第一章
1光纤通信是以光波为载波，以光纤作为传输媒质的通信方式。主要包括收发信电缆机、光
发送接收机端机、传输光纤等几个部分。
2光纤通信工作在近红外区，工作频段167-375THZ，工作波长0.8-1.8um。
3光纤通信有3个低损耗窗口，850nm的短波长窗口和1310nm、1550nm的长波长窗口。850nm 是多模窗口，1310nm是单模零色散窗口，1550nm是单模最低损耗窗口。
4光纤通信的特点：1传输频带宽，通信容量大2中继距离远，误码率小3抗电磁干扰能力
强，无串话4质量轻，体积小，经济效益好5资源丰富，节约有色金属和能源6保密性好7 抗腐蚀，不怕潮湿
缺点：质地脆、机械强度低、连接比较困难、分路耦合不方便
5光纤通信技术的基本内容：1光纤传输理论与技术、光纤器件2信号传输原理、调制解调方式、信号编码及信道复用等3光源与光发送机4光检测机与光接收机5光纤通信系统的设计、结构及应用6光纤通信技术如光放大器技术、WDM技术、全光网络技术
6目前光纤通信采用的系统：采用光放大器的WDM第四代系统
7光纤多址通信系统即为波分复用系统WDM :几个-几百个波长在单根光纤中一起传输，用光放大器作中继放大，使传输容量提高成千上百倍。
第二章
1光纤的典型结构式多层同轴圆柱体，自内向外为纤芯、包涂覆层。光纤的纤芯通常是折射
率为n1的高纯SiO2，并有少量掺杂剂，以提高折射率。包层的折射率为n2（ 2光纤根据传输的模式可分为单模和多模，单模光纤纤芯的芯径是4-10um，多模光纤纤芯 的芯径为50um,两者的包层一般为125um，涂覆层为5-40um，根据横截面上的折射率可分为阶跃光纤SI 和梯度光纤GI。按材料分为石英光纤、塑料光纤和纳米光纤。 3数值孔径NA定义：入射临界角&0的正弦即NA=SIN&0=N1根号下芯包折射率差值的两倍。物理意义：表示入射到光纤端面上的光线，只有与纤芯轴夹角为&0,圆锥角内的入射 光线才能在纤芯内传输。 芯包折射率差值=（n1的平方-n2的平方）/2n1的平方=（n1-n2）/n1,n1为纤芯折射率n2为包层折射率4为了使分析具有一般性，引进几个无量纲变量。令V的平方=（k0*a）的平方（n 1-n2）的平方， 式中a为纤芯半径，V称为归一化频率。b=（B的平方/k0的平方-n2的平方）/（n1的平方-n2 的平方），这是归一化传播常数，它随频率的变化衡量光纤的色散特性0<=b<=1，b=0时模截 止，b=1时极端情况。在多模阶跃光纤导模数M=V的平方/2，在多模梯度光纤导模数M=V 的平方/4。对导模传输条件：kOn2<=B<=kOn1,贝U 0<=b<=1,当b=0时B=kOn2,m=0模截止。 5当阶跃光纤的归一化频率V<2.405时实现单模传输，单模光纤中传输的是LPO1模,LPO1模无截止现象。 6单模传输的条件：对于阶跃光纤归一化频率V<2.405即可实现单模传输，因为Vc=根号下（kOa）的平方（n1的平方-n2的平方）=kOa根号下（n1的平方-n2的平方）=2波长anl根号下2倍 的芯包折射率差值/波长c=2.405,所以波长c=2PInla根号下2倍的芯包折射率差值/Vc=2.6nla 根号下2倍的芯包折射率差值?当波长>波长c时为单模传输。 7单模光纤中的光束实际上没有严格的横截面边界的，但中心部分最强。单模光纤中的横向 场分布为高斯场分布：E（r）=E（O）exp（-r的平方/wO的平方）.E（0）为中心场强，2w0为场强下降到 E（O）/e点的宽度，称模场直径。模场直径是指基模场强在空间上分布的集中程度。归一化模 场半径w0/a=0.65+1.619V 的-1.5 次方+2.879V 的-6 次方 8在单模光纤中实质上传输偏振方向互相垂直的两个模式LP01X和LP01Y。在理想的单模 光纤中，这两个模式传播常数Bx=By,这两个模式完全兼并，但实际的单模光纤中总可能存 在一定的不完善，光纤内部残余应力，光纤弯曲扭转等引起的折射率分布各向异性，是LP01X 和LP01Y模的兼并被破坏，这就是单模光纤的模式双折射。 9在光纤内部引起光纤损耗的主要机理是光能量的吸收损耗散射损耗及辐射负耗，吸收损耗 与光纤材料有关；散射与光纤材料及光波导中的结构缺陷非线性效应有关；辐射则与光纤的 几何形状的扰动关系，吸收与散射损耗是光纤材料所固有的。 10引起光纤损耗的主要机理是：材料吸收（紫外吸收，红外吸收，杂质吸收）散射损耗（瑞利散射，波导散射，非线性损耗）辐射损耗（由光纤的弯曲造成） 11色散是导模在不同群速度下引起的，包括：模间色散：多模光纤中由于各个导模之间群 速度不同导致模间色散，在发送端多个导模同时激励时，各个导模具有不同的群速到达接收 端时刻不同（单模光纤没有模间色散）； 波导色散：某个导模在不同波长下的群速率不同引起的色散； 材料色散：这是由于光纤材料的折射率随光频率随着光频率呈非线性变化而光源有一定谱 宽，于是不同的波长引起不同的群速率； 偏振模色散：单模光纤中的不对称性，造成两个偏振模的群时延不同从而导致偏振模色散 单模光纤没有模间色散，波导色散与材料色散是主要的；多模光纤模间色散与材料色散是主要的，波导色散可忽略不计。 12单模光纤的种类：（1）G.652 零色散波长为1.3um,低色散,损耗高；（2）G.653零色散波长为 1.55um低损耗低色散如色散位移光纤DSF（3）G.655零色散波长为1.525um和1.585um，低损耗低色散如非零色散位移光纤NZ-DSF（4）G .654低损耗广信（5）全波光纤:利用OH-吸收，消除光纤里的损耗 13光纤中的非线性效应将主要归结为三阶非线性效应，主要有受激拉曼散射SPS、受激布 里渊散射SBS、四波混频FWM及自相位调制SPM。单模光纤中的这些非线性效应可分为 两大类；一类为受激散射效应，另一类为非线性折射率调制效应，包括自相位调制SPM,四波混频FWM及交叉相位调制XPM 14无源光器件（1）光纤连接器：实现系统中设备之间、设备与仪表之间、设备与光纤之间、光纤与光纤之间的活动连接，以便于系统的连接、测试和维护（2）光纤分路器及耦合器：实 现光信号的分配与合成，光信号的提取与检测等，Y型分路器将一路信号分成两路，不一定是完全相同的两路，X型2*2定向耦合器：光功率从一根光纤耦合到另一根上（3）光隔离器： 只允许单向光通过，以此来阻止反射光 （4）光开关：实现各种开关功能（5）光环型器 第三章 1?光源的工作原理基于光子的吸收、自发发射和受激发射三种原子跃迁过程。受激吸收：原子吸收hf=E2-E1的能量后从低能级跃迁到高能级；自发发射：原子在高能级上不稳定，当它跃迁回低能级时，放出能量为hf的光子；受激发射：原子原来处于高能级上，这时又有 能量为hf的光子入射，在它的激发下原子返回低能级并发射光子，发射的光子和入射的光子具有相同的能量、状态。 2?发光二极管LED的P-I特性：LED是非阀值器件，发光功率随工作电流的增加而增大，并在大电流时逐渐饱和。工作温度提高时同样工作电流下LED的输出功率要下降。LED的 工作电流通常为到几十微瓦。LED的谱特性：50~100mA，这时偏置电压1.2~1.8V，输出功率约几毫瓦，而入纤功率在几 1线宽随有源层掺杂浓度增加而增加2线宽随温度升高而加宽。由于LED 的线宽大，使光纤色散严重，限制了传输距离和速率。LED的工作基于半导体的自发发射。 由于半导体材料的导带和价带都由许多不同的能级组成，大多数的载流子复合发生在平均带 隙上，但也有一些复合发生在最低及最高能级之间，因此LED的发射波长在其中心值附近 占据较大的范围。定义光强下降一半的波长变化为输出谱线宽度，这就是光源的线宽△入LED的调制特性（数字调制时不需预偏置，模拟调制时要预偏置到Ide 上）1线性：注入电流小时线性相当好2带宽：LED的3dB调制带宽：f差值3dB（电）=1/2Pit, f差值3dB（光）=根号下3/2Pit,t为LED及驱动电路的时间常数等掺杂浓度高以减小t o 3半导体激光器LD的P-I特性：LD是阀值器件，当工作电流大于阀值电流Ith时产生激光输出，而且在Ith以上，LD的输出功率与注入电流近似成正向线性。随着工作温度的提高 P-I曲线向右移，Ith增大斜率减小，P减小。 LD谱特性：多纵模时谱宽宽，单纵模时谱宽窄 LD模式特性：1模式的稳定性2单纵模有利于减小光纤色散3LD的设计及结构上应保证基 横模工作 LD输出有限线宽是因为1激光腔内自发发射事件引起的光场相位脉动2载流子浓度脉动引 起折射率变化，使光腔谐振频率产生变化 LD的调制特性：不但可以进行直接幅度调制，也可以进行直接频率调制、直接电流调制。但LD是阀值器 件，数字调制时通常先预偏置在阀值附近以上P-I特性曲线中段。 频率响应、电光延迟、调制谱特性、动态线宽加宽-频率啁啾。当LD进行高速脉冲调制时， 会出现复杂的瞬态特性，如张弛震荡与电光延迟、自脉动及码型效应。 无论是从减弱张弛震荡还是从缩短电光延迟时间来提高调制性能，LD都需要预偏置在阀值 附近，这样还可以消除码型效应、降低啁啾等。高速光纤总希望单纵模最低次横模工作。 4.LED 与LD 比较：1.LED 是非阀值器件，LD 是阀值器件。2.LED 的谱线宽，入纤功率小， 调制速率低，输出非相干光； LD 谱线窄，入纤功率大，调制速率高，输出相干光。 3.LED 适合于短距离低速系统，LD 适合于长距离高速系统 LED 与LD 区别：工作原理：LED 的工作基于半导体的自发发射， LD 的工作基于光的吸收、 受激发射和光子被放大的过程， LD 产生激光输出的基本条件是形成粒子数反转、提供光反 馈及满足激光振荡的阀值条件。 工作状态：LED 作光源时可直接调制，LD 必须进行预偏置。 工作特性：1P-I 特性：LED 是非阀值器件I 越大P 越大直至大电流时饱和，LD 是阀值器件， 当输入大于Ith 时才能输出且P 与I 近似成正比。此外 LED 与LD 的P 在温度提高时相同I 下都会下降，但 LD 比LED 敏感。2谱特性：LED 线宽大色散影响严重，限制了传输距离 和速率，LD 线宽有限。3调制特性：LD 与LED 均可直接调制，但在数字调制时 LED 无需 预偏置LD 需加预偏置至阀值附近。 5?数字光发送机框图：电信号 ->输入电路->驱动电路->光源->光调制器->光信号 输入电路：将输入的 PCM 脉冲信号进行整形，变换成 NRZ/RZ 码；驱动电路：直接调制光 源，给光源一个预偏置；光调制器：调制光源输出的连续光波（外调制） ；保护报警：对光 源寿命及工作状态进行检测和报警；自动偏置：稳定输出的平均光功率和工作温度。 光发送机的性能：1光源性能包括波长、频宽、 P-I 特性及寿命等2调制方式，模拟、数字 或外调制3传输速率或带宽 4输出光功率入纤平均光功率 0.01-10mW 稳定度在5%-10%左 右5数字光脉冲的消光比 EXT<0.16无张弛振荡 6?光载波的调制方式：模拟调制和数字调制（主要方式） 。模拟调制分为两类：一类是用模 拟基带信号直接对光源进行强度调制。 另一类采用连续或脉冲的射频波作为副载波， 模拟基 带信号先对它的幅度、频率或相位等进行调制，再用该受调制的副载波去强度调制光源。 按调制方式和光源的关系来分，数字调制分为：直接调制和外调制。 直接用电调制信号来控制半导体光源的振荡参数得到光频的调幅波或调频波， 这种调制称内 调制（直接调制）；让光源输出的幅度与频率等恒定的光载波通过光调制器，电信号通过调 制器实现对光载波的幅度、频率及相位的调制，称为外调制。 外调制需要调制器， 结构复杂，但可获得优良的调制性能尤其适合高速率下使用； 内调制的 优点是简单，但调制速率受到载流子寿命及高速率下性能退化的限制（频率啁啾） 7?消光比EXT 定义为全“ 0”平均功率与全“ 1”平均功率之比。 第四章 1模拟光接收机组成框图：光信号 -> 光检测器-> 前置放大器-> 主放大器-> 滤波器-> 电信号 数字光接收机组成框图：光信号 -> 光检测器-> 前置放大器-> 主放大器-> 均衡器-> 判决再生-> 电信号 光检测器：把接收到的光信号转换成光电流； 前置放大器：对光电流进行低噪声放大； 主放 大器：把前端输出的毫伏级信号放大到后面信号处理电路所需的电平, 理电路；均衡滤波器：消除放大器及其他部件引起的信号波形失真, 最小；定时提取电路：负责对抽样所需时钟进行恢复；自动增益电路 大器增益以提高接收机的动态范围；判决再生电路：减小信号误码率。 2?接收机性能的主要指标是接收灵敏度及动态范围，此外还有工作在各种数据格式的能力、 其余电路都是信号处 使噪声及码间干扰减到 AGC :控制APD 及放 快速的响应时间、工作在各种码速下的能力、低功耗及低价格等。 接收灵敏度：达到指定误码率或信噪比时的最小接收信号光功率，通常用dBm表示；动态 范围：最大允许的接收光功率及最小可接收光功率之差。 光纤通信系统对光检测器的要求：1工作波长上光电转换效率高2检测过程中带来的附加噪 声尽可能小3响应速度快，线性好及频带宽，使信号失真尽量小4高可靠长寿命，尺寸可与光纤直径相配，工作电压低 3光检测器是两种半导体光电二极管：光电二极管PIN和雪崩二极管APD ； PIN的结构：由中间被掺杂极低接近本征的材料i层隔开的PN结构成。 PIN工作原理：入射到检测器上的光子能量等于或大于半导体材料的带隙宽度时，价带中电 子吸收光子能量跃迁到导带，产生自由电子空穴对，又被高耗尽区分开，各自向相反方向漂移，到达耗尽区边缘时被收集，从而在外电路中产生光电流Ip. APD工作原理：足够高的场强使电子空穴对的增加具有了雪崩效应，从而使光电流得到了 倍增。 雪崩效应：入射功率产生的电子、空穴运动过程中与晶格中原子碰撞使之电离，产生的额外 电子空穴对，新产生的电子和空穴也被加速发生新的碰撞和电离，产生更多的电子空穴对，这成为雪崩效应。 3?如图所示P132图421，Si-PIN光电二极管由中间被掺杂极低接近本征的材料i层隔开的pn结构成。工作原理：工作时器件上加足够大的反向偏置电压（5~10V ），使本征区中载 流子完全消耗，形成消耗区。当入射到检测器上的光子能量等于或大于半导体材料的带隙宽度时，价带中的电子吸收了光子能量而跃迁到导带，产生自由的电子-空穴对。一旦电子空 穴对产生后，高的耗尽区电场使他们立即分开，各自向相反方向漂移，到达耗尽区边缘时被 收集。在外电路中产生电流，即光电流Ip 4?雪崩光电二极管APD的工作原理：当耗尽区中场强足够大时，入射光功率产生的电子或 空穴将被加速到很高的速度。这些电子与空穴在运动过程中与晶格中的原子碰撞时，使之电离，产生额外的电子空穴对，这些新产生的电子和空穴也被加速，发生新的碰撞和电离，并 产生更多的电子空穴对。（雪崩效应） 5 PIN光电二极管的量子效率n表示入射光子转换成光电子的效率，定义为单位时间内产生 的光电子数与入射光子数之比。N=lp*hf/（pO*e）=lp*hc/（pO*eA）; PIN 的响应度定义为平均输出光功率与平均入射光功率之比。 RO=lp/pO=ne/hf= ne9hc=n91.24（A/W）, 得到n=R0hc/e A.具体计算例题4.2.1 6.光接收机中的噪声源：1.量子噪声（或散弹噪声）2.暗电流噪声3.漏电流噪声4.背景噪声 5.倍增噪声 6.热噪声 7.放大器噪声 7.光检测器信噪比计算（参考P148例4.3.1及习题4-5） 8?检测器的响应时间计算（P138公式4.210及4211及习题4-3） 第五章 1. EDFA工作波长处于最低损耗窗口1550nm,其放大的自发发射谱带宽很大且有两个峰值 1530nm和1550nm。EDFA的主要优点是增益高、带宽大、输出功率高、泵浦效率高、插入损耗低、对偏振不敏感。EDFA要使用的最佳两个泵浦源波长为980nm和1480nm。 泵浦方式：同向泵浦、反向泵浦、双向泵浦；分别为信号光与泵浦光在铒光纤内可以在同一 方向、向相反反向、在两个方向上传播。 2. EDFA基本结构：主要由源介质、泵浦光源和耦合器及光隔离器组成。 3. EDFA的基本应用形式：1线路放大2功率提升放大3前置放大器4LAN放大。此外还有多个EDFA级联实现WDM信号的长距离传输。（接收机的前置放大器、发送机的功率提升放大器、在线光中继器，在应用在WDM波分复用系统中） 4光放大器作用：1作为发送机的功率提升放大器以提高发送功率2作为接收机的前置放大 器以提高接收灵敏度3代替传统的光-电-光中继器，延长传输距离，实现全光通信4用于局 域网或分配网进行多信道同时放大 5同步数字系列SDH :它是一种能很好的将高速大容量光纤传输技术和智能网技术结合的新体制，既适用于光纤也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。 SDH和PDH的区别：1用标准化的信息等级结构即同步传送模块STM-N，将PDH的两种 不同体制在STM-1上得到兼容2采用规律很强的帧结构，净负荷与网络是同步的，业务上下方便，设备大为简化，不需像PDH网中那样的逐级分配3SDH可实现分布式管理及高可靠的自愈环网结构4SDH采用标准的光接口，便于网络阻止和调度5SDH网络具有信息净负荷和透明性6SDH网不但与传统的PDH网完全兼容还能接纳新业务 STM-1 155.520Mb/S STM-4 622.080Mb/S STM-16 2488.320Mb/S 光纤通信技术的发展 （辽宁工程技术大学电子与信息学院辽宁省葫芦岛市126105） 摘要光纤通信的问世使高速率，大容量的通信成为可能，目前它已成为最主要的信息传输技术。本文简要介绍了光纤通信的发展史；光无源器件；光纤通信系统；总结了光纤通信的主要技术的发展—光波分复用技术、光孤子通信技术、光纤交换技术以及量子通信技术等的基本原理、优势、发展状况和技术水平；指出了未来的光纤通信将会朝着光纤到户、全光网络的方向发展，为用户提供更多更好的信息服务。 关键词：光无源器件; 光放大器 ;光孤子通信 ; 全光通信网 中图分类号：文献标志码： Optical fiber communications technology development （Liaoning Technical Univercity Electronic Information Engineering College , Liaoning Huludao 125105） Abstract： Optical fiber communications being published causes the high speed, the large capacity correspondence becomes possibly, at present it has become the most main intelligence transmission technology. This article introduced the optical fiber communications history briefly; Light passive component; Optical fiber communications system; Summarized the optical fiber communications main technology development - light wavelength division multiplying technology, the optical soliton communication, the optical fiber exchange technology as well as the quantum communication and so on the basic principle, the superiority, the development condition and the technical level; Had pointed out the future optical fiber communications will be able to face the optical fiber to the household, the entire light network direction is developing, provides the more better information service for the user. Key word:Light passive component ; Light amplifier; Optical soliton correspondence ; Entire optical communication network Coherent 3.3 光纤通信技术 一、光纤通信系统概述及基本结构 光纤通信系统是以光纤为传输媒介, 光波为载波的通信系统。主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成, 其基本结构原理如图所示。 系统中还包含了一些互联和光信号处理部件, 如光纤连接器、隔离器、光开关等。图中电端机和光端机均包括发送和接收两部分, 两者合起来构成发送器和接收器。其中发送光端机是将电信号变换成光信号,接收光端机则是将光信号转换成电信号。 1、发送器 发送器由发送光端机和电端机构成, 其核心是一个光源。光源的主要功能就是将一个信息信号从电子格式转换为光格式。今天的光纤通信系统采用发光二极管或激光二极管作为光源。两者都是小型的半导体 设备, 可以有效地将电信号转换为光信号。LD 输出的光功率较大, 谱线窄, 一般适合长距离、大容量的通信系统, 但其寿命较短, 价格高; LED 光源发出的光功率较小, 光谱线较宽, 调制速率较低, 输出线性好, 寿命长, 成本低, 适用于短距离和中小容量的系统。它们需要与电源相连并且需要调制电路。 2、光纤 光纤通信系统中的传输介质是光纤。光纤通信系统中发送器端的光信息信号就是通过光纤传送到接收器端的。实际上, 同任何其他通信链路一样, 光纤提供发送器和接收器间的连接。同时, 光纤对光信号进行传导, 就像铜线和同轴线传导电信号一样。它大概和人的头发的粗细相同, 为了保护非常脆弱的光纤, 使其不受恶劣的外部环境和机械的损害, 通常将光纤封装在特定的结构中。裸露的光纤包上保护膜后封装到其他几层中, 所有这些就构成了光纤光缆。 3、接收器 接收器由接收光端机和电端机构成。接收光端机的主要部分包括光检测器、放大器、均衡器、判决器、自动增益控制电路和时钟电路。其中光检测器是接收光端机的核心, 光检测器的主要功能就是把光信息信号转换回电信号( 光电流) 。光纤通信系统中的光检测器主要有PIN 二极管、雪崩光电二极管( APD) 。APD 比PIN 更灵敏, 而且对外部放大功能要求更低。A PD 的缺点是具有相对较长的渡越时间以及由于雪崩放大造成的附加内部噪声。 4、光中继器 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 空间光通信技术简介 空间光通信又称为激光无线通信或无线光通信。根据用途又可分为卫星光通信和大气光通信两大类。自从60年代激光器问世开始，人们就开研究激光通信，这时的研究也主要集中在地面大气的传输中，但因各种困难未能进入实际应用。低损耗光纤波导和实用化半导体激光器的诞生为激光通信的实际应用打开了大门，目前光纤通信已经遍布世界各国的各个城市。由于对无线通信的需求的增长，再有卫星激光通信的快速发展，自从90年代开始，人们又开始重新对地面无线光通信感兴趣，进行了大量的研究，并且开发出可以实用的商业化产品。 一、开展空间光通信研究的意义及应用前景 1.作为卫星光通信链路地面模拟系统的技术组成部分 卫星光通信链路系统在上卫星前必须有地面模拟演示系统，以保障电子系统、光学系统、机械自动化控制系统等各子系统的良好工作。在链路捕捉完成以后，与以太网相连的无线光通信系统借助于光链路的桥梁，源源不断地输送以太网上的信息，这是考验光链路稳定性能的重要指标。 2.为低轨道卫星与地面站间的卫星光通信打下良好的技术基础 低轨道卫星与地面站的通信会受到天气的影响，选择干旱少雨地区建立地面站在相当程度上缓解了这一矛盾，再通过地面站之间的光纤网可以把卫星上信息送到所需地点，这从技术上牵涉到空间光通信网与光纤网连接问题，这方面问题已经基本得到解决。 3.空间光通信具有巨大的潜在市场和商业价值 ●可以克服一些通常容易碰到的自然因素障碍 当河流、湖泊、港湾、马路、立交桥和其它自然因素阻碍铺设光纤时，无线光通信系统可跨越宽阔的河谷，繁华的街道，将两岸或者岛屿与陆地连接起来。 ●提供大容量多媒体宽带网接入 用无线光通信系统作为接入解决方案，不需耗资、耗时地铺设光纤就能满足对办公大楼或商业集中区大容量接入的需要。 ●可为大企业、大机关提供部大容量宽带网 无线光通信系统能在企业、机关围为建筑物与建筑物之间的大容量连接提供一种开放空间传送的解决方案。 ●为公安、军队等重要部门提供高速宽带通信。 ●支持灾难抢救的应急系统 无线光通信系统可为灾难抢救提供一种大容量的临时通信解决方案 ●为一时性大规模的重要活动提供临时的大规模通信系统 例如，奥运会和其他体育运动会、音乐会、大型会议以及贸易展览会等专门活动往往需要大容量宽带媒体覆盖。无线光通信系统能提供一种迅速、经济而有效的解决方案，不受原有通信系统的带宽限制，也不用再去办理光纤铺设许可证。 二、空间光通信的优势 1.组网机动灵活 无线光通信设备将来可广泛适用于数据网（Ethernet，Token Ring，Fast Ethernet，FDDI，ATM,STM-x等）、网、微蜂窝及微微蜂窝（E1/T1—E3/T3，OC-3等）、多媒体（图像）通信等领域。可以把这些网上信息加载在光波上，在空气中直接传输出去，这种简便的通信方式对于频率拥挤的环境是非常理想的，例如：城市、大型公司、大学、政府机构、办公楼群等。 光纤通信概论 一、单项选择题 1、光纤通信指的就是: A 以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式; B 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式; C 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式; D 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。 2 光纤通信所使用的波段位于电磁波谱中的: A 近红外区 B 可见光区 C 远红外区 D 近紫外区 3 目前光纤通信所用光波的波长范围就是: A 0、4～2、0 B 0、4～1、8 C 0、4～1、5 D 0、8～1、6 4 目前光纤通信所用光波的波长有三个,它们就是: A 0、85、1、20、1、80 ; B 0、80、1、51、1、80 ; C 0、85、1、31、1、55 ; D 0、80、1、20、1、70。 6 下面说法正确的就是: A 光纤的传输频带极宽,通信容量很大; B 光纤的尺寸很小,所以通信容量不大; C 为了提高光纤的通信容量,应加大光纤的尺寸; D 由于光纤的芯径很细,所以无中继传输距离短。 二、简述题 1、什么就是光纤通信？ 2、光纤的主要作用就是什么？ 3、与电缆或微波等电通信方式相比,光纤通信有何优点？ 4、光纤通信所用光波的波长范围就是多少？ 5、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长分别就是多少？ 光纤传输特性测量 一、单项选择题 1 光纤的损耗与色散属于: A 光纤的结构特性; B 光纤的传输特性; C 光纤的光学特性; D 光纤的模式特性。 2 光纤的衰减指的就是: A 由于群速度不同而引起光纤中光功率的减少; B 由于工作波长不同而引起光纤中光功率的减少; C光信号沿光纤传输时,光功率的损耗; D 由于光纤材料的固有吸收而引起光纤中光功率的减少。 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 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。 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。 光纤通信技术介绍 光纤通信是利用光波作载波，以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式。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。1977年美国在芝加哥相距7000米的两电话局之间，首次用多模光纤成功地进行了光纤通信试验。85微米波段的多模光纤为第一代光纤通信系统。1981年又实现了两电话局间使用1.3微米多模光纤的通信系统，为第二代光纤通信系统。1984年实现了1.3微米单模光纤的通信系统，即第三代光纤通信系统。80年代中后期又实现了1.55微米单模光纤通信系统，即第四代光纤通信系统。用光波分复用提高速率，用光波放大增长传输距离的系统，为第五代光纤通信系统。新系统中，相干光纤通信系统，已达现场实验水平，将得到应用。光孤子通信系统可以获得极高的速率，20世纪末或21世纪初可能达到实用化。在该系统中加上光纤放大器有可能实现极高速率和极长距离的光纤通信。 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。 1. 有源光纤 这类光纤主要是指掺有稀土离子的光纤。如掺铒(Er3+)、掺钕(Nb3+)、掺镨(Pr3+)、掺镱(Yb3+)、掺铥(Tm3+)等，以此构成激光活性物质。这是制造光纤光放大器的核心物质。不同掺杂的光纤放大器应用于不同的工作波段，如掺饵光纤放大器(EDFA)应用于1550nm附近(C、L波段);掺镨光纤放大器(PDFA)主要应用于1310nm波段;掺铥光纤放大器(TDFA)主要应用于S波段等。这些掺杂光纤放大器与喇曼(Raman)光纤放大器一起给光纤通信技术带来了革命性的变化。它的显著作用是:直接放大光信号，延长传输距离;在光纤通信网和有线电视网(CATV网)中作分配损耗补偿;此外，在波分复用(WDM)系统中及光孤子通信系统中是不可缺少的关键元器件。正因为有了光纤放大器，才能实现无中继器的百万公里的光孤子传输。也正是有了光纤放大器，不仅能使WDM传输的距离大幅度延长，而且也使得传输的性能最佳化。 2. 色散补偿光纤(Dispersion Compensation Fiber，DCF) 常规G.652光纤在1550nm波长附近的色散为17ps/nm×km。当速率超过2.5Gb/s时，随着传输距离的增加，会导致误码。若在CATV系统中使用，会使信号失真。其主要原因是正色散值的积累引起色散加剧，从而使传输特性变坏。为了克服这一问题，必须采用色散值为负的光纤，即将反色散光纤串接入系统中以抵消正色散值，从而控制整个系统的色散大小。这里的反色散光纤就是所谓的色散补偿光纤。在1550nm处，反色散光纤的色散值通常在-50~200ps/nm×km。为了得到如此高的负色散值，必须将其芯径做得很小，相对折射率差做得很大，而这种作法往往又会导致光纤的衰耗增加(0.5~1dB/km)。色散补偿光纤是利用基模波导色散来获得高的负色散值，通常将其色散与衰减之比称作质量因数，质量因数当然越大越好。为了能在整个波段均匀补偿常规单模光纤的色散，最近又开发出一种既补偿色散又能补偿色散斜率的"双补偿"光纤(DDCF)。该光纤的特点是色散斜率之比(RDE)与常规光纤相同， 光纤通信的发展趋势 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。本文对光纤通信的主要发展趋势作一简述与展望，包括纳米技术与光纤通信、光交换、PON、光孤子通信。 关键词：光纤通信光交换PON 光孤子通信 光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命，光纤通信技术发展所涉及的范围，无论从影响力度还是影响广度来说都已远远超越其本身，并对整个电信网和信息业产生深远的影响。它的演变和发展结果将在很大程度上决定电信网和信息业的未来大格局，也将对社会经济发展产生巨大影响。 1.纳米技术与光纤通信 纳米是长度单位，为10-9米，纳米技术是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。建立在微米/纳米技术基础上的微电子机械系统（MEMS）技术目前正在得到普遍重视。在无线终端领域，对微型化、高性能和低成本的追求使大家普遍期待能将各种功能单元集成在一个单一芯片上，即实现SOC(Sy stem On a Chip)，而通信工程中大量射频技术的采用使诸如谐振器，滤波器、耦合器等片外分离单元大量存在，MEMS技术不仅可以克服这些障碍，而且表现出比传统的通信元件具有更优越的内在性能。德国科学家首次在纳米尺度上实现光能转换，这为设计微器件找到了一种潜在的能源，对实现光交换具有重 要意义。 可调光学元件的一个主要技术趋势是应用MEMS技术。MEMS技术可使开发就地配置的光器件成为可能，用于光网络的MEMS动态元件包括可调的激光器和滤波器、动态增益均衡器、可变光衰减器以及光交叉连接器等。此外，MEMS技术已经在光交换应用中进入现场试验阶段，基于MEMS的光交换机已经能够传递实际的业务数据流，全光MEMS光交换机也正在步入商用阶段，继朗讯科技公司的“Lamda-Router”光MEMS交换机之后，美国Calient Networks公司的光交叉连接装置也采用了光MEMS交换机。 2.光交换是实现高速全光网的关键 光交换是指光纤传送的光信号直接进行交换。长期以来，实现高速全光网一直受交换问题的困扰。因为传统的交换技术需要将数据转换成电信号才能进行交换，然后再转换成光信号进行传输，这些光电转换设备体积过于庞大，并且价格昂贵。而光交换完全克服了这些问题。因此，光交换技术必然是未来通信网交换 技术的发展方向。 未来通信网络将是全光网络平台，网络的优化、路由、保护和自愈功能在未来光通信领域越来越重要。光交换技术能够保证网络的可靠性，并能提供灵活的信号路由平台，光交换技术还可以克服纯电子交换形成的容量瓶颈，省去光电转换的笨重庞大的设备，进而大大节省建网和网络升级的成本。若采用全光网技术，将使网络的运行费用节省70%，设备费用节省90%。所以说光交换技术代表着人们对光通信技术发展的 一种希望。 目前，全世界各国都正在积极研究开发全光网络产品，其中关键产品便是光变换技术的产品。目前市场上的光交换机大多数是光电和光机械的，随着光交换技术的发展和成熟，基于热学、液晶、声学、微机电技术的光交换机将会研究和开发出来，其中以将纳米技术为基础的微电子机械系统MEMS应用于光交换产品 的开发更会加速光交换技术的发展。 3.无源光网络（PON）技术 无源光网络是一种很有吸引力的纯介质网络，避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，提高了系统可靠性，同时节省了维护成本，是电信维护部门长期以来期待的技术。无源光网络作为一种新兴的覆盖“最后一公里”的宽带接入光纤技术，其在光分支点不需要节点设备，只需安装一个简单的光分支器即可，因此具有节省光缆资源、带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速 度快、综合建网成本低等优点。 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 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 龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/5a15476808.html, 浅谈现代光纤通信传输技术的应用 作者：杨华宇 来源：《数字技术与应用》2019年第06期 摘要：本文探讨了现代光纤通信传输技术的特点，分析了光纤通信技术的应用现状，研究了现代光纤通信传输技术的应用。 关键词：光纤通信传输技术;实际应用;信号传输 中图分类号：TN929.11 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）06-0043-02 1 现代光纤通信传输技术的特点 1.1 通信传输容量较大 光纤通信技术是以光波为媒介的通信传输方式，光波的电磁波比正常的无线电波的频率高，但是波长低于无线电波的波长。从中可以看出，光纤传输技术的传输频带十分的宽，这样的带宽提高了通信过程中传送数据的能力，在一定的单位时间内，传输信息数据的人员借助光纤通信技术能够传输大容量的数据。它不仅仅具有通信传输数据容量大的特点，而且其通信传输速度非常快。 1.2 节省传输成本 目前，光纤通信传输使用的材料是石英，石英比其他的通信传输介质相比，是目前损耗最低的材料，开展跨度较大的距离中继传输时，能够较少石英材料的消耗，节省整体通信系统的建设投资。其次，在光纤的建设过程中，光纤的线芯径十分的细，大约为零点一毫米，直径也很小，如此能够节省大量的金属材料，建设设计光纤时所占用的传输空间较小。另外，光纤自身的重量非常轻，比正常的电缆要轻上好几倍，质地柔软，原材料的建设成本较低。使用光纤通信传输技术能够大大地节省了建设成本，具有经济性。 1.3 抗干扰力强，保密性较强 由于光纤是绝缘性材料，所以在通信信息传输过程中不会受到外界的干扰，而致使通信数据受损，光纤通信传输技术的数据保护性强，具有很强的抗干扰力。另外，光纤通信传输的信息数据在传输过程处于光缆之中，光缆的芯径十分地细，即便通信信息传输遇到转弯处，泄露的通信信息光波也非常地微弱，难以被人截取信号，信息几乎不可能从光纤中泄漏出去。即便是泄露了信号光波，也会被光纤表面的不透明的包皮包裹着，而致使外面的人接收不到光波信号。而且，光纤在进行传输信号的过程中，不论是存在多少的光纤，也可实现无串音干扰，这保证了光纤通信传输技术使用时通信信息的高度保密性。 科技！论坛 中国科技信息２００６年第４期 ＣＨＩＮＡＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＦｅｂ．２００６ 光纤通信的发展现状和未来 王磊裴丽北京交通大学光波所１ ０００４４ 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。目前它已成为一种不可替代的、最主 要的信息传输技术。这篇文章简要介绍了光纤通信的特性和现阶段国内外应用光纤通信的基本－睛况，比较详细地总结了目前光纤通信主要技术——光 波分复用技术、光孤子通信技术和光纤接八技术的基本原理、优势、发展状况和国内外近期所能达到的技术水平，最后论述了未来光纤通信将是朝着 光纤到户、全光网络的方向发展，最终会提供更多更好的信息服务。 关链词：波分复用；光弧子通信；光纤到户 １。光纤通信概况 方案，它在我国多个运营商的网络中得到应 实现了２０Ｇｂｉｔ／Ｓ、１０５ｋｉｎ的传输。近年来 １９６ ６年，美籍华人高锟博士（Ｃ．Ｋ． 用；以１０Ｇｂｉｔ／ｓ为基础的ＤＷＤＭ系统已逐渐 时域上的亮孤子、正色散区的暗孤子、空域上后Ｋａｏ）和霍克哈姆（Ｃ．Ａ．Ｈｏｃｋｈａｍ）发表成为核心网的主流。ＤＷＤＭ系统除了波长数开的三维光弧子等，由于它们完全由非线性彭论文，预见了低损耗的光纤能够应用于通信， 和传输容量不断增加外，光传输距离也从 应决定，不需要任何静态介质波导而备受国映 敲开了光纤通信的大门。从此光纤在通信中的 ６００ｋｍ左右大幅度扩展到２０００ｋｍ以上。１． 外研究人员的重视ｆ“。 应用引起了人们的重视，很快在１９７０年８月，２８ｎ）ｉｔ／ｓ（１２８ Ｘ １０Ｇｂｉｔ／ｓ）的ＤｗＤＭ系统已达到 众多实验结果表明，光弧子通信具有远韪美国康宁公司首次研制成功损耗为２０ｄＢ／ｋｍ的 无中继传输８０ Ｏ０ｋＩｌｌ；实验室最高记录已达 离光传输能力，可用于海底光缆通信等，而目 光纤，光纤通信的时代由此开始了。与传统的 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。光纤通信发展
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