现代通信技术概论大作业

现代通信技术概论大作业

课题名称：对光纤通信的认识

学院：信息与机电工程学院

专业：电子信息工程

姓名：

班级：电子1班

对光纤通信的认识

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。

1光纤通信技术历史与发展现状

1960年，第一台相干振荡光源——红宝石激光器问世，世界性的光纤通信研究热潮开始。而真正为光纤通信奠定基础的是1970年研究出的在室温下连续工作的双异质结半导体激光器。标志着光纤通信进入商业应用阶段的是1976年在美国亚特兰大进行的世界上第一个实用光纤通信系统的现场实验。此后，光纤通信技术不断发展：光纤从多模发展到单模，工作波长从0.85um发展到1.31和1.55um，传输速率从几十发展到几十。另一方面，随着技术的进步和大规模产业的形成，光纤价格不断下降，应用范围不断扩大：从初期的市话局间中继到长途干线进一步延伸到用户接入网，从数字电话到有线电视（CATV），从单一类型信息的传输到多种业务的传输。

1995年以来,为了解决超大容量、超高速率和超长中继距离传输问题,密集波分复用DWDM(Dens Wavelength Division Multi-plexing)技术成为国际上的主要研究对象。DWDM光纤通信系统极大地增加了每对光纤的传输容量,经济有效地解决了通信网的瓶颈问题。据统计,截止到2002年,商用的DWDM系统传输容量已达400Gbit/s。以10Gbit/s为基础的DWDM 系统已逐渐成为核心网的主流。DWDM系统除了波长数和传输容量不断增加外,光传输距离也从600km左右大幅度扩展到2000km以上。

与此同时,随着波分复用技术从长途网向城域网扩展,粗波分复用CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing)技术应运而生。CWDM的信道间隔一般为20nm,通过降低对波长的窗口要求而实现全波长范围内(1260nm～1620nm)的波分复用,并大大降低光器件的成本,可实现在0km～80km内较高的性能价格比,因而受到运营商的欢迎。目前光纤已成为信息宽带的主要媒质，光纤通信系统将成为未来国家基础设施的支柱。

2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。我国从2003年起,在“863”项目的推动下,开始了FTTH的应用和推广工作。迄今已经在30多个城市建立了试验网和试商用网,包括居民用户、企业用户、网吧等多种应用类型,也包括运营商主导、驻地网运营商主导、企业主导、房地产开发商主导和政府主导等多种模式,发展势头良好。不少城市制订了FTTH的技术标准和建设标准,有的城市还制订了相应的优惠政策,这些都为FTTH在我国的发展创造了良好的条件。

在FTTH应用中,主要采用两种技术,即点到点的P2P技术和点到多点的xPON技术,亦可称为光纤有源接入技术和光纤无源接入技术。P2P技术主要采用通常所说的MC(媒介转换器)实现用户和局端的直接连接,它可以为用户提供高带宽的接入。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[1]。

3光纤通信的优点和应用

光纤通信系统的频带很宽，传输容量很大。就损耗而言，光纤的损耗也很小，中继距离很长，而且误码率很小。重量轻，体积小也是光纤相对电缆通信的一大优点。光纤的抗电磁干扰性能也很好，在抗闪电雷击等干扰有着很好的性能。光纤还有保密性好，泄露小的优点。此外，光纤的原材料是石英，在地球的存储量可以说是取之不尽，这可以节约金属材料。由于有如此多的优点，所以光纤通信目前有着广泛的应用。主要应用有（1）通信网，包括全球通信网（比如横跨大西洋和太平洋的海底光缆和跨越欧亚大陆的洲际光缆干线），各国的公共电话网，各种专用通信网，特殊通信手段（如石油、化工、煤矿等部门易燃易爆环境下使用光缆，以及飞机、军舰、潜艇、导弹和宇宙飞船内部的光缆系统）；（2）计算机局域网和广域网；（3）有线电视网的干线和广域网；（4）综合业务光纤接入网，分为有源接入网和无源接入网，可实现电话、数据、视频及多媒体业务综合接入核心网，从而提供各种各样的社区服务。

4光纤通信的新技术

1) 光纤放大器

光纤放大器是指在光纤通信系统中，用于放大信号的一种放大器。半导体光放大器有体积小，容易与其他半导体器件集成的优点，但缺点是性能和光偏振方向有光，器件与光纤耦合损耗较大，而光纤放大器的性能与光偏振方向无关，器件与光纤的耦合损耗很小。

2) 光波分复用技术

光波分复用技术是将两种或多种不同波长的光载波信号在发送端经合波器汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术。光波分复用能充分利用光纤的巨大带宽资源，同时传输多种不同类型的信号，节省线路投资，降低器件的超高速要求，有着高度的组网灵活性、经济性和可靠性。

3) 光交换技术

所谓光交换技术，是指通信网络中，交换功能采用的是全光交换的技术。目前大多数通信网络中，交换器件还是电子交换，故而限制了通信网络的最高传输速率的提高。而光交换技术则是全光通信的关键技术。

4) 光孤子通信

光孤子是经光纤长距离传输后，器宽度保持不变的超短光脉冲。利用光孤子作为传输载体，能够是传输距离达到上万千米，甚至几万千米。

5) 相干光通信技术

在发送端，采用外调制方式将信号调制到光载波上进行传输，在接收端与一本振光信号进行相干耦合。相干光通信技术可以提高系统信道的选择性和灵敏性。

5光纤通信技术的发展趋势

通信网是向着数字化，综合化，宽带化发展的。未来的光纤通信会向超大容量、超长距离传输技术发展，全光网络是光纤通信所追求的目标。各种光纤通信的新技术飞速的发展，推进了光纤通信发展的整体进程，光纤通信的飞速发展，必将对整个电信网和信息产业产生巨大而深远的影响。当今社会对通信的依赖越来越大，通信行业的发展对一个国家的发展有着重大的影响，故而在未来很长一段时间内，光纤通信仍然是国内通信行业的一个重要的投资和发展方向，光纤通信将会出现一个蓬勃向上的发展局面。

1）向超高速系统的发展

从过去20多年的电信发展史看,网络容量的需求和传输速率的提高一直是一对主要矛