淺談光纖通信技術的特點和發展趨勢

張振杰 鞏銳

【摘要】 光纖是通信網絡的優良傳輸介質，光纖通信是以很高頻率（1014Hz數量級）的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質的通信，光纖通信的問世使高速率、大容量的通信成為可能，目前它已成為最主要的信息傳輸技術。介紹我國光纖通信技術的現狀，總結光纖通信技術的幾種關鍵技術，并對光纖通信技術的發展趨勢進行論述。

【關鍵詞】 光纖通信 現狀 趨勢

一、光纖通信的概況

1966年，美籍華人高錕（C.K.Kao）和霍克哈姆（C.A.Hockham）發表論文，預見了低損耗的光纖能夠用于通信，敲開了光纖通信的大門。1970年，美國康寧公司首次研制成功損耗為20dB/km的光纖，光纖通信時代由此開始。光纖通信是以很高頻率（1014Hz數量級）的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質的通信。由于光纖通信具有損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾等優點，備受業內人士青睞，發展非常迅速。

二、光纖通信技術發展的現狀

2.1波分復用技術

波分復用技術可以充分利用單模光纖低損耗區帶來的巨大帶寬資源。根據每一信道光波的頻率（或波長）不同，將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道，把光波作為信號的載波，在發送端采用波分復用器（合波器），將不同規定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端，再由一波分復用器（分波器）將這些不同波長承載不同信號的光載波分開。

2.2光纖接入技術

光纖接入網是信息高速公路的“最后一公里”。實現信息傳輸的高速化，滿足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網絡，用戶接入部分更是關鍵，光纖接入網是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應用，統稱FTTx。FTTH（光纖到戶）是光纖寬帶接入的最終方式，它提供全光的接入，目前，國內的技術可以為用戶提供FE或GE的帶寬，對大中型企業用戶來說，是比較理想的接入方式。

三、光纖通信技術的發展趨勢

3.1向超高速系統的發展

對光纖通信而言，超高速度、超大容量一直是人們追求的目標，從過去20多年的電信發展史看，網絡容量的需求和傳輸速率的提高一直是一對主要矛盾。傳統光纖通信的發展始終按照電的時分復用（TDM）方式進行，每當傳輸速率提高4倍，傳輸每比特的成本大約下降30%～40%：因而高比特率系統的經濟效益大致按指數規律增長，這就是為什么光纖通信系統的傳輸速率在過去20多年來一直在持續增加的根本原因。目前商用系統已從45Mbps增加到10Gbps，其速率在20年時間里增加了2000倍，比同期微電子技術的集成度增加速度還快得多。

3.2向超大容量WDM系統的演進

采用電的時分復用系統的擴容潛力已盡，然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用了不到1%，99%的資源尚待發掘。采用波分復用系統的主要好處是：1.可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使容量可以迅速擴大幾倍至上百倍；2.在大容量長途傳輸時可以節約大量光纖和再生器，從而大大降低了傳輸成本：3.與信號速率及電調制方式無關，是引入寬帶新業務的方便手段。

3.3實現光聯網

上述實用化的波分復用系統技術盡管具有巨大的傳輸容量，但基本上是以點到點通信為基礎的系統，其靈活性和可靠性還不夠理想。根據這一基本思路，光的分插復用器（OADM）和光的交叉連接設備（OXC）均已在實驗室研制成功，前者已投入商用。實現光聯網的基本目的是：1.實現超大容量光網絡；2.實現網絡擴展性，允許網絡的節點數和業務量的不斷增長；3.實現網絡可重構性，達到靈活重組網絡的目的；4.實現網絡的透明性，允許互連任何系統和不同制式的信號；5.實現快速網絡恢復，恢復時間可達100ms。光聯網已經成為繼SDH電聯網以后的又一新的光通信發展高潮。

3.4新一代的光纖

近幾年來隨著IP業務量的爆炸式增長，電信網正開始向下一代可持續發展的方向發展，而構筑具有巨大傳輸容量的光纖基礎設施是下一代網絡的物理基礎。目前，為了適應干線網和城域網的不同發展需要，已出現了兩種不同的新型光纖，即非零色散光纖（G.655光纖）和無水吸收峰光纖（全波光纖）。

3.5光接入網

過去幾年間，網絡的核心部分發生了翻天覆地的變化，無論是交換，還是傳輸都已更新了好幾代。不久，網絡的這一部分將成為全數字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網絡。而另一方面，現存的接入網仍然是被雙絞線銅線主宰的（90%以上）、原始落后的模擬系統。兩者在技術上的巨大反差說明接入網已確實成為制約全網進一步發展的瓶頸。唯一能夠根本上徹底解決這一瓶頸問題的長遠技術手段是光接入網。