光纤通信技术范文

光纤通信技术篇1

关键词:光纤通信技术  优势  接入技术

        0 引言

        近年来随着传输技术和交换技术的不断进步，核心网已经基本实现了光纤化、数字化和宽带化。同时，随着业务的迅速增长和多媒体业务的日益丰富，使得用户住宅网的业务需求也不只局限于原来的语音业务，数据和多媒体业务的需求已经成为不可阻挡的趋势，现有的语音业务接入网越来越成为制约信息高速公路建设的瓶颈，成为 发展 宽带综合业务数字网的障碍。

        1 光纤通信技术定义

        光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信力式。在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路，光纤之间的中绕非常小，光波在光纤中传输，不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听，光纤的芯很细，由多芯组成光缆的直径也很小，所以用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题。

        2 光纤通信技术优势

        2.1 频带极宽，通信容量大

        光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽，光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。散波长窗口，单模光纤具有几十ghz·km的宽带。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的 电子 瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量，特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。采用密集波分复术可以扩大光纤的传输容量至几倍到几十倍。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5gbps到1ogbps，采用密集波分复术实现的多波长传输系统的传输速率已经达到单波长传输系统的数百倍。巨大的带宽潜力使单模光纤成为宽带综合业务网的首选介质。

        2.2 损耗低，中继距离长 目前，实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤，此类光纤损耗可低于0.20db/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低，因此，由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其他介质构成的系统长得多。

        如果将来采用非石英系统极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离;对于一个长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂性可大大降低。目前，由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多km，由非石英系极低损耗光纤组成的通信系至数公里，这对于降低通信系统的成本、提高可靠性和稳定性具有特别重要的意义。

        2.3 抗电磁干扰能力强 我们知道光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，它不受 自然 界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。它是一种非导电的介质，交变电磁波在其中不会产生感生电动势，即不会产生与信号无关的噪声。这样，就是把它平行铺设到高压电线和电气铁路附近，也不会受到电磁干扰。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。

        2.4 光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设 光纤的芯径很细，约为0.1mm，由多芯光纤组成光缆的直径也很小，8芯光缆的横截面直径约为10mm，而标准同轴电缆为47mm。这样采用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题，节约了地下管道建设投资。此外，光纤的重量轻，柔韧性好，光缆的重量要比电缆轻得多，在飞机、宇宙飞船和人造卫星上使用光纤通信可以减轻飞机、轮船、飞船的重量，显得更有意义。还有，光纤柔软可绕，容易成束，能得到直径小的高密度光缆。

        2.5 保密性能好 对通信系统的重要要求之一是保密性好。然而，随着 科学 技术的发展，电通信方式很容易被人窃听，只要在明线或电缆附近设置一个特别的接收装置，就可以获取明线或电缆中传送的信息，更不用去说无线通信方式。

        光纤通信与电通信不同，由于光纤的特殊设计，光纤中传送的光波被限制在光纤的纤芯和包层附近传送，很少会跑到光纤之外。即使在弯曲半径很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的。并且成缆以后光纤在外面包有金属做的防潮层和橡胶材料的护套，这些均是不透光的，因此，泄漏到光缆外的光几乎没有。更何况长途光缆和中继光缆一般均埋于地下。所以光纤的保密性能好。此外，由于光纤中的光信号一般不会泄漏，因此电通信中常见的线路之间的串话现象也可忽略。

        3 光纤接入技术

        随着通信业务量的不断增加，业务种类也更加丰富，人们不仅需要语音业务，高速数据、高保真 音乐 、互动视频等多媒体业务也已经得到了更多用户的青睐。光纤接入网可分为有源光 网络 a(on)和无源光网络((pon。)采用sdh技术、atm技术、以太网技术在光接入网系统中称为有源光网络。若光配线网(odn全)部由无源器件组成，不包括任何有源节点，则这种光接入网就是无源光网络。

        现阶段，无源光网络p(on)技术是实现ft－tx的主流技术。典型的pon系统由局侧olt光(线路终端)、用户侧onuo/nt(光网络单元)以及odn-orgnizationdevelopment network(光分配网络)组成。pon技术可节省主干光纤资源和网络层次，在长距离传输条件夏可提供双向高带宽能力，接入业务种类丰富，运维成本大幅降低，适合于用户区域较分散而每一区域内用户又相对集中的小面积密集用户地区。

        为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，由于光纤到达置的不同，有ftb、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限制的带宽，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政府主导等多种模式， 发展 势头良好。不少城市制定了ftth的技术标准和建设标准，有的城市还制门了相应的优惠政策，这此都为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)实现用户和局端的自接连接，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。

        4 结束语

光纤通信技术篇2

关键词：光纤通信；通信系统；优点；发展

随着科学技术的迅猛发展，通信领域内的各种新型技术悄无声息的进行着演化，光纤通信技术的出现给通信领域带来了一场革命，使利用光纤作为传输媒介实现光传输变为了现实，实现了高速率，大容量的数据通信，光纤通信因此得到了业内人士的青睐，得到了快速的发展。经过半个世纪的研发，光纤通信技术应用于生活中的各个领域，但就目前的光纤通信技术而言，人类开发的仅是其潜在能力的5%左右，仍有巨大的潜力等待开发，因此光纤通信技术的应用前景将十分广阔，光纤通信技术将向更高水平，更深层次发展。

1 光纤通信技术概述

光纤通信技术，即利用光波作为信息载体，使用光导纤维作为传输媒介进行信号传输，达到信息的传递，其中光导纤维由纤芯，包层和涂层组成，利用纤芯和包层的折射率不同，实现光信号在纤芯内的全反射进一步实现光信号的传输。从原理上看，光纤通信系统由光源，光发射机，光纤，光接收机和光检波器构成，光纤通信系统可以分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统，其中数字光纤通信系统应用更为广泛，所有数字光纤通信系统都是以一连串的“0”和“1”组成的比特流方式进行通信。数字光纤通信系统的原理是，在信号的发送端将所要发送的信息进行A/D转换，利用转换后的数字信号调制光源器件，经调制后的光源器件会发出携带信息的光波，即当数字信号为“1”时，光源器件发送一个光脉冲，当数字信号为“0”时，光源器件不发送脉冲，光波经光纤传输后到达接收端，在接收端，光接收机通过光检波器检测所需信号，再进行D/A转换，恢复为原来的信息，完成信息的一次传递。

2 光纤通信技术的优点

2.1 通信容量大，传输距离远

光纤通信技术采用光导纤维来传递信号，与传统的同轴电缆，铜线相比，光纤的传输带宽要大的多，通信容量的大小与光纤的直径没有关系，理论上讲，一根仅有头发丝粗细的光纤可以传输高达1000亿个话路，是传统电缆，铜线的几百甚至千倍，而且，一根光缆中包含了许多根光纤，可见光导纤维的通信容量要比一般的通信方式大得多。在传输过程中，光纤的损耗也是极小的，其使用的中继器也比较少，所以光纤通信适用于远距离传输，这是传统的电缆，微波等无法比拟的。

2.2 抗电磁干扰能力强，信号干扰小

信号在光导纤维传递的过程中，利用全反射原理在纤芯内进行传输，不受外界环境因素的影响，不会发生串扰现象，保密性比较好。光导纤维的外部一般采用石英，石英具有较强的绝缘性和抗腐蚀性，所以光纤不怕外界电磁场的干扰，耐腐蚀，尤其适合于强电领域内的通信应用。

3 光纤通信技术的发展

3.1 光纤光缆技术

我国光纤通信技术的发展，大概可以分为单模光缆，接入网光缆，室内光缆，通信光缆，塑料光缆五个阶段，每一个阶段的发展都代表着我国光纤通信技术的进步。从最初的普通单模光缆，其对光源的频谱宽度与稳定性都有较高的要求，到完全无金属光缆，塑料光缆，其传输速度比较快，而且成本低，再到今天的产业化的全波光纤，可以实现低损耗，低色散的传输，极大的提高了传输容量，每一次光缆技术的革命都是光纤通信技术的进一步提高。

3.2 光复用技术

复用技术是为了提高通信线路的通信容量，而采用的在同一条传输线路同时传输多路不同信号的技术。光复用技术一般分为光波分复用和光时分复用两种，光纤波分复用技术是指在同一条光纤上运用多束激光进行不同波长传输的一种光波技术，其根据每一条信道光波的频率或波长不同，在发送端通过合波器将不同波长的光波合为一束波进行传输，在接收端利用分波器将几种的光波再分别输入各个分系统，并经过进一步处理，恢复出原信号。光时分复用，是指把一条复用信道分成若干个时隙，每个基带数据光脉冲流分配占用一个时隙，然后将多条基带信号复用成高速光数据流信号进行传输，光纤时分复用即将高速的各支路数据流直接复用进光域，产生极高比特率的合成光数据流，进行数据传输。

3.3 光交换技术

光交换技术是指在光域内用光纤来进行网络数据，信号传输的交换传输技术。光交换技术可以分为光路交换技术和分组交换技术，光路交换又可分为时分交换方式，空间分交换方式和波分交换方式三种。光时分交换方式原理与电子学的时分交换原理基本相同，均采用信号时隙互换而完成交换，不过光时分交换是在光域内完成的。光空间交换方式基本原理是通过控制交换节点的状态实现输入端与输出端的连接与断开，进一步完成光信号的交换。光波分交换采用光波长互换原理，即通过信号检波器检测所需要的光信号波长，并将其调制到另一波长上进行传输，光波分交换充分利用了光路的宽带特性，不需要高速率交换，技术上比较容易实现。由于各种光交换技术均有其各自的优点，因此将几种光交换技术结合在一起可以更好的发挥其优势，即形成了复合型光交换技术，复合型光交换技术在未来将得到更广泛的应用。

3.4 光纤接入技术

光纤接入技术是实现将信息从主干网传入用户的关键技术。为了实现信息的高速率传输，满足普通用户的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，根据光纤到达的位置不同，可以分为FTTH（光纤到户），FTTB（光纤到楼），FTTC（光纤到路边），FTTCab（光纤到交接箱）等不同的应用，统称FTTx，。在FTTH中，主要采用点到点的P2P技术和点到多点的PON技术，P2P技术主要采用媒介转换器实现用户和局部的直接连接，为用户提供宽带的接入。PON技术称为无源光网络，可以与其他技术结合，如与以太网结合产生EPON，与同步数字体系结合产生GPON，与异步传输技术结合产生APON，各种结合技术个有利弊，在未来的光纤通信系统中需用事实证明哪种技术更好。

4 结束语

21世纪以来，光纤通信技术得到了快速的发展，光纤通信的许多技术由理论知识变为了现实。可以说，光纤技术已成为新世纪的全新技术的核心，它不仅成为了现代通信的主要传输手段，而且还应用于生活中各个领域。随着光纤通信技术的进一步发展，必将对整个通信领域产生巨大的影响，促使通信领域的进步，甚至影响着整个社会经济的发展。

参考文献

[1]顾畹仪.光纤通信（第2版），北京：人民邮电出版社，2011.

光纤通信技术篇3

关键词　光纤通信　技术　发展

近年来，光纤通信技术得到了长足的发展，新技术不断涌现，这大幅提高了通信能力，并使光纤通信的应用范围不断扩大。

1　光纤通信技术的发展现状

1.1普通光纤

普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展，光中继距离和单一波长信道容量增大，G.652.A光纤的性能还有可能进一步优化，表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合ITUTG.654规定的截止波长位移单模光纤和符合G.653规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。

1.2核心网光缆

我国已在干线(包括国家干线、省内干线和区内干线)上全面采用光缆，其中多模光纤已被淘汰，全部采用单模光纤，包括G.652光纤和G.655光纤。G.653光纤虽然在我国曾经采用过，但今后不会再发展。G.654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量，它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤，不采用光纤带。干线光缆主要用于室外，在这些光缆中，曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构，目前已停止使用。

1.3接入网光缆

接入网中的光缆距离短，分支多，分插频繁，为了增加网的容量，通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中，由于管道内径有限，在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量，是很重要的。接入网使用G.652普通单模光纤和G.652.C低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用，目前在我国已有少量的使用。

1.4室内光缆

室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。并且还可能用于遥测与传感器。国际电工委员会(IEC)在光缆分类中所指的室内光缆，笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在中心局或其他电信机房内，布放紧密有序和位置相对固定。结合布线光缆布放在用户端的室内，主要由用户使用，因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。

1.5电力线路中的通信光缆

光纤是介电质，光缆也可作成全介质，完全无金属。这样的全介质光缆将是电力系统最理想的通信线路。用于电力线杆路敷设的全介质光缆有两种结构：即全介质自承式(ADSS)结构和用于架空地线上的缠绕式结构。ADSS光缆因其可以单独布放，适应范围广，在当前我国电力输电系统改造中得到了广泛的应用。ADSS光缆在国内的近期需求量较大，是目前的一种热门产品。

2　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。

2.1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广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛，目前1.6Tbit／的WDM系统已经大量商用，同时全光传输距离也在大幅扩展。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来提高传输容量，其实现的单信道最高速率达640Gbit／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，从而大幅提高传输容量。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。

2.2光孤子通信。光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲，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。光孤子通信就是利用光孤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。

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10-20 Gbit／s提高到100Gbif／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100000km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人们相信，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。

2.3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，限制了目前通信网干线总容量的进一步提高，因此真正的全光网已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。

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，消除电光瓶颈已成为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。

小结

光通信技术作为信息技术的重要支撑平台，在未来信息社会中将起到重要作用，虽然经历了全球光通信的“冬天”，但今后光通信市场仍然将呈现上升趋势。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　毛谦，我国光纤通信技术发展的现状和前景，电信科学，2006

光纤通信技术篇4

关键词：光纤网络 传输容量 超高速 超长距离 DWDM 自动交换光网络

中图分类号：TN929.11 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）02-0044-01

近些年来，随着技术的发展，核心网已经实现了光纤化、数字化。这就要求我们对光纤通信技术有比较深刻的认识。光纤通信技术是实现网络信息化的核心技术，它负责把网络中的信号安全、高速的进行传送。目前，我国累计铺设光缆近400万公里，累计光纤用量近8000万公里。随着对传输速度和质量的要求不断提高，未来建立一个速度更快、容量更大的光纤通信网络已经是刻不容缓。

1 光纤通信技术优势

光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输介质，由于光波频率远高于电波的频率，同时作为传输介质的光纤的损耗又远低于其它传输介质，所以光纤通信技术拥有频带宽，通信容量大、损耗低，中继距离长、抗电磁干扰能力强、保密性能好等特点。

1.1 频带宽、损耗低

以目前的技术而言，我们发现传输的最好载体依然是光，所以我们只有充分利用光谱才能带给我们充裕的带宽，只有利用光作为传输介质才能给我们带来更低的损耗更远的中继距离。以单模光纤为例，当它位于1550nm窗口时，衰减仅为0.19～0.25dB/km，色散系数为15～20ps/（nm.km）。由于光纤传输损耗低，所以其中继距离达到几十公里至上百公里。近些年来，人们为了获得更大的带宽，一般常用以下几种方式来增加光纤传输容量，空分复用（SDM）、电的时分复用（TDM）、波分复用（WDM）、光的频分复用（OFDM）、光的时分复用（OTDM）和光孤子技术（So liton）。基于实用性，只对TDM和WDM两种扩容方式作简要介绍。时分复用技术（TDM）TDM技术是一种对信号进行时分复用的技术，是一种传统的扩容方式。随着复用速率的提高，例如达到10Gbit/s时已接近硅和砷化技术的极限，TDM技术已经没有太多的潜力可挖。波分复用技术（WDM）采用波分复用器（合波器）在发送端将不同规定波长的信号光载波合并起来并送入一根光纤进行传输。在接收端再由一个波分复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开来。光纤高速传输技术现正沿着扩大单一波长传输容量、超长距离传输和密集波分复用（DWDM）系统三个方向在发展。

1.2 抗干扰强、便于铺设

制作光纤的主要原材料是由石英，石英光纤的主要成分是二氧化硅（SiO2），所以制成的光纤不易被腐蚀，绝缘性好而且对电磁干扰有很高的抵抗力。同时，由于二氧化硅是地球最丰富的资源之一，所以制作出的光线与传统通信介质比较还具有价格上的优势。光纤直径纤细，加上保护套后的直径仅为0.1mm左右，所以光纤对比其它介质来说，重量仅为其它介质的几十分之一，甚至为几百分之一。所以铺设光纤，能有效的节约成本，同时能充分利用有限的管道空间。

2 光纤网络的接入技术

光接入技术可分为两大类：有源光网络（AON）和无源光网络（PON）。AON又可分为基于SDH的AON和基于PDH的AON。PON又可分为基于ATM的PON以及基于以太网的PON。

2.1 有源光网络（AON）

典型的有源光网络一般由光发射机、中继机和光接收机组成，如图1所示。

电信号首先进入光发射机，由光发射机将电信号转换为光信号再发射出去。中继机的作用是补偿光的衰减以及对波形失真的脉冲进行整形，从而保证整个光网络的光信号进行高质量和远距离的传输。光接收机的作用是将接收到的光信号进行转换，转变成电信号后再将此电信号发送出去。

有源光网络的优点十分突出，首先它传输的容量大，一般能达到155mb/s、622mb/s、2.5Gb/s和10Gb/s的接入速率。其次传输的距离远，不加中继器，传输距离达到70多公里。同时有源光网络的应用十分的广泛，技术已经十分成熟。在有源光网络中，SDH技术使用最为广泛。在SDH网中，网元与连接网元的光纤组成了网络的拓扑结构。网络的拓扑结构在很大程度上决定了网络的安全性、可靠性和经济性。常用的网络拓扑结构有链形、星形、树形、环形和网孔形。链形网是将网中的所有节点一一串联，而首尾两端开放。这种拓扑的特点是较经济，在早期的铁路网中被广泛的应用。近些年随着铁路的大发展，铁路网的传输系统也得到了很大的提升，一般讲链形网替换成了更安全的其它网络拓扑。

2.2 无源光网络（PON）

无源光网络（PON）顾名思义，是在网络中去掉了有源设备，这样就减少了设备之间的干扰，同时由于减少了设备，这样使得网络中设备的故障率也呈下降趋势，降低建设和运维的成本。典型的PON网络由局端侧的光线路终端OLT和用户侧的光网络单元ONU组成，二者通过ODN网络（光纤和无源分光器组成） 相连。

3 结语

光纤通信技术在信息时代的背景下，已经成为了最重要的传输手段，过去的十年它的传输速度增长了不止100倍，在未来光纤通信技术仍然会保持高速的发展，在不久的将来光纤通信很有可能全面替代其他信息传送方式，成为通信领域传输技术的主流，带领人类走向全光时代。

参考文献

[1]张力军.通信原理.高等教育出版社，2008.12.

光纤通信技术篇5

关键词：光纤；通信技术；光纤传输系统；结构

中图分类号：TN929.1 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 14-0000-01

Analysis of Optical Fiber Communication Technology and Optical Fiber Transmission System

Wang Kang

(Shanghai Communication Section of Shanghai Railway Bureau,Shanghai Communications Workshop,Suzhou Transmission Room,Wuxi214046,China)

Abstract:With the development of social science and technology,communication technology for people is getting higher and higher level requirements.For communication technology,to accelerate the use of fiber-optic speed of its development.This classification of the fiber structure and a detailed description,according to its characteristics in order to study the composition of a fiber optical principles.Finally,the structure of the optical fiber transmission system and the features are in-depth analysis and discussion.

Keywords:Optical fiber;Communication technology;Optical fiber transmission system;Structure

光纤通信的载体是光波，并且以光纤作为其传输的介质。原来的通信水平已经远远不能满足现在科学技术的发展速度。有线通信已经从原来的明线发展成现在的电缆，无线通信早已使用微波或者毫米波来取代原来的短波。因为光波有着比微波大好几倍的带宽的优点，所以其市场的利用前景比较好。

一、光纤的分类

光纤以不同的方式可以被划分成多种类别。光纤最基本的分类方式有三种，即光纤的原材料、光纤横截面上折射率分布情况以及光纤中的传输模式数量。下面就按照光纤横截面上折射率分布情况作为标准来分类，按照这种方式可以将光纤分成两类，即阶跃型光纤和渐变型光纤。阶跃型光纤又叫突变型光纤（如图一（a）所示），它的主要特点是包层和纤芯的折射率的分布是均匀的，呈阶跃形。渐变型光纤，这种光纤的纤芯折射率从内到外的变化不是随变的，而是按照某种规律逐渐变化的，总体的变化趋势呈现抛物线形状。在最里面，纤芯的折射率和纤芯的半径是呈负相关的，即随着纤芯半径的减小而增大。当半径到达包层的位置时，折射率就参照包层的折射率。渐变型光纤如图一（b）所示。

图一：光纤横截面上折射率分布情况的两种光纤

按照光纤传输模式数量的方式可以将光纤分成两类，即多模光纤和单模光纤。多模光纤就是在一次传输过程中有两种或者两种以上的光波模式。这种光纤要是再按照光纤的截面折射率的分布情况还有两种不同的分类，即阶渐变性多模光纤和跃型多模光纤。阶跃型多模光纤的特点是传输量小，传输带宽比较窄以及传输的性能也不是很好。这种光纤的纤芯直径和包层直径约为50毫米到75毫米之间和100毫米到200毫米之间。根据纤芯和包层直径的大小可以推测其传输模式较多，光射线轨迹如图二（a）所示。渐变型多模光纤和阶跃型多模光纤比较，最大的优点是容量大、频带宽。所以它是比较常用的一种光纤形式，光射线轨迹如图二（b）所示。单模光纤就是指在传输光纤的过程中只能传输这种截止波长最长的光波模式，并且这种模式叫基模。由于这种光纤的纤芯直径较小只有4毫米到10毫米之间，所以它的传输带宽要比渐变型多模光纤多好多倍。这种光纤的最佳使用范围是长距离、大容量的通信方式。图二（c）所示就是单模光纤的光射线轨迹。

图二：不同类型光纤的光射线轨迹

不同材料构成的光纤其类别当然是不一样的。例如：石英系光纤和全塑光纤等。石英玻璃光纤是指以二氧化硅为主要材料，二氧化硅中还有少量的氧化锗，氧化磷等物质。由于这种光纤的最大特点就是损耗较低，还有中等程度色散，所以它的使用是比较广泛的。多组分玻璃纤维也是一种石英系光纤，它的主要材料是钠玻璃，其优点是损耗低，可是其缺点是可靠性低，这种纤维一般不常用。塑料包光纤是由石英和硅树脂构成。全塑光纤中的纤芯和包层的制作材料都是塑料。全塑光纤比较适合短距离的通信，这是因为它传输带宽较小，以及制造成本较低等原因。石英光纤较为常用。

二、光纤传输系统

因为通信传输都是通信二者双向的一个传输方式，所以光纤传输系统的构成也是双向的。所谓的光端机就是通信两端的发射机和接收机联合做成机器就。连接发射机和接受机的中继器也需要有两个相反的方向，如图三所示。

如图三中（a）所示的光发射器，它的作用是将电端机发射过来的电信号，以光信号的形式送进光纤中来进行发射传输。光接收机的作用就是光纤传输过来的光信号转化成电信号，然后再将电信号进一步的调整后生成与发送端一样的电信号，最后再将这个电信号送到电接收机里面进行检验等操作。中继器的作用是，在传输过程中有些光信号会发生衰减、畸变等情况影响正常的传输，这时中继器就会将这些有问题的光信号进行修复，修复好之后在送回光纤中使其继续被传输到接收端。

图三：光纤传输系统的总体结构

三、光纤传输系统的优点

现在作为通信系统中最为常用的一种系统：光纤传输系统，它有以下六种优势。一、它的频带宽较大，可以传输的容量就很大，最大容量有25000MHz。二、它在传输过程中的损耗是非常低的，传输过程中没有中继，并且支持较长距离的传输。三、其抗电磁干扰能力较其它系统是最好的。四、传输过程中保密性较高，不会出现串话的现象，使用起来非常安全。五、光纤物理性质较有优势，利用其较小体积和重量比较容易安装及敷设。六、组成光纤的材料：二氧化硅，其资源在地球上是最丰富，可以大量使用。

四、结语

光纤的使用加快了通信技术的发展速度。因为光波较微波有较高的传输频率，所以光纤是比较理想的一种通信传输介质。光纤通信技术是通信技术中最佳的一种技术，好好发掘其优点，它将促进通信技术有进一步的发展。

参考文献：

[1]胡庆.光纤通信系统与网络[M].北京:电子工业出版社,2010

[2]张涵.光纤通信技术与光纤传输系统的分析与探讨[J].科技创新,2011,1:38-39

光纤通信技术篇6

【关键词】光纤通信技术 铁路通信 应用技术

从光纤通信问世到现在，光传输的速率以指数增长，光纤通信技术得到了长足的进步， 应用范围也不断扩大。随着铁路通信朝着数字化、综合化、宽带化、智能化方向发展，光纤通信技术已经大量应用于铁路通信系统中，显著地提高了铁路通信能力，极大地促进了铁路通信系统的完善和发展。

一、光纤通信概述

光纤通信是以很高频率（大约1014Hz）的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。1966年7月，美籍华人高锟博士《用于光频的光纤表面波导》，分析证明了用光纤作为传输媒体以实现光通信的可能性，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的大门。1970年，美国康宁公司根据高锟论文的设想首次研制成功当时世界上第一根超低损耗光纤（衰减系数约为20dB/km），光纤通信时代由此开始。由于光纤通信具有损耗低、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，备受业内人士青睐，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，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。

二、光纤通信技术现状

（一）波分复用技术

波分复用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独立（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。

（二）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限制的带宽，充分满足宽带接入的需求。

三、光纤通信技术发展趋势

（一）超高速、超大容量和超长距离传输

超大容量、超长距离传输的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广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛，目前1.6Tbit/的 WDM 系统已经大量商用，同时全光传输距离也在大幅扩展。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来提高传输容量，其实现的单信道最高速率达640Gbit/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，从而大幅提高传输容量。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。

（二）光孤子通信

光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲，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。光孤子通信就是利用光孤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。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100000km 以上；在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。

（三）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，限制了目前通信网干线总容量的进一步提高，因此真正的全光网已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。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，消除电光瓶颈已成为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。

光纤通信技术篇7

1.1SDH光纤通信在铁路通信系统中的应用

SDH光纤通信在铁路通信系统里的使用解决了PDH光纤通信使用存在的问题，并在此基础上有所突破，让铁路通信系统更加稳定和流畅。借助SDH设备构成的具备自愈保护作用的环网形式，能在传输媒体主要信号中断的时候自动利用自愈网及时恢复正常的通信状态。相较于与PDH技术，SDH技术有四个显著优点：一是网络管理能力更强；二是比特率和接口标准均统一，让各个厂家设备间的互联成为了可能；三是提出“自愈网”这一新理论，能在传输媒体主要信号中断时及时恢复正常；四是运用字节复接技术，简化网络各个支路信号。鉴于SDH光纤通信技术有诸多优点，所以在铁路通信网发展规划里，已经明确提出了要着重发展基于同步数字系列（SDH）基础上的传送网[2]。就以xx铁路为例，该铁路基于新敷设20芯光缆里的其中4芯光纤基础上，开设SDH2.5Gb/s（1+1）光同步传输系统为长途传输网，在铁路的相应经过点均设置了SDH2.5Gb/sADM设备，并借助622Mb/s光口同接入层传输设备相连，发挥上联和保护作用。此外，还借助2芯光纤开设了SDH622Mb/s（1+0）光同步传输系统，将其作为当地的中继网，并在铁路相应经过点以及新开设的各个中间站和线路新设置了SDH622Mb/s设备。

1.2DWDM光纤通信在铁路通信系统中的应用

DWDM光纤通信技术是借助单模光纤宽带与损耗低的特点，由多个波长构成载波，许可各个载波信道能同时在同一条光纤里传输，如此一来，在给定信息传输容量的情况西夏，就能降低所需光纤的总量。使用DWDM技术，单根光纤能传输的最大数据流量可以高达400Gb/s。DWDM技术最显著的优点就是其协议与传输速度是没有关联的，以DWDM技术为基础的网络可以使用IP协议、以太网协议、ATM等进行数据传输，每秒处理数据流量在100Mb~2.5Gb之间。也就是说，以DWDM技术为基础的网络能在同一个激光信道上以各种传输速度传输各种类型的数据流量。当前，在国内铁路通信网里DWDM技术得到了广泛应用，其中沪杭-浙赣铁路干线就是国内第一条使用DWDM光纤传输系统的铁路。此外，京九、武广等铁路的DWDM光纤传输系统也在建设与使用中。就拿京九铁路来说，京九铁路线使用的是具有开放性的DWDM系统和设备，能兼容各种工作波长以及厂商的SDH设备。波道数量为16，波道速率基础为每秒2.5Gb，借助京九线20芯光缆里的2芯G.652单模光纤，使用单纤单向传输的方式，也就是说相同波长在两个方向上都能多次使用，光接口满足ITU-TG.692协议的标准。

2结语

综上所述，光纤通信技术在铁路通信系统中占有重要地位，发挥着重要作用，本文主要基于光纤通信结构和原理的基础上，分析了PDH、SDH和DWDM三种光纤通信技术在铁路通信系统中的应用情况，其中应用较多和值得推广使用的就是SDH和DWDM两种光纤通信技术，望能给铁路通信工作者提供一定借鉴。

光纤通信技术篇8

【关键词】通信网络；光纤通信；分析

近十几年来，光纤通信技术有了长足的进展，其中的新技术也不断被发掘，大大提高了传统意义上的通信能力，这使得光纤通信技术在更大的范围内得到了应用。光纤通信技术是指把光波作为信息传输的载波，以光纤作为信息传输的媒介，将信息进行点对点发送的现代通信方式。光纤通信技术的诞生及深入发展是信息通信史上一次重要的改革。

1.光纤通信技术的特点分析

1.1传输信息量大

传输信息量大是光纤通信的主要特点，光纤通信技术中的传输线路并不是单根的光导纤维组成的，而是由光纤束组成的一条光缆。数据传输效率一般是以频带宽度来衡量，载波的频率越高，则频带宽度就越大，数据传输量就越大。光纤通信己经成为企业通信中的最主要的传输技术。光纤通信传输频带宽，通信容量大；传输衰减小，传输距离长。由于光纤中的数据信息是以光波的形式实现了数据的传输，而传统信息传输技术往往是以电信号形式进行相关数据的传输，两者向比较而言，光波的频率要更高，使得光纤通信技术的信息承载量要更大，更能够满足于人们对相关信息数据的需求。

1.2传播速度快

传统通信技术中，信息主要是以电信号形式进行传输，传播速度较慢，而光纤通信技术则截然不同。光纤通信技术的作用原理是首先将需要传输的相关信息以电信号的形式呈现，然后将电信号调制到激光器等设备上，使光的强度随电信号的变化幅度而变化，从而达到信息传输的目的。光信号在光纤中的有效传播，使信息的传播速度大为提高，使得传输效率大为提高。

1.3信息抗干扰能力强

光纤通信技术在信息传输过程中，受外界因素影响的可能性要更小。由于光纤通信技术所使用的传播介质是石英，属于非导电材料，因此，光纤通信过程中也就不会受到磁场的干扰，保证了良好的传输效果，因此，对传播路径的要求相较于传统通信技术来说要更低。同时，光纤通信技术在进行数据传输时，由于数据以光信号的形式进行传输，因此，能够有效保证数据的保密性，降低数据被监听和窃取的可能性，增加了数据传输的可靠性和安全性，基于这一特点光纤通信技术被大量应用于科研项目军事领域当中。

2.光纤通信技术的分类

2.1波分复用技术

波分复用技术，简称为WDM，其特点是通过利用单模光纤低损耗区带来巨大的带宽资源。在光纤信息的传输过程中，可按照不同信道光波的波长和频率，将光纤低损耗窗口分解成不同的信道，以光波作为信息传输的载体，并在信号传输的发射端借助波分复用器将不同波长的光载波信号聚集起来，传输和发送信息，同时在信号传输的接收端再使用波分复用器将不同波长的光载波信号区分开来。在这个过程中，不同信道光波波长所形成的光载波信号都可以看成是相对独立的个性，以实现在一根光纤中不同光信号的复用传输。近年来，波分复用技术得到了长足的发展，波分复用技术的应用范围也不断扩大，逐渐从长途网开始延伸到城域网，粗波分复用技术应运而生。粗波分复用技术的信道间隔为20nm，信道传输通过波分复用技术的集体发送和划分，可实现全波长在1260～1620nm范围内的波分复用， 同时能够使光器件的成本大大降低，极大地提高光纤传输系统的传输容量，并使其传输范围在0～80km的性价比达到最高，因而受到了多数光纤通信使用者和运营商的认可和欢迎，进而迅速得到广泛的应用。

2.2光纤接入技术

光纤宽带接入网是信息高速公路中的最后一站。要使高速信息进入千家万户，实现信息传输高速化，满足用户的宽带信息需求，除了要具备宽带的主干传输网络外，还需要具备将用户接入通信网络系统中的关键技术，因此光纤接入技术是信息传输通信中的关键性技术。根据光纤宽带接入到达位置的不同，光纤的应用类型也各不相同，如FTTB，FTTC，FTTCab和FTTH等。FTTH，即光纤到户，它能够为光纤宽带接入提供全光的接入方式，通过光纤的宽带特性，收集整理传输大容量、高速率的宽带信息，为用户提供所需要的带宽，以满足用户宽带接入的需求。因此可以说光纤到户是光纤宽带接入的最终方式。光纤到户的应用技术主要包括光纤有源接入技术和光纤无源接入技术两种形式。光纤无源接入技术主要是指一点到多点的XPON技术，而光纤有源接入技术则为点到点的P2P技术，它可以实现用户和局端的直接连接，为用户提供高带宽的接入。光纤接入技术可以有效地解决传统信息传输能力的通信网瓶颈问题，促使信息通信网络中城域网和核心网的传输容量潜力得以激发出来。在信息通信中的应用中，光纤接入技术通常会与 SDH、ATM 等多种技术结合使用，产生 GPON、APON 和 EPON。GPON 通常在电路交换性的业务支持中得到广泛应用，EPON可以在信息传输过程中起到点对多点的连接作用，APON 庞大的费用和复杂的技术，其应用和发展受到了一定的制约。

3.光纤通信技术的发展前景

光纤通信技术在国内发展迅速，但是，其较发达国家相比仍然具有一定的差距，在高科技不断发展前沿，必须要正确看待企业光纤通信技术的不足和缺点，只有这样，才能够促进集团光纤通信技术的进一步发展。

3.1光纤信息容量的进一步提高

虽然光纤通信技术较传统信息通信技术来说，承载数据量更大，且传播速度要更快，但伴随着企业经济的发展壮大，网络通信技术需要大容量的通信数据做支持，将进一步提高数据传输效率和信息容量，来满足企业生产和通信的需要。

3.2加强新材料的开发和利用

随着社会的不断发展，以及科学技术水平的不断进步，许多新型光纤通信材料的发明，对于光纤通信技术的发展来说具有非常积极的作用。因此，我们应该积极引进先进的通信材料，以提高光纤通信技术的发展，提高稳定性和传输速度。同时，还应该注重对光纤的创新和研发，虽然企业光纤通信技术已获得很大的突破和发展，但仍然无法满足现代居民的生活需求，光纤通信技术无法同网络技术的普及速度相同步，因此，企业一定要加大资金投入，引进先进技术人才，加强光纤通信技术的开发工作。

3.3加强通信设备的开发工作

光纤通信技术应用过程中，需要许多光纤设备和光纤通信零件的参与，才能确保光纤通信系统的完整性，确保通信工作的顺利开展。目前，企业光纤通信技术得到了很大程度上的普及和发展，但多数光纤零件和设备仍然需要依靠进口，这样对于光纤通信技术的发展来说具有非常大的阻碍，因此，要加强通信设备的开发和研究力度，促进自主知识产品的研发，这将是企业光纤通信技术的主要发展方向，也是未来工作的重要内容。

【参考文献】

[1]毛谦.我国光纤通信技术发展的现状和前景[J].电信科学，2008，（8）.

[2]刘海军.浅析光纤通信技术的现状与发展[J].科技信息，2009，（31）.