,研制出 STM-1、 STM-4 SDH设备。

1996年,研制出 STM-16 SDH设备。

1997年,研制出 G .655非零色散位移光纤。

研制出应变多量子阱 DFB 激光器, STM-1、 STM-4

收 /发模块和 STM-16接收模块。

成都——攀枝花 22Mb/s SDH光传输工程通过邮电部鉴定验收;

咸宁 622Mb/s SDH双自愈环互连系统工程通过建设部门初验。

1998年, 海口——三亚 5Gb/s光传输系统工程通过邮电部鉴定验收, 该工程全长 322km , 仅在万宁设一个中继站, 海口——万宁的中继距离为 172km , 仅在发送机中使用一个 EDFA 就实现了这一超长中继。研制出 OADM 、 OXC 样机。

1999年, 8×2.5Gb/s DWDM系统通过国家验收。

研制出 STM-64 SDH设备。

IP over SDH的建议被 ITU-T 确认。

……

中国光通信技术的发展, 经历了许多曲折和困难, 有研发初期“巴统” 的技术封锁, 基础和配套工业设施跟不上, 资金投入的不足, 人才资源缺乏等。但我国光通信界的同行们为发展自己

的民族光通信事业, 克服了重重困难,掌握了光纤、器件、系统等各方面的关键技术,逐渐走进了国际光通信的先进行列。特别

是在主要技术上,都有自己的特色和创新,如 1B1H 的光线路码型、自己特色的网络管理系统、能构成自愈环的 PDH 设备、自行设计的全套 SDH 专用芯片、

在线升级的 SDH 设备、通过 LAPS 实现的 IP over SDH等,形成了自己的知识产权,为进一步发展打下了良好的基础。

2、研究开发与应用的现状

下面分别从光纤光缆、光电器件/光器件、设备与系统等几个方面介绍光通信在我国研究、开发和应用的现状。

在光纤研制方面, 我们已基本掌握了常规单模和多模光纤的生产技术, 已研制出了色散位移单模光纤 (G. 653光纤、非零色散位移单模光纤 (G. 655光纤、大有效面积非零色散位移单模光纤、色散补偿光纤 (DCF、掺铒光纤、保偏光纤、数据光纤等,并能达到生产水平。对通信用塑料光纤的制造和特性也进行了深入的研究。其中以大保实光纤为代表的大有效面积非零色散位移单模光纤已在工程中应用,其主要特性如表 1所示。

国内有多家光缆厂,可大批量生产接入网中用光纤带光缆,