光纤通信系统设计

光纤通信系统设计

光纤通信是现代通信网的主要传输手段，它的发展历史只有一二十年，已经历三代：短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤．采用光纤通信是通信史上的重大变革，美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路，而致力于发展光纤通信．中国光纤通信已进入实用阶段．

光纤通信的诞生和发展是电信史上的一次重要革命与卫星通信、移动通信并列为20世纪90年代的技术。进入21世纪后，由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长，对大容量（超高速和超长距离）光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。一、光复用新技术

（1）光复用技术的基本概念：

复用技术是为了提高通信线路的利用率，而采用的在同一传输线路上同时传输多路不同信号而互不干扰的技术。

（2）光时分复用技术：

光时分复用（OTDM）与电时分复用相同，但电时分复用在电域中完成，光时分复用在光域中完成。

（3）密集波分复用技术：

WDM技术是在一根光纤中同时传输多个波长光信号的技术。

（4）密集波分复用系统的非线性串扰：

1、受刺激喇曼散射串扰

2、受激布里渊散射串扰

3、自相位调制和交叉相位调制

4、四波混频

（5）结论

要进一步提高传输速率只有采用光复用技术，主要有：光时分复用技术、光波分复用技术、光伏载波复用技术和光码分复用技术。光时分复用技术有利于全光网的光交换，特别是分组交换光时分复用技术，主要用于分组交换业务，分组交换业务可以和IP相结合，有广阔的前景。密集波分复用技术是目前这几种光复用技术中最成熟的、已实用化的技术。

二、光网络

（1）光同步数字传输网概念：

光同步数字传输网是由各种同步数字系列(SDH)网元设备组成，在光纤上进行同步信息传输、复用、分叉和交叉连接的网络，是一个高度统一的、标准化的、智能化的网络。

（2）光互联网：

以光纤为传输媒介、以WDM（wavelength division multiplexed波分复用）为传输技术、以IP为网络通信协议，并在此基础上承载各种业务。

（3）光接入网：

由光传输系统支持的共享同一网络侧接口的接入连接的集合。光接入网可以包含与同一光线路终端(OLT)相连的多个光分配网(ODN)和光网络单元(ONU)。

（4）智能交换光网络：

一种基于SDH传送网和光传送网的、通过分布式（或部分分布式）控制平面自动实现配置连接管理的光网络。

（5）全光通信网：

传输和交换等主要功能都能在光域里实现，不需要转换到电域去处理，直接用于光承载业务的光传送网。

（6）结论：

当前通信网络的发展有两个方向：一是传输层面呈现光网络的发展趋势，从核心层得ASON 技术到接入层的FTTH技术，无不预示网络承载向光的演化；另外是以IP为核心的业务整合，IPTV、VOIP的快速发展同样说明了IP承载的发展方向。

三、光纤通信系统设计

（1）光纤系统概述：

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。随着国际互联网业务和通信业的飞速发展，信息化给世界生产力和人类社会的发展带来了极大的推动。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。

（2）模拟光纤通信系统：

模拟光纤通信系统多采用副载波复用技术。所谓副载波是指射频电磁波，以区别于光调制时的光载波。

（3）数字光纤通信系统：

光纤传输系统是数字通信的理想通道。与模拟通信相比较，数字通信有很多的优点，灵敏度高、传输质量好。因此，大容量长距离的光纤通信系统大多采用数字传输方式。

（4）结论：

对于模拟的HFC网的设计，主要需要考虑系统的CNR、CTB和CSO指标，其传输距离主要受限于链路的损耗。

对于数字光纤通信系统，其系统性能指标主要是：误码特性、抖动特性和系统的可靠性，网络设计时必须满足。

四、光纤通信新技术

（1）相干光通信：

相干光通信系统可以把光频段划分为许多频道，从而使光频段得到充分利用，即多信道光通信。

（2）光弧子通信技术：

光弧子就是一种具有双曲正割形状的光脉冲，这种脉冲在光纤中传输是利用光纤的群速度色散和非正弦作用中的自相位调制两种影响达到平衡的情况下，从而能保持原来形状传输。（3）结论：

近几年光纤通信技术的快速发展促进了社会信息化，而社会的信息化又进一步加速了光纤通信技术的发展，大容量、高速率是社会信息化的两个重要特征，新型通信技术正是针对性的解决这些问题而应运而生的，这必将促使光纤通信技术取得更大的发展。