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光纖通信的概念范文第1篇

【關(guān)鍵詞】光纖通信；波分多路；光纖色散；新技術(shù)；應(yīng)用前景

隨著科技的不斷進步，人們對物質(zhì)和文化的要求不斷提高，如今我們的社會即將進入4G時代，人們對網(wǎng)絡(luò)的要求越來越高，光纖通信技術(shù)光纖通信自從問世以來，給整個通信領(lǐng)域帶來了一場革命，它使高速率、大容量的通信成為可能。光纖通信由于具有損耗低、傳輸頻帶寬容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優(yōu)點而備受業(yè)內(nèi)人士的青睞，發(fā)展非常迅速。在現(xiàn)代社會，光纖通信越來越多地與另一種通信方式―計算機通信聯(lián)系在了一起，二者一同成為辦公自動化，局域網(wǎng)辦公，網(wǎng)絡(luò)資源共享，社區(qū)網(wǎng)絡(luò)通信甚至是建設(shè)信息高速公路的核心技術(shù)。這兩種技術(shù)也成了當下的熱門研究課題。

一、主要目標與工作

本文首先是對什么是光纖的介紹，主要特點和概念，現(xiàn)實生活中光纖通信技術(shù)的應(yīng)用，光纖的幾種主要分類方式以及其主要的性能，光纖通信新技術(shù)的理論研究和主要特點及其方面的概念，其中主要包括光纖通信波分復(fù)用技術(shù)、光纖接入技術(shù)以及光傳輸與交換技術(shù)，還有對光纖通信新技術(shù)的應(yīng)用前景的研究，通過在對信息業(yè)務(wù)種類和數(shù)量需求的增長趨勢調(diào)查分析現(xiàn)代通信中的一些需求、通信擴大建設(shè)對光纖技術(shù)發(fā)展的原則性要求分析、光纖通信新技術(shù)近年研究實驗和應(yīng)用的進展趨向的研究、光纖通信在各種通信網(wǎng)中應(yīng)用各有不同的考慮等各方面的研究去了解和探討光纖通信技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用前景的研究

二、光纖通信

（一）光纖通信的概念

1.定義。所謂光纖通信，就是利用光纖來傳輸攜帶信息的光波以達到通信之目的。要使光波成為攜帶信息的載體，必須對之進行調(diào)制，在接收端再把信息從光波中檢測出來。

2.組成。主要由電端機、光端機、光纖、中繼器等組成。通信是雙方向的，現(xiàn)在僅以一個方向為例，說明其工作的主要過程。一個方向包括6個部分，即電發(fā)送側(cè)、光發(fā)送側(cè)、光纖、中繼器、光接收側(cè)、電接收側(cè)。電發(fā)送側(cè)和電接收側(cè)屬于電端機（多路調(diào)制解調(diào)設(shè)備），同理，光發(fā)送側(cè)和光接收側(cè)屬于光端機。此外還有一些附屬設(shè)備，如光纖配線架等。

3.光纖的組成。光纖是通信系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)，是由兩種不同折射率的石英玻璃（SiO2）在高溫下拉制而成的。作用是傳輸光信號，外層為包層，作用是使光信號盡可能封閉在纖芯中傳輸，為了將信號限制在纖芯中，必須在纖芯和包層的界面實現(xiàn)

（二）光纖通信的特點及其問題

1.特點。光纖通信與其它通信手段的主要區(qū)別有兩點，一是載波頻率很高；二是用光纖作為傳輸介質(zhì)，其優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）信道帶寬極寬，傳輸容量大。（2）中繼距離長。（3）抗干擾。（4）保密性好。（5）節(jié)約有色金屬。

光纖本身也存在一些缺陷。光纖在生產(chǎn)過程中光纖表面存在微裂紋，從而使光纖的抗拉強度低；光纖的連接必須使用專門的工具和儀表，光分路、耦合不是十分方便，光纖彎曲半徑不能太小等，這些缺陷的影響在實際工程和維護工作中都可以避免或解決。

2.光纖通信的基本問題。衰減和色散是因光纖特性而導(dǎo)致的光纖通信系統(tǒng)的基本問題，在傳輸光信號功率較時，光纖的非線性效應(yīng)影響則不能忽略。

衰減指的是光信號功率在光纖傳輸過程中的損耗，它是由光纖特性決定的，也稱為光纖衰減。光纖衰減是光纖最重要的特性之一，它在很大程度上決定了在無需信號放大和再生的條件下，光發(fā)射機和光接收機之間所允許的最大距離。由于光放大器、光中繼器的制造、安裝及維護費用較高，光纖衰減成為整個系統(tǒng)成本的決定性因素之一

（三）光纖通信的分類及性能指標

1.光纖的分類。光纖主要分以下兩大類：（1）傳輸點模數(shù)類。（2）折射率分布類。

2.光纖通信的性能指標。比特率和帶寬是衡量數(shù)字通信系統(tǒng)和模擬通信系統(tǒng)的主要指標。（1）比特率。（2）帶寬。（3）傳輸距離。（4）通信容量。

（四）光纖通信新技術(shù)

1.光纖通信新技術(shù)的特點。（1）光纖通信的優(yōu)點。通信容量大；抗干擾能力強；光纖尺寸小、重量輕，便于鋪設(shè)和運輸；材料 來源豐富，環(huán)境保護好，有利于節(jié)約有色金屬銅；安全 無輻射，難于竊聽，因為光纖傳輸?shù)墓獠ú荒芘艹龉饫w以外；光纜的適應(yīng)性強，壽命長。（2）光纖通信的缺點。事物都是一分為二的，光纖通信也存在以下缺點：抗拉強度低；光纖連接困難；光纖怕水。

2.光纖通信新技術(shù)的類型。光纖通信技術(shù)從開始推出至今已推出多種不同類型的光纖形式，如短波形光纖、長波形光纖等多種光纖形式。光纖通信技術(shù)在不斷的使用中逐漸代替過去的電纜通信技術(shù)成為主要也是唯一的通信技術(shù)方式，雖然在我國仍然同時使用電纜通信和光纖通信，但是在西方很多先進的國家中，光纖通信已經(jīng)成為主要的通信方式，如歐美的一些國家。隨著光纖通信技術(shù)推廣面積的不斷擴大，在一些方面的運用過沖中出現(xiàn)一些需要盡快解決的問題，影響了通信技術(shù)的發(fā)展。因此，研究出新的光纖通信技術(shù)將具有非常實際的意義。

三、結(jié)語

光纖通信的概念范文第2篇

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù)；超高速系統(tǒng)；光聯(lián)網(wǎng)；IP業(yè)務(wù)

伴隨著科學(xué)技術(shù)的進步和信息時代的到來，世界通信技術(shù)和通信方式都發(fā)生了翻天覆地的變化，致使傳統(tǒng)的通信方式逐漸無法滿足現(xiàn)代化社會發(fā)展需求，取而代之的是以光纖通信為主的新技術(shù)方式。這種技術(shù)方法在信息技術(shù)高速發(fā)展的新時期得到廣泛的應(yīng)用，不僅為人們信息交流提供了方便，還給社會經(jīng)濟的發(fā)展做出了重大貢獻。

一、光纖通信技術(shù)概述

我國是一個人口大國，也是一個通信大國，光纖通信作為現(xiàn)代化通信技術(shù)領(lǐng)域最受關(guān)注的一部分，它正向著高速、超長傳輸距離以及大容量方向飛速發(fā)展。尤其是在當今網(wǎng)絡(luò)化時代，人們對光纖通信技術(shù)的要求也在不斷的提高，同時也促進了光纖通信技術(shù)的飛速發(fā)展。

1. 光纖通信技術(shù)概念

光纖通信是以光作為主要的信息載體，以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。在目前的社會發(fā)展中，這種光纖通信技術(shù)的基礎(chǔ)在于光纖、光源和檢測器，在應(yīng)用的過程中光纖是一個通信媒介和光纖維導(dǎo)體，它是有線通信的一種。光纖通信系統(tǒng)中，作為載波的廣播頻率就如同電波頻率一般，不過它與電波相比較卻又高出了很多，因此具備著傳輸速度快，工作效率高的優(yōu)勢。近年來的社會發(fā)展中，光纖通信技術(shù)得到了大力發(fā)展，也受到人們的高度重視，同時它的應(yīng)用范圍大幅度的擴大。

2. 光纖通信技術(shù)分類

光纖除了在目前按照自身制造工藝、構(gòu)成材料以及化學(xué)特性進行分類之外，在實際工作中還能夠按照實際工作需求和分類要求進行歸納，將其控制在兩種不同的范圍之中。在目前的管理工作中，按照用途我們可以將光纖通信技術(shù)分為通信用光纖和傳感光纖兩種，按照功能則又可以將其分為光波、整形、分頻以及倍頻等多種功能。

二、光纖通信技術(shù)的特點

在我國社會發(fā)展中，光纖通信技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)有二十多年的歷史了，這段歷史中，我國的光纖通信技術(shù)得到了大力的發(fā)展，同時也取得了輝煌的工作成績。光纖通信本身具有著損耗低、傳輸速度快、傳送頻率高以及容量大、體積小、抗干擾能力強的優(yōu)點而得到業(yè)內(nèi)人士的青睞，也迎來了飛速發(fā)展的態(tài)勢。截至目前，這一技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在多個工作領(lǐng)域當中，成為現(xiàn)代化社會發(fā)展中最受關(guān)注和重視的技術(shù)手段。就目前光纖通信技術(shù)的應(yīng)用特點進行分析，其主要有以下幾方面：

1、通信容量大

光纖通信技術(shù)相對于傳統(tǒng)的銅線、電纜通信技術(shù)而言有著傳輸頻率寬、傳輸速度快。對于單波長光纖通信技術(shù)來說，它在應(yīng)用的過程中因為終端設(shè)備中連接了電子屏，因此而產(chǎn)生電子瓶頸效應(yīng)，給傳輸工作帶來一定的困擾和制約。為此在工作中通常都是設(shè)置了相應(yīng)的技術(shù)要求，采用現(xiàn)代化技術(shù)手段來增添光纖的容量，以保證信息傳輸工作的順利開展和進行。

2、低損耗

現(xiàn)如今的通信媒介選擇當中，沒有任何一種通信媒介能夠與光纖相媲美，這主要是因為光纖本身存在著能耗低、材料損耗少的優(yōu)勢，它在制造和生產(chǎn)中不存在任何的銅以及有色金屬，而是由石英構(gòu)成的，為此它有效的適應(yīng)了節(jié)能、環(huán)保的社會發(fā)展大勢要求。這也就意味著光纖通信技術(shù)在應(yīng)用中能夠更好的節(jié)約材料、減少工程施工成本，提高工作效率。

3、抗干擾能力強

因為光纖通信材料都是以石英等材料組成的，它在應(yīng)用的過程中本身具備著良好的絕緣性能和抗腐蝕性能，因此免去了自然界各種腐蝕物和電離子影響。同時，在目前的工作中，這一技術(shù)在應(yīng)用當中能夠有效的抵抗太陽變化和雷電干擾，更是避免了人為因素而引發(fā)的電磁問題。這一點對于強電領(lǐng)域（如電力傳輸線路和電氣化鐵道）的通信系統(tǒng)特別有利。

4、無串音干擾，較好的保密性

在電波傳輸?shù)倪^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(dǎo)結(jié)構(gòu)中，而任何泄漏的射線都被環(huán)繞光纖的不透明包皮所吸收，即使在轉(zhuǎn)彎處，漏出的光波也十分微弱，即使光纜內(nèi)部光纖總數(shù)很多，相鄰信道也不會出現(xiàn)串音干擾，同時在光纜外面，也無法竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔ⅰ３艘陨系娘@著特點之外，它還有光纖徑細、較輕的重量、質(zhì)地柔軟、鋪設(shè)方便等特性；光纖的原材料資源十分豐富，成本較低。由于光纖通信具有以上的獨特優(yōu)點，其不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路中，同時還可以采用于在電力通信控制系統(tǒng)當中，執(zhí)行工業(yè)監(jiān)測、控制的人物，同時也越來越為廣泛地被應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。

三、光纖鏈路的現(xiàn)場測試

1、現(xiàn)場測試的目的

對光纖安裝現(xiàn)場測試是光纖鏈路安裝的必須措施，是保證電纜支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的重要方式。它的目的在于檢測光纖連接的質(zhì)量是否符合標準，并且減少故障因素。

2、現(xiàn)場測試標準

目前光纖鏈路現(xiàn)場測試標準分為兩個類別：光纖系統(tǒng)標準和應(yīng)用系統(tǒng)標準。首先是光纖系統(tǒng)標準：光纖系統(tǒng)標準是獨立于應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場測試標準。其次是光纖應(yīng)用系統(tǒng)標準：光纖應(yīng)用系統(tǒng)標準是基于安裝光纖的特定應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場測試標準。

3、光纖鏈路現(xiàn)場測試

光纖通信應(yīng)用的是光傳輸，它不會受到磁場等外界因素的干擾，所以對它的測試不同于對普通的銅線電纜的測試。在光纖的測試中，雖然光纖的種類很多，但它們的測試參數(shù)都是基本一致的。但由于光纖的特性不受安裝的影響，因此在安裝時不需測試，而是由生產(chǎn)商在生產(chǎn)時進行測試。

四、光纖通信傳輸應(yīng)用展望

今天，人們使用光纖系統(tǒng)承載數(shù)字電視、語音和數(shù)字是很普通的一件事，在商用與工業(yè)領(lǐng)域，光纖已成為地面?zhèn)鬏敇藴?，對于電視?jié)目的廣播，采用的寬帶傳輸系統(tǒng)可以將主站到地方站的所需數(shù)字，通道設(shè)置成廣播方式。

光接入網(wǎng)通信技術(shù)的更進一步發(fā)展?，F(xiàn)存技術(shù)上的接入網(wǎng)依舊是雙絞線銅線的連接，仍然是原始的、落后的模擬系統(tǒng)，而網(wǎng)絡(luò)中的光接入技術(shù)的應(yīng)用使其成為了全數(shù)字化的，且高度集成的智能化網(wǎng)絡(luò)。光接入網(wǎng)通信技術(shù)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(shè)備的開發(fā)和新收入的不斷增加。

五、結(jié)束語

光纖的魅力在于它有極大的寬帶，隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，光纖到戶的成本已降低，在不久的將來就可達到與DSL網(wǎng)一樣的水平，這使FTTH的實用化成為現(xiàn)實，所以說光纖通信將是一個新的亮點，隨之在相應(yīng)技術(shù)的成熟與實用化技術(shù)的支持下，F(xiàn)TTH的未來趨勢是不可阻擋的。

參考文獻

光纖通信的概念范文第3篇

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)光纖 通信技術(shù) 應(yīng)用與發(fā)展

1 概述

信陽電網(wǎng)通信系統(tǒng)在過去相當長的時期內(nèi)，一直依賴電力線載波和微波通信。自2005年逐步引入光纖通信技術(shù)以來，已形成基礎(chǔ)網(wǎng)（光纖、電力線載波、微波系統(tǒng)、接入系統(tǒng)）、支撐網(wǎng)（信令網(wǎng)、同步網(wǎng)、網(wǎng)管網(wǎng)）和業(yè)務(wù)網(wǎng)（數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)、電視電話會議系統(tǒng)、交換系統(tǒng)）組網(wǎng)方式。經(jīng)過多年的建設(shè)，一個2.5Gbit/S的地區(qū)接入網(wǎng)（Access Network）已初具規(guī)模，公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)將于2015年覆蓋全市所有變電站及鄉(xiāng)所等辦公場所，并逐步達到2*10G傳輸容量等級。網(wǎng)絡(luò)按照“分層設(shè)置，統(tǒng)一管理，帶寬共享，分區(qū)操作”的模式建設(shè)、運行和管理，以保障通信網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一性和整體性；并逐步實現(xiàn)省調(diào)直調(diào)220KV以上站點“雙光纜，雙設(shè)備”接入。信陽電網(wǎng)目前主網(wǎng)構(gòu)架500KV河站一座，220KV信陽站、潢川站、蓼城站、茗陽站、曹灣站、彭莊站、弦城站、沙港站、桂園站、葵花站、映山紅站12座和地調(diào)端，建設(shè)一流的信陽電網(wǎng)通信系統(tǒng)光環(huán)網(wǎng)，任務(wù)艱巨，使命光榮。

2 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的幾個基本概念

2.1 PDH準同步數(shù)字體系（Plesiochronous Digital Hierarchy）

在1990年以前，光纖通信系統(tǒng)一直沿用準同步數(shù)字體系（PDH），隨著容量的不斷增大，PDH準同步數(shù)字系統(tǒng)暴露出一些明顯的弱點。由于PDH采用的數(shù)字復(fù)接方法是按比特異步復(fù)接，沒有全世界統(tǒng)一的標準網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口，造成國際互通困難，從而促使SDH同步數(shù)字體系應(yīng)運而生。

2.2 SDH同步數(shù)字體系（Synchronous Digital Hierarchy）

2.2.1 SDH是將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體的新型傳輸體制。SDH同步數(shù)字體系采用以字節(jié)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的矩形塊狀幀結(jié)構(gòu)，按字節(jié)同步復(fù)接，可以將各種速率的PDH信號映射復(fù)用進來，在高速率上采用同步復(fù)用，并建立國際上統(tǒng)一的標準。

2.2.2 ITU―T（國際電聯(lián)）在G.701建議中規(guī)定了SDH的速率等級，同步傳輸模塊STM-N(Synchronous Transport Module Level N)的標準速率為：STM-1：155.520Mbit/s STM-4：622.080Mbit/s STM-16：2488.32Mbit/s STM-64：9953.280bit/s。各種業(yè)務(wù)信號復(fù)用進STM-N幀的過程都要經(jīng)歷映射、定位、復(fù)用三個步驟。

2.3 PCM脈沖編碼調(diào)制系統(tǒng)（Pulse Code Modulation）

PCM脈沖編碼調(diào)制系統(tǒng)屬接入設(shè)備，在數(shù)字通信中把模擬信號按一定的時間抽樣、量化，并用一組二進制碼來表示抽樣脈沖的輻值，這一過程稱為脈沖編碼調(diào)制。其通信的基本過程是：①發(fā)信端的任務(wù)是將模擬信號通過抽樣、量化、編碼后變換為由“0”、“1”碼組成的PCM數(shù)字信號。②再生中繼的任務(wù)是對波型進行修整和再生，最終達到提高通信質(zhì)量和延長通信距離的目的。③收信端的任務(wù)是將PCM數(shù)字信號通過解碼和低通濾波，還原為模擬信號。全世界有兩大體系，即北美與日本的1.544 Mbit/S體系和歐洲的2.048 Mbit/s體系，我國目前采用的是歐洲系列標準2.048Mbit/s。

2.4 WDM（波分復(fù)用）、FDM（頻分復(fù)用）和TDM（時分復(fù)用）

2.4.1 早在2002年，（DWDM）密集波分復(fù)用技術(shù)的引入使系統(tǒng)容量已達1.6Tbit/S，相當于每對光纖傳輸1920多萬路電話信號。現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)中實現(xiàn)大容量與高速化的主要手段就是采用復(fù)用技術(shù)，實現(xiàn)多路信號的同時傳輸。主要采用WDM（波分復(fù)用技術(shù)）。

2.4.2 光波分復(fù)用技術(shù)（OWDM optic Wavelength Division Multiplexing）：

是在一根光纖中能同時傳輸多波長的一項技術(shù)。基本原理是在發(fā)送端將不同波長的光信號組合起來（復(fù)用），在接收端將組合的光信號分解（解復(fù)用）并送入不同的終端。

2．5 EDFA在數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

2．5．1 在光纖通信系統(tǒng)中，隨著傳輸速率的增加，傳統(tǒng)的O/E/O中繼方式的成本迅速增加。長時間以來，人們一直在尋找用光放大的方法來替代傳統(tǒng)的中繼方式，并延長傳輸距離。光放大器能直接放大光信號，對信號的格式和速率具有高度的透明性，使得整個系統(tǒng)更加簡單和靈活。它的出現(xiàn)和實用化，必將引起光纖通信系統(tǒng)中的一場革命。

2．5．2 摻鉺光纖放大器（EDFA：Erbium-Doped Fider Amplifier）是目前性能最完美、技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的光放大器。在光纖通信系統(tǒng)中，EDFA有三種基本的應(yīng)用方式,分別是功率放大器（Power booster）、前置放大器（preamplifier）和在線放大器（in-line amplifier）它們對放大器性能有不同的要求，功放要求輸出功率大，前放對噪聲性能要求高，而線放須兩者兼顧。

2．6 半導(dǎo)體激光二極管（LD）和發(fā)光二極管（LED）

在光纖通信系統(tǒng)中，首先要將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?，最常用的光源是半?dǎo)體激光器和發(fā)光二極管。之所以用半導(dǎo)體光源，是因為：①半導(dǎo)體光源體積小，發(fā)光面積可以與光纖芯徑相比較，從而有較高的耦合效率；②發(fā)光波長適合在光纖中低損耗傳輸；③可以直接進行強度調(diào)制，即只要將信號電流注入半導(dǎo)體激光器或發(fā)光二極管，就可以得到相應(yīng)的光信號輸出；④可靠性較高，尤其是半導(dǎo)體激光器，不僅發(fā)射功率大、耦合效率高、響應(yīng)速度快，而且發(fā)射光的相干性也較好。

3 結(jié)束語

1999年，美國就正式提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念，歐盟在（2009）年制訂了物聯(lián)網(wǎng)歐洲行動計劃，被視為“重振歐洲的重要組成部分”， 2010年我國國家傳感網(wǎng)的設(shè)立，使物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展成為了重大戰(zhàn)略。物聯(lián)網(wǎng)包括物與物互聯(lián)，也包括人和人的互聯(lián)；云計算是物聯(lián)網(wǎng)的一個組成部分，已經(jīng)成為國際新一輪的信息技術(shù)競爭的關(guān)鍵點和制高點。2009年10月（IBM）提出了“智慧地球”，而國際電信聯(lián)盟（ITU-T）給出的物聯(lián)網(wǎng)概念最權(quán)威，并被認為是第三次信息技術(shù)革命。在現(xiàn)代智能電網(wǎng)中，將先進的傳感量測技術(shù)、信息通信技術(shù)、分析決策技術(shù)、自動控制技術(shù)和能源電力技術(shù)相結(jié)合，并與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施高度集成而形成新型現(xiàn)代化電網(wǎng)。而承載這些網(wǎng)絡(luò)信息業(yè)務(wù)的重要手段就是光纖通信技術(shù)，因此，光纖通信技術(shù)在現(xiàn)代社會信息時代具有廣闊的發(fā)展前景和重要的戰(zhàn)略地位。

光纖通信的概念范文第4篇

自1970年美國康寧公司研制成功第一根低損耗光纖以來，光纖通信得到了飛速發(fā)展，光纖通信新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。我國已經(jīng)建成了“八縱八橫”國家一級光纜通信網(wǎng)，現(xiàn)正在大力發(fā)展FTTH。在我國，以光纖光纜生產(chǎn)為上游，以通信用光器件制造為中游，以光交換和光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造為下游的光纖通信行業(yè)已經(jīng)形成，國內(nèi)涉及光纖通信的企業(yè)已達千家。隨著光纖通信在我國的快速發(fā)展，光纖通信行業(yè)對既懂得光纖通信基本理論，又掌握相關(guān)實用技術(shù)的人才的需求日益增長。因此，各大學(xué)的光信息科學(xué)與技術(shù)、通信工程、網(wǎng)絡(luò)工程、光電子技術(shù)、電子信息科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)都開設(shè)了光纖通信方面的專業(yè)課程。2007年，教育部的1、2號文件提出了實施“高等學(xué)校本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程”，要求進一步改革教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神。2010年的《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010－2020年）》中指出“改革教學(xué)內(nèi)容、方法、手段，建設(shè)現(xiàn)代學(xué)校制度”和“支持學(xué)生參與科學(xué)研究，強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)”。根據(jù)文件精神結(jié)合我校電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的光纖通信課程的教學(xué)實踐，我校的光纖通信實驗教學(xué)在實驗儀器和實驗內(nèi)容、教學(xué)方法方面作了以下改革。

1實驗儀器的選擇和實驗內(nèi)容的設(shè)計

光纖通信課程內(nèi)容主要包括：光纖和光纜的結(jié)構(gòu)和類型；光纖的傳輸原理和特性，光纖特性的測量；光源、光檢測器和光無源器件的類型、原理和性質(zhì)；光端機的組成和特性；數(shù)字光纖通信系統(tǒng)；模擬光纖通信系統(tǒng)；光纖通信的若干新技術(shù)；光纖通信網(wǎng)絡(luò)等［1］。從課程的內(nèi)容可以看出，光纖通信是一門實驗性很強的課程，除了理論教學(xué)之外，還需要實驗教學(xué)與之配合。很多大學(xué)都較早地開設(shè)了光纖通信課程，但當時光纖通信的實驗器材都很貴，教學(xué)主要是課堂理論教學(xué)。近幾年國內(nèi)的光纖通信產(chǎn)品的制作技術(shù)逐步成熟，價格逐漸降低，光纖通信實驗教學(xué)才逐步開始。由于受學(xué)時和實驗條件限制，光纖通信課程中實驗教學(xué)的學(xué)時大多數(shù)集中在8～12學(xué)時。實驗教學(xué)內(nèi)容的選取既要與理論教學(xué)內(nèi)容相互協(xié)調(diào)，又要便于學(xué)生操作實驗或者進行演示實驗；既要兼顧基礎(chǔ)性，又要具有系統(tǒng)性和先進性，使學(xué)生在實驗中通過驗證、觀察、分析、操作、運用及科研等實踐，掌握光纖通信課程的基本概念、基本理論和基本技術(shù)，為進一步學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課程及從事通信技術(shù)類工作奠定一定的基礎(chǔ)［2］。我們把光纖通信綜合實驗箱、工程用光纖通信儀器、工程用光纖通信產(chǎn)品、OptiSystem軟件等作為實驗教學(xué)工具，根據(jù)各自特點來設(shè)計實驗教學(xué)內(nèi)容。

1．1光纖通信綜合實驗箱隨著光纖通信課程的開展，國內(nèi)教學(xué)儀器生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)、升級各自設(shè)計的光纖通信實驗箱產(chǎn)品，實驗箱的功能不斷完善，性能不斷提高。光纖通信實驗箱配合光功率計、示波器、2M誤碼儀等可以完成光發(fā)送機實驗、光接收機實驗、光纖線路實驗、光纖通信系統(tǒng)實驗等光纖通信實驗內(nèi)容［3］。由于實驗箱封裝性強、集成化程度高，在實驗教學(xué)方面存在不足［4－6］。

1．2工程用光纖通信儀器隨著國內(nèi)光纖通信技術(shù)的發(fā)展，一些工程用儀器儀表實現(xiàn)了國產(chǎn)化，產(chǎn)品性能完全滿足施工的要求，產(chǎn)品價格也逐漸降低。我校光電子實驗室就購買了中國電子科技集團公司第四十一研究所生產(chǎn)的光纖熔接機、光時域反射計、光纖多用表等產(chǎn)品，再配置橫向開纜刀、縱向開纜刀等施工工具，可以完成光纖熔接實驗、光時域反射計（OTDR）測光纖鏈路特性和插入法測光纖的衰減系數(shù)實驗等。光纖熔接機、光時域反射計比較貴重（每臺套的價格在4．5萬元左右），我們在學(xué)生實驗前集中進行使用方法的講解，近幾年的實驗教學(xué)中沒有出現(xiàn)儀器損壞的現(xiàn)象。通過實驗可以使學(xué)生掌握這些光纖通信行業(yè)常用儀表的使用方法和光纖的特性參數(shù)，還可以鼓勵學(xué)生應(yīng)用這些產(chǎn)品進行光纖彎曲損耗的研究［7］。

1．3工程用光纖通信產(chǎn)品光纖通信實驗箱的實驗方法與實際工程的測試方法有一些區(qū)別，通過已開設(shè)的實驗，學(xué)生難以真正掌握實際工程的測試方法［8］。隨著光纖通信產(chǎn)品制作技術(shù)的成熟，一些產(chǎn)品實現(xiàn)了國產(chǎn)化，價格也比較低。我們的實驗室陸續(xù)購買了杭州億邦的數(shù)字視頻光端機、光纖收發(fā)器、北京的室內(nèi)4芯光纜、富通集團的G．652B光纖、光纖跳線、4芯／6芯中心束管式光纜、光纜終端盒、光纜接續(xù)盒等。工程用產(chǎn)品和儀表結(jié)合可以開展簡單的工程實踐活動，讓學(xué)生體會光纖通信的優(yōu)點和施工，更深刻地理解一些器件的參數(shù)，如光源波長、插入損耗、回波損耗、光纖損耗系數(shù)、接收靈敏度等。在實驗教學(xué)中可以讓學(xué)生對比實驗箱和數(shù)字視頻光端機的圖像傳輸?shù)漠愅?、對比實驗箱與光纖收發(fā)器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)漠愅Ｅ渲霉飧綦x器、光環(huán)行器等光無源器件，可以豐富實驗測試內(nèi)容。

1．4OptiSystem軟件OptiSystem軟件是一款光纖通信仿真軟件，它集設(shè)計、測試和優(yōu)化各種類型寬帶光網(wǎng)絡(luò)物理層的虛擬光連接等功能于一身，從長距離通信系統(tǒng)到LAN和MAN都能使用。軟件具有強大的模擬環(huán)境和真實的器件、系統(tǒng)的分級定義，它有15個器件庫、200多種元件模型。由于受實驗教學(xué)經(jīng)費的限制，高校不可能購買光示波器、光譜分析儀、光波分復(fù)用分析儀等昂貴的工程用儀器來進行實驗教學(xué)，但在學(xué)生具備了一定的實驗經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，可以應(yīng)用OptiSystem軟件來進行仿真實驗。燕山大學(xué)、長春理工大學(xué)等高校已經(jīng)把這個軟件用于科研和教學(xué)工作中［9］。充分利用OptiSys－tem軟件的功能，可以開展仿真實驗、課程設(shè)計、科研實踐等教學(xué)活動，例如可以進行光波分復(fù)用系統(tǒng)設(shè)計、EDFA的增益優(yōu)化、對基于SOA全光波長變換進行模擬等研究［10］。

2教學(xué)方法的研究與改革光纖通信課程起源于工程實踐的需要，我們在教學(xué)中把實驗教學(xué)與理論教學(xué)、工程實踐、科研實踐三者有機地結(jié)合起來，可以達到很好的教學(xué)效果。

2．1實驗教學(xué)和理論教學(xué)相結(jié)合可以利用上面提到的實驗儀器設(shè)計出很多的實驗題目，但是不可把實驗教學(xué)和理論教學(xué)完全分開［11］，要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點來合理安排理論教學(xué)和實驗教學(xué)，例如：對光源、光檢測器、光發(fā)射機、光接收機等內(nèi)容在理論教學(xué)時進行了詳細的討論，在實驗教學(xué)時通過光發(fā)送機實驗、光接收機實驗來進行驗證，從而加深對這部分內(nèi)容的理解和掌握；光纜的結(jié)構(gòu)和類型、光無源器件的參數(shù)和測量方法等內(nèi)容更適合實驗教學(xué)，在理論教學(xué)時作簡單介紹，實驗教學(xué)的效果會更好；對EDFA、WDM、全光波長變換、光孤子通信等光纖通信新技術(shù)內(nèi)容的教學(xué)，可以理論教學(xué)和OptiSystem軟件仿真實驗相結(jié)合，這將提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，能達到很好的教學(xué)效果。對實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題要鼓勵學(xué)生用理論來分析和解釋。

2．2實驗教學(xué)和工程實踐相結(jié)合把通信工程用產(chǎn)品和儀表引入光纖通信實驗教學(xué)中，使實驗教學(xué)和工程實踐結(jié)合起來，學(xué)生可以體會實驗教學(xué)和工程實踐的異同，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)光纖通信課程的積極性。例如我們可以用光纜、尾纖、攝像頭、監(jiān)視器、光端機來進行樓宇安全監(jiān)控的工程實踐。在光纖熔接實驗中，先讓學(xué)生熟練掌握涂敷光纖的熔接，再完成6芯中心束管式光纜在光纜終端盒（或光纜接續(xù)盒）中的連接。當?shù)毓饫|接續(xù)的施工價格30元／芯。把1km長的4芯中心束管式光纜兩端的光纖進行熔接或活動連接，學(xué)生使用光時域反射計（OT－DR）完成相關(guān)測試。學(xué)生在用4路視頻光端機傳輸信號時，用可變光衰減器改變光纖鏈路的損耗，觀察到了視頻信號通路的切換現(xiàn)象，繼而分析了4路電視信號的復(fù)用方式。在實驗教學(xué)中要讓學(xué)生學(xué)會閱讀光纖通信產(chǎn)品的使用說明書，如數(shù)字視頻光端機、光纖收發(fā)器、AgilentHFBR系列光收發(fā)模塊的使用說明書等，提高學(xué)生自學(xué)能力，培養(yǎng)參與工程實踐的能力。在使用光纖通信產(chǎn)品時，我們不僅講解產(chǎn)品的性能和使用方法，還要介紹該產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的基本情況，以及產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售等各個環(huán)節(jié)，讓學(xué)生了解生產(chǎn)企業(yè)和各種職業(yè)崗位，更好地幫助學(xué)生確定職業(yè)理想，做好職業(yè)生涯規(guī)劃，使學(xué)生適應(yīng)用人單位的要求，提高學(xué)生的就業(yè)能力和創(chuàng)業(yè)能力。招聘企業(yè)對我校應(yīng)屆畢業(yè)生會使用光纖熔接機、光時域反射計表示驚訝和認可。通過全新設(shè)計和工程實踐緊密結(jié)合的實驗內(nèi)容的教學(xué)改革實踐，使學(xué)生對光纖通信課程的學(xué)習(xí)興趣明顯增強［12］。

2．3實驗教學(xué)和科研實踐相結(jié)合在教育部2007年的文件中指出：“創(chuàng)造條件，組織學(xué)生積極開展社會調(diào)查、社會實踐活動，參與科學(xué)研究，進行創(chuàng)新性實驗和實踐，提升學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力”。培養(yǎng)本科學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，在專業(yè)課程的教學(xué)中就可以逐步開展，并不一定需要高水平和高難度的課題。例如：在進行光纖損耗特性測量時，鼓勵學(xué)生用電磁場理論分析方法討論精確條件下模式的特征方程和截止條件，用數(shù)值模擬各種模式下光纖中的光場分布，從而理解實驗中為何需要擾模器、濾模器和包層模剝除器等；在光纖彎曲損耗的測量實驗中，要求學(xué)生分別測量單模、多模光纖在不同傳輸波長、不同彎曲半徑時的損耗，并進行對比和討論，在此基礎(chǔ)上鼓勵學(xué)生建立光纖彎曲損耗的理論模型并進行數(shù)值模擬，不斷優(yōu)化理論模型的參數(shù)，與“傳感器原理與應(yīng)用”課程內(nèi)容結(jié)合可以進行光纖傳感器的實驗研究。對光纖通信新技術(shù)中的EDFA、SOA等內(nèi)容，可以讓學(xué)生使用OptiSystem軟件來驗證和討論已有的研究結(jié)果，逐步培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)和創(chuàng)新能力；光子晶體光纖是近年來的研究熱點，國內(nèi)僅烽火通信科技股份有限公司有相關(guān)產(chǎn)品，學(xué)生使用OptiFDTD軟件來分析和設(shè)計光子晶體光纖，并與用OptiFiber軟件設(shè)計的G．65＊光纖進行對比研究。

光纖通信的概念范文第5篇

關(guān)鍵詞 光纖通信 優(yōu)勢 傳輸 發(fā)展趨勢

中圖分類號：TP929.11 文獻標識碼：A

1當前光纖通信的優(yōu)越性

1.1頻帶非常寬，傳輸容量非常大

目前，在光纖通信系統(tǒng)中，光纖的傳輸帶寬比電纜大很多，單模光纖就具有幾十GHz?km的帶寬距離積。采用多種復(fù)用技術(shù)能提升線路傳輸容量；最簡單的是采用空分復(fù)用，光纖外徑只有幾十 m，一根光纜就可以容納幾百根光纖，傳輸容量成百倍增長；對于單根光纖，可以采用光復(fù)用技術(shù)，正在研究開發(fā)的光復(fù)用技術(shù)有波分復(fù)用（WDM）、光碼分復(fù)用（OCDM）和光時分復(fù)用（OTDM），而主要采用的是波分復(fù)用（WDM），目前人們采用的密集波分復(fù)用（DWDM）能增加可使用波長數(shù)量，同時利用光纖損耗譜平坦，擴大可利用的波長轉(zhuǎn)換技術(shù)和窗口技術(shù)，實現(xiàn)波長再利用等使單根光纖由單波長傳輸?shù)膫鬏斔俾蕩譍bps，達到多波長傳輸幾十Tbit/s；另一方面，減小光源譜線寬度和采用外調(diào)制方式，同樣能極大提升傳輸容量。

1.2抗電磁干擾性能強，泄露小，保密性好，無串話

由于光纖是非金屬的光導(dǎo)纖維（目前主要采用石英（SiO2）），光纖通信線路不會受普通的高、低頻電磁場的干擾和閃電雷擊等的損壞，抗電磁干擾性能好。光纖的設(shè)計獨特無比，在光纖中傳輸?shù)墓獗粐栏窬窒抻诠饫w的纖芯與包層鄰近進行傳輸，泄露極其微弱；即使在彎曲半徑十分小的地方，光泄漏的可能性也非常微弱。所以泄漏到光纜之外的光信號基本上沒有，如果沒有專用的特殊工具，光纖無法分接；以及長途光纜等通常埋在地下。由此可知：光纖通信保密性能極好，也不會產(chǎn)生電纜通信中常見的串話現(xiàn)象。這對現(xiàn)代政治、軍事和經(jīng)濟均有重要意義。

1.3光纖重量輕、纖芯細，鋪設(shè)簡單，資源豐富

光纖一般直徑只有幾微米至幾十微米之間，相同容量話路光纜，要比電纜輕90%～95%（光纜的質(zhì)量僅為電纜的1/10～1/20），直徑小于電纜的1/5；光纖柔軟性十足，鋪設(shè)簡單；這順利解決通信傳輸系統(tǒng)占用較大的空間致地下管道擁擠等難題，同時極大的節(jié)省了通信地下管道的投資成本；光纖通信應(yīng)用于航天領(lǐng)域，能夠有效減輕衛(wèi)星、飛船與飛機等的重量，提升通信質(zhì)量的同時降低制造成本。制造光纖的原料石英（SiO2），更是資源豐富且價格便宜，因此光纖通信的發(fā)展及全面普及具有巨大前景。

2光纖通信發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

2.1超高速、超大容量、超長距離系統(tǒng)發(fā)展

光纖通信經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，目前商用系統(tǒng)傳輸速率已能達到10Gbps以上；隨著傳輸需求不斷提升，超高速、超大容量、超長距離的光纖通信系統(tǒng)發(fā)展成為必然。單一的采用光時分復(fù)用（OTDM）或波分復(fù)用（WDM）對信道傳輸速率的提升是有限的；因此，可以采用將多個光時分復(fù)用（OTDM）信號集中進行波分復(fù)用（WDM）的辦法來實現(xiàn)信道傳輸能力最大化。

2.2新型光纖不斷發(fā)展

在傳統(tǒng)的G.652光纖已無法滿足超高速長距離傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需求的狀況下，新型光纖的開發(fā)成為下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施工作的重要部分。光纖通信傳輸速率的提高主要通過：（1）提高傳輸速率；（2）增加傳輸?shù)墓獠〝?shù)量。因此，開發(fā)盡可能寬的可用波段的全波光纖成為關(guān)鍵。目前全國光纖通信運用在C（1530～1565nm）與L（1565～1625nm）波段，而全波光纖能將波長擴展至1260～1675nm；若按波長間隔為50HZ（0.4nm）開通DWDM系統(tǒng)，以目前單信道傳輸速率80 Gbps計算，單纖通信容量高達1000X80 Gbps以上。其它諸如非零色散光纖，空心光纖等新型光纖也陸續(xù)出現(xiàn)。

2.3光纖孤子通信發(fā)展

光纖孤子通信是一種全光非線性通信方案，主要利用光纖折射率的非線性效應(yīng)對光脈沖壓縮，使其與群速色散激發(fā)的光脈沖展寬平衡，光孤子能在光纖的反常色散區(qū)與脈沖光功率密度足夠大前提下進行長距離不變形傳輸。這種傳輸方式在大幅度提升傳輸距離的同時保證了傳輸質(zhì)量。理論上，光孤子通信容量沒有限制，可高達1000Gbps；近些年隨著色散補償和色散管理的實施及相關(guān)技術(shù)的深入研究，光孤子運行速率已能從10～20 Gbps提高至100 Gbps；并采用再生、重新定時等降低自發(fā)發(fā)射，使傳輸距離高達100000km以上。

3結(jié)語

自從1966年英籍華人高錕博士提出光纖作為傳輸介質(zhì)的概念，1970年美國康寧公司根據(jù)高錕論文的設(shè)想，使用改進型化學(xué)汽相沉淀法，制造出世界上第一根超低損耗光纖，其在1 m附件波長區(qū)將光纖損耗降低到20dB/km。由于光波通信技術(shù)的巨大發(fā)展，現(xiàn)在世界通信傳輸業(yè)務(wù)的90%需經(jīng)過光纖傳輸，并且目前業(yè)務(wù)量還在不斷快速增長；隨著光纖通信技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖通信應(yīng)用的范圍將越來越廣。

參考文獻