光纤通信技术现状与趋势

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1、青岛农业大学本科生课程论文论文题冃浅谈光纤通信技术发展的现状及趋势学生专业班级学生姓名（学号）孙萌（20092482）指导教师李吉忠完成时间2011-6T32011年 6 月 13日浅谈光纤通信技术发展的现状及趋势摘要：由于光纤通信具有损耗低、传榆频带宽、容量大、体积小、重最轻、抗电磁干 扰、不易串音等优点，备受业內人士青睐，发展非常迅速，文章概述光纤通信技术的发展现 状，并展望其发展趋势。关键词：光纤通信技术、趋势、光纤到户、全光网络一、前言1966年，美籍华人高镉(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

2、们的重视。1970年，美国康宁公司 首次研制成功损耗为20dB/km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1力倍，传输速度在 过去的10年中大约提高了 100倍。二、光纤通信技术的发展现状为了适应网络发展和传输流量提高的需求，传输系统供应商都在技术开发上不懈努力。 富士通公司在150km、1.3|im零色散光纤上进行了 55x20Gbit/s

3、传输的研究，实现了 1.1 Tbit/s 的传输。NEC公司进行了 132x20Gbit/s、120km传输的研究，实现了 2.64Thit/s的传输。NTT 公司实现了 3Thit/s的传输。目前，以口本为代表的发达国家，在光纤传输方曲实现了 10.96Thit/s(274xGbit/s)的实验系统,对超长距离的传输已达到4000km无电中继的技术水平。 在光网络方面，光网技术合作计划(ONTC)、多波长光网络(MONET)、泛欧光了传送重叠网 (PHOTON)、泛欧光网络(OPEN)、光通信网管理(MOON).光城域通信网(MTON)、波长捷变 光传送和接入网(WOTAN)等一系列研究项目

4、的相继启动、实施与完成，为下一代宽带信息 网络，尤其为承载未来IP业务的下一代光通信网络奠定了良好的基础。()复用技术光传输系统中，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(TDM)、波分复用(WDM)、频分复用(FDM)、空分复用(SDM)和码分复用(CDM)。 目前的光通信领域中，WDM技术比较成熟，它能几十倍上百倍地提高传输容量。(%1) 宽带放大器技术掺饵光纤放大器(EDFA)是WDM技术实用化的关键，它具有对偏振不敏感、无串扰、 噪声接近量了噪声极限等优点。但是普通的EDFA放大带宽校窄，约有35叶(1530 1565nm),这就限制了能容纳的波长信道

5、数。进一步提高传输容杲、增大光放大器带宽的方 法有：(1)掺饵氟化物光纤放大器(EDFFA),它可实现75nm的放大带宽；(2)硏化物光纤放大 器，它可实现76mn的放大带宽；(3)控制掺饵光纤放大器与普通的EDFA 合起来，可放大 带宽约80nm；(4)拉曼光纤放大器(RFA),它可在任何波长处提供增益，将拉曼放大器与EDFA 结合起来，可放大带宽大于100nmo(%1) 色散补偿技术对高速信道来说，在1550nm波段约Wps(mmokm)的色散将导致脉冲展宽而引起误码， 限制高速信号长距离传输。对采用常规光纤的10Gbit/s系统来说，色散限制仅仅为50km3 因此长距离传输中必须采用色散

6、补偿技术。（四）孤了 WDM传输技术超大容最传输系统中，色散是限制传输距离和容量的一个主要因素。在高速光纤通信系 统中，使用孤了传输技术的好处是可以利用光纤木身的非线性来平衡光纤的色散，因而可以 显著增加无中继传输距离。孤子还有抗干扰能力强、能抑制极化模色散等优点。色散管理和 孤子技术的结合，凸出了以往孤子只在长距离传输上具有的优势，继而向高速、宽带、长距 离方向发展。（五）光纤接入技术随着通信业务最的增加，业务种类更加丰富。人们不仅需要语音业务，而且高速数据、 高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已得到用户青睐。这些业务不仅要有宽带的主干传输 网络，用户接人部分更是关键。传统的接入方式已经满足

7、不了需求，只有带宽能力强的光纤 接人才能将瓶颈打开，核心网和城域网的容量潜力才能真正发挥出来。光纤接入中极有优势 的PON技术早就出现了，它可与多种技术相结合，例如ATM. SDH、以太网等，分别产生 APON、GPON和EPON。tl于ATM技术受到IP技术的挑战等问题，APON发展基本上停 滞不前，甚至走下坡路。但有报道指出由于ATM交换在美国广泛丿、/用，APON将用于实现 FITH方案。GPON对电路交换性的业务支持最有优势，乂可充分利用现有的SDH,但是技 术比较复杂，成木偏高。EPON继承了以太网的优势，成木相对较低，但对TDM类业务的 支持难度相对较大。所谓EPON就是把全部数据

8、装在以太网帧内传送的网络技术。现今95% 的局域网都使用以太网，所以选择以太网技术应用于对IP数据最佳的接入网是很合乎逻辑 的，并且原有的以太网只限于局域网，而且MAC技术是点对点的连接，在和光传输技术相 结合后的EPON不再只限于局域网，还可扩展到城域网，甚至广域网，EPON众多的MAC 技术是点对多点的连接。另外光纤到户也采用EPON技术。三、光纤通信技术的发展趋势对光纤通信而言，超高速度、超大容量、超长距离一直都是人们追求的目标，光纤到户 和全光网络也是人们追求的梦想。（一）光纤到户现在移动通信发展速度惊人，因其带宽有限，终端体积不可能太大，显示屏幕受限等因 素，人们依然追求陸能相对占优

9、的固定终端，希望实现光纤到户。光纤到户的魅力在于它有 极大的带宽，它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里瓶颈现象的最佳方案。随 着技术的更新换代，光纤到户的成木大大降低，不久可降到与DSL和HFC网相当，这使 FITH的实用化成为可能。据报道，1997年口本NTT公司就开始发展FTTH, 2000年后由 于成木降低而使用户数最大增。美国在2002年前示的12个月中，FTTH的安装数量增加了 200%以上。在我国，光纤到户也是势在必行，光纤到户的实验网已在武汉、成都等市开展, 预计2012年前后，我国从沿海到内地将兴起光纤到户建设高潮。可以说光纤到户是光纤通 信的一个亮点，伴随着相应技术

10、的成熟与实用化，成本降低到能承受的水平时，FTTH的大 趋势是不可阻扌当的。（二）全光网络传统的光网络实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍用电器件，限制了目前通信网 干线总容量的提高，因此真正的全光网络成为非常重要的课题。全光网络以光节点代替电节 点，节点Z间也是全光化，信息始终以光的形式进行传输与交换，交换机对用户信息的处理 不再按比特进行，而是根据其波长來决定路由。全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容 性、可靠性、可扩展性，并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的谋码率,网络结构简单，组网非常灵活，可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。当 然全光网络的发展并不可

11、能独立于众多通信技术，它必须要与因特网、ATM网、移动通信 网等相融合。目前全光网络的发展仍处于初期阶段，但已显示出良好的发展前累。从发展趋 势上看，形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层，建立纯粹的全光 网络，消除电光瓶颈已成未来光通信发展的必然趋势，更是未来信息网络的核心，也是通信 技术发展的最高级别，更是理想级别。四、结语光通信技术作为信息技术的重要支撑平台，在未来信息社会中将起到重要作用。在国内 各研发机构、科研院所、大学的科研人员的共同努力下，我国已研制开发了一些具有白主知 识产权的光通信高技术产品，取得了一批重要的研究与应用成果。这些研究工作和突出成果 为OTIME

12、（光时代）计划的实施奠定了坚实的基础，有望在卩|一五”期间取得更多的成果， 为我国的信息基础设施建设做出贡献。参考文献：1、赵兴富，现代光纤通信技术的发展与趋势电力系统通信J1.20052、韦乐平，光纤通信技术的发展与展望.电信技术J. 20063、李土权，崔敏等译.光纤通信（第三版）M.北京：电了工业出版社，2（X）24、陈才和.光纤通信M.北京：电了工业出版社，20045、孙学康，张金菊.光纤通信技术M.北京：人民邮电出版社，20046、胡先志，张世海等.光纤通信系统工程应用M.武汉理工大学出版社，2003课程设计成绩评定表学生姓名孙萌专业班级通信工程09级1班浅谈光纤通信技术发展的现状及趋势设计题目指导教师评语及意见:指导教师评阅成绩： 指导教师签字：年 月 日注：此表装订在课稈设计Z后。