光纤通信技术的现状及发展趋势



光纤通信技术的现状及发展趋势

2008年5月9日 17:40  中国联通网站

简要介绍了光纤通信的现状，总结了目前正在使用的波分复用技术和光纤接入技术的基本原理和发展状况，从超大容量、超长距离传输技术和光弧子通信技术，以及全光网络3个方面论述了光纤通信技术的发展趋势。     光纤通信自从问世以来，给整个通信领域带来了一场，它使高速率、大容量的通信成为可能。光纤通信由于具有损耗低、传输频带宽容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点而备受业内人士的青睐，发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从1980年到2000年这20年间增加了近一万倍，传输速度在过去的10年中大约提高了100倍。目前，我国长途传输网的光纤化比例已超过80%，预计到2010午，全国光缆建设长度将再增加约105km，并且将有11个大城市铺设10G以上的大容量光纤通信网络[1]。     一、光纤通信技术的现状     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。     1.波分复用技术     波分复用WDM（WavelengthDivisionMultiplexing）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（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。自从上个世纪末，波分复用技术出现以来，由于它能极大地提高光纤传输系统的传输容量，迅速得到了广泛的应用。     1995年以来，为了解决超大容量、超高速率和超长中继距离传输问题，密集波分复用DWDM（DensWavelengthDivisionMultiplexing）技术成为国际上的主要研究对象。DWDM光纤通信系统极大地增加了每对光纤的传输容量，经济有效地解决了通信网的瓶颈问题。据统计，截止到2002年，商用的DWDM系统传输容量已达400Gbit/s。以10Gbit/s为基础的DWDM系统已逐渐成为核心网的主流。DWDM系统除了波长数和传输容量不断增加外，光传输距离也从600km左右大幅度扩展到2000km以上[2]。     与此同时，随着波分复用技术从长途网向城域网扩展，粗波分复用CWDM（CoarseWavelengthDivisionMultiplexing）技术应运而生。CWDM的信道间隔一般为20nm，通过降低对波长的窗口要求而实现全波长范围内（1260nm～1620nm）的波分复用，并大大降低光器件的成本，可实现在0km～80km内较高的性能价格比，因而受到运营商的欢迎。     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的带宽，充分满足宽带接入的需求。我国从2003年起，在“863”项目的推动下，开始了FTTH的应用和推广工作。迄今已经在30多个城市建立了试验网和试商用网，包括居民用户、企业用户、网吧等多种应用类型，也包括运营商主导、驻地网运营商主导、企业主导、房地产开发商主导和主导等多种模式，发展势头良好。不少城市制订了FTTH的技术标准和建设标准，有的城市还制订了相应的优惠，这些都为FTTH在我国的发展创造了良好的条件。

在FTTH应用中，主要采用两种技术，即点到点的P2P技术和点到多点的xPON技术，亦可称为光纤有源接入技术和光纤无源接入技术。P2P技术主要采用通常所说的MC（媒介转换器）实现用户和局端的直接连接，它可以为用户提供高带宽的接入。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。

    xPON意味着包括多种PON的技术，例如APON（也称为BPON）、EPON（具有GE能力的称为GEPON）以及GPON。APON出现最早，我国的“863”项目也成功研发出了APON，但由于诸多原因，APON在我国基本上没有应用。目前用得比较多的是EPON中的GEPON，我国的GEPON依然属于“863”计划的成果，而且得到广泛的应用，还出口到日本、独联体、欧洲、东南亚等海外一些国家和地区。GPON由于芯片开发出来比较晚，相对不是很成熟。成本还偏高，所以，起步较晚，但在我国已经开始有所应用。由于其效率高、提供TDM业务比较方便，有较好的QoS保证，所以，很有发展前景。EPON和GPON各有优缺点，EPON更适合于居民用户的需求，而GPON更适合于企业用户的接入[3]。

    二、光纤通信技术的发展趋势

    对光纤通信而言，超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标，而全光网络也是人们不懈追求的梦想。

    1.超大容量、超长距离传输技术

    波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量，在未来跨海光传输系统中有很大的应用前景，这几年波分复用系统发展也确实十分迅猛。目前，1.6Tbit/s的WDM系统已经大量商用，同时，全光传输距离也在大幅度扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用（OTDM）技术，与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同，OTDM技术是通过提高单信道速率提高传输容量，其实现的单信道最高速率达0Gbit/s。

    仅靠OTDM和WDM来提高光通信系统的容量毕竟有限，可以把多个OTDM信号进行波分复用，从而大大提高传输容量。偏振复用（PDM）技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零（RZ）编码信号在超高速通信系统中占空较小，降低了对色散管理分布的要求，且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散（PMD）的适应能力较强，因此，现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。欧共体的RACE计划和美国正在执行的ARPA计划在发展宽带全光网中都部署了WDM和OTDM混合传输方式，以提高通信网络的带宽和容量。WDM/OTDM系统已成为未来高速、大容量光纤通信系统的一种发展趋势，两者的适当结合应该是实现Tbit/s以上传输的最佳方式。实际上，最近大多数超过3Tbit/s的实验都采用了时分复用（TDM、OTDM、ETDM）和WDM相结合的传输方式[4]。

    2.光弧子通信

    光弧子是一种特殊的ps数量级上的超短光脉冲，由于它在光纤的反常色散区，群速度色散和非线性效应相互平衡，因而，经过光纤长距离传输后，波形和速度都保持不变。光弧子通信就是利用光弧子作为载体实现长距离无畸变的通信，在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。

    在光弧子通信领域内，由于其具有高容量、长距离、误码率低、抗噪声能力强等优点，光弧子通信备受国内外的关注，并大力开展研究工作。美国和日本处于世界领先水平。美国贝尔实验室已经成功实现了将激光脉冲信号传输5920km，还利用光纤环实现了5Gbit/s、传输15000km的单信道孤子通信系统和10Gbit/s、传输11000km的双信道波分复用孤子通信系统；日本利用普通光缆线路成功地进行了超高20Tbit/s、远距离1 000km的孤立波通信，日本电报电话公司推出了速率为10 Gbit/s、传输12 000km的直通光弧子通信实验系统。在我国，光弧子通信技术的研究也有一定的成果，国家“863”研究项目成功地进行了OTDM光弧子通信关键技术的研究，实现了20Gbit/s、105km的传输。近年来，时域上的亮孤子、正色散区的暗孤子、空域上展开的三维光弧子等，由于它们完全由非线性效应决定，不需要任何静态介质波导而备受国内外研究人员的重视[5]。

光孤子技术未来的前景是：在传输速度方面采用超长距离的高速通信，时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率10～20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE，光学滤波使传输距离提高到100000公里以上；在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。当然，实际的光孤子通信仍然存在许多技术难题，但目前已取得的突破性进展使我们相信，光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系统中，有着光明的发展前景。

    3.全光网络

    未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段，也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍采用电器件，了目前通信网干线总容量的进一步提高，因此，真正的全光网成为一个非常重要的课题。

    全光网络以光节点代替电节点，节点之间也是全光化，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，而是根据其波长来决定路由。

    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、较低的误码率，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能于众多通信技术之中，它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合[6]。

    目前全光网络的发展仍处于初期阶段，但它已显示出了良好的发展前景。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。

    三、结束语

    目前，光纤通信已成为一种最主要的信息传输技术，迄今尚未发现可以取代它的更好的技术。即使是在全球通信行业处于低迷时期，光纤通信的发展也从未停滞过，就我国而言，2002年的光通信市场相比2001年仍处增长状态。从现代通信的发展趋势来看，光纤通信也将成为未来通信发展的主流。人们期望的真正的全光网络的时代也会在不远的将来如愿到来。

    参考文献

    [1]王磊，裴丽.光纤通信的发展现状和未来。中国科技信息，2006，（4）：59-60

    [2]王加莹.长途超大容量DWDM光通信技术及发展.光通信技术，2003，2（1）：4-8

    [3]彭承柱，彭明宇.下一代网络及其新技术.广播电视信息，2004，（1）：68-71

    [4]刘俭辉，丁永奎，贾东方等。Tbit/s超大容量光纤通信系统的研究进展.光学技术，2003，29（4）：408-410

    [5]何淑贞，王晓梅.光通信技术的新飞跃.网络电信，2004，（2）：36-39

[6]黄伯恒.全光网络探索.中国有线电视，2004，（17）：42-47

以上载自：http://www.cctime.com/html/2008-5-9/2008591759288179_3.htm

光纤通信技术的现状与发展

时间：2009-3-23 15:41:08    浏览数： 701

光纤通信技术从光通信中脱颖而出,已成为现代通信的主要支柱之一,在现代电信网中起着举足轻重的作用。光纤通信作为一门新兴技术,近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的,也是世界新技术的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。 光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。 光纤通信之所以发展迅猛,主要缘于它具有以下特点:1)通信容量大、传输距离远;2)信号串扰小、保密性能好;3)抗电磁干扰、传输质量佳;4)光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输;5)材料来源丰富,环境保护好;6)无辐射,难于窃听;7)光缆适应性强,寿命长。 1光纤通信技术发展的现状 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。 1.1波分复用技术 波分复用WDM(Wavelength Division Multiplexing)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(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。自从上个世纪末,波分复用技术出现以来,由于它能极大地提高光纤传输系统的传输容量,迅速得到了广泛的应用。 1995年以来,为了解决超大容量、超高速率和超长中继距离传输问题,密集波分复用DWDM(Dens Wavelength Division Multi-plexing)技术成为国际上的主要研究对象。DWDM光纤通信系统极大地增加了每对光纤的传输容量,经济有效地解决了通信网的瓶颈问题。据统计,截止到2002年,商用的DWDM系统传输容量已达400Gbit/s。以10Gbit/s为基础的DWDM系统已逐渐成为核心网的主流。DWDM系统除了波长数和传输容量不断增加外,光传输距离也从600km左右大幅度扩展到2000km以上。 与此同时,随着波分复用技术从长途网向城域网扩展,粗波分复用CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing)技术应运而生。CWDM的信道间隔一般为20nm,通过降低对波长的窗口要求而实现全波长范围内(1260nm～1620nm)的波分复用,并大大降低光器件的成本,可实现在0km～80km内较高的性能价格比,因而受到运营商的欢迎。 1.2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的带宽,充分满足宽带接入的需求。我国从2003年起,在“863”项目的推动下,开始了FTTH的应用和推广工作。迄今已经在30多个城市建立了试验网和试商用网,包括居民用户、企业用户、网吧等多种应用类型,也包括运营商主导、驻地网运营商主导、企业主导、房地产开发商主导和主导等多种模式,发展势头良好。不少城市制订了FTTH的技术标准和建设标准,有的城市还制订了相应的优惠,这些都为FTTH在我国的发展创造了良好的条件。 在FTTH应用中,主要采用两种技术,即点到点的P2P技术和点到多点的xPON技术,亦可称为光纤有源接入技术和光纤无源接入技术。P2P技术主要采用通常所说的MC(媒介转换器)实现用户和局端的直接连接,它可以为用户提供高带宽的接入。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。 2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。 2.1向超高速系统的发展 从过去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30%～40%;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20O0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。目前10Gbps系统已开始大批量装备网络,全世界安装的终端和中继器已超过5000个,主要在北美,在欧洲、日本和澳大利亚也已开始大量应用。 2.2向超大容量WDM系统的演进 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。 鉴于上述应用的巨大好处及近几年来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。预计不久实用化系统的容量即可达到1Tbps的水平。 2.3实现光联网 上述实用化的波分复用系统技术尽管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。 2.4新一代的光纤 近几年来随着IP业务量的爆炸式增长,电信网正开始向下一代可持续发展的方向发展,而构筑具有巨大传输容量的光纤基础设施是下一代网络的物理基础。传统的G.652单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势,开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。目前,为了适应干线网和城域网的不同发展需要,已出现了两种不同的新型光纤,即非零色散光纤(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤)。 2.5光接入网 过去几年间,网络的核心部分发生了翻天覆地的变化,无论是交换,还是传输都已更新了好几代。不久,网络的这一部分将成为全数字化的、软件主宰和控制的、高度集成和智能化的网络。而另一方面,现存的接入网仍然是被双绞线铜线主宰的(90%以上)、原始落后的模拟系统。两者在技术上的巨大反差说明接入网已确实成为制约全网进一步发展的瓶颈。唯一能够根本上彻底解决这一瓶颈问题的长远技术手段是光接入网。接入网中采用光接入网的主要目的是:减少维护管理费用和故障率;开发新设备,增加新收入;配合本地网络结构的调整,减少节点,扩大覆盖;充分利用光纤化所带来的一系列好处;建设透明光网络,迎接多媒体时代。 3 结束语 21世纪以来,光通信技术取得了长足的进步,在上文中我们主要讨论了光通信技术及其应用的现状和发展趋势,但这些进步的取得,是包括光传输媒质、光电器件、光通信系统,以及网络应用等多方面技术共同进步的结果。随着光通信技术进一步发展,必将对21世纪通信行业的进步,乃至整个社会经济的发展产生巨大影响。                                                      转载自《计算机工程应用技术》

以上载自http://college.jgsu.edu.cn/gongxue/gongxue_txtd/gongxue_gxxxqy/15_42_20_395.html

光纤通信的发展历史

光纤通信技术（optical fiber communications）从光通信中脱颖而出,已成为现代通信的主要支柱之一,在现代电信网中起着举足轻重的作用。光纤通信作为一门新兴技术,其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的,也是世界新技术的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。

 光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。光纤通信之所以发展迅猛,主要缘于它具有以下特点:

 (1)通信容量大、传输距离远;一根光纤的潜在带宽可达20THz。采用这样的带宽，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。目前400Gbit/s系统已经投入商业使用。光纤的损耗极低，在光波长为1.55μm附近，石英光纤损耗可低于0.2dB/km，这比目前任何传输媒质的损耗都低。因此，无中继传输距离可达几十、甚至上百公里。

 (2)信号串扰小、保密性能好;

 (3)抗电磁干扰、传输质量佳,电通信不能解决各种电磁干扰问题，唯有光纤通信不受各种电磁干扰。

 (4)光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输;

 (5)材料来源丰富,环境保护好，有利于节约有色金属铜。

 (6)无辐射,难于窃听,因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。

 (7)光缆适应性强,寿命长。

 (8)质地脆，机械强度差。

 (9)光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。

 (10)分路、耦合不灵活。

 (11)光纤光缆的弯曲半径不能过小（>20cm）

 (12)有供电困难问题。

 利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式．由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显著优点，光纤通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光－光纤通信．

 光纤通信的原理

 光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息．

 光纤通信是现代通信网的主要传输手段，它的发展历史只有一二十年，已经历三代：短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤．采用光纤通信是通信史上的重大变革，美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路，而致力于发展光纤通信．中国光纤通信已进入实用阶段．

 光纤通信的诞生和发展是电信史上的一次重要与卫星通信、移动通信并列为20世纪90年代的技术。进入21世纪后，由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长，对大容量（超高速和超长距离）光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。

 光纤通信就是利用光波作为载波来传送信息，而以光纤作为传输介质实现信息传输，达到通信目的的一种最新通信技术。

 通信的发展过程是以不断提高载波频率来扩大通信容量的过程，光频作为载频已达通信载波的上限，因为光是一种频率极高的电磁波 ，因此用光作为载波进行通信容量极大，是过去通信方式的千百倍，具有极大的吸引力，光通信是人们早就追求的目标，也是通信发展的必然方向。

 光纤通信与以往的电气通信相比，主要区别在于有很多优点：它传输频带宽、通信容量大；传输损耗低、中继距离长；线径细、重量轻，原料为石英，节省金属材料，有利于资源合理使用；绝缘、抗电磁干扰性能强；还具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火花、泄露小、保密性强等优点，可在特殊环境或军事上使用。

 光纤通信的应用领域是很广泛的，主要用于市话中继线，光纤通信的优点在这里可以充分发挥，逐步取代电缆，得到广泛应用。还用于长途干线通信过去主要靠电缆、微波、卫星通信，现以逐步使用光纤通信并形成了占全球优势的比特传输方法；用于全球通信网、各国的公共电信网（如我国的国家一级干线、各省二级干线和县以下的支线）；它还用于高质量彩色的电视传输、工业生产现场监视和调度、交通监视控制指挥、城镇有线电视网、共用天线（CATV）系统，用于光纤局域网和其他如在飞机内、飞船内、舰艇内、矿井下、电力部门、军事及有腐蚀和有辐射等中使用。

 光纤传输系统主要由：光发送机、光接收机、光缆传输线路、光中继器和各种无源光器件构成。要实现通信，基带信号还必须经过电端机对信号进行处理后送到光纤传输系统完成通信过程。

 它适合于光纤模拟通信系统中，而且也适用于光纤数字通信系统和数据通信系统。在光纤模拟通信系统中，电信号处理是指对基带信号进行放大、预调制等处理，而电信号反处理则是发端处理的逆过程，即解调、放大等处理。在光纤数字通信系统中，电信号处理是指对基带信号进行放大、取样、量化，即脉冲编码调制（PCM ）和线路码型编码处理等，而电信号反处理也是发端的逆过程。对数据光纤通信，电信号处理主要包括对信号进行放大，和数字通信系统不同的是它不需要码型变换。

 光纤通信技术今后如何发展？

 近来有人对光纤通信的发展情景,有些困惑。其一,在2000年IT行业的泡沫,使光纤通信的生产规模投入过大,生产过剩,IT行业中许多小公司倒闭。特别是光纤,国外对中国倾销。其二,有人认为:光纤通信的传输能力已经达到10Tbps,几乎用不完,而且现在大干线已经建设得差不多,埋地的剩余光纤还很多,光纤通信技术不需要更多的发展。 

 光纤通信的发展趋势 

 1、光纤到家庭(FTTH)的发展 

 FTTH可向用户提供极丰富的带宽,所以一直被认为是理想的接入方式,对于实现信息社会有重要作用,还需要大规模推广和建设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2～3倍。过去由于FTTH成本高,缺少宽带视频业务和宽带内容等原因,使FTTH还未能提到日程上来,只有少量的试验。近来,由于光电子器件的进步,光收发模块和光纤的价格大大降低;加上宽带内容有所缓解,都加速了FTTH的实用化进程。 

 发达国家对FTTH的看法不完全相同:美国AT&T认为FTTH市场较小,在0F62003宣称:FTTH在20-50年后才有市场。美国运行商Verizon和Sprint比较积极,要在10—12年内采用FTTH改造网络。日本NTT发展FTTH最早,现在已经有近200万用户。目前中国FTTH处于试点阶段。

 ◆FTTH[遇到的挑战:现在广泛采用的ADSL技术提供宽带业务尚有一定优势。

 与FTTH相比:①价格便宜②利用原有铜线网使工程建设简单③对于目前1Mbps—500kbps影视节目的传输可满足需求。FTTH目前大量推广受制约。 

 对于不久的将来要发展的宽带业务,如:网上教育,网上办公,会议电视,网上游戏,远程诊疗等双向业务和HDTV高清数字电视,上下行传输不对称的业务,AD8L就难以满足。尤其是HDTV,经过压缩,目前其传输速率尚需19.2Mbps。正在用H.2技术开发,可压缩到5～6Mbps。通常认为对QOS有所保证的ADSL的最高传输速串是2Mbps,仍难以传输HDTV。可以认为HDTV是FTTH的主要推动力。即HDTV业务到来时,非FTTH不可。 

 ◆ FTTH的解决方案:通常有P2P点对点和PON无源光网络两大类。 

 F2P方案一一优点:各用户传输,互不影响,变动灵活;可以采用廉价的低速光电子模块;传输距离长。缺点:为了减少用户直接到局的光纤和管道,需要在用户区安置1个汇总用户的有源节点。 

 PON方案——优点:无源网络维护简单;原则上可以节省光电子器件和光纤。缺点:需要采用昂贵的高速光电子模块;需要采用区分用户距离不同的电子模块,以避免各用户上行信号互相冲突;传输距离受PON分比而缩短;各用户的下行带宽互相占用,如果用户带宽得不到保证时,不单是要网络扩容,还需要更换PON和更换用户模块来解决。(按照目前市场价格,PEP比PON经济)。 

 PON有多种,一般有如下几种:(1)APON:即ATM-PON,适合ATM交换网络。(2)BPON:即宽带的PON。(3)OPON:采用通用帧处理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太网技术的PON,0EPON是千兆毕以太网的PON。(5)WDM-PON:采用波分复用来区分用户的PON,由于用户与波长有关,使维护不便,在FTTH中很少采用。 

 发达国家发展FTTH的计划和技术方案,根据各国具体情况有所不同。美国主要采用A-PON,因为ATM交换在美国应用广泛。日本NTT有一个B-FLETts计划,采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多种技术。SCM-PON:是采用副载波调制作为多信道复用的PON。 

 中国ATM使用远比STM的SDH少,一般不考虑APON。我们可以考虑的是P2P、GPON和EPON。P2P方案的优缺点前面已经说过,目前比较经济,使用灵活,传输距离远等;宜采用。而比较GPON和EPON,各有利弊。GPON:采用GFP技术网络效率高;可以有电话,适合SDH网络,与IP结合没有EPON好,但目前GPON技术不很成熟。EPON:与IP结合好,可用户电话,如用电话需要借助lAD技术。目前,中国的FTTH试点采用EPON比较多。FTTH技术方案的采用,还需要根据用户的具体情况不同而不同。 

 近来,无线接入技术发展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g协议,传输带宽可达54Mbps,覆盖范围达100米以上,目前已可商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输,包括:上下行数据和点播电视VOD的上行数据,对于一般用户其上行不大,IEEES02.11g是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输,当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+无线接入”(FTTH+无线接入)的家庭网络。这种家庭网络,如果采用PON,就特别简单,因为此PON无上行信号,就不需要测距的电子模块,成本大大降低,维护简单。如果,所属PON的用户群体,被无线城域网WiMAX(1EEE802.16)覆盖而可利用,那么可不必建设专用的WLAN。接入网采用无线是趋势,但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑,与FTTH相差无几。FTTH+无线接入是未来的发展趋势。 

 2、光交换的发展什么是通信? 

 实际上可表示为:通信输+交换。 

 光纤只是解决传输问题,还需要解决光的交换问题。过去,通信网都是由金属线缆构成的,传输的是电子信号,交换是采用电子交换机。现在,通信网除了用户末端一小段外,都是光纤,传输的是光信号。合理的方法应该采用光交换。但目前,由于目前光开关器件不成熟,只能采用的是“光-电-光”方式来解决光网的交换,即把光信号变成电信号,用电子交换后,再变还光信号。显然是不合理的办法,是效串不高和不经济的。正在开发大容量的光开关,以实现光交换网络,特别是所谓ASON-自动交换光网络。 

 通常在光网里传输的信息,一般速度都是xGbps的,电子开关不能胜任。一般要在低次群中实现电子交换。而光交换可实现高速XGbDs的交换。当然,也不是说,一切都要用光交换,特别是低速,颗粒小的信号的交换,应采用成熟的电子交换,没有必要采用不成熟的 

 大容量的光交换。当前,在数据网中,信号以“包”的形式出现,采用所谓“包交换”。包的颗粒比较小,可采用电子交换。然而,在大量同方向的包汇总后,数量很大时,就应该采用容量大的光交换。 

 目前,少通道大容量的光交换已有实用。如用于保护、下路和小量通路调度等。一般采用机械光开关、热光开关来实现。目前,由于这些光开关的体积、功耗和集成度的,通路数一般在8—16个。 

 电子交换一般有“空分”和“时分”方式。在光交换中有“空分”、“时分”和“波长交换”。光纤通信很少采用光时分交换。 

 光空分交换:一般采用光开关可以把光信号从某一光纤转到另一光纤。空分的光开关有机械的、半导体的和热光开关等。近来,采用集成技术,开发出MEM微电机光开关,其体积小到mm。已开发出1296x1296MEM光交换机(Lucent),属于试验性质的。 

 光波长交换:是对各交换对象赋于1个特定的波长。于是,发送某1特定波长就可对某特定对象通信。实现光波长交换的关键是需要开发实用化的可变波长的光源,光滤波器和集成的低功耗的可靠的光开关阵列等。已开发出0x0半导体光开关+AWG的空分与波长的相结合的交叉连接试验系统(corning)。采用光空分和光波分可构成非常灵活的光交换网。日本NTT在Chitose市进行了采用波长路由交换的现场试验,半径5公里,共有43个终端节,(试用5个节点),速率为2.5Gbps。 

 自动交换的光网,称为ASON,是进一步发展的方向。

 3、集成光电子器件的发展 

 如同电子器件那样,光电子器件也要走向集成化。虽然不是所有的光电子器件都要集成,但会有相当的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在发展的PLC-平面光波导线路,如同一块印刷电路板,可以把光电子器件组装于其上,也可以直接集成为一个光电子器件。要实现FTTH也好,ASON也好,都需要有新的、体积小的和廉价的和集成的光电子器件。 

 日本NTT采用PLO技术研制出16x16热光开关;1x128热光开关阵列;用集成和混合集成工艺把32通路的AWG+可变光衰减器+光功率监测集成在一起;8波长每波速串为80Gbps的WDM的复用和去复用分别集成在1块芯片上,尺寸仅15x7mm,如图1。NTT采用以上集成器件构成32通路的OADM。其中有些已经商用。近几年,集成光电子器件有比较大的改进。 

 中国的集成光电子器件也有一定进展。集成的小通道光开关和属于PLO技术的AWG有所突破。但与发达国家尚有较大差距。如果我们不迎头赶上,就会重复如同微电子落后的被动局面。 

 光纤通信的市场 

 众所周知,2000年IT行业泡沫,使光纤通信产业生产规模爆炸性地发展,产品生产过剩。无论是光传输设备,光电子器件和光纤的价格都狂跌。特别是光纤,每公里泡沫时期价格为羊1200,现在价格Y100左右1公里,比铜线还便宜。光纤通信的市场何时能恢复? 

 根据RHK的对北美通信产业投入的统计和预测,如图2.在2002年是最低谷,相当于倒退4年。现在有所回升,但还不能恢复。按此推测,在2007-2008年才能复元。光纤通信的市场也随IT市场好转。这些好转,在相当大的程度是由FTTH和宽带数字电视所带动的。 

 FTTH毕竟是信息社会的需求,光纤通信的市场一定有美好的情景。发达国家的FTTH已经开始建设,已经有相当的市场。大体上看,器件和设备随市场的需要,其利润会逐步回升,2007-2008年可能良好。但光纤产业,尽管反倾销成功,目前价格也仍低迷不起,利润甚微。实际上,在世界范围内,光纤的生产规模过大,而FTTH的发展速度受社会环境、包括市民的经济条件和数字电视的发展的影响,上升缓慢。据了解,有大公司目前封存几个光纤厂,根据市场情况,可随时启动生产,其结果是始终供大于求。供不应求才能涨价,是通常的市场规律,所以光纤产业要想厚利,可能是2009年后的事情。中国经济不发达地区和小城镇,还需要建设光纤线路,但光纤用量仍然处于供太子求的范围内。 

 对中国市场,FTTH受ADSL的挑战和数字电视HDTV发展的制约,会有所延后。目前,中国大量建设FTTH的社会环境和条件尚未具备,可能需要等待一段时间。不过,北京奥运会需要HDTV的推动和设备价格的下降,会促进FTTH的发展。预计在2007-2008年在中国FTTH可开始推广。不过也有些大城市的所谓中心商业区CBD,有比较强的经济力量,现在已经采用光纤到住地PTTP来建设。总的来说,目前中国的FTTH处于试点阶段。试点的作用,一方面是摸索技术和建设的经验,另一方面,还起竞争抢占用户的作用。所以,现在电信运行商,地方业主都积极对FTTH试点,以便发展宽带业务。因此,广播运行商受到巨大的挑战,广播商应加快发展数字电视的进程,并且要充实节目内容和采取有竞争力的商业模式。如果广播商要发展VOP点播电视,还需要对电缆电视网双向改造,如果采用光纤网,可更充分地适应未来的技术发展和市场需求。 

2 

  

  

weishenzhi 2009-09-05 09:05:08 

光纤通信技术（optical fiber communications）从光通信中脱颖而出,已成为现代通信的主要支柱之一,在现代电信网中起着举足轻重的作用。光纤通信作为一门新兴技术,其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的,也是世界新技术的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。

　　光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。光纤通信之所以发展迅猛,主要缘于它具有以下特点:

　　(1)通信容量大、传输距离远;一根光纤的潜在带宽可达20THz。采用这样的带宽，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。目前400Gbit/s系统已经投入商业使用。光纤的损耗极低，在光波长为1.55μm附近，石英光纤损耗可低于0.2dB/km，这比目前任何传输媒质的损耗都低。因此，无中继传输距离可达几十、甚至上百公里。

　　(2)信号串扰小、保密性能好;

　　(3)抗电磁干扰、传输质量佳,电通信不能解决各种电磁干扰问题，唯有光纤通信不受各种电磁干扰。

　　(4)光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输;

　　(5)材料来源丰富,环境保护好，有利于节约有色金属铜。

　　(6)无辐射,难于窃听,因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。

　　(7)光缆适应性强,寿命长。

　　(8)质地脆，机械强度差。

　　(9)光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。

　　(10)分路、耦合不灵活。

　　(11)光纤光缆的弯曲半径不能过小（>20cm）

　　(12)有供电困难问题。

　　利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式．由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显著优点，光纤通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光－光纤通信．

　　光纤通信的原理

　　光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息．

　　光纤通信是现代通信网的主要传输手段，它的发展历史只有一二十年，已经历三代：短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤．采用光纤通信是通信史上的重大变革，美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路，而致力于发展光纤通信．中国光纤通信已进入实用阶段．

　　光纤通信的诞生和发展是电信史上的一次重要与卫星通信、移动通信并列为20世纪90年代的技术。进入21世纪后，由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长，对大容量（超高速和超长距离）光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。

　　光纤通信就是利用光波作为载波来传送信息，而以光纤作为传输介质实现信息传输，达到通信目的的一种最新通信技术。

　　通信的发展过程是以不断提高载波频率来扩大通信容量的过程，光频作为载频已达通信载波的上限，因为光是一种频率极高的电磁波 ，因此用光作为载波进行通信容量极大，是过去通信方式的千百倍，具有极大的吸引力，光通信是人们早就追求的目标，也是通信发展的必然方向。

　　光纤通信与以往的电气通信相比，主要区别在于有很多优点：它传输频带宽、通信容量大；传输损耗低、中继距离长；线径细、重量轻，原料为石英，节省金属材料，有利于资源合理使用；绝缘、抗电磁干扰性能强；还具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火花、泄露小、保密性强等优点，可在特殊环境或军事上使用。

　　光纤通信的应用领域是很广泛的，主要用于市话中继线，光纤通信的优点在这里可以充分发挥，逐步取代电缆，得到广泛应用。还用于长途干线通信过去主要靠电缆、微波、卫星通信，现以逐步使用光纤通信并形成了占全球优势的比特传输方法；用于全球通信网、各国的公共电信网（如我国的国家一级干线、各省二级干线和县以下的支线）；它还用于高质量彩色的电视传输、工业生产现场监视和调度、交通监视控制指挥、城镇有线电视网、共用天线（CATV）系统，用于光纤局域网和其他如在飞机内、飞船内、舰艇内、矿井下、电力部门、军事及有腐蚀和有辐射等中使用。

　　光纤传输系统主要由：光发送机、光接收机、光缆传输线路、光中继器和各种无源光器件构成。要实现通信，基带信号还必须经过电端机对信号进行处理后送到光纤传输系统完成通信过程。

　　它适合于光纤模拟通信系统中，而且也适用于光纤数字通信系统和数据通信系统。在光纤模拟通信系统中，电信号处理是指对基带信号进行放大、预调制等处理，而电信号反处理则是发端处理的逆过程，即解调、放大等处理。在光纤数字通信系统中，电信号处理是指对基带信号进行放大、取样、量化，即脉冲编码调制（PCM ）和线路码型编码处理等，而电信号反处理也是发端的逆过程。对数据光纤通信，电信号处理主要包括对信号进行放大，和数字通信系统不同的是它不需要码型变换。

　　光纤通信技术今后如何发展？

　　近来有人对光纤通信的发展情景,有些困惑。其一,在2000年IT行业的泡沫,使光纤通信的生产规模投入过大,生产过剩,IT行业中许多小公司倒闭。特别是光纤,国外对中国倾销。其二,有人认为:光纤通信的传输能力已经达到10Tbps,几乎用不完,而且现在大干线已经建设得差不多,埋地的剩余光纤还很多,光纤通信技术不需要更多的发展。 

　　光纤通信的发展趋势 

　　1、光纤到家庭(FTTH)的发展 

　　FTTH可向用户提供极丰富的带宽,所以一直被认为是理想的接入方式,对于实现信息社会有重要作用,还需要大规模推广和建设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2～3倍。过去由于FTTH成本高,缺少宽带视频业务和宽带内容等原因,使FTTH还未能提到日程上来,只有少量的试验。近来,由于光电子器件的进步,光收发模块和光纤的价格大大降低;加上宽带内容有所缓解,都加速了FTTH的实用化进程。 

　　发达国家对FTTH的看法不完全相同:美国AT&T认为FTTH市场较小,在0F62003宣称:FTTH在20-50年后才有市场。美国运行商Verizon和Sprint比较积极,要在10—12年内采用FTTH改造网络。日本NTT发展FTTH最早,现在已经有近200万用户。目前中国FTTH处于试点阶段。

　　◆FTTH[遇到的挑战:现在广泛采用的ADSL技术提供宽带业务尚有一定优势。

　　与FTTH相比:①价格便宜②利用原有铜线网使工程建设简单③对于目前1Mbps—500kbps影视节目的传输可满足需求。FTTH目前大量推广受制约。 

　　对于不久的将来要发展的宽带业务,如:网上教育,网上办公,会议电视,网上游戏,远程诊疗等双向业务和HDTV高清数字电视,上下行传输不对称的业务,AD8L就难以满足。尤其是HDTV,经过压缩,目前其传输速率尚需19.2Mbps。正在用H.2技术开发,可压缩到5～6Mbps。通常认为对QOS有所保证的ADSL的最高传输速串是2Mbps,仍难以传输HDTV。可以认为HDTV是FTTH的主要推动力。即HDTV业务到来时,非FTTH不可。 

　　◆ FTTH的解决方案:通常有P2P点对点和PON无源光网络两大类。 

　　F2P方案一一优点:各用户传输,互不影响,变动灵活;可以采用廉价的低速光电子模块;传输距离长。缺点:为了减少用户直接到局的光纤和管道,需要在用户区安置1个汇总用户的有源节点。 

　　PON方案——优点:无源网络维护简单;原则上可以节省光电子器件和光纤。缺点:需要采用昂贵的高速光电子模块;需要采用区分用户距离不同的电子模块,以避免各用户上行信号互相冲突;传输距离受PON分比而缩短;各用户的下行带宽互相占用,如果用户带宽得不到保证时,不单是要网络扩容,还需要更换PON和更换用户模块来解决。(按照目前市场价格,PEP比PON经济)。 

　　PON有多种,一般有如下几种:(1)APON:即ATM-PON,适合ATM交换网络。(2)BPON:即宽带的PON。(3)OPON:采用通用帧处理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太网技术的PON,0EPON是千兆毕以太网的PON。(5)WDM-PON:采用波分复用来区分用户的PON,由于用户与波长有关,使维护不便,在FTTH中很少采用。 

　　发达国家发展FTTH的计划和技术方案,根据各国具体情况有所不同。美国主要采用A-PON,因为ATM交换在美国应用广泛。日本NTT有一个B-FLETts计划,采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多种技术。SCM-PON:是采用副载波调制作为多信道复用的PON。 

　　中国ATM使用远比STM的SDH少,一般不考虑APON。我们可以考虑的是P2P、GPON和EPON。P2P方案的优缺点前面已经说过,目前比较经济,使用灵活,传输距离远等;宜采用。而比较GPON和EPON,各有利弊。GPON:采用GFP技术网络效率高;可以有电话,适合SDH网络,与IP结合没有EPON好,但目前GPON技术不很成熟。EPON:与IP结合好,可用户电话,如用电话需要借助lAD技术。目前,中国的FTTH试点采用EPON比较多。FTTH技术方案的采用,还需要根据用户的具体情况不同而不同。 

　　近来,无线接入技术发展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g协议,传输带宽可达54Mbps,覆盖范围达100米以上,目前已可商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输,包括:上下行数据和点播电视VOD的上行数据,对于一般用户其上行不大,IEEES02.11g是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输,当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+无线接入”(FTTH+无线接入)的家庭网络。这种家庭网络,如果采用PON,就特别简单,因为此PON无上行信号,就不需要测距的电子模块,成本大大降低,维护简单。如果,所属PON的用户群体,被无线城域网WiMAX(1EEE802.16)覆盖而可利用,那么可不必建设专用的WLAN。接入网采用无线是趋势,但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑,与FTTH相差无几。FTTH+无线接入是未来的发展趋势。 

　　2、光交换的发展什么是通信? 

　　实际上可表示为:通信输+交换。 

　　光纤只是解决传输问题,还需要解决光的交换问题。过去,通信网都是由金属线缆构成的,传输的是电子信号,交换是采用电子交换机。现在,通信网除了用户末端一小段外,都是光纤,传输的是光信号。合理的方法应该采用光交换。但目前,由于目前光开关器件不成熟,只能采用的是“光-电-光”方式来解决光网的交换,即把光信号变成电信号,用电子交换后,再变还光信号。显然是不合理的办法,是效串不高和不经济的。正在开发大容量的光开关,以实现光交换网络,特别是所谓ASON-自动交换光网络。 

　　通常在光网里传输的信息,一般速度都是xGbps的,电子开关不能胜任。一般要在低次群中实现电子交换。而光交换可实现高速XGbDs的交换。当然,也不是说,一切都要用光交换,特别是低速,颗粒小的信号的交换,应采用成熟的电子交换,没有必要采用不成熟的 

　　大容量的光交换。当前,在数据网中,信号以“包”的形式出现,采用所谓“包交换”。包的颗粒比较小,可采用电子交换。然而,在大量同方向的包汇总后,数量很大时,就应该采用容量大的光交换。 

　　目前,少通道大容量的光交换已有实用。如用于保护、下路和小量通路调度等。一般采用机械光开关、热光开关来实现。目前,由于这些光开关的体积、功耗和集成度的,通路数一般在8—16个。 

　　电子交换一般有“空分”和“时分”方式。在光交换中有“空分”、“时分”和“波长交换”。光纤通信很少采用光时分交换。 

　　光空分交换:一般采用光开关可以把光信号从某一光纤转到另一光纤。空分的光开关有机械的、半导体的和热光开关等。近来,采用集成技术,开发出MEM微电机光开关,其体积小到mm。已开发出1296x1296MEM光交换机(Lucent),属于试验性质的。 

　　光波长交换:是对各交换对象赋于1个特定的波长。于是,发送某1特定波长就可对某特定对象通信。实现光波长交换的关键是需要开发实用化的可变波长的光源,光滤波器和集成的低功耗的可靠的光开关阵列等。已开发出0x0半导体光开关+AWG的空分与波长的相结合的交叉连接试验系统(corning)。采用光空分和光波分可构成非常灵活的光交换网。日本NTT在Chitose市进行了采用波长路由交换的现场试验,半径5公里,共有43个终端节,(试用5个节点),速率为2.5Gbps。 

　　自动交换的光网,称为ASON,是进一步发展的方向。

　　3、集成光电子器件的发展 

　　如同电子器件那样,光电子器件也要走向集成化。虽然不是所有的光电子器件都要集成,但会有相当的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在发展的PLC-平面光波导线路,如同一块印刷电路板,可以把光电子器件组装于其上,也可以直接集成为一个光电子器件。要实现FTTH也好,ASON也好,都需要有新的、体积小的和廉价的和集成的光电子器件。 

　　日本NTT采用PLO技术研制出16x16热光开关;1x128热光开关阵列;用集成和混合集成工艺把32通路的AWG+可变光衰减器+光功率监测集成在一起;8波长每波速串为80Gbps的WDM的复用和去复用分别集成在1块芯片上,尺寸仅15x7mm,如图1。NTT采用以上集成器件构成32通路的OADM。其中有些已经商用。近几年,集成光电子器件有比较大的改进。 

　　中国的集成光电子器件也有一定进展。集成的小通道光开关和属于PLO技术的AWG有所突破。但与发达国家尚有较大差距。如果我们不迎头赶上,就会重复如同微电子落后的被动局面。 

　　光纤通信的市场 

　　众所周知,2000年IT行业泡沫,使光纤通信产业生产规模爆炸性地发展,产品生产过剩。无论是光传输设备,光电子器件和光纤的价格都狂跌。特别是光纤,每公里泡沫时期价格为羊1200,现在价格Y100左右1公里,比铜线还便宜。光纤通信的市场何时能恢复? 

　　根据RHK的对北美通信产业投入的统计和预测,如图2.在2002年是最低谷,相当于倒退4年。现在有所回升,但还不能恢复。按此推测,在2007-2008年才能复元。光纤通信的市场也随IT市场好转。这些好转,在相当大的程度是由FTTH和宽带数字电视所带动的。 

　　FTTH毕竟是信息社会的需求,光纤通信的市场一定有美好的情景。发达国家的FTTH已经开始建设,已经有相当的市场。大体上看,器件和设备随市场的需要,其利润会逐步回升,2007-2008年可能良好。但光纤产业,尽管反倾销成功,目前价格也仍低迷不起,利润甚微。实际上,在世界范围内,光纤的生产规模过大,而FTTH的发展速度受社会环境、包括市民的经济条件和数字电视的发展的影响,上升缓慢。据了解,有大公司目前封存几个光纤厂,根据市场情况,可随时启动生产,其结果是始终供大于求。供不应求才能涨价,是通常的市场规律,所以光纤产业要想厚利,可能是2009年后的事情。中国经济不发达地区和小城镇,还需要建设光纤线路,但光纤用量仍然处于供太子求的范围内。 

　　对中国市场,FTTH受ADSL的挑战和数字电视HDTV发展的制约,会有所延后。目前,中国大量建设FTTH的社会环境和条件尚未具备,可能需要等待一段时间。不过,北京奥运会需要HDTV的推动和设备价格的下降,会促进FTTH的发展。预计在2007-2008年在中国FTTH可开始推广。不过也有些大城市的所谓中心商业区CBD,有比较强的经济力量,现在已经采用光纤到住地PTTP来建设。总的来说,目前中国的FTTH处于试点阶段。试点的作用,一方面是摸索技术和建设的经验,另一方面,还起竞争抢占用户的作用。所以,现在电信运行商,地方业主都积极对FTTH试点,以便发展宽带业务。因此,广播运行商受到巨大的挑战,广播商应加快发展数字电视的进程,并且要充实节目内容和采取有竞争力的商业模式。如果广播商要发展VOP点播电视,还需要对电缆电视网双向改造,如果采用光纤网,可更充分地适应未来的技术发展和市场需求。 

  

  

zhangdeyib 2009-09-20 13:31:53 

　　互联网的兴起导致人们对网络容量需求的爆炸性增长。为适应这种需求,光网络系统迅速发展起来并提供了日益强大的传输能力。可以这么说,光网通信是现代信息社会的支柱和栋梁。目前全球所有的长途网络都是光网络。说到光网通信,相信很多的人会条件反射似地认为光网通信就是光纤通信。产生这种想法也不为过,因为现在大大小小的媒体争相介绍的都是各种光纤技术,一时间人们满脑子里装的都是光纤通信,因此一旦提到光通信人们也就很自然地会认为是光纤通信。其实,除了光纤通信外,还有一种光通信传播技术,它不在光纤里传播而是直接在空气中传播,这种传播技术不但传播速度快而且其通信网络建设的成本相对来说要低得多。现在网络用户对高速数据服务日益高涨的需求与网络基础设施建设资金相对短缺的矛盾,是困扰服务运营商的一个现实问题。正是在这种情况下,许多商家和通信营运商们纷纷把目光转投到这种能在空气中直接传播的光通信技术上了,这种可以直接在空气中传播的技术就是笔者今天要向大家介绍的虚拟光纤技术。

1、虚拟光纤技术的概念

　　虚拟光纤技术也叫做无光纤光通信技术,它的英文全称为FSO--Free Space Optics,中文含义为自由空间光通信技术,我们之所以把它叫做虚拟光纤技术,是相对目前比较热门的光纤通信技术而言的。虚拟光纤技术与光纤技术相比,显然是一种新兴的通信技术,其实早在几十年前就有了这种无光纤通信技术的思想,只不过当时人们还觉得用这种方式进行短距离的高速通信应该是若干年以后的事,直到现在通信技术较为发达的今天,由于它的通信成本比较低才引起人们的注意。如果没有当时在FSO方面的研究工作,就没有FSO的今天。今天的FSO系统能在城域网的社区间以千兆的速度进行全双工通信,最远距离达几公里。所谓虚拟光纤通信技术,就是指该技术利用激光或者光脉冲,以太赫（THz）级的频率发送打包数据,以空气为传播媒质。虚拟光纤通信网络的建设费只不过是光纤通信网络建设费用的六分之一左右,而且在建设时间上也比较短,一般只要三天左右的时间就可以完成了。如果把通信设备直接安在办公室窗外而不是楼顶,那么整个周期会更短。当然FSO网络系统不仅在建设的费用上便宜,安装操作方面也是非常方便,因为它的安装过程中省去了不少光/电、电/光转换设备,而且中间还不需要太麻烦的调试等过程；此外,由于虚拟光网到端用户节点之间的信号通道仍然保持着光的形式,中间没有电转换的介入,这样虚拟光网内光信号的流动就没有光电转换的障碍,所以信息在传输时就不会出现信息堵塞现象,从而信息在传输时能达到一种很高的传输速度。目前,它支持从OC-3(155Mbps)到OC-12(622Mbps)的高速连接。

2、虚拟光纤的应用范围

　　从某种意义上来说,虚拟光纤技术只能算是光纤通信技术的有力补充而已。因为这项技术尽管建设费用较低,通信速度较快,但它也有自己致命的弱点,那就是它的应用范围比较狭窄而且受通信环境的影响较大,不适合用于通信主干网的建设,它只能局限在城市中使用。FSO系统必须架设在较大的网络中心的附近,这意味着要想成为FSO系统的用户,就必须处身于大城市中。相比较而言,它最适宜用来组建高速本地网或用作现有光纤网络的备份。挖沟的麻烦虽然省了,但坏天气却有可能出来添乱。因此,深入分析、掌握本地气候的变化规律是建好、用好FSO系统的前提。为了能更有效地使用虚拟光纤技术,笔者在这里提供几则它的具体应用范围：

　　A、宽带网接入。现在的通信正寻找真正能提供高带宽、低成本的接入技术,目前主干网上带宽容量急剧增长,从622 Mbit/s增加到10 Gbit/s,再到太比级的DWDM。同样,用户驻地网的带宽也从10 Mbit/s增加到100 Mbit/s,再到千兆比以太网,只剩下网络接入部分仍是带宽成本与容量的瓶颈得不到经济有效的解决方法。无线通信更是宽带接入的瓶颈,LMDS最高速率只有622 Mbit/s,但成本较高、网络规划较难。因此为了打破无线接入的瓶颈,可以在用户驻地网使用虚拟光纤技术。

　　B、光纤网络的备份。由于该技术建设成本低,但具有光纤通信技术的一些优点,因此在对光纤通信设施进行冗余备份设计时,可以使用虚拟光纤技术来备份光纤通信网络。

　　C、骨干网的扩展。长期以来,通信运营商在通信网络的骨干网建设上花费了大量的金钱,来提高网络整体性能,应付网络需求的高速发展,但在边缘网（即用户与运营商网络相连的部分）的建设上却很少用心。其实,很多网络应用瓶颈不在骨干网而恰恰是在边缘网。为了能方便地在现有的骨干网上进行扩展和向外延伸,通常就会使用虚拟光纤通路来代替光纤通路。

　　D、局域网互联。由于虚拟光纤技术是以小功率的红外激光束为载体在位于楼项或窗外的收发器间传输数据,这种红外光不伤眼睛,最佳传输距离是500米以内,局域网使用该技术正好可以发挥它的最大功效。此外在通信速度方面,用虚拟光纤技术来替代光纤技术连接局域网,不但能降低成本,而且具有很高的传输速度。

　　E、无线基站数据回传。虚拟光纤技术还可用来将移动电话天线塔接收的信号回传至与有线公用电话网相连的中心交换设备。

　　F、其他需要高速接入的终端方面。由于虚拟光纤网络建设时成本低、操作简单,灵活性较强,可以应用在其他可以需要高速接入的终端方面。

3、虚拟光纤是如何工作的

　　前面笔者曾经提到虚拟光纤是利用激光或者光脉冲,以太赫（THz）级的频率发送打包数据,以空气为传播媒质的。这里的激光或者光脉冲其实就是指波长为850纳米的红外线或者是波长为1550纳米的红外线。850纳米的设备相对来说很便宜（从30美元到1000多美元不等）,一般应用在传输距离不太远的场合。工作在1550纳米波长的FSO设备的价格要高一些,但在功率、传输距离和视觉安全方面有更好的表现。FSO网按照组网的结构来说,可以有点到点、点到多点（星形）和网状网三种结构,这三种结构可以组合起来使用。其中点到点结构是最简单的网络拓扑。目前已使用的系统多数采用此结构,其原因是大多数系统只是用来连接企业内部的各幢大楼,作为高带宽的专线连接。点到点结构的优点是的链路,网络规划简单；其缺点有很多,例如不能成本有效地进行扩展；光链路没有任何保护,有一个点出故障,链路就中断。所以它不适合电信级系统。点到多点（星形）结构的优点是可以把业务集中到一点（集线器或中心节点）再接入核心网,效率较高、比较经济。缺点是能提供的带宽较少；每条链路仍无冗余保护,可靠性较差；为了在视距内连接尽可能多的大楼,集线器的位置非常关键；集线器的成本一般较高。但有一种点到多点结构实际上是点到点传输,只不过在中心节点集中放置了多个针对不同方向的终端,因此其好处是有专用的带宽、可扩展、能为单个用户提供服务。网状结构的主要优点是通过多个网络节点可以提供几乎实时的迂回选路,使服务得到保护,即具有服务恢复或服务冗余度的特点。网状结构还可以把业务集中到某些特定点,再有效地接入网络,比较符合电信级的要求。其缺点是传输距离短、成本高（每大楼多条链路）,网络规划复杂。

4、虚拟光纤的主要特点

　　现在人们对通信能力的要求是越来越高,通信商需要使用可扩展的、经济上承受得起的基础设施来提供可靠的网络接入,把宽带业务带给用户。虚拟光纤通信正是凭借其特有的特点才会被人接受：

　　A、由于虚拟光网到端用户节点之间的信号通道仍然保持着光的形式,中间没有电转换的介入。这样,虚拟光网内光信号的流动就没有光电转换的障碍,所以信息在传输时就不会出现信息堵塞现象；

　　B、虚拟光纤技术也是一种光通信技术,因此它具有一般光通信技术的速度快、带宽容量大等特点,且结构简单灵活,易于网络升级；

　　C、在虚拟光纤通信中,由于没有了繁琐的光/电及电/光转换设备,从而在网络的建设成本上能降低不少,此外随着激光技术的进步,已经使耐用可靠的器件变得非常便宜,也大大降低了FSO设备的造价；

　　D、虚拟光网可以提供多种业务,例如支持有线电视(CATV)节目的多路传送；支持高速数据和多媒体业务需要全光通信网来传送,包括视频工作站、大规模数据库和多路高清晰度电视等；

　　E、虚拟光网在支持传统数字信号业务的应用时,数据传输速率范围从低速kbit/s至高速Gbit/s,如异步转移模式(ATM)、局域网的互连、多路数字电话、以太网等；

　　F、虚拟光网具有灵活的接入特点,如果需要添加其它节点时,FSO的网络结构无须改变,用户的容量也很容易增加,只要改变节点数量和配置即可；

　　G、FSO很难被截取,因为它的波束很窄,是不可见的,所以很难在空中发现一条业务链路。同时,这些波束又非常定向,是对准某一接收机的,如想截接,就需要有人到窗外用另一部接收机在视距内对准发射机,还需要知道如何接收信号,这是很难做到的。即使被截接,用户也会发现,因为链路被中断了。此外,用户到集线器之间的链路通常是加密的,因此,FSO比通常的无线系统安全得多。

　　约兴小语：世贸中心的倒塌，不仅为美国带来严重的心理创伤和经济损失，信息通讯也随之成为头痛的问题。因为大楼倒塌令通讯线路中断，而这些线路恰恰是曼哈顿区许多关系到世界经济成败好坏的大公司的信息通道。如果不尽快恢复通讯，那么这些公司的工作命脉也就等于被掐断了。所以，用形象的说法来说，这一撞，撞毁的不仅是几栋大楼，还可能是美国的，甚至全世界的经济命脉。

　　线路既然中断了，自然要架设新的新路维持通讯，但是总不能在事故现场一边挖掘抢救可能的幸存者，一边埋管架设线路。怎么办？这个时候，无线宽带连接服务商就帮了大忙，他们通过提供无线连接传输服务，让各大机构迅速恢复了通讯，从而恢复了日常工作。可以说，无线传输，不再仅是扮演未来潮流的角色，而是扮演了世界经济拯救者的角色。当然，这次普遍使用的无线连接方式，不是我们谈了很久却一直鲜见其迹的蓝牙，而是一种叫虚拟光纤（FSO）的传输方式。

　　以下这篇文章，介绍了虚拟光纤的方方面面，为大家提供了很详细的参考。有人说，今年是无线互联兴起的一年，但是，到目前为止，大家对无线互联的了解还是不多的。大家常谈到的是一些耳熟能详却又并不熟悉的词语，例如蓝牙，802.11b等，却无法领略无线宽带的真正魅力。相信读了本文以后，大家的眼光会开阔很多。

　　据电信研究公司RHK调查，虽然美国有近75%的公司都会在光纤主干网的一英里范围之内，但实际上只有5%真正连接了光纤。这与费用有莫大关联。用光纤连接建筑物，动辄几百万，而且耗时长久。这个问题也一直困扰着通信服务提供商们。在视距传输和无线技术，例如本地多点分配业务、微波多点分配业务以及3G和4G通信技术中实现光速传输还只是一个梦想。

　　致力于FSO无线技术的公司都自称可以更便宜更快速地在建筑物间接上光纤。当然，同早前的视距传输无线技术一样，稳定性才是至关重要的一点。

　　FSO最早出现在80年代的军方通信上，它是一种视距宽带通信技术，选用调整过的激光信号在大气中进行数据传输，其实同激光信号通过光纤电缆传输的方式是一样的。FSO通过看不见的红外电磁信号频谱（一般在194 THz或者375 THz），它的速度远比一般的数据用户或cable modem要快，后者只支持622 Mbps至1.25 Gbps的传输速率。而据FSO的公司称，FSO系统可达10-Gbps，而且声称正在发展160-Gbps的系统。

　　相比于其它宽带接入竞争对手，FSO的公司以更低的费用建设网络。架设一个光纤网络的80%至90%用于开掘路面铺设光纤线，在西雅图之类的城市，每铺设一英里的费用大概为1百万美元，而在纽约这样的大城市则高达3百万美元。但是架设一个FSO网络连接有时只需要2万美元即可完成。FSO如此低价的另一原因在于它使用的频谱并不在美国联合通讯委员会管辖范围之内，不需要象那些宽带无线公司那样支付昂贵的FCC特许费。

　　少了铺设光纤线所需的高强度劳动和各种手续上的问题，FSO可以在短至几天内完成连接。而且同那些固定无线接入所需要的巨大接收天线相比，FSO可说是容易控制得多。FSO的无线接收器大小仿如一部保安摄像机，可以轻而易举地安装在屋顶、屋内甚至是窗户边。 

  

  

lilisz16 2009-11-15 23:14:34 

一、引言

  1970年，康宁公司率先研制出了世界上第一根衰减低于20dB/km的石英玻璃光纤—这个20dB/km的数据，当时被认为是光纤可用于通信的阈值，也是由高锟博士计算确定的，而当时已有的玻璃光纤的衰减高达1000dB/km以上，因衰减太高, 不能用于通信。此后不久，也是在1970年，第一个半导体激光器实现了室温工作。这样，光源和传输介质问题的解决有望，全世界因此而雀跃！从此拉开了光纤研制和光纤通信研究的序幕，开始了现代光纤通信的发展。

  国际上光纤通信研究拉开序幕之时，正是武汉邮电科学研究院筹建之时。因此，武汉邮电科学研究院（WRI）建立之初（1974年)，就将光纤通信研究确定为主攻方向。烽火通信科技股份有限公司是由WRI发起组建的，烽火通信科技股份有限公司的光纤光缆产业是在WRI的光纤光缆研究部基础上发展起来的。值此烽火通信科技股份有限公司的光纤光缆产业实现跨越式发展的时刻，本文简要回顾烽火通信的主要产品之一—多模光纤的发展历史并展望其发展趋势。

二、多模光纤的历史与发展

  回顾多模光纤30年的发展历程，大致可划分成三个大阶段。

  第一阶段，1971～1980年期间，是多模光纤的研究开发期。在此期间，国际上逐步淘汰了传统的双坩埚工艺，开发了MCVD、OVD、VAD、PCVD等四种化学汽相沉积预制棒新工艺；从多组分氧化物玻璃光纤转向石英玻璃光纤;研究了多模光纤传输理论与光纤设计，其中特别重要的是,开发了通过微分模时延（DMD）测量结果的分析来优化预制棒工艺提高多模光纤带宽的关键技术; 进行了多模光纤通信系统现场试验；建立了50/125祄梯度多模光纤（以下简称50祄-MMF）工业标准；50祄-MMF投入规模生产。 有代表性的是康宁公司的Wilmington光纤厂1979年1月投产以及AT&T公司Atlanta光纤厂1979年4月扩建，次年投产。 1980年的全球光纤年产量不足10万km，100%是多模光纤。这是光纤产业的开端。在随后的20年中，MMF的年产量迅速增加，2000年达到400万km（参见表1)。

  第二阶段，1981～1995年期间，是多模光纤实用化并不断增加新品种的发展期。国际上纷纷利用50祄-MMF建立了实用化的干线光纤通信系统。然而，在此期间的最初几年（1983～1984年)，单模光纤（指G.652A光纤）技术成熟了，50祄-MMF在局间干线光纤通信系统中的地位迅速地被单模光纤取代。此后，50祄-MMF转向数据传输领域，主要用于局域网（LAN)。当时，为了尽可能地降低LAN系统成本，普遍采用价格低廉的发光二极管（LED）作光源，而不用昂贵的半导体激光器（LD)。LED的发散角比LD的大得多，而当时已有的50祄-MMF，其芯径和数值孔径都比较小，不利于与LED的高效耦合。为使连接耦合更容易，并且使耦合入光纤的光功率更大，国际上大力开发了具有较大芯径和较大数值孔径的梯度多模光纤，例如62.5/125祄,80/125祄，100/140祄等，芯径从50祄增加到100祄,数值孔径（NA值）从0.2增加到0.3以上（参见表2)，为多模光纤在LAN系统中的推广应用创造了条件。此后不久，50祄-MMF的大部分市场份额就被新兴起的62.5/125祄梯度多模光纤所取代。80/125祄，100/140祄等多模光纤则由于弯曲损耗较高、制造成本较高、外包层直径特殊等种种原因没有得到广泛应用。在此期间，多模光纤逐步取代传统的铜线和同轴电缆成为现代超高速LAN系统的首选物理媒体。

  第三阶段，1996～2002年期间，多模光纤研究与开发进入了最新一个活跃期。预计该活跃期将持续到2010年。在此期间, LAN系统向Gb/s以上的超高速率发展。IEEE于1998年6月通过了千兆比特以太网标准; 2002年6月刚刚通过了10Gb/s以太网标准。这种超高速率LAN系统，必需采用激光器作为光源，并配用高性能的新一代多模光纤。除10Gb/s以太网标准之外，还有很多工业标准将采用新一代多模光纤（参见表3)。

  美国康宁、原朗讯的OFS、荷兰Draka都已经推出了这种新一代多模光纤样品。各工业标准的出台，为这种光纤的研制、生产和应用提供了统一的依据，更多的光纤生产厂家将投入新一代多模光纤的研制和生产。预计2002年以后,将是多模光纤获得更大发展的黄金时期。

三、烽火通信多模光纤的研制和应用  

  WRI是在国内率先用MCVD工艺研制出石英玻璃多模光纤的单位。表4概括了WRI的多模光纤的早期发展历程。

  此后，WRI在PCVD设备与工艺的研究方面加大投入，先后完成了《PCVD法设备及制棒工艺的研究》(1990);《高效率PCVD法大预制棒制造技术研究》(1992);《长PCVD光纤预制棒制造系统研究》(1995)等项目，并获得了多项相关专利授权。以上研究成果大大充实了WRI在多模光纤方面的技术实力和发展后劲。

  1996年，我国发布并实施了数据光纤通信行业标准YD/T 816—1996《大芯径大数值孔径多模光纤》,该标准是WRI起草的。该标准的发布与实施，促进了国内数据光纤市场的规范化发展。WRI自成功开发的62.5/125祄数据光纤于1998年1月通过了部级鉴定以后，就用自制的PCVD设备和通过鉴定的工艺进行了批量生产，产品质量高，信誉好，除供应国内需求之外，还出口韩国、印度等国，受到国内外用户欢迎。用WRI数据光纤生产的光缆建立的LAN系统广泛用于机关、学校、工厂和网络公司。经济效益和社会效益显著。

  烽火通信自1999年成立以来，将多模光纤产业化作为一项重要工作，实施了跨越式发展战略。首先，在原中试车间，通过提升设备性能，增加新PCVD设备，改进工艺技术等措施，就使2001年的光纤年产销量比1999年增加了5倍。同时，在武汉·中国光谷新建的光纤厂即将投产，除了大规模生产单模光纤之外，还将采用最新一代的PCVD设备生产高性能多模光纤，生产能力将在现有基础上再增加4～5倍。 在新一代50/125祄多模光纤的研究方面，DMD测量是不可缺少的技术。烽火通信早有准备，研发人员收集、研究了相关技术资料，购买了DMD测量设备，进行了消除RIP缺陷的工艺研究。

四．总结与展望

  本文回顾了多模光纤30年的发展历程。目前正是多模光纤研究与开发的最新一个活跃期，多模光纤在LAN等短程通信系统中的应用也经历了20多年。随着人类社会信息化进程的步伐加快，这些系统的传输速率和容量也在急剧提升。在高速率场合，光纤光缆相对于同轴电缆和铜线的技术经济优势日益明显。因此，多模光纤在LAN中的应用将继续扩大。 此外，由于新一代50/125祄多模光纤的发展，多模光纤的应用将不仅限于LAN方面，也将在存储区域网（SAN）以及广域网/城域网（WAN/MAN）交换局内部的通信设备互连中得到广泛应用。业界已经对研究提高MMF容量的各种新技术表现出极大兴趣。利用这些新技术，有可能使MMF的有效带宽提高几十倍。预计，继新一代多模光纤之后，仍将出现一些新的技术突破。

  值得注意的是，在IEEE 802.3z千兆比特以太网标准推出之前，LAN中很少用单模光纤。而该标准在采用多模光纤的同时，已经纳入了常规单模光纤，用于5km以内的传输。 在新出台的10Gb/s以太网标准中，也纳入了常规单模光纤,用于40km以内的传输。预计，随着网络速率的升级和网络范围的扩大，也可能更多地采用常规单模光纤甚至更先进的单模光纤，如低水峰光纤。已经有公司推出工作于短波长(850nm和1200nm）的单模光纤数据传输解决方案。由于光纤网络的寿命期应当远大于10年，因此，在一些实际工程中， 已经敷设了多模光纤与单模光纤混合的光缆，将单模光纤作为暗光纤用于将来的升级。国外某公司已经推出了多模光纤与单模光纤合二为一的新型光纤样品，称多模-单模复合光纤(Combined MM-SM-fiber)。该光纤具有“凸”形芯折射率分布，即在多模光纤的中心凸出一个与多模光纤同心的单模芯。当该光纤的两端与MMF连接时，该光纤多模工作； 当该光纤的两端与SMF连接时，该光纤单模工作。其特点是容易向单模升级。

  在LAN环境，目前及今后一段时期内，多模系统的总成本仍然低于单模系统。在2000～2010年间，全球多模光纤在LAN的市场份额在70%左右，平均年增长率21%以上。在将来的LAN市场上，多模光纤不但要继续与铜线竞争，还要与塑料光纤、单模光纤竞争。这就需要多模光纤生产厂家继续提高生产率，降低生产成本，同时，积极采用新技术，开发适应市场需求的新产品、新解决方案。烽火通信在多模光纤方面具有长期辉煌的发展历史，更拥有光电子系统-光电器件-光纤光缆整体化的优势，已经建立了腾飞的平台。我们相信，烽火通信科技股份有限公司的光纤光缆产业一定会继往开来、再创辉煌。

 

文章来源：http://wenda.tianya.cn/wenda/thread?tid=6e5f9c41b0c7b0d2

光纤通信的历史

日期：2008-5-22 15:59:00     来源:本站原创   编辑：本站  点击:4,448

摘自：《专业无线通信》传媒       最早使用光传递信息的国家是中国。早在2700多年前发生在西周的“周幽王烽火戏诸侯”的就是典型。       19世纪70年代，英国科学家丁麦尔发现了一个有趣的现象：像水一样透明的物质可以传送光束。他曾经做过这样一个实验：在一个容器的壁上钻一个小孔，然后装入大量的水，让水从小孔中流出。此时，将光射人容器内的水中。在这时候，他看到射入水中的光竟随着水从小孔喷出，而且同水流一起，呈弧线状落到地面，在地面上形成一个光斑。这个重大的发现在当时并没有引起学术界的重视。       20世纪30年代，希腊的一位制玻璃工人意外地发现，光能毫无散射地从玻璃棒的一端传到另一端。这已经初步揭示了光在玻璃上的传播规律。可在当时，人们也没有意识到这一发现有什么重大意义。       光的容量特别大，很适合通信领域。但以光作为联系的媒介，具有许多的缺陷，比如：它只能直线传播，不能转弯；在传播过程衰减得快，传播距离很有限；用光传递信息目标大，不易保密，且不易反映复杂的通信内容。因此，这种通信技术长期处于停滞不前的状态。       1958年，光的传播规律在医学领域得到应用。由2500根细玻璃纤维制成的“内窥镜”，将光引到人体胃内，使医生不用开刀，就可以看到胃里的情况。       1960年，美国科学家梅曼用红宝石做材料，制成世界上第一台激光器，获得了激光。激光是一种人造强光，与自然光相比，具有许多的优点。它的亮度极高，比太阳光要高100亿倍；方向性也极好，比最好的探照灯要好1000倍。而且激光的能量集中，束散很小。因此，把信息载到激光上，将会传到很远很远的地方。       1966年，英籍华人高锟博士正式在有关学术刊物上阐述了有关光纤通信的理论，他成了光纤通信的创始人之一。此后，许多科学家也做了深入的研究。经过反复试验，科学家终于研制出了一种光导纤维。它是用具有特殊光学性能的材料——超石英或其他的物质制成的细丝。它比钢还坚硬，比铜还柔韧。它可使光在里面以30万公里每秒的速度前进。       光纤通信是利用激光作为载波，用光导纤维作传输媒质传递信息的“有线”激光通信。光纤通信除了可以用来传送声音以外，还可以传送电视图像、数据、图表等。由于用光导纤维传送信息容量大，频带宽、衰耗小、质量高，保密性强，抗电磁干扰和抗辐射性能好。与传统电缆相比光纤重量轻，占用空间少，便于铺设，原材料来源丰富，制造成本也在迅速降低。光纤通信中常用的光波波长在0.8～1.6μm之间。光纤通信应用的场合很多，除了“光话”、“光视”外，还可以用在计算机网络、厂矿内部的通信，光缆电视，电力、铁道系统的通信等等。光纤通信是以光导纤维作为通道的。它的诞生，使人类的通信水平又上了一个新台阶！      利用光导纤维作为光的传输媒介的光纤通信，其发展只有二三十年的历史。光纤通信的发展可分为以下几代进程：       第一代光纤通信系统，是以1973－1976年的850nm波长的多模光纤通信系统为代表；       第二代光纤通信系统，是70年代末80年代初的多模和单模光纤通信系统；       第三代光纤通信系统，是80年代中期以后的长波长单模光纤通信系统；       光纤通信系统，是指进入90年代以后的同步数字体系光纤传输网络。       光纤通信是当今世界上最有发展前途的通信技术，目前光纤通信技术已被广泛应用于邮电通信，广播电视、计算机联网、交通管理等许多方面。

重庆邮电大学教务处制作

文章来源http://www.cqupt.edu.cn/holtek/innovation/columns/InnovationEdu/stories/155940277.html