光纤通信的发展前景

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

的不断提高，进而将梯度折射率多模光纤的衰减系数降至4dB/km。

1973年，美国贝尔实验室研制的光纤损耗降低到2.5dB/km。1974年降到了1.1dB/km。

1976年日本电报电话（NTT）公司等单位将光纤损耗降低到

0.47dB/km（波长1.2）。

在以后的10年中， 1.55波长处的光纤损耗急剧下降。（如图所示）：1979年是20dB/km，1984年是0.157dB/km，1986年是

0.154dB/km，接近了光纤最低损耗的理论极限。

光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。目前光纤通信技术已有了长足的发展。新技术也不断涌现 进而大幅度提高了通信能力，并不断扩大了光纤通信的应用范围。

光电器件的发展

光纤通信的发展不只是光纤技术的发展，还包括了大量光电器件的出现、发展及其应用。这其中就包括光检测器、光放大器、光纤活动连接器等。

光检测器

常见的光检测器包括：PN光电二极管、PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）。目前的光检测器基本能满足了光纤传输的要求，在实际的光接收机中，光纤传来的信号及其微弱，有时只有1mW左右。为了得到较大的信号电流，人们希望灵敏度尽可能的高。

在光通信中，光检测器最大的难关是信号延迟。信号延迟是不可避免的，但是必须限定在一定的范围内，否则光检测器件将不能工作。所以尽量减小信号延迟是光检测器的一个攻克难关。光检测器的另一个难关是减小噪声。因为光检测器在光接收机的最前面，所以要求噪声要尽量小，随着技术的发展和人们对信息传输的质量的需求，这方面的要求将会越来越高。

光放大器

现代通信技术都是全球的通信技术，传输距离远，传输时间长，这

就需要一种器件能将小得光信号放大，达到需要的强度。光放大器的出现使得我们可以省去传统的长途光纤传输系统中不可缺少的光－电－光的转换过程，使得电路变得比较简单，可靠性也变高。随着半导体激光器的发展，出现了法布里－泊罗型半导体激光放大器。另一方面，随着光纤技术的发展，出现了光纤拉曼放大器。80年代后期，掺稀土元素的光纤放大器脱颖而出，并很快达到实用水平，应用于越洋的长途光通信系统中。

光纤活动连接器

长距离的光纤传输，乃至越洋光纤传输，都需要一种将光纤连接起来的器件，这就是光纤活动连接器。随着技术的发展，它逐渐向小型化、集成化方向发展。而且要尽量避免它产生噪声，减小信号，延迟传输时间。

光纤通信技术

波分复用技术

波分复用技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源。根据每一信道光波的频率(或波长)不同，将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器(合波器)，将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端，再由一波分复用器(分波器)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立(不考虑光纤非线性时)，从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。

光纤接入技术

光纤接入网是信息高速公路的“最后一公里”。实现信息传输的高速化，满足大众的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中，由于光纤到达位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的应用，统称FTTx。FTTH(光纤到户)是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供

所需要的不受限制的带宽，充分满足宽带接入的需求。目前，国内的技术可以为用户提供FE或GE的带宽，对大中型企业用户来说，是比较理想的接入方式。

光纤通信技术的发展

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，以下在对光纤通信领域的主要发展热点作一简述与展望。

(1) 向超高速系统的发展。

(2) 向超大容量WDM系统的演进。

(3) 实现光联网。

(4) 发展更新一代的光纤。

(5) 光接入网。

结束语：

从近几年光纤通信的发展来看，建设一个最大透明的、高度灵活的和超大容量的国家骨干光网络不仅可以为未来的国家信息基础设施(NII) 奠定一个坚实的物理基础, 而且也对我国下一世纪的信息产业和国民经济的腾飞以及国家的安全有极其重要的战略意义。发展光纤通信产业也是现代通信的不可逆转的趋势。

参考文献：

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