淺談光纖通信的發(fā)展趨勢與對策

摘 要：闡述了光纖通信發(fā)展歷程，并分析了其優(yōu)勢所在，為我國光纖通信發(fā)展提出了相應(yīng)對策。

關(guān)鍵詞：光纖；通信；發(fā)展；趨勢；對策

1 光纖通信發(fā)展歷程

光纖通信是利用光波作載波，以光纖作為傳輸媒質(zhì)將信息從一處傳至另一處的通信方式。１９６６年英籍華人高錕博士發(fā)表了一篇劃時代性的論文，他提出利用帶有包層材料的石英玻璃光學(xué)纖維，能作為通信媒質(zhì)。從此，開創(chuàng)了光纖通信領(lǐng)域的研究工作。１９７７年美國在芝加哥相距７０００米的兩電話局之間，首次用多模光纖成功地進行了光纖通信試驗。８５微米波段的多模光波為第一代光纖通信系統(tǒng)。１９８１年又實現(xiàn)了兩電話局間使用１.３微米多模光纖的通信系統(tǒng)，為第二代光纖通信系統(tǒng)。１９８４年實現(xiàn)了１.３微米單模光纖的通信系統(tǒng)，即第三代光纖通信系統(tǒng)。８０年代中后期又實現(xiàn)了１.５５微米單模光纖通信系統(tǒng)，即第四代光纖通信系統(tǒng)。用光波分復(fù)用提高速率，用光波放大增長傳輸距離的系統(tǒng)，為第五代光纖通信系統(tǒng)。新系統(tǒng)中，相干光纖通信系統(tǒng)，已達現(xiàn)場實驗水平，將得到應(yīng)用。光孤子通信系統(tǒng)可以獲得極高的速率，２０世紀(jì)末或２１世紀(jì)初可能達到實用化。在該系統(tǒng)中加上光纖放大器有可能實現(xiàn)極高速率和極長距離的光纖通信。

2 光纖通信與衛(wèi)星通信、無線電通信優(yōu)勢比較

現(xiàn)代通信網(wǎng)的3大支柱是光纖通信、衛(wèi)星通信和無線電通信，而其中光纖通信是主體，這是因為光纖通信本身具有許多突出的優(yōu)點：

（1）頻帶寬，通信容量大。 光纖可利用的帶寬約為50000GHz，1987年投入使用的1. 7Gb/s光纖通信系統(tǒng)，一對光纖能同時傳輸24192路電話，2.4Gb/s系統(tǒng)，能同時 傳輸30000多路電話。頻帶寬，對于傳輸各種寬頻帶信息具有十分重要的意義，否則，無法滿足未來寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)發(fā)展的需要。

（2）損耗低，中繼距離長。 目前實用石英光纖的損耗可低于0.2dB/km，比其它任何 傳輸介質(zhì)的損耗都低，若將來采用非石英系極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降 至10-9dB/km。由于光纖的損耗低，所以能實現(xiàn)中繼距離長，由石英光纖組成的光 纖通信系統(tǒng)最大中繼距離可達200多千米，由非石英系極低損耗光纖組成的通信系統(tǒng)，其最大中繼距離則可達數(shù)千甚至數(shù)萬千米，這對于降低海底通信的成本、提高可靠性和穩(wěn)定性具有特別的意義。

（3）抗電磁干擾。 光纖是絕緣體材料，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，也不受電氣化鐵路饋電線和高壓設(shè)備等工業(yè)電器的干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設(shè)或與電力導(dǎo)體復(fù)合構(gòu)成復(fù)合光纜。

（4）無串音干擾，保密性好。 光波在光纜中傳輸，很難從光纖中泄漏出來，即使在 轉(zhuǎn)彎處，彎曲半徑很小時，漏出的光波也十分微弱，若在光纖或光纜的表面涂上一 層消光劑效果更好，這樣，即使光纜內(nèi)光纖總數(shù)很多，也可實現(xiàn)無串音干擾，在光 纜外面，也無法竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

（5）光纖線徑細、重量輕、柔軟，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決地下管道擁擠的問 題，節(jié)約地下管道建設(shè)投資。此外，光纖的重量輕，光纜的重要比電纜輕得多。

（6）光纖的原材料資源豐富，用光纖可節(jié)約金屬材料。

3 21世紀(jì)初光通信及基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主攻方向

波長就是一個信號系統(tǒng)，把從前的電路交換，換成當(dāng)前的光路交換。這種交換系統(tǒng)就是把光的傳輸和交換融為一體，把交換給取消了。希望今年能作出一個演示系統(tǒng)。這個問題是最簡單最有效的解決如此困惑傳輸高速路的問題，寬帶推廣應(yīng)用就有很好的基礎(chǔ)。

今后一定要研究支持大通信容量廉價的光器件。第一個是可變波長激光器、高頻調(diào)制器；第二是波分復(fù)用/解復(fù)用器/濾波器；第三是增益平坦和鎖定的SCL波段放大器；第四是RAMAN放大器；第五是高頻光探測器、MEMS光開關(guān)。我國建立環(huán)保型的微電子和光電子的生產(chǎn)基地，我國的硅石材料是非常豐富的。多晶硅是未來最清潔的能源。

21世紀(jì)，要發(fā)展光網(wǎng)絡(luò)與移動通信發(fā)布式的結(jié)合，這是一個很大的商機。光網(wǎng)絡(luò)與毫米波的結(jié)合，如果成功的話，也是很大的具有革命性的進步。再一個是制造高精度的光纖陀螺。這不僅僅是未來航空系統(tǒng)，導(dǎo)彈系統(tǒng)要用它，國外的汽車里面也有陀螺。此外，新型實用化電流傳感器、電壓傳感器，光纖光柵應(yīng)力傳感器，光纖光柵溫度傳感器。

4 我國要積極創(chuàng)新開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)

雖然這幾年來，我國光纜電纜技術(shù)有很大發(fā)展，有一些具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)已在發(fā)揮作用，但是應(yīng)該看到這種比例仍是很小的，國內(nèi)有近200家光纖光纜廠，但大多產(chǎn)品單一，沒有自主的知識產(chǎn)權(quán)，技術(shù)含量較低，競爭力不強。實際上我國的光纖光纜技術(shù)應(yīng)該說與國際水平己差距下大，因此我們作為世界第二的光纜大國，應(yīng)該把開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)作為我們工作的重中之重，爭取創(chuàng)造更多的光纖光纜專利。

5 抓住西部大開發(fā)的大好機遇，發(fā)展光纜電纜技術(shù)與產(chǎn)業(yè)

西部大開發(fā)是國家的重大策略，國家制定了有利的政策，政府對發(fā)展通信等行業(yè)也給予了大力的支持。西部是一個地域復(fù)雜、分布較寬、通信相對落后的地區(qū)。經(jīng)濟大發(fā)展中，通信要先行，需要一些與之相適應(yīng)的光纖光纜及通信電纜的先進產(chǎn)品來配合發(fā)展的需求。因此，符合條件的產(chǎn)品將會在這里找到很好的市場，光纖光纜和通信電纜的各種技術(shù)、產(chǎn)品及成果都會在西部開發(fā)中得到發(fā)揮。