全波光纤
光纤通信技术的发展及趋势
光纤通信技术的发展及趋势关键词：光纤通信技术发展历史现状发展趋势摘要：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。
1、导言目前，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。
2、光纤通信技术的发展历史总结近十几年来，光纤通信技术有了长足的进展，其中的新技术也不断被发掘，大大提高了传统意义上的通信能力，这使得光纤通信技术在更大的范围内得到了应用。
光纤通信技术是指把光波作为信息传输的载波，以光纤作为信息传输的媒介，将信息进行点对点发送的现代通信方式。
光纤通信技术的诞生及深入发展是信息通信史上一次重要的改革。
光纤通信技术从理论提出到工程领域的技术实现，再到今天高速光纤通信的实现，前后经历了几十年的时间。
上世纪六十年代开始的光纤通信技术最开始起源于国外，当时研制的光纤损耗高达400分贝/千米，后来，英国标准电信研究所提出，在理论上光纤损耗能够降低到20分贝/千米，然后，日本紧接着研制出通信光纤的损耗是100分贝/千米，康宁公司基于粉末法研制出了损耗在20分贝/千米以下的石英光纤，到最近的掺锗石英光纤的损耗降低至0.2分贝/千米，已经接近了石英光纤理论上提出的损耗极限。
西北工业大学_光纤通信作业答案
答案第一章：光纤通信1、什么是光纤通信？光纤通信及系统的组成光纤通信使用光导纤维作为传输光波信号的通信方式。
光纤通信系统通常由电发射机、光发射机、光接收机、电接收机和由光纤构成的光缆等组成。
2、什么事光通信光通信就是以光波为载波的通信。
3、光纤通信的优点？①传输频带宽，通信容量大。
②传输衰减小，传输距离长。
③抗电磁干扰，传输质量好。
④体积小、重量轻、便于施工。
⑤原材料丰富，节约有色金属，有利于环保4、光纤通信的工作波长？光源：近红外区波长：0.8—1.8μm频率：167—375THz5、WDM是指什么？DWDM指什么？WDM：波分复用DWDM：密集波分复用6、光纤从材料上可以分为哪几种？从材料上分为石英光纤、多组份玻璃光纤、氟化物光纤、塑料光纤等7、光纤活动连接器从连接方式来看分为哪几种？常见的插针端面有哪几种？PC、APC、SPC（球面、斜面、超级抛光端面呈球面的物理接触）8、按缆芯结构分，光缆分为哪几种？层绞式、单位式、骨架式、带状式9、光线的制造分哪几个步骤？I 材料准备与提纯II 制棒III 拉丝、涂覆IV 塑套其中制棒分为：（1）MCVD改进的化学气相沉淀法（2）PCVD等离子化学气相沉淀法10、按材料光纤分几种？同611、无源器件的种类连接器、分路器与耦合器、衰减器、隔离器、滤波器、波分复用器、光开关和调制器等第二章：光纤通信的物理学基础1、通过哪些现象可以证明光具有波动性？光的波动性可以从光的干涉、光的衍射和光的偏振等现象证明2、什么叫光电效应？光电效应具有哪些试验规律？由于光的照射使电子从金属中溢出的现象称为光电效应⑴ 每种金属都有一个确定的截止频率γ0，当入射光的频率低于γ0 时，不论入射光多强，照射时间多长，都不能从金属中释放出电子。
⑵ 对于频率高于γ0的入射光，从金属中释放出的电子的最大动能与入射光的强度无关，只与光的频率有关。
频率越高释放出的电子的动能就越大。
⑶ 对于频率高于γ0的入射光，即使入射光非常微弱，照射后也能立即释放出电子。
光纤通信中常用英文简写
光纤通信中常用英文简写光纤通信中常用英文缩写Acronyms ac alternating current 交变电流交流AM amplitude modulation 幅度调制APD avalanche photodiode 雪崩二极管ASE amplified spontan eous emissi on 放大自发辐射ASK amplitude shift keying 幅移键控ATM asynchronous transfer mode 异步转移模式BER bit error rate 误码率BH buried heterostructure 掩埋异质结BPF band pass filter 带通滤波器C3 cleaved-coupled cavity 解理耦合腔CDM code division multiplexing 码分复用CNR carrier to noise ratio 载噪比CSO Composite sec ond order复合二阶CPFSK con ti nu ous-phase freque ncy-shift keying连续相位频移键控CVD chemical vapour deposition 化学汽相沉积CW continuous wave 连续波DBR distributed Bragg reflector 分布布拉格反射DFB distributed feedback 分布反馈dc direct current 直流DSF dispersion shift fiber 色散位移光纤DIP dual in line package 双列直插DPSK differential phase-shift keying 差分相移键控EDFA erbium doped fiber amplifier 掺铒光纤激光器FDDI fiber distributed data interface 光纤数据分配接口FDM frequency division multiplexing 频分复用FET field effect transistor 场效应管FM frequency modulation 频率调制FP Fabry Perot 法布里里-珀落FSK frequency-shift keying 频移键控FWHM full width at half maximum 半高全宽FWM four-wave mixing 四波混频GVD group-velocity dispersion 群速度色散HBT heterojunction-bipolar transistor 异质结双极晶体管HDTV high definition television 高清晰度电视HFC hybrid fiber-coaxial 混合光纤纤/ 电缆IC integrated circuit 集成电路IMD intermodulation distortion 交互调制失真ISI intersymbol interference 码间干扰LED light emitting diode 发光二极管L-I light current 光电关系LPE liquid phase epitaxy 液相外延MBE molecular beam epitaxy 分子束外延MOCVD metal-organic chemical vapor deposition 金属有机物化学汽相沉积MCVD Modified chemical vapor deposition 改进的化学汽相沉积MPEG motion-picture entertainment group 视频动画专家小组MPN mode-partion noise 模式分配噪声MQW multiquantum well 多量子阱MSK minimum-shift keying 最小频偏键控MSR mode-suppression ratio 模式分配噪声MZ mach-Zehnder 马赫泽德NA numerical aperture 数值孔径NF noise figure 噪声指数NEP noise-equivalent power 等效噪声功率NRZ non-return to zero 非归零NSE nonlinear Schrodinger equation 非线性薛定额方程OC optical carrier 光载波OEIC opto-electronic integrated circuit 光电集成电路OOK on-off keying 开关键控OPC optical phase conjugation 光相位共轭OTDM optical time-division multiplexing 光时分复用OVD outside-vapor deposition 轴外汽相沉积OXC optical cross-connect 光交叉连接PCM pulse-code modulation 脉冲编码调制PDF probability density function 概率密度函数PDM polarization-division multiplexing 偏振复用PSK phase-shift keyi ng 相移键控RIN relative intensity noise 相对强度噪声RMS root-mean-square 均方根RZ return-to-zero 归零RA raman amplifier 喇曼放大器SAGCM separate absorption, grading, charge, and multiplication 吸收渐变电荷倍增区分离APD 的一种SAGM separate absorption and multiplication 吸收渐变倍增区分离APD 的一种SAM separate absorption and multiplication吸收倍增区分离APD 的一种SBS stimulated Brillouin scattering 受激布里渊散射SCM subcarrier multiplexing 副载波复用SDH synchronous digital hierarchy 同步数字体系SLA/SOA semiconductor laser/optical amplifier 半导体光放大器SLM single longitudinal mode 单纵模SNR signal-to-noise ratio 信噪比SPM self-phase modulation 自相位调制SRS stimulated Raman scatteri ng 受激喇曼散射STM synchronous transport module 同步转移模块STS synchronous tran sport sig nal 同步转移信号传输控制协议议/ 互联网协议TDM time-division multiplexing 时分复用TE transverse electric 横电模TW traveling wave 行波VAD vapor-axial epitaxy 轴向汽相沉积VCSEL vertical-cavity surface-emitting laser垂直腔表面发射激光器VPE vapor-phase epitaxy 汽相沉积VSB vestigial sideba nd 残留边带WDMA wavelength-division multiple access 波分复用接入系统WGA waveguide-grating router 波导光栅路由器XPM cross-phase modulation 交叉相位调制DWDM dense wavelength division multiplexing/multiplexer 密集波分复用用/ 器FBG fiber-bragg grating 光纤布拉格光栅AWG arrayed-waveguide grating 阵列波导光栅LD laser diode 激光二极管AOTF acousto optic tunable filter 声光调制器AR coatings antireflection coatings 抗反膜SIOF step index optical fiber 阶跃折射率分布GIOF graded index optical fiber 渐变折射率分布光纤通信技术课程常用词汇Cross-talk 串音Soliton 孤子Jitter 抖动Heterodyne 外差Homodyne 零差Transmitter 发射机Receiver 接收机Transceiver module 收发模块Birefringence xxChirp 啁啾Binary 二进制Chromatic dispersion 色度色散Cladding 包层Jacket 涂层Core cladding interface 纤芯包层界面Gain-guided semiconductor laser 增益波导半导体激光器Index-guide semiconductor laser 折射率波导半导体激光器Damping constant 阻尼常数Threshold 阈值Power penalty 功率代价Dispersion 色散Attenuation 衰减Nonlinear optical effect 非线性效应Polarization 偏振Double heterojunction 双异质结Linewidth 线宽Preamplifer 前置放大器Inline amplifier 在线放大器Power amplifier 功率放大器Extinction ratio 消光比Eye diagram 眼图Fermi level 费米能级Multimode fiber 多模光纤Higher-order dispersion 高阶色散Dispersion slope 色散斜率Block diagram 原理图Quantum limited 量子极限Intermode dispersion 模间色散Intramode dispersion 模内色散Filter 滤波器Directional coupler 定向耦合器Isolator 隔离器Circulator 环形器Detector 探测器Laser 激光器Polarization controller 偏振控制器Attenuator 衰减器Modulator 调制器Optical switch 光开关Lowpass filter 低通滤波器Highpass filter 高通滤波器Bandpass filter 带通滤波器Longitudinal mode 纵模Transverse mode 横模Lateral mode 侧模Sensitivity 灵敏度Linewidth enhancement factor 线宽增强因子Packet switch 分组交换Quantum efficiency 量子效率White noise 白噪声Responsibility 响应度Waveguide dispersion 波导色散Stripe geometry semiconductor laser 条形激光器Ridge waveguide 脊波导Zero-dispersion wavelength 零色散波长Free spectral range 自由光谱范围Surface emitting LED 表面发射LEDEdge emitting LED 边发射LEDShot noise 散粒噪声Thermal noise 热噪声Quantum limit 量子极限Sensitivity degradation 灵敏度劣化Intensity noise 强度噪声Timing jitter 时间抖动Front end 前端Packaging 封装Maxwell s equation麦克斯韦方程组Material dispersion 材料色散Rayleigh scattering 瑞利散射Driving circuit 驱动电路ADM Add Drop Multiplexer 分插复用器:AON Active Optical Network 有源光网络:APON ATM Passive Optical Network ATMc源光网络：ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line非对称数字用户线：AA Adaptive Antenna 自适应天线：ADPCM Adaptive Differential Pulse Code Modulation 自适应脉冲编码调制ADFE Automatic Decree Feedback Equalize自适应判决反馈均衡器：AMI Alternate Mark Inversion 信号交替反转码：AON All Optical Net 全光网AOWC All Optical Wave Converter全光波长转换器：ASK Amplitude Shift Keying 振幅键控：ATPC Automatic Transfer Power Contro自动发信功率控制：AWF All Wave Fiber 全波光纤：AU Administrative Unit 管理单元：AUG Administrative Unit Group 管理单元组：APD Avalanche Diode 雪崩光电二极管:BA Booster(power) Amplifier 光功率放大器:BBER Background Block Error Ratio背景误块比：BR Basic Rate Acces基本速率接入：Bluetooth xx：C Band C波带：Chirp 啁啾：C Container C 容器：CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Collisi on Detection载波侦听多址接入/碰撞检测协议：CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access with Collisi on Avoida nc载波侦听多址接入/避免冲撞协议：CNR Carrier to Noise Ratio载噪比：CP Cross polarization交叉极化：DCF Dispersio n Compe nsat ing Fibe色散补偿单模光纤DFF Dispersion-flattened Fiber色散平坦光纤：DR Diversity Receiver 分集接收DPT Dynamic Packet Transpor动态包传输技术：ODM Optical Division ltiplexer 光分用器：DSF Dispersion-Shifted Fiber色散移位光纤：DTM Dynamic Synchronous Transfer Mode动态同步传送模式：DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing 密集波分复用: DLC Digital loop carrier 数字环路载波:DXC Digital cross connect equipment数字交叉连接器：EA Electricity Absorb Modulation 电吸收调制器:EB Error Block 误块：ECC Embedded Control Channe嵌入控制通路：EDFA Erbium-doped Fiber Amplifier 掺铒光纤放大器EDFL Erbium-doped Fiber Lase掺铒光纤激光器：ES Errored Seco nd 误块秒：ESR Errored Seco nd Ratio误块秒比：FEC Forward Error Correction前向纠错:FWM Four-wave Mixing 四波混频：FDMA Frequency Division Multiple Access频分多址：FTTB Fiber to the Building 光纤到大楼：FTTC Fiber to the Curb 光纤到路边FTTH Fiber to the Home 光纤到户：FA Frequency agility 频率捷变：CSMF Com mon Si ngle Mode Fibe单模光纤：DSF Dispersion-Shifted Fiber色散位移光纤：GIF Graded Index Fiber渐变型多模光纤：GS-EDFA Gain Shifted Erbium-doped Fiber Amplifid增益平移掺饵光纤放大器GVD Group Velocity Dispersion 群速度色散:HPF High Pass Filte高通滤波器：HRDS Hypothetical Referenee Digital Section假设参考数字段：IDLC Integrated DLC综合数字环路载波：IDEN In tegrated Digital En ha need Networks 数字集群调度专网：IEEE 802.3: CSMA/C局域网，即以太网标准。
光纤课后
1.11、什么是光纤通信?2、光纤通信的优点有哪些?3、光纤通信的各发展阶段的特征是什么?4、光通信系统工作波长为0.88mm,1.3mm和1.55mm，计算载波频率及单个光子能量。
5、假设数字通信系统能够在高达1%的载波频率下工作，试问在5GHz的微波载波和1.55m m的光载波上能传输多少64kb/s的话路？1.21、光纤通信系统由哪几部分组成?简述各部分的作用。
2、光纤通信的三个窗口指什么？3、光纤通信中对光源的要求是什么？4、光纤通信中对检测器的要求是什么？1.41、10mW的1310nm激光,其发送光功率为多少dBm?2、某光纤损耗为10dB,计算光通过光纤后，功率减小多少?3、0.8mm的光波以1mW的光功率入射到探测器，则探测器每秒接收的光子数是多少？4、设光纤的损耗为0.2dB/km,计算光功率下降一个数量级所对应的传输距离。
如果光功率以exp(-aL)规律下降，计算a（in cm-1).5、设有1.55mm的数字通信系统工作于1Gb/s,探测器接收的平均功率为(-40dBm).假设比特流中的1和0比特数相等，计算每个比特中的光子数。
6、画出比特率为2.5Gb/s的数字非归零（NRZ）比特流（010*********）的功率随时间变化图象，并计算最短和最长的光脉冲持续时间。
1.51、什么是TDM?为何使用TDM？2、试述PCM方式下语音数字通信的基本过程?3、PCM 30路制式的速率等级是怎么样的？4、基群的传输速率为多少？5、PCM基群的帧周期、时隙宽度、码元宽度是怎样计算的？6、对10路语音信号进行PCM时分复用传输，采样速率为8kHz，采样后的信号使用M级电平量化，二进制编码，传输信号为半占空RZ码，求M=8和256时，传输10路PCM时分复用信号所需带宽。
M=8，3bit/路，30bit/10路 8000帧/秒，B=30bit*8k/s=240kb/s M=256，8bit/路，80bit/10路 8000帧/秒，B=80bit*8k/s=640kb/s 2.11.写出光波在真空和介质中传播速度的关系、波长的关系、频率的关系、传播常数的关系。
光纤通信职业技能鉴定四级练习题库(附答案)
光纤通信职业技能鉴定四级练习题库（附答案）一、单选题（共60题，每题1分，共60分）1、密集波的复用系统是在（）波长区段内工作的。
A^ 1310nmB、 850nmC N 1550nmD、 1510nm正确答案：C2、中断、延误重要电话及重要信息传输属于（）。
A、通信事故B、通信差错C、严重差错D、不是差错正确答案：A3、全波光纤的范围是（）。
A、1525-1565nmB、1400-1525nmC、1280-1620nmD、1570-620nm正确答案：C4、SDH中，再生段、复用段、高阶通道和低阶通道的误码监测字节依次是（）。
A、 Bl、 B2、 B3、 V5B、B2、Bk B3、V5C、Bk B2、B3、B4D、 Bl、 B3、 B2、 V5正确答案：A5、2M远端环测中，本站2M表显示LOS告警，推断可能的原因是（）。
A、光纤线路故障B、本站2M表接收电缆故障C、对端没有正确环回信道D、本站2M表发送电缆故障正确答案：B6、SdH传输系统复用段（STM-I）投入业务时测试误码性能一天（距离480km）,得结果 ES=I SES=O 则（）。
A、该通道误码性能合格B、该通道误码率性能不合格C、将测试时间延长至7天，再看结果而定D、将测试时间延长至3天，再看结果而定正确答案：C7、BWS 1600G系统有两个以太网口，其中第1个以太网口作为（）通信。
A、扩展ECCB、生产调试C、以太网业务口D、子架间通信正确答案：A8、口型机的两块交叉板的工作方式是（）oA、热备份B、冷备分C、负荷分担D、并行正确答案：A9、下列对于LED和LD的描述中，不正确的是（）。
A、LED的光谱比LD窄B、LD有谐振腔C、LD发激光，LED发荧光D、LED是无阈值器件正确答案：A10、局势恶化，对我国已构成直接军事威胁时部队所处的战备状态应进入（）。
A、三级战备B、四级战备C、二级战备D、一级战备正确答案：D11、贵重仪表一般不得外借，如果有特殊情况经上级主管领导批准后应由（）携带前往。
光通信常用简称
光通信常用简称ADM Add Drop Multiplexer 分插复用器利用时隙交换实现宽带管理，即允许两个STM-N信号之间的不同VC实现互连，并且具有无需分接和终结整体信号，即可将各种G.703规定的接口信号(PDH)或STM-N信号(SDH)接入STM-M(M>N)内作任何支路。
AON Active Optical Network 有源光网络有源光网络属于一点对多点的光通信系统，由ONU、光远程终端OLT和光纤传输线路组成。
APON A TM Passive Optical Network A TM无源光网络一种结合A TM 多业务多比特率支持能力和无源光网络透明宽带传送能力的理想长远解决方案，代表了面向21 世纪的宽带接入技术的最新发展方向。
ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line 非对称数字用户线非对称数字用户线系统ＡＤＳＬ是一种采用离散多频音ＤＭＴ线路码的数字用户线ＤＳＬ系统。
AA Adaptive Antenna 自适应天线一种天线提供直接指向目标的波束，比如移动电话的天线，能够随目标移动自动调整功率等因素，也称为智能天线（SMART ANTENNA）。
ADPCM Adaptive Differential Pulse Code Modulation 自适应脉冲编码调制一种编码技术，将模拟采样的比特数从8位降低到3到4位，完成传输信号的压缩，ITU-T推荐G.721 为32位ADPCM定义了一种算法（每秒8000次采样，每次采样采4比特），与传统PCM编码相比，它的传输容量加倍。
ADFE Automatic Decree Feedback Equalizer自适应判决反馈均衡器一种利用判决后的信号作为后向抽头的输入信号，可以消除噪声对后向抽头信号的影响的均衡器技术。
AMI Alternate Mark Inversion 信号交替反转码一种数字传输中常用的编码技术，逻辑0由空电平表示，而逻辑1由交替反转的正负电压表示。
光纤分类
一、G.652标准单模光纤标准单模光纤是指零色散波长在1.3μm窗口的单模光纤，国际电信联盟（ITU－T）把这种光纤规范为G.652光纤。
其特点是当工作波长在1.3μm时，光纤色散很小，系统的传输距离只受光纤衰减所限制。
但这种光纤在1.3μm波段的损耗较大，约为0.3dB/km～0.4dB/km；在1.55μm波段的损耗较小，约为0.2dB/km～0.25dB/km。
色散在1.3μm波段为3.5ps/nm·km，在1.55μm波段的损耗较大，约为20ps/nm·km。
这种光纤可支持用于在1.55μm波段的2.5Gb/s 的干线系统，但由于在该波段的色散较大，若传输10Gb/s的信号，传输距离超过50公里时，就要求使用价格昂贵的色散补偿模块。
二、G.653色散位移光纤针对衰减和零色散不在同一工作波长上的特点，20世纪80年代中期，人们开发成功了一种把零色散波长从1.3μm移到1.55μm的色散位移光纤（DSF，Dis?persion－ShiftedFiber）。
ITU 把这种光纤的规范编为G.653。
然而，色散位移光纤在1.55μm色散为零，不利于多信道的WDM传输，用的信道数较多时，信道间距较小，这时就会发生四波混频（FWM）导致信道间发生串扰。
如果光纤线路的色散为零，FWM的干扰就会十分严重；如果有微量色散，FWM干扰反而还会减小。
针对这一现象，人们研制了一种新型光纤，即非零色散光纤（NZ－DSF）———G.655。
三、G.654衰减最小光纤为了满足海底缆长距离通信的需求，人们开发了一种应用于1.55μm波长的纯石英芯单模光纤，它在该波长附近上的衰减最小，仅为0.185dB/km。
G.654光纤在1.3μm波长区域的色散为零，但在1.55μm波长区域色散较大，约为（17～20）ps/（nm·km）。
ITU把这种光纤规范为G.654。
四、G.655非零色散光纤针对色散位移光纤在1.55μm色散为零，会产生四波混频，导致信道间发生串扰，不利于多信道的WDM系统的问题，如果有微量色散，FWM干扰反而还会减小。
DWDM技术
摘要随着信息社会的到来，人们希望现代信息传输网络能快速、经济、有效地提供各种电路和业务，而上述网络技术由于其业务的单调性，扩展的复杂性，带宽的局限性，仅在原有框架内修改或完善已无济于事，此时SDH的产生并凭借其众多特性，使其在广域网领域和专用网领域得到了巨大的发展。
本文从SDH帧的详细论述了SDH的工作原理，SDH的常用网络拓扑、网络设备以及网络的保护机理。
在这些基础上介绍了SDH网络中常用设备的功能。
近年来，SDH作为新一代理想的传输体系，具有路由自动选择能力，上下电路方便，维护、控制、管理功能强，标准统一，便于传输更高速率的业务等优点，能很好地适应通信网飞速发展的需要。
SDH技术与一些先进技术相结合，如光波分复用（WDM）、ATM技术、Internet技术（IP over SDH）等，使SDH网络的作用越来越大。
SDH已被各国列入21世纪高速通信网的应用项目，是电信界公认的数字传输网的发展方向，具有远大的商用前景。
关键词：SDH、DWDM、原理、网络、设备。
绪论一本课题研究背景我们知道当今社会是信息社会，高度发达的信息社会要求通信网能提供多种多样的电信业务，通过通信网传输、交换、处理的信息量将不断增大、速率不断提高，这就要求现代化的通信网向数字化、综合化、智能化和个人化方向发展。
传输系统是通信网的重要组成部分，传输系统的好坏直接制约着通信网的发展。
当前世界各国大力发展的信息高速公路，其中一个重点就是组建大容量的传输光纤网络，不断提高传输线路上的信号速率，扩宽传输频带。
同时用户希望传输网能有世界范围的接口标准，能实现我们这个地球村中的每一个用户随时随地便捷地通信。
传统的由PDH传输系统组建的传输网，由于其复用的方式很明显的不能满足信号大容量传输的要求，另外PDH系统的地区性规范也使网络互连增加了难度，因此在通信网向大容量、标准化发展的今天，PDH的传输系统已经愈来愈成为现代通信网的瓶颈，制约了传输网向更高的速率发展。
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全波光纤与传统光纤的比较
全波光纤的干线和传输性能
全 波 光 纤 的 性 能 规 范
全波光纤的制作方法
1. VAD制作无水峰光纤 VAD制作全波光纤的过程如下: (1) VAD法制作芯棒(内包层D/芯层 直径<7.5) (2) 芯棒在氯气气氛中脱水(1200℃) (3) 芯棒在氦气气氛中烧结(1500℃) (4) 延伸芯棒(氢氧焰为热源) (5) 等离子火焰蚀洗除去OH-污染层 (6) 在芯棒外面套低OH-含量的套管 (7) 光纤拉丝
光纤拉制工艺属于传统工艺，这里不再复述。
VOD制作无水峰光纤
各工序简单介绍如下:
(1) OVD法制作芯棒
在旋转的靶棒(Al2O3)外沉积一层碳，而后 沉积芯层和内包层。靶棒的一端有一特制的抽芯管， 沉积结束后，需要将靶棒从疏松体中抽出。
(2) 芯棒脱水和烧结
和VAD工艺不同，OVD 的芯棒疏松体中心有抽去靶 棒而留下的中心孔，如图4。 研究表明，水峰主要由于中 心孔闭合前残留其内的水份 造成的。虽然芯棒疏松体经 过了脱水和烧结，但中心孔 周围的部分在脱水以后很容 易吸收水分。当脱水后的芯 棒疏松体遇到含氢气氛(不仅 限于H2O)时，中心孔那表面 就会产生物理吸附水(OH2) 和化学吸附水(Beta OH)，从 而导致光纤水峰的增加。
PCVD制作无水峰光纤
2003年光通信会议报告的文献中介绍了在PCVD 工艺中通入氟利昂可以降低羟基含量。理由是在等离 子状态下，水分子分解成具有高度活性的游离态，与 氟利昂作用产生氟化氢和二氧化碳排走，从而降低羟 基含量的作用，化学反应式如下:H2O←→H++OH2O2+C2F6+6H++6e-→6HF+2CO2 P.Matthijsse在2004年2月OFC大会上作的报告进一 步说明，PCVD工艺可以生产出低水峰光纤，但需要在 如下几个问题上进行控制:(1)原料，包括氯气、氧气和 基管。(2)机械部件，如气体密封装置、旋转接头。(3) 工序中表面沾污，如管子安装、塌缩、芯棒储存、套 管等。另外，报告也指出，塌缩工艺中引用O2/C2F2等 离子蚀洗。不同的是PCVD在管子中心通入C2F2刻蚀 掉中心线上的污染物。塌缩以后还要用HF湿化学侵蚀 法去除外表面的污染物。目前报道PCVD可以把水峰控 制在0.30 dB/km。PCVD工艺的顺序如图5
(3) 延伸芯棒
烧结好的芯棒需要经过和VAD芯棒相同的延伸 过程，以获得直径较小的适合套管或外沉积的芯棒。 有的芯棒不在烧结过程中闭合中心孔，而是在延伸过 程中闭合，芯棒顶部一直施以负压。
(4) 在芯棒外沉积外包层
在延伸好的芯棒外沉积疏松体，而后进行脱水 和烧结。此方法已经较为普通，不再复述。也有文献 报道采用(Rod-in SOOT tube)工艺进行套管成棒。
全波光纤与传统光纤的比较
与目前广泛应用的单模光纤相比,全波光纡能大大 提高系统的传输容量。通过果用这种光纤和利用波分 复用(WDM)技术,能使光通信网络的传输速率从目前的 吉比特/秒(Gbit/s)级提高到太比特/秒(Tbit/s)级。全波光 纤可提供比现在普通单模光纤超出100纳米的有效波段， 至少是常规光纤使用波段的1.6倍。全波光纤是一种匹 配包层光纤,其在1310nm与1550nm波段的性能是完全 一样的。但与传统的单模光纤相比，全波光纤还具有 其不可比拟的优势; 更乡的波长;全波光纤可以提供从 1280mn－1625nm的完整传输波段为DWDM系统提供 的彼长至少超过常规光纤60％。
全波光纤的应用和发展
什么是全波光纤?
常规单模光纤可用于通信的波段有两个“窗 口”(所谓“窗口”,就是光损耗最低的波段):在20世 纪80年代,人们开始使用单模光纤时,认为波长是1310 纳米附近的波段最好,可用范围约是1260纳米～1360 纳米,这就是一个窗口;到90年代初,生产制造了1550纳 米的激光器,用它作为光纤通信的光源,人们发现1550 纳米这个波段更有利于光通信,不仅是这个波段的光 损耗最低(0.2分贝/千米),而且窗口也很宽(从1510纳 米～1610纳米),有利于装用波分复用系统,能进一步扩 充光纤通信的传输容量。于是,光纤通信应用的重点 就随之移到了这个窗口。20世纪90年代,光纤通信系 统就大部分工作在这个波段。在1310纳米和1550纳米 这两个窗口之间有一个1385纳米波段,即从1360纳 米～1510纳米这一段,由于光损耗较大一直被认为不 能使用。
全波光纤除去了水峰损耗，开辟了以前不能利用的 1340nm至1440nm的窗口。这使服务商可以用全波光纤 提供高速数据服务，如多媒体、Internet和VOD、点播 电视。 对高速率传输有更长的非色散补偿距离：一在 1400nm波段，全波光一纤的色散只有常规光纤在 1550nm波段的一半以下，这可允许信号无补偿传输距 离增加一倍以上。全波光纤不只提供更多的彼长，而 且对高速信号（10G／s）在1400nm区域具有很小的色 散。利用全波光纤，在1400nm区域10Gb／s信号无色 散补偿距离可比常规光纤在1550nm窗口长 2倍以上。 一根光纤上同时存在多种服务： 全波光纤可同时在光 纤波段的一个区域传输模拟信号，在另一个波段传输 高速率信息（可达10Gb／s），而在另外一个波段传输 低速率DWDM信息。ຫໍສະໝຸດ (2) 芯棒在氯气气氛中脱水
沉积好的芯棒疏松体要放在1200℃含氯或含氟 的气氛中。脱水的原理是氯气进入芯棒孔隙中取代C， 其产生的Si-Cl键吸收波长在25微米，远离光纤工作波 段。脱水的速率取决于脱水温度和氯气的流量。脱水 后OH-离子的含量将少于8X10-10(w%)。
(3) 芯棒在氦气气氛中烧结
由于采用了更大的外套管，整个光纤的成本急 剧降低。对石英管的要求是高纯、低损耗和高抗拉强 度。石英管的OH-含量决定了芯棒制作时的D/d值的大 小。在套管车床上将芯棒和套管装配在一起，用环形 氢氧焰沿轴线从上到下进行加热，同时用真空泵抽去 缝隙内的空气，使套管烧结在芯棒上，形成一体的预 制棒。
(7)光纤拉制
(5) 光纤拉制这里也不再复述。
MCVD制作无水峰光纤
MCVD工艺制作光纤的工艺已经广为人 知，用MCVD方法制作全波光纤需要注意很多 地方，在工艺、设备和原料方面进行了各种改 进后，使生产出来的光纤水峰能进一步降低。 (1) 提高反应温度去除基管内壁杂质
研究发现，不仅基管的外表面的杂质(包括OH离 子)会对光纤的损耗产生影响，基管内表面的杂质也很 有影响。沉积内包层时，提高管壁的温度，将管壁温 度上升到1700℃以上，有利于内表面的易挥发杂质的
在1385纳米附近损耗大的主要原因是由于在光纤的制 造过程中,混杂有一些0H离子和金属杂质,它们在电磁场 的作用下会产生振动吸收,引起附加衰耗。其中,以0H离 子的影响最为严重。它的最终结果是在1385纳米附近 形成一个损耗比周围高出0.5～1分贝左右的水吸收峰。 显然,如果能设法消除这个吸收峰,则光纤的可用频段便 会展宽。全波光纤就是采用新的生产流程,使残留的0H 离子几乎全部消除掉的一种新型光纤 .全波光纤把原来 认为是不能使用的波段的光损耗降低下来,把两个窗口 之间的间隔打通,形成了一个宽的窗口,使从1335纳米一 直到1625纳米的整个波段都可以使用,因此把这个打通 后的新窗口称为“全波窗口”.具有全波窗口的光纤就 叫做全波光纤(all wave fiber).
(4) 采用低水峰的基管
低水峰基管的运用也是十分必要，Heareus已经向 客户提供低OH离子含量(<10ppb)的基管和套管，且即 将来华投资建厂。
(5) 采用无OH离子的热源(如等离子火炬，如图3)
在MCVD工艺中，原先采用的氢氧火焰会将水份 带到基管外表面，在套管后水份将留在芯棒界面上， 拉丝过程中会扩散到芯部，造成光纤水峰的增加。传 统的表面处理方法有机械磨抛、化学腐蚀和等离子蚀 洗。 采用无OH离子的热源如等离子火炬，用于沉积包 层、芯层和塌缩芯棒等步骤，可避免OH离子对基管的 污染。等离子火炬作为热源是朗讯的专利，具有温度 高，温度场集中稳定等特点，火焰中心的温度高达 9000℃，边缘温度也有几千度。作为MCVD工艺热源， 必须控制好缩径、均匀性，解决的方法有提高转速， 改变卧式车床为竖式车床。
全波光纤的最大优点就是大大加宽了光纤通信的 带宽。它可提供比原来常规单模光纤多100纳米的带 宽,如果按波分复用的现用波长标准间隔为0.8纳米(还 有可能降低到0.4纳米)来算,就可以多增加125个通路; 以一个通路的传输速率为10吉比特/秒计,总共可以增 加125个通路。此外,多个波长的光纤通信系统可以有 更多的波长供选择,能适应多种业务的需要;它更有利 于实现全光联网,将一个波长作为一个通道,全光地进 行路由选择。由于全波光纤也还是单模光纤和现用的 单模光纤有许多相同的特性,所以完全可以与现有的 光纤系统兼容,现有的光纤通信设备都可以继续使用, 这就为它的推广应用创造了一个重要的条件。
芯棒在炉内继续升温到1500℃，通入氦气进行 烧结。氦气是一种分子体积很小而传热系数很高的气 体，能够将热量带到芯部，是疏松体依靠表面张力而 生成透明的玻璃体。烧结效果取决于下送速度、烧结 温度、氦气流量等因素。
(4) 芯棒延伸
VAD制作的芯棒一般都较粗且外径不均匀，无 法直接插入套管合成预制棒，需要经过一道延伸工序 来使外径变均匀变细。芯棒延伸可以采用成本较低的 氢氧火焰作为热源，但氢氧焰会造成芯棒表面OH-离 子污染，需要后面进行等离子蚀洗或酸洗。另外一种 办法是采用等离子体作为热源进行延伸，可以省去一 个去OH-离子的过程。延伸工艺有横延，由上往下延 伸，由下往上延伸等多种方法。
去除。
2) 采用高纯的原料
由于MCVD工艺中没有脱水过程，沉积时直接玻 璃化，所以有必要采用OH离子含量极低的原料。随着 原料提纯工艺的不断进步，目前的原料中杂质含量可 达到几个ppb以下，为生产无水峰光纤提供可能。
(3) 增加b/a的比值
为阻止基管中的水份在高温下扩散到芯层，有必 要采用较大的b/a的比值，即加厚内包层的厚度，来阻 止水份的扩散。