時間：2022-12-11 02:11:18
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[摘要]光纖是通信網絡的優良傳輸介質，光纖通信是以很高頻率(1014Hz數量級)的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質的通信，光纖通信的問世使高速率、大容量的通信成為可能，目前它已成為最主要的信息傳輸技術。介紹我國光纖通信技術的現狀，總結光纖通信技術的幾種關鍵技術，并對光纖通信技術的發展趨勢進行論述。
一、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)，預見了低損耗的光纖能夠用于通信，敲開了光纖通信的大門，引起了人們的重視。1970年，美國康寧公司首次研制成功損耗為20dB／km的光纖，光纖通信時代由此開始。光纖通信是以很高頻率(1014Hz數量級)的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質的通信。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、不易串音等優點，備受業內人士青睞，發展非常迅速。光纖通信系統的傳輸容量從1980年到2000年增加了近一萬倍，傳輸速度在過去的10年中大約提高了100倍。
光纖通信的發展依賴于光纖通信技術的進步。目前，光纖通信技術已有了長足的發展，新技術也不斷涌現，進而大幅度提高了通信能力，并不斷擴大了光纖通信的應用范圍。
二、光纖通信技術發展的現狀
(一)波分復用技術。波分復用技術可以充分利用單模光纖低損耗區帶來的巨大帶寬資源。根據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，把光波作為信號的載波，在發送端采用波分復用器(合波器)，將不同規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多路光信號的復用傳輸。
(二)光纖接入技術。光纖接入網是信息高速公路的“最后一公里”。實現信息傳輸的高速化，滿足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網絡，用戶接入部分更是關鍵，光纖接入網是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應用，統稱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，因此，可以充分利用光纖的寬帶特性，為用戶提供所需要的不受限制的帶寬，充分滿足寬帶接入的需求。目前，國內的技術可以為用戶提供FE或GE的帶寬，對大中型企業用戶來說，是比較理想的接入方式。
三、光纖通信技術的發展趨勢
近幾年來，隨著技術的進步，電信管理體制的改革以及電信市場的逐步全面開放，光纖通信的發展又一次呈現了蓬勃發展的新局面，以下在對光纖通信領域的主要發展熱點作一簡述與展望。
(一)向超高速系統的發展。從過去20多年的電信發展史看，網絡容量的需求和傳輸速率的提高一直是一對主要矛盾。傳統光纖通信的發展始終按照電的時分復用(TDM)方式進行，每當傳輸速率提高4倍，傳輸每比特的成本大約下降30％～40％：因而高比特率系統的經濟效益大致按指數規律增長，這就是為什么光纖通信系統的傳輸速率在過去20多年來一直在持續增加的根本原因。目前商用系統已從45Mbps增加到10Gbps，其速率在20年時間里增加了2000倍，比同期微電子技術的集成度增加速度還快得多。高速系統的出現不僅增加了業務傳輸容量，而且也為各種各樣的新業務，特別是寬帶業務和多媒體提供了實現的可能。
(二)向超大容量WDM系統的演進。采用電的時分復用系統的擴容潛力已盡，然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用了不到1％，99％的資源尚待發掘。如果將多個發送波長適當錯開的光源信號同時在一極光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復用(WDM)的基本思路。采用波分復用系統的主要好處是：1．可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使容量可以迅速擴大幾倍至上百倍；2．在大容量長途傳輸時可以節約大量光纖和再生器，從而大大降低了傳輸成本：3．與信號速率及電調制方式無關，是引入寬帶新業務的方便手段；4．利用WDM網絡實現網絡交換和恢復可望實現未來透明的、具有高度生存性的光聯網。
(三)實現光聯網。上述實用化的波分復用系統技術盡管具有巨大的傳輸容量，但基本上是以點到點通信為基礎的系統，其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實現類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話，無疑將增加新一層的威力。根據這一基本思路，光的分插復用器(OADM)和光的交叉連接設備(OXC)均已在實驗室研制成功，前者已投入商用。實現光聯網的基本目的是：1．實現超大容量光網絡；2．實現網絡擴展性，允許網絡的節點數和業務量的不斷增長；3．實現網絡可重構性，達到靈活重組網絡的目的；4．實現網絡的透明性，允許互連任何系統和不同制式的信號；5．實現快速網絡恢復，恢復時間可達100ms。鑒于光聯網具有上述潛在的巨大優勢，發達國家投入了大量的人力、物力和財力進行預研。光聯網已經成為繼SDH電聯網以后的又一新的光通信發展。
關鍵詞：光波分復用（WDM）；光載波；光纖
一、光波分復用（WDM）技術
光波分復用（WavelengthDivisionMultiplexing，WDM）技術是在一根光纖中同時同時多個波長的光載波信號，而每個光載波可以通過FDM或TDM方式，各自承載多路模擬或多路數字信號。其基本原理是在發送端將不同波長的光信號組合起來（復用），并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進行傳輸，在接收端又將這些組合在一起的不同波長的信號分開（解復用），并作進一步處理，恢復出原信號后送入不同的終端。因此將此項技術稱為光波長分割復用，簡稱光波分復用技術。
WDM技術對網絡的擴容升級，發展寬帶業務，挖掘光纖帶寬能力，實現超高速通信等均具有十分重要的意義，尤其是加上摻鉺光纖放大器（EDFA）的WDM對現代信息網絡更具有強大的吸引力。
二、WDM系統的基本構成
WDM系統的基本構成主要分雙纖單向傳輸和單纖雙向傳輸兩種方式。單向WDM是指所有光通路同時在一根光纖上沿同一方向傳送，在發送端將載有各種信息的具有不同波長的已調光信號通過光延長用器組合在一起，并在一根光纖中單向傳輸，由于各信號是通過不同波長的光攜帶的，所以彼此間不會混淆，在接收端通過光的復用器將不同波長的光信號分開，完成多路光信號的傳輸，而反方向則通過另一根光纖傳送。雙向WDM是指光通路在一要光纖上同時向兩個不同的方向傳輸，所用的波長相互分開，以實現彼此雙方全雙工的通信聯絡。目前單向的WDM系統在開發和應用方面都比較廣泛，而雙向WDM由于在設計和應用時受各通道干擾、光反射影響、雙向通路間的隔離和串話等因素的影響，目前實際應用較少。
三、雙纖單向WDM系統的組成
以雙纖單向WDM系統為例，一般而言，WDM系統主要由以下5部分組成：光發射機、光中繼放大器、光接收機、光監控信道和網絡管理系統。
1.光發射機
光發射機是WDM系統的核心，除了對WDM系統中發射激光器的中心波長有特殊的要求外，還應根據WDM系統的不同應用（主要是傳輸光纖的類型和傳輸距離）來選擇具有一定色度色散容量的發射機。在發送端首先將來自終端設備輸出的光信號利用光轉發器把非特定波長的光信號轉換成具有穩定的特定波長的信號，再利用合波器合成多通路光信號，通過光功率放大器（BA）放大輸出。
2.光中繼放大器
經過長距離（80~120km）光纖傳輸后，需要對光信號進行光中繼放大，目前使用的光放大器多數為摻鉺光纖光放大器（EDFA）。在WDM系統中必須采用增益平坦技術，使EDFA對不同波長的光信號具有相同的放大增益，并保證光信道的增益競爭不影響傳輸性能。
3.光接收機
在接收端，光前置放大器（PA）放大經傳輸而衰減的主信道信號，采用分波器從主信道光信號中分出特定波長的光信道，接收機不但要滿足對光信號靈敏度、過載功率等參數的要求，還要能承受一定光噪聲的信號，要有足夠的電帶寬性能。
4.光監控信道
光監控信道的主要功能是監控系統內各信道的傳輸情況。在發送端插入本節點產生的波長為λs（1550nm）的光監控信號，與主信道的光信號合波輸出。在接收端，將接收到的光信號分波，分別輸出λs（1550nm）波長的光監控信號和業務信道光信號。幀同步字節、公務字節和網管使用的開銷字節都是通過光監控信道來傳遞的。
5.網絡管理系統
網絡管理系統通過光監控信道傳送開銷字節到其他節點或接收來自其他節點的開銷字節對WDM系統進行管理，實現配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等功能。
四、光波分復用器和解復用器
在整個WDM系統中，光波分復用器和解復用器是WDM技術中的關鍵部件，其性能的優劣對系統的傳輸質量具有決定性作用。將不同光源波長的信號結合在一起經一根傳輸光纖輸出的器件稱為復用器；反之，將同一傳輸光纖送來的多波長信號分解為個別波長分別輸出的器件稱為解復用器。從原理上說，該器件是互易（雙向可逆）的，即只要將解復用器的輸出端和輸入端反過來使用，就是復用器。光波分復用器性能指標主要有接入損耗和串擾，要求損耗及頻偏要小，接入損耗要小于1.0~2.5db，信道間的串擾小，隔離度大，不同波長信號間影響小。在目前實際應用的WDM系統中，主要有光柵型光波分復用器和介質膜濾波器型光波分復用器。
1.光柵型光波分復用器
閃耀光柵是在一塊能夠透射或反射的平面上刻劃平等且等距的槽痕，其刻槽具有小階梯似的形狀。當含有多波長的光信號通過光柵產生衍射時，不同波長成分的光信號將以不同的角度射出。當光纖中的光信號經透鏡以平行光束射向閃耀光柵時，由于光柵的衍射作用，不同波長的光信號以方向略有差異的各種平行光返回透鏡傳輸，再經透鏡聚焦后，以一定規律分別注入輸出光纖，從而將不同波長的光信號分別以不同的光纖傳輸，達到解復用的目的。根據互易原理，將光波分復用輸入和輸出互換即可達到復用的目的。
2.介質膜濾波器型光波分復用器
目前WDM系統工作在1550nm波長區段內，用8，16或更多個波長，在一對光纖上（也可用單光纖）構成光通信系統。其波長與光纖損耗的關系見圖4。每個波長之間為1.6nm、0.8nm或更窄的間隔，對應200GHz、100GHz或更窄的帶寬。
五、WDM技術的主要特點
1.充分利用光纖的巨大帶寬資源，使一根光纖的傳輸容量比單波長傳輸增加幾倍到幾十倍，從而增加光纖的傳輸容量，降低成本，具有很大的應用價值和經濟價值。
2.由于WDM技術中使用的各波長相互獨立，因而可以傳輸特性完全不同的信號，完成各種信號的綜合和分離，實現多媒體信號混合傳輸。
3.由于許多通信都采用全雙式方式，因此采用WDM技術可節省大量線路投資。
4.根據需要，WDM技術可以有很多應用形式，如長途干線網、廣播式分配網絡，多路多地局域網等，因此對網絡應用十分重要。
關鍵詞：光纖通信技術特點發展趨勢光纖鏈路現場測試
1光纖通信技術
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式。可以把光纖通信看成是以光導纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。光纖由內芯和包層組成，內芯一般為幾十微米或幾微米，比一根頭發絲還細；外面層稱為包層，包層的作用就是保護光纖。實際上光纖通信系統使用的不是單根的光纖，而是許多光纖聚集在一起的組成的光纜。由于玻璃材料是制作光纖的主要材料，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路；光波在光纖中傳輸，不會發生信息傳播中的信息泄露現象；光纖很細，占用的體積小，這就解決了實施的空間問題。
2光纖通信技術的特點
2.1頻帶極寬，通信容量大。光纖的傳輸帶寬比銅線或電纜大得多。對于單波長光纖通信系統，由于終端設備的限制往往發揮不出帶寬大的優勢。因此需要技術來增加傳輸的容量，密集波分復用技術就能解決這個問題。
2.2損耗低，中繼距離長。目前，商品石英光纖和其它傳輸介質相比的損耗是最低的；如果將來使用非石英極低損耗傳輸介質，理論上傳輸的損耗還可以降到更低的水平。這就表明通過光纖通信系統可以減少系統的施工成本，帶來更好的經濟效益。
2.3抗電磁干擾能力強。石英有很強的抗腐蝕性，而且絕緣性好。而且它還有一個重要的特性就是抗電磁干擾的能力很強，它不受外部環境的影響，也不受人為架設的電纜等干擾。這一點對于在強電領域的通訊應用特別有用，而且在軍事上也大有用處。
2.4無串音干擾，保密性好。在電波傳輸的過程中，電磁波的傳播容易泄露，保密性差。而光波在光纖中傳播，不會發生串擾的現象，保密性強。除以上特點之外，還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩定性好、壽命長。正是因為光纖的這些優點，光纖的應用范圍越來越廣。
3不斷發展的光纖通信技術
3.1SDH系統光通信從一開始就是為傳送基于電路交換的信息的，所以客戶信號一般是TDM的連續碼流，如PDH、SDH等。伴隨著科技的進步，特別是計算機網絡技術的發展，傳輸數據也越來越大。分組信號與連續碼流的特點完全不同，它具有不確定性，因此傳送這種信號，是光通信技術需要解決的難題。而且兩種傳送設備也是有很大區別的。
3.2不斷增加的信道容量光通信系統能從PDH發展到SDH，從155Mb/s發展到lOGb/s，近來，4OGB/s已實現商品化。專家們在研究更大容量的，如160Gb/s(單波道)系統已經試驗成功，目前還在為其制定相應的標準。此外，科學家還在研究系統容量更大的通訊技術。
3.3光纖傳輸距離從宏觀上說，光纖的傳輸距離是越遠越好，因此研究光纖的研究人員們，一直在這方面努力。在光纖放大器投入使用后，不斷有對光纖傳輸距離的突破，為增大無再生中繼距離創造了條件。
3.4向城域網發展光傳輸目前正從骨干網向城域網發展，光傳輸逐漸靠近業務節點。而人們通常認為光傳輸作為一種傳輸信息的手段還不適應城域網。作為業務節點，既接近用戶，又能保證信息的安全傳輸，而用戶還希望光傳輸能帶來更多的便利服務。
3.5互聯網發展需求與下一代全光網絡發展趨勢近年來，互聯網業發展迅速，IP業務也隨之火爆。研究表明，隨著IP業的迅速發展，通信業將面臨“洗牌”，并孕育著新技術的出現。隨著軟件控制的進一步開發和發展，現代的光通信正逐步向智能化發展，它能靈活的讓營運者自由的管理光傳輸。而且還會有更多的相關應用應運而生，為人們的使用帶來更多的方便。綜上所述，以高速光傳輸技術、寬帶光接入技術、節點光交換技術、智能光聯網技術為核心，并面向IP互聯網應用的光波技術是目前光纖傳輸的研究熱點，而在以后，科學家還會繼續對這一領域的研究和開發。從未來的應用來看，光網絡將向著服務多元化和資源配置的方向發展，為了滿足客戶的需求，光纖通信的發展不僅要突破距離的限制，更要向智能化邁進。
4光纖鏈路的現場測試
4.1現場測試的目的對光纖安裝現場測試是光纖鏈路安裝的必須措施，是保證電纜支持網絡協議的重要方式。它的目的在于檢測光纖連接的質量是否符合標準，并且減少故障因素。
4.2現場測試標準目前光纖鏈路現場測試標準分為兩大類：光纖系統標準和應用系統標準。①光纖系統標準：光纖系統標準是獨立于應用的光纖鏈路現場測試標準。對于不同的光纖系統，它的標準也不同。目前大多數的光纖鏈路現場檢測應用的就是這個標準。②光纖應用系統標準：光纖應用系統標準是基于安裝光纖的特定應用的光纖鏈路現場測試標準。這種測試的標準是固定的，不會因為光纖系統的不同而改變。
4.3光纖鏈路現場測試光纖通信應用的是光傳輸，它不會受到磁場等外界因素的干擾，所以對它的測試不同于對普通的銅線電纜的測試。在光纖的測試中，雖然光纖的種類很多，但它們的測試參數都是基本一致的。在光纖鏈路現場測試中，主要是對光纖的光學特性和傳輸特性進行測試。光纖的光學特性和傳輸特性對光纖通信系統對光纖的傳輸質量有重大的影響。但由于光纖的特性不受安裝的影響，因此在安裝時不需測試，而是由生產商在生產時進行測試。
4.4現場測試工具①光源：目前的光源主要有LED（發光二極管）光源和激光光源兩種。②光功率計：光功率計是測量光纖上傳送的信號強度的設備，用于測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗。在光纖系統中，測量光功率是最基本的。光功率計的原理非常像電子學中的萬用表，只不過萬用表測量的是電子，而光功率計測量的是光。通過測量發射端機或光網絡的絕對功率，一臺光功率計就能夠評價光端設備的性能。用光功率計與穩定光源組合使用，組成光損失測試器，則能夠測量連接損耗、檢驗連續性，并幫助評估光纖鏈路傳輸質量。③光時域反射計：OTDR根據光的后向散射原理制作，利用光在光纖中傳播時產生的后向散射光來獲取衰減的信息，可用于測量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點定位以及了解光纖沿長度的損耗分布情況等。從某種意義上來說，光時域反射計(OTDR)的作用類似于在電纜測試中使用的時域反射計（TDR），只不過TDR測量的是由阻抗引起的信號反射，而OTDR測量的則是由光子的反向散射引起的信號反射。反向散射是對所有光纖都有影響的一種現象，是由于光子在光纖中發生反射所引起的。
雖然目前光通信的容量已經非常大，但仍有大量應用能力閑置，伴隨著社會經濟和科學技術的進一步發展，對信息的需求也會隨之增加，并會超過現在的網絡承載能力，因此我們必須進一步努力研究更加先進的光傳輸手段。因此，在經濟社會發展的推動下，光通信一定會有更加長久的發展。
參考文獻：
[1]王磊，裴麗.光纖通信的發展現狀和未來[J].中國科技信息.2006.(4).
[2]何淑貞，王曉梅.光通信技術的新飛躍[J].網絡電信.2004.(2).
摘要：當激光波束通過大氣湍流時，大氣湍流效應造成了光束漂移、強度起伏，光束擴展和像點抖動等現象，導致相干性退化削弱激光通信的質量，從而破壞了激光的相干性。文章介紹了大氣湍流的形成及基本特性，對強度起伏、光束漂移及擴展與到達角起伏進行了分析，并通過研究分析穿過大氣湍流后激光波束的變化特征，將會對無線光通信的發展具有十分重要的實際意義。
關鍵詞:大氣湍流光束漂移光束擴展強度起伏到達角起伏
關鍵詞:大氣湍流光束漂移光束擴展強度起伏到達角起伏
自激光問世以來，具有保密性好，抗干擾能力強，信息容量大，傳輸率高，系統尺寸小，重量輕，建造和維護經費低，無需頻率許可證等優點。在通信、雷達、測距、遙感和檢測等方面的大量應用有力地促進了無線光通信等方面的研究。達、測距、遙感和檢測等方面的大量應用有力地促進了無線光通信等方面的研究。
同時，激光特有的高強度、高單色性、高相干性和高方向性諸多特性，使它成為空間通信最理想的載體，因為它增益更高、速度更快、抗干擾性更強和保密性更好，同時容量更大、波束更窄。然而，在許多使用激光工作的系統，其性能會受到大氣的影響，激光的傳輸介質包含了長距離的大氣，如自由空間光通信、激光雷達、激光測距等，其中湍流效應是對激光大氣傳輸影響最大的因素之一。由于大氣湍流引入的相位擾動，光束會產生展寬和漂移，光場的時－空相干性受到干擾甚至破壞；由于大氣湍流的存在，當激光穿過其中時，會產生閃爍現象，光場強度分布也會發生起伏，大氣折射率會發生微小的起伏。這些效應會削弱光束質量，本文具體分析了隨機大氣信道湍流效應的各種影響因素，為避免影響自由空間光通信系統、激光雷達系統、激光測距系統的性能，提出了一些具有實用價值的建議，將會對提高大氣光學系統的性能有實際的意義。
同時，激光特有的高強度、高單色性、高相干性和高方向性諸多特性，使它成為空間通信最理想的載體，因為它增益更高、速度更快、抗干擾性更強和保密性更好，同時容量更大、波束更窄。然而，在許多使用激光工作的系統，其性能會受到大氣的影響，激光的傳輸介質包含了長距離的大氣，如自由空間光通信、激光雷達、激光測距等，其中湍流效應是對激光大氣傳輸影響最大的因素之一。由于大氣湍流引入的相位擾動，光束會產生展寬和漂移，光場的時－空相干性受到干擾甚至破壞；由于大氣湍流的存在，當激光穿過其中時，會產生閃爍現象，光場強度分布也會發生起伏，大氣折射率會發生微小的起伏。這些效應會削弱光束質量，本文具體分析了隨機大氣信道湍流效應的各種影響因素，為避免影響自由空間光通信系統、激光雷達系統、激光測距系統的性能，提出了一些具有實用價值的建議，將會對提高大氣光學系統的性能有實際的意義。
1 大氣湍流效應
1 大氣湍流效應
大氣溫度的隨機變化引起大氣密度的隨機變化，人類活動和太陽輻照等因素將引起大氣微小溫度的隨機變化，從而形成大氣的湍流，它是大氣折射率導致的隨機變化。這些變化使湍流大氣中傳輸光束的波前也將作隨機起伏，它們的變化的累積效應導致折射率輪廓的明顯不均勻性，由此引起光束漂移和擴展，強度起伏和像點抖動等一系列光傳輸的大氣湍流效應。我們通常把折射率場的變化主要是由溫度起伏引起的湍流稱為光學湍流，量度這種折射率起伏強度的量，稱為大氣折射率結構常數C■■，它在均勻各向同性湍流的下定義為：
大氣溫度的隨機變化引起大氣密度的隨機變化，人類活動和太陽輻照等因素將引起大氣微小溫度的隨機變化，從而形成大氣的湍流，它是大氣折射率導致的隨機變化。這些變化使湍流大氣中傳輸光束的波前也將作隨機起伏，它們的變化的累積效應導致折射率輪廓的明顯不均勻性，由此引起光束漂移和擴展，強度起伏和像點抖動等一系列光傳輸的大氣湍流效應。我們通常把折射率場的變化主要是由溫度起伏引起的湍流稱為光學湍流，量度這種折射率起伏強度的量，稱為大氣折射率結構常數C■■，它在均勻各向同性湍流的下定義為：
C■■=r-2/3 l0
C■■=r-2/3 l0
式中n是大氣折射率■和■是位置矢量，r是矢量■的大小，l0和L0分別是湍流的內尺度和外尺度。一般地，對于可見光和近紅外波段，大氣折射率的起伏主要是由于溫度的不均勻性（溫度起伏）引起的，溫度結構常數C■■的定義與（1）式相似：
式中n是大氣折射率■和■是位置矢量，r是矢量■的大小，l0和L0分別是湍流的內尺度和外尺度。一般地，對于可見光和近紅外波段，大氣折射率的起伏主要是由于溫度的不均勻性（溫度起伏）引起的，溫度結構常數C■■的定義與（1）式相似：
C■■r-2/3 l0
C■■r-2/3 l0
2 大氣湍流對光通信系統傳輸的影響
2 大氣湍流對光通信系統傳輸的影響
激光束通過有湍流的大氣傳輸時，其強度、相位和傳輸方向會受到擾動而出現相應的隨機變化，變化情況與激光束寬和湍流尺度的相對大小相關。大氣湍流效應造成了光束漂移、強度起伏，光束擴展和像點抖動等現象，從而破壞了激光的相干性，導致相干性退化削弱激光通信的質量。
激光束通過有湍流的大氣傳輸時，其強度、相位和傳輸方向會受到擾動而出現相應的隨機變化，變化情況與激光束寬和湍流尺度的相對大小相關。大氣湍流效應造成了光束漂移、強度起伏，光束擴展和像點抖動等現象，從而破壞了激光的相干性，導致相干性退化削弱激光通信的質量。
2.1 光束漂移和擴展
2.1 光束漂移和擴展
由于大氣湍流的干擾，當波束在湍流大氣中傳播時，有限束寬激光在湍流大氣中傳輸時光束會出現擴展和漂移。當觀察時間很短時，這兩種效應基本上是獨立的。當觀察時間較長時，擴展了的光束實際上包括了漂移的影響，稱為長期擴展，所以當談到湍流大氣中傳輸光束擴展時我們要區分短期和長期光束擴展。通常稱為短期平均光斑半徑，為長期平均光斑半徑，為平均束漂移量，三者的關系表示為： “短期”和“長期”的時間判據是Δt=D/v。D是光的直徑，v是橫向風速。當觀察時間遠小于Δt時，則得短期觀察效果，而當觀察時間遠大于Δt時，則得長期觀察效果。Δt的量級在0.05秒左右。通常情況下大氣湍流造成的光束擴展可以比光束自身的衍射極限大到2到3個數量級，從而使通過隨機大氣傳輸的激光光強降低。傳輸光束的漂移和擴展現象體現了對傳輸光束成像的所形成接收光斑的空間位置的時間變化情況。它比較全面的反映了湍流對光傳輸的影響程度。
由于大氣湍流的干擾，當波束在湍流大氣中傳播時，有限束寬激光在湍流大氣中傳輸時光束會出現擴展和漂移。當觀察時間很短時，這兩種效應基本上是獨立的。當觀察時間較長時，擴展了的光束實際上包括了漂移的影響，稱為長期擴展，所以當談到湍流大氣中傳輸光束擴展時我們要區分短期和長期光束擴展。通常稱為短期平均光斑半徑，為長期平均光斑半徑，為平均束漂移量，三者的關系表示為： “短期”和“長期”的時間判據是Δt=D/v。D是光的直徑，v是橫向風速。當觀察時間遠小于Δt時，則得短期觀察效果，而當觀察時間遠大于Δt時，則得長期觀察效果。Δt的量級在0.05秒左右。通常情況下大氣湍流造成的光束擴展可以比光束自身的衍射極限大到2到3個數量級，從而使通過隨機大氣傳輸的激光光強降低。傳輸光束的漂移和擴展現象體現了對傳輸光束成像的所形成接收光斑的空間位置的時間變化情況。它比較全面的反映了湍流對光傳輸的影響程度。
2.2 強度起伏和大氣閃爍
2.2 強度起伏和大氣閃爍
激光通信在湍流大氣中傳輸時由于折射率的起伏使其散射強度會發生起伏，即出現所謂的閃爍現象。大氣閃爍效應實際上就是通常情況下，當光束直徑比湍流尺度大很多時，光束截面內包含多個湍流旋渦，每個旋渦各自對照射其上的那部分光束獨立散射和衍射，使光束的強度和相位在空間和時間上出現隨機分布，相干性退化，光束面積擴大，引起接收端的光強起伏和衰減。大氣湍流使信號變得不易把握，對光通信系統的穩定通信造成很高誤碼率通信質量下降。
激光通信在湍流大氣中傳輸時由于折射率的起伏使其散射強度會發生起伏，即出現所謂的閃爍現象。大氣閃爍效應實際上就是通常情況下，當光束直徑比湍流尺度大很多時，光束截面內包含多個湍流旋渦，每個旋渦各自對照射其上的那部分光束獨立散射和衍射，使光束的強度和相位在空間和時間上出現隨機分布，相干性退化，光束面積擴大，引起接收端的光強起伏和衰減。大氣湍流使信號變得不易把握，對光通信系統的穩定通信造成很高誤碼率通信質量下降。
2.3 到達角起伏
2.3 到達角起伏
激光在湍流大氣中傳播時由于光束截面內不同部分的大氣折射率的起伏，在均勻介質中傳播具有均勻波前，這將導致光束波前的不同部位具有不同的相移，這種相位形變導致光束波前到達角起伏，相移導致隨機起伏形狀的等相位面，從而也導致望遠鏡中像點抖動。
激光在湍流大氣中傳播時由于光束截面內不同部分的大氣折射率的起伏，在均勻介質中傳播具有均勻波前，這將導致光束波前的不同部位具有不同的相移，這種相位形變導致光束波前到達角起伏，相移導致隨機起伏形狀的等相位面，從而也導致望遠鏡中像點抖動。
3 結束語
3 結束語
本文通過分析穿過大氣湍流后激光波束的變化特征及在某些條件下的大氣信道特征，將會對無線光通信的發展具有十分重要的實際意義。大氣湍流效應造成了光束漂移、強度起伏，光束擴展和像點抖動等現象，從而破壞了激光的相干性，導致相干性退化削弱激光通信的質量。通過對大氣湍流對光通信系統影響的研究，有助于我們了解激光通過大氣信道傳輸時所產生變化的特征，以便對激光通信系大氣中傳輸的設計中尋找到合理的措施來降低或緩解其影響。激光束通過有湍流的大氣傳輸時，會發生變化，變化情況與激光束寬和湍流尺度的相對大小相關，其強度、相位和傳輸方向會受到擾動而出現相應的隨機變化。
本文通過分析穿過大氣湍流后激光波束的變化特征及在某些條件下的大氣信道特征，將會對無線光通信的發展具有十分重要的實際意義。大氣湍流效應造成了光束漂移、強度起伏，光束擴展和像點抖動等現象，從而破壞了激光的相干性，導致相干性退化削弱激光通信的質量。通過對大氣湍流對光通信系統影響的研究，有助于我們了解激光通過大氣信道傳輸時所產生變化的特征，以便對激光通信系大氣中傳輸的設計中尋找到合理的措施來降低或緩解其影響。激光束通過有湍流的大氣傳輸時，會發生變化，變化情況與激光束寬和湍流尺度的相對大小相關，其強度、相位和傳輸方向會受到擾動而出現相應的隨機變化。
參考文獻：
參考文獻：
[1]俞寬新，江鐵良，趙啟大等.激光原理與激光技術[M]，北京: 北京工業大學出版社，2003.
[1]俞寬新，江鐵良，趙啟大等.激光原理與激光技術[M]，北京: 北京工業大學出版社，2003.
[2]鑒佃軍.無線光通信系統的大氣信道特性研究，西安電子科技大學碩士學位論文.2008.
[2]鑒佃軍.無線光通信系統的大氣信道特性研究，西安電子科技大學碩士學位論文.2008.
[3]馬保科，湍流大氣中（光）波束傳播的相關問題研究，西安電子科技大學碩士學位論文.2008.
[3]馬保科，湍流大氣中（光）波束傳播的相關問題研究，西安電子科技大學碩士學位論文.2008.
[4]李曉峰.星地激光通信鏈路的原理與技術.北京: 國防工業出版社.2007.
[4]李曉峰.星地激光通信鏈路的原理與技術.北京: 國防工業出版社.2007.
[5]黃永平，趙光普.激光通信在大氣湍流中的傳輸.大眾科技，2009.(4).
【關鍵詞】 快速傅里葉變換 Matlab 時頻域分析
一、引言
與普通光源相比，可見光LED有能量損耗低、高亮度、高可靠性和壽命長等許多優點，可見光LED還因其高速調制特性已被應用在可見光通信中（visible light communication，VLC），相比于射頻無線通信技術，VLC技術有無需申請頻帶、無電磁干擾、發射功率高、安全性好和造價低等優點。
目前VLC技術已成為國內外研究的熱點，研究過程中，對可見光通信信號的研究與分析是必不可少的。信號的分析分為時域分析和頻域分析兩個方面。時域分析是以時間為自變量描述物理量的變化的過程，是信號最基本、最直觀的表達形式，也是真實世界惟一實際存在的域，因而在時域上對信號進行分析必不可少。頻域分析的目的是把復雜的時間歷程波形，經過傅里葉變換分解為若干單一的諧波分量來研究，得到動態信號中的各個頻率成分和頻率分布范圍，求出各個頻率成分的幅值分布和能量分布，從而給出主要幅度和能量分布的頻率值，進而可以對信號的信息作定量解釋。本文主要研究可見光通信信號的時域和頻域分析算法及硬件實現，并對所設計的信號分析儀進行實驗和仿真對比。
二、信號分析儀的設計
LED是單色光源，不能產生包含所有可見光譜的白色光。現在普遍使用的白色LED利用藍光LED激發熒光粉形成白光。
分析儀采用脈沖形式的波形作為傳輸信號，用脈沖重復周期為250ns，脈沖寬度為20ns的信號進行時域脈沖響應分析時，接收端的的脈沖寬度為77ns。經過VLC信道后，脈沖被展寬非常明顯。
考慮到經過VLC信道后脈沖被展寬，會在信號速率很高時產生碼間干擾等因素，對可見光通信信號分析儀設定了參數指標要求：支持測試波段：380nm～780nm，支持VLC信號頻率：0Hz～200KHz，數據分析刷新速度≥1次/s.
三、快速傅里葉變換
設定被采樣信號的頻率為10KHz、占空比為50%的方波信號，為了不失真地恢復模擬信號，由香農采樣定理可知，采樣頻率需大于信號頻率的兩倍，設定信號分析儀的采樣率為45KHz。
信號頻率和采樣頻率關系式為：Fn=（n-1）*Fs/N
其中Fn為某點n的頻率，Fs為采樣頻率，N為采樣點數。為了保證精度并使得計算方便，設定每次采樣的采樣點數為1024。
在進行時域分析時，采樣1024個點，采樣值存到數據類型為int型、長度為1024的AD_Buffer[]數組中，計算1024個點的平均值作為時域顯示的觸發電平（AD_Level）。同時滿足下面三個條件的點i作為觸發點：
板載液晶屏為800*480的分辨率，進行橫屏顯示時，由于像素點個數的限制，在液晶屏上顯示從點i開始的連續635個像素點組成的波形圖。
進行頻域分析時，首先對1024個采樣點進行快速傅里葉變換，然后把各頻率點所對應的模值存儲到數組中。用635個像素點對1024個采樣點進行頻域顯示，為了更為直觀的顯示信號的頻譜特性，采用柱形圖的方式進行顯示。這里設S為每個數據顯示占用的像素個數，L為可用像素點數，為635個，需要顯示的頻譜個數D=S/L，那么：Output[j]=
其中Output[j]為得到的要顯示的幅值，j，P為需要求平均的個數，P=H/D。快速傅立葉變換結果具有對稱性，只需使用前半部分的變換結果，也就是小于采樣頻率一半的結果，取H=512。Output值的柱狀顯示即為信號的頻域顯示。
四、仿真和實驗
被采樣信號是頻率為10KHz、占空比為50%的方波信號。通過可見光通信信號分析儀對信號進行采樣，并通過串口調試助手傳輸采樣數據到matlab，順序取1024個數據中的300個繪制成時域波形圖，如圖1所示。
圖1中信號時域顯示的數據來自于可見光通信信號分析儀，在可見光通信信號分析儀上的時域圖形和matlab所繪制的是一致的。
調用matlab中的快速傅里葉變換函數對串口調試助手傳輸的1024個數據做FFT變換，變換結果如圖2所示。理論上10KHz方波的FFT變換的頻率分布應該只有10KHz、30KHz、50KHz等譜線，由于頻譜混疊現象的存在，圖2中出現頻率為5KHz、15KHz、25KHz等譜線。實驗的采樣率為45KHz，10KHz方波信號的3次諧波頻率為30KHz，5次諧波頻率為50KHz，由奈奎斯特定理可知，采樣頻率必須為信號最高頻率的兩倍以上，否則會出現頻譜混疊現象，而理論上，方波的諧波次數是無限的，這里考慮到該實驗只是作為驗證性實驗，目的是和可見光通信信號分析儀的頻譜顯示做對比，所以暫不考慮諧波的影響。
利用串口調試助手，直接將通過可見光通信信號分析儀進行FFT變換后的1024個數據在matlab上進行繪圖顯示，考慮到液晶屏的像素點有限，為了清晰顯示FFT變化的結果，在可見光通信信號分析儀上對采樣信號經過FFT變化后的幅值做了*處理，如圖3所示。與圖2比較可以看到，可見光通信信號分析儀的頻域信號顯示和matlab仿真結果基本一致，略有差異是由于stm32f407的數據處理精度和matlab的處理精度不一致造成。
五、結論
通過上述分析，可以看出采用本文提出的算法能夠實現可見光信號的時域和頻域分析，在對可見光信號進行直觀顯示的同時還可以做信息的定量分析，而且該算法對硬件要求不高，易于實現，有利于在小型集成設備上實現可見光信號的時頻域分析和顯示，方便可見光通信的研究。
參 考 文 獻
[1]NAKAMURA S Present performance of InGaN based blue/green/yellow LEDs 1997（04）
關鍵詞：卡塞格倫光學天線 光束 熱變形
中圖分類號：TN820 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（c）-0028-02
空間光通信的快速發展，帶動了光學天線系統設計技術的進步。光學天線系統作為空間光通信設備，具有自身的優勢：體積小，重量輕、功耗低、頻帶寬、通信容量大，等等。卡塞格倫光學天線作為光學發射和接收天線，其突出的優點有[1]：（1）口徑可以做得較大，不產生色差且可用波段范圍較寬；（2）采用非球面鏡后，有較大的消像差能力；（3）可以做到收發合一。但環境的變化對天線系統的性能會產生較大的影響。本文對一種典型的卡塞格倫光學天線的鏡體進行了熱變形仿真，并利用了光學仿真軟件CODE-V分析了熱變形對傳輸光束傳輸質量的影響。
1 天線鏡體的熱變形對光束傳輸的影響
1.1 鏡體的熱變形分析
我們知道，當鏡子的表面和內部存在溫差時，由于玻璃的導熱率低，內外部溫差產生的應力能使鏡體變形并改變其表面的曲率半徑，尤其是靠近外部的區域，會出現所謂的“塌邊”或“翹邊”的現象，這一溫度效應稱為“邊緣效應”[2]。根據熱彈性力學理論，鏡體由于溫度的改變而產生的形變，主要由三部分組成：鏡體材料溫度升高而產生的自由熱膨脹、邊界固定后不能自由膨脹而引起的和材料的泊松比有關的形變、熱應力而產生的形變[3]。
為了形象地描述鏡體的熱形變，該文利用ANSYS軟件仿真圖[4]，以常溫（20 oC）為起始溫度、壓圈法固定鏡體為例，分析了鏡體隨溫度的升高而發生的形變。圖1、圖2、圖3分別表示溫度為100 oC時鏡體在X、Y、Z方向的位移。從圖中可以看出，升溫時，天線系統的反射鏡面向外鼓起。鏡體在軸向方向（Z方向）的變化，對光束的傳輸影響最大，當溫度變化為100 oC時，軸向方向（Z方向）的變形量為0.6 ?m。而當溫度降低時，天線系統的反射鏡面向內凹陷。由此表明，溫度的變化對鏡體的形變影響還是比較大的。
1.2 鏡體的熱變形對傳輸光束的影響
圖4，圖5分別描述了鏡體變形前后天線的點擴散函數圖。圖6、圖7分別描述了鏡體變形前后天線系統的MTF圖。圖4、圖5表明鏡體變形前，光束通過設計的卡塞格倫光學天線，光束能量集中，發射光束發散角小，光線分布均勻，實現了卡塞格倫光學天線收發合一的功能。圖6、圖7表明，鏡體變形后，光束在卡塞格倫光學天線中傳輸時，天線系統的傳輸特性變差。相應地，卡塞格倫光學天線的效率發生了明顯的變化，光束的傳輸達不到鏡體溫度變化前的理想值。這種反射鏡面的熱變形對傳輸光束會產生偏轉、傳輸光束中心移位及光束發散等影響[5]。在空間光通信中，傳輸光束的偏轉、中心移位及光束發散會造成目標圖像畸變、存在嚴重的像差以及圖像不清晰等等。本文設計的卡塞格倫光學天線采用了大量的反射鏡面，所以鏡面的熱變形對光束的傳輸影響很大。由此可見，在實際應用時，要在鏡面材料選擇、鏡體應力釋放方式、鏡體大小選擇等方面進行合理設計，盡量減小由于溫度變化對鏡體產生的應力，以避免出現像差增大和天線鏡面破裂等現象。
2 結語
該論文研究了卡塞格倫光學天線鏡體的熱變形對傳輸光束傳輸質量的影響。光學天線的設計是空間光通信的重要發展部分，光學天線傳輸的質量高低直接影響到信號傳輸的準確性，所以在系統設計過程中，應該考慮環境變化對系統的影響。
參考文獻
[1] Cho Y M，Kong H J and Lee S S.OPTICAL ENGINEERING[M]. Bellingham，1994：33-100.
[2] 馮樹龍，張新，翁志成，等.溫度對大口徑主鏡面形變形的影響分析[J].光學技術，2005，31（1）：41.
[3] 彭玉峰，程祖海.熱變形諧振腔的激光模式理論分析[J].強激光與粒子束，2000（B11）.
近日，在歐洲光通信會議（ECOC）期間，中興通訊宣布在400G高速傳輸領域創造了一項世界紀錄：試驗中采用其專利技術將40個波分信道的400Gb/s 單載波極化復用的QPSK信號，成功實現了2800 公里長距離標準單模光纖的傳輸，刷新了此前單載波400G的傳輸1200公里的世界紀錄。
歐洲光通信會議（ECOC）光通信領域最重要的、最有影響力的高水平國際學術會議之一，對光電子和光通信當前及未來應用技術的發展進行探討。該實驗結果經過全球知名專家的評選和推薦，被9月17日舉行的歐洲光通信會議（ECOC）會議論文收錄并于會議期間。
單載波傳輸具有收發結構簡單、管理容易的特點，是業內最看好的調制碼信號。此前單載波400G的傳輸紀錄是1200公里，且采用的是特殊昂貴光纖和全光拉曼放大的技術。中興通訊此次試驗，使用的中興通訊專利技術實現的40個波分信道的400Gb/s單載波極化復用的QPSK信號，是目前技術最成熟，靈敏度最高的調制方案，即便不考慮成本昂貴的超低損耗光纖和拉曼放大器，僅使用當前廣泛應用的標準單模光纖和普通摻鉺光纖放大器，也能實現超長距離的系統傳輸，試驗中成功實現了35跨段，每段80公里，共2800公里的長距離傳輸，證明了超100G在現有光纖傳輸系統中部署的可行性。且系統單載波達到業內最高頻譜效率，達到108Gbaud。
中興通訊多年來一直致力于100G、400G/1T等超100G技術的研究以及產品方案的研發與應用，立足于100G以及超100G高速信號傳輸技術的尖端技術研究和開發，近年來攻克了該領域若干關鍵技術并持續多項成果：中興通訊全球首次在實驗中實現了單信道為11.2Tbit/s的光信號，并成功實現讓該信號在標準單模光纖中的640公里傳輸，刷新了此前單信道傳輸最高速率為1Tb/s光信號的世界記錄；實現了24Tb/s（24x1.3Tb/s）波分復用信號傳輸，是業界首次實現Terabit/s的波分復用技術；2012年2月，中興通訊與德國電信合作，在德國本土成功完成100G/400G/1T信號的2450公里超長距離混合傳輸，創造了迄今為止業內高速信號混傳最長距離的現場試驗記錄。
在全球光通訊產業步入100G速率的超寬網絡時代，中興通訊作為全球領先的新一代承載網解決方案與設備、服務提供商，2010年率先在業內全程100G承載解決方案，提供從交換機、路由器和波分OTN全系列100G產品，為客戶提供從邊緣層到核心層的端到端解決方案。 2011年7月在全球光電子和通信會議（OECC）上展示了全球首個1Tb/s的DWDM原型系統及試驗結果。2012年面向各類網絡應用的7種方案的400G/1T DWDM 原型樣機已對外。在100G、超100G專利方面，中興通訊已申請數十項專利，涵蓋了100G光模塊、Framer、芯片、系統等多方面。目前中興通訊已經與西歐、東歐、亞太、中國等區域和國家的主流運營商在100G、超100G領域完成了多項實驗網項目，成為全球高速光通信傳輸技術快速發展的“引擎”。
[論文摘要]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、不易串音等優點，備受業內人士青睞，發展非常迅速。目前，光纖光纜已經進入了有線通信的各個領域，包括郵電通信、廣播通信、電力通信和軍用通信等領域。綜述我國光纖通信研究現狀及其發展。
近年來，光纖通信技術得到了長足的發展，新技術不斷涌現，這大幅提高了通信能力，并使光纖通信的應用范圍
不斷擴大。
一、我國光纖光纜發展的現狀
（一）普通光纖
普通單模光纖是最常用的一種光纖。隨著光通信系統的發展，光中繼距離和單一波長信道容量增大，G.652.A光纖的性能還有可能進一步優化，表現在1550rim區的低衰減系數沒有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數和零色散點不在同一區域。符合ITUTG.654規定的截止波長位移單模光纖和符合G.653規定的色散位移單模光纖實現了這樣的改進。
（二）核心網光纜
我國已在干線(包括國家干線、省內干線和區內干線)上全面采用光纜，其中多模光纖已被淘汰，全部采用單模光纖，包括G.652光纖和G.655光纖。G.653光纖雖然在我國曾經采用過，但今后不會再發展。G.654光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統容量，它在我國的陸地光纜中沒有使用過。干線光纜中采用分立的光纖，不采用光纖帶。干線光纜主要用于室外，在這些光纜中，曾經使用過的緊套層絞式和骨架式結構，目前已停止使用。
（三）接入網光纜
接入網中的光纜距離短，分支多，分插頻繁，為了增加網的容量，通常是增加光纖芯數。特別是在市內管道中，由于管道內徑有限，在增加光纖芯數的同時增加光纜的光纖集裝密度、減小光纜直徑和重量，是很重要的。接入網使用G.652普通單模光纖和G.652.C低水峰單模光纖。低水峰單模光纖適合于密集波分復用，目前在我國已有少量的使用。
（四）室內光纜
室內光纜往往需要同時用于話音、數據和視頻信號的傳輸。并目還可能用于遙測與傳感器。國際電工委員會(IEC)在光纜分類中所指的室內光纜，筆者認為至少應包括局內光纜和綜合布線用光纜兩大部分。局用光纜布放在中心局或其他電信機房內，布放緊密有序和位置相對固定。綜合布線光纜布放在用戶端的室內，主要由用戶使用，因此對其易損性應比局用光纜有更嚴格的考慮。
（五）電力線路中的通信光纜
光纖是介電質，光纜也可作成全介質，完全無金屬。這樣的全介質光纜將是電力系統最理想的通信線路。用于電力線桿路敷設的全介質光纜有兩種結構：即全介質自承式(ADSS)結構和用于架空地線上的纏繞式結構。ADSS光纜因其可以單獨布放，適應范圍廣，在當前我國電力輸電系統改造中得到了廣泛的應用。ADSS光纜在國內的近期需求量較大，是目前的一種熱門產品。
二、光纖通信技術的發展趨勢
對光纖通信而言，超高速度、超大容量和超長距離傳輸一直是人們追求的目標，而全光網絡也是人們不懈追求的夢想。
（一）超大容量、超長距離傳輸技術波分復用技術極大地提高了光纖傳輸系統的傳輸容量，在未來跨海光傳輸系統中有廣闊的應用前景。近年來波分復用系統發展迅猛，目前1.6Tbit/的WDM系統已經大量商用，同時全光傳輸距離也在大幅擴展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時分復用(OTDM)技術，與WDM通過增加單根光纖中傳輸的信道數來提高其傳輸容量不同，OTDM技術是通過提高單信道速率來提高傳輸容量，其實現的單信道最高速率達640Gbit/s。僅靠OTDM和WDM來提高光通信系統的容量畢竟有限，可以把多個OTDM信號進行波分復用，從而大幅提高傳輸容量。偏振復用（PDM）技術可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零（RZ）編碼信號在超高速通信系統中占空較小，降低了對色散管理分布的要求，且RZ編碼方式對光纖的非線性和偏振模色散（PMD）的適應能力較強，因此現在的超大容量WDM/OTDM通信系統基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統需要解決的關鍵技術基本上都包括在OTDM和WDM通信系統的關鍵技術中。
（二）光孤子通信。光孤子是一種特殊的ps數量級的超短光脈沖，由于它在光纖的反常色散區，群速度色散和非線性效應相互平衡，因而經過光纖長距離傳輸后，波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實現長距離無畸變的通信，在零誤碼的情況下信息傳遞可達萬里之遙。
光孤子技術未來的前景是：在傳輸速度方面采用超長距離的高速通信，時域和頻域的超短脈沖控制技術以及超短脈沖的產生和應用技術使現行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大傳輸距離方面采用重定時、整形、再生技術和減少ASE，光學濾波使傳輸距離提高到100000km以上；在高性能EDFA方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。當然實際的光孤子通信仍然存在許多技術難題，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離、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系統中，有著光明的發展前景。
（三）全光網絡。未來的高速通信網將是全光網。全光網是光纖通信技術發展的最高階段，也是理想階段。傳統的光網絡實現了節點間的全光化，但在網絡結點處仍采用電器件，限制了目前通信網干線總容量的進一步提高，因此真正的全光網已成為一個非常重要的課題。
全光網絡以光節點代替電節點，節點之間也是全光化，信息始終以光的形式進行傳輸與交換，交換機對用戶信息的處理不再按比特進行，而是根據其波長來決定路由。
目前，全光網絡的發展仍處于初期階段，但它已顯示出了良好的發展前景。從發展趨勢上看，形成一個真正的、以WDM技術與光交換技術為主的光網絡層，建立純粹的全光網絡，消除電光瓶頸已成為未來光通信發展的必然趨勢，更是未來信息網絡的核心，也是通信技術發展的最高級別，更是理想級別。
三、結語
光通信技術作為信息技術的重要支撐平臺，在未來信息社會中將起到重要作用。雖然經歷了全球光通信的“冬天”但今后光通信市場仍然將呈現上升趨勢。從現代通信的發展趨勢來看，光纖通信也將成為未來通信發展的主流。人們期望的真正的全光網絡的時代也會在不遠的將來到來。
參考文獻：
[1]辛化梅、李忠，論光纖通信技術的現狀及發展[J].山東師范大學學報（自然科學版），2003，（04）
論文摘要：通信技術的發展引領著社會生活的進步。本文主要探討了高新技術在有線通信系統和光通信系統中的應用。
從20世紀90年代初以來，全球向信息密集的工作方式和生活方式的轉變，推動了通信技術的發展。然而，在當今經濟技術知識爆炸的時代，隨著行業及社會對信息需求的不斷增長和應用的不斷深化，只有實現通信系統在技術科技方面不斷更新，加快通信系統向網絡化、服務化、體系化與融合化方向的演進，才能突顯通信系統在社會生活領域支撐引領的作用和地位，創造更好的發展空間。本文筆者結合工作實踐，主要探討了現代高新技術在有線通信系統和光通信系統中的應用。
1、分數階Fourier變換技術在有線通信系統中的應用
有線通信是利用電線或者光纜作為通訊傳導的通信形式，它通過對現有各類網絡進行技術改造，與下一代新建網絡互通和融合，成為現代通信系統的重要支柱。然而，在有線通信信道中存在各種噪聲，如果不對其進行處理則會使誤碼率增加。因此，要消除不理想信道和噪聲對信號的影響，必須應用新技術。分數階Fourier變換(FRFT)的通信技術原理是以線性調頻信號(chirp)作為調制信號，利用線性調頻信號在分數階里變換域的能量聚焦特性，通過接收機進行路徑分集接收抑制有線通信信道多途效應所產生的碼間干擾，從而提高系統的抗噪聲干擾和頻率選擇性衰減的能力。具體應用程序如下：
1.1信號檢測與參數估計
分數階Fourier變換作為一種新型的線性時頻工具，其實質是信號在時間軸上逆時針旋轉任意角度到U軸上的表示(U軸被稱為分數階Fourier(FRF)域)，而該核是U域上的一組正交的chirp基，這就是分數階Fourier變換的chirp基分解特性。所以，在適當的分數階Fourier域中，一個chirp信號將表現一個沖擊函數，即分數階Fourier變換過程中，某個分數階Fourier域對應的chirp信號具有很好的能量聚焦性，而這種能量聚焦性對chirp信號的監測和估計具有很好的作用。因此，在信號檢測與參數估計中，我們的基本思路是以旋轉角口為變量進行掃描，求出觀測信號所有階次的分數階Fourier變換，于是形成信號能量在由分數階域U和分數階次P組成的二維參數平面上的分布。然后，我們按域值在在此平面上進行二維搜索，找出最大峰值位置。并根據最大峰值坐標可以檢測出chirp信號，并估計出峰值所對應的分數階次P和分數階域坐標，估計出信號的參數。
1.2分集接收
分集接收是利用信號和信道的性質，將接收到的多徑信號分離成互不相關的多路信號，然后將多徑衰落信道分散的能量更有效的接收起來，處理之后進行判決，從而達到抗衰落的目的。本文采用分集合并技術，即取出那些幅度明顯大于噪聲背景的多徑分量，對它們進行延時相加，使之在某一時刻對齊并按一定的準則合并，提高多徑分集的效果。在通信系統中，RAKE接收機由N個并行相關器和個合并器組成，每個相關器與發射信號的一個多徑分量匹配。在N個相關器前增加時移單元，就可在時間上將所有分量對齊，從而采用相同的本地參考信號。然后，相關器組的輸出送給合并器，將合并器輸出的判決變量送到檢測器進行判決。最后，根據接收機使用的不同合并方法，在選擇性合并方式下，在多支路接收信號中，選取信噪比最高的的支路信號作為輸出信號。
1.3峰值輸出
信噪比系數呈現出一個典型的振蕩特性，且振蕩頻率與振蕩幅度與時頻面的旋轉角度和輸入信號相關。因此在采用分數階Fourier變換技術的實際使用中，在進行近似計算處理時需要特別注意，必須對近似處理帶來的誤差進行評估。
2、ATP系統在光通信系統中的應用
隨著科技發展的日新月異，自由激光空間光通信已經成為現代通信技術發展的新熱點。但從技術實現方面來講，由于激光通信具有信號光束窄、發散角小這樣的特點，從而導致APT（Acquisition Pointing Tracking)捕獲、跟蹤、瞄準相距較遠的運動體上的較窄信號光束相當困難。ATP系統是由粗跟蹤和精跟蹤單元構成的復合跟蹤系統，其主要功能是在粗跟蹤單元實現初始的捕獲和跟蹤，并將信標光引入精跟蹤的視場范圍內，然后精跟蹤單元實現更高帶寬的跟瞄，再將信標光穩定在可通信的視場之內，為最終空間站光通信系統工程實現奠定了一定的技術基礎。
2.1粗跟蹤單元
粗瞄準單元由一個安裝在精密光機組件上的收發天線，萬向支架驅動電機以及粗跟蹤探測器（CCD）組成，主要作用是捕獲目標和完成對目標的粗跟蹤。在捕獲階段，粗瞄準機構接收由上位機根據已知的衛星運動軌跡或星歷表給出的命令信號，將望遠鏡定位到對方通信終端的方向上。為確保入射的信標光在精跟瞄控制系統的動態范圍內，必須根據粗跟蹤探測器給出的目標脫靶量來控制萬向支架上的望遠鏡，使它的跟蹤精度必須保證系統的光軸處于精跟蹤探測器視場內，從而把信標光引入精跟蹤探測器的視場內。
2.2精跟蹤單元
精跟蹤單元的跟蹤精度將決定整個系統的跟蹤精度，它要求帶寬非常高，帶寬越高，對干擾的抑制能力就越強，從而可加快系統的反應速度，加強跟蹤精度。因此，設計一個高帶寬高精度的精跟蹤環是整個ATP系統的關鍵所在。在這一單元我們可采用高幀頻、高靈敏度、具有跳躍式讀出模式的面陣電荷耦合器件（CCD）傳感器。它基于深埋溝道移位寄存器技術，可以獲得非常高的讀出速率、非常低的噪聲和非常高的動態范圍。通過由捕獲探測器（CCD）和定位探測器（OPI N）組成探測接收單元轉換，CCD完成捕獲與粗跟蹤，并將接收光引導至OPI N上，在OPI N中進行誤差信號的檢測，從而提高信標光捕捉精度。
2.3控制單元
將捕捉的信號經放大、整形和A／D變換處理后，在計算機中按一定的數據分配流程將信號輸入。然后通過計算機給出的速度控制信號和加速度控制信號，又經數據分配接口送入D／A轉換與處理網絡，使伺服電機按要求轉動并帶動天線轉動機構分別在水平和俯仰兩個方位轉動，以調整天線的位置，達到自動捕獲、跟蹤、瞄準的目的。
3、結語
通信技術的發展促進了社會生活的進步，在未來通信技術的研究上，應不斷探索、創新，追求高新技術在通信系統中的應用。
參考文獻
