根据工作的内容与性质，报告划分为不同的写作格式，加上报告的内容较多，很多人不知道怎么写报告。以下是小编整理的关于《光纤通信技术调研报告》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。
光纤通信技术与光纤传输系统的探究
摘要：光纤通信技术是以光波为载体，通过光纤来作为传输媒介并以此展开通信。伴随着相关技术水平的不断发展，人们对于通信技术的要求标准也变得越来越苛刻。为实现对通信容量的进一步增大，有线通信由明线发展为了电缆，无线通信由短波发展为了微波及毫米波，其均是经由提升载波频率来实现对通信容量的扩充。光波本身也是电磁波的一种，且频率数量级更高，通信容量明显大于我国，因此，光纤通信技术自诞生以后便得到了高速化的发展与应用，这一技术也必将会成为未来信息社会中的一种主流信息传输方式。本文分析了光纤传输技术的现状及光纤传输系统的原理和优势，同时探讨了光纤通信技术及传输系统应用，以供参考。
关键词：光纤;通信技术;传输系统
1分析光纤传输技术的现状
目前，我国正在应用的光纤传输技术主要是双纤传输，此项技术主要的应用原理是在两条不同光纤中进行信号的传输，但是其传输的容量仍然有限，已经出现了光纤资源浪费的现象。因此，在光纤传输技术中应用单纤双向传输的技术，能够节约光纤资源，这也是未来光纤传输技术主要的发展方向。目前，光纤技术已经普遍应用起了光纤到户接入技术，此项技术是在现代宽带业务传输工作基础上发展起来的，其能够满足多数用户对于光纤传输技术的需求，也能够实现现代化通信技术的发展。光纤接入主要是进行信息之间的传递，而目前的adsl技术也为现代化的信息接入网的建立奠定了基础，但是在未来不断发展的通信技术中的应用还是有一定弊端的。以高清数字电视为例，adsl技术在具体的应用过程中仍然使用传统的通信接入方式，无法有效地提高信息的传输效率，很难满足现代化用户对于光纤传输的需求，所以还需要进一步提高光纤到户技术的研究和推广水平。
2分析光纤传输系统的原理及优势
2.1光纤传输系统的原理
光纤传输系统是将光作为载体来进行信息数据的传输。根据对电磁波谱的分析可知，光传输频率相较于无线电信号要高出了1000倍以上。而且研究表明，载波频率的升高将会导致电缆信号宽度增大。而光纤通信最显著的一项特征即体现为巨大的光纤带宽，由此也便可促使大量的光接收设备及发射设备可将许多路电视图像信号，以及双向音频信号调制为完全相同的光纤之上。从本质上来说，这一项功能价值的实现所凭借着的正是光发射端机设备，其可促使电光信号开展调节及转换工作，也就是将光纤所携带的信号转变为电信号，同时解调出相应的视频信号，并在监视器内予以显示。在这一系统当中，摄像设备是采用同段电缆及光发射端机所连接起来的，监视器与接收设备同样是要利用同轴发射端机所连接起来的，但是光接收设备及发射设备则是经由连接器接入光纤光缆之上的。
2.2光纤传输系统的优势
光纤传输系统中所使用的电缆与一般的铜线电缆有所不同，一般的铜线电缆柔韧度比较差，质量也比较大，光纤传输系统正好弥补其不足。而且光纤传输系统与传统的电缆或电线系统相比，在客户之间传送画面的清晰度要更加的清晰。并且光纤是绝缘体，即使受到电击也不会影响用户使用光纤进行上网，能够有效的保证用户的使用安全。光纤传输系统中所使用的光缆，具有质量轻的特点，并且光缆还十分细，这就为日常的维护提供了便捷的条件，更加适合远距离信息的传送。
3光纤通信技术及传输系统应用分析
3.1远程传输超大容量信息的波分复用技术
此技术可以大幅度提升光纤传输系统的信息容量，而且这一项技术手段在将来的传输系统领域内也有着十分广泛的应用前景。目前，伴随着波分复用系统的快速发展，以及对于WDM的普遍应用，全光传输距离也取得了极大的发展。对于光纤传输容量予以有效提升的重要手段之一就是应用WDM及OTDM技术来新增光纤输送信道数量，并提升其所携带的信息容量技术占比，对OTDM技术的应用，主要是通过提升单信道速率的方式来促进传输容量的扩大，由此所达到的效果就是单信道速度最大可以达到640bit/s，而提升光纤通信系统整体容量仅仅凭借WDM以及OTDM技术还是很有限的，可以采用多项OTDM信號开展波分复用，并由此来促进信息输送容量的有效提升。通过对PDM技术的应用则可大大弱化各相邻信道的扰动影响。但是考虑到RZ编码信号在超高速通信系统内的空间占用率较小，因此对色散管理分布要求也相对较低，而且采取RZ编码形式对光纤偏振膜色散及非线性还可达到更加突出的适应效果，因此，在当前的WDM/OTDM系统当中所采取的的传输形式基本是以RZ编码为主。
3.2光弧子通信技术
光孤子通信是一种非线性全光通信方式。基于光孤子通信技术的特点，能够使非线性效应以及群速度色散互相制衡，这样制衡的优点就是信息在经过长距离的传输后，光纤的速度仍然保持不变。近年来，我国在光孤子通信已经取得了突破性进展。在高速通信以及超短脉冲的控制技术已经取得一定的成就。
3.3全光网络
光纤通信技术的最高阶段是全光网，传统光网络在节点处使用的仍是电器件，电信网的总容量不能得到很大的提高。全光网络的信息从始至终以光的形式来交换和传输，交换机在处理用户信息时也不在按比特，而是依据波长定路由。建立以光交换和WDM技术为主的全光网络，解除电光的局限成为未来发展光通信的趋势，更是信息网络未来发展的核心。
4结语
总而言之，在现代社会的发展中，光纤通信技术已经成为了现代化信息传输的重要方式，而随着网络化社会的逐渐发展，光纤通信技术与传输技术的发展是必然选择，也将面临着严峻的挑战。因此，要加强光纤通信技术的优化发展，相关技术人员要对当前的光纤通信技术现状进行深入研究，促进光纤通信技术的进一步优化与发展，使得光纤传输技术能够更加充分地满足人们的用网需求。
参考文献：
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(作者单位：吉林省长春市长春理工大学光电信息学院)
作者简介：杨中雨，1981年1月，女，汉族，吉林省，大学，讲师，教师，通信工程，吉林省长春市长春理工大学光电信息学院。
作者：杨中雨
【摘要】随着我国经济社会的不断发展，为科学技术的发展提供了强大的经济基础，尤其是在通信技术方面的发展，目前我国速度最快的通信技术就是光纤通信技术，它的工作原理就是利用光波作为载波的媒介，光纤作为传输的媒质，准确的将要传送的信息安全送达目的地的一种现代通信方式，基于此光纤通信技术被广泛的称作“有线”光通信。在当今社会中，光纤技术相比其他通信技术，比如电缆、微波通信的传输技术，在传输频带宽、抗干扰性和信号等方面都有着自己的优势，已经在世界范围内通信传输方式中占据主导地位。然而，就当前我国的光纤通信技术而言，它的潜在能力并没有全部被开发出来，在实际运用当中的技术还只是光纤通信技术本身的百分之二左右，剩下的巨大潜力还在等待人们去开发利用。因此，为了更好的开发利用光纤通信技术，本文就光纤通信技术中光纤的特性进行分析，并对其应用进行简要的探析。
【关键词】光纤通信;光纤特性;分析
光纤通信技术自1970年在我国开始用于通信传输，发展到现在只有短短的三十年时间，但是却已经取得了极其惊人的发展。由于光纤通信较之其他通信方式具有通信容量大、中继距离长、保密性好且适应能力强等优点，且是选用带宽极宽的光波作为传送信息的载体，为光纤通信技术在我国的推广和使用提供了必要的前提条件。为了能够更好的认识光纤通信技术，让光纤通信技术向着更高水平的、更高阶段的方向发展，我们可以从光纤的几个特性开始入手。经过多年的研究和发展，相关工作人员发现光纤的特性主要体现在三个方面，分别是在几何方面的特性、光学方面的特性与传输方面的特性，这三方面特性中又有着极具代表性的特性，分别是非线性特性、色散以及衰耗系数。
一、光纤通信技术
第一，光纤通信技术的概述。从光纤通信的组成结构上来看，主要是由光纤、光源和光检测器这三种通信的基本物质要素构成的，由于是以一种光导纤维为传输媒介的“有线”光通信，所以又可以称之为光导纤维通信。其中光纤又是包含了内芯和包层两个主要部分。内芯一般为几十微米直至几微米，所占用的体积非常小，而外面层主要是起保护光纤的作用，因为光纤通信系统所使用的光缆不同于普通的使用单根的光纤的光缆，它使用的是由许多光纤聚集在一起的组成的一组光缆，很有效的杜绝了信息在传播过程中出现信息泄露的现象。其中在实际应用中，不仅根据光纤自身的制造工艺进行分类，还可以按照光纤的组成材料和光学特性进行分类。总之，光纤通信技术在我国的发展正在不断的完善过程中。
第二，光纤通信技术的特点：首先是拥有相比于铜线或电缆的极宽频带和超大容量的通信存储空间，科学技术快速发展的今天，我们已经能够使用密集波分复用技术最大化地增添了了光纤的传输容量，解决因终端设备的电子瓶颈效导致光纤自身的巨大优势未被使用的问题，尤其是对于单波长光纤通信系统。然后是合适的长中继距离，传输损耗比其它任何传输介质的损耗都要低出很多，而且如果将来能够采用非石英系统极低损耗光纤，将让光纤通信技术的低损耗更上一层楼。再然后是抗电磁干扰能力强，因为光纤原材料是由石英材料制成的绝缘体材料，可以让光波导对电磁干扰具有强大的免疫力，还不容易被腐蚀损耗。最后是在光纤中的传输过程中光信号可以被完善地限制在光波导结构中，可以保证光缆外面窃听不到光纤中传输的信息，并避免出现串音干扰的状况。
二、光纤通信中的光纤特性
第一，衰耗系数。衰耗系数也就是每公里光纤对光信号功率的衰减值，这是区分多模光纤和单模光纤在传输过程中对特性研究的重要参数之一，对光纤的中继距离在很大程度上有直接的影响。由于它的重要地位，我们必须对其做出深入的研究，找到使光纤产生衰耗的原因，延长光纤的使用寿命。其中引起光纤产生衰耗的主要因素有：其一是吸收型的光纤衰耗，其主体是杂质，因为光纤的制作材料在制作过程中的纯度没有完全达到限定范围，这些杂质对光的吸收能力十分强大，造成杂质在光纤通信过程中容易对光信号的功率进行大量消耗，吸收型的衰耗也是导致光信号快速衰减最主要的原因。其二是散射型的衰耗，主要包括线性散射、非线性散射和结构不完整散射，在光纤通信传输过程中会严重影响光纤的使用效果。其三是其它类型的衰耗，主要包括微弯曲衰耗，这种类型的衰耗在光纤通信传输过程中起到作用是相对较小的。三种重要类型的衰耗方式中最容易引起且产生的影响较大的是第一种吸收型的光纤衰耗，因此为了在以后能够减少这种原因引起的光纤消耗，必须对制造光纤用的原材料二氧化硅进行十分严格的化学提纯操作，让造成散射损耗的光纤材料密度发生变化，以获得高纯度低衰耗的光纤，保证材料中的杂质含量始终保持在可控范围之内，降低杂质吸收的机率。或者在制造光纤的过程中，在纤芯和包层交界面上残留一些气泡和气痕，这样可以通过引起与波长无关的散射损耗让整个光纤损耗谱曲线上移来减小散射的损耗。
第二，色散。经过多年对光纤的研究发展，色散是光纤的一个重要特性，对于色散有它的定义，我们都知道在在多模光纤传输过程中的多模光在这个过程中存在着许多种传输模式，但是每一种传输模式都有各自对应的不同的传播速度和相位，所以就算在输入端同时输入光脉冲信号，也会因为光脉冲的前端和后端在光纤中传输的距离不一致，造成最终通信信息到达接收端时的时间都是不一样的，这种产生了脉冲展宽的现象就叫做色散。它是引起光纤带宽变窄的主要原因，而光纤带宽的变化对光纤的传输容量产生直接的影响，同时通过光纤链路的现场测试发现 光纤带宽变窄不仅对光纤的传输容量能起到限制的作用，同时还会对光信号的传输距离产生直接的影响。为了进一步了解光纤的色散特性，我们通过研究发现光纤的色散根据形式的不一样可以分为三种类型。一是模式色散，这种类型的色散主要是针对多模光纤起作用，因为它的光纤通信传输方式多种多样，而对于单模光纤这种只有一个模式传播的光纤传输技术，则不存在模式色散的问题。二是材料色散，顾名思义，材料色散主要是指制作光纤的主要材料二氧化硅本身所产生的色散，这种色散虽然是不可避免的，但是产生的影响较小，在光纤的色散特性中不占主导地位。三是波导色散，它是是指由光纤的波导结构所引起的色散，这种形式的色散对于多模光纤来说影响甚小。总而言之，就是色散大都是对多模光纤产生影响，主要形式是模式色散。对于光纤的色散特性需要注意的是对于单模光纤传输这种只是一个单模的传输方式，是不存在模式色散，模式色散为零，所以在单模光纤传输过程中考主要考虑的就是是材料色散和波导色散对其造成的影响。
第三，光纤传输的非线性效应。与光纤的衰耗和色散特性呈线性变化所形成的现行效应不同，光线的带宽系数与光纤长度都是呈非线性变化的，称之为非线性效应。以此为依据光纤中的非线性效应可以分为两种类型。
首先是散射效应，即受激布里渊散射SBS和受激拉曼散射SRS，众所周知，时间的任何物质从本质上来说都是是由分子、原子等基本组成单元组成的，这些基本组成单元在常温条件下一直处于不断地作自发热运动和振动中，因此，作为散射效应的重要组成部分，受激布里渊散射SBS和受激拉曼散射SRS在产生原理上是完全不一样的。前者受激布里渊散射SBS纤中泵浦光与声子间相互作用的结果，在使用光源的强度调制系统过程中，必须保证信号光功率在受激布里渊散射SBS的控制范围，否则将出现后向散射功率也会出现急剧的增加的现象，发生受激拉曼散射SRS状况。而后者受激拉曼散射SRS的产生原理是是光与硅原子振动模式间相互作用有关的宽带效应，不管在什么样的情况下，在这个过程中懂得短波长信号都会有所衰减，而长波长信号却会增强。由于受激拉曼散射SRS激发的是光频支声子，且门限值较大，在单信道和多信道系统中，一般情况下不容易发生。但是如果在传输过程中随着传输距离的增长和复用波数的不断增加，会造成光信号功率不断接近受激拉曼散射SRS的门限值，增加SRS发生的几率。
其次是与克尔效应相关的影响，即与折射率密切相关，主要包括自相位调制SPM、交叉相位调制XPM、四波混频效应FWM。自相位调制是因光纤中激光强度的变化所导致光纤折射率发生变化，从而引起光信号自身的相位调整的一种效应，也就是说光纤中的克尔效应是一种折射率的非线性效应。交叉相位调制XPM是指在多波长系统中，一个信道的相位变化不仅与本信道的光强有关，也与其它相邻信道的光强有关，它的出现通常是由于相邻信道间的相互作用导致相位相互调制。四波混频FWM还可以叫做四声子混合，它是是光纤介质三阶极化实部作用产生的一种光波间耦合效应，所产生的影响远远大于其他的效应。
结语
光纤通信技术是我国现阶段发展过程中的一项重要技术，对我国的发展起到重要推动作用，而光纤是其中的重要组成部分，为了能够进一步了解相关技术，发挥其应有的作用，需要对其有所了解，尤其是在它的特性方面，因此，在未来的发展道路上，还需要不断努力去探索。
参考文献
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作者：袁峭林
摘要：伴随着网络化时代的到来，人们对光钎通信技术提出了更高的要求，这同时也促进了光钎技术的不断发展和进步。本文首先阐述光钎通信技术发展的现状，其次在光钎通信技术发展现状的基础上展望其发展趋势，最后对我国的光钎通信产业概况进行叙述，希望可以促进我国光钎通信产业更快更好的发展的发展
关键词：光纤通信技术;现状;发展趋势;产业概况
随着经济的快速发展和科学技术的不断进步，我们已经进入到信息化、网络化时代，作为信息传输的载体我国的光钎通信产业发展迅速，取得了辉煌的成就，目前已经成为我国最重要的产业之一，对国民经济的发展做出了巨大的贡献，得到人们的广泛关注和重视。同时光钎通信技术也成为人们研究的重要课题，希望本文的研究可以推动光钎产业的发展和进步。
一、光钎通信技术发展现状
随着科学技术的不断进步，我国的光纤通信技术水平也逐渐提高，很多高端的技术也得到广泛的应用，并基本满足了光纤通信产业发展的需要，如复用技术、宽带放大器技术、色散补偿技术、孤子WDM传输技术等。
二、光钎通信技术发展趋势
总体来说，光纤通信技术一定会向着更快速、更便捷、更便宜、更高层次的方向发展，光纤也会在全国范围内得到进一步的普及。如图一所示，我国的光缆市场在全球排名第二，并且增长速度快，这就说明我国的光纤通信具有巨大的发展潜力，下面我们就主要的发展趋势进行详细的探讨。
(一)全光网络
随着光纤通信技术的不断进步，全光网络将会成为最重要的技术课题之一，它必将会成为未来最重要的高速通信网。全光网络是光纤通信技术发展的最重要的趋势之一，也是光纤通信技术发展的最高阶段和最为理想的阶段，它能改变传统光网络只在节点实现全光化的局面，使总干线的容量进一步提高，所以说全光网络是未来光纤通信网络发展的必然趋势，也是未来信息网络的发展的核心技术。
(二)光纤普及到千家万户
由于光纤通信技术自身的优越性，人们对光纤的需求不断增大，推动了光纤通信技术发展，其发展速度非常惊人，并且随着技术的不断进步，安装成本越来越便宜，将光纤落实到千家万户已经不再是梦想。另外光纤通信技术的实用化程度将会进一步提高，其未来的发展趋势势不可挡。
(三)展望
随着光纤通信技术的不断发展，光纤、发送器和接收器的技术的发展将更加成熟，其发展趋势也会向着更加可靠、更加廉价的线性和非线性方向发展，其重点就是实现局部环路。另外，在在海底通信应用方面，光放大中继器将会等到普及，使距离大大增长，并切随着技术的不断进步，人们会将目光更多的集中在设备的维护方面[1]。
三、我国光钎通信产业概况
(一)基本概括
相对于西方发达国家来说，我国对光纤通信技术的研究起步较晚，开始于七十年代，并被国家列为重点的科技攻关项目，取得了很大的成就，并且随着人们生产和生活对光纤需求程度的不断增加，我国的光纤通信技术发展迅速，从事光纤通信技术研究的部门和人员都得到大幅度的提高，这种形势下，我国的光纤通信技术又得到进一步的发展，不仅在系统整机研制方面取得了辉煌的成就，而且在各个原件的研制和生产方面都获得了巨大的成功，使光纤通信技术的实用性逐渐得到提高，被广泛的应用在国民经济建设的各个方面，推动了我国经济的快速发展[2]。
(二)光纤生产
目前为止，我国的短波长和长波长的多模光纤的商品化程度已经很高，并且实用性也得到很大程度上的提高。近年来，随着人们对光纤通信要求的不断提高，国内为了满足人们的要求，积极从国外引进了一些光纤生产设备，大大提高的我国光纤研制及生产的能力和水平。但是，光纤生产的技术和外国相比还有很大的差距，致使我国的光纤品种非常少，自主创新的程度非常低，因此，国内的科研人员还必须要加强技术研究，提高自主创新的能力，只有这样我国的光纤生产技术才能得到根本性的提高。
(三)光缆制造
近年来，我国在光缆制造方面也取得了很大的进步，各种结构的光缆的商品后程度也逐渐提高，并被广泛的应用在通信网和专用网。但是，与西方发达国家相比，我国的光缆生产能力还远远没有达到成缆设备的能力，导致加工生产的精度偏低、高质量的光缆供应不足、光缆品种较少等问题，因此，我国的成缆技术还需要进一步的调整和改進，并逐渐抛弃一些较为落后的生产设备，加强对生产设备的资金投入，以提高光缆生产的能力和质量[3]。
(四)光纤光缆专用设备
对于光纤光缆专用设备的研制我国从七十年代就已经开始，经过长时间的努力，研制出了一些专用设备，并在一些单位安装使用，推动的我国光纤通信产业的发展。但是，由于各种因素的限制，与西方发达国家相比还存在很大的差距，专用设备生产的质量和数量都不能很好的满足人们的需要。因此，国家应该选择一些综合实力较为强大的单位从事光纤光缆专用设备的研制工作。
(五)光器件
要想推动光纤通信产业的开始发展，必须要加强对光器件的研究，这是因为光器件是光纤通信产业的基础和关键。目前，我国的光器件研究单位逐渐增多，光器件的研究水平也获得进一步的提高，但是自主创新的能力还是不够，很多光器件的商品化程度偏低，质量还存在一些问题，品种也较少，通用性和实用性程度较低，从而致使我国自主生产的光器件还不能很好的满足光纤通信产业发展的要求[4]。
(六)光电设备
光电设备是整个光纤通信系统的重要组成部分，加强光电设备的研究有利于推动我国光纤通信产业的发展。虽然随着科学技术的不断进步，我国的光电设备生产水平逐渐提高，但是在生产和需求方面还存在很多问题。1.光电设备的一些元器件还需要依赖进口，致使我国的光纤通信产业经济效益偏低。2.国产的光电设备在可靠性和稳定性方面还没有全面满足光纤通信产业的要求，并且很多设备还比较笨重，设备的小型化程度需要进一步的提高。3.高层次的光电设备研究还面临着很多技术难题，并且设备的价格长期高居不下，影响了光电设备的推广和应用。4.光电设备的标准和系列化程度偏低，并在接口问题上还存在标准不统一的问题[5]。
结语：
综上所述，光钎通信技术在我国发展潜力和市场巨大，提高我国光钎通信技术自主创新的能力，创造出具有民族特色的光钎通信产业，才是我国通信产业的发展的根本出路，才能促使我国从通信大国变为通信强国。
参考文献：
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[4]孙海洋，孔令明，陈伟等.光纤通信技术发展趋势[J].黑龙江科技信息，2009，(23)：64.
[5]文珂.论通信网络中光纤通信技术发展现状和趋势[J].环球市场信息导报，2014，(10)：114.
作者：李明智
前言：孙老师，您好!在您给我们从光纤的历史、光纤通信的特点、光纤通信的应用给我们介绍了光纤通信之后，我对光纤通信有了一个更深层次的认识，也引发了我对光纤通信的兴趣，下面就是我结合您给我们讲的知识和我课外了解、收集的材料写的关于光纤通信的综述报告。
摘要： 光纤通信技术(optical fiber communications)从光通信中脱颖而出,已成为现代通信的主要支柱之一,在现代电信网中起着举足轻重的作用。光纤通信作为一门新兴技术,其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的,也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。
一、光纤通信的发展史
1、世界光纤通信发展史
光纤的发明，引起了通信技术的一场革命，是构成21世纪即将到来的信息社会的一大要素。
1966年出生在中国上海的英籍华人高锟，发表论文《光频介质纤维表面波导》，提出用石英玻璃纤维(光纤)传送光信号来进行通信，可实现长距离、大容量通信。 1970年损失为20db/km的光纤研制出来了。据说康宁公司花费3000万美元，得到30米光纤样品，认为非常值得。这一突破，引起整个通信界的震动，世界发达国家开始投入巨大力量研究光纤通信。
1976年，美国贝尔实验室在亚特兰大到华盛顿间建立了世界第一条实用化的光纤通信线路，速率为45Mb/s。
在上世纪70年代末，大容量的单模光纤和长寿命的半导体激光器研制成功。光纤通信系统开始显示出长距离、大容量无比的优越性。
1996年WDM技术取得突破，贝尔实验室发展了WDM技术，美国MCI公司在1997年开通了商用的WDM线路。光纤通信系统的速率从单波长的2.5Gb/s和10Gb/s爆炸性地发展到多波长的Tb/s(1Tb/s=1000Gb/s)传输。当今实验室光系统速率已达10Tb/s，几乎是用之不尽的，所以它的前景辉煌。
2、中国光纤通信发展史
1973年，世界光纤通信尚未实用。邮电部武汉邮电科学研究院(当时是武汉邮电学院)就开始研究光纤通信。由于武汉邮电科学研究院采用了石英光纤、半导体激光器和编码制式通信机正确的技术路线，使我国在发展光纤通信技术上少走了不少弯路，从而使我国光纤通信在高新技术中与发达国家有较小的差距。
1978年改革开放后，光纤通信的研发工作大大加快。上海、北京、武汉和桂林都研制出光纤通信试验系统。
1982年邮电部重点科研工程“八二工程”在武汉开通。该工程被称为实用化工程，要求一切是商用产品而不是试验品，要符合国际CCITT标准，要由设计院设计、工人施工，而不是科技人员施工。从此中国的光纤通信进入实用阶段。
在20世纪80年代中期，数字光纤通信的速率已达到144Mb/s，可传送1980路
电话，超过同轴电缆载波。
2005年3.2Tbps超大容量的光纤通信系统在上海至杭州开通，是至今世界容量
最大的实用线路。
二、光纤通信的原理及其优点
光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后
调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并
通过光纤发送出去;在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后
恢复原信息.
光纤通信之所以发展迅猛,主要缘于它具有以下优点:
(1)通信容量大、传输距离远;一根光纤的潜在带宽可达20THz。采用这样的
带宽，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。
(2)信号串扰小、保密性能好;
(3)抗电磁干扰、传输质量佳,电通信不能解决各种电磁干扰问题，唯有光
纤通信不受各种电磁干扰。
(4)光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输;
(5)材料来源丰富,环境保护好，有利于节约有色金属铜。
(6)无辐射,难于窃听,因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。
(7)光缆适应性强,寿命长。
(8)质地脆，机械强度差。
三、 光纤通信的应用
·公用网：市话局间中继、长途干线系统(国际、 一级、二级)、移动网
·专用网：铁道、电力、军事、石油、高速、金融、公安等
·广电网：HFC图像传输(CATV)
·计算机网：WAN、MAN、FRN、DDN
·用户接入网：FTTC、FTTB、FTTH、FTTO
四、光通信器件的介绍
光通信器件是光通信的关键部分，分为有源器件、无源器件，其中有源器件包
括激光器及组件、光纤放大器(以掺铒光纤放大器为主)、发送器、接收器等;无源
器件可分为波分复用器、光开关、连接器、衰减器、准直器 隔离器等。
。
五、光纤通信的发展趋势及前景
(1)新一代光纤：随着社会发展的需要已经出现了两种不同的新型光纤，即非零色散光纤(G.655)
和全波光纤。
(2)超高速系统：传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用(TDM)方式进行，而如今要满足
社会发展需要，光纤通信应该按照光的时分复用方式进行。
(3)超大容量WDM系统：如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一路光纤上传送，则可
大大增加光纤的信息传输容量，这就是波分复用(WDM)的基本思路。
(4)全光网络：WDM波分复用技术的实用化，提供了利用光纤带宽的有效途径，使大容量光纤传
输技术取得了突破性进展。点到点之间的光纤传输容量的提高，为高速大容量宽带综合业务网的
传输提供了有效途径，而传输容量的飞速增长对现存看交换系统的发展产生了压力。全光网络是
指信号只是在进出网络时才进行电/光和光/电的变换，而在网络中传输和交换的过程中始终以光
的形式存在。因为在整个传输过程中没有电的处理，所以PDH、SDH、ATM等各种传送方式均
可使用，提高了网络资源的利用率。
六、感悟
光纤通信的应用给人们带来了一场信息的革命。是整个社会进入了一个信息高速发展的时代。而
光纤通信带给我们的不仅仅是高速，还有更为客观的前景，它将带给我们无尽的方便。电话网络系统，电视网络系统和计算机网络系统在不远的未来，即将由光纤通信的发展而更好的结合，那将是光纤通信给人们带来的第二次震撼。
致谢：通过您富有激情的讲解，我更深刻的了解到光纤通信相关的技术和发展前景，谢谢您，
孙老师!
课程综述
课程名称光纤通信任课教师张倩班级07通信一班姓名王倩学号0705071035日期2010年11月11日
浅谈光纤通信
摘要：光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中，也可以在电力通信控制系统中发挥作用，进行工业监测、控制，现在在军事上也被广泛应用，基于各领域对信息量的需求不断增长，光纤通信技术的应用发展趋势也备受关注。一条完整的光纤链路除受光纤本身质量影响外，还取决于光纤链路现场的施工工艺和环境。本文探讨了光纤通信技术的主要特征及发展趋势，和它以光纤链路为基础的现场测试。
关键词：光纤通信技术 特点 现状 发展趋势 光纤链路
0引言
光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外，在应用中,光纤常按用途进行分类，可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤，并常以某种功能器件的形式出现。
1光纤通信技术
自上世纪光纤通信技术在全球问世以来，整个的信息通讯领域发生了本质的、革命性的变革，光纤通信技术以光波作为信息传输的载体，以光纤硬件作为信息传输媒介，因为信息传输频带比较宽，所以它的主要特点是:通信达到了高速率和大容量，且损耗低、体积小、重量轻，还有抗电磁干扰和不易串音等一系列优点，从而备受通信领域专业人士青睐，发展也异常迅猛。
光纤通信技术作为在实际运用中相当有前途的一种通信技术，已成为现代化通信非常重要的支柱。作为全球新一代信息技术革命的重要标志之一，光纤通信技术已经变为当今信息社会中各种多样且复杂的信息的主要传输媒介，并深刻的、广泛的改变了信息网架构的整体面貌，以现代信息社会最坚实的通信基础的
身份，向世人展现了其无限美好的发展前景。
2光纤通信的特点(1)通信容量大、传输距离远;一根光纤的潜在带宽可达20THz。采用这样的带宽，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。目前400Gbit/s系统已经投入商业使用。光纤的损耗极低，在光波长为1.55μm附近，石英光纤损耗可低于0.2dB/km，这比目前任何传输媒质的损耗都低。因此，无中继传输距离可达几
十、甚至上百公里。
(2)信号干扰小、保密性能好;
(3)抗电磁干扰、传输质量佳,电通信不能解决各种电磁干扰问题，唯有光纤通信不受各种电磁干扰。
(4)光纤尺寸小、重量轻，便于铺设和运输;
(5)材料来源丰富,环境保护好，有利于节约有色金属铜。
(6)无辐射，难于窃听,因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。
(7)光缆适应性强，寿命长。
(8)质地脆，机械强度差。
(9)光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。
(10)分路、耦合不灵活。
(11)光纤光缆的弯曲半径不能过小(>20cm)
(12)有供电困难问题。
利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式.由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显著优点，光纤通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光-光纤通信.
3光纤通信技术的现状研究
(1)光纤通信技术中的光纤接入技术。光纤接入网技术是信息传输技术的一个崭新的尝试，它实现了普遍意义上的高速化信息传输，满足了广大民众对信息传输速度的要求，主要由宽带的主干传输网络和用户接入两部分组成。其中后者起着更为关键的作用，即FTTH(意思是光纤到户)，作为光纤宽带接入的最后环节，负责完成全光接入的重要任务，基于光纤宽带的相关特性，为通信接收端的用户提供了所需的不受限制的带宽资源。
(2)光纤通信技术中的波分复用技术。即WDM，充分利用了单模光纤低损耗区的优势，获得了大的带宽资源。波分复用技术基于每一信道光波的频率和波长不同等情况出发，把光纤的低损耗窗口规划为许多个单独的通信管道，并在发送端设置了波分复用器，将波长不同的信号集合到一起送入单根光纤中，再进行信息的传输，而接收端的波分复用器把这些承载着多种不同信号的、波长不同的光载波再进行分离。
4不断发展的光纤通信技术
(1)光接入网通信技术的更进一步发展。现存技术上的接入网依旧是双绞线铜线的连接，仍然是原始的、落后的模拟系统，而网络中的光接入技术的应用使其成为了全数字化的，且高度集成的智能化网络。
光接入网通信技术所要达到的主要目标有：最大程度的使维护费用得到降低，故障率得到明显下降;可以用于新设备的开发和新收入的不断增加;与本地网络相结合，达到减少节点数目和扩大覆盖面范围的目的;通过光网络的建立，为多媒体时代的到来做好准备;另外，可以最大化的利用光纤本身的一些优势特点。
(2)光纤通信技术中光传输与交换技术的融合一光接入网通信技术的后延。基于上述光接入网通讯技术的成熟发展，网络的核心架构己经得到了翻天覆地的改变，并正在日新月异的变化发展着，在交换和传输两方面来讲也都早已进行了好几代的更新。光接入网技术和光输与交换技术的融合技术，前者较后者在技术应用上有了一些技术上改进，从而也就提高了全网的往前的进一步有效发展，但此项技术相对来讲仍不成熟。
(3)新一代的光纤在光纤通信技术中的应用。传统意义上的G.652单模光纤已经在长距离且超高速的传送网络发展中表现出了力不从心的缺点，新一代光纤的研发己成为当今务实之需，它也构成了新一代网络基础设施建设工作的一个重要组成部分。在目前普遍需求的干线网和城域网的背景下，基于不同的发展需要，己经发展出了两种新一代光纤一非零色散光纤和全波光纤。
4光纤通信链路的现场测试
4.1光纤链路现场测试的目的
光纤链路现场测试是安装和维护光纤网络的必要部分，是确保电缆支持网络协议的一种重要方式。它的主要目的是遵循特定的标准检测光纤系统连接的质量，减少故障因素以及存在故障时找出光纤的故障点，从而进一步查找故障原因。
4.2光纤链路现场测试标准
目前光纤链路现场测试标准分为两大类：光纤系统标准和应用系统标准。(1)光纤系统标准：光纤系统标准是独立于应用的光纤链路现场测试标准。对于不同光纤系统，它的测试极限值是不固定的，它是基于电缆长度、适配器和接合点的可变标准。目前大多数光纤链路现场测试使用这种标准。世界范围内公认的标准主要有：北美地区的EIA/TIA—568—B标准和国际标准化组织的ISO/IEC11801标准等。(2)光纤应用系统标准：光纤应用系统标准是基于安装光纤的特定应用的光纤链路现场测试标准。每种不同的光纤系统的测试标准是固定的。常用的光纤应用系统有：100BASE—FX、1000BASE—SX等。
4.3光纤链路现场测试过程
对于光纤系统需要保证的是在接收端收到的信号应足够大，由于光纤传输数据时使用的是光信号，因此它不产生磁场，也就不会受到电磁干扰和射频干扰，不需要对NEXT等参数进行测试，所以光纤系统的测试不同于铜导线系统的测试。
在光纤的应用中，光纤本身的种类很多，但光纤及其系统的基本测试参数大致都是相同的。在光纤链路现场测试中，主要是对光纤的光学特性和传输特性进行测试。光纤的光学特性和传输特性对光纤通信系统的工作波长、传输速率、传
输容量、传输距离、信号质量等有着重大影响。但由于光纤的色散、截止波长、模场直径、基带响应、数值孔径、有效面积、微弯敏感性等特性不受安装方法的有害影响,它们应由光纤制造厂家进行测试,不需进行现场测试。
在EIA/TIA—568—B中规定光纤通信链路现场测试所需的单一性能参数为链路损失(衰减)。
(1)光功率的测试：对光纤工程最基本的测试是在EIA的FOTP-95标准中定义的光功率测试，它确定了通过光纤传输的信号的强度，还是损失测试的基础。测试时把光功率计放在光纤的一端，把光源放在光纤的另一端。
(2)光学连通性的测试：光纤系统的光学连通性表示光纤系统传输光功率的能力。光纤系统的光学连通性是对光纤系统的基本要求，因此对光纤系统的光学连通性进行测试是基本的测试之一。通过在光纤系统的一端连接光源，在另一端连接光功率计，通过检测到的输出光功率可以确定光纤系统的光学连通性。当输出端测到的光功率与输入端实际输入的光功率的比值小于一定的数值时，则认为这条链路光学不连通。进行光学连通性的测试时，通常是把红色激光或者其他可见光注入光纤，并在光纤的末端监视光的输出。如果在光纤中有断裂或其他的不连续点，在光纤输出端的光功率就会下降或者根本没有光输出。
(3)光功率损失测试：光功率损失这一通用于光纤领域的术语代表了光纤链路的衰减。衰减是光纤链路的一个重要的传输参数,它的单位是分贝(dB)。它表明了光纤链路对光能的传输损耗(传导特性)，其对光纤质量的评定和确定光纤系统的中继距离起到决定性的作用。光信号在光纤中传播时，平均光功率延光纤长度方向成指数规律减少。在一根光纤网线中,从发送端到接收端之间存在的衰减越大，两者间可能传输的最大距离就越短。衰减对所有种类的网线系统在传输速度和传输距离上都产生负面的影响，但因为光纤传输中不存在串扰、EMI、RFI等问题，所以光纤传输对衰减的反应特别敏感。
(4)光纤链路预算(OLB)：光纤链路预算是网络和应用中允许的最大信号损失量，这个值是根据网络实际情况和国际标准规定的损失量计算出来的。一条完整的光纤链路包括光纤、连接器和熔接点，所以在计算光纤链路最大损失极限时，要把这些因素全部考虑在内。光纤通信链路中光能损耗的起因是由光纤本身
的损耗、连接器产生的损耗和熔接点产生的损耗三部分组成的。但由于光纤的长度、接头和熔接点数目的不定，造成光纤链路的测试标准不像双绞线那样是固定的，因此对每一条光纤链路测试的标准都必须通过计算才能得出。
虽然目前光通信的容量已经非常大，但仍有大量应用能力闲置，伴随着社会经济和科学技术的进一步发展，对信息的需求也会随之增加，并会超过现在的网络承载能力，因此我们必须进一步努力研究更加先进的光传输手段。因此，在经济社会发展的推动下，光通信一定会有更加长久的发展。
[参考文献]
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光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。
光纤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。光纤通信具有以下特点： (1)通信容量大、传输距离远。
(2)信号串扰小、保密性能好; (3)抗电磁干扰、传输质量佳。 (4)光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输; (5)材料来源丰富,环境保护好，有利于节约有色金属铜。 (6)无辐射,难于窃听, (7)光缆适应性强,寿命长。 (8)质地脆，机械强度差。 (9)光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。 (10)分路、耦合不灵活。 (11)光纤光缆的弯曲半径不能过小(>20cm) (12)有供电困难问题。
就光纤通信技术本身来说，应该包括以下几个主要部分:光纤光缆技术、光交换技术传输技术、光有源器件、光无源器件以及光网络技术等。
光纤光缆技术
光纤技术的进步可以从两个方面来说明: 一是通信系统所用的光纤; 二是特种光纤。早期光纤的传输窗口只有3个，即850nm(第一窗口)、1310nm(第二窗口)以及1550nm(第三窗口)。近几年相继开发出第四窗口(L波段)、第五窗口(全波光纤)以及S波段窗口。其中特别重要的是无水峰的全波窗口。这些窗口开发成功的巨大意义就在于从1280nm到1625nm的广阔的光频范围内，都能实现低损耗、低色散传输，使传输容量几百倍、几千倍甚至上万倍的增长。这一技术成果将带来巨大的经济效益。另一方面是特种光纤的开发及其产业化，这是一个相当活跃的领域。
光复用技术
复用技术是为了提高通信线路的利用率，而采用的在同一传输线路上同时传输多路不同信号而互不干扰的技术。光复用技术种类很多，其中最为重要的是波分复用(WDM)技术和光时分复用(OTDM)技术。光波分复用(WDM)技术是在一芯光纤中同时传输多波长光信号的一项技术。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来，并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端将组合波长的光信号分开，并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。波分复用当前的商业水平是273个或更多的波长，研究水平是1022个波长(能传输368亿路电话)，近期的潜在水平为几千个波长，理论极限约为15000个波长(包括光的偏振模色散复用，OPDM)。而光时分复用(OTDM)技术指利用高速光开关把多路光信号在时域里复用到一路上的技术。光时分复用(OTDM)的原理与电时分复用相同，只不过电时分复用是在电域中完成，而光时分复用是在光域中进行，即将高速的光支路数据流(例如10Gbit/s，甚至40Gbit/s)直接复用进光域，产生极高比特率的合成光数据流。
光放大技术
光放大器的开发成功及其产业化是光纤通信技术中的一个非常重要的成果，它大大地促进了光复用技术、光孤子通信以及全光网络的发展。顾名思义，光放大器就是放大光信号。在此之前，传送信号的放大都是要实现光电变换及电光变换，即O/E/O变换。有了光放大器后就可直接实现光信号放大。 光放大器主要有3种:光纤放大器、拉曼放大器以及半导体光放大器。光纤放大器就是在光纤中掺杂稀土离子(如铒、镨、铥等)作为激光活性物质。每一种掺杂剂的增益带宽是不同的。掺铒光纤放大器的增益带较宽，覆盖S、
C、L频带; 掺铥光纤放大器的增益带是S波段;掺镨光纤放大器的增益带在1310nm附近。而喇曼光放大器则是利用喇曼散射效应制作成的光放大器，即大功率的激光注入光纤后，会发生非线性效应。喇曼散射。在不断发生散射的过程中，把能量转交给信号光，从而使信号光得到放大。由此不难理解，喇曼放大是一个分布式的放大过程，即沿整个线路逐渐放大的。其工作带宽可以说是很宽的，几乎不受限制。这种光放大器已开始商品化了，不过相当昂贵。半导体光放大器(S0A)一般是指行波光放大器，工作原理与半导体激光器相类似。其工作带宽是很宽的。但增益幅度稍小一些，制造难度较大。这种光放大器虽然已实用了，但产量很小。
光交换技术
光交换技术是指不经过任何光/电转换，在光域直接将输入光信号交换到不同的输出端。目前已见报道的光交换技术的交换方式主要可以分为，空间分光交换方式，时分光交换方式，波分光交换方式，ATM光交换方式，码分光交换方式，自由空间光交换方式和复合型光交换方式等等。空分光交换的基本原理是将光交换节点组成可控的门阵列开关, 通过控制交换节点的状态可实现使输入端的任一信道与输出端的任一信道连接或断开,完成光信号的交换。时分光交换方式的原理与现行电子学的时分交换原理基本相同, 只不过它是在光域里实现时隙互换而完成交换的。在光时分复用系统中, 可采用光信号时隙互换的方法实现交换。在光波分复用系统中, 则可采用光波长互换(或光波长转换) 的方法来实现交换。光波长互换的实现是通过从光波分复用信号中检出所需的光信号波长, 并将它调制到另一光波长上去进行传输。光A TM 交换是以A TM 信元为交换对象的技术, 它引入了分组交换的概念, 即每个交换周期处理的不是单个比特的信号, 而是一组信息。光ATM 交换技术已用在时分交换系统中, 是最有希望成为吞吐量达Tbös 量级的光交换系统。码分光交换, 是指对进行了直接光编码和光解码的码分复用光信号在光域内进行交换的方法。自由空间光交换可以看作是一种空分光交换, 它是通过在空间无干涉地控制光的路径来实现的。由于各种光交换技术都有其独特的优点和不同的适应性, 将几种光交换技术合适地复合起来进行应用能够更好地发挥各自的优势, 以满足实际应用的需要。已见介绍的复合型光交换主要有: (1) 空分ö时分光交换系统; (2) 波分ö空分光交换系统; (3) 频分ö时分光交换系统; (4) 时分ö波分ö空分光交换系统等 光纤通信技术的发展趋势
(一)向超高速系统的发展。从过去20多年的电信发展史看，网络容量的需求和传输速率的提高一直是一对主要矛盾。传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用(TDM)方式进行，每当传输速率提高4倍，传输每比特的成本大约下降30%～
40%：因而高比特率系统的经济效益大致按指数规律增长，这就是为什么光纤通信系统的传输速率在过去20多年来一直在持续增加的根本原因。目前商用系统已从45Mbps增加到10Gbps，其速率在20年时间里增加了2000倍，比同期微电子技术的集成度增加速度还快得多。
(二)向超大容量WDM系统的演进。采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽，然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用了不到1%，99%的资源尚待发掘。
(三)实现光联网。上述实用化的波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量，但基本上是以点到点通信为基础的系统，其灵活性和可靠性还不够理想。
(四)新一代的光纤。近几年来随着IP业务量的爆炸式增长，电信网正开始向下一代可持续发展的方向发展，而构筑具有巨大传输容量的光纤基础设施是下一代网络的物理基础。
(五)光接入网。过去几年间，网络的核心部分发生了翻天覆地的变化，无论是交换，还是传输都已更新了好几代。不久，网络的这一部分将成为全数字化的、软件主宰和控制的、高度集成和智能化的网络。
1 实验目的
1.1 要求学生掌握利用光时域反射计(OTDR)对光纤进行衰减特性测量。
1.2 了解OTDR基本工作原理。
1.3 正确选择仪表的测试参数。
1.4 能够解释测试曲线的含义。
2 实验使用的仪表及器材
2.1 光时域反射计、光纤尾纤、光纤法兰、被测光纤等。
3 实验步骤
3.1 打开光时域反射计电源开关。
3.2将光纤尾纤插入仪表测试口中。尾纤另一端插入被测光纤端口法兰
3.3选择仪表测试波长，有两种测试波长可供选择1310nm和1550nm 。
3.4 根据被测光纤选择仪表折射率选项。实验一中给出，常用G.652单模光纤折射率约为
1.467
3.5 根据被测光纤的大概长度选择仪表的测试距离。测试仪表的测试距离选择一定要大于
被测光纤的长度，例如，测量一条2Km的光纤，选择仪表5Km的测试距离是正确的，如果选择仪表测试距离为40Km，测试以后被测光纤的线迹，将会集中在屏幕的左边，不利对线迹的分析观察。在实际的光纤测试工作中，往往不知道被测光纤的长度，这种情况下就要选择不同的测试距离多测几次，找出最佳的测试距离进行测量。
3.6 选择仪表发射光脉冲的宽度。发射光脉冲的宽度越窄，测试结果分辨率就越高，但是，
如果仪表选择的测试距离很长而又选择了很窄的测试光脉冲，远距离测量将会变得很困难，甚至失败，在这种情况下有些仪表会禁止该光脉冲选项，直到加宽光脉冲的选项到合适宽度以后测量才被允许。
3.7 上面几步仪表选项完成以后按下仪表上面的测试按钮开始测量。仪表向被测光纤发射
光脉冲并接收返回来的光进行处理，处理结果用一条线迹曲线显示在屏幕上，通过这条线迹，我们能够知道被测光纤的长度、被测光纤的总损耗、被测光纤的平均损耗、被测光纤某一段距离的平均损耗、某一熔接点(损耗过大点)的损耗值及距测试点的长度等信息。
4 实验报告要求
4.1 写出使用光时域反射计的体会
4.2 解释被测光纤测试线迹的含义
摘要：光纤通信技术是目前通信行业应用的主要技术，光纤通信跟传统通信方式比较具有很强的优势，在通信网络中已得到广泛应用。光纤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十分重要的作用。
关键词：光纤通信技术 优势 光纤到户 全光网络
中图分类号：TP39 文献标识码： A 文章编号：1007-9416(2011)07-0025-01
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。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
光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。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，图1为光纤结构图。
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，单模光纤具有几十GHz?km的宽带。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到10Gbps，采用密集波分复用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。
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，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。电通信方式很容易被人窃听，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。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、光纤通信技术在接入网的应用
目前莱芜市所用的接入网技术为ADSL，其全称是Asymmetric Digital Subscriber,中文意思是"非对称数字用户线路"。它以普通电话线路做为传输介质，既在普通双绞铜线上实现下行高达8Mbit/b传输速度;上行高达640Kbit/s的传输速度，但这种技术不能满足人们对上网速度越来越高需求。
3.1光纤接入网的优势
接入网采用无线网络是未来通信行业的发展趋势，但无线接入网仍需要光纤网络的支撑，其优势体现为:
首先，通信网在一开始采用的是金属线缆，铜缆网的故障率很高，维护运行成本很高，而采用光接入后，每年的维护运行和供给成本可以比传统铜缆网每线大约节约400元，对于一亿用户相当于每年节约400亿元，而且其故障率也大大降低。
其次，对于新业务的发展，特别是多媒体和宽带新业务，能够加强企业的竞争力，增加新业务的收入，同时可以补偿建设光用户接入网所需的投资，最后，光接入网可以满足用户希望较快提供业务，改进业务质量和可用性的要求，也可以节约地下管道空间，延长传输覆盖距离，总之，采用光接入网能够解决通信行业发展的瓶颈问题。
3.2 光纤通信技术发展的制约因素
铜缆网传输的是电子信号，交换采用的是电子交换机，现在，通信网络大部分都是光纤，传输的为光信号，光交换的形式，由于目前光交换器件还不成熟只能采用光-电-光的形式。这种方式效率不高也不经济，目前ASON-自动交换光网络的开发缓解了这一问题，但对大容量光开关的开发也迫在眉睫。
目前为止我国的光缆技术有了很大的发展，从光进铜退开始，公司采用了多个厂家的光缆，国内生产光缆的厂家大约有200家，但其产品单一，很少具有自主知识产权，技术含量较低，竞争力不强，有关资料显示，自1997年截止到2010年我国光缆专利的申请只占国外同期专利申请的20%，而光核心技术只占国外的10%。这些数据显示我国与国外在光纤技术发展上差距较大，我国作为世界第二光缆大国，应该把发展自主知识产权的技术作为重中之重。
4、结语
从光纤通信问世到现在，光传输的速率以指数增长，光传输的速率在过去的十几年中大约提高了100倍。层出不穷的光通信新技术将成为市场复苏的源泉，随着光纤网络从骨干网的扩建到接入网、城域网的扩散以及向用户驻地网的不断延伸，光纤网络市场必将增长。
参考文献
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[3]蒋力三.《光纤通信技术的发展》.中兴通讯资料.
[摘要]对光纤通信技术领域的主要发展热点作一简述与展望，主要有超高速传输系统、 超大容量波分复用系统、光联网技术、新一代的光纤、IP over SDH与IP over
Optical以及光接入网。
关键词：光纤 超高速传输 超大容量波分复用 光联网
光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。近几年来，随着技术的进步， 电信管理体制的改革以及电信市场的逐步全面开放，光纤通信的发展又一次呈现了蓬 勃发展的新局面，本文旨在对光纤通信领域的主要发展热点作一简述与展望。
1 向超高速系统的发展
从过去2O多年的电信发展史看，网络容量的需求和传输速率的提高一直是一对主 要矛盾。传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用(TDM)方式进行，每当传输速率 提高4倍，传输每比特的成本大约下降30%～40%;因而高比特率系统的经济效益大致 按指数规律增长，这就是为什么光纤通信系统的传输速率在过去20多年来一直在持续 增加的根本原因。目前商用系统已从45Mbps增加到10Gbps，其速率在20年时间里增加了 20O0倍，比同期微电子技术的集成度增加速度还快得多。高速系统的出现不仅增加了业 务传输容量，而且也为各种各样的新业务，特别是宽带业务和多媒体提供了实现的可能。 目前10Gbps系统已开始大批量装备网络，全世界安装的终端和中继器已超过5000个，主 要在北美，在欧洲、日本和澳大利亚也已开始大量应用。我国也将在近期开始现场试验。 需要注意的是，10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感，而已经敷设的光缆并不
一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求，需要实际测试，验证合格后才能安装开通。 在理论上，上述基于时分复用的高速系统的速率还有望进一步提高，例如在实验室
传输速率已能达到4OGbps，采用色度色散和极化模色散补偿以及伪三进制(即双二进制) 编码后已能传输100km。然而，采用电的时分复用来提高传输容量的作法已经接近硅和镓 砷技术的极限，没有太多潜力可挖了，此外，电的40Gbps系统在性能价格比及在实用中 是否能成功还是个未知因素，因而更现实的出路是转向光的复用方式。光复用方式有很 多种，但目前只有波分复用(WDM)方式进入大规模商用阶段，而其它方式尚处于试验 研究阶段。
2 向超大容量WDM系统的演进
如前所述，采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽，然而光纤的200nm可用带宽资 源仅仅利用了不到1%，99%的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信 号同时在一极光纤上传送，则可大大增加光纤的信息传输容量，这就是波分复用(WDM) 的基本思路。采用波分复用系统的主要好处是：(1)可以充分利用光纤的巨大带宽资 源，使容量可以迅速扩大几倍至上百倍;(2)在大容量长途传输时可以节约大量光纤 和再生器，从而大大降低了传输成本;(3)与信号速率及电调制方式无关，是引入宽 带新业务的方便手段;(4)利用WDM网络实现网络交换和恢复可望实现未来透明的、具 有高度生存性的光联网。
鉴于上述应用的巨大好处及近几年来技术上的重大突破和市场的驱动，波分复用系
统发展十分迅速。如果认为1995年是起飞年的话，其全球销售额仅仅为1亿美元，而2000 年预计可超过40亿美元，2005年可达120亿美元，发展趋势之快令人惊讶。目前全球实
际敷设的WDM系统已超过3000个，而实用化系统的最大容量已达320Gbps(2*16*10Gbps)， 美国朗讯公司已宣布将推出80个波长的WDM系统，其总容量可达200Gbps(80*2.5Gbps) 或400Gbps(40*10Gbps)。实验室的最高水平则已达到2.6Tbps(13*20Gbps)。预计不 久实用化系统的容量即可达到1Tbps的水平。可以认为近2年来超大容量密集波分复用系
统的发展是光纤通信发展史上的又一里程碑。不仅彻底开发了无穷无尽的光传输键路的 容量，而且也成为IP业务爆炸式发展的催化剂和下一代光传送网灵活光节点的基础。 3 实现光联网——战略大方向
上述实用化的波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量，但基本上是以点到点通
信为基础的系统，其灵活性和可靠性还不够理想。如果在光路上也能实现类似SDH在电 路上的分插功能和交叉连接功能的话，无疑将增加新一层的威力。根据这一基本思路， 光的分插复用器(OADM)和光的交叉连接设备(OXC)均已在实验室研制成功，前者已 投入商用。
实现光联网的基本目的是：(1)实现超大容量光网络;(2)实现网络扩展性，允 许网络的节点数和业务量的不断增长;(3)实现网络可重构性，达到灵活重组网络的 目的;(4)实现网络的透明性，允许互连任何系统和不同制式的信号;(5)实现快速 网络恢复，恢复时间可达100ms。
鉴于光联网具有上述潜在的巨大优势，发达国家投入了大量的人力、物力和财力进 行预研，特别是美国国防部预研局(DARPA)资助了一系列光联网项目，如以Be11core 为主开发的“光网技术合作计划(ONTC)”，以朗讯公司为主开发的“全光通信网”预 研计划”，“多波长光网络(MONET)”和“国家透明光网络(NTON)”等。在欧洲和 日本，也分别有类似的光联网项目在进行。
综上所述光联网已经成为继SDH电联网以后的又一新的光通信发展高潮。其标准化
工作将于2000年基本完成，其设备的商用化时间也大约在2000年左右。建设一个最大透 明的。高度灵活的和超大容量的国家骨干光网络不仅可以为未来的国家信息基础设施( NII) 奠定一个坚实的物理基础，而且也对我国下一世纪的信息产业和国民经济的腾飞 以及国家的安全有极其重要的战略意义。
4 新一代的光纤
近几年来随着IP业务量的爆炸式增长，电信网正开始向下一代可持续发展的方向发 展，而构筑具有巨大传输容量的光纤基础设施是下一代网络的物理基础。传统的G.652 单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势， 开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。目前，为了适应干线 网和城域网的不同发展需要，已出现了两种不同的新型光纤，即非
零色散光纤(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤)。
4.1 新一代的非零色散光纤 非零色散光纤(G.655光纤)的基本设计思想是在1550 窗口工作波长区具有合理的较低色散，足以支持10Gbps的长距离传输而无需色散补偿， 从而节省了色散补偿器及其附加光放大器的成本;同时，其色散值又保持非零特性， 具有一起码的最小数值(如2ps/(nm.km)以上)，足以压制四波混合和交叉相位调 制等非线性影响，适宜开通具有足够多波长的DWDM系统，同时满足TDM和DWDM两种发展 方向的需要。为了达到上述目的，可以将零色散点移向短波长侧(通常1510～1520nm 范围)或长波长侧(157nm附近)，使之在1550nm附近的工作波长区呈现一定大小的色 散值以满足上述要求。典型G.655光纤在1550nm波长区的色散值为G.652光纤的1/6～ 1/7，因此色散补偿距离也大致为G.652光纤的6～7倍，色散补偿成本(包括光放大器， 色散补偿器和安装调试)远低于G.652光纤。
4.2 全波光纤 与长途网相比，城域网面临更加复杂多变的业务环境，要直接支持大 用户，因而需要频繁的业务量疏导和带宽管理能力。但其传输距离却很短，通常只有 50～80km，因而很少应用光纤放大器，光纤色散也不是问题。显然，在这样的应用环 境下，怎样才能最经济有效地使业务量上下光纤成为网络设计至关重要的因素。采用 具有数百个复用波长的高密集波分复用技术将是一项很有前途的解决方案。此时，可
以将各种不同速率的业务量分配给不同的波长，在光路上进行业务量的选路和分插。 在这类应用中，开发具有尽可能宽的可用波段的光纤成为关键。目前影响可用波段的 主要因素是1385nm附近的水吸收峰，因而若能设法消除这一水峰，则光纤的可用频谱 可望大大扩展。全波光纤就是在这种形势下诞生的。
全波光纤采用了一种全新的生产工艺，几乎可以完全消除由水峰引起的衰减。除
了没有水峰以外，全波光纤与普通的标准G.652匹配包层光纤一样。然而，由于没有了 水峰，光纤可以开放第5个低损窗口，从而带来一系列好处：
(1)可用波长范围增加100nm，使光纤的全部可用波长范围从大约200nm增加到 300nm，可复用的波长数大大增加;
(2)由于上述波长范围内，光纤的色散仅为155Onm波长区的一半，因而，容易实 现高比特率长距离传输;
(3)可以分配不同的业务给最适合这种业务的波长传输，改进网络管理;
(4)当可用波长范围大大扩展后，允许使用波长间隔较宽、波长精度和稳定度要 求较低的光源、合波器、分波器和其它元件，使元器件特别是无源器件的成本大幅度 下降，这就降低了整个系统的成本。
5 IP over SDH与IP over Optical
以IP业务为主的数据业务是当前世界信息业发展的主要推动力，因而能否有效地 支持IP业务已成为新技术能否有长远技术寿命的标志。
目前，ATM和SDH均能支持IP，分别称为IP over ATM和IP over SDH两者各有千秋。 IP over ATM利用ATM的速度快、颗粒细、多业务支持能力的优点以及IP的简单、灵活、 易扩充和统一性的特点，可以达到优势互补的目的，不足之处是网络体系结构复杂、
传输效率低、开销损失大(达25%～30%)。而SDH与IP的结合恰好能弥补上述IP over ATM的弱点。其基本思路是将IP数据包通过点到点协议(PPP)直接映射到SDH帧，省
掉了中间复杂的ATM层。具体作法是先把IP数据包封装进PPP分组，然后利用HDLC组帧， 再将字节同步映射进SDH的VC包封中，最后再加上相应SDH开销置入STM-N帧中即可。 IP over SDH在本质上保留了因特网作为IP网的无连接特征，形成统一的平面网， 简化了网络体系结构，提高了传输效率，降低了成本，易于IP组插和兼容的不同技术 体系实现网间互联。最主要优点是可以省掉ATM方式所不可缺少的信头开销和IP over ATM封装和分段组装功能，使通透量增加25%～30%，这对于成本很高的广域网而言 是十分珍贵的。缺点是网络容量和拥塞控制能力差，大规模网络路由表太复杂，只有 业务分级，尚无优先级业务质量，对高质量业务难以确保质量，尚不适于多业务平台， 是以运载IP业务为主的网络理想方案。随着千兆比高速路由器的商用化，其发展势头 很强。采用这种技术的关键是千兆比高速路由器，这方面近来已有突破性进展，如美 国Cisco公司推出的12000系列千兆比特交换路由器(GSR)，可在千兆比特速率上实 现因特网业务选路，并具有5～60Gbps的多带宽交换能力，提供灵活的拥塞管理、组 播和QOS功能，其骨干网速率可以高达2.5Gbps，将来能升级至10Gbps。这类新型高速 路由器的端口密度和端口费用已可与ATM相比，转发分组延时也已降至几十微秒量级， 不再是问题。总之，随着千兆比特高速路由器的成熟和IP业务的大发展，IP over SDH将会得到越来越广泛的应用。
但从长远看，当IP业务量逐渐增加，需要高于2.4Gbps的链路容量时，则有可能
最终会省掉中间的SDH层，IP直接在光路上跑，形成十分简单统一的IP网结构(IP over Optical)。显然，这是一种最简单直接的体系结构，省掉了中间ATM层与SDH层，减 化了层次，减少了网络设备;减少了功能重叠，简化了设备，减轻了网管复杂性，特 别是网络配置的复杂性;额外的开销最低，传输效率最高;通过业务量工程设计，可
以与IP的不对称业务量特性相匹配;还可利用光纤环路的保护光纤吸收突发业务，尽 量避免缓存，减少延时;由于省掉了昂贵的ATM交换机和大量普通SDH复用设备，简化 了网管，又采用了波分复用技术，其总成本可望比传统电路交换网降低一至二个量级! 综上所述，现实世界是多样性的，网络解决方案也不会是单一的，具体技术的选
用还与具体电信运营者的背景有关。三种IP传送技术都将在电信网发展的不同时期和 网络的不同部分发挥自己应有的历史作用。但从面向未来的视角看，IP over Optical 将是最具长远生命力的技术。特别是随着IP业务逐渐成为网络的主导业务后，这种对 IP业务最理想的传送技术将会成为未来网络特别是骨干网的主导传送技术。在相当长 的时期，IP over ATM，IP overSDH和IP over Optical将会共存互补，各有其最佳应 用场合和领域。
6 解决全网瓶颈的手段——光接入网
过去几年间，网络的核心部分发生了翻天覆地的变化，无论是交换，还是传输都 已更新了好几代。不久，网络的这一部分将成为全数字化的、软件主宰和控制的、高 度集成和智能化的网络。而另一方面，现存的接入网仍然是被双绞线铜线主宰的(90% 以上)、原始落后的模拟系统。两者在技术上的巨大反差说明接入网已确实成为制约 全网进一步发展的瓶颈。目前尽管出现了一系列解决这一瓶颈问题的技术手段，如双 绞线上的xDSL系统，同轴电缆上的HFC系统，宽带无线接入系统，但都只能算是一些 过渡性解决方案，唯一能够根本上彻底解决这一瓶颈问题的长远技术手段是光接入网。 接入网中采用光接入网的主要目的是：减少维护管理费用和故障率;开发新设备， 增加新收入;配合本地网络结构的调整，减少节点，扩大覆盖;充分利用光纤化所带 来的一系列好处;建设透明光网络，迎接多媒体时代。 所谓光接入网从广义上可 以包括光数字环路载波系统(ODLC)和无源光网络(PON)两类。数字环路载波系统 DLC不是一种新技术，但结合了开放接口VS.1/V5.2，并在光纤上传输综合的DLC(ID LC)，显示了很大的生命力，以美国为例，目前的1.3亿用户线中，DLC/IDLC已占据
3600万线，其中IDLC占2700万线。特别是新增用户线中50%为IDLC，每年约500万线。 至于无源光网络技术主要是在德国和日本受到重视。德国在1996年底前共敷设了约230 万线光接入网系统，其中PON约占100万线。日本更是把PON作为其网络光纤化的主要技 术，坚持不懈攻关十多年，采取一系列技术和工艺措施，将无源光网络成本降至与铜 缆绞线成本相当的水平，并已在1998年全面启动光接入网建设，将于2010年达到6000 万线，基本普及光纤通信网，以此作为振兴21世纪经济的对策。近来又计划再争取提 前到2005年实现光纤通信网。
在无源光网络的发展进程中，近来又出现了一种以ATM为基础的宽带无源光网络
(APON)，这种技术将ATM和PON的优势相互结合，传输速率可达622/155Mbps，可以 提供一个经济高效的多媒体业务传送平台并有效地利用网络资源，代表了多媒体时代 接入网发展的一个重要战略方向。目前国际电联已经基本完成了标准化工作，预计 1999年就会有商用设备问世。可以相信，在未来的无源光网络技术中，APON将会占据 越来越大的份额，成为面向21世纪的宽带投入技术的主要发展方向。
7 结束语
从上述涉及光纤通信的几个方面的发展现状与趋势来看，完全有理由认为光纤通 信进入了又一次蓬勃发展的新高潮。而这一次发展高潮涉及的范围更广，技术更新更 难，影响力和影响面也更宽，势必对整个电信网和信息业产生更加深远的影响。它的 演变和发展结果将在很大程度上决定电信网和信息业的未来大格局，也将对下一世纪 的社会经济发展产生巨大影响。
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