我国光纤通信技术论文

2022-05-02

本论文主题涵盖三篇精品范文,主要包括《我国光纤通信技术论文(精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。摘要:光纤通信在信息传达过程中扮演着重要的角色,是现代通信的主要支柱。与传统的通信相比,光纤通信因具备明显优势而倍受社会各界青睐。毋庸置疑的是,随着社会经济的不断发展,科学技术将不断发展,光纤通信发展的速度将会不断加快,对人们生产生活的影响也将更为巨大。文章认为深入钻研光纤通信技术,了解其发展现状和前景是重要且必要的。

我国光纤通信技术论文 篇1:

我国光纤通信技术发展的现状和前景

【摘要】 在我国,光纤通信一直都是信息传达过程中所使用的主要方法。这一技术主要是将光波作为信息的载体,将光纤当做传输介质来满足人们通信需求的一种方法。本文通过叙述光纤通信自身的特点,介绍了这一技术在我国的发展现状与发展前景。

【关键词】 光纤通信 现状 前景

信息时代的竞争,多数是信息传输的竞争。谁能先别人一步了解到最新的消息,谁就能赢在起跑线上。在现阶段,我国的大部分信息容量都是利用光缆线路来进行传输的。在我国的信息传输过程中,光纤线路占据着十分重要的位置。

一、光纤通信的特点

20世纪70年代起,我国开始进行光纤技术的相关研究。现阶段,我国自主的光纤通信技术已经不仅能够满足大量的国内的网络建设的不同需求,还在逐步地走向国际社会中通信网络的建设。光纤通信能够得到如此迅速的发展是因为它具有以下的特点。第一,光纤通信的宽带信息的容量非常大。光纤通信的容量非常大,不仅如此,对于传输宽度来讲,光纤的传输宽度与传统的电缆线或铜线相比要大得多。但是由于光线系统多是单波长的,这就使终端的设备受到了非常大的限制,从而无法将光纤传输的宽度的优点发挥出来。所以,它还需要相应的科学技术来使传输的容量得到增加。第二,光纤通信的损耗较低,可以进行长距离的传送。与普通的通信耗损率相比而言,光纤通信的耗损率要低得多。光纤通信不仅耗损率比较低,而且还能够进行较长距离的通信。就现阶段而言,最长的通信距离能够达到万米以上。所以,光纤通信对于现代的社会网络来说,实用性更加高。同时,光纤通信具有比较高的性价比,安全性也比较好。第三,光纤通信的抗电磁干扰能力非常强。光纤是以石英为主要原材料制成的绝缘体材料。石英的绝缘性非常好,并且不容易被其他材料所腐蚀。较强的抗电磁干扰能力是光纤通信最重要的特点,它不会被太阳黑子的活动所干扰,不会受到雷电以及电离层变化的干扰,还不会被人为的电磁活动干扰。由于它的工作不会被电磁脉冲的效益所影响,光纤通信的系统还可以在军事领域中得到应用。第四,光纤通信的保密性能与安全性能非常好。在传统的电磁波传输过程中经常会发生信息泄露的现象,这样的情况会给传输系统造成各种各样的干扰,传统的传输方式性能也不是非常好。光纤通信是通过使用光波来进行信号传输的。由于光波导的结构能够将光信号完全的控制住,并且其他已泄露的射线都会由光纤线外部的包皮所吸收,所以,即便在条件较差的环境里或是各种拐角处,都很少发生光波泄露这样的现象。除以上特点外,还具有原材料资源丰富、成本较低,重量小、易铺设并且稳定性好,使用寿命较长等特点。

二、我国的发展现状

现在,我国的光纤通信得到了越来越广泛的应用。1、单模与多模光纤。科技是促进生产力进步的重要手段这一观点已被人们所接收,近些年来,我国的通信技术与设备得到了快速的发展,市场与科研对于传输所运用的需求量也越来越大。单模光纤适用于长距离、多地域的使用,多模光纤由于价格更经济,大多用在中断距离的传输信号作业中。2、光纤接入技术。光纤接入技术的普遍应用可以满足人们的日常生活要求,也可以使信息传输的高速化得到实现。这种技术可以将宽带的特性充分的利用起来,为用户提供不被任何环境限制的宽带。在2003年,这种技术在我国开始投入使用,现在在全国有数十个城市建立了实验网。

三、光纤通信的发展前景

目前,我国的光纤通信技术主要发展前景体现于以下几方面。1、光纤的性能得到不断的完善。在现在,光纤通信主要采用石英来制作光纤,但石英光纤的发展已经与理论数值十分接近,所以,现在人们正在探索是否可以使用卤化物玻璃纤维、氟化物以及重金属氧化物作为原材料来制作光纤。这一技术如果得到应用,会对网际通信等带来十分重要的意义与价值。2、扩大光纤通信的容量。随着光纤通信技术的不断发展与进步,如果能够同时将数个波长不同的光信号在同一个光纤上来进行传输作业,这样不仅能够使光纤的传输容量得到有效的增加,还能够同时使光纤的使用效率得到增加。3、新的光纤接入及技术。随着科技的进步,IP、通信业务的业务量也得到了不断的增长,人们对它的需求也越来越高。现在,人们不仅要求使用语音服务业务,还要求互动视频、高速数据以及高保真音乐等多媒体业务。通过对光纤接入的技术进行研究,就可以使未来互联中如何实现多种业务的高效接入的问题得到解决。

四、结束语

通过人们对光纤通信技术的不断地研究,在将来的信息时代中这一技术将会占据十分重要的位置,我国不仅要将其在国内得到广泛的应用,还要让我国的这一技术走向全球。

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,2006,22(8):1-4.DOI:10.3969/j.issn.1000-0801.2006.08.001.

[2] 丁海韬.浅析光纤通信技术发展的现状与前景[J].信息通信,2013,(5):41-41,42.DOI:10.3969/j.issn.1673-1131.2013.05.025.

[3] 马勇,梅松.我国光纤通信的现状及发展前景[J].江苏科技信息,2012,(4):25-27.DOI:10.3969/j.issn.1004-7530.2012.04.010.

[4] 高涛,葛云峰,朱纪燕等.光纤通信技术发展与展望[J].电脑知识与技术,2014,(9):1912-1913.

[5] 唐秀奎.我国光纤通信的现状分析及发展前景[J].中国科技纵横,2012,(10):26.

作者:姚洪源

我国光纤通信技术论文 篇2:

我国光纤通信技术发展的现状和前景分析

摘   要:光纤通信在信息传达过程中扮演着重要的角色,是现代通信的主要支柱。与传统的通信相比,光纤通信因具备明显优势而倍受社会各界青睐。毋庸置疑的是,随着社会经济的不断发展,科学技术将不断发展,光纤通信发展的速度将会不断加快,对人们生产生活的影响也将更为巨大。文章认为深入钻研光纤通信技术,了解其发展现状和前景是重要且必要的。

关键词:光纤通信;通信技术;发展现状;前景

光纤通信技术是电子通信技术中非常重要的技术创新,颠覆了传统的通信技术,诱发了通信行业的科技革命。光纤通信具备众多优势,在工业、军事等诸多领域内都有应用,对推动我国发展能够产生非常积极的影响。数据资料显示,当前阶段,我国已有光缆总长度超过4.05×106 km,大约为7.58×107芯 km,光纤线路在通信传输中拥有无可替代的地位。

1    光纤通信的特点分析

我国的光纤技术研究始于20世纪70年代,与传统的通信技术相比,光纤通信具备明显的特点,主要包括如下几点[1]。

1.1  宽带信息容量大

光纤有着非常大的通信容量、信息传播速度及宽度远大于电缆线或铜线,能够保证通信信息传输的质量。然而需要注意的是,单薄层的光纤系统的终端设备存在较强的局限性,因而常常难以发挥出光纤传输宽度优势,想要保证光纤信息传输质量,必须对之进行技术加容。

1.2  能量损耗极低

与普通的通信相比,光纤通信的损耗率极低。除此之外,光纤通信还能够保证长距离通信,而据相关数据资料显示,当前阶段最长的通信距离已经可以达到万米。因此,光纤通信可以用于社会网络信息比较繁杂或是偏远的地区,且性价比较高、安全性较强[2]。

1.3  抗干扰能力强

光纤是以石英为原材料制作的绝缘体,石英的绝缘性极佳、耐腐蚀性极强,因此,光纤也具备了石英的属性,且抗电磁干扰性强,不容易受太阳黑子活动、电离层变化、雷电、人为电磁等的影响,具备极强的使用稳定性。与此同时,光纤通信可与电力导体共同构建复行型光缆,还可以与高压电线进行平行构架,有利于丰富通信的模式,提高通信系统的稳定性。除此之外,光纤通信不受电磁脉冲影响,还可以被用于军事领域进行信息传递。

1.4  安全性、保密性佳

光纤通信主要利用光波进行信号传输,光信号被控制于光波导的结构中,各种泄露射线均会被光纤外部吸收,即便在条件相对较差的情况下,也很少会出现光波泄漏问题。与此同时,光纤通信过程中,虽然多个光纤可存在同一个光缆之内,但通信彼此不受影响。

1.5  其他特点

光纤通信的优点众多,除了上述几种比较具体的特点外,还具备成本低廉、原材料丰富、质量轻、柔软、稳定性好、使用寿命长等特点。与此同时,光纤通信的可适用范围十分广泛,除了电力通信之外,光纤通信还可以被应用诸如工业、军事等众多领域,并在其中发挥出强大的作用[3]。

2    光纤通信技术的发展现状

我国的光纤通信技术发展并非一帆风顺,在经历了众多波折和困难之后,我国已经充分地掌握了光纤系统方面的重要技术,光纤通信科技不断发展,在国际方面也取得了让人可喜的成绩。

2.1  复用技术

光纤通信领域使用的复用技术比较多样,常见的包括时分复用、波分复用、频分复用、空分复用、码分复用等。多信道系统技术能够有效地提高光纤宽带利用率,在光纤传输之中发挥着极大的作用。在众多复用技术中,波分复用技术应用最为广泛,能够呈几十倍甚至上百倍提高传输容量。

2.2  宽带放大器技术

普通的宽带放大器技术约有35 nm,放大宽带比较狭窄。为了解决宽带放大不足问题,人们又研发了掺饵光纤放大器技术。为了保证此种技术顺利实施,必须牢牢把握波分复用技术,应充分发挥出波分技术偏振不敏感、无串扰、噪音趋近低噪音标准极限等优势。

2.3  色散补偿技术

在长距离传输中,色彩补偿技术的应用十分常见,由于高速信道在1 550 nm波段约18 ps的色散容易导致脉冲展宽,进而影响高速信号长距离传输的质量。此时,可以使用色散补偿技术来解决问题[4]。

2.4  孤子波分复用传输技术

在超大容量的传输体系之中,影响传输距离和容量的因素众多,其中,最主要的原因无疑是色散因素。孤子波分复用传输可以借助光纤本身的非线性平衡色散提高传输距离。与此同时,孤子波分复用传输技术还具备较强的干扰抵抗能力,能够很好地抑制色散,在光纤通信中应用孤子波分复用传输技术能够很好地解决长距离传输问题以及传输宽带狭窄问题。

2.5  光纤接入技术

随着时代的不断发展,人們对光纤通信的质量要求越来越高,信息传输的容量、内容也不断增多,无损音乐、互动视频、高速数据传输等对主干传输网络以及客户端用户接入等均有着极高的要求,想要保证信息传输质量,必须提高主干道传输速度以及优化终端设备。光纤接入技术在实现上述目标方面能够产生极佳的效果,可以利用光纤接入技术与其他技术,如ATM,SDH等结合产生APON,GPON,EPON等。

3    光纤通信技术的发展前景

光纤通信技术的应用优化了人们的通信感受,但随着时代的不断发展,人们对速度、容量、长距离传输的要求必然会越来越高。因此,光纤通信技术革新必须以社会发展需求为目标,尽可能地趋向人们对理想光纤通信的想象[5]。

3.1  超大容量、超长距离传输

传输容量是决定数据传输速度和数据传输时间的最主要因素。波分复用技术有效地提高了光纤通信的传输容量,尤其在跨海光纤传输系统中发挥了巨大的作用。就当前的实际情况而言,波分复用技术已经实现了大面积覆盖,传输的距离也得到了有效地加长,很好地满足了市场对光纤通信的要求。

3.2  光孤子通信

除了信號传输质量、信号传输内容、信号传输速度等,影响光纤传输技术的因素还包括传输距离。当前阶段,可以很好地解决光纤传输距离问题的技术为光孤子技术。光孤子是一种特殊的超短光脉冲,处于光纤的反常色散区域,能够很好地平衡群速度色散和非线性效应,能够在保证信号经过长距离传输后维持波形、速度不变。因此,光孤子通信可以很好地实现传输无羁变通信。毋庸置疑的是,光孤子通信技术的产生推动了通信技术变革,在众多通信系统中,尤其是海底光缆通信中,光孤子通信彰显了独特的优势,未来发展形势一片大好[6]。

3.3  全光网络技术

传统的光网络实现了节点间的全光化,但在很多网络节点处仍然需要使用传统的电器件,这必然会影响通信网干线的总容量,影响光纤通信的质量。真正的全光网络技术是一个十分复杂的工程,电器件节点必须为光节点替代,且节点必须实现全光化。全光网络技术的应用优势十分明显,如能够提供大容量宽带、高速度信息处理、减少信息畸变、简洁化网络结构、灵活节点增减等。就当前的形势而言,全光网络技术的研究还处于探索的初级阶段,全光网络技术是光纤通信发展的最理想状态,还需要相关者投入长时间的实验和研究。

4    结语

光纤通信是当前阶段信息技术的重要载体,对信息社会的发展能够产生巨大的影响。未来的光纤通信技术发展不应当局限于当前的光纤通信成就,而应该将关注点落于光纤通信的创新层面,使其区别于传统通信技术的优势、特点,进一步地发扬光大。虽然现阶段我国已经在光纤通信方面获得了一定的成绩,但是光纤通信技术的研究仍然处于探索的初级阶段。正因如此,相关者应加大相关的研究力度,要努力创新并发扬光纤通信技术,不断提高其应用覆盖。

[参考文献]

[1]黄洪州.当前光纤通信技术的现状与发展前景分析[J].信息通信,2016(6):253-254.

[2]余丽云.光纤通信现状及未来发展趋势[J].电子产品可靠性与环境试验,2018(1):86-88.

[3]宋昶箭,赵伦,董书延.试述我国通信工程发展现状与前景[J].数字通信世界,2018(5):137-138.

[4]王见.光纤通信技术发展的现状及前景分析[J].信息通信,2018(5):177-178.

[5]李月杰,马林伟.光纤通信技术发展的现状及前景分析[J].通讯世界,2018(8):81-82.

[6]詹明雷.当前光纤通信技术的现状与发展前景分析[J].科学技术创新,2018(30):106-107.

Analysis on present situation and prospect of optical fiber

communication technology in China

Cheng Pengfei

(Wuhan Engineering Institute, Wuhan 443000, China)

Key words:optical fiber communication; communication technology; development status; prospect

作者:程鹏飞

我国光纤通信技术论文 篇3:

浅谈光纤通信技术在我国的应用

【摘要】基于人们对信息传输安全、高效的需求以及科学技术的长足发展,光纤通信技术因其信道带宽极宽,传输容量大,抗干扰,保密性好等优势获得迅速发展,并进入到有线通信的各个领域。但随着人们对光纤通信网络的传输速度和容量需求不断增长,光纤通信技术必须不断发展、更新。

【关键词】光纤通信;发展前景;优势

引言

光纤通信是用光作为信息的载体,以光纤作为传输介质的一种通信方式。它首先要在发射端将需传送的电话、电报、图像和数据等信号进行光电转换,即将电信号变成光信号,再经光纤传输到接收端,接收端将接接收到的光信号转变成电信号,最后还原成原信号。从国家骨干通信网到城域网以及到用户的接入网,基本上都是采用光纤通信的方式实现的。光纤通信技术和计算机技术是信息化的两大核心支柱。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。随着网上办公、3G移动通信、远程移动存储等新业务的应用,人们对光纤通信网的传输速度和容量需求不断增长,甚至有些地区的单用户接入速度要求达到1Gb/s,因此必须建设速度更快、容量更大的光纤通信网才能满足人们日益增长的通信需求。

一、光纤通信在我国的发展现状

在进入本世纪以来,我国的光纤通信以非常迅猛的姿态快速成长起来,在光纤通信技术领域不断开拓创新,取得了长足的发展。目前我国的光纤通信技术已经发展到了应用阶段,很多技术都已经成熟,尤其在光纤接入网技术和波分复用技术上取得了重大的突破,在很大程度上提高了人们信息通信交流的质量。

(一)普通光纤

普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的發展,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。

(二)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。干线光缆采用分立的光纤,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。

(三)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。

(四)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。并目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。综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。

二、光纤通信的优势及不足

光纤通信之所以能够飞速发展,是由于它具有以下的突出优点:

(一)传输损耗低,中继距离较长

在光纤通信中,光纤传输具有很低的损耗率,一般情况下,可以将传输损耗率控制在0.20dB/km以下。由于光纤通信的传输损耗率很低,因此便可以相应的延长中继距离,实现更长中继距离之间的跨域,从而便可以减少中继站的数量,为通信系统的建设降低成本,同时还可以降低通信系统的复杂程度。

(二)传输频带宽、通信容量大

在光纤通信中的载波频率远高于电波频率,再加之光纤通信传输信息过程的损耗率较低,因此采用光纤通信技术进行信息传送,其传送容量将会远远高于微波通信。与此同时,和电缆、铜线等传统传送介质相比较,光纤传送宽带要大得多。

(三)光纤通信具有良好的保密性

在光纤通信中使用的传输介质是光纤,光信号在光纤包层和纤芯附近进行传送,光纤之外不存在光波,因此可以较好的保护信息,预防信息泄露。此外,光缆的外部保护设施均是不透光材料制成,再加上光缆一般情况都会被埋置于地下,因此,光泄露的情况几乎是不可能发生。

(四)抗干扰性强

影响通信质量的重要原因就是干扰。通信系统的干扰源有很多,有天然干扰源,如雷电、电离层的变化和太阳黑子活动等;有工业干扰源,如电动机和高压电力线,还有无线通信的相互干扰等。光纤通信系统能从根本上解决多年来困扰人们的干扰问题。

三、光纤通信在我国的发展前景

(一)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很大的应用前景。目前,1.6Tbit/s的WDM系统已经大量商用,全光传输距离也在大幅度扩展。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,RRZ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。

(二)光弧子通信

光弧子是一种特殊的ps数量级上的超短光脉冲,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。光弧子通信就是利用光弧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。

在光弧子通信领域内,由于其具有高容量、长距离、误码率低、抗噪声能力强等优点,光弧子通信备受国内外的关注,并大力开展研究工作。美国和日本处于世界领先水平,在我国,光弧子通信技术的研究也有一定的成果,国家“863”研究项目成功地进行了OTDM光弧子通信关键技术的研究,实现了20Gbit/s、105km的传输。近年来,时域上的亮孤子、正色散区的暗孤子、空域上展开的三维光弧子等,由于它们完全由非线性效应决定,不需要任何静态介质波导而备受国内外研究人员的重视。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。

(三)全光网络

全光网络将会是未来高速通信网络的发展趋势,它是光纤通信技术发展的最高阶段,也是人类期望达到的最理想阶段,因此对于全光网络的研究已经成为目前光纤通信发展的重要研究课题。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。

四、结束语

光纤通信的应用给人们带来了一场信息的革命,在未来信息社会中将起到重要作用。虽然目前光纤通信发展仍存在问题,但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。

作者:王辉

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