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近些年来,最为流行与最受关注的通信技术可以说是光纤通信技术、卫星通信应用技术以及无线通讯技术。而光纤通信技术在这三种支柱性通信技术中,所涉及到的领域技术最为广泛,这是由于光纤通信技术有着非常多的显著优势与实用特性。
1.1 实用性强、频带宽、容量大
一般光纤能够利用的频宽数量大概可达50000GHz,并且其传输损耗低、实用性强。自1987年我国投入使用时,其就能以1.7Gb/s的一对光纤就能同时对两万多路电话进行传输;2.4Gb/s时,同样也能对三万多组电话进行传输。其频宽能力强大,不仅仅是数据承载通信容量大,而且还能够满足宽带营运实施的综合性业务流转,协调于综合业务宽带的利用效率与开发,如其能够满足数字网B-ISDN发展的需求。
1.2 信号光功率损失小,中继距离长,成本低
由于光纤本身的损耗程度一般低于0.2dB/km,这和其他传输媒介的损耗程度比较而言,光纤传导的信号功率损失程度非常小,也就是说其满足一定的比特率要求的光接收机灵敏度很高,即满足系统误比特率要求的最低接收光功率越小,中继距离就越长。其中其存在的最大中继距离可能高达上千米甚至是上万米,这对光纤通信传输系统所投成本的稳定性,以及实现传输可靠性的现实意义来说,非常重要。
1.3 抗电磁干扰
光纤自身是绝缘体材料,本身不受高空电离层的强度环境变化与雷电或是太阳表面黑子变化活动的干扰,也不受电路系统高压馈电线与相关设施、设备的诸多方面干扰。总的来说,光纤传导受电磁干扰的特性以及受其他方面干扰自身传导通信功能的可能性很小。
1.4 光波传输良好,即保密性好
光波当在光缆中运行传输时,由于自身材料的传导性能,使其光波在传输过程当中也就很难外泄出来,即使存在外漏现象,也很微弱,是在正常损益范畴之内。所以有时对于光纤表面上会上一层消除光谱色散损耗的消光剂。从而使波形因为客观性其他原因引起的失真外泄现象大幅度降低,也使系统传输信息的保密性程度提升了。
2、光纤通信技术的发展趋势
2.1 向超高速系统的发展
目前10Gbps系统已经大量应用于网络。10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感,而已经铺设的光缆并不能都能满足开通和使用10Gbps系统,在开通前都要进行实际测试,经验证合格后才能安装开通。它的发展方向是转向光的复用方式。光复用方式有很多种,但目前只有波分复用(WDM)方式被大规模商用,而其他方式还处于试验研究阶段。
2.2 向超大容量WDM系统的推进
WDM传输系统理论的基本思路是将诸多波长信号放在同一芯光纤上进行有效传输,这样会使光纤的传输承载能力大幅度提升。鉴于现代通信技术对WDM技术领域上的相关研究与市场上助力性推动,波分复用体系的建设开发已经迈向于快速、高速的发展阶段。当前在全球范畴内,所敷设的应用通信系统已多达3000个,并且非常实用性的系统承载容量最大限值已经达到320Gbps(2×16×10Gbps)的程度。另外,美国朗讯企业已经逐步向全球范畴内推出多达80个波长的WDM应用系统,总量覆盖程度的应用最高水平达到了200Gbps(80×2.5Gbps)到400Gbps的应用程度。而实验室的研究水准也已经初步达到了2.6Tbps。所以在未来的领域技术研究中,可行性的实用系统承载容量绝对会达到1Tbps 的普遍应用化水准。
3、实现光联网
虽然上述WDM传输系统的应用波分复用的整体技术水平在承载传输容量上有所体现,它的应用价值以及研究程度上都非常理想,但是在对于点到点之间的通信上的灵活性质还是相对不太理想。鉴于此,我们可以展开构思,如果在光路上的传输应用能够实现像SDH在传导电路上的分插功能与交叉功能连接的话,无疑会增加光纤通信技术领域的新的能动性潜力。所以根据早期提出这一构建思路,相关西方发达国家诸如美、日、欧等国家,对光联网的承载传输容量以及为了满足未来承载的网络业务多样性,加大节点数目量,都展开相关的研究、预研工作,投入了相当多的人力、物力、以及财力进行研究。由此可见,光联网的发展趋势照SDH电联网相比,已经率先踏出了一步,这也就使得未来国家骨干网以及核心网的传输容载能力大大加强了,同时未来也将会实现一个透明程度与灵活程度都非常高的光网络。
4、光接入网
近些年以来,网络变革的实效发展和巨大变化,使通信技术的交换、传输变更了好多代。在不久的未来,骨干网与核心网将会成为数字化、集成化以及网络智能化的应用网络。但是,目前带宽接入网依然是双绞线铜线占主要地位。两者技术上存在着很大的不同,制约着全网的建设与发展,使网络的建设发展也走向了平台期。因此,为了能有效解决这一瓶颈,就必须大力发展光接入网技术。
5、结语
总之,光纤通信技术是一项主流信息传输技术,它的实用性、成本节能性以及信息承载容量性都非常顽强与强大。相信在不久的未来,光纤通信技术的发展前景一定会更加广阔。
参考文献
[1]何召舜.浅论光纤通信技术的特点和发展趋势[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2010,(03).
关键词:光纤通信 特点 发展现状 热点技术 未来趋势
一、前言
光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。光波和无线电波同属电磁波,但光波的频率比无线电波的频率高,光波按其波长长短,依次可分为红外线光、可见光和紫外线光。光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。1966年,美籍华人高锟,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,引起了人们的关注和重视。四十几年的发展先后经历了五代光纤通信系统,而今随着互联网业务的蓬勃发展,移动业务的持续高速增长,IPTV业务蓄势待发,世界网络带宽需求的日益增长,这些业务的发展对光网络提出了更高的要求。
二、我国光纤通信现状
光纤通信是我国高新技术中与国际差距较小的领域之一。光纤通信由于其具有的一系列特点,使其在传输平台中居于十分重要的地位。虽然目前移动通信,甚至卫星移动通信的热浪再现高波,但Telecom99的展示说明,光纤通信仍然是最主要的传输手段。今年5月以来,随着第lO届光网络研讨会“2010年光通信论坛暨第三届FTTx发展战略咨询会”等一系列行业高层会议的密集举办,国内光通信市场一时成为人们关注的焦点,无论是运营商、光通信设备厂商,还是业界专家和广大用户都对当前和未来我国光通信市场的发展抱以乐观的态度,国内光通信市场将进入一段新技术不断涌现、新产品加速应用的景气发展时期。
三、光纤通信发展热点技术
近年来,光纤通信技术基本成熟,业务需求相对不足。未来传输网络的最终目标,是构建全光网络即在接入网、城域网、骨干网完全实现“光纤传输代替铜线传输”。基于全光网络构架有很多核心技术,它们将引领光通信的未来发展。下面着重介绍ASON、FTTH、DWM、RPR这四项热点技术。
1.ASON
ASON是一种光传送网技术。无论从国内研发进展、试商用情况,还是从国外的发展经验来看,国内运营商在传送网中大规模引入AS0N技术将是必然的趋势。目前的产品和市场状况表明,ASON技术已经达到可商用的成熟程度,随着3G、NGN的大规模部署,业务需求将进一步带动传送网技术的发展,预计2012年ASON将得到更加广泛的商用。目前ASON在路由、自动发现、ENNI接口等几方面的标准化工作还不完善,这成为制约ASON技术发展和商用的重要因素。
2.FTTH
FTTH是下一代宽带接人的最终目标。实现FTTH的技术中,EPON将成为未来我国的主流技术,而GPON最具发展潜力。EPON采用Ethernet封装方式,所以非常适于承载IP业务,符合IP网络迅猛发展的趋势。EPON作为“863”计划重大项目,并在商业化运作中取得了主动权。GPON比EPON更注重对多业务的支持能力,因此更适合未来融合网络和融合业务的发展。但是它目前还不够成熟并且价格偏高,还无法在我国大规模推广。
3.WDM
WDM突破了传统SDH网络容量的极限,将成为未来光网络的核心传输技术。按照通道间隔的不同,WDM可以分为DWDM(密集波分复用)和日子CWDM(稀疏波分复用)这两种技术。DWDM是当今光纤传输领域的首选技术。未来DwDM将在对传输速率要求苛刻的网络中发挥不可替代的作用。相对于DWDM,CWDM具有成本低、功耗低、尺寸小、对光纤要求低等优点。电信运营商将会严格控制网络建设成本,这时CWDM技术就有了自己的生存空问,它适合快速、低成本多业务网络建设。基于WDM应用的巨大好处及近几年技术上的重大突破和市场的驱动,波分复用系统发展十分迅速。
4.RPR
随着标准化工作的开展和市场的进一步扩大,RPR必将成为未来重要的光城域网技术。
弹性分组环(ResiljentPacketRing,RPR)是一种新型的网络结构和技术,由于其集IP的智能化、以太网的经济性和光纤环网的高带宽效率和可靠于一身,是为下一代MAN的要求而设计的。在标准化方面,IEEE802.I7fl9RPR标准已经被整个业界认可,而国内的相关标准化工作还在进行中。未来RPR将主要应用于城域网骨干和接入方面,同时也可以在分散的政务网、企业网和校园网中应用,还可应用于IDC和ISP之中。
四、光纤通信的发展趋势
1.未来趋势
互联网发展需求与下一代全光网络结合将成为未来光纤通信发展趋势。互联网业发展迅速,IP业务也随之火爆。研究表明,随着lP业的迅速发展,通信业将面临“洗牌”,并孕育着新技术的出现。随着软件控制的进一步开发和发展,现代的光通信正逐步向智能化发展,它能灵活的让营运者自由的管理光传输。而且还会有更多的相关应用应运而生,为人们的使用带来更多的方便。以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心,并面向互联网应用的光波技术是目前光纤传输的研究热点。
2.我国光纤通信发展展望
随着我国微电子技术、光电子技术和计算机技术的飞速发展,为光通信技术的发展创造了非常好的条件,使得光通信也得以快速地发展。光纤通信技术在IP技术与电信网的融合方面,目前正在开发基于新的IPoverSDH的标准X.ipos、以及以太网overSDH/WDM的标准X.eos,具有千兆比光接口的核心路由器和边缘路由器。借助于微电子技术、光电子技术和CPU技术的快速进步,中国的光通信技术将会得到更快的发展。我国的光通信技术不仅在国内可以满足网络建设的需求,还将在国际网络中发挥重大的作用。
【关键词】光纤通信;发展;前景
1. 光纤通信概念和特点
光纤通信是以光波为信息载体,通过光纤来传递的一种通信设施。光纤通信的特点:(1)光纤通信容量大;传输距离长;一根细细的光纤可以承载很多个光信息,而它的传输时以光速传播,并且损耗非常小。(2)由于光纤较细,质量轻,所以便于铺设和运输。(3)光纤通信具有抗电磁干扰能力,传输信息不易丢失和失真。(4)信号串扰小、保密性能好;(5)光纤通信用材少,而且不污染环境 。(6)光缆适应性强,寿命比较长。
2. 光纤通信技术的形成
2.1早期的光通信。
光无处不在,这句话毫不夸张。在人类发展的早期,人类已经开始使用光传递信息了,这样的例子有很多。打手势是一种目视形式的光通信,在黑暗中不能进行。另外,3000多年前就有的烽火台,直到目前仍然使用的信号灯、旗语等都可以看作是原始形式的光通信。望远镜的出现则又极大地延长了这类目视形式的光通信的距离。这类光通信方式有一个显著的缺点,就是它们能够传输的容量极其有限。近代历史上,早在1880年,美国的贝尔(Bell)发明了“光电话”。光电话并未能在人类生活中得到实际的使用,这主要是因为当时没有合适的光源和传输介质。然而,我们不得不说,光电话仍是一项伟大的发明,它的出现证明了用光波作为载波传输信息是可行的,因此,把贝尔光电话称为现代光通信的雏形毫不过分。
2.2现代光纤通信技术的形成。
随着社会的发展,信息传输与交换量与日俱增,传统的通信方式已不能满足人们的需要。为了扩大通信容量,通信方式从中波、短波发展到微波、毫米波,这实际上就是通过提高通通信载波频率来扩大通信容量的。继续提高频率,达到光波波段,用光波作为载波进行通信,通信容量将大大超过传统通信方式。要发展光通信,最重要的问题就是要寻找适用于光通信的光源和传输介质。1970年,光纤和激光器这两个科研成果同时问世,拉开了光纤通信的帷幕,所以我们把1970年称为光纤通信的“元年”。
2.2.1光源。
1960年,美国的梅曼(T.H.Maiman)发明了红宝石激光器,它可以产生单色相干光,使高速信息的光调制成为可能。和普通光相比,激光具有波谱宽度窄,方向性极好,亮度极高,以及频率和相位较一致的良好特性。激光是一种高度相干光,它的特性和无线电波相似,是一种理想的光载波。但是,红宝石激光器发出的光束不容易耦合进光纤中传输,其耦合效率是极低的,因此需要研制小型化的激光光源。1979年美国电报电话(AT&T)公司和日本电报电话公司研制成功发射波长为1.55 的连续振荡半导体激光器。激光器的发明和应用,使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。
2.2.2传输介质。
2.2.2.1大气。
1961~1970年,人们主要研究利用大气传输光信号。美国麻省理工学院利用He-Ne激光器和 激光器进行了大气激光通信试验。试验证明用承载信息的光波通过大气的传播实现点对点的通信是可行的,但是大气传输光通信存在很多严重的问题:(1)通信能力和质量受气候影响十分严重。(2) 大气的密度和温度很不均匀,造成折射率的变化,加上大气湍流的影响,光束位置可能会发生偏移和抖动。(3)大气传输设备要求设在高处,收、发设备必须直线可见。这种地理条件使得大气传输通信的适用范围具有很大的局限性。
2.2.2.2光纤。
为了发展光通信技术,人们又考虑和尝试了各种传输介质,其中包括利用玻璃材料制成光导纤维来传输光信号,但是当时最好的光学玻璃材料的损耗在1000dB/Km以上,这么高的传输损耗根本就无法用于通信。1966年,美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表了关于传输介质新概念的论文,指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径,奠定了光纤通信的基础。1970年,光纤研制取得了重大突破。美国康宁(Corning)公司研制成功损耗20dB/Km的石英光纤。与此同时,为促进光纤通信系统的实用化,人们又及时地开发出适用于长波长的光源,即激光器、发光管和光检测器。应运而生的光纤成缆、光无源器件、性能测试及工程应用仪表等技术的日趋成熟,都为光纤光缆作为新的通信传输媒质奠定了良好的基础。1981年以后,世界各发达国家将光纤通信技术大规模地推入商用。历经20余年的突飞猛进的发展,光纤通信速率已由1978年的45Mbit/s(例如美国MCI于1991年开通了Chicago至St.Louis全长275英里的4×10Gbit/s的商用光纤通信系统等)。
3. 光纤通信技术发展的现状
3.1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。
3.2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。
4. 光纤通信发展趋势及前景
(1)超高速系统:传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用(TDM)方式进行,而如今要满足社会发展需要,光纤通信应该按照光的时分复用方式进行。
(2)超大容量WDM系统:如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一路光纤上传送,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。
(3)全光网络:WDM波分复用技术的实用化,提供了利用光纤带宽的有效途径,使大容量光纤传输技术取得了突破性进展。点到点之间的光纤传输容量的提高,为高速大容量宽带综合业务网的传输提供了有效途径,而传输容量的飞速增长对现存看交换系统的发展产生了压力。全光网络是指信号只是在进出网络时才进行电/光和光/电的变换,而在网络中传输和交换的过程中始终以光的形式存在。因为在整个传输过程中没有电的处理,所以PDH、SDH、ATM等各种传送方式均可使用,提高了网络资源的利用率。
5. 结束语
光纤通信的应用给人们带来了一场信息的革命。是整个社会进入了一个信息高速发展的时代。而光纤通信带给我们的不仅仅是高速,还有更为客观的前景,它将带给我们无尽的方便。电话网络系统,电视网络系统和计算机网络系统在不远的未来,必将由于光纤通信的高速发展而完美的结合起来,那将是光纤通信给人们带来的第二次震撼。
参考文献
[1]刘增基,周洋溢,胡辽林,周绮丽编著.光纤通信.西安:西安电子科技大学出版社,2001.8.
[2]Joseph C,Palais著;王江平等译.光纤通信(第五版).北京:电子工业出版社,2006.1.
近年来,光纤通信在我们日常生产、生活中的应用越来越广泛,并且受到越来越多人的认可。光纤通信除了具有传输容量大、损耗小、速率高和抗干扰能力强的特点外,还具有自身体积小、重量小的优势,由此为光纤通信的良好发展前景奠定了基础。光纤通信自诞生以来,其传输效率及质量不断提高,光纤到户是光纤通信发展的代表成果,本文笔者将对光纤通信中光纤到户分别从应用现状和发展两方面进行阐述,以不断深入了解光纤通信技术的应用,从而促进我国光纤通信产业的快速、稳定发展。
一、光纤通信技术概述
光纤通信技术始于1880年,在其发展过程中,不断取得惊人的里程碑,从初始的传输容量到2000年已增加至1万倍,并且每年的光纤用户也在不断的增加,直至当今光纤通信已被普遍应用于社会生产、生活中。
光纤通信,全称光导纤维通信,即通过光导纤维来传输信号,从而实现信息传递、传播的一种高速率、大容量的通信方式。光纤通信从其本身来讲,主要由光纤光缆、光交换传输、光有源器件及光网络等组成,具有体积小、重量轻、损耗小、容量大、速率高及抗干扰能力强等多种优势与特点,是我国通信产业和市场的发展趋势。
二、光纤通信技术应用现状
1、光纤接入技术
在当今信息通信网络中,光纤接入技术与通信网络中的主干传输网络一并视为信息传输通信的关键性环节。光纤宽带接入网是信息传输的最后一站,也是最贴近信息使用者的重要阶段,其中按照光纤接入到达位置的不同,可分为不同类型的应用,光纤到户就是其中的一个组成部分。
光纤到户英文缩写为ftth,它为光纤宽带提供全光的接入方式,正因为如此,光纤到户可以充分利用自身光纤的宽带特性,本文由收集整理传输大容量、高速率的宽带信息。就目前来讲,光纤到户的应用主要有两种,一种为光纤无源接入技术,另一种为光纤有源接入技术。光纤无源接入技术,即指一点到多点xpon技术;光纤有源接入技术,即指点对点的xpon技术。光纤接入技术在信息通信中的应用,打破了传统信息传输能力的通信网瓶颈问题,从而最大程度的激发了信息通信网络中城域网和核心网的传输容量潜力。通常光纤接入技术,与sdh、atm和以太网等多种技术相结合使用,并产生gpon、apon和epon。与此同时,产生的不同技术将用于信息传输的不同阶段,如gpon主要用于电路交换性的业务支持,epon主要起到信息传输的点对多点的连接作用,同时光纤到户技术中也不可缺少epon技术。相比于gpon和epon,apon则因atm的技术问题遇到发展问题,对于此种状况,通过时间表明可使用sdh来代替,然而庞大的费用和复杂的技术,使apon技术的发展受到了一定的限制。
2、波分复用技术
波分复用技术,可简记为wdm,其工作原理和优势为能够充分运用单模光纤低损耗区带来巨大的带宽资源。光纤信息传输过程中,可根据不同信道光波的波长将其划分为不同的信道,此时光波需要充当传输信号的载体,同时在信号发射端使用合波器整理不同波长的光载波信号,并将其集合起来发送信息,另外在信号传输的接收端,仍然使用合波器将传输光载波信号分别区分开来。在此过程中,不同长度信道光波长度形成的不同光载波信号可以看做是不同的独立的个体,即实现在一根光纤中不同光信号的复用传输。近年来,波分复用技术不断完善,如现如今的wcdmm技术,即粗波分复用技术,它的传输通过波分复用技术的的集体发送和划分,使其在传输范围为80km内的性价比达到最高,由此也受到了多数光纤通信使用者的好评与认可。
三、光纤通信技术的发展前景与趋势
1、光纤到户。
光纤到户是光纤通信产业中的重要发展成果,即将通信用光网络单元安装在需求者所在的区域(居家/企业),实现光接入网通信的最终目的。我国是通信大国,而光纤通信又是整个通信网络的重要组成部分,且具有自身独特的优势与特点,为此光纤通信在我国通信产业中占有重要的市场。本文笔者对发展光纤到户通信的的意义和发展前景、趋势进行分析与论述,发展、普遍我国光纤到户通信,应充分了解并掌握其市场意义与发展趋势和前景。
(1)、光纤到户通信具有重要市场意义。首先,光纤到户是实现三网融合的可行通信媒介,是最终实现三网融合的有效、可行办法。传统的信息通信是由各个运营商所掌控,由此造成利益性的运营质量差、效率低等,此种现象阻碍了我们通信产业的发展与进步,而通过光纤到户实现的三网融合,可在满足运营商利益的同时,更好的满足信息通信使用者的需求,使信息通信质量更高、有效性更高、容量更大;其次,光纤到户通信可带动与其相关产业的发展,如信息产业、光电子产业、网上业务和服务业务等。对于信息产业和光电子产业,管线到户通信都有涉及,这是因为要实现光纤到户需建立相应的光纤网,此时就需要大量的光纤、相应的系统设备和光电原、器件等;另外,光纤到户通信也将在一定程度上提高社会生产、生活效率,因为光纤到户将为不同地点、不同职业、不同需求的人提供一个交流、会议及服务的平台,从而在一定程度上提高办事效率和经济效益。
(2)、光纤到户通信的发展前景与趋势。目前,光纤到户通信的过程中局部结合了光纤无源光接入技术光纤无源接入技术的应用,给光纤到户带来了巨大的变革。光纤无源光接入技术,简称pon,在光接入网络系统中起着调度动态带宽和提供良好组播的重要作用。光纤无源光接入技术与其他相关技术相比,具有传输容量大、距离长、故障率低及寿命长等多种优势。经实践证实,光纤无源光接入技术解决方案可如下图所示:
光纤无源光接入技术应用解决方案
除上述外,对于光纤到户接入的建设,应积极做好相关工作。第一,光纤接入网的到户建设应紧密的结合实际,通常主干光纤多采用pon、sdh,配线光缆多采用pdh、pon;第二,光纤通信中光纤到户的建设逐步向着规范化的建设施工规范发展,这将有效保证光纤到户的接入质量。同时,立足于网络发展的角度,光纤到户应以voip为明确的主推方式,以满足光纤到户接入建设。
2、全光网络
目前我国在局部上已经实现了光网络通信,即通信网络中节点之间的全光化,并没有实现通信网络的整体全光化,例如在网络结点出仍有电器件的存在,这将在一定程度上限制信息传输的容量和速率,为此全光网络是光纤通信的重要发展趋势。全光网络的实现,应使用光结点代替传统的电结点,其中网络节点之间也是光节点。全光化的信息传输网络,将有利于提高信息传输容量、速率和可靠性,降低误码率,从而促进我国光纤通信的稳步发展。
[关键词]光纤通信技术;主要特点;历史现状;发展趋势
光纤通信技术作为优良的传输媒介,主要是以光线作为主要传输介质,并由1014hz数量级频率的光波作为载波进行通信。以其高传播速率、大容量的通信特点,向世人展示着它的优越性,一跃成为了我国现阶段最核心的信息传输技术。以下就针对光纤技术历史、特点、发展等几个方面来介绍光纤通信技术的高效优越性,同时介绍了光纤链路的现场测试。
1.光纤通信技术
光纤通信技术,是指将光作为传播载体,用光纤进行信息传输的通信方式。利用光纤本身的特点将这种光导纤维作为传输媒介进行通信。光纤,是由两部分组成的,包括内芯和包层。内芯一般只有几微米到几十微米,外层的包层是为了保护内部的光纤内芯。现代通信技术上使用的并不是一根一根的光纤,而是由众多光纤聚合而成的光缆。由于光纤的主要制作材料为玻璃,所以,有电气绝缘的特点,省去了接地回路的考虑因素,再加上光纤很细,占用的体积比较小,所以大大节省了空间,而且在光纤中进行传输的光波,也不容易出现信息泄露。光纤通信技术的问世,是电信史上迈出的最有力的一步。
2.光纤通信技术的历史与现状
1966年,美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)提出可以使用光纤应用于通信当中,这一提出,对社会、已经整个通信技术产业产生了巨大的影响,掀起了一场通信技术革命。1970年,美国康宁公司成功研制出损耗为20dB/km的光纤,意味着光纤通信技术的开始,光纤时代正式到来。1977年,第一次光纤通信实验在美国芝加哥试验成功,采用多模光纤实现了相距7000米的两电话局之间的简单通信,由此,第一代光纤通信系统诞生,为8.5微米波段的多模光纤。1981年,推出了1.3微米多模光纤的第二代光纤通信系统。1984年,单模时代到来,实现了1.3微米单模光纤的第三代光纤通信系统。之后,80年代中后期,1.55微米单模光纤的第四代光纤通信系统诞生。后来,采用光波的光分复用技术用来提高传输速率,将光波进行放大以便增长传输距离的作用,这也就是第五代光纤通信系统。
3.光纤通信技术的主要特点
3.1频带宽,通信容量大。光纤通信技术利用的是光波的调制性能以及调制方式,同时还包括光线的色散特性,这些都使光纤拥有比铜线和电缆都要大很多的传输带宽,针对单波长光纤通信系统来说,为了弥补终端设备瓶颈效应而导致的光纤带宽发挥不到极致的缺点,现在的通信过程中往往采用服用技术来提高传输容量。现阶段的光纤通信技术利用的是密集的波分复用技术,这项技术投入使用后,大大的提高了光纤通信的传输容量,。现在的单波长光纤通信系统的传播速率已经可以达到2.5Gbps到10Gbps。
3.2损耗低,中继距离长。对于目前的通信传输媒介来说,商品石英光纤的损耗是同等其他传输媒介中损耗最低的,一般来说,商品石英光纤损耗可低于0~20dB/km。非商品石英光的损耗更低,若采用这种极低损耗的光纤,可以更好的降低损耗,加大无中继距离,减少中继站数。这对于长途传输线路来说是尤为重要的,通过减少中继站数来降低系统成本以及系统的复杂程度,带来更好的经济效益,更大程度的提高通信系统的性价比。
3.3无串音干扰,保密性好。作为传播媒介来说,最为重要的就是其保密性。传统的电波传输,会导致过程中电磁波的流失泄露,从而导致传输通道的相互传荣,不仅仅传播效率差,干扰多,而且安全保密性等不到保证。利用光波在光纤传播的通信技术,则不容易被窃取通信内容,提高保密性。因为光纤是光波的光信号在光纤中进行传播,有不透明的包层环绕,泄露的都会被包层吸收,就算泄露,也是只有非常微小的一部分。相对于其他媒介来说更轻便、柔软、易于铺设,成本较低。同时还拥有防窃听、保密性能卓越的特点。
3.4抗电磁干扰能力强。因为大部分的光纤通信中使用的都是石英光纤。适应是一种绝缘体材料,不容易被腐蚀,而且绝缘性能绝佳,因此造就了它非常强大的抗电磁干扰能力,。使石英光纤不容易受到自然界雷电、太阳黑子、电离层等等各种客观因素的影响与干扰。由于它不受环境影响的特点,使其可以在各个领域都得以使用,无论是与高压输电线和电力道题复合作为光缆,还是在强电领域的电力传输线路以及电气化铁道,甚至在军事领域上,它免除电磁脉冲的特点也得到了很好的利用。除以上谈到的特点之外,光线本身还具有很多特点:轻便、柔软、原材料丰富、易于铺设、成本低廉、温度稳定性高,使用寿命长等等。
4.光纤通信技术的发展趋势
4.1SDH系统。传统的客户信号一般是TDM的连续码,例如PDH、SDH等。但是为了满则更好的电路交换信息的传输要求,以及飞速发展的科学技术,尤其是在计算机网络盛行的时代,传输的数据也在不断增大中,若一味的采用分组信号,不仅稳定性低,传输速率和效果也很难跟上,这也成为了光纤通信的一个大麻烦,在传输此类信号类型的问题上,还是需要逐步解决的难题。
4.2信道容量。光纤通信的信道容量从155Mb/s发展到lOGb/s,其通信系统也从PDH系统发展到SDH系统,现阶段,4OGB/s的信道容量已实现了商品化。。但是,这样还是无法满足现阶段人们使用的而需求,更大信道容量的通信技术等待开发。采用电的时分复用系统来扩容已经到了瓶颈阶段,无法再突破,所以更好的利用波分复用(WDM)才是夸大信道容量的基本思路目前,160Gb/s(单波道)系统已经试验成功,但是还不能完全投入使用,还需要制定相关规定标准,同时我国还要为研究更大信道容量的通信技术而努力着。
4.3传输距离。传输距离一直是通信技术的软肋,如何更好的提高传输距离也是我国近几年一直在研究的问题。虽说光纤的传输距离越远越好,但是,增大传输距离后的传输效果也是需要注意的,所以在光纤放大器投入使用后,我国也正在研究由减少中继站数目,提高无中继距离,从而加大传输距离的更卓越的方法。
4.1向城域网发展。光纤传输为了实现更大的覆盖面积,也为了提供更多的客户服务,证由干网向这城域网发展,这样推行至城域网后,光纤传输将逐渐靠近业务节点,不仅仅更加靠近用户,还同时提供了信息安全传输的保证,为更多的用户带来了更好的传输功能。为了满足更为广泛的用户要求,光纤通信姜会作为主流传输信息手段进行逐步的发展,为用户提供带更多便利的服务。
综上所述,以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心的通信技术是我国通信技术产业发展的方向。然而,光纤通信技术作为一种非常重要的现代信息传输技术之一发挥着极大的作用,朝着以后的信息社会的发展模式,最终,光纤通信技术必然会代替其他的通信传输技术,成为以后通信产业领域的主流,我国也会为更好的利用光纤通信来提高我国的通信技术水平而奋斗。因此,无论是时代还是社会的信息化推动下,光纤通信都有拥有更好的发展前景和发展空间。
参考文献
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[2]何淑贞,王晓梅.光通信技术的新飞跃[J].网络电信.2004.(2).