時間：2023-03-21 17:15:51
引言：易發表網憑借豐富的文秘實踐，為您精心挑選了九篇激光通信技術論文范例。如需獲取更多原創內容，可隨時聯系我們的客服老師。
光通信在最近幾十年的發展
光通信技術中最有發展前景的當屬光纖通信技術了，在最近幾十年來發展最好最快的也是光纖通信技術。光纖通信技術的發展經歷了三代，從工作波長為0.85μm的多模光纖通信逐漸發展為工作波長為1.3μm的單模光纖通信，并在此基礎上發展到工作波長為1.55μm的光纖通信系統，這些年的進步很好的解決了光通信系統的色散問題。不僅如此在這些年光源也放上的很大的變化，發生了從發光二極管到半導體激光器的變化。半導體激光器的出現大大的提高了傳輸信息的效率，而且半導體激光器與二級發光體比較具有更高的功率和更長的使用壽命。光纖和光源的發展大大的緩解了信息衰減和色散的問題，加大了光纖的通信容量，提高了光纖通信的效率。另外在光網絡協議方面也有了很大的發展。目前的技術種為了方便用戶使用圖像、數據、語音等業務，目前的重點是寬帶接入網建設。寬帶接入包括光纖、無線、同軸電纜和xDSL這幾種方式，這些主要是基于分組交換方式的接入，其中以光纖接入為主。光纖接入分為有源方式接入和無源方式接入兩種，即利用SDH或PDH為傳輸通道和無源光網絡方式，光纖的非線性問題隨著光纖放大器的廣泛應用而逐漸顯現出來。光纖的非線性主要指四波混頻效應、自相位調制效應、交叉相位調制效應、受激喇曼效應、受激布里淵效應等。其中一些效應會使得系統的技術指標惡化，使得信號脈沖展寬、波型畸變、信號之間串擾。通過合理的使用某些非線性效應，我們可以研制出新型的光器件。
光通信技術的發展前景
1光纖通信技術的發展前景
為了更好的建設下一代網絡就必須得構建一個擁有巨大傳輸容量的光纖基礎設施，而由于光纜高達20年的壽命以及過高的造價，光纖基礎設施的設計和構建必須具有前瞻性，應該結合設備和系統技術的發展趨勢來設計。同時由于下一代電信網對容量的高要求以及頻率的高寬度，這一代的光纖性能已經無法滿足需求，必將被淘汰，那么開發新一代的光纖將勢在必行。在G.652.A光纖的基礎上進行改進并取得一定成果的G.652C/D光纖很好的解決了色散斜率的問題，減低系統成本，而且能實現更長距離和更大容量的傳輸。基于這些原因，具有更長使用壽命的新一代光纖必將得到更好的發展。
2波分復用系統的發展前景
筆者認為,光纖通信技術尚有很大的發展空間,今后會有很大的需求和市場。主要是:光纖到家庭FTTH、光交換和集成光電子器件方面會有較大的發展。在此主要討論光纖通信的發展趨勢和市場。
光纖通信的發展趨勢
1、光纖到家庭(FTTH)的發展
FTTH可向用戶提供極豐富的帶寬,所以一直被認為是理想的接入方式,對于實現信息社會有重要作用,還需要大規模推廣和建設。FTTH所需要的光纖可能是現有已敷光纖的2～3倍。過去由于FTTH成本高,缺少寬帶視頻業務和寬帶內容等原因,使FTTH還未能提到日程上來,只有少量的試驗。近來,由于光電子器件的進步,光收發模塊和光纖的價格大大降低;加上寬帶內容有所緩解,都加速了FTTH的實用化進程。
發達國家對FTTH的看法不完全相同:美國AT&T認為FTTH市場較小,在0F62003宣稱:FTTH在20-50年后才有市場。美國運行商Verizon和Sprint比較積極,要在10—12年內采用FTTH改造網絡。日本NTT發展FTTH最早,現在已經有近200萬用戶。目前中國FTTH處于試點階段。
FTTH[遇到的挑戰:現在廣泛采用的ADSL技術提供寬帶業務尚有一定優勢。與FTTH相比:①價格便宜②利用原有銅線網使工程建設簡單③對于目前1Mbps—500kbps影視節目的傳輸可滿足需求。FTTH目前大量推廣受制約。
對于不久的將來要發展的寬帶業務,如:網上教育,網上辦公,會議電視,網上游戲,遠程診療等雙向業務和HDTV高清數字電視,上下行傳輸不對稱的業務,AD8L就難以滿足。尤其是HDTV,經過壓縮,目前其傳輸速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技術開發,可壓縮到5～6Mbps。通常認為對QOS有所保證的ADSL的最高傳輸速串是2Mbps,仍難以傳輸HDTV。可以認為HDTV是FTTH的主要推動力。即HDTV業務到來時,非FTTH不可。
FTTH的解決方案:通常有P2P點對點和PON無源光網絡兩大類。
F2P方案一一優點:各用戶獨立傳輸,互不影響,體制變動靈活;可以采用廉價的低速光電子模塊;傳輸距離長。缺點:為了減少用戶直接到局的光纖和管道,需要在用戶區安置1個匯總用戶的有源節點。
PON方案——優點:無源網絡維護簡單;原則上可以節省光電子器件和光纖。缺點:需要采用昂貴的高速光電子模塊;需要采用區分用戶距離不同的電子模塊,以避免各用戶上行信號互相沖突;傳輸距離受PON分比而縮短;各用戶的下行帶寬互相占用,如果用戶帶寬得不到保證時,不單是要網絡擴容,還需要更換PON和更換用戶模塊來解決。(按照目前市場價格,PEP比PON經濟)。
PON有多種,一般有如下幾種:(1)APON:即ATM-PON,適合ATM交換網絡。(2)BPON:即寬帶的PON。(3)OPON:采用通用幀處理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太網技術的PON,0EPON是千兆畢以太網的PON。(5)WDM-PON:采用波分復用來區分用戶的PON,由于用戶與波長有關,使維護不便,在FTTH中很少采用。
發達國家發展FTTH的計劃和技術方案,根據各國具體情況有所不同。美國主要采用A-PON,因為ATM交換在美國應用廣泛。日本NTT有一個B-FLETts計劃,采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多種技術。SCM-PON:是采用副載波調制作為多信道復用的PON。
中國ATM使用遠比STM的SDH少,一般不考慮APON。我們可以考慮的是P2P、GPON和EPON。P2P方案的優缺點前面已經說過,目前比較經濟,使用靈活,傳輸距離遠等;宜采用。而比較GPON和EPON,各有利弊。GPON:采用GFP技術網絡效率高;可以有電話,適合SDH網絡,與IP結合沒有EPON好,但目前GPON技術不很成熟。EPON:與IP結合好,可用戶電話,如用電話需要借助lAD技術。目前,中國的FTTH試點采用EPON比較多。FTTH技術方案的采用,還需要根據用戶的具體情況不同而不同。
近來,無線接入技術發展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g協議,傳輸帶寬可達54Mbps,覆蓋范圍達100米以上,目前已可商用。如果采用無線接入WLAN作用戶的數據傳輸,包括:上下行數據和點播電視VOD的上行數據,對于一般用戶其上行不大,IEEES02.11g是可以滿足的。而采用光纖的FTTH主要是解決HDTV寬帶視頻的下行傳輸,當然在需要時也可包含一些下行數據。這就形成“光纖到家庭+無線接入”(FTTH+無線接入)的家庭網絡。這種家庭網絡,如果采用PON,就特別簡單,因為此PON無上行信號,就不需要測距的電子模塊,成本大大降低,維護簡單。如果,所屬PON的用戶群體,被無線城域網WiMAX(1EEE802.16)覆蓋而可利用,那么可不必建設專用的WLAN。接入網采用無線是趨勢,但無線接入網仍需要密布于用戶臨近的光纖網來支撐,與FTTH相差無幾。FTTH+無線接入是未來的發展趨勢。
2、光交換的發展什么是通信?
實際上可表示為:通信輸+交換。
光纖只是解決傳輸問題,還需要解決光的交換問題。過去,通信網都是由金屬線纜構成的,傳輸的是電子信號,交換是采用電子交換機。現在,通信網除了用戶末端一小段外,都是光纖,傳輸的是光信號。合理的方法應該采用光交換。但目前,由于目前光開關器件不成熟,只能采用的是“光-電-光”方式來解決光網的交換,即把光信號變成電信號,用電子交換后,再變還光信號。顯然是不合理的辦法,是效串不高和不經濟的。正在開發大容量的光開關,以實現光交換網絡,特別是所謂ASON-自動交換光網絡。
通常在光網里傳輸的信息,一般速度都是xGbps的,電子開關不能勝任。一般要在低次群中實現電子交換。而光交換可實現高速XGbDs的交換。當然,也不是說,一切都要用光交換,特別是低速,顆粒小的信號的交換,應采用成熟的電子交換,沒有必要采用不成熟的
大容量的光交換。當前,在數據網中,信號以“包”的形式出現,采用所謂“包交換”。包的顆粒比較小,可采用電子交換。然而,在大量同方向的包匯總后,數量很大時,就應該采用容量大的光交換。目前,少通道大容量的光交換已有實用。如用于保護、下路和小量通路調度等。一般采用機械光開關、熱光開關來實現。目前,由于這些光開關的體積、功耗和集成度的限制,通路數一般在8—16個。
電子交換一般有“空分”和“時分”方式。在光交換中有“空分”、“時分”和“波長交換”。光纖通信很少采用光時分交換。
光空分交換:一般采用光開關可以把光信號從某一光纖轉到另一光纖。空分的光開關有機械的、半導體的和熱光開關等。近來,采用集成技術,開發出MEM微電機光開關,其體積小到mm。已開發出1296x1296MEM光交換機(Lucent),屬于試驗性質的。
光波長交換:是對各交換對象賦于1個特定的波長。于是,發送某1特定波長就可對某特定對象通信。實現光波長交換的關鍵是需要開發實用化的可變波長的光源,光濾波器和集成的低功耗的可靠的光開關陣列等。已開發出640x640半導體光開關+AWG的空分與波長的相結合的交叉連接試驗系統(corning)。采用光空分和光波分可構成非常靈活的光交換網。日本NTT在Chitose市進行了采用波長路由交換的現場試驗,半徑5公里,共有43個終端節,(試用5個節點),速率為2.5Gbps。
自動交換的光網,稱為ASON,是進一步發展的方向。
3、集成光電子器件的發展
如同電子器件那樣,光電子器件也要走向集成化。雖然不是所有的光電子器件都要集成,但會有相當的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在發展的PLC-平面光波導線路,如同一塊印刷電路板,可以把光電子器件組裝于其上,也可以直接集成為一個光電子器件。要實現FTTH也好,ASON也好,都需要有新的、體積小的和廉價的和集成的光電子器件。
日本NTT采用PLO技術研制出16x16熱光開關;1x128熱光開關陣列;用集成和混合集成工藝把32通路的AWG+可變光衰減器+光功率監測集成在一起;8波長每波速串為80Gbps的WDM的復用和去復用分別集成在1塊芯片上,尺寸僅15x7mm,如圖1。NTT采用以上集成器件構成32通路的OADM。其中有些已經商用。近幾年,集成光電子器件有比較大的改進。
中國的集成光電子器件也有一定進展。集成的小通道光開關和屬于PLO技術的AWG有所突破。但與發達國家尚有較大差距。如果我們不迎頭趕上,就會重復如同微電子落后的被動局面。
光纖通信的市場
眾所周知,2000年IT行業泡沫,使光纖通信產業生產規模爆炸性地發展,產品生產過剩。無論是光傳輸設備,光電子器件和光纖的價格都狂跌。特別是光纖,每公里泡沫時期價格為羊1200,現在價格Y100左右1公里,比銅線還便宜。光纖通信的市場何時能恢復?
根據RHK的對北美通信產業投入的統計和預測,如圖2.在2002年是最低谷,相當于倒退4年。現在有所回升,但還不能恢復。按此推測,在2007-2008年才能復元。光纖通信的市場也隨IT市場好轉。這些好轉,在相當大的程度是由FTTH和寬帶數字電視所帶動的。
1.1SDH光纖通信在鐵路通信系統中的應用
SDH光纖通信在鐵路通信系統里的使用解決了PDH光纖通信使用存在的問題，并在此基礎上有所突破，讓鐵路通信系統更加穩定和流暢。借助SDH設備構成的具備自愈保護作用的環網形式，能在傳輸媒體主要信號中斷的時候自動利用自愈網及時恢復正常的通信狀態。相較于與PDH技術，SDH技術有四個顯著優點：一是網絡管理能力更強；二是比特率和接口標準均統一，讓各個廠家設備間的互聯成為了可能；三是提出“自愈網”這一新理論，能在傳輸媒體主要信號中斷時及時恢復正常；四是運用字節復接技術，簡化網絡各個支路信號。鑒于SDH光纖通信技術有諸多優點，所以在鐵路通信網發展規劃里，已經明確提出了要著重發展基于同步數字系列（SDH）基礎上的傳送網[2]。就以xx鐵路為例，該鐵路基于新敷設20芯光纜里的其中4芯光纖基礎上，開設SDH2.5Gb/s（1+1）光同步傳輸系統為長途傳輸網，在鐵路的相應經過點均設置了SDH2.5Gb/sADM設備，并借助622Mb/s光口同接入層傳輸設備相連，發揮上聯和保護作用。此外，還借助2芯光纖開設了SDH622Mb/s（1+0）光同步傳輸系統，將其作為當地的中繼網，并在鐵路相應經過點以及新開設的各個中間站和線路新設置了SDH622Mb/s設備。
1.2DWDM光纖通信在鐵路通信系統中的應用
DWDM光纖通信技術是借助單模光纖寬帶與損耗低的特點，由多個波長構成載波，許可各個載波信道能同時在同一條光纖里傳輸，如此一來，在給定信息傳輸容量的情況西夏，就能降低所需光纖的總量。使用DWDM技術，單根光纖能傳輸的最大數據流量可以高達400Gb/s。DWDM技術最顯著的優點就是其協議與傳輸速度是沒有關聯的，以DWDM技術為基礎的網絡可以使用IP協議、以太網協議、ATM等進行數據傳輸，每秒處理數據流量在100Mb~2.5Gb之間。也就是說，以DWDM技術為基礎的網絡能在同一個激光信道上以各種傳輸速度傳輸各種類型的數據流量。當前，在國內鐵路通信網里DWDM技術得到了廣泛應用，其中滬杭-浙贛鐵路干線就是國內第一條使用DWDM光纖傳輸系統的鐵路。此外，京九、武廣等鐵路的DWDM光纖傳輸系統也在建設與使用中。就拿京九鐵路來說，京九鐵路線使用的是具有開放性的DWDM系統和設備，能兼容各種工作波長以及廠商的SDH設備。波道數量為16，波道速率基礎為每秒2.5Gb，借助京九線20芯光纜里的2芯G.652單模光纖，使用單纖單向傳輸的方式，也就是說相同波長在兩個方向上都能多次使用，光接口滿足ITU-TG.692協議的標準。
2結語
在應用過程中，按照用途將光纖進行分類，可分為傳感光纖和通信用光纖；按照制作工藝分類，可分為材料組成類、制造工藝類和光學特性類；按照傳輸介質分類，可分為專用和通用兩種，并且，功能器件光纖可以應用于放大光波、分頻、整形和光振蕩等方面，從而以不同形態呈現在人們眼前。根據光纖通信的應用情況可知，光纖通信的基本構成結構包括光源、光纖和光檢測器三部分，具有如下幾個特點：
（1）信號干擾小、保密性強。
（2）通信容量超大，可完成遠距離傳輸。一般一根光纖的帶寬在20THz以上，在沒有中繼傳輸的情況下，可傳輸到幾十公里以上。
（3）重量較輕、細徑較細，一般制作材料是石英，大大降低了有色金屬的耗損，使資源得到合理利用。
（4）不受外界因素影響，在任何情況下可使用，具有較長使用壽命。
（5）較強抗電磁干擾能力和絕緣性能，因此，信息傳輸質量非常好。
（6）沒有輻射，不容易被竊聽，提高信息傳輸的安全性。
（7）環繞性好、抗腐蝕能力強，在使用過程中，不會出現火花，減少安全事故。
2光纖通信技術在電力通信中的應用
在電力通信中，電力特種光纖包括OPGW(光纖復合地線)、MASS(金屬自承光纜)、OPPC(光纖復合相線)、ADL(相/地捆綁光纜)、ADSS(全介質自承光纜)和GWWOP(相/地線纏繞光纜)等六種，而我國應用較多的電力特種光纜是ADSS和OPGW兩種，大大提高了電力通信的工作效率，使電能損耗得到大量減少。
2.1ADSS(全介質自承光纜)
根據我國電力通信的發展來看，ADSS(全介質自承光纜)在35KV、110KV、220KV的電壓等級輸電線路上得到了廣泛應用，尤其是目前已建成的線路上使用范圍非常廣，使電力部門利用高壓輸電線桿塔建設通信網絡變得更加方便和快捷，大大減低工作人員的工作量和建設成本。在進行光纜設計時，對溫差、風速和氣候等外界因素進行了充分考慮，因此，ADSS(全介質自承光纜)具有很強的抗震動性、抗沖擊性，可以隨意彎折和抗老化性，并且，成本較低、安裝非常方便、易攜帶，給桿塔帶來的負載非常小。由于ADSS(全介質自承光纜)具有光纖傳輸性能強、環境性能好和光纜機械性能卓越等特點，在實際應用過程中，可以與高雅電力傳輸線架設在同一根電桿上，因此，成為了電力系統中最完美的電網通信傳輸介質，確保了電網通信的信號質量，使光纜傳輸效果得到大大提高。我國現代化建設中，ADSS(全介質自承光纜)在山區、跨度較大區域和雷電集中區等地方的線纜架空敷設中非常適用，在滿足了電力部門自身的通信要求的同時，為通信業務不斷發展和開展新業務提供新的途徑。
2.2OPGW(光纖復合地線)
在電力通信中，OPGW(光纖復合地線)是電路傳輸線路的地形中含有供通信用的光纖單元，由此可見，架空地線中含有光纖，OPGW(光纖復合地線)是架空地線和光纜的復合體。由于OPGW(光纖復合地線)的一次性投入較大，在新建線路或舊線路更換時會選擇使用，具有可靠性高和不需要維護的特點。在實際應用過程中，OPGW(光纖復合地線)擁有兩種功能：一是，與復合在地線中的光纖一起完成信息傳輸，二是作為輸電線路的防雷線，可以對輸電導線起到屏蔽保護的作用。一般情況下，OPGW(光纖復合地線)有鋁管型、鋼管型和鋁骨架型三種，具有光學性能、電氣性能和機械性能，可以應用于具有架空接地線的輸配電線路中，從而使光纖的可靠性和安全性得到大大提高，使我國輸電容量得到機一部提高。在新建線路的應用中，OPGW(光纖復合地線)不需要增加建設成本，在舊線路更換中，只需要將原來的地線更換掉就可以了，并且不需要對桿塔進行加固或重新設計等，從而大大減少工作人員的工作量。另外，OPGW(光纖復合地線)的安裝非常方便，不需要特殊的工具，成為我國電力事業未來發展的重要研究方向。
3結束語
1.1網絡的發展對光纖提出新的要求
下一代網絡（NGN）引發了許多的觀點和爭論。有的專家預言，不管下一代網絡如何發展，一定將要達到三個世界，即服務層面上的IP世界、傳送層面上的光的世界和接入層面上的無線世界。下一代傳送網要求更高的速率、更大的容量，這非光纖網莫屬，但高速骨干傳輸的發展也對光纖提出了新的要求。
（1）擴大單一波長的傳輸容量
目前，單一波長的傳輸容量已達到40Gbit/s，并已開始進行160Gbit/s的研究。40Gbit/s以上傳輸對光纖的PMD將提出一定的要求，2002年的ITU-TSG15會議上，美國已提出對40Gbit/s系統引入一個新的光纖類別（G.655.C）的提議，并建議對其PMD傳輸中的一些問題進行深入探討，也許不久的將來就會出現一種專門的40Gbit/s光纖類型。
（2）實現超長距離傳輸
無中繼傳輸是骨干傳輸網的理想，目前有的公司已能夠采用色散齊理技術，實現2000～5000km的無電中繼傳輸。有的公司正進一步改善光纖指標，采用拉曼光放大技術，可以更大地延長光傳輸的距離。
（3）適應DWDM技術的運用
目前32×2.5Gbit/sDWDM系統已經運用，64×2.5Gbit/s及32×10Gbit/s系統已在開發并取得很好的進展。DWDM系統的大量使用，對光纖的非線性指標提出了更高的要求。ITU-T對光纖的非線性屬性及測試方法的標準（G.650.2）最近也已完成，當光纖的非線性測試指標明確之后，對光纖的有效面積將會提出相應指標，特別是對G.655光纖的非線性特性會有進一步改善的要求。
1.2光纖標準的細分促進了光纖的準確應用
2000年世界電信標準大會批準將原G.652光纖重新分為G.652.A、G.652.8和G.652.C3類光纖；將G.655光纖重新分為G.655.A和G.655.B兩類光纖。這種光纖標準的細分促進了光纖的準確使用，細化標準的同時也提高了一些光纖的指標要求（如有些光纖幾何參數的容差變小），明確了對不同的網絡層次和不同的傳輸系統中使用的光纖的不同指標要求（如PMD值的規定），并提出了一些新的指標概念（如“色散縱向均勻性”等），對合理使用光纖取得了很好的作用。所有這些建議的修改、子建議的出現及新子建議的起草，都意味著光纖分類及指標、測試方法有某些改進，或有重要的提升；都標志著要求光纖質量的提高或運用方向上的調整，是值得注意的光纖技術新動向。
1.3新型光纖在不斷出現
為了適應市場的需要，光纖的技術指標在不斷改進，各種新型光纖在不斷涌現，同時各大公司正加緊開發新品種。
（1）用于長途通信的新型大容量長距離光纖
主要是一些大有效面積、低色散維護的新型G.655光纖，其PMD值極低，可以使現有傳輸系統的容量方便地升級至10～40Gbit/s，并便于在光纖上采用分布式拉曼效應放大，使光信號的傳輸距離大大延長。如康寧公司推出的PureModePM系列新型光纖利用了偏振傳輸和復合包層，用于10Gbit/s以上的DWDM系統中，據稱很適合于拉曼放大器的開發與應用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纖，據介紹已有傳輸100km長度以上單信道40Gbit／s、總容量10.2Tbit／s的記錄。還有一些公司開發負色散大有效面積的光纖，提高了非線性指標的要求，并簡化了色散補償的方案，在長距離無再生的傳輸中表現出很好的性能，在海底光纜的長距離通信中效果也很好。
（2）用于城域網通信的新型低水峰光纖
城域網設計中需要考慮簡化設備和降低成本，還需要考慮非波分復用技術（CWDM）應用的可能性。低水峰光纖在1360～1460nm的延伸波段使帶寬被大大擴展，使CWDM系統被極大地優化，增大了傳輸信道、增長了傳輸距離。一些城域網的設計可能不僅要求光纖的水峰低，還要求光纖具有負色散值，一方面可以抵消光源光器件的正色散，另一方面可以組合運用這種負色散光纖與G.652光纖或G.655標準光纖，利用它來做色散補償，從而避免復雜的色散補償設計，節約成本。如果將來在城域網光纖中采用拉曼放大技術，這種網絡也將具有明顯的優勢。但是畢竟城域網的規范還不是很成熟，所以城域網光纖的規格將會隨著城域網模式的變化而不斷變化。
（3）用于局域網的新型多模光纖
由于局域網和用戶駐地網的高速發展，大量的綜合布線系統也采用了多模光纖來代替數字電纜，因此多模光纖的市場份額會逐漸加大。之所以選用多模光纖，是因為局域網傳輸距離較短，雖然多模光纖比單模光纖價格貴50％～100％，但是它所配套的光器件可選用發光二極管，價格則比激光管便宜很多，而且多模光纖有較大的芯徑與數值孔徑，容易連接與耦合，相應的連接器、耦合器等元器件價格也低得多。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纖標準，但由于局域網發展的需要，它仍然得到了廣泛使用。而ITU-T推薦的G.651光纖，即50/125μm的標準型多模光纖，其芯徑較小、耦合與連接相應困難一些，雖然在部分歐洲國家和日本有一些應用，但在北美及歐洲大多數國家很少采用。針對這些問題，目前有的公司已進行了改進，研制出新型的5O/125μm光纖漸變型（G1）光纖，區別于傳統的50/125μm光纖纖芯的梯度折射率分布，它將帶寬的正態分布進行了調整，以配合850nm和1300nm兩個窗口的運用，這種改進可能會為50/125pm光纖在局域網運用找到新的市場。
（4）前途未卜的空芯光纖
據報道，美國一些公司及大學研究所正在開發一種新的空芯光纖，即光是在光纖的空氣夠傳輸。從理論上講，這種光纖沒有纖芯，減小了衰耗，增長了通信距離，防止了色散導致的干擾現象，可以支持更多的波段，并且它允許較強的光功率注入，預計其通信能力可達到目前光纖的100倍。歐洲和日本的一些業界人士也十分關注這一技術的發展，越來越多的研究證明空芯光纖似有可能。如果真能實用，就能解決現有光纖系統長距離傳輸的問題，并大大降低光通信的成本。但是，這種光纖使用起來還會遇到許多棘手的問題，比如光纖的穩定性、側壓性能及彎曲損耗的增大等。因此，對于這種光纖的現場使用還需做進一步的探討。
2光纜技術的發展特點
2.1光網絡的發展使得光纜的新結構不斷涌現
光纜的結構總是隨著光網絡的發展、使用環境的要求而發展的。新一代的全光網絡要求光纜提供更寬的帶寬、容納更多的波長、傳送更高的速率、便于安裝維護、使用壽命更長等。近年來，光纜結構的發展可歸納為以下一些特點。
1）光纜結構根據使用的網絡環境有了明確的光纖類型的選擇，如干線網光纖、城域網光纖、接入網光纖、局域網光纖等，這決定了大范圍內光纜光纖傳輸特性的要求，具體運用的條件還有可依據的細分的標準及指標；
2）光纜結構除考慮光纜使用環境條件以外，越來越多的與其施工方法、維護方法有關，必須統一考慮，配套設計；
3）光纜新材料的出現，促進了光纜結構的改進，如干式阻水料、納米材料、阻燃材料等的采用，使光纜性能有明顯改進。
不同的場合和不同的要求造成了光纜的多結構的發展趨勢，新的光纜結構以及在現有結構上不斷改進的各種結構也在不斷涌現，出現了如下一些類型。
·“干纜芯”式光纜：所謂“干纜芯”即區別于常用的填充管型的光纜纜芯。這種纜的阻水功能主要靠阻水帶、阻水紗和涂層組合來完成，其防水性能、滲水性能都與傳統的光纜相同，但它具有生產、運輸、施工和維護上的一些優點。首先是方便，因為阻水材料不含粘性脂類，操作使用比較方便安全；其次，干式光纜重量輕、易接續、易搬運，設備投資小、成本低，生產使用中也顯得干凈衛生，在長期使用中還可減少纜芯中各種元件之間的相對移動。特別是在接入網室內纜和用戶纜中，好處更加明顯。
·生態光纜：一些公司從環境保護及阻燃性能的要求出發，開發了生態光纜，應用于室內、樓房及家庭。現有光纜中使用的一些材料已不符合環保的要求，如PVC燃燒時會放出有毒性氣體，光纜穩定劑中有時含鉛，都是對人體及環境有害的。2001年ITU-T已通過了一項L45建議——“使電信網外部設備對環境的影響最小化”建議，通過對光纜、電纜光器件及電桿等基于壽命周期怦估（LifeCycleAnalysis，LCA）的方法來確定產品對環境的影響。由于環境因素正日益受到重視，對通信外部設備，特別是光纜產品規定這樣的指標已提到日程上來，如果不在材料和工藝上下功夫就難以達到環保的要求。因此已有不少公司針對此類問題開發了一些新材料，如對室內用纜，開發了含有阻燃添加劑的聚酞胺化合物，以及無鹵性阻燃塑料等。·海底光纜：海底光纜近年來有根快的發展，它要求長距離、低衰減的傳輸，而且要適應海底的環境，對抗水壓、抗氣損、抗拉伸、抗沖擊的要求都特別嚴格。
·淺水光纜（MarinizedTerrestrailCable，MTC）：淺水光纜是區別于海底光纜而提出來的另一類結構的水下光纜，適合于在海岸邊上、淺水中安裝，無需中繼、通信距離比較短的水下（如島嶼間、沿海岸邊上的城市）敷設使用。這種光纜區別于海底光纜的環境，需要的光纖數不多（中等），但要求結構簡單、成本較低，易于安裝和運輸，便于修復和維護。ITU-T在2001年提出了ITU-TG.972定義下的淺水光纜建議，為建設類似的水下光纜提供了一組規范，隨后也有可能形成相應的國際標準。
·微型光纜：為了配合氣壓安裝（或水壓安裝）施工系統的運用，各種微型的光纜結構已在設計和使用中。對于氣壓安裝的微型光纜，要求光纜與管道之間有一定的系數，光纜重量要準確，具有一定的硬度等。這種微型光纜和自動安裝的方式是未來接入網，特別是用戶駐地網絡中綜合布線系統很有潛力的一種方式，如在智能建筑中運用的智能管道中就非常適合這種安裝。
·采用了納米材料的光纜：近來，一些廠商已開發出納米光纖涂料、納米光纖油膏、納米護套用聚乙烯（PE）及光纖護套管用納米PBT等材料。采用納米材料的光纜，利用了納米材料所具有的許多優異性能，對光纜的抗機械沖擊性能、阻水、阻氣性都有一定的改善，并可延長光纜的使用壽命。目前此類材料尚處于試用階段。
·全介質自承式光纜（ADSS）：全介質光纜對防止電磁影響及防雷電都有優良的特性，而且重量輕、外徑小，架空使用非常方便，在電力通信網中已得到大量的應用。預計2000～2005年，每年電力部門對ADSS光纜需求約15000km。ADSS同時也是電信部門在對抗電磁干擾及雷暴日高的敷設環境中一種很好的光纜類型的選擇。在今后一段時間內，如何在滿足要求的前提下，盡量減小ADSS光纜的外徑，減輕光纜的重量，提高其耐電壓性能是ADSS光纜研究改進的課題。
·架空地線光纜（OPGW）：OPGW已出現了很長一段時間，近年來一直在改進和提高之中。OPGW的光纖單元中采用PBT，于套管外面再加上一層不銹鋼管，有的還在塑料套管與不銹鋼管之間加上一層熱塑膠，不銹鋼管用激光焊接長度可達數十公里，光纖在這樣的多層保護管中得到了充分的機械保護。預計從現在到2005年，OPGW光纜的需求將會逐年上升，每年增加約2500km，到2005年預計可達到20000km。當然對OPGW光纖的防雷問題一直是業界十分關注的問題，也應配合具體環境和使用條件加以考慮，使之得到充分保護。
2.2光纜的自動維護、適時監測系統已逐漸完善，可保證大容量高速率的光纜不中斷傳輸
光纜的維護對于保證網絡的可靠性是十分重要。在已開通的光網絡中，光纜的維護和監測應該是在不中斷通信的前提下進行的，一般通過監測空閑光纖（暗光纖）的方式來檢測在用光纖的狀態，更有效的方式是直接監測正在通信的光纖。雖然ITU-T長時間收集和討論了國際上的最新資料，于1996年了L.25光纜網絡維護的建議書，對光纜的預防性維護和故障后維護規定了詳細的維護范圍和功能，但已經不能滿足當前的需要，目前最新的建議是2001年12月IUT-TSG16會議通過的“光纜網絡的維護監測系統”（L.40建議）。為了進一步縮短檢測及修復時間，美國朗訊公司曾提出了新一代光纖測試及監控系統，能在1s內發出故障告警，3min內找到故障點，且工作人員可以遙控操作，據稱該系統還將開發有故障預測及對斷纖（纜）的快速反應能力。日本、意大利等國電信企業也提出了一些系統方案。
·日本NTT方案：在局內運用光纖選擇器與系統的測試設備和傳輸設備相連形成了一種可對光纖狀況進行實時監測的系統，保證有用信號在通過光纖選擇器測試證明良好的光纖上傳輸，對有故障的光纖可以預選監測出來及時傳送到維護中心進行適當處理，避免不良狀況進入有用的光傳輸信道，從而起到在運行中對整個光通信系統的支撐作用；在局外通過水敏傳感器裝置可監測外部設備光纜線路接頭盒浸水的位置，水敏傳感器安裝在空閑的光纖上，水敏傳感器中裝有吸水性膨脹物，當水滲人接頭盒時，吸水性物質會膨脹使得接頭盒中的光纖受力，也就是使得這一空閑光纖彎曲，從而使光纖的損耗增加，在監測中心的OTDR上就會反映出來·意大利的方案：此方案是一種綜合處理的新型連續光纜監測系統。主要特點是將光纜網絡、光纖及光纜護套的監測綜合在一起，既利用了OTDR系統周期性地對光纖的衰減進行監測，發現有衰減變化即發出警報，并進行故障定位，同時也能連續監測光纜護套的完整性，包括護套對地絕緣電阻的監測，發現問題（如護套進水等）即馬上告警，達到更全面地預告故障發生的目的。
比較日本和意大利電信部門提出的光纜維護支撐系統的方案可見：日本方案在OTDR自動適時測試光纖的基礎上，加入了光纖選擇器，在外線上裝設水敏傳感器并進行護套監測，形成了一套較完整的自動維護、支撐系統，真正做到不中斷光通信的維護。意大利的方案中除監測光纖性能以外，還考慮了護套絕緣電阻的自動監測。由此兩例可以看出全自動的光纜維護應是一種發展方向。
3通信電纜的發展特點
3.1寬帶的HYA通信電纜需要更好地為數字通信新業務服務
原有的電纜網絡雖然可以支持一些數字新業務，但是在實際使用中并不是特別理想，在通信距離、速率及質量上仍有一定的限制。對于新的網絡當然是以光纖為主，對于光纖所不能達到的地方或因各種原因仍然要新建電纜網絡的地區，應該考慮新型寬帶結構的HYA電纜（銅芯聚乙烯絕緣綜合護套市內通信電纜），以便更能符合新業務發展的需要。一些公司對現有的電纜高頻特性作了測試，他們得到的結論是所研究的電纜（即現有的HYA市話電纜）不能達到5類電纜的技術要求，戶外電纜要實現j類電纜的特性，必須通過特殊的設計和制造來達到。但在20MHz以下，所有電纜都顯示出充分適宜的傳輸性能。
美國已在1997年制定了用于寬帶的對絞通信電纜標準（ANSI/ICEAS-98-688-1997及S-99-689-1997），包括非填充和填充兩種型式。傳輸頻寬已擴展到100MHz，可供數字網絡使用。IEC對此問題也進行過較長時間的討論，2001年，IEC62255-1文件“用于高比特頻率數字接入電信網絡的多對數電纜”提出了0.4～個0.8mm線徑、1～150對、最高頻率30MHz等指標的建議，此建議的提出也許會為這種電纜開辟一個新的空間，我國也開始了這方面的探討和研制，并正在建立相應的標準。
3.2超5類及6類電纜將替代5類電纜成為布線系統發展的超蟄
隨著智能化大樓、智能化建筑小區對寬帶布線的要求愈來愈高，超5類和6類電纜己逐漸成為布線系統中的主流。超5類電纜與5類電纜的頻帶都是100MHz，但其具有雙向通信的能力，用戶可以同時收發寬帶信息。因此超5類電纜比5類電纜在電阻不平衡性、絕緣電阻、對地電容不平衡性、傳輸速度等指標上都有提高，并且增加了近端串音衰減功率和等電平遠端串音功率等一些指標，因此在工藝和結構上要做一定的改進才能達到。6類電纜在超5類的基礎上，又提高了傳輸頻帶，達到250MHz，其相應的指標也有較大的提高。同時，6類電纜要求不但有嚴格的工藝，而且不少廠商在結構上也有一定的改進和創新，如采用泡沫皮絕緣芯線或皮泡皮絕緣芯線、骨架式結構隔離線對等都改善了電纜的高頻特性。
3.3物理發泡射頻同軸電纜及漏泄同軸電纜將具有較好的發展前景
由于移動通信的高速發展，無線電基路用物理發泡射頻同軸電纜，特別是超柔形結構的室內電纜、路由連結電纜都有了較大的市場需求。同時，隨著移動通信信號覆蓋面的不斷擴大，基站站數的增多，以及邊緣地區（電梯、地鐵、地下建筑、高層建筑室內等用戶）對移動信號的要求不斷提高，預計這類電纜將會有較好的發展前景。但對電纜指標的要求（如駐波比、屏蔽衰耗等要求）已明顯提高，要求電纜的工藝及結構應不斷改進，以與之適應。
4光纖光纜及通信電纜技術與產業發展中幾個值得思考的問題
4.1積極創新開發具有自主知識產權的新技術
雖然這幾年來，我國光纜電纜技術有很大發展，有一些具有自主知識產權的技術已在發揮作用，但是應該看到這種比例仍是很小的，國內有近200家光纖光纜廠，但大多產品單一，沒有自主的知識產權，技術含量較低，競爭力不強。有資料統計，1997～1999年國內企業申請光通信專利的有132件，其中光纖38件，光纜只有19件，而同期外國公司在中國申請光通信專利達550件，其中光纖光纜37件。還有資料報道：從1997年以來，國內光通信核心技術專利是90件，我國自主申請的只有9件，僅占10％。實際上我國的光纖光纜技術應該說與國際水平己差距下大，因此我們作為世界第二的光纜大國，應該把開發具有自主知識產權的技術作為我們工作的重中之重，爭取創造更多的光纖光纜專利。4.2開發具有先進技術水平、與使用環境、施工技術相配套的新產品
電信網絡在不斷發展的同時也對光纜電纜產品不斷提出新的要求。不難發現，光纜的結構越來越依賴于使用的環境條件及施工的具體要求，在海底光纜、淺水光纜、ADSS及OPGW光纜的開發中，會對這一點有深刻的體會。而今后光纜建設的重點將會隨著接入網、用戶駐地網的建設不斷展開，新一代的光纜結構和施工技術也會基于如微型光纜、吹入或漂浮安裝及迷你型微管或小管系統的全套技術而有一系列新的變化，以便有限的敷設空間得到充分、靈活的利用。這當中也包含了若干光纜設計、制造工藝、光纖光纜材料、施工安裝方面的新的技術課題。一些國家或公司已取得了一些經驗，正逐漸形成新的系統技術專利。我國的用戶眾多，接入網和用戶駐地網具有很多的特色，對接入光纜也會有更多的要求，為我們研究和創新接入網和用戶駐地網光纜結構提供了很好的機會。應該說，多數光纜技術我們是跟在國外最新技術的后面，雖然緊跟了先進技術，但自我創新的成份太少。今后應當在這方面下些功夫，走自己的創新之路。在有中國特色的接入網及用戶駐地網中多采用一些有中國特色的光電纜產品。
4.3利用已有設備與技術,改善HYA市話電纜的相應特性,為數字業務提供更好的服務
對于已經敷設的銅電纜，我們只能在現有條件下盡量利用其特性開通數字新業務。而現有的HYA電纜，雖然亦可開通ADSL等一些新業務，但是容量有限，當ADSL數量增大到一定限度后還是會出現干擾問題，而且還會影響以前開通的業務。因此，對新敷設的銅電纜，希望能提出一些新的寬帶指標要求，為將來開通更多更好的新業務作好準備。現有的市話電纜生產廠商應深入研究自身的生產工藝，在不改變（或不大改變）生產設備的情況下，認真設計和精心制造，把現有電纜的技術水平提高一個檔次，以提供更寬頻帶的電纜，為更多更好地開拓數字新業務提供高質量的通道。
4.4改進光纜電纜的施工和維護方法
目前，為了適應城市施工的特點，國際上較重視不挖溝的方式施工光、電纜，采用小地溝或微地溝技術安裝光纜，同時對光纜網進行自動監測，保證光纜網絡不中斷通信維護。與此相適應的是需要開發相應的元器件、工具和設備，并且要在體制上作一些改進與之相適應。ITU對NH開發光纜用浸水傳感器、光纖自動測試時的光纖選擇器以及美國提出的1s告警、3min內定位的指標及意大利提出的光纖纖芯與光纜護套指標綜合監測等方案都十分重視。在現代化的光網絡中，這些方式已經起到明顯的作用。由此可見，為了保證光纜網絡工作的可靠性，在施工和維護中降低成本、節省勞力、節省時間，逐步推廣新的施工方法，逐步完善光纜網絡的自動監測維護系統和提高光纜網絡的不中斷維護水平已勢在必行。
4.5冷靜地審視當前電信市場的發展，促進光纖光纜和通信電纜產業的發展
2001年下半年以來，光纖光纜需求下降，這當然與世界電信行業的整體下滑以及寬帶網絡泡沫的破滅有很大關系，但更多的則是受到從1999年下半年起由于光纖緊缺而各大公司擴產過多的影響。據資料介紹，在2000年，全球光纖廠商的投資額達到26億美元，為1999年的6倍，按推算到2002年全球光纖的產能將達到1.65～1.75億光纖公里，遠遠超過了實際需求。加上當前電信基礎建設的不景氣，光纖過剩的現象不可避免。
光纖光纜及通信電纜的市場走勢雖然受到國際經濟大形勢發展的影響，特別是與整個電信行業的發展有密切的關系，但應看到，在擠出了網絡泡沫的水份之后，隨著光纖網絡從骨干網的擴建到接入網、城域網的擴散以及向用戶駐地網的不斷延伸，光纖光纜及寬帶數字電纜的市場必將增長。據KMI預計，2003年世界光纖市場將開始有較大的增長，而到2004年的市場規模將超過敷設量最高的2000年。應該看到，信息通信業是一個充滿生機與活力的朝陽產業，網絡經濟有著強大的生命力，信息技術、網絡技術的發展，仍然是推動社會進步的重要動力，信息網絡化仍然是當今世界經濟、社會發展的強大趨勢。因此我們應樹立信心，在全球經濟好轉、通信市場復蘇及我國西部開發等有利條件下抓住機遇，促進光纖光纜和通信電纜技術與產業取得更大的進展。
1.1光纖通信系統概述光纖通信系統以光纖為傳輸介質，主要由數據源、光發送端、光學信道、光接收機等。其中，數據源中包括所有數據、語音業務經過信道編碼形成的信號；光發送機將信號變成適合在光學信道上傳輸的光信號，并從中提取信息，轉換成電信號，最后得到相應的語音、數據等信息。如圖2所示為光纖通信系統結構示意圖。1970年，美國康寧公司研發出世界上首根套層光纖，其損耗率為20db/km，它使得光纖通信成為可能。1975年，貝爾實驗室開展世界上第一次光纖點到點的通信試驗。1977年，貝爾實驗室和日本電報電話公司同時研制成功壽命在10年左右的半導體激光器，使得光纖通信步入實用化階段。同年，美國興建起世界首個光纖通信系統，傳輸速率為45MB/s，通信窗口為850nm。經過三四十年的發展，光纖通信有了巨大進步和革新，尤其是在上世紀90年代，光纖通信系統迎來其發展高峰期，大量的技術和設備被研發出來，解決了線路中的電子瓶頸，通信窗口也迅速移到1550nm。到今天，光波分復用技術的發明又為光纖通信系統帶來新的發展面貌。
1.2在光纖通信系統中的應用第一，在接入網中的應用。光纖接入網的接入方式可分為無源接入和有源接入兩種，其中，無源光網絡是一種非常優質的接入方式，具有低成本、光纖少、中心局終端少、雷電影響小、電磁干擾少等優點，后期的運營維護成本也較少，其擴展性強，能隨著技術的發展而升級改造。帶寬大、傳輸距離可達20km。正是由于諸多的優點無源光網絡接入方式成為光纖接入網的首選接入方式，其中，上行接入技術乃技術關鍵點和難點，不能采用以往的以太網CSMA/CD媒體接入控制方式進行上行接入，可以將光波分復用技術應用到其中，進行上行接入。基于光波分復用技術的波分多址上行接入方式以波長為用戶端ONU的標識，實現上行接入，具有較大的帶寬，能充分利用光纖的大帶寬，實現對稱寬帶接入。同時，該種接入方式還能有效解決ONU測距、快速比特同步等困難，在網絡管理和系統升級方面具有顯著優勢。隨著光波分復用技術的發展，光波分復用器材價格越來越低，性能越來越優，這有效推動了無源光網絡的發展。第二，在城域網建設中的應用。傳統電信城域網無法適應數據業務突變性特點，承載多業務的帶寬效率低。因此，當前城域網發展的目標為面向數據和多媒體業務應用的IP優化網絡。基于IP和光波分復用技術建設的城域網成為新型城域網的主要方案，其采用IPoverWDM傳輸技術，就是使IP數據包直接在光路上跑，減少網絡層之間的冗余部分，該方法省去了中間的ATM層和SDH層，傳輸效率高、運行成本低，用戶網絡費用少，非常適合于城域網建設。從通信協議角度來講，該方案的網絡結構層次為IP業務層和光網絡層，光網絡層又可以分成光網絡適配子層、光復用子層、光傳輸子層，其中，光復用子層為核心，它完成光復用協議的相關內容，復用帶寬、保護線路、定位故障點。該方案有效應用了光纖的巨大帶寬資源，提高帶寬和傳輸速率，實現數據格式、調制方式的透明化，實現與現有通信網的兼容，支持網絡升級，具有極高的推廣性和生存性。同時，該方案也有一定缺點，網絡管理與其傳輸的信號和網管分離開來，只是點對點的拓撲結構方式，沒有實現真正意義上的光網絡。在光纖通信系統中，若沒有應用光波分復用技術，則需要多投入n-1根光纖，若光纖通信方式為多個用戶協同工作，則適用光波分復用技術能更好突出光波分復用技術的優勢，實現單根光纖傳輸容量成幾倍乃至幾十倍的增長，更好利用現有的光纖帶寬資源。在遠距離運輸中，適用WDM技術有助于節省大量光纖，降低光纖通信系統的開發建設成本。WDM以波長路由代替傳統電子信號路由，以解復用器代替光電轉換交換器，消除延遲轉發等瓶頸問題，保證傳輸的透明性。總而言之，光波分復用技術在光纖通信系統中有廣闊的應用空間，能帶來良好的應用效果，值得大力推廣。
1.3光波分復用技術的發展趨勢隨著光波分復用技術的發展和應用，光纖通信朝著高速率、大傳輸容量方向發展，光纖通信對光波分復用技術提出更高要求，進一步推動光波分復用技術的發展。作為一種對米元件依賴性強的技術，未來的WDM技術發展方向是研發出更多新的、性能更好的米元件，開發低價的小型集成光元件，如：放大器、光交叉連接器、光分插復用器、濾波器、信號調節器、光存儲器等。其實現互通性和標準化服務，還必須實現傳輸協議和網關標準的規范化。伴隨著光纖通信系統的發展，以WDM為基礎的光網絡層將逐步實現全光網絡連接，實現用戶與光纖通信網絡的親密接觸，到時候，人們可以利用WDM技術實現可視電視、可視會議、遠程技術等支援，進行語音、數據、圖像等多媒體信息的傳輸、處理和交換。簡單來說，WDM技術的完善將推動廣電數字網絡的發展，用戶對廣電數字網絡的需求又成為WDM發展的巨大推動力。WDM技術第一次實現了電信號到光信號的轉換，它標志著光通信時代的到來。當前的研究重點是密集波分復用技術，其商用水平為320Gbit/s，也就是說，一對光纖可傳送400萬話路，商用系統的傳輸能力僅是單根光纖傳輸容量的百分之一。在光纖網絡中，FTTH解決的是光纖通信“最后一公里”的問題，日本、美國、韓國緊鑼密鼓的建設FTTH網絡，進行大規模建設，將光波分復用就似乎應用其中，發展成為今天的WDM-PON。在我國，FTTH網絡的技術越來越多，且理論也較為完善，但卻還媒體一項技術被認為是完善的技術，這個時候充分利用無源光網絡技術則是可行的一種選擇，推動光波分復用技術的發展，逐漸根據社會需求，采用WDM-PON方式建設FTTH網絡。
2結論
1.1光纖接入網技術
光纖接入網技術利用傳輸網絡實現用戶接入光纖，共同實現光纖接入網下信息傳輸效果的持續提升，實現了傳統信息傳輸的技術性突破，滿足人們對信息傳輸速度的需求。光纖用戶接入技術發展起著關鍵作用。FTTH是光纖接入網發展的一種最終形式，光纖接入網以光網絡單位（0NU）的位置所在，分為FTTH、光纖到大樓（FTTB）、光纖到駐地（FTTP）、光纖到路邊(FTTC)等幾種情況。目前，以”千兆到小區、百兆到大樓、十兆到用戶”為基礎的光纖+五類纜接入方式（FTTx+LAN）非常適合我國國情。它適用于用戶相對集中的小區、大專院校、企事業單位及人口密集的鄉鎮。這種光纖接入方式的上傳和下傳帶寬，能夠實現高速上網或企業局域網間的高速互聯，滿足不同客戶群體對不同速率的需求。
1.2光纖波分復用技術
光纖波分復用技術是現代信息技術發展的重要組成部分，充分表現了現代光纖通信技術發展的主要特點。在ITU-T標準中，通過引入控制層面，使網絡具有自動連接建立和修改功能，以及提高連接恢復能力。光纖網絡控制層面本身能夠支撐不同的技術，不同的業務需求及不同的功能組合。光纖波分復用技術主要是應用波分復用器對廣信信息傳輸出現的損耗進行控制，保證寬帶資源的有效獲取。同時在光波頻率根據波長的不同情況對光纖損耗情況進行獨立性信息發送，充分發揮波分復用器的效果將信息數據進行整合。波分復用器能夠將不同信號波長進行傳輸，承載電信光纖通信技術優勢。
1.3光聯網的實現
目前，在擴充骨干網、迅速普及應用DWDM系統的驅動下，我國光網絡市場已出現巨大變化，光傳送網的角色由原來大容量帶寬傳送轉變為提供端到端的服務連接。電信運營商在電路交換轉變為分組交換過程中，在光層網絡同時實現了傳輸功能和交換功能，而全光網絡以其良好的透明性、波長路由特性、兼容性和可擴展性，成為下一代高速（超高速）寬帶網絡的首選。光纖接入網技術和光纖波分復用技術的創新推廣應用中，光分插復用器（OADM）和光交叉連接設備（OXC）的成功研制，使得二者能夠在基礎通信設備基礎上實現光路交叉，為光聯網起步奠定堅實基礎，能夠進一步擴充網絡系統，提升網絡系統的透明性，使全光聯網成為可能，掀起了SDH電聯網之后又一次新的光通信發展，建設一個最大透明、高度靈活的和超大容量的國家骨干網絡不僅可以為未來的國家信息基礎設施（NII）奠定一個堅實的物理基礎，而且對應我國信息產業和國民經濟騰飛及國家安全有極其重要的戰略意義。
1.4全新一代光纖
全新一代光纖是新時期電信光纖通信技術應用的核心內容。新的光傳輸網分為三層：光通路層（Och）支持終端到終端的傳送客戶信號。OMS光復用層把許多光波復用到一起后傳動到光纖中。OTS光傳送層把客戶信號映射到單一的光道，再將許多單一的光道復用在一起后送上光纖。全新一代光纖具有頻帶寬通信容量大、損耗低，中繼距離長、抗電磁干擾、無串音保密性好等優勢特點。根據電信網絡服內容不同，創新了傳統光纖發展模式，呈現出大容量、長距離傳輸等優勢。
二、電信光纖通信技術發展趨勢的優勢分析
伴隨中國城鎮化等宏觀經濟政策調整，我國城鄉每年舊城改造和新屋建設達到20多億平方米，至少可以容納2000萬戶新居或數百萬個企業，為光寬網建設提供了幾乎海量的外在條件。伴隨信息華社會的發展，人們隨時隨地辦公、生活、學習、購物、娛樂的內在需求日益凸現，建設安全的全光信息網絡已經提升為國家戰略。科學技術水平提升使電信光纖通信技術提供的服務質量能夠不斷的滿足人們的要求。電信光纖通信技術發展趨勢優勢明顯，傳輸速度快、傳輸容量擴大，并且在長距離下實現信息容量提升、完善全光網絡系統。在未來電信光纖通信技術發展狀況下信息數據傳輸水平會在網絡系統發展下實現高速發展。電信光纖通信技術發展具有重要的現實應用意義。
2.1全光網絡
電信光纖通信技術發展中全光網絡是重要的組成部分，同時也是電信光纖通信技術應用的關鍵核心，是人們對網絡信息技術需求發展的表現。全光網絡(ASON)在路由和信令控制下，完成自動交換連接功能。它首次將信令和選路引入傳送網，通過智能的控制層面來建立呼叫和連接，實現了真正意義上的路由設置、端到端業務調度和網絡自動恢復。探究全光網絡特點對電信光纖通信技術進行研究，能夠更好的實現電信光纖通信技術應用的全面發展。我國對電信光纖通信技術不斷進行研究，創新了技術發展模式，在應用上取得了較大發展。伴隨國務院《“寬帶中國”戰略及實施方案》的推進，聯通等通信運營商加大力度推行“城鄉一體化”光網改造工程，通過全光網絡的方式向寬帶中國目標靠近，不斷地滿足社會對現代網絡光纖通信技術的應用需求。
2.2多業務承載能力
新時期為了進一步促進電信市場的發展，需要對電信市場發展模式進行改革創新，對運營模式進行重組改制，實現電信業務多元化發展。網絡系統光纖接入技術的應用能夠承載更多的業務項目，強化基礎型承載業務水平，移動基站回傳、語音等服務都是多業務承載能力提升的重點內容。從提高傳輸通道變為提高光業務的解決方案，使光網絡能夠提高多種高質量的帶寬應用與服務，包括：1、OVPN;2、業務SLA;3、帶寬出租、帶寬批發、帶寬貿易、實時計費；4、流量工程；5、分布式恢復；6、SPC（軟永久連接）/SC（交換連接）/PC（永久連接）。傳統接入網系統主要采用對接式網絡結構，這種模式在一定程度上提升了運營系統管理成本投入，使網絡系統建設經濟效益受到影響。高接入帶寬接入網應用之后能夠更好的使系統與網絡進行融合，實現網絡系統高效運行，建立統一系統應用平臺。電信光纖接入技術促進多業務承載能力的同時保證了系統客戶的應用安全有效性，業務發展保證服務水平質量提升，同時能夠承載更多的系統業務，并且針對個人系統應用要求強化電信光纖通信技術。除此之外，還能夠提供高可靠性接入、高精度時鐘傳送、有效滿足針對移動基站的回傳業務。
三、結束語
關鍵詞:光纖通信技術；優勢；接入技術
0引言
近年來隨著傳輸技術和交換技術的不斷進步，核心網已經基本實現了光纖化、數字化和寬帶化。同時，隨著業務的迅速增長和多媒體業務的日益豐富，使得用戶住宅網的業務需求也不只局限于原來的語音業務，數據和多媒體業務的需求已經成為不可阻擋的趨勢，現有的語音業務接入網越來越成為制約信息高速公路建設的瓶頸，成為發展寬帶綜合業務數字網的障礙。
1光纖通信技術定義
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信力式。在光纖通信系統中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路，光纖之間的中繞非常小，光波在光纖中傳輸，不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽，光纖的芯很細，由多芯組成光纜的直徑也很小，所以用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題。
2光纖通信技術優勢
2.1頻帶極寬，通信容量大
光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，光纖通信系統的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。散波長窗口，單模光纖具有幾十GHz·km的寬帶。對于單波長光纖通信系統，由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量，特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。采用密集波分復術可以擴大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目前，單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps，采用密集波分復術實現的多波長傳輸系統的傳輸速率已經達到單波長傳輸系統的數百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業務網的首選介質。
2.2損耗低，中繼距離長目前，實用的光纖通信系統使用的光纖多為石英光纖，此類光纖損耗可低于0.20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低，因此，由其組成的光纖通信系統的中繼距離也較其他介質構成的系統長得多。
如果將來采用非石英系統極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統可以跨越更大的無中繼距離;對于一個長途傳輸線路，由于中繼站數目的減少，系統成本和復雜性可大大降低。目前，由石英光纖組成的光纖通信系統最大中繼距離可達200多km，由非石英系極低損耗光纖組成的通信系至數公里，這對于降低通信系統的成本、提高可靠性和穩定性具有特別重要的意義。
2.3抗電磁干擾能力強我們知道光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜。它是一種非導電的介質，交變電磁波在其中不會產生感生電動勢，即不會產生與信號無關的噪聲。這樣，就是把它平行鋪設到高壓電線和電氣鐵路附近，也不會受到電磁干擾。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統特別有利。
2.4光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設光纖的芯徑很細，約為0.1mm，由多芯光纖組成光纜的直徑也很小，8芯光纜的橫截面直徑約為10mm，而標準同軸電纜為47mm。這樣采用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題，節約了地下管道建設投資。此外，光纖的重量輕，柔韌性好，光纜的重量要比電纜輕得多，在飛機、宇宙飛船和人造衛星上使用光纖通信可以減輕飛機、輪船、飛船的重量，顯得更有意義。還有，光纖柔軟可繞，容易成束，能得到直徑小的高密度光纜。
2.5保密性能好對通信系統的重要要求之一是保密性好。然而，隨著科學技術的發展，電通信方式很容易被人竊聽，只要在明線或電纜附近設置一個特別的接收裝置，就可以獲取明線或電纜中傳送的信息，更不用去說無線通信方式。
光纖通信與電通信不同，由于光纖的特殊設計，光纖中傳送的光波被限制在光纖的纖芯和包層附近傳送，很少會跑到光纖之外。即使在彎曲半徑很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的。并且成纜以后光纖在外面包有金屬做的防潮層和橡膠材料的護套，這些均是不透光的，因此，泄漏到光纜外的光幾乎沒有。更何況長途光纜和中繼光纜一般均埋于地下。所以光纖的保密性能好。此外，由于光纖中的光信號一般不會泄漏，因此電通信中常見的線路之間的串話現象也可忽略。
3光纖接入技術
隨著通信業務量的不斷增加，業務種類也更加豐富，人們不僅需要語音業務，高速數據、高保真音樂、互動視頻等多媒體業務也已經得到了更多用戶的青睞。光纖接入網可分為有源光網絡A(ON)和無源光網絡((PON。)采用SDH技術、ATM技術、以太網技術在光接入網系統中稱為有源光網絡。若光配線網(ODN全)部由無源器件組成，不包括任何有源節點，則這種光接入網就是無源光網絡。
現階段，無源光網絡P(ON)技術是實現FT－Tx的主流技術。典型的PON系統由局側OLT光(線路終端)、用戶側ONUO/NT(光網絡單元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配網絡)組成。PON技術可節省主干光纖資源和網絡層次，在長距離傳輸條件夏可提供雙向高帶寬能力，接入業務種類豐富，運維成本大幅降低，適合于用戶區域較分散而每一區域內用戶又相對集中的小面積密集用戶地區。
為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，由于光纖到達置的不同，有FTB、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。我國從2003年起，在“863”項目的推動下，開始了FTTH的應用和推廣工作。迄今已經在30多個城市建立了試驗網和試商用網，包括居民用戶、企業用戶、網吧等多種應用類型，也包括運營商主導、駐地網運營商主導、企業主導、房地產開發商主導和政府主導等多種模式，發展勢頭良好。不少城市制定了FTTH的技術標準和建設標準，有的城市還制門了相應的優惠政策，這此都為FTTH在我國的發展創造了良好的條件。
在FTTH應用中，主要采用兩種技術，即點到點的P2P技術和點到多點的xPON技術，亦可稱為光纖有源接入技術和光纖無源接入技術。P2P技術主要采用通常所說的MC(媒介轉換器)實現用戶和局端的自接連接，它可以為用戶提供高帶寬的接入。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。
光纖通信的誕生與發展是電信史上的一次重要革命。光纖從提出理論到技術實現和今天的高速光纖通信也不過幾十年的時間。從國外的發展歷程我們可以看出，20世紀60年代中期，所研制的最好的光纖損耗在400分貝以上，1966年英國標準電信研究所高錕及Hockham從理論上預言光纖損耗可降至20分貝/千米以下，日本于1969年研制出第一根通信用光纖損耗為100分貝/千米，1970年康寧公司(Corning)采用“粉末法”先后獲得了損耗低于20分貝／千米和4分貝/千米的低損耗石英光纖，1974年貝爾實驗室(Bell)采用改進的化學汽相沉積法制出性能優于康寧公司的光纖產品。到1979年，摻鍺石英光纖在1.55千米處的損耗已經降到0.2分貝/千米，這一數值已經十分接近由Rayleigh散射所決定的石英光纖理論損耗極限。
目前國內光纖光纜的生產能力過剩，供大于求。特種光纖如FTTH用光纖仍需進口，但總量不大，國內生產光纖光纜價格與國際市場沒有差別，成本無法再降，已經是零利潤，在國際市場沒有太強競爭力，出口量很小。二十年來的光技術的兩個主要發展，WDM和PON，這兩個已經相對比較成熟。多業務傳輸發展平臺兩個方面，一方面是更有效承載以太網業務、數據業務，另一方面是向業務方面發展。AS0N的現狀是目前的系統只是在設備中，或是在網絡中實現了一些功能，但是一些核心作用還沒有達到。
二、光纖通信技術的趨勢及展望
目前在光通信領域有幾個發展熱點即超高速傳輸系統、超大容量WDM系統、光傳送聯網技術、新一代的光纖、IPoverOptical以及光接入網技術。
（一）向超高速系統的發展
目前10Gbps系統已開始大批量裝備網絡，主要在北美，在歐洲、日本和澳大利亞也已開始大量應用。但是，10Gbps系統對于光纜極化模色散比較敏感，而已經鋪設的光纜并不一定都能滿足開通和使用10Gbps系統的要求，需要實際測試，驗證合格后才能安裝開通。它的比較現實的出路是轉向光的復用方式。光復用方式有很多種，但目前只有波分復用(WDM)方式進入了大規模商用階段，而其它方式尚處于試驗研究階段。
（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率低于1％，還有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級光纖上傳送，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。基于WDM應用的巨大好處及近幾年來技術上的重大突破和市場的驅動，波分復用系統發展十分迅速。目前全球實際鋪設的WDM系統已超過3000個，而實用化系統的最大容量已達320Gbps(2×16×10Gbps)，美國朗訊公司已宣布將推出80個波長的WDM系統，其總容量可達200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。實驗室的最高水平則已達到2.6Tbps(13×20Gbps)。預計不久的將來，實用化系統的容量即可達到1Tbps的水平。
（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，光光聯網既可以實現超大容量光網絡和網絡擴展性、重構性、透明性，又允許網絡的節點數和業務量的不斷增長、互連任何系統和不同制式的信號。
由于光聯網具有潛在的巨大優勢，美歐日等發達國家投入了大量的人力、物力和財力進行預研，特別是美國國防部預研局(DARPA)資助了一系列光聯網項目。光聯網已經成為繼SDH電聯網以后的又一新的光通信發展。建設一個最大透明的、高度靈活的和超大容量的國家骨干光網絡，不僅可以為未來的國家信息基礎設施(NJJ)奠定一個堅實的物理基礎，而且也對我國下一世紀的信息產業和國民經濟的騰飛以及國家的安全有極其重要的戰略意義。
（四）開發新代的光纖
傳統的G.652單模光纖在適應上述超高速長距離傳送網絡的發展需要方面已暴露出力不從心的態勢，開發新型光纖已成為開發下一代網絡基礎設施的重要組成部分。目前，為了適應干線網和城域網的不同發展需要，已出現了兩種不同的新型光纖，即非零色散光(G.655光纖)和無水吸收峰光纖(全波光纖)。其中，全波光纖將是以后開發的重點，也是現在研究的熱點。從長遠來看，BPON技術無可爭議地將是未來寬帶接入技術的發展方向，但從當前技術發展、成本及應用需求的實際狀況看，它距離實現廣泛應用于電信接入網絡這一最終目標還會有一個較長的發展過程。
（五）IPoverSDH與IpoverOptical
以lP業務為主的數據業務是當前世界信息業發展的主要推動力，因而能否有效地支持JP業務已成為新技術能否有長遠技術壽命的標志。目前，ATM和SDH均能支持lP，分別稱為IPoverATM和IPoverSDH兩者各有千秋。但從長遠看，當IP業務量逐漸增加，需要高于2．4吉位每秒的鏈路容量時，則有可能最終會省掉中間的SDH層，IP直接在光路上跑，形成十分簡單統一的IP網結構(IPoverOptical)。三種IP傳送技術都將在電信網發展的不同時期和網絡的不同部分發揮自己應有的歷史作用。但從面向未來的視角看。IPoverOptical將是最具長遠生命力的技術。特別是隨著IP業務逐漸成為網絡的主導業務后，這種對JP業務最理想的傳送技術將會成為未來網絡特別是骨干網的主導傳送技術。
（六）解決全網瓶頸的手段一光接入網
近幾年，網絡的核心部分發生了翻天覆地的變化，無論是交換，還是傳輸都己更新了好幾代。不久，網絡的這一部分將成為全數字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網絡，而另一方面，現存的接入網仍然是被雙絞線銅線主宰的(90％以上)、原始落后的模擬系統。兩者在技術上存在巨大的反差，制約全網的進一步發展。為了能從根本上徹底解決這一問題，必須大力發展光接入網技術。因為光接入網有以下幾個優點：（1）減少維護管理費用和故障率；（2）配合本地網絡結構的調整，減少節點，擴大覆蓋；（3）充分利用光纖化所帶來的一系列好處；（4）建設透明光網絡，迎接多媒體時代。
參考文獻：
[1]趙興富，現代光纖通信技術的發展與趨勢.電力系統通信[J].2005(11):27-28.
[2]韋樂平，光纖通信技術的發展與展望.電信技術[J].2006(11):13-17.
