浅谈光纤通讯的发展趋势及应用

摘要：

伴随经济的发展地球村的建立，世界的范围越来越，人民之间的联系越来越密切，基于人民之间的联系通讯技术成为人民联系的主要介质，而光纤通讯技术成为信息传播的主要方式。

关键词：光纤通讯、信息技术

中图分类号：TN253 文献标识码：A 文章编号：

一、光纤通讯的发展历程：

现代光纤通信技术光导纤维通信就是利用光导纤维传输信号，以实现信息传递的一种通信方式。光导纤维通信简称光纤通信。可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。实际上光纤通信系统使用的不是单根的光纤，而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆

从1966年形成光纤通讯的概念,到1977年第一个商用光纤通讯系统投人运营,科技界、企业界花费了n年的时间完成光纤通讯第一轮的科研与开发过程。第一代光纤通讯系统,采用的光纤是多模光纤,光源是发光二极管,光波长是0.85拌m,传输速率为34Mb/s,价格要比电缆传输系统昂贵。紧接着的十多年,光纤通讯取得了持续的发展和逐年进步。这些进步的趋势和内容可用图1来概括:(1)光纤由多模转为单模。50拜m芯径的多模光纤,允许成百上干个不同横模的信号传输,这些不同模式传输的速度不同,形成模式色散,从而限制了传输速率的提高。单模光纤芯径为几个微米,只允许最基本的一个模式传输,因此消除了模式色散,能传输更高速率的信号。(2)光源由发光二极管转为激光器。这两种光源相比,无(3)传输速率从低到高。从70年代几十兆比特到80年代中期几百兆比特,再到90年代几千兆比特。(4)使用光波长从0.85拌m转为1.3拜m,再转向1.5拜m。这三个波长也被称为第一、第二、第三代光纤通讯的特征.光纤通讯使用波长的这种移动,是为了更好地解决光纤损耗和光纤色散两个问题而必须采取的技术措施。(5)费用的不断降低。由于光纤系统从传输媒介到发送、接收端机均不能与旧有电话设备兼容,因此在光纤通讯初期,每一电话线路的造价要高于铜线,随着生产批量增加、制造技术的成熟、传输速率,即单根光纤传输话路的增加,光纤通讯的成本有了大幅度的减低。就全球范围讲,1994年,是光纤通讯与铜线电缆通讯价格趋于相同的一年。更重要的是,今后光纤通讯的成本将继续下降,而铜线电缆通讯的造价将继续上升。(6)实际应用逐年指数增长。据1994年1月不完全统计,全球敷设的光纤总长度已经达到550。万公里,其中北美2400万公里,欧洲1400万公里,亚太地区1500万公里.应用的形式也从开始单一的话路业务转向多媒体信息的传输,光纤数据网、光缆电视传输系统都是近年来非常活跃的商业应用。电信技术的发展史,实际上就是电信主干线通讯容量不断增长的历史。1842年莫尔斯电报到本世纪60年代的微波技术，人类电信发展遵循指数规律，大约每20年提高10倍。光纤通讯技术的出现，突破了这一规律，给电信主干线通讯容量带来了更高速的发展。光纤通讯子1980年至今的15年时间里，传输比特提高了400呗。光纤，最终要代替铜线成为通讯的主干传输介质，光纤通讯，最终成为信息时代的一项支撑技术，最根本的原因就在于它的超大传输容量。

二、光纤通讯中的应用技术：

1、光纤放大器在光纤通讯中的应用：

通讯技术的实质是克服时间和空间的障碍使人类能够相互交流信息。因此,光纤通讯技术所追求的重要指标之一是容量距离乘积,亦即传输速率与传输距离的乘积。

所谓标准的光通讯,是指对光像直接进行强度调制、接收端直接检测的光通讯系统。这种系统的无中继传输距离将主要由光纤的衰减所限制,传输速率则受到光纤色散特性、光饵性能、光源调制电路等因素制约.采用相干光通讯的方法,可以因系统检测灵敏度的提高将容童距离积略为提高。然而真正为光纤通讯开辟了新天地的是光纤放大器。

光纤放大器被人们所重视是因为它具备下列众多优点：（1）增加了谱线宽度（2）增加了增益高度（3）功率输出可高达上百毫安（4）噪声很低（5）增益波长与第三代光纤通讯波长相吻合（6）泵浦激励带与可靠地半导体激光器兼容等等

一个在增益谱线内的光信号,经过几十公里的光纤传输,衰弱了的信号经光纤放大器放大后得以继续在系统中传输。这就是光纤放大器的最基本的功能。除了这种在系统中作线路放大的用途外,光纤放大器还可用作系统发送端的功率放大和接收端的前置放大。

在以前的光通讯系统中‘标准’系统,衰减了的信号是通过电中继器将信号放大的。这种中继器将按收到的光的弱信号转换成电信号,再将这一弱电信号进行放大和处理,然后再用处理后的电信号调制一个新的光源,“接力”将光信号继续在系统中传送。必须强调指出,光纤放大器替代这种光一电一光转换的电中继器,不仅仅是提高了效率;更重要的是;光纤放大器提供了在宽达35nm的范围内对所有传输光波长的全透明放大、对任何传输速率的全透明放大和对传输码型的全透明放大。这些功能是电中继器不可能实现的。因此,光纤放大器被称为电信技术的一场革命。

2、光纤通讯技术在宽带中的应用：

1991年,英国莱恩克基金会在伦敦颁发光电子学奖,颁奖的是撒切尔夫人，获奖的一组是为特种光纤做出贡献的英国科学家,另一组是提出光孤子传输概念的美国科学家。会上展示了获奖人制作的光纤放大器样品。基金会的科学顾问们选择这两项研究颁发奖金并非巧合。光纤放大器与光孤子的结合,使光纤传输具备极大的容量.甚至如科学家们所说:无限带宽自光纤通讯问世以来两个最基本的问题就是损耗与色散。长波长方向即1.sl,rn移动、光纤放大器的涎生、光纤制作技术的进步使损耗问题得到了解决，色散,引起脉冲展宽;色散,与传输距离成正比;因此它限制着容量距离乘积。光孤子的概念就是超短脉冲在光纤中无色散传输;就是一个光脉冲信号，在长距离光纤中传输以后仍保持它原有的脉冲形状。光弧子和光纤放大器的结合已经使光纤通讯的容量距离集成成十倍、百倍的提高。

人类需要信息高速公路,需要一个全球联网的电信基础设施。这种基础设施的目的和功能是在任何地方、任何时候、任何人之间可以用任何方式的组合来相互交流话音、数据和图象信息。光纤通讯为建设这样一种电信基础设施提供了技术支撑。

人类今天或多或少陷人道路拥挤、车祸不断、污染严重的困境。交通给人类亮出红灯。然而,人类找到了新的答案:信息高速公路全线绿灯。

3、光纤通讯在电力系统的应用：

随着大电厂、大电网的形成和发展,超高压长距离输电线路的建成,生产调度、行政管理水平的提高,对电力系统自动化程度提出了更高的要求,即向着以计算机为核心的调度、管理综合自动化的方向发展,以及将来实现综合业务通信网(ISDN).从而对电力系统通讯提出了更高的要求。既要传输调度电话,又要传输远动、保护信号(PLC复用通道);既要传输模似信号,又要传输数据乃至图象信号。

总之,随着电力生产、管理的现代化,对通讯提出了大容量、长距离、高质量、高速率和能传输多种信息的要求。显然电力载波通讯是远远不能满足要求的,必须光纤通讯在电力来统的应用寻求一种新的,可解决上述矛盾的通讯方式。数字微波和光纤通讯都是优选对象,在80年代,当时光纤通讯还未达到较好的商用水平,电力系统就建成了以国家电力调度中心到各大区网调中心,到各省、自治区中调的,以数字微波为骨干的,边远省区、新疆和大型工地如碧口、二滩、天生桥、安康以卫星地球站为通讯联络的全国电力系统的自动直拨通讯调度网;但是,微波站遭受过电压的机率很高,主要来源有雷击微波站天线、雷击与微波站相连的架空配电线路及通讯线路等,多年来,全国有许多微波站都遭受过雷击的破坏,既损坏了通讯设备,又影响电网安全运行,为了防止雷击事故损坏通讯设备,电力通讯部门每年都要投入大量的人力、物力、财力和精力,采取诸如接地、均压、屏蔽、分流、保护等防护过电压的多种措施,要建立一个可靠的接地网,部颁规程规定,地网的工频接地电阻值小于5欧姆,即使如此,每到雷雨季节还要提心吊胆,光纤通讯完全能够克服这些缺点,因此,光纤通讯当是电力通讯的最佳选择;

4工业电视图像的传输

随着电力系统的发展和系统容量的增加,水、火电厂的规模越来越大,输电电压逐步提高,50oKv的变电站和输电线路越来越多。为了实现电力系统和变电站的自动化管理,除了掌握现有的远动、保护、自动和通讯信息外,为强化集中控制管理手段,尚需使调度人员能及时的直观的掌握一些关键环节的设备运行工作状态及操作后的反应。为此对遥视系统的需要是迫切的,尤其是在处理事故过程中它的作用就更大。光纤通讯由于有频带宽、衰耗小、不怕干扰等优点,为传送图象提供了良好的通道,在几一几十km之内清晰的传送图象已不成问题。传输图象可采用最简单的模拟光纤通讯系统,也可以用一套光纤系统,同时接几个摄象头。目前,电力系统新投运的工业电视系统,基本上都采用了光纤通讯技术。

光纤通讯由于有频带宽、衰耗小、不怕干扰等优点,为传送图象提供了良好的通道,在几一几十km之内清晰的传送图象已不成问题。传输图象可采用最简单的模拟光纤通讯系统,也可以用一套光纤系统,同时接几个摄象头。目前,电力系统新投运的工业电视系统,基本上都采用了光纤通讯技术。

三 结语：

人门之间的联系的加强促进了通讯业的发展，而作为通讯技术的载体光纤通讯也正在各个领域迅猛的发展。因此加强光纤通讯技术的学习为服务大众做好坚实的理论基础