光纤通信技术发展特点及现状

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Ab t c : t a b rc mmu iain i i r s is n  ̄e u n y b n wit,c mmu iain c p ct, sr t Opi lf e o a c i n c t s t ta m si o s n o q e c a d dh o nct a ai o y
摘 要 : 光纤通 信 是 以其传 输 频带宽 、 通信 容量 大 、 中继距 离长 、 耗低特 点 , 损 并具有 抗 电磁 干扰 能力 强 ,
保 密性好的优势, 在通信的主干线路中、 电力通信控制系统 中以及军事领域的用途越来越广泛 。光纤通信技
术 正朝 着超 大容 量 、 长 距 离传 输和 交换 、 超 全光 网络 方 向发展 。 关键 词 : 光纤通 信 ; 点 ; 状 特 现 中图分 类号 :N9 T 1 文献标识 码 : A 文 章编 号 :6 149 . 0 1707 —3 17 .7 2( 1)—0 60 2
(D 、 T M)波分复 用( M)频分复用(D 、 WD 、 F M)空分复 用(D 和码分复用(D 。目前的光通信领域中, S M) C M)
2 无串音: 扰, . 4 干 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

D v 1 p e t a d S a i n o ie p i a o m n c t o e h o o y C a a t r t c e e o m n n t t f F b r O t c lC m u i a in T c n lg h r c e i i s o s
系统 来 说 , 散 限 制仅 仅 为 5k 色 0m。因此 , 长距 离 传 输 中必须 采 用色散 补偿 技 术 。 3 . 4孤子 WD 传 输 技术 M
的。同时指出利用带有包层材料的石英玻璃光学纤 维 能够作为通信媒质, 从此, 开创 了光纤通信领域的
研 究 工作 。17 美 国在 芝加 哥相 距 7 0 的两 97年 0 0米 电话 局之 间, 首次 用 多模 光 纤 成功 地 进行 了光 纤通
通信系统对于光源的调制特性 、调制方式和光纤的 色散特性 。 对于单波长光纤通信系统, 由于终端设备 的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通
可下 降 的更 低 , : 味着 通 过光 纤 通信 系统 可 以跨 这意 越更大的无 中继距离。对于一个长途传输线路, 由
的传输。目前, 日 以 本为代表的发达国家, 在光纤传
输方 面 实 现 了 1.6 bt(7x bt) 0 T is24 G is的实 验 系 统 , 9 / / 对超长距离的传输 已达到 4 0 k 无电中继的技术 00m
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 , 称之 被
为“ 有线” 光通信。当今, 光纤以其传输频带宽、 抗干 扰性高和信号衰减小, 而远优于电缆、 微波通信的传
输, 已成 为世界 通 信 中主要传 输 方式 。 1 光 纤 通信 发展 历程
可实 现 7n 的放大 带 宽; ) 化 物光 纤放 大 器 , 5m (碲 2 它
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 ,由于光纤通信具有 以上的独特优 点, 其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
输系统供应商都在技术开发上不懈努力 。富士通公 司 在 10m、.1m 零 色 散 光 纤 上 进 行 了 5k 1 J 3
5x 0 bf 传输 的研 究 ,实 现 了 1 T is的传 输 。 52 G is . bt 1 / 光

目前, 商品石英光纤损耗可低于 2 d / 这样 N C公司进行 了 122 G is10m传输的研究 , 0Bk m, E 3x 0 b / 2k t、 的传输损耗 比其它任何传输介质的损耗都低。若将 实现了 2 4 h /的传输。Nr . Ti 6 t s T公司实现了 3 h / Ti t s 来 采用非石英系统极低损耗光纤, 其理论分析损耗
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 ( 电力 传 输线 路 和 电气化 铁道 ) 如 的通
光传输系统中, 要提高光纤带宽的利用率, 必须
依 靠 多信 道 系统 。常 用 的复 用 方 式 有 :时 分 复 用
信系统特别有利 。由于能免 除电磁脉冲效应 , 光纤 传输系统还特别适合于军事应用。
16 年英 籍华人高 锟博士 和 G og .ok 96 ere H c - A hm根据介质波导理论提 出了光纤通信的概念 。高 a
锟预言, 只要 在光 纤制 造 中消除 金属离 子杂 质, 造 制 出 2d K 衰 减 的光 纤就 可 以实 现光 纤 利用 的 目 0B/m
21 .频带 极宽 , 通信容 量 大 光 纤 比铜 线或 电缆有 大得 多 的传输 带 宽,光 纤
通 信 技 术 发 展


占 及
于 中继站数 目的减少, 系统成本和复杂性可大大降
低。
水平。 在光 网络方面, 网技术合作计划( N c 、 光 O T )多
波 长光 网络 ( NE )泛 欧 光 子 传送 重 叠 网(HO. MO T 、 P

23 -抗电磁:扰能力强 f
g o e e t,h u k l e ec m o d b n f s t et n n si t o i r i n h n c t s p we n r l se n l a y c m u i a in , o r o to y t msa d mi tr o o c s i u iain edte n c t sf l o i h
年实现了 1 微米单模光纤的通信系统, 即第三代 - 3
光纤通 信 系统 。0年 代 中后期 又实 现 了 1 5微 米单 8 . 5 模 光纤 通信 系统 , 即第 四代光 纤通信 系统 。 光 波分 用
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。
2 光 纤通信 技术 的特 点
王 锐
Wa ngRui
( 中国人 民解放 军 92 9部 队 l 队.广东 广 州 50 7) 56 9分 10 1
(9Unt P A 5 6 ro s G a g o gG a gh u5 0 7 ) 1 i , L 9 2 9T o p, u n d n u n z o 1 0 1 s
常采用各 种复 杂技术 来增 加传 输 的容量 ,特 别是 现
Z6
在 的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容
量 。 目前, 单波长光纤通信系统的传输速率一般在 25 b s 1G p。 .G p 到 0 b s
22 耗 低, .损 中继距 离长
为了适应网络发展和传输流量提高的需求, 传
u eo r dmoewiey Opia b r o s f mo ea r d l. t l e mmu iaintc n lg v gi r ec p ct, l aln a l n c f i c nc t h oo yi mo i l g a a i ut - gh u o e s n na y r o
除 以上特点 之 外, 还有 光 纤径细 、 重量 轻 、 软 、 柔
的关键, 它具有对偏振不敏感 、 串扰、 无 噪声接近量 子噪声极限等优点。但是普通的 E F D A放大带宽较 窄, 约有 3 n (5016n , 5m 13—5 5m)这就 限制了能容纳的 波长信道数 。 进一步提高传输容量 、 增大光放大器带 宽的方法有: ) ( 掺饵氟化物光纤放大器(D F )它 1 E FA ,
ln itn e rly o l s h rce sis a d wi n i lcr ma n t nefrn e c p b ly, e u t n o g d s c ea ,lw o sc aa tr t , t a t— e t a i c n h e o g ei itree c a a it s c r a d c i i y
大于 lOm。 n O 33色散补偿 技术 .
77

对 高 速 信 道 来 说 , 在 15n 波段 约 1p 50 m 8s
( mmom) k 的色 散 将导 致 脉 冲展 宽 而 引起 误 码 , 限制
了以太 网的优 势 , 成本 相对 较 低 , 但对 T M 类业 务 D
ta m iso n wic i g hed r c i n o l— ptc l t r s r ns s i n a d s t h n ,t ie to falo i a wo k . ne
Ke wo d F b r t a m y r s: i e i l Op c Co
光 纤 中传 输 , 勾光信 号 被 完善 地 限制在 光 波导 结 因:
WD 技术 比较成熟,它能几 十倍上百倍地提高传 M
输容量。 3 宽带放大器技术 . 2
掺 饵 光 纤放 大 器 (D A) WDM 技 术 实 用 化 EF 是
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, 出的光波也十分微弱, 漏 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 t ;C a a trsis tt n o h r c e i c ;S a i t o
0 引言
信试验。 5 8 微米波段的多模光波为第一代光纤通信 系统。18 年又实现了两电话局间使用 1 微米多 91 . 3
模 光纤 的通信 系统 ,为第 二 代光纤 通信 系统 。 18 94
光 纤 原 材料 是 由石 英 制成 的绝 缘体 材料 , 易 不
T N、 O )泛欧光 网络( P N 、 O E 光通信网管理( O 、 ) MO N )
光城 域 通 信 网( O 、 长捷 变 光 传 送 和接 入 网 MT N 波 )
被腐蚀, 而且绝缘性好 。与之相联 系的一个重要特
性 是光 波 导 对 电磁 干扰 的免疫 力 , 不 受 自然 界 的 它 雷 电干 扰 、 电离层 的 变化和太 阳黑子活 动 的干扰 , 也 不 受 人为 释 放 的 电磁 干 扰 , 可 用它 与 高压 输 电线 还
( T N 等一系列研究项 目的相继启动、 WO A ) 实施与完
成, 为下 一 代 宽带 信 息 网络 , 其 为承 载未 来 业 尤 务 的下 一代光 通信 网络奠 定 了 良好 的基 础 。 31 .复用 技术
且 在军 事领 域 的用途 也越 来越 广泛 。 3 光 纤通信 技 术 的发展 现状
可实现 7n 的放大带宽; )控制掺饵光纤放大器 6m ( 3 与普通的 E F D A组合起来, 可放大带宽约 8n () 0m; 4 拉曼光纤放大器(F )它可在任何 波长处提供 增 R A, 益, 将拉曼放大器与 E F D A结合起来, 可放大带宽
的支持难度相对较大。所谓 E O P N就是把全部数据 装在以太网帧内传送的网络技术。现今 9%的局域 5 网都使用以太 网, 所以选择以太 网技术应用于对 I I )
数据 最佳 的接入 网是 很合乎 逻辑 的, 并且 原有 的 以
高速信号长距离传输 。对采用常规光纤的 1G is 0 b/ t
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