光纤通信课程综述
一章光纤通信概述ppt课件
由于光纤具备一系列优点，所以广泛应用于公用 通信、有线电视图像传输、计算机、空航、航天、船 舰内的通信控制、电力及铁道通信交通控制信号、核 电站通信、油田、炼油厂、矿井等区域内的通信
2020/4/26
图1-1电磁波波谱图
1.11 光纤通信使用波段
2020/4/26
第一章：光纤通信概述
1.1 光纤传输系统的基本组成
光纤通信：以光导纤维（光纤）为传输媒 质，以光波为载波，实现信息传输。
光纤传输系统的基本组成
光发射机
光源
光调制器
已调光 光纤线路
信号
调制电信号
基带处理
光接收机
光检测器 解调电信号 基带处理
2020/4/26
基带电信号
基带电信号
1.1 光纤传输系统的基本组成
第三阶段（1986年～），全面深入开展新技术研究，实现 了1.55 μm单模光纤通信系统（SDH） ，速率达2.5~10Gb/s, 无中继距离为100～150km；2019年后，研发波分复用光纤 2020/4/通26 信系统，每波长传输速率10或40G及光波网络。
1.9 光纤通信的特点与应用
传输容量很大：2.5G～10G/波长；每光纤采用波分复用
1.4 光纤传输特性
传输损耗：由材料吸收和杂质散射等因素引起有 三个低损耗窗口：（1）0.85μm附近，损耗2~4dB/km;（2）
1.31 μm附近，损耗约0.5dB/km;（3）1.55 μm附近，损耗约0.2dB/km。
色散（Dispersion）：一般包括材料色散、模式色 散、波导色散等，引起接收的信号脉冲展宽，从 而限制了信息传输速率。
光纤通信课程心得体会(2篇)
第1篇随着信息技术的飞速发展，光纤通信作为一种新型的传输技术，已经成为我国通信领域的重要支柱。
在本次光纤通信课程的学习中，我收获颇丰，对光纤通信有了更加深入的了解。
以下是我对本次课程的心得体会。
一、光纤通信的基本原理光纤通信是一种利用光波在光纤中传输信息的技术。
光纤通信具有传输速度快、容量大、抗干扰能力强、保密性好等优点。
在本次课程中，我学习了光纤通信的基本原理，包括光纤的结构、光波传输原理、光纤通信系统的组成等。
1. 光纤的结构：光纤由纤芯、包层和护套三部分组成。
纤芯是光纤的传输介质，由高折射率的材料制成；包层用于保护纤芯，降低纤芯与外部环境的相互作用；护套用于保护光纤，防止机械损伤。
2. 光波传输原理：光纤通信利用光的全反射原理，使光波在光纤中传输。
当光波从高折射率介质进入低折射率介质时，如果入射角大于临界角，光波将发生全反射，从而在光纤中传输。
3. 光纤通信系统的组成：光纤通信系统包括光纤、光发射机、光接收机、光中继器等部分。
光发射机将电信号转换为光信号，光接收机将光信号转换为电信号，光中继器用于延长光纤通信距离。
二、光纤通信的优势在本次课程中，我深刻认识到光纤通信相比传统通信方式具有以下优势：1. 传输速度快：光纤通信的传输速度可以达到几十吉比特每秒，甚至更高，远高于传统通信方式。
2. 容量大：光纤通信具有极高的传输容量，可以实现大规模的信息传输。
3. 抗干扰能力强：光纤通信不受电磁干扰，信号传输质量稳定。
4. 保密性好：光纤通信的信号传输过程较为复杂，不易被窃听和破解。
5. 适用于长距离传输：光纤通信可以实现长距离的信息传输，无需中继设备。
三、光纤通信的应用光纤通信在我国得到了广泛应用，以下列举几个典型的应用场景：1. 电信网络：光纤通信已成为我国电信网络的主要传输方式，为用户提供高速、稳定的通信服务。
2. 互联网：光纤通信是实现互联网高速传输的重要基础，为我国互联网发展提供了有力保障。
光传输课程期末总结
光传输课程期末总结一、引言光传输是现代通信领域中非常重要的一门课程，其主要内容是围绕光纤传输的理论和技术展开的。
光传输技术相比传统电信技术，克服了传输距离短和带宽窄的问题，具有大带宽、低损耗、免受电磁干扰等优点。
本文将对光传输课程的主要内容进行总结，包括光纤传输的原理、设备和系统等方面。
二、光纤传输的原理光纤是一种使用光的全反射原理进行传输的传导介质，由玻璃或塑料制成的细长柱状物。
光纤传输的原理主要包括全内反射、色散和衰减等方面。
全内反射是光纤传输的基本原理，当光线从一种折射率较大的介质（例如玻璃）进入另一种折射率较小的介质（例如空气）时，在一定角度范围内光线会被完全反射，而不会发生透射，这种现象称为全内反射。
光纤内部的光线总是在全内反射的状态下进行传输。
色散是光纤传输过程中的一个现象，指的是由于光在介质中传播速度与频率有关，不同频率的光在光纤中传播时速度不同，导致光信号扩展。
色散会影响光信号的传输距离和带宽，因此在光纤传输中需要考虑如何减小色散对信号的影响。
光纤的衰减是光信号衰减的一个重要参数，表示光信号在传输过程中所丧失的能量。
光纤的衰减主要来源于吸收和散射，吸收衰减是由于光纤材料对特定波长的光吸收而产生的，散射衰减是由于光在光纤中的微小缺陷和杂质上发生散射而产生的。
三、光纤传输的设备光纤传输涉及到的主要设备包括光源、光解调器、光放大器和光接收器等。
光源是光纤传输系统中产生光信号的设备，常见的光源有激光器和LED等。
激光器是一种能够产生高强度、单色和相干的光束的设备，常用于长距离、高容量的光纤传输系统中。
LED是一种较为简单且成本较低的光源，常用于短距离、低容量的光纤传输系统中。
光解调器用于将光信号转换为电信号，常用的光解调器有光调制解调器和光电转换器。
光调制解调器用于对光信号进行调制和解调，常用的调制方式有强度调制、频率调制和相位调制等。
光电转换器用于将光信号转换为电信号，常用的方式是通过光电二极管将光信号转换为电流信号。
光纤通信2013课程总结.pdfx.
光纤通信课程要点总结第一部分：光纤通信概述光纤fiber 或 fibre，是光导纤维的简称。
⏹光纤通信定义⏹用光波作为载波，以光导纤维作为传输介质的一种通信方式。
“总有一天，光通信会取代有线和微波通信而成为通信主流”。
▪1.要解决两个问题▪(一)信道：有稳定的、低损耗的传输媒质光在大气中的传送要受到气象条件的很大限制，比如在遇到下雨、下雪、阴天、下雾等情况，就会看不远和看不清，这叫做大气的能见度降低，使信号传输受到很大阻碍。
▪(二)光源：高强度的、可靠的光源太阳光、灯光等普通的可见光源，都不适合作为通信的光源。
高锟（C.K.Kao）提出介质新概念的理论，奠定现代光纤通信的理论基础， 被称为光纤通信之父。
2.光纤通信发明家高锟2009年获得物理学诺贝尔奖高锟提出光纤通信⏹高锟指出，如果把材料中金属离子含量的比重降低到10 6以下，光纤损耗就可以减小到 10 dB/km。
⏹再通过改进制造工艺，提高材料的均匀性，可进一步把光纤的损耗减少到几dB/km。
这种想法很快就变成了现实。
3.光纤通信的优点⏹ 1.频带宽、传输容量大⏹ 2.损耗小、中继距离长⏹ 3.重量轻、体积小⏹ 4.抗电磁干扰性能好⏹ 5.泄漏小、保密性好⏹ 6.节约金属材料，有利于资源合理使用点对点光纤通信系统组成和作用⏹光源是把电信号转换为光信号，以便在光纤中传输。
⏹光发射机的作用是把电信号转变为光信号注入光纤传输，它通常由复用器、调制器和光源组成。
⏹调制器的作用是用复用信号直接调制（IM）激光器（LD）的光强，或通过外调制器调制 LD 的相位。
⏹光中继器的作用是对经光纤传输衰减后的信号进行放大。
光中继器有光-电-光中继器和全光中继器。
如需对业务进行分出和插入，可使用光-电-光中继器；如只要求对光信号进行放大，则可以使用光放大器。
⏹光接收机的作用是把经光纤传输后的微弱光信号转变为电信号，对其放大并解调出原基带信号。
⏹光纤是光信号传输的介质。
《光纤通信》课程标准
《光纤通信》课程教学标准目录一、课程名称二、适用专业：三、必备基础知识1、课程的地位2、课程的作用四、课程的地位和作用五、主要教学内容描述六、重点和难点1、重点2、难点七、内容及要求模块一：光纤通信概论模块二：光纤和光缆模块三：通信用光器件模块四：光端机模块五：光纤通信新技术模块六：光纤通信网络八、说明1、建议使用教材和参考资料2、模块学时分配3、考核方法及手段4、注意事项一、课程名称：光纤通信二、适用专业：通信技术、电子信息工程等三、必备基础知识学生在学习本门课程之前应当学习《电子技术基础》、《通信原理》、《计算机网络基础》以及《电磁场与电磁波》等专业基础课程，掌握相应的基本知识和技能。
四、课程的地位和作用1、课程的地位本课程为通信与电子信息类专业的一门重要的专业主干课。
其基本任务是通过本课程的学习，让学生掌握光纤的传输理论；光缆结构及特点；无源光器件的原理及性能；光源和光检测器的工作原理及特性；光纤放大器的工作原理及结构；光纤通信系统的组成与性能指标。
并将介绍代表当今高速大容量光纤通信技术主流的波分复用光纤通信技术，以及代表未来光纤通信技术发展方向的全光光纤通信技术。
使学生对光纤通信这一在当今信息领域内高速发展并起着关键作用的技术有一较好的了解。
为进一步深造或走向社会打下一个良好的基础。
2、课程的作用通过本课程的学习，对光纤通信及光纤通信系统建立起比较完整的概念，并掌握光纤通信的基本原理和基本技术，为进一步学习相关专业课程及从事通信技术类工作奠定一定的基础。
本课程要求掌握光纤通信系统构成及特点，光纤通信的窗口波长，光纤分类及指标，光发射机的组成及对光源的要求，对光电检测器的要求；掌握光纤通信关键器件的原理及技术要求；熟悉光传输，中继放大技术；了解光纤通信中的新技术：光波分复用、光时分复用、光放大器及全光系统；初步掌握光通信网络的构成及组网技术。
本课程对培养学生综合应用以前所掌握的《通信原理》、《数字通信》等课程的基本知识等有良好的促进作用。
光网络的主要技术、发展及其应用
光网络技术课程综述——你所了解光网络的主要技术、发展及其应用（10级电子与通信工程丁彦学号：**********）光纤通信是以光波为载波，以光纤为传输介质的一种通信方式。
随着通信网传输容量的不断增加，光纤通信也发展到了一定的高度。
但是目前的光纤通信技术存在不少弊端，急需对其进行改进。
为了解决这些弊端，人们提出了光网络。
光网络以其良好的透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性，已成为下一代高速宽带网络的首选。
这，AON）。
里的光网络，是指全光网络（All Optical Network1 全光网络的概念全光网络是指光信息流从源节点到目的节点之间进行传输与交换中均采用光的形式，即端到端的完全的光路，中间没有电信号的介入，在各网络节点的交换，则使用高可靠、大容量和高度灵活的光交叉连接设备（OXC）。
它是建立在光时分复用（OTDM）或者密集波分复用（DWDM）基础上的高速宽带信息网。
2 全光网络的特点全光网络的发明与运用，可以不用在源节点与目的节点之间的各节点进行光电交换、电光交换，弥补了传统光纤通信中存在的带宽限制、严重串话、时钟偏移、高功耗等一些不足，拥有更强的可管理性、透明性、灵活性。
全光网络与传统通信系统相比，具有以下一些特点：1)节约成本。
由于全光网络中不需要进行光电转换，这就避免使用传统通信系统中需要的光电转换器材，节省这些昂贵的器材费用，也克服了传输途中由于电子器件处理信号速率难以提高的困难，大大提高了传输速率。
此外，在全光网络中，大多会采用无源光学器件，这也带来了成本和功耗的降低。
2)组网灵活。
全光网络可以根据通信容量的需求，在任何节点都能抽出或加入某个波长，动态地改变网络结构，组网极具灵活性。
当出现突发业务时，全光网络可以提供临时连接，达到充分利用网络资源的目的。
3)透明性好。
全光网络采用波分复用技术，以波长选择路由，对传输码率、数据格式以及调制方式等具有透明性。
可方便地提供多种协议的业务。
光纤通信综述
光纤通信综述
光纤通信是目前通信领域的一项重要技术。
它采用光纤狭窄的波导传输光信号，通过一定的信号调制方法，将音频、视频、数据等信息转换成光脉冲，通过光纤传输到另一端，然后将光信号转换成电信号，再经过解调处理恢复出原信号。
光纤通信传输距离长、带宽大、速度快、抗干扰性能强、安全性高、易扩容等特点，得到广泛应用。
光纤通信主要分为单模光纤和多模光纤两种类型。
单模光纤的传输性能更加优越，它能够实现更高速率的传输和更长距离的传输，其光纤的直径也较小，抗干扰性更高。
而多模光纤的直径较大，由于多次反射散射而导致不同光波产生干涉和衰耗，因此对于高速传输距离较短的场景更为适用。
光纤通信技术的发展经历了数十年的艰苦努力。
早期，光纤通信的成本极高，但随着技术的升级和推广，其成本逐渐降低。
现在，光纤通信技术已经广泛应用于移动通信、广电、有线电视等众多领域。
另外，随着智能制造、物联网等技术的广泛应用，对光纤通信的需求也越来越多。
尤其是在5G时代的到来，光纤通信
的应用愈发广泛。
同时，在大数据、人工智能等领域，光纤通信技术也得到了广泛的应用。
在国内，光纤通信的发展也非常迅速。
我国已成为全球最大的光纤生产国之一，同时也是光纤通信市场最具潜力的市场
之一。
通过大力发展和应用光纤通信技术，有望为信息化建设提供强有力的支撑，并推动社会经济的快速发展和进步。
总之，光纤通信技术的应用不断拓展和完善，也从不同方面促进经济和社会的发展。
未来，随着物联网、智能制造等新兴技术的不断出现，光纤通信技术将有更广泛的应用前景。
光纤通信课程总结(2011)
论)；光学波动理论。二者的对比如下图所示：
光在光疏介质中的传播速度较光密介质中快， 在光学射线理论中 涉及的基本光学定义和定律如下：光密介质，光疏介质，全反射，临 界角，反射定律，折射定律，子午射线，斜射线，阶跃型、渐变型光 纤的相对折射率差，数值孔径角，数值孔径，数值孔径的物理含义。 光纤的导光原理： 光纤能够导光就是利用纤芯折射率略高于包层 折射率的特点，使落于数值孔径角内的光线都能收集在光纤中，并在 芯包边界以内形成全反射，从而将光线限制在光纤中传播。根据单纯 的射线光学理论，在θc<θ≤π／2范围内将有无数个连续变化的入 射角，这些光线射入光纤后都能发生全反射，这样就对应着无数个连 续变化的传导模式。而根据波动理论，在光纤中不存在无数个连续变 化的导模，而只存在有限个、离散的传导模。因此在光纤中只有那些 既满足全反射条件又满足相位一致条件的光线才能真正存在，或者 说： 在光纤中只有那些既满足全反射条件又满足相位一致性条件的光 线才能成为导模。 从相位一致条件角度解释： 阶跃型多模光纤与渐变型多模光纤相 比，不利于高码速脉冲的传输。 判断一根光纤是不是单模传输， 主要看各种模式的归一化截止频 率与光纤的归一化频率的相对大小。从光纤的归一化频率的表达式 可以看出： 一根光纤是 否是单模传输，与光纤自身的结构参数及光纤中传输的光波长有关。 同一根光纤某光波长条件下为单模， 但在另一光波长条件下可能为多 模。 对于折射率为幂律分布的光纤， 有一个根据光纤的归一化频率来
5
计算光纤中包含的模式数的公式。 根据这个公式得出 如下结论：光纤中的传导模数量是一个相对量，它不仅与光纤本身的 结构参数有关，还与工作波长有关。不同的工作波长在同一根光纤中 传输时，存在的传导模数目是不同的。对这个公式中的α取不同值就 可得到各种类型光纤中所包含的模式数。 光纤的归一化频率要小于次低 光纤单模工作的充分必要条件是： 阶模的归一化截止频率Vc(根据Vc的计算公式得到各种类型光纤的 Vc值)。 2.3 光纤的波动理论分析 当平面波由光密介质射向两介质分界面上时，根据入射角θ1的 大小，可以产生两种类型的波：当入射角大于临界角时产生导行波， 能量集中在光密介质及其界面附近； 当入射角小于临界角时产生辐射 波，一部分能量辐射到光疏介质中并在其中传播。对于光波导来说， 导波是一种重要的波型。 波动光学理论求解步骤归纳：①求解Ez和Hz分量所满足的标量 亥姆霍兹方程；②将Ez和Hz分量代入麦克斯韦方程求出分量；③利 用边界条件确定常数并推导出特征方程；④由特征方程进行模式分 类，推导出光纤中各模式的特征方程，并研究各模式的截止条件、远 离截止条件、传输常数等。 波动理论部分涉及的概念包括：TEM波，TE波，TM波，EH波， HE波，模式，弱导光纤，简并模，导模的径向归一化相位常数U表达 式，导模的径向归一化衰减常数W表达式，光纤的归一化频率V与U、 W二者的关系(模式的特性由这三个参数所决定)， HE11模没有截止现象， 是光纤中的最低阶模， 存在于所有光纤中。 如果适当设计光纤的结构参数和工作波长，就可以使HE11模以外的 所有模式全部截止，则光纤就成为单模光纤。因此，HE11模是单模 光纤的工作模式。弱导光纤中单模传输的条件：光纤的归一化频率V 只要满足0 <V < 2.40483。互相简并的模式在光纤中可同时存在。 从光纤的归一化频率公式角度分析光纤通信中的单模光纤做成 弱导光纤的原因。
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综述报告课程名称任课教师班级姓名学号日期论光纤通信技术的发展前景摘要：光纤通信技术尚有很大的发展空间,今后会有很大的需求和市场。
关键词：发展、FTTH、市场正文：近来有人对光纤通信的发展情景,有些困惑。
其一,在2000年IT行业的泡沫,使光纤通信的生产规模投入过大,生产过剩,IT行业中许多小公司倒闭。
特别是光纤,国外对中国倾销。
其二,有人认为:光纤通信的传输能力已经达到10Tbps,几乎用不完,而且现在大干线已经建设得差不多,埋地的剩余光纤还很多,光纤通信技术不需要更多的发展。
光纤通信技术尚有很大的发展空间,今后会有很大的需求和市场。
主要是:光纤到家庭FTTH、光交换和集成光电子器件方面会有较大的发展。
在此主要讨论光纤通信的发展趋势和市场。
二、光纤通信的发展趋势1、光纤到家庭(FTTH)的发展FTTH可向用户提供极丰富的带宽,所以一直被认为是理想的接入方式,对于实现信息社会有重要作用,还需要大规模推广和建设。
FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2～3倍。
过去由于FTTH成本高,缺少宽带视频业务和宽带内容等原因,使FTTH还未能提到日程上来,只有少量的试验。
近来,由于光电子器件的进步,光收发模块和光纤的价格大大降低;加上宽带内容有所缓解,都加速了FTTH的实用化进程。
发达国家对FTTH的看法不完全相同:美国AT&T认为FTTH市场较小,在0F62003宣称:FTTH在20-50年后才有市场。
美国运行商Verizon和Sprint比较积极,要在10—12年内采用FTTH改造网络。
日本NTT发展FTTH最早,现在已经有近200万用户。
目前中国FTTH处于试点阶段。
◆FTTH[遇到的挑战:现在广泛采用的ADSL技术提供宽带业务尚有一定优势。
与FTTH相比:①价格便宜②利用原有铜线网使工程建设简单③对于目前1Mbps—500kbps影视节目的传输可满足需求。
FTTH目前大量推广受制约。
对于不久的将来要发展的宽带业务,如:网上教育,网上办公,会议电视,网上游戏,远程诊疗等双向业务和HDTV高清数字电视,上下行传输不对称的业务,AD8L就难以满足。
尤其是HDTV,经过压缩,目前其传输速率尚需19.2Mbps。
正在用H.264技术开发,可压缩到5～6Mbps。
通常认为对QOS有所保证的ADSL 的最高传输速串是2Mbps,仍难以传输HDTV。
可以认为HDTV是FTTH的主要推动力。
即HDTV业务到来时,非FTTH不可。
◆ FTTH的解决方案:通常有P2P点对点和PON无源光网络两大类。
F2P方案一一优点:各用户独立传输,互不影响,体制变动灵活;可以采用廉价的低速光电子模块;传输距离长。
缺点:为了减少用户直接到局的光纤和管道,需要在用户区安置1个汇总用户的有源节点。
PON方案——优点:无源网络维护简单;原则上可以节省光电子器件和光纤。
缺点:需要采用昂贵的高速光电子模块;需要采用区分用户距离不同的电子模块,以避免各用户上行信号互相冲突;传输距离受PON分比而缩短;各用户的下行带宽互相占用,如果用户带宽得不到保证时,不单是要网络扩容,还需要更换PON和更换用户模块来解决。
(按照目前市场价格,PEP比PON经济)。
PON有多种,一般有如下几种:(1)APON:即ATM-PON,适合ATM交换网络。
(2)BPON:即宽带的PON。
(3)OPON:采用通用帧处理的OFP-PON。
(4)EPON:采用以太网技术的PON,0EPON是千兆毕以太网的PON。
(5)WDM-PON:采用波分复用来区分用户的PON,由于用户与波长有关,使维护不便,在FTTH中很少采用。
发达国家发展FTTH的计划和技术方案,根据各国具体情况有所不同。
美国主要采用A-PON,因为ATM交换在美国应用广泛。
日本NTT有一个B-FLETts计划,采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多种技术。
SCM-PON:是采用副载波调制作为多信道复用的PON。
中国ATM使用远比STM的SDH少,一般不考虑APON。
我们可以考虑的是P2P、GPON和EPON。
P2P方案的优缺点前面已经说过,目前比较经济,使用灵活,传输距离远等;宜采用。
而比较GPON和EPON,各有利弊。
GPON:采用GFP技术网络效率高;可以有电话,适合SDH网络,与IP结合没有EPON好,但目前GPON技术不很成熟。
EPON:与IP结合好,可用户电话,如用电话需要借助lAD技术。
目前,中国的FTTH试点采用EPON比较多。
FTTH技术方案的采用,还需要根据用户的具体情况不同而不同。
近来,无线接入技术发展迅速。
可用作WLAN的IEEE802.11g协议,传输带宽可达54Mbps,覆盖范围达100米以上,目前已可商用。
如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输,包括:上下行数据和点播电视VOD的上行数据,对于一般用户其上行不大,IEEES02.11g是可以满足的。
而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输,当然在需要时也可包含一些下行数据。
这就形成“光纤到家庭+无线接入”(FTTH+无线接入)的家庭网络。
这种家庭网络,如果采用PON,就特别简单,因为此PON无上行信号,就不需要测距的电子模块,成本大大降低,维护简单。
如果,所属PON的用户群体,被无线城域网WiMAX(1EEE802.16)覆盖而可利用,那么可不必建设专用的WLAN。
接入网采用无线是趋势,但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑,与FTTH相差无几。
FTTH+无线接入是未来的发展趋势。
2、光交换的发展什么是通信?实际上可表示为:通信输+交换。
光纤只是解决传输问题,还需要解决光的交换问题。
过去,通信网都是由金属线缆构成的,传输的是电子信号,交换是采用电子交换机。
现在,通信网除了用户末端一小段外,都是光纤,传输的是光信号。
合理的方法应该采用光交换。
但目前,由于目前光开关器件不成熟,只能采用的是“光-电-光”方式来解决光网的交换,即把光信号变成电信号,用电子交换后,再变还光信号。
显然是不合理的办法,是效串不高和不经济的。
正在开发大容量的光开关,以实现光交换网络,特别是所谓ASON-自动交换光网络。
通常在光网里传输的信息,一般速度都是xGbps的,电子开关不能胜任。
一般要在低次群中实现电子交换。
而光交换可实现高速XGbDs的交换。
当然,也不是说,一切都要用光交换,特别是低速,颗粒小的信号的交换,应采用成熟的电子交换,没有必要采用不成熟的大容量的光交换。
当前,在数据网中,信号以“包”的形式出现,采用所谓“包交换”。
包的颗粒比较小,可采用电子交换。
然而,在大量同方向的包汇总后,数量很大时,就应该采用容量大的光交换。
目前,少通道大容量的光交换已有实用。
一般采用机械光开关、热光开关来实现。
目前,由于这些光开关的体积、功耗和集成度的限制,通路数一般在8—16个。
电子交换一般有“空分”和“时分”方式。
在光交换中有“空分”、“时分”和“波长交换”。
光纤通信很少采用光时分交换。
光空分交换:一般采用光开关可以把光信号从某一光纤转到另一光纤。
空分的光开关有机械的、半导体的和热光开关等。
近来,采用集成技术,开发出MEM微电机光开关,其体积小到mm。
已开发出1296x1296MEM光交换机(Lucent),属于试验性质的。
光波长交换:是对各交换对象赋于1个特定的波长。
于是,发送某1特定波长就可对某特定对象通信。
实现光波长交换的关键是需要开发实用化的可变波长的光源,光滤波器和集成的低功耗的可*的光开关阵列等。
已开发出640x640半导体光开关+AWG的空分与波长的相结合的交*连接试验系统(corning)。
采用光空分和光波分可构成非常灵活的光交换网。
日本NTT在Chitose市进行了采用波长路由交换的现场试验,半径5公里,共有43个终端节,(试用5个节点),速率为2.5Gbps。
自动交换的光网,称为ASON,是进一步发展的方向。
3、集成光电子器件的发展如同电子器件那样,光电子器件也要走向集成化。
虽然不是所有的光电子器件都要集成,但会有相当的一部分是需要而且是可以集成的。
目前正在发展的PLC-平面光波导线路,如同一块印刷电路板,可以把光电子器件组装于其上,也可以直接集成为一个光电子器件。
要实现FTTH也好,ASON也好,都需要有新的、体积小的和廉价的和集成的光电子器件。
日本NTT采用PLO技术研制出16x16热光开关;1x128热光开关阵列;用集成和混合集成工艺把32通路的AWG+可变光衰减器+光功率监测集成在一起;8波长每波速串为80Gbps的WDM的复用和去复用分别集成在1块芯片上,尺寸仅15x7mm,如图1。
NTT采用以上集成器件构成32通路的OADM。
其中有些已经商用。
近几年,集成光电子器件有比较大的改进。
中国的集成光电子器件也有一定进展。
集成的小通道光开关和属于PLO技术的AWG有所突破。
但与发达国家尚有较大差距。
如果我们不迎头赶上,就会重复如同微电子落后的被动局面。
二、光纤通信的市场无论是光传输设备,光电子器件和光纤的价格都狂跌。
特别是光纤,每公里泡沫时期价格为羊1200,现在价格Y100左右1公里,比铜线还便宜。
光纤通信的市场何时能恢复? 根据RHK的对北美通信产业投入的统计和预测,在2002年是最低谷,相当于倒退4年。
现在有光纤通信的市场也随IT市场好转。
这些好转,在相当大的程度是由FTTH和宽带数字电视所带动的。
FTTH毕竟是信息社会的需求,光纤通信的市场一定有美好的情景。
发达国家的FTTH已经开始建设,已经有相当的市场。
大体上看,器件和设备随市场的需要,其利润会逐步回升。
但光纤产业,尽管反倾销成功,目前价格也仍低迷不起,利润甚微。
实际上,在世界范围内,光纤的生产规模过大,而FTTH的发展速度受社会环境、包括市民的经济条件和数字电视的发展的影响,上升缓慢。
据了解,有大公司目前封存几个光纤厂,根据市场情况,可随时启动生产,其结果是始终供大于求。
中国经济不发达地区和小城镇,还需要建设光纤线路,但光纤用量仍然处于供太子求的范围内。
对中国市场,FTTH受ADSL的挑战和数字电视HDTV发展的制约,会有所延后。
目前,中国大量建设FTTH的社会环境和条件尚未具备,可能需要等待一段时间。
总的来说,目前中国的FTTH处于试点阶段。
试点的作用,一方面是摸索技术和建设的经验,另一方面,还起竞争抢占用户的作用。
所以,现在电信运行商,地方业主都积极对FTTH试点,以便发展宽带业务。
因此,广播运行商受到巨大的挑战,广播商应加快发展数字电视的进程,并且要充实节目内容和采取有竞争力的商业模式。
如果广播商要发展VOP点播电视,还需要对电缆电视网双向改造,如果采用光纤网,可更充分地适应未来的技术发展和市场需求。