光纤通信的应用与发展趋势
【摘要】随着科学技术的日益更新，通讯事业的逐步发展。光纤通信时代已经到来。光纤通信一直是推动整个通信网络发展的基本动力之一，是现代电信网络的基础。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。本文介绍了现代光纤通信系统的特点、基本组成，光纤通信系统的应用及光纤通信系统发展趋势
【关键字】光纤;光纤通信系统;应用;发展趋势
1.前言
1966年，美籍华人高锟(C.K.1cao)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，与此同时GaAlAs-GaAs双异质结半导体激光器实现了室温下连续运转，光纤通信时代由此开始。光纤通信系统的传输容量从1980年到2000年增加了近一万倍．传输速度在过去的10年中大约提高了100倍，光纤的衰减系数在1550nm的最小值已经做到0.16db/km，接近理论极限值0.15db/km，这使得光纤能够广泛用于通信系统。光纤通信是以很高频率(1014Hz数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。随着光纤通信技术的不断进步，其在通信领域的地位越来越重要，逐步成为现代通信系统中不可或缺的组成部分。
2.光纤通信系统
2.1光纤通信的特点
光纤通信与电通信的主要差异：一是以很高频率的光波作为载波传输信号；二是用光导纤维构成的光缆作为传输线路。
光纤通信之所以能够飞速发展，是由于它具有以下的突出优点所决定：（1）传输频带宽，通信容量大
由信息理论知道，载波频率越高通信容量越大，因目前使用的光波频率比微波频率高104～105倍，所以通信容量约可增加104～105倍。
(2）损耗低，中继距离远
目前使用的光纤均为SiO2（石英）光纤，要减少光纤损耗，主要是靠提高玻璃纤维的纯度来达到。由于目前制成的SiO2玻璃介质的纯度极高，所以光纤的损耗极低，在光波长λ=1.55μm附近，损耗有最低点，为0.2 dB/km，已接近理论极限值。
由于光纤的损耗低，因此中继距离可以很长，在通信线路中可以减少中继站的数量，降低成本并且提高了通信质量。例如，对于400Mbit/s速率的信号，光纤通信系统无中继传输距离达到70km以上，而同样速率的同轴电缆通信系统，无中继距离仅为几千米（中同轴电缆为4.5km，小同轴电缆为2km）
图-2.1.1光纤的损耗特性曲线－损耗谱
(3)抗电磁干扰能力强
光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，只传光，不导电，不受电磁场的作用，不易被腐蚀，而且绝缘性好。因此光纤的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，它不受自然界的雷电、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受人为的电磁干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。由于能免除电磁脉冲效应，光纤传输系还特别适合于军事应用(4)无串音干扰，保密性好
在电波传输的过程中，电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰，而容易被
窃听，保密性差。光波在光纤中传输，因为光信号被完善地限制在光波导结构中，而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收，即使在转弯处，漏出的光波也十分微弱，即使光缆内光纤总数很多，相邻信道也不会出现串音干扰，同时在光缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。
(5)工作性能可靠
一个系统的可靠性与组成该系统的设备数量有关。设备越多，发生故障的机会越大。因为光纤系统不像电缆系统那样需要几十个放大器，包含的设备数量较少，可靠性自然也就高，加上光纤设备的寿命都很长，无故障工作时间达50万～75万小时，其中寿命最短的是光发射机中的激光器，最低寿命也在10万小时以上。所以光纤通信系统的工作性能是非常可靠的。
除以上特点之外，光纤还具有径细、重量轻、柔软、易于铺设；光纤的原材料资源丰富，成本低；温度稳定性好、寿命长等优点。所以光纤通信系统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。
2.2光纤通信系统的原理
所谓光纤通信，就是在发送端首先要把传送的信息(如语音)变成电信号，然后经调制器调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随着电信号的幅度或频率的变化而变化，并通过光纤传送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调器解调后恢复原信息。然而，由于目前技术水平所限，对光波进行频率调制与相位调制等仍局限在实验室内，尚未达到实用化水平，因此目前大都采用强度调制与直接检波方式。又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重，所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。
基本的光纤通信系统是由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。数据可以是数字，声音，图像等各种信号的数字化。光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，先后用过的光波窗口有0.85、1.31和1.55光学信道包括最基本的光纤，还有中继放大器EDFA等：而光学接收机则接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图像、数据等信息。
2.3 光纤通信的基本组成
光纤通信系统的基本组成框图如图-2.3.1所示
图-2.3.1 光纤通信系统组成图
(1)PCM电端机
在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1。码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM，即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生。
(2)光发信机
光发信机是实现电/光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于PCM电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。电端机就是常规的电子通信设备。
(3)光中继器
光中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个：—是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减；二是对波形失真的脉冲近行整形。
(4)光收信机
光收信机是实现光/电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后，再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端的电端机去。
(5)光纤连接器、耦合器等无源器件
由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的，因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是，光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连接器、耦合器等
无源器件的使用是必不可少的。
3.光纤通信的应用
21世纪以来，我国已形成了比较完备的光纤通信体系，极大地推动了我国光纤通信传输技术的运用。例如，2000年国内首个OADM、DXC设备诞生；2001年全球第一套全光网络设备诞生并开始运行；2004年，第一个国产FTTH 系统工程产生；2008年，成功研制出100G波分样机；2009年，3G产业的发展。
3.1单纤双向传输技术
单纤双向传输技术是与双纤传输技术相对应的。运用双纤传输技术时，信号是在两根不同的光纤中传输，而运用单纤传输技术时，其信号可在同一光纤中传输。依据现代光纤传输理论，光纤传输的容量是无限的，然而，由于各种传输设备的影响，致使光纤传输的容量没有达到理想状态。当前，我国通信领域内广泛使用的是双纤传输技术，这样便造成了严重的光纤资源浪费，但若使用单纤双向传输技术，则可以节省一半的光纤资源。而相对于庞大的光纤网络通信系统，可节省的光纤资源十分巨大，因而单纤双向技术的广泛运用对于网络通信的发展具有十分重大的意义。现阶段单纤双向传输技术主要运用于光纤末端接入设备，如单纤光收发器，PON无源光网络。由此可见，单纤双向传输技术在通信领域中的运用十分必要，这也是未来光纤通信技术发展的方向。
3.2光纤到户接入技术
现代宽带业务领要满足用户对通信技术的要求，除了要具备宽带的主干传输网络，还需要有光纤到户接入技术。有学者指出，信息接入网是信息高速公路发展上的“最后一公里”。虽然现在移动通信发展速度惊人，但因其带宽有限，终端体积不可能太大，显示屏幕受限等因素，人们依然追求性能相对占优的固定终端，也就是希望实现光纤到户。光纤到户的魅力在于它具有极大的带宽，它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。目前，我国大部分一线城市都可以实现光纤到户。
4.光纤通信的发展趋势
21世纪以来，随着移动互联网，三网融合和3G产业的发展，光纤通信
技术在信息通信领域中得到了广泛的运用。对于光纤通信技术而言，大容量、长距离、高速度一直是其追求的目标。
4.1单波长通道向多波长通道发展。
光纤通信传输技术中的波分复用技术能够极大地扩大光波通信的信息容量，从而实现空分、时分等多址复用。空分复用是用多根光纤传输信号的，而对于单根光纤复用而言，需实现时分、码分、频分复用。其中频分复用在现代商业中得到了广泛运用。对于传统的单模光纤，也即常见的G.652光纤，可以利用色散调节技术实现信息容量和传输速度的大幅提高。然而，对于G.653光纤(色散位移光纤)，由于波分复合技术和光纤放大器的运用，在其使用过程中产生了严重的四波混合，会产生一些新的波长，出现串音干扰和传输信号的衰弱，影响了波分复合技术的运用。针对上述光纤产生的问题，需要设计出一种超大容量波分复用系统的新型光纤，它能够减轻四波混合的影响，保证波分复用技术的运用。
4.2光网络的智能化
光网络的智能化是目前乃至未来通信领域发展的重要方向。纵观我国几十年的光纤通信历史，主要是以传输为主线的。然而随着现代计算机技术的快速发展，计算机技术在网络通信中的作用越来越大，使得网络通信技术也得到了更高层次的进步。在现代光网络技术发展中，越来越多运用自动连接控制技术和信息自动发现技术及系统的保护恢复功能，促进了光网络的智能化发展。
4.3全光网络
全光网络是指信号在网络传输过程和交换过程中都是以光的形式存在，只有在进出网络时才进行光电或电光的转换。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段，也是理想阶段。传统的光网络实现的是节点间的全光化，但在网络结点处仍采用电器件，很难达到通信网干线总容量的进一步提高。所以全光网络的实现是未来通信发展的必然趋势，更是未来信息网络的核心，发展的最高理想级别。
4.4光器件的集成化。
若想实现全光网络，促进网络通信传输速度的快速发展，光器件的集成化是实现其目标的重要发展方向。随着互联网技术的快速发展，传统的ADSL
接入宽带已无法满足现实的信息传输需要。因此，我们可以通过完善光器件的性能来提高信息传输速度。可见，光器件的集成化能够推动光纤传输技术的快速发展。
5.结束语
光通信技术作为信息技术的重要支撑平台，是现代社会信息传输技术中重要技术之一，在未来信息社会中将起到重要作用。网络时代的到来，对现代光纤通信技术提出了更高的要求，我们必须尽快了解光纤通信技术的应用现状，大力促进光纤信息传输技术向更高层次的发展。我国已研制开发了一些具有自主知识产权的光通信高技术产品，取得了一批重要的研究与应用成果。这些研究工作和突出成果为光时代的计划的实施奠定了坚实的基础，为我国的信息基础设施建设做出贡献。我们相信，光纤通信技术在不久的将来一定会取代其他的信息传输方式，成为信息通信领域中的主流技术。
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光纤通信系统 ?光纤通信系统是以光为载波，利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介，通过光电变换，用光来传输信息的通信系统。光纤通信作为信息化的主要技术支柱之一，必将成为21世纪最重要的战略性产业。光纤通信技术和计算机技术是信息化的两大核心支柱，计算机负责把信息数字化，输入网络中去；光纤则是担负着信息传输的重任。当代社会和经济发展中，信息容量日益剧增，为提高信息的传输速度和容量，光纤通信被广泛的应用于信息化的发展，成为继微电子技术之后信息领域中的重要技术。 目录 ?光纤通信系统的概述 ?光纤通信系统的组成 ?光纤通信系统的分类 ?光纤通信系统的发展 光纤通信系统的概述 ?1977年，美国西屋电气公司在亚特兰大成功地进行了世界上第一个光纤通信的现场实验，系统采用GaAlAs（镓铝砷）半导体激光器作光源，多模光纤作传输介质，速率为
44.736Mbit/s，传输110km。使光纤通信向实用化迈出了一 步。 光纤通信作为现代通信的主要支柱之一，在现代电信网中，起着举足轻重的作用，本章将概述国内外光纤通信技术的历史，现状和前景。光纤即光导纤维的简称。光纤通信是以光为载频，以光导纤维为传输媒质的一种通信方式。光纤与以往的铜导线相比，具有损耗低，频带宽，无电磁感应等传输特点。因此，人们希望将光纤作为灵活性强，经济的优质传输介质，广泛地应用于数字传输方式和图像通信方式中，这种通信方式在今后非话业务的发展中是不可缺少的。 由于光纤通信具有一系列优异的特点，因此，光纤通信技术近几年来发展速度之快，应用面之广是通信史上罕见的。可以说，这种新兴技术，是世界新技术革命的重要标志。又是未来信息社会中各种信息网的主要传输工具。光纤与以往的铜导线相比，有本质的区别，因此，在传输理论，制造技术，连接方法，测试方法等方面，基本上都不能采用铜质电缆的理论与方法。 光纤通信系统的组成 （1）光发信机：光发信机是实现电/光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光
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公司一贯重视对产品研发的投入，20xx年以来研发费用投入合计超亿元，公司承担了大量国家“863”重大课题和国家科技攻关项目，取得50余项科研成果并将成果产业化。公司不断推出具有自主知识产权的最新光通信产品，主持编辑了多项光电子器件国家标准，行业标准和国际标准。强大的研发实力使公司始终处于世界光通信技术的发展前沿，为公司的发展提供了保障。 3、主要产品。 光迅科技是中国领先的光器件产品开发，制造和供应商。公司产品包括光纤放大器模块，波分复用器，子系统，光学仪表以及各类光纤器件。产品具有紧凑的结构，优良的兼容性，以及高度的可靠性，被应用于各种不同的通讯系统。 （1）光纤放大器系列 光迅科技提供EDFA和喇曼光放大器及模块，实现光信号在光网络传输线路中发射，中继，接收等不同阶段的放大。EDFA产品系列包括结构紧凑，低成本的增益模块以及功能完备，多级，高输出功率的放大器。喇曼放大器可直接用于放大C—band， L—band以及CL—band的光信号，以改善线路光信噪比，提高系统传输性能。光迅科技的光放大器系列产品被广泛应用于长途干线，城域网，接入网，CATV以及SDH/SO系统。 （2）波分复用器系列。 光迅科技提供采用介质薄膜技术和阵列波导光栅技术的复用/解复用模块，产品具有多达40的信道数，信道间隔可为50GHz，
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
光纤通信技术的发展及趋势 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。 由以上光纤通信技术的发展历程，可以把光纤通信技术分为大致五个阶段，即850纳米波段的多模光波，到1310纳米多模光纤，到1310纳米单模光纤，再到1550纳米单模光纤，最后是长距离进行传输的光纤通信技术。 3、光纤通信技术的现状研究
?项目管理论坛? 国内外项目管理现状及发展趋势 袁经勇 (东华工程公司,合肥 230024) 摘 要 通过对国内外项目管理现状及发展趋势之综述,为有兴趣于项目管理者提供参考。 关键词 项目管理 教育与培训作者为东华工程公司副院长、总工程师、高级工程师 在人类跨入21世纪的今天,世界经济已开始进入知识经济时代,也就是把知识转化为效益的经济时代。而项目管理正是实现这种转化的重要方法和手段。所以,项目管理作为管理科学的最新分支,无论在研究还是在应用方面都正在迅速发展。为使有兴趣于项目管理者了解当前国内外项目管理现状和发展趋势,特综合编写此文,以供大家参考。1 何为项目与项目管理 所谓项目是指为创造唯一的产品或服务而进行的临时性活动。这里的“临时”是指每一个项目都有明确的始点和终点,而“唯一”是指其产品或服务在一些识别方法上与其他项目的产品或服务都有不同。 而项目和管理则是指将相关的知识、技能、方法和技术应用于项目活动以满足项目要求。项目是由过程构成的,项目管理属于典型的过程管理,可以通过过程,如启始过程、策划过程、执行过程、控制过程和结束过程来完成项目管理。 2 项目管理发展历史与阶段划分 项目管理的历史最早起源于美国,二战期间美国研制原子弹的曼哈顿计划和20世纪60年代的阿波罗登月计划最早采用了项目管理方法并取得了成功,由此而风靡全球。20世纪80年代以后,随着信息时代的到来,项目管理得到了广泛的应用。目前在美国白宫的行政办公室、世界银行、I BM 、ABB 、摩托罗拉、诺基亚等核心部门都采用项目管理。 我国项目管理的实践起步较晚,20世纪70年代,通过13套大化肥的引进,我们对西方公司的项目管理,特别是设计管理模式有了初步的认识,80年代通过世界银行贷款项目,如1984年的鲁布革水电站项目,开始实行项目管理,到90年代初开始倡导创建国 际型工程公司,直到后来推行项目法人负责制、建设监理制和招标制等对项目管理的发展起了很大的促进作用。但与国际先进的项目管理水平相比差距仍然很大,比如:项目管理作为管理科学的一个分支,在我国教委1997年新修订的学科目录中还没有列入。等等。 随着项目管理方法的应用和发展,对项目管理本身的研究也越来越深入。根据项目管理的发展历史和研究成果,项目管理专家们把项目管理划分为两个阶段:20世纪80年代之前称为传统的项目管理阶段,80年代以后称之为现代项目管理阶段。3 项目管理主要研究机构 目前,国际上研究项目管理的机构主要有两大体系:一个是以欧洲为首的“国际项目管理协会”,另一个是以美国为首的“美国项目管理学会”。他们为推动国际项目管理的现代化都做了卓有成效的工作。 国际项目管理协会(International Project Management Ass ociation ,缩写为IPMA )于1965年在瑞士注册,属非 盈利性组织。1967年由其主持在维也纳召开第一届国际会议,项目管理从那时起即作为一门学科而不断发展。其主要成员是各国的项目管理协会,目前,有28个国家组织为其正式成员,代表着世界2万多名会 员,正式成员组织中的个人成员可自动地成为该协会的个人会员。IPMA 负责协调国际间具有共性的项目管理的需求,并提供范围广泛的产品和服务,包括研究与发展、培训和教育、标准和认证以及举办各种研讨会。 美国项目管理学会(Project Management Institute ,缩 写为PMI ),成立于1969年,是国际项目管理领域处于领先地位的非盈利性专业协会。负责建立项目管理标准、提供学术交流、教育程序和专业认证等服务。它的成员主要以企业、大学和研究机构的专家为主,现有会员已超过7万。 ?8?化工建设工程 2001年第23卷第3期
第一章通信网技术概述 1.1概述 1.2通信设备 构成通信网的最基本的设备是用户端设备、传输链路设备和转接交换设备。 1.3广域网分类 1.4通信协议 1.4.1 协议 通常将网络分层结构以及各层协议的集合称为网络体系结构。比较著名的网络体系结构有国际标准化组织ISO(International for Standardization)提出的开放系统体系结构OSI(Open System Interconnection);美国国防部提出的传输控制协议TCP/IP；国际电信联盟提出的公共数据网X系列协议；IBM公司提出的系统网络体系结构SNA等。 1.4.2 标准化组织 1. 国际标准化组织ISO 2. 国际电信联盟-电信标准化部ITU-T(International Telecommunication Union) 一直负责制定电信网的标准系列。 3. 因特网工程任务组IETF(Internet Engineering Task Force) 负责研究因特网的体系结构以及新一代因特网标准规范的研究和制定 第二章数字通信技术 第三章光纤通信技术 3.1 光纤通信 3.1.1光纤通信的发展 3.1.2 光纤通信的特点 1. 传输频带宽，通信容量大。由信息理论知道，载波频率越高，通信容量就越大。 2. 损耗低。目前实用的光纤均为石英系光纤，要减小损耗，主要是靠提高玻璃纤维的纯度。 3. 在运用频带内，光线对每一频率成分的损耗几乎一样。因此，系统中才去的均衡措施比传统的电信系统简单，甚至可以不必采用。 4. 光纤内传播的光能几乎不辐射，因此很难被窃听，也不会造成统一光缆中各光纤之间串扰 5. 不受电磁干扰。因为光纤是非金属的介质材料。 6. 线径细、重量轻，便于敷设。 7. 资源丰富。制作玻璃光纤的原料是适应，其来源十分丰富。 3.1.3 通信系统中主要技术指标 1.分贝dB 分贝dB 是以常用对数表示的两个电压或两个功率之比的一种计量单位。
光纤通信技术的发展与应用 一、光纤通信的应用背景 通信产业是伴随着人类社会的发展而发展的。追溯光通信的发展起源，早在三千多年前，我国就利用烽火台火光传递信息，这是一种视觉光通信。随后，在1880年贝尔发明了光电话，但是它们所传输的信息容量小，距离短，可靠性低，设备笨重，究其原因是由于采用太阳光等普通光源。之后伴随着激光的发现，1966年英籍华人高锟博士发表了一篇划时代性的论文，他提出利用带有包层材料的石英玻璃光学纤维，能作为通信媒质。从此，开创了光纤通信领域的研究工作。 二、光纤通信的技术原理 光纤即光导纤维，光纤通信是指利用光波作为载波，以光纤作为传输介质将要传输的信号从一处传至另一处的通信方式。其中，光纤由纤芯、包层和涂层组成。纤芯是一种玻璃材质，以微米为单位，一般几或几十微米，比发丝还细。由多根光纤组成组成的称之为光缆。中间层称为包层，根据纤芯和包层的折射率不同从而实现光信号传输过程中在纤芯内的全反射，实现信号的传输。涂层就是保护层，可以增加光纤的韧性以保护光纤。
光纤通信系统的基本组成部分有光发信机、光纤线路、光收信机、中继器及无源器件组成。光发信机的作用是将要传输的信号变成可以在光纤上传输的光信号，然后通过光纤线路实现信号的远距离传输，光纤线路在终端把信号耦合到收信端的光检测器上，通过光收信端把变化后的光信号再转换为电信号，并通过光放大器将这微弱的电信号放大到足够的电平，最终送达到接收端的电端完成信号的输送。中继器在这一过程中的作用是补偿光信号在光纤传输过程中受到的衰减，并对波形失真的脉冲进行校正。无源器件的作用则是完成光纤之间、光纤与光端机之间的连接及耦合。其原理图如图1所示： 通过信号的这一传输过程可以看出，信号在传输过程中其形式主要实现了两次转换，第一次即把电信号变成可在光纤中传输的光信号，第二次即把光信号在接收端还原成电信号。此外，在发信端还需首先把要传输的信号如语音信号变成可传输的电信号。 三、光纤通信的特点 1.抗干扰能力强。光纤的主要构成材料是石英，石英属绝缘材料的范畴，绝缘性好，有很强的抗腐蚀性。而且在实际应用过程中它受电流的影响非常小，因此抗电磁干扰的能力很强，可以不受外部环境的影响，也不受人为架设的电缆等的干扰。这一特性相比于普通无线
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
光纤通信技术现状综述 信息工程学院通信工程赵爱杰20092420253 导读 概述 主要技术 相干光通信技术 概念 关键技术 主要优势 光孤子通信技术 概念 关键技术 主要优势 全光通信网 概念 关键技术 主要优势 总结 参考网站 概述 光纤通信，顾名思义，就是利用光导纤维传导经过调制而携带信息的光信号，实现信息传递的通信方式。光纤通信技术发展历史并不长，1966年高锟发表论文《Dielectric-Fibre surface waveguides for optical frequencies》奠定了光纤技术进入实用的里程碑。经过短短几十年发展，现在光纤技术已经以其突出优势在通信领域得到了广泛应用。 光纤技术相比其他通信技术，具有其无与伦比的优越性，其中最突出的就是其超大容量：理论上讲，一根头发丝粗细的光纤可同时传输1000亿个话路，虽然目前如此高的传输量仍未达到，但相比明线、双绞线、同轴电缆、无线信道这些传统传输介质，其传输能力仍然高出几十甚至上千倍，而把若干根光纤聚集成光缆的传输信息量就可想而知了。所以可以预见，当下乃至未来若干年的信息爆炸时代，光纤通信将逐步成为信息传输的主流技术。 其次，光纤技术还有很多传统传输技术无法比拟的有点，如传输距离长、保密性能好、适应能力强、抗干扰性好、体积小重量轻，便于施工维护、制造原料来源广，生产成本低廉等。 主要技术 目前光纤通信的主要技术有：相干光通信技术，光孤子通信技术，全光通信
网等，下面注意作简要介绍： 相干光通信技术： 所谓相干光技术就是在光通信中使用相干调制和外差检测技术。所谓相干调制，就是利用传输信号来控制光载波的频率、相位和幅度。外差检测，就是利用一束本机振荡产生的激光与输入信号在光混频器中进行混频，得到与信号光频率、相位和幅度按相同规律变化的中频信号的技术。 在发送端，采用外调制方式将信号调制到光载波上传输，当信号光到达接收端时，首先与一束本振光信号进行相干耦合，然后由平衡接收机进行探测。相干光通信根据本振光频率与信号光频率不等或相等，可分为外差检测和零差检测。前者光信号经光电转换后获得的是中频信号，还需要二次解调才能被转换成基带信号。后者光信号经光电转换后被直接转换成基带信号，不用二次解调，但它要求本振光频率与信号光频率严格匹配，并且要求本振光与信号光的相位锁定。 关键技术： 1）外光调制技术，光调制是根据某些电光或声光晶体的光波传输特性随电压或声压等外界因素的变化而变化的物理现象而提出的。外光调制器主要包括三种：利用电光效应制成的电光调制器、利用声光效应制成的声光调制器和利用磁光效应制成的磁光调制器。采用以上外调制器，可以完成对光载波的振幅、频率和相位的调制。 2）偏振保持技术，在相干光通信中，相干探测要求信号光束与本振光束必须有相同的偏振方向，才能获得相干接收所能提供的高灵敏度，所以在相干光通信中应采取光波偏振稳定措施。主要有两种方法：一是采用“保偏光纤”使光波在传输过程中保持光波的偏振态不变；二是使用普通单模光纤，在接收端采用偏振分集技术，信号光与本振光混合后首先分成两路作为平衡接收，对每一路信号又采用偏振分束镜分成正交偏振的两路信号分别检测，然后进行平方求和，最后对两路平衡接收信号进行判决，选择较好的一路作为输出信号。 3）频率稳定技术，激光器稳频技术主要有三种，(1)将激光器的频率稳定在某种原子或分子的谐振频率上。在1.5μm波长上，已经利用氨、氪等气体分子实现了对半导体激光器的频率稳定；(2) 利用光生伏特效应、锁相环技术、主激光器调频边带的方法实现稳频；(3)利用半导体激光器工作温度的自动控制、注入电流的自动控制等方法实现稳频。 相干光通信技术相对于传统的光强度调制有突出有点： 1）灵敏度高，中继距离长，相干光通信的一个最主要优点是相干检测能改善接收机的灵敏度。相同条件下，相干接收机比普通接收机灵敏度高20dB，可以达到接近散粒噪声极限的高性能，因此也增加了光信号的无中继传输距离。 2）选择性好，通信容量大，相干光通信提高了接收机的选择性，在直接检测中，接收波段较大，为抑制噪声干扰，探测器通常需要放置窄带滤光片，但其频带仍然很宽。在相干外差探测中，探测的是信号光和本振光的混频光，因此只有在中频频带内的噪声才能进入系统，而其他噪声均被带宽较窄的微波中频放大器滤除。可见，外差探测有良好的滤波性能。此外，由于相干检测优良的波长选择性，相干接收机可以使频分复用系统的频率间隔大大缩小，从而实现密集波分复用，具有以频分复用实现更高传输速率的潜在优势。
光纤通信技术的现状及发展趋势 摘要: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。本文主要综述我国光纤通信研究现状及其发展。 关键词:光纤通信核心网接入网光孤子通信全光网络 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。 1 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。 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。国内已能生 产多种ADSS光缆满足市场需要。但在产品结构和性能方面,例如 大志数光缆结构、光缆蠕变和耐电弧性能等方面,还有待进一步完善。ADSS光缆在国内的近期需求量较大,是目前的一种热门产品。 2 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
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。
光纤通信的发展趋势 摘要：随着用户对宽带接入技术提出更高的需求，光纤宽带接入技术逐步发展 成熟。本文围绕我国光纤宽带光纤网的发展趋势描述，分析了光纤通信技术发展、光纤技术的优点与劣势，并提出了一些作者自己的见解，希望能够帮助到我国光 纤宽带事业的发展。 关键词：光纤；通信；宽带；发展趋势 引言： 随着技术的进步，市场需求的增长，光纤通信技术的飞速发展，加快了“光速经济” 的到来。现代社会对通信的依赖越来越大，网络的生存性显得至关重要，通信的运行环境变化和 发展对光纤通信提出了更高的要求。光纤通信在网络信息时代孕育而生，作为信息的载体， 在很大程度上改变了通信方式，尤其是以光纤作为传输媒介，具有通信容量大、耗损小、频 带宽等特点，极大地推动了通信领域的发展。我国经济的进一步发展必将形成新的光纤通信 市场需求，像其他通信技术一样，光纤通信又一次呈现了蓬勃发展的新局面。 正文 一、光纤接入技术定义 所谓光纤接入网（OAN）就是采用光纤传输技术的接入网，一般指远端模块或本地交换 机与用户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信的系统。一般情况下，OAN 泛指采用基带数 字传输技术并且以传输双向交互式业务为目的的接入传输系统，这样能够把数字或模拟技术 升级交互式业务或者广播式传输宽带。按照接入网室外传输设施中是否配备源设备，光纤接 入网（OAN）也可以划分为有源光网络（AON）与无源光网络（PON），前者采用电复用器 分路，后者则是采用光分路器分路。现阶段宽带接入网进入了巨大的发展轨道，各种光纤接 入网技术均得到了长足发展。 二、光纤接入网的优点 与其他接入网技术相比，光纤接入主要有以下优点： 1）光纤接入网能满足用户对各种业务的需求 人们对通信业务的要求也普遍提高，除了看电视、打电话以外，还希望有高速计算机通信、视频点播（VOD）、高清晰度电视（HDTV）、远程教学、家庭购物、家庭银行等等。这 些业务仅靠双绞线或铜线是难以实现的。 2）光纤接入采用的传输介质是光纤，其抗干扰性能好、频带宽、衰减小，保障了信号 传输的质量，加上光纤接入使用的网络与电话网是不相同的，光纤接入主要是通过光纤将小 区中心交换机和局端交换机相连、小区中心交换机和楼道交换机相连，这样的网络可靠性高、稳定性强。用户接入简单化，接入速率高，覆盖范围比ADSL还广。 3）光纤接入网的性能不断提高，价格不断下降，而铜缆的价格却在不断上涨。 4）光纤宽带所用的集线器、以太网交换机等组网设备的成本比较低。 5）光纤接入网提供数据业务，有较完善的管理和监控系统，可以适应宽带综合业 务数字网的需要，能够做到使信息高速公路畅通无阻。 6）光纤可以克服铜线电缆一些无法克服的限制因素。光纤频带宽、损耗低，解除了铜 线径小的限制。此外，光纤不受电磁干扰，确保了信号额传输质量，用光缆代替铜缆，能够 解决城市通信地下管道的拥挤问题。 7）光纤设备占用小，而其它端口设备主要安装在小区楼道内，该矿电信机房可用面积 已经很少，使用光纤接入节约了该矿机房的面积。另外在局端和用户不用设置传统的有源器件，只需要在小区楼道安装用户端口，不需要另外建造大的通信机房，这样可以节省了建设 费用且维护方便快捷。 三、光纤接入网的劣势 光纤接入网最大的问题就是成本较高。特别是光节点离用户越近，每个用户所分摊的接 入设备的成本就随之增高。此外，光纤接入网与无线接入网相比还得需要管道资源。这也导 致许多运营商看好光纤接入技术，却又不得选择无线接入技术的因故。目前，主要影响光纤