潘偉新 方林之

?

論光纖通信的現(xiàn)狀及趨勢

潘偉新1方林之2

1.西安通信學(xué)院，陜西 西安 710000 2.南京理工大學(xué)，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(shù)的發(fā)展史和光纖光纜的發(fā)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(yōu)點，備受業(yè)內(nèi)人士青睞，發(fā)展非常迅速。目前，光纖光纜已經(jīng)進入了有線通信的各個領(lǐng)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(lǐng)域。主要綜述我國光纖通信研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢。

光纖通信技術(shù)；發(fā)展歷史；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

在當(dāng)下，光纖通信技術(shù)是通信技術(shù)中在實際運用中是非常有前途和發(fā)展的，即光纖通信技術(shù)已在現(xiàn)代化通訊中占據(jù)了極大的作用，可以說是非常重要的支柱。光纖通信技術(shù)作為全世界新一代信息技術(shù)革命的重要標(biāo)志之一，它已經(jīng)變?yōu)楝F(xiàn)在全面信息化社會中多元且復(fù)雜的信息的相當(dāng)主要傳輸媒介，并且將信息網(wǎng)架構(gòu)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(xiàn)代化信息社會最堅實的通信基礎(chǔ)身份）看到了大好的未來發(fā)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(fā)表論文，他們通過反復(fù)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(xiàn)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(shù)量級）的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質(zhì)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(yōu)點，備受業(yè)內(nèi)人士青睞，發(fā)展非常迅速。光纖通信系統(tǒng)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(shù)已有相當(dāng)長遠(yuǎn)的腳步，不斷出現(xiàn)出新技術(shù)，從而通信能力也隨之大幅提升，同時其應(yīng)用范圍也隨之不斷多面化發(fā)展。

2 光纖通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀

2.1 波分復(fù)用技術(shù)

波分復(fù)用技術(shù)可以將單模光纖低損耗區(qū)帶來的巨大帶寬資源重新充分利用。根據(jù)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(fù)用器（合波器）作為發(fā)送端，將不同規(guī)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(fù)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(xiàn)多路光信號的復(fù)用傳輸。

2.2 光纖接入技術(shù)

光纖接入網(wǎng)是信息高速公路的“最后一公里”。將信息傳輸?shù)母咚倩瘜崿F(xiàn)，使大眾得以滿足，單有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)還不行，更為關(guān)鍵的是用戶接入部分，高速信息流進千家萬戶的關(guān)鍵技術(shù)是光纖接入網(wǎng)。

在光纖寬帶接入中，由于不同的位置光纖所能到達(dá)的位置有所不同，有了不同的應(yīng)用如FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH，統(tǒng)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(nèi)的光纖接入技術(shù)可以為用戶提供FE或GE的帶寬，針對大中型企業(yè)用戶來說，是FE或GE比較理想的接入方式。

3 光纖通信技術(shù)的發(fā)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(wǎng)絡(luò)也是人們不懈追求的夢想。

（1）超大容、超長距傳輸技術(shù)波分復(fù)用技術(shù)極大地提高了光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量，在未來跨海光傳輸系統(tǒng)中有廣闊的應(yīng)用前景。波分復(fù)用技術(shù)在近些年來發(fā)展相當(dāng)迅速，目前1.6Tbit/的WDM系統(tǒng)已經(jīng)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(tǒng)的容量是有限，可以通過把多個OTDM信號進行波分復(fù)用，進而達(dá)到了大幅提高傳輸容量的目的。偏振復(fù)用（PDM）技術(shù)可以將相鄰信道的互相作用明顯減弱。在超高速通信系統(tǒng)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(yīng)能力較強對于光線的非線性和偏振模色散（PMD），因此現(xiàn)在的超大容WDM/OTDM通信系統(tǒng)基本上大都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)基本上都包括在OTDM和WDM通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)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(shù)量級脈沖，它的特點是可以在光纖的反常色散區(qū)，群速度色散和非線性效應(yīng)相互平衡，所以經(jīng)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(xiàn)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(dá)萬里之遙?，F(xiàn)在光孤子通信實際運用仍然存在許多技術(shù)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(tǒng)中，有著及其廣闊的發(fā)展前景與光明的未來。（4）全光網(wǎng)絡(luò)。全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點代替電節(jié)點，節(jié)點之間也是全光化，而在網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)將節(jié)點間的全光化實現(xiàn)，但依舊采取用電器用于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點處，限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康倪M一步提高，所以現(xiàn)在非常重要的話題已是——如何真正的全光網(wǎng)。目前，雖然全光網(wǎng)的發(fā)展迅速使人可喜，可全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展依舊是起步的階段，但它已顯現(xiàn)出了其特有的廣闊發(fā)展道路。以全球?qū)θ饩W(wǎng)的發(fā)展趨勢上看，想要打造一個真正的、以WDM技術(shù)與光交換技術(shù)為主的光網(wǎng)絡(luò)層，建立純粹的全光網(wǎng)絡(luò)，解決電光這一重大難題已成為未來光通信發(fā)展的必然趨勢所向，更是未來全球信息網(wǎng)絡(luò)的及其重要的中心，亦是通信技術(shù)發(fā)展的超級別層次

4 結(jié)束語

現(xiàn)代在信息技術(shù)中，光通信技術(shù)已經(jīng)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(fā)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(xiàn)不斷上升趨勢。以全球現(xiàn)代通信的發(fā)展的趨勢來看，未來通信的主流寶座也會被它占據(jù)其一。全網(wǎng)信息的時代就在不久將來。

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

[2]高天.LTE關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展前景[J].中國新通信，2015（04）：201-202.

TN929.11

A

1009-6434（2016）05-0043-01