導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇激光通信技術論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

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光通信技術中最有發展前景的當屬光纖通信技術了，在最近幾十年來發展最好最快的也是光纖通信技術。光纖通信技術的發展經歷了三代，從工作波長為0.85μm的多模光纖通信逐漸發展為工作波長為1.3μm的單模光纖通信，并在此基礎上發展到工作波長為1.55μm的光纖通信系統，這些年的進步很好的解決了光通信系統的色散問題。不僅如此在這些年光源也放上的很大的變化，發生了從發光二極管到半導體激光器的變化。半導體激光器的出現大大的提高了傳輸信息的效率，而且半導體激光器與二級發光體比較具有更高的功率和更長的使用壽命。光纖和光源的發展大大的緩解了信息衰減和色散的問題，加大了光纖的通信容量，提高了光纖通信的效率。另外在光網絡協議方面也有了很大的發展。目前的技術種為了方便用戶使用圖像、數據、語音等業務，目前的重點是寬帶接入網建設。寬帶接入包括光纖、無線、同軸電纜和xDSL這幾種方式，這些主要是基于分組交換方式的接入，其中以光纖接入為主。光纖接入分為有源方式接入和無源方式接入兩種，即利用SDH或PDH為傳輸通道和無源光網絡方式，光纖的非線性問題隨著光纖放大器的廣泛應用而逐漸顯現出來。光纖的非線性主要指四波混頻效應、自相位調制效應、交叉相位調制效應、受激喇曼效應、受激布里淵效應等。其中一些效應會使得系統的技術指標惡化，使得信號脈沖展寬、波型畸變、信號之間串擾。通過合理的使用某些非線性效應，我們可以研制出新型的光器件。

光通信技術的發展前景

1光纖通信技術的發展前景

為了更好的建設下一代網絡就必須得構建一個擁有巨大傳輸容量的光纖基礎設施，而由于光纜高達20年的壽命以及過高的造價，光纖基礎設施的設計和構建必須具有前瞻性，應該結合設備和系統技術的發展趨勢來設計。同時由于下一代電信網對容量的高要求以及頻率的高寬度，這一代的光纖性能已經無法滿足需求，必將被淘汰，那么開發新一代的光纖將勢在必行。在G.652.A光纖的基礎上進行改進并取得一定成果的G.652C/D光纖很好的解決了色散斜率的問題，減低系統成本，而且能實現更長距離和更大容量的傳輸。基于這些原因，具有更長使用壽命的新一代光纖必將得到更好的發展。

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2光纖通信網絡技術業務趨勢

可以說IP技術改變了我們的生活，其依賴的光纖通信技術更可以實現我們更多的夢想。IP技術的核心是IP尋址，是基于TCP/IP協議，其中最主要的兩個協議是IP協議和TCP協議，這兩個協議保證了信息在網絡中的可靠傳輸。未來的IP業務將承載的不只有文字，更有圖像視頻，構成未來網絡的基礎，實現一種基于光纖的智能化網絡平臺，以滿足人們對網絡的不同程度的需求。以IP技術為主流的數據業務，將會是當今世界信息化的發展方向。現在幾乎已經把能否有效支持IP業務作為一項技術能否長久的標志。目前IP技術已經相當成熟，要拓展更多的IP業務，無疑需要網絡開發商創造出性價比更高的低廉傳輸成本。光纖通信技術能很好的滿足這方面的要求。因此，光纖網絡技術將會是現代IP業務發展的基礎和方向。

3光纖網絡通信技術發展方向

從30多年前光纖的問世開始，光纖的傳輸速率就在不斷的提高。有統計表明，在過去的10年中，光纖的傳輸速率提高了100倍左右。預計在未來的十年，還將再提高100倍左右。IP技術使得三網融合，包括通信網、有線電視網和計算機網絡，成為可能。這就需要更高速可靠的信息傳播途徑，因此，必須讓傳遞信息的介質能夠支持這些業務。就目前來看，互聯網的通信基本上可以分為三類：人與人，如IP電話；計算機與人，如網頁服務；計算機與計算機，如郵件。這些通信對網絡的要求也不盡相同。因此，建立一個全新透明的全光路網絡就會是此類技術發展的必由之路，我們稱之為光聯網。這不但會使傳統的互聯網業務更加可靠便捷，而且會促進一些無法預料到的新業務產生。不難想到，基于光路的波分復用(WDM)技術，將會是未來光聯網道路上的先驅。光聯網將會將會實現以下幾個基本功能：1）超高速的傳輸速率；2）靈活的網絡重組；3）網絡層的透明性，對下層網絡傳輸機制透明；3）更易的擴展性，允許網絡節點和數據量的不斷增長；4）更快速的網絡恢復速度；5）同時實現光路和應用層的聯網，使其有更健壯的物理層恢復能力。鑒于光聯網的巨大優勢和潛力，目前一些發達國家已經投入了巨大的人力、財力和物力對其進行研究和實施。光聯網將會是電聯網以后又一個互聯網的革命。這不光對我們國民經濟發展有重要意義，而且對國家的信息安全有著重要的戰略意義。我們能夠預測到，在不久的將來，隨著光纖通信網絡技術的迅速發展，人們的通信能夠朝著傳輸速率更高、信號更加穩定的方向發展，人們在各種復雜情況之下的通訊要求也能夠不斷地得以滿足。

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與普通的通信相比，光纖的損耗率要低得多。目前，光纖的損耗可以低達0.2dB/km。中繼光放大器間距可達100多km，而傳統的銅電纜中繼放大器間距僅為幾百米到幾千米。因此，除了用戶到小站間仍使用銅電纜，其他通信網中包括電視網、跨海洋的網絡全部使用光纖通信。光纖通信在長距離傳輸中的優勢非常明顯。目前光纖通信的最長通信距離達到10000m以上。

1.2抗干擾能力強

與其他光纜相比，光纖通信具有非常明顯的優點———抗電磁干擾能力極強。光纖通信設備的主要成分是SiO的應用給光纖通信技術帶來無可比擬的優勢。由于石英具有極強的抗腐蝕性和絕緣性，因此，應用到光纖通訊設備上使其同樣具有較強的抗干擾能力。光纖通信不會受到太陽黑子活動、電離層變化、雷電以及人為釋放的電磁等方面的干擾，這一特性使得光纖可以應用到軍事領域中。

1.3安全性和保密性高

因為光纖主要依靠光波的全反射原理進行傳輸，光信號完全被限制在包層內，光波泄露的現象很少發生。而且一個光纜內的很多光纖線之間也不會相互干擾，因此，光通信的抗干擾能力很強，保密性和安全性非常高。此外，光纖的重量很輕、體積較小，這樣既節省空間又使得設備的安裝非常方便。另外，用來制作光纖通信設備的原材料越來越豐富，而且價格低廉，穩定性好，同時受環境溫度影響小，使用壽命很長。光纖通信技術這些優勢使其在日常生活中的應用范圍和領域越來越廣。

2光纖通信技術在我國的發展現狀

2.1普通單模光纖的現狀

光纖分為單模光纖和多模光纖兩大類。目前，普通單模光纖是我們生活中最常見的光纖。單模光纖只能傳輸一種模式的光，且對光源的譜寬及穩定性都有較高的要求。隨著光纖通信技術的發展，單模光纖的傳輸距離和信息容量也在不斷增加，G652.A光纖的性能還能進一步優化和提高。符合ITUTG654規定的截止波長的單模光纖和符合G653規定的單模光纖是對G652.A光纖進行了改進。

2.2接入網光纜的發展現狀

光纖接入網指的是以光纖為主要媒質實現接入網的信息傳送。光纖接入逐漸替代原有電纜，成為通信接入網未來重點的發展方向。接入網光纜的發展趨勢主要體現在接入網的光纜距離不斷縮短、分支越來越多、分插頻繁等。通常情況下，接入網的光纜會采用增加光纖芯數的方式來增加網絡容量。尤其是城市的光纖管道，由于管道內徑有限制，只能通過增加管內光纖芯數和光纖的集裝密度來增加網絡容量，同時需要減輕光纜的重量，縮小光纜的直徑。通常，接入網光纖使用G652普通單模光纖或G652C低水峰的單模光纖，而前者在我國使用較多。

2.3室內光纜的發展現狀

室內光纜指的是光傳輸載體（光纖）經過一定技術手段處理而形成的線纜，通常需要同時支持語音、數據以及視頻等信號傳輸。室內光纜主要包括綜合布線與局內光纜兩大部分。其中綜合布線的光纜一般供用戶使用，放置在室內用戶端，而局內光纜放在中心局或其他各類電信機房內。室內光纜結構的設計和應用容易受到建筑物本身的限制及光纜材料多樣化的影響，因此室內光纜相對復雜。雖然其抗拉度較小，保護層也較差，但是室內光纜仍然有經濟、便捷、便于信息傳遞等自身優勢。室內光纜傳輸信息速度很快，而且具有信號穩定、清晰、強烈，抗干擾性好，信息流量大等優點。

2.4通信光纜的發展現狀

通信光纜主要包括多根光纖芯和包層組成的纜芯、外保護層，屬于全介質光纜，是電力系統中最為理想的通信線路。通信光纜主要依靠電流傳輸信號，在數據信息傳輸方面具有一定優勢，但是其傳輸信息量較小。ADSS光纜則因為其可以單獨布放，比較適用于電力通信領域。目前我國電力系統改造過程中廣泛應用ADSS光纜，但是我國通信光纜的產品結構和性能仍然需要進一步完善。

2.5塑料光纖的發展

塑料光纖在我國也得到了廣泛應用，其成本低廉、傳輸速度較快，是優質的短距離信息傳輸介質。它主要利用光的全反射或者光在塑料纖維內的跳躍來進行傳輸，因此在數據傳輸系統領域有巨大的潛在市場。塑料光纖可以應用于海底。在海底進行鋪設時，海底光纖使用絕緣材料包裹導線，同時其兩端采用激光器，大大節約成本，相應的通話費用也有一定的減少。

3我國光纖通信技術在未來的發展趨勢

3.1超大的容量，超長的距離

超大容量、超長距離的傳輸技術在我國通信技術領域將有廣闊的應用前景。波分復用技術（WDM）通過增加單根光纖中傳輸的信道數，大大提高光纖傳輸系統的傳輸容量。目前1.6Tbit/s的光波分復用系統已經大量商用，同時全光傳輸的距離也在逐漸增加。而光時分復用技術（OTDM）通過提高單信道速率來提高傳輸容量，使目前單信道最高速率達到640Gbit/s。要想進一步提高光纖通信的傳輸速度和傳輸容量，僅僅依靠光波分復用技術或光時分復用技術是很難實現的，必須同時結合光時分復用和光波分復用技術，只有這樣才能進一步提高光纖的傳輸速度和容量。

3.2光網絡智能化

智能化的光網絡是我國光纖通信技術未來非常重要的發展方向。近50年的發展歷程中，信息傳輸一直占據著光纖通信技術的主導地位。隨著計算機技術的迅猛發展，網絡技術和通信技術實現完美結合，進一步促進光網絡通信技術朝著更高更好的方向發展。現代化的光網絡不僅能實現信息數據的傳輸，同時結合計算機控制技術、自動發現功能及更加完善的自我保護修復能力，真正形成智能化的光網絡。

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（1）信號干擾小、保密性強。

（2）通信容量超大，可完成遠距離傳輸。一般一根光纖的帶寬在20THz以上，在沒有中繼傳輸的情況下，可傳輸到幾十公里以上。

（3）重量較輕、細徑較細，一般制作材料是石英，大大降低了有色金屬的耗損，使資源得到合理利用。

（4）不受外界因素影響，在任何情況下可使用，具有較長使用壽命。

（5）較強抗電磁干擾能力和絕緣性能，因此，信息傳輸質量非常好。

（6）沒有輻射，不容易被竊聽，提高信息傳輸的安全性。

（7）環繞性好、抗腐蝕能力強，在使用過程中，不會出現火花，減少安全事故。

2光纖通信技術在電力通信中的應用

在電力通信中，電力特種光纖包括OPGW(光纖復合地線)、MASS(金屬自承光纜)、OPPC(光纖復合相線)、ADL(相/地捆綁光纜)、ADSS(全介質自承光纜)和GWWOP(相/地線纏繞光纜)等六種，而我國應用較多的電力特種光纜是ADSS和OPGW兩種，大大提高了電力通信的工作效率，使電能損耗得到大量減少。

2.1ADSS(全介質自承光纜)

根據我國電力通信的發展來看，ADSS(全介質自承光纜)在35KV、110KV、220KV的電壓等級輸電線路上得到了廣泛應用，尤其是目前已建成的線路上使用范圍非常廣，使電力部門利用高壓輸電線桿塔建設通信網絡變得更加方便和快捷，大大減低工作人員的工作量和建設成本。在進行光纜設計時，對溫差、風速和氣候等外界因素進行了充分考慮，因此，ADSS(全介質自承光纜)具有很強的抗震動性、抗沖擊性，可以隨意彎折和抗老化性，并且，成本較低、安裝非常方便、易攜帶，給桿塔帶來的負載非常小。由于ADSS(全介質自承光纜)具有光纖傳輸性能強、環境性能好和光纜機械性能卓越等特點，在實際應用過程中，可以與高雅電力傳輸線架設在同一根電桿上，因此，成為了電力系統中最完美的電網通信傳輸介質，確保了電網通信的信號質量，使光纜傳輸效果得到大大提高。我國現代化建設中，ADSS(全介質自承光纜)在山區、跨度較大區域和雷電集中區等地方的線纜架空敷設中非常適用，在滿足了電力部門自身的通信要求的同時，為通信業務不斷發展和開展新業務提供新的途徑。

2.2OPGW(光纖復合地線)

在電力通信中，OPGW(光纖復合地線)是電路傳輸線路的地形中含有供通信用的光纖單元，由此可見，架空地線中含有光纖，OPGW(光纖復合地線)是架空地線和光纜的復合體。由于OPGW(光纖復合地線)的一次性投入較大，在新建線路或舊線路更換時會選擇使用，具有可靠性高和不需要維護的特點。在實際應用過程中，OPGW(光纖復合地線)擁有兩種功能：一是，與復合在地線中的光纖一起完成信息傳輸，二是作為輸電線路的防雷線，可以對輸電導線起到屏蔽保護的作用。一般情況下，OPGW(光纖復合地線)有鋁管型、鋼管型和鋁骨架型三種，具有光學性能、電氣性能和機械性能，可以應用于具有架空接地線的輸配電線路中，從而使光纖的可靠性和安全性得到大大提高，使我國輸電容量得到機一部提高。在新建線路的應用中，OPGW(光纖復合地線)不需要增加建設成本，在舊線路更換中，只需要將原來的地線更換掉就可以了，并且不需要對桿塔進行加固或重新設計等，從而大大減少工作人員的工作量。另外，OPGW(光纖復合地線)的安裝非常方便，不需要特殊的工具，成為我國電力事業未來發展的重要研究方向。

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一、光纖技術發展的特點

1.網絡的發展對光纖提出新的要求

(1)擴大單一波長的傳輸容量。目前，單一波長的傳輸容量已達到40Gbit/s，并進行160Gbit/s的研究。40Gbit/s以上傳輸對光纖的PMD提出一定要求。(2)實現超長距離傳輸。無中繼傳輸是骨干傳輸網的理想，目前一些公司已采用色散齊理技術，實現2000-5000km的無電中繼傳輸;有的采用拉曼光放大技術，更大地延長光傳輸距離。(3)適應DWDM技術的運用。目前運用32×2.5Gbit/sDWDM系統，該系統對光纖的非線性指標提出了更高要求;ITU-T對光纖的非線性屬性及測試方法的標準(G.650.2)已完成，對光纖的有效面積提出相應指標，對G.655光纖的非線性特性會有改善。

2.新型光纖產品的不斷出現

(1)用于長途通信的新型大容量長距離光纖。康寧公司推出的PureModePM系列新型光纖，利用了偏振傳輸和復合包層，用于10Gbit/s以上的DWDM系統中，很適合于拉曼放大器的開發與應用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纖，已有傳輸100km長度以上單信道40Gbit/s、總容量10.2Tbit/s的記錄。一些公司開發負色散大有效面積的光纖，提高了非線性指標的要求，簡化了色散補償方案，在長距離無再生傳輸和海底光纜長距離通信中效果很好。

(2)用于城域網通信的新型低水峰光纖。在城域網設計中，要考慮簡化設備、降低成本和非波分復用技術應用的可能性。低水峰光纖在1360-1460nm的延伸波段使帶寬被大大擴展，使CWDM系統被優化，增大了傳輸信道、增長了傳輸距離。一些城域網設計，要求光纖的水峰低和具有負色散值，可抵消光源光器件的正色散，可組合運用這種負色散光纖與G.652光纖或G.655標準光纖，利用它來做色散補償，避免色散補償設計，節約成本。

(3)用于局域網的新型多模光纖。隨著局域網、用戶住地網的高速發展，大量綜合布線系統采用多模光纖代替數字電纜，多模光纖市場份額逐漸加大。選用多模光纖，是因為局域網傳輸距離較短，雖然多模光纖比單模光纖價格貴50%-100%，但它所配套的光器件可選用發光二極管，價格比激光管便宜，且多模光纖有較大的芯徑與數值孔徑，易連接與耦合，相應的連接器、耦合器等元器件價格也低。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纖標準，因局域網發展的需要，它仍然得到了廣泛使用。而ITU-T推薦的G.651光纖，即50/125μm的標準型多模光纖，其芯徑較小、耦合與連接困難一些。針對此問題，有的公司進行了改進，研制出新型的5O/125μm光纖漸變型(G1)光纖，區別于傳統的50/125μm光纖纖芯的梯度折射率分布，將帶寬的正態分布進行了調整，以配合850nm和1300nm兩個窗口的運用。

3.光纜技術發展的特點

(1)光纜結構使用網絡環境有明確的光纖類型選擇，如干線網光纖、城域網光纖等，這決定了大范圍內光纜光纖傳輸特性的要求，具體運用的條件，還有可依據的細分的標準及指標。(2)光纜結構除考慮光纜使用環境條件外，與其施工和維護方法有關，必須統一考慮，配套設計。(3)光纜新材料的出現，促進了光纜結構改進，如干式阻水料、納米材料、“干纜芯”式、生態光纜、海底和淺水光纜、微型光纜、全介質自承式光纜、架空地線光纜等的采用，使光纜性能有明顯改進。

二、光纖光纜技術發展值得思考的問題

1.積極創新開發具有自主知識產權的新技術。1997年以來，國內光通信核心技術專利是90件，自主申請的有9件。作為世界第二光纜大國，應該把開發具有自主知識產權的技術，作為工作的重中之重，爭取創造更多的光纖光纜專利。

2.開發具有先進技術水平、與使用環境、施工技術相配套的新產品。光纜的結構依賴于使用的環境條件和施工的具體要求，今后，光纜建設的重點將會隨著接入網、用戶住地網的建設不斷展開，新一代的光纜結構和施工技術會基于，如微型光纜、吹入或漂浮安裝，及迷你型微管或小管系統的全套技術，有一系列新的變化，充分利用有限的敷設空間。目前我國創新的成份太少，在接入網、用戶住地網中，多采用一些國產的光電纜產品。

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（2）跨段監測和跨段故障掃描。通過對無源光器件或在光纜跨接處跳纖，就能夠實現監測多段連續的光纖線路的遠距離在線或者空閑纖芯的工作，針對不同的監測方式，則必須要根據實際的情況對檢測的方法進行重新的設計，以實現跨段監測，在線監測只能測試一段業務信號，不能實現跨段監測，只能實現跨段故障掃描，當使用在線檢測模式的時候，由于OTDR故障檢測信號和業務信號共用纖芯，跨段設計需要在跨段點上增加兩套無源的波分復用設備（FCM），使測試信號可以旁路。上面介紹的所有的測試方法，空閑芯檢測方法不影響相關光纖的正常工作，也不會對相關的傳輸信號造成干擾，系統的穩定性高，且構造比較簡單，性價比高，且空閑芯檢測支持跨段監測和跨段故障掃描，能夠擴大監測的范圍，因此，當前這種方法應用得最多。

2光纜通信監測系統的硬件平臺

光纜通信檢測系統式整個電力通信網絡中一個非常重要的子系統，為了確保電力通信系統的正常運行，因此應該有一個個系統能夠對大規模的光纖網絡資源進行管理和維護，且應該支持多級管理和維護，以保證系統運行的穩定性。

（1）一級監控中心。一級監控中心主要負責大區域的監測，去監測多級多層的光纜網絡，并且要有一個與檢測規模相對應的監測中心，數據通信網可以將各級的監控中心有效的連接起來，并且將他們各自監測到數據傳送到總的監測中心，然后對故障進行分析判斷，并生成統計報表。

（2）二級監控中心是一級監控中心下面的一個子系統，它主要負責一定區域內的光纖通信監測系統，對這個區域之內的光纜網絡進行自動的監測、進行故障定位、數據管理等，并且接收來自相關監測站點的告警信號和相關的數據，對發生的故障進行有效的統計和處理，并且生成報表。

（3）遠方監測單元。遠方監測單元主要是實現對相關纖芯的監測，并對監測的數據進行采集，然后根據采集的數據繪制出數據曲線，然后進行初級的分析，根據分析的結果對光纜線路進行遠程的控制等工作，通過DCN與上一級別的監控中心數據服務器的通信，支持上級監測中心對本監測站的光纜和RTU設備實施監測和管理功能。主控單元：主控制單元主要指的是遠方監測單元的主控制板，或者是負責遠方監測單元監測控制和數據通信的一個服務中心，它具有網絡接口，以便于更好的進行數據的交換，進行遠程測試等工作；光切換單元：主要有兩種，分別是機械式光路切管開關和電磁式光路切管開關，機械式光路切管開關穩定性好，且抗干擾，但是它的精度比較低，電磁式光路切管開關精度高、體積小、抗震性好，且不耗電不發熱，對于降低整個遠方監測單元的發熱有幫助。

（4）光纜自動監測系統的最大監測距離計算。實際上，光纜自動檢測系統的最大監測距離就是OTRD的極限有效檢測距離，因為在傳輸的過程中可能會有光纜熔接頭損耗、傳輸衰耗等因素，所以它的最大有效傳輸距離應該考慮這些因素。

（5）波分復用模塊。波分復用模塊主要是由光合波器和光濾波器等這些光纖被動元件組成的，針對和纖在線測試方式，FCM可以將OTDR故障掃描信號波與業務信號波耦合在一起注入到受測光纖中。通過在遠端光纜交叉點上設置FCM，可以實現跨段在線故障掃描。

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光纖接入網技術利用傳輸網絡實現用戶接入光纖，共同實現光纖接入網下信息傳輸效果的持續提升，實現了傳統信息傳輸的技術性突破，滿足人們對信息傳輸速度的需求。光纖用戶接入技術發展起著關鍵作用。FTTH是光纖接入網發展的一種最終形式，光纖接入網以光網絡單位（0NU）的位置所在，分為FTTH、光纖到大樓（FTTB）、光纖到駐地（FTTP）、光纖到路邊(FTTC)等幾種情況。目前，以”千兆到小區、百兆到大樓、十兆到用戶”為基礎的光纖+五類纜接入方式（FTTx+LAN）非常適合我國國情。它適用于用戶相對集中的小區、大專院校、企事業單位及人口密集的鄉鎮。這種光纖接入方式的上傳和下傳帶寬，能夠實現高速上網或企業局域網間的高速互聯，滿足不同客戶群體對不同速率的需求。

1.2光纖波分復用技術

光纖波分復用技術是現代信息技術發展的重要組成部分，充分表現了現代光纖通信技術發展的主要特點。在ITU-T標準中，通過引入控制層面，使網絡具有自動連接建立和修改功能，以及提高連接恢復能力。光纖網絡控制層面本身能夠支撐不同的技術，不同的業務需求及不同的功能組合。光纖波分復用技術主要是應用波分復用器對廣信信息傳輸出現的損耗進行控制，保證寬帶資源的有效獲取。同時在光波頻率根據波長的不同情況對光纖損耗情況進行獨立性信息發送，充分發揮波分復用器的效果將信息數據進行整合。波分復用器能夠將不同信號波長進行傳輸，承載電信光纖通信技術優勢。

1.3光聯網的實現

目前，在擴充骨干網、迅速普及應用DWDM系統的驅動下，我國光網絡市場已出現巨大變化，光傳送網的角色由原來大容量帶寬傳送轉變為提供端到端的服務連接。電信運營商在電路交換轉變為分組交換過程中，在光層網絡同時實現了傳輸功能和交換功能，而全光網絡以其良好的透明性、波長路由特性、兼容性和可擴展性，成為下一代高速（超高速）寬帶網絡的首選。光纖接入網技術和光纖波分復用技術的創新推廣應用中，光分插復用器（OADM）和光交叉連接設備（OXC）的成功研制，使得二者能夠在基礎通信設備基礎上實現光路交叉，為光聯網起步奠定堅實基礎，能夠進一步擴充網絡系統，提升網絡系統的透明性，使全光聯網成為可能，掀起了SDH電聯網之后又一次新的光通信發展，建設一個最大透明、高度靈活的和超大容量的國家骨干網絡不僅可以為未來的國家信息基礎設施（NII）奠定一個堅實的物理基礎，而且對應我國信息產業和國民經濟騰飛及國家安全有極其重要的戰略意義。

1.4全新一代光纖

全新一代光纖是新時期電信光纖通信技術應用的核心內容。新的光傳輸網分為三層：光通路層（Och）支持終端到終端的傳送客戶信號。OMS光復用層把許多光波復用到一起后傳動到光纖中。OTS光傳送層把客戶信號映射到單一的光道，再將許多單一的光道復用在一起后送上光纖。全新一代光纖具有頻帶寬通信容量大、損耗低，中繼距離長、抗電磁干擾、無串音保密性好等優勢特點。根據電信網絡服內容不同，創新了傳統光纖發展模式，呈現出大容量、長距離傳輸等優勢。

二、電信光纖通信技術發展趨勢的優勢分析

伴隨中國城鎮化等宏觀經濟政策調整，我國城鄉每年舊城改造和新屋建設達到20多億平方米，至少可以容納2000萬戶新居或數百萬個企業，為光寬網建設提供了幾乎海量的外在條件。伴隨信息華社會的發展，人們隨時隨地辦公、生活、學習、購物、娛樂的內在需求日益凸現，建設安全的全光信息網絡已經提升為國家戰略。科學技術水平提升使電信光纖通信技術提供的服務質量能夠不斷的滿足人們的要求。電信光纖通信技術發展趨勢優勢明顯，傳輸速度快、傳輸容量擴大，并且在長距離下實現信息容量提升、完善全光網絡系統。在未來電信光纖通信技術發展狀況下信息數據傳輸水平會在網絡系統發展下實現高速發展。電信光纖通信技術發展具有重要的現實應用意義。

2.1全光網絡

電信光纖通信技術發展中全光網絡是重要的組成部分，同時也是電信光纖通信技術應用的關鍵核心，是人們對網絡信息技術需求發展的表現。全光網絡(ASON)在路由和信令控制下，完成自動交換連接功能。它首次將信令和選路引入傳送網，通過智能的控制層面來建立呼叫和連接，實現了真正意義上的路由設置、端到端業務調度和網絡自動恢復。探究全光網絡特點對電信光纖通信技術進行研究，能夠更好的實現電信光纖通信技術應用的全面發展。我國對電信光纖通信技術不斷進行研究，創新了技術發展模式，在應用上取得了較大發展。伴隨國務院《“寬帶中國”戰略及實施方案》的推進，聯通等通信運營商加大力度推行“城鄉一體化”光網改造工程，通過全光網絡的方式向寬帶中國目標靠近，不斷地滿足社會對現代網絡光纖通信技術的應用需求。

2.2多業務承載能力

新時期為了進一步促進電信市場的發展，需要對電信市場發展模式進行改革創新，對運營模式進行重組改制，實現電信業務多元化發展。網絡系統光纖接入技術的應用能夠承載更多的業務項目，強化基礎型承載業務水平，移動基站回傳、語音等服務都是多業務承載能力提升的重點內容。從提高傳輸通道變為提高光業務的解決方案，使光網絡能夠提高多種高質量的帶寬應用與服務，包括：1、OVPN;2、業務SLA;3、帶寬出租、帶寬批發、帶寬貿易、實時計費；4、流量工程；5、分布式恢復；6、SPC（軟永久連接）/SC（交換連接）/PC（永久連接）。傳統接入網系統主要采用對接式網絡結構，這種模式在一定程度上提升了運營系統管理成本投入，使網絡系統建設經濟效益受到影響。高接入帶寬接入網應用之后能夠更好的使系統與網絡進行融合，實現網絡系統高效運行，建立統一系統應用平臺。電信光纖接入技術促進多業務承載能力的同時保證了系統客戶的應用安全有效性，業務發展保證服務水平質量提升，同時能夠承載更多的系統業務，并且針對個人系統應用要求強化電信光纖通信技術。除此之外，還能夠提供高可靠性接入、高精度時鐘傳送、有效滿足針對移動基站的回傳業務。

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關鍵詞：光纖通信技術發展歷史現狀發展趨勢

1、導言

目前，在實際運用中相當有前途的一種通信技術之一，即光纖通信技術已成為現代化通信非常重要的支柱。作為全球新一代信息技術革命的重要標志之一，光纖通信技術已經變為當今信息社會中各種多樣且復雜的信息的主要傳輸媒介，并深刻的、廣泛的改變了信息網架構的整體面貌，以現代信息社會最堅實的通信基礎的身份，向世人展現了其無限美好的發展前景。

自上世紀光纖通信技術在全球問世以來，整個的信息通訊領域發生了本質的、革命性的變革，光纖通信技術以光波作為信息傳輸的載體，以光纖硬件作為信息傳輸媒介，因為信息傳輸頻帶比較寬，所以它的主要特點是:通信達到了高速率和大容量，且損耗低、體積小、重量輕，還有抗電磁干擾和不易串音等一系列優點，從而備受通信領域專業人士青睞，發展也異常迅猛。

2、光纖通信技術的發展歷史總結

近十幾年來，光纖通信技術有了長足的進展，其中的新技術也不斷被發掘，大大提高了傳統意義上的通信能力，這使得光纖通信技術在更大的范圍內得到了應用。

光纖通信技術是指把光波作為信息傳輸的載波，以光纖作為信息傳輸的媒介，將信息進行點對點發送的現代通信方式。光纖通信技術的誕生及深入發展是信息通信史上一次重要的改革。光纖通信技術從理論提出到工程領域的技術實現，再到今天高速光纖通信的實現，前后經歷了幾十年的時間。

上世紀六十年代開始的光纖通信技術最開始起源于國外，當時研制的光纖損耗高達400分貝/千米，后來，英國標準電信研究所提出，在理論上光纖損耗能夠降低到20分貝/千米，然后，日本緊接著研制出通信光纖的損耗是100分貝/千米，康寧公司基于粉末法研制出了損耗在20分貝/千米以下的石英光纖，到最近的摻鍺石英光纖的損耗降低至0.2分貝/千米，已經接近了石英光纖理論上提出的損耗極限。

由以上光纖通信技術的發展歷程，可以把光纖通信技術分為大致五個階段，即850納米波段的多模光波，到1310納米多模光纖，到1310納米單模光纖，再到1550納米單模光纖，最后是長距離進行傳輸的光纖通信技術。

3、光纖通信技術的現狀研究

(1)光纖通信技術中的波分復用技術。即WDM，充分利用了單模光纖低損耗區的優勢，獲得了大的帶寬資源。波分復用技術基于每一信道光波的頻率和波長不同等情況出發，把光纖的低損耗窗口規劃為許多個單獨的通信管道，并在發送端設置了波分復用器，將波長不同的信號集合到一起送入單根光纖中，再進行信息的傳輸，而接收端的波分復用器把這些承載著多種不同信號的、波長不同的光載波再進行分離。

（2)光纖通信技術中的光纖接入技術。光纖接入網技術是信息傳輸技術的一個嶄新的嘗試，它實現了普遍意義上的高速化信息傳輸，滿足了廣大民眾對信息傳輸速度的要求，主要由寬帶的主干傳輸網絡和用戶接入兩部分組成。其中后者起著更為關鍵的作用，即FTTH(意思是光纖到戶)，作為光纖寬帶接入的最后環節，負責完成全光接入的重要任務，基于光纖寬帶的相關特性，為通信接收端的用戶提供了所需的不受限制的帶寬資源。

4、光纖通信技術的發展趨勢

下面介紹在未來將會大有發展的幾種光纖通信技術，如下圖1所示。

（1）光接入網通信技術的更進一步發展。現存技術上的接入網依舊是雙絞線銅線的連接，仍然是原始的、落后的模擬系統，而網絡中的光接入技術的應用使其成為了全數字化的，且高度集成的智能化網絡。

光接入網通信技術所要達到的主要目標有:最大程度的使維護費用得到降低，故障率得到明顯下降;可以用于新設備的開發和新收入的不斷增加;與本地網絡相結合，達到減少節點數目和擴大覆蓋面范圍的目的;通過光網絡的建立，為多媒體時代的到來做好準備;另外，可以最大化的利用光纖本身的一些優勢特點。

（2）光纖通信技術中光傳輸與交換技術的融合一光接入網通信技術的后延。基于上述光接入網通訊技術的成熟發展，網絡的核心架構己經得到了翻天覆地的改變，并正在日新月異的變化發展著，在交換和傳輸兩方面來講也都早已進行了好幾代的更新。光接入網技術和光輸與交換技術的融合技術，前者較后者在技術應用上有了一些技術上改進，從而也就提高了全網的往前的進一步有效發展，但此項技術相對來講仍不成熟。

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Abstract: Due to the optical fiber communication with low loss, wide bandwidth, large capacity, small volume, light weight, resistance to electromagnetic interference, is not easy to crosstalk and other advantages, has been the industry favor, very rapid development. This paper describes the characteristics, optical fiber communication technology, and analyzes its advantages, and puts forward some corresponding countermeasures for the development of optical fiber communication in our country, to promote its development trend.

Key words: optical fiber communication technology; trend; FTTH; all-optical network

中圖分類號:TN91文獻標識碼：A文章編號：

1 光纖通信技術

光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式。在光纖通信系統中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路，光纖之間的串繞非常小；光波在光纖中傳輸，不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽；光纖的芯很細，由多芯組成光纜的直徑也很小，所以用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題。

光纖通信在技術功能構成上主要分為：(1)信號的發射；(2)信號的合波；(3)信號的傳輸和放大； (4)信號的分離；(5)信號的接收。

2 光纖通信技術的特點

頻帶極寬，通信容量大。光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，光纖通信系統的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。對于單波長光纖通信系統，由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量，特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。目前，單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。

損耗低 ，中繼距離長。目前，商品石英光纖損耗可低于0～20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低；若將來采用非石英系統極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統可以跨越更大的無中繼距離；對于一個長途傳輸線路，由于中繼站數目的減少，系統成本和復雜性可大大降低。

抗電磁干擾能力強。光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統特別有利。由于能免除電磁脈沖效應，光纖傳輸系還特別適合于軍事應用。

無串音干擾，保密性好。在電波傳輸的過程中，電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串擾，而容易被竊聽，保密性差。光波在光纖中傳輸，因為光信號被完善地限制在光波導結構中，而任何泄漏的射線都被環繞光纖的不透明包皮所吸收，即使在轉彎處，漏出的光波也十分微弱，即使光纜內光纖總數很多，相鄰信道也不會出現串音干擾，同時在光纜外面，也無法竊聽到光纖中傳輸的信息。

3 光纖通信技術應用的主要對策

波長就是一個信號系統，把從前的電路交換，換成當前的光路交換。這種交換系統就是把光的傳輸和交換融為一體，把交換給取消了。希望今年能作出一個演示系統。這個問題是最簡單最有效的解決如此困惑傳輸高速路的問題，寬帶推廣應用就有很好的基礎。

第一個是可變波長激光器、高頻調制器；第二是波分復用/解復用器/濾波器；第三是增益平坦和鎖定的SCL 波段放大器；第四是RAMAN 放大器；第五是高頻光探測器、MEMS光開關。我國建立環保型的微電子和光電子的生產基地，我國的硅石材料是非常豐富的。多晶硅是未來最清潔的能源。

21 世紀，要發展光網絡與移動通信式的結合，這是一個很大的商機。光網絡與毫米波的結合，如果成功的話，也是很大的具有革命性的進步。再一個是制造高精度的光纖陀螺。這不僅僅是未來航空系統，導彈系統要用它，國外的汽車里面也有陀螺。此外，新型實用化電流傳感器、電壓傳感器，光纖光柵應力傳感器，光纖光柵溫度傳感器。

雖然這幾年來，我國光纜電纜技術有很大發展，有一些具有自主知識產權的技術已在發揮作用，但是應該看到這種比例仍是很小的，國內有近200 家光纖光纜廠，但大多產品單一，沒有自主的知識產權，技術含量較低，競爭力不強。實際上我國的光纖光纜技術應該說與國際水平己差距下大，因此我們作為世界第二的光纜大國，應該把開發具有自主知識產權的技術作為我們工作的重中之重，爭取創造更多的光纖光纜專利。

西部大開發是國家的重大策略，國家制定了有利的政策，政府對發展通信等行業也給予了大力的支持。西部是一個地域復雜、分布較寬、通信相對落后的地區。經濟大發展中，通信要先行，需要一些與之相適應的光纖光纜及通信電纜的先進產品來配合發展的需求。因此，符合條件的產品將會在這里找到很好的市場，光纖光纜和通信電纜的各種技術、產品及成果都會在西部開發中得到發揮。

4 光纖通信技術的發展趨勢

對光纖通信而言, 超高速度、超大容量、超長距離一直都是人們追求的目標, 光纖到戶和全光網絡也是人們追求的夢想。

(1) 光纖到戶

現在移動通信發展速度驚人, 因其帶寬有限,終端體積不可能太大, 顯示屏幕受限等因素, 人們依然追求性能相對占優的固定終端, 希望實現光纖到戶。光纖到戶的魅力在于它有極大的帶寬, 它是解決從互聯網主干網到用戶桌面的“最后一公里”瓶頸現象的最佳方案。隨著技術的更新換代,光纖到戶的成本大大降低, 不久可降到與DSL 和HFC 網相當, 這使FTTH 的實用化成為可能。據報道, 1997 年日本NTT 公司就開始發展FTTH, 2000年后由于成本降低而使用戶數量大增。美國在2002 年前后的12 個月中, FTTH 的安裝數量增加了200%以上。在我國, 光纖到戶也是勢在必行, 光纖到戶的實驗網已在武漢、成都等市開展, 預計2012 年前后, 我國從沿海到內地將興起光纖到戶建設。可以說光纖到戶是光纖通信的一個亮點, 伴隨著相應技術的成熟與實用化, 成本降低到能承受的水平時, FTTH 的大趨勢是不可阻擋的。

(2) 全光網絡

傳統的光網絡實現了節點間的全光化, 但在網絡結點處仍用電器件, 限制了目前通信網干線總容量的提高, 因此真正的全光網絡成為非常重要的課題。全光網絡以光節點代替電節點, 節點之間也是全光化, 信息始終以光的形式進行傳輸與交換, 交換機對用戶信息的處理不再按比特進行, 而是根據其波長來決定路由。全光網絡具有良好的透明性、開放性、兼容性、可靠性、可擴展性, 并能提供巨大的帶寬、超大容量、極高的處理速度、較低的誤碼率, 網絡結構簡單, 組網非常靈活, 可以隨時增加新節點而不必安裝信號的交換和處理設備。當然全光網絡的發展并不可能獨立于眾多通信技術, 它必須要與因特網、ATM網、移動通信網等相融合。目前全光網絡的發展仍處于初期階段,但已顯示出良好的發展前景。從發展趨勢上看, 形成一個真正的、以WDM技術與光交換技術為主的光網絡層, 建立純粹的全光網絡, 消除電光瓶頸已成未來光通信發展的必然趨勢, 更是未來信息網絡的核心, 也是通信技術發展的最高級別, 更是理想級別。

5 結束語

現在光通信網絡的容量雖然已經很大，但還有許多應用能力在閑置，今后隨著社會經濟的不斷發展，作為經濟發展先導的信息需求也必然不斷增長，一定會超過現有網絡能力，推動通信網絡的繼續發展。因此，光纖通信技術在應用需求的推動下，一定不斷會有新的發展。

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1.光纖通信技術

光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式。在光纖通信系統中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路，光纖之間的串繞非常小；光波在光纖中傳輸，不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽；光纖的芯很細，由多芯組成光纜的直徑也很小，所以用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題。

光纖通信在技術功能構成上主要分為：(1)信號的發射；(2)信號的合波；(3)信號的傳輸和放大；(4)信號的分離；(5)信號的接收。

2.光纖通信技術的特點

(1)頻帶極寬，通信容量大。光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，光纖通信系統的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。對于單波長光纖通信系統，由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量，特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。目前，單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。

(2)損耗低，中繼距離長。目前，商品石英光纖損耗可低于0～20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低；若將來采用非石英系統極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統可以跨越更大的無中繼距離；對于一個長途傳輸線路，由于中繼站數目的減少，系統成本和復雜性可大大降低。

(3)抗電磁干擾能力強。光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統特別有利。由于能免除電磁脈沖效應，光纖傳輸系還特別適合于軍事應用。

(4)無串音干擾，保密性好。在電波傳輸的過程中，電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串擾，而容易被竊聽，保密性差。光波在光纖中傳輸，因為光信號被完善地限制在光波導結構中，而任何泄漏的射線都被環繞光纖的不透明包皮所吸收，即使在轉彎處，漏出的光波也十分微弱，即使光纜內光纖總數很多，相鄰信道也不會出現串音干擾，同時在光纜外面，也無法竊聽到光纖中傳輸的信息。

除以上特點之外，還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩定性好、壽命長。由于光纖通信具有以上的獨特優點，其不僅可以應用在通信的主干線路中，還可以應用在電力通信控制系統中，進行工業監測、控制，而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。

3.光纖通信技術在有線電視網絡中的應用

20世紀90年代以來，我國光通信產業發展極其迅速，特別是廣播電視網、電力通信網、電信干線傳輸網等的急速擴展，促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網規模的擴大和系統復雜程度的增加，全網的管理和維護，設備的故障判定和排除就變得越來越困難。可以采用SDH＋光纖或ATM＋光纖組成寬帶數字傳輸系統。該傳輸網可以采用帶有保護功能的環網傳輸系統，鏈路傳輸系統或者組成各種形式的復合網絡，可以滿足各種綜合信息傳輸。對于電視節目的廣播，采用的寬帶傳輸系統可以將主站到地方站的所需數字，通道設置成廣播方式，同樣的電視節目在各地都可以下載，也可以通過網絡管理平臺控制不同的站下載不同的電視節目

有線電視網絡在全國各地已基本形成，在有線電視網絡現有的基礎上，比較容易地實現寬帶多媒體傳輸網絡，因此在目前的情況下，不應完全廢除現有的有線電視網，而用少量的投資來完善和改造它，滿足人們的目前需要。很多地區的CATV已經是光纖傳輸，到用戶端也是同軸電纜進入千萬家。但是現在建設的CATV大多是單向傳輸，上行信號不能在現有的有線電視網中傳送。可以通過電信網PSTN中語音通道或數據通道形成上行信號的傳送，也可以通過語音接入系統來完成。將電話接到各用戶，這樣各用戶間即可以打電話，也可以利用廣電自己的綜合信息網中的寬帶傳輸系統構成廣電網中自己的上行信號的傳送，組成了雙向應用的Internet網。

現在光通信網絡的容量雖然已經很大，但還有許多應用能力在閑置，今后隨著社會經濟的不斷發展，作為經濟發展先導的信息需求也必然不斷增長，一定會超過現有網絡能力，推動通信網絡的繼續發展。因此，光纖通信技術在應用需求的推動下，一定不斷會有新的發展。

參考文獻：

[1]王磊，裴麗.光纖通信的發展現狀和未來[J].中國科技信息，2006，(4)