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1、光纤通信的概况光纤通信的概况摘要:光纤是通信网络的优良传输介质,光纤通信是以很高频率(1014Hz 数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信,光纤通信的问世使高速率、大容量的通信成为可能,目前它已成为最主要的信息传输技术。介绍我国光纤通信技术的现状,总结光纤通信技术的几种关键技术,并对光纤通信技术的发展趋势进行论述。 关键词:光纤通信 现状 趋势 一、光纤通信的概况 1966 年,美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表论文,预见了低损耗的光纤能够用于通信,敲开了光纤通信的大门,引起了人们的重视。1970 年,美国康宁公司首次研制成功损耗为 20dBkm
2、的光纤,光纤通信时代由此开始。光纤通信是以很高频率(1014Hz 数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。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,备受业内人士青睐,发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从 1980 年到 2000 年增加了近一万倍,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。 二、光纤通信技术发展的现状 (一)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
3、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。 (二)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
4、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。 三、光纤通信技术的发展趋势 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。 (一)向超高速系统的发展。从过去
5、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盾。传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用(TDM)方式进行,每当传输速率提高4 倍,传输每比特的成本大约下降 3040:因而高比特率系统的经济效益大致按指数规律增长,这就是为什么光纤通信系统的传输速率在过去 20 多年来一直在持续增加的根本原因。目前商用系统已从 45Mbps 增加到 10Gbps,其速率在 20 年时间里增加了 2000 倍,比同期微电子技术的集成度增加速度还快得多。高速系统的出现不仅增加了业务传输容量,而且也为各种各样的新业务,特别是宽带业务和多媒体提供了实现的可能。 (二)向超大容量 WDM 系统的
6、演进。采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽,然而光纤的 200nm 可用带宽资源仅仅利用了不到1,99的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一极光纤上传送,则可大大增加光纤的信息传输容量,这就是波分复用(WDM)的基本思路。采用波分复用系统的主要好处是:1可以充分利用光纤的巨大带宽资源,使容量可以迅速扩大几倍至上百倍;2在大容量长途传输时可以节约大量光纤和再生器,从而大大降低了传输成本:3与信号速率及电调制方式无关,是引入宽带新业务的方便手段;4利用 WDM 网络实现网络交换和恢复可望实现未来透明的、具有高度生存性的光联网。 (三)实现光联网。上述实用化的波分复用系统技术尽管
7、具有巨大的传输容量,但基本上是以点到点通信为基础的系统,其灵活性和可靠性还不够理想。如果在光路上也能实现类似 SDH 在电路上的分插功能和交叉连接功能的话,无疑将增加新一层的威力。根据这一基本思路,光的分插复用器(OADM)和光的交叉连接设备(OXC)均已在实验室研制成功,前者已投入商用。实现光联网的基本目的是:1实现超大容量光网络;2实现网络扩展性,允许网络的节点数和业务量的不断增长;3实现网络可重构性,达到灵活重组网络的目的;4实现网络的透明性,允许互连任何系统和不同制式的信号;5实现快速网络恢复,恢复时间可达 100ms。鉴于光联网具有上述潜在的巨大优势,发达国家投入了大量的人力、物力和财力进行预研。光联网已经成为继 SDH 电联网以后的又一新的光通信发展高潮。