論光纖通信的現狀及趨勢

潘偉新 方林之

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論光纖通信的現狀及趨勢

潘偉新1方林之2

1.西安通信學院，陜西 西安 710000 2.南京理工大學，江蘇 南京 210000

光纜通信在我國已有20多年的使用歷史，這也就是光通信技術的發展史和光纖光纜的發展史。光纖通信因其具有的損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優點，備受業內人士青睞，發展非常迅速。目前，光纖光纜已經進入了有線通信的各個領域，包括郵電通信、廣播通信、電力通信、石油通信和軍用通信等領域。主要綜述我國光纖通信研究現狀及其發展趨勢。

光纖通信技術；發展歷史；現狀；發展趨勢

在當下，光纖通信技術是通信技術中在實際運用中是非常有前途和發展的，即光纖通信技術已在現代化通訊中占據了極大的作用，可以說是非常重要的支柱。光纖通信技術作為全世界新一代信息技術革命的重要標志之一，它已經變為現在全面信息化社會中多元且復雜的信息的相當主要傳輸媒介，并且將信息網架構的整體面貌改變地更加深刻和具有廣泛性，人們在它身上（作為現代化信息社會最堅實的通信基礎身份）看到了大好的未來發展趨勢。

1 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，他們通過反復的相對研究和實驗大膽地提出他們的觀點，低損耗的光纖是可以用于通信的，就這樣光纖通信的面紗從此就顯現了，是如此的神奇和便捷與快速，不得不使全世界的眼光駐足于此。1970年，美國康寧公司首次研制成功損耗為20dB／km的光纖，這一重要事件使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[1]。

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、不易串音等優點，備受業內人士青睞，發展非常迅速。光纖通信系統的傳輸容量從1980年到2000年增加了近一萬倍，傳輸速度在過去的10年中大幅提高約提高了100倍[2]。

目前，光纖通信技術已有相當長遠的腳步，不斷出現出新技術，從而通信能力也隨之大幅提升，同時其應用范圍也隨之不斷多面化發展。

2 光纖通信技術發展的現狀

2.1 波分復用技術

波分復用技術可以將單模光纖低損耗區帶來的巨大帶寬資源重新充分利用。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，將光波作為信號的載波，把波分復用器（合波器）作為發送端，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。由于不同波長的光載波信號可以看作互相獨立（不考慮光纖非線性時），從而在一根光纖中可實現多路光信號的復用傳輸。

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”。將信息傳輸的高速化實現，使大眾得以滿足，單有寬帶的主干傳輸網絡還不行，更為關鍵的是用戶接入部分，高速信息流進千家萬戶的關鍵技術是光纖接入網。

在光纖寬帶接入中，由于不同的位置光纖所能到達的位置有所不同，有了不同的應用如FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH，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，所以，人們充分利用了光纖的寬帶特性，為用戶提供了所需要的不受限制的帶寬，使其需求得以最大化滿足。目前，以國內的光纖接入技術可以為用戶提供FE或GE的帶寬，針對大中型企業用戶來說，是FE或GE比較理想的接入方式。

3 光纖通信技術的發展趨勢

人們就光纖通信而言，超高速，超大容，超長距傳輸是其不斷追求的，而全光網絡也是人們不懈追求的夢想。

（1）超大容、超長距傳輸技術波分復用技術極大地提高了光纖傳輸系統的傳輸容量，在未來跨海光傳輸系統中有廣闊的應用前景。波分復用技術在近些年來發展相當迅速，目前1.6Tbit/的WDM系統已經大量商用，并且全光傳輸距離也在大幅擴展。（2）如若單單靠OTDM和WDM來提高光通信系統的容量是有限，可以通過把多個OTDM信號進行波分復用，進而達到了大幅提高傳輸容量的目的。偏振復用（PDM）技術可以將相鄰信道的互相作用明顯減弱。在超高速通信系統中由于歸零（RZ）編碼信號所占空間較小，降低了對色散管理分布的要求，并且其編碼的方式的適應能力較強對于光線的非線性和偏振模色散（PMD），因此現在的超大容WDM/OTDM通信系統基本上大都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統需要解決的關鍵技術基本上都包括在OTDM和WDM通信系統的關鍵技術中。（3）光孤子通信。光孤子在超短光脈沖中是一種特殊的ps數量級脈沖，它的特點是可以在光纖的反常色散區，群速度色散和非線性效應相互平衡，所以經過光纖長距離的傳輸后，波形和速度都依舊保持不變。由于光孤子通信可以實現長距離無畸變的通信通過以光孤子作為載體，可以在零誤碼的情況下信息傳遞可達萬里之遙?，F在光孤子通信實際運用仍然存在許多技術難題，但目前已取得的突破性進展使人們相信，光孤子通信在超長距、超高速、超大容的全光通信中，尤其在海底光通信系統中，有著及其廣闊的發展前景與光明的未來。（4）全光網絡。全光網絡以光節點代替電節點，節點之間也是全光化，而在網絡中傳輸和交換過程中始終以光的形式存在，不再按比特進行交換機對用戶信息的處理，而通過其波長來決定路由。雖然傳統的光網絡已經將節點間的全光化實現，但依舊采取用電器用于網絡節點處，限制了目前通信網干線總容量的進一步提高，所以現在非常重要的話題已是——如何真正的全光網。目前，雖然全光網的發展迅速使人可喜，可全光網絡的發展依舊是起步的階段，但它已顯現出了其特有的廣闊發展道路。以全球對全光網的發展趨勢上看，想要打造一個真正的、以WDM技術與光交換技術為主的光網絡層，建立純粹的全光網絡，解決電光這一重大難題已成為未來光通信發展的必然趨勢所向，更是未來全球信息網絡的及其重要的中心，亦是通信技術發展的超級別層次

4 結束語

現代在信息技術中，光通信技術已經的非常重要支撐平臺，可謂是舉足輕重的地位，相信其在未來的發展中必定也會影響到未來的信息社會。及時全球通信曾舉足不前，但今后光通信市場仍然將呈現不斷上升趨勢。以全球現代通信的發展的趨勢來看，未來通信的主流寶座也會被它占據其一。全網信息的時代就在不久將來。

[1]振榮.通訊手段的發展前景[J].管理科學文摘，1994（02）：10.

[2]高天.LTE關鍵技術及其發展前景[J].中國新通信，2015（04）：201-202.

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