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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(jīng)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(fā)展，WDM和PON，這兩個已經(jīng)相對比較成熟。多業(yè)務傳輸發(fā)展平臺兩個方面，一方面是更有效承載以太網(wǎng)業(yè)務、數(shù)據(jù)業(yè)務，另一方面是向業(yè)務方面發(fā)展。AS0N的現(xiàn)狀是目前的系統(tǒng)只是在設備中，或是在網(wǎng)絡中實現(xiàn)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(fā)展熱點即超高速傳輸系統(tǒng)、超大容量WDM系統(tǒng)、光傳送聯(lián)網(wǎng)技術、新一代的光纖、IPoverOptical以及光接入網(wǎng)技術。

（一）向超高速系統(tǒng)的發(fā)展

目前10Gbps系統(tǒng)已開始大批量裝備網(wǎng)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(tǒng)對于光纜極化模色散比較敏感，而已經(jīng)鋪設的光纜并不一定都能滿足開通和使用10Gbps系統(tǒng)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(xiàn)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(guī)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(tǒng)的演進

采用電的時分復用系統(tǒng)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(fā)掘。如果將多個發(fā)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?；赪DM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(tǒng)發(fā)展十分迅速。目前全球實際鋪設的WDM系統(tǒng)已超過3000個，而實用化系統(tǒng)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(tǒng)，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(tǒng)的容量即可達到1Tbps的水平。

（三）實現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)

上述實用化的波分復用系統(tǒng)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(tǒng)，其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實現(xiàn)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(jù)這一基本思路，光光聯(lián)網(wǎng)既可以實現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡和網(wǎng)絡擴展性、重構性、透明性，又允許網(wǎng)絡的節(jié)點數(shù)和業(yè)務量的不斷增長、互連任何系統(tǒng)和不同制式的信號。

由于光聯(lián)網(wǎng)具有潛在的巨大優(yōu)勢，美歐日等發(fā)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(lián)網(wǎng)項目。光聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為繼SDH電聯(lián)網(wǎng)以后的又一新的光通信發(fā)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(wǎng)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(yè)和國民經(jīng)濟的騰飛以及國家的安全有極其重要的戰(zhàn)略意義。

（四）開發(fā)新代的光纖

傳統(tǒng)的G.652單模光纖在適應上述超高速長距離傳送網(wǎng)絡的發(fā)展需要方面已暴露出力不從心的態(tài)勢，開發(fā)新型光纖已成為開發(fā)下一代網(wǎng)絡基礎設施的重要組成部分。目前，為了適應干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的不同發(fā)展需要，已出現(xiàn)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(fā)的重點，也是現(xiàn)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(fā)展方向，但從當前技術發(fā)展、成本及應用需求的實際狀況看，它距離實現(xiàn)廣泛應用于電信接入網(wǎng)絡這一最終目標還會有一個較長的發(fā)展過程。

（五）IPoverSDH與IpoverOptical

以lP業(yè)務為主的數(shù)據(jù)業(yè)務是當前世界信息業(yè)發(fā)展的主要推動力，因而能否有效地支持JP業(yè)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(yè)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(tǒng)一的IP網(wǎng)結構(IPoverOptical)。三種IP傳送技術都將在電信網(wǎng)發(fā)展的不同時期和網(wǎng)絡的不同部分發(fā)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(yè)務逐漸成為網(wǎng)絡的主導業(yè)務后，這種對JP業(yè)務最理想的傳送技術將會成為未來網(wǎng)絡特別是骨干網(wǎng)的主導傳送技術。

（六）解決全網(wǎng)瓶頸的手段一光接入網(wǎng)

近幾年，網(wǎng)絡的核心部分發(fā)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(wǎng)絡的這一部分將成為全數(shù)字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網(wǎng)絡，而另一方面，現(xiàn)存的接入網(wǎng)仍然是被雙絞線銅線主宰的(90％以上)、原始落后的模擬系統(tǒng)。兩者在技術上存在巨大的反差，制約全網(wǎng)的進一步發(fā)展。為了能從根本上徹底解決這一問題，必須大力發(fā)展光接入網(wǎng)技術。因為光接入網(wǎng)有以下幾個優(yōu)點：（1）減少維護管理費用和故障率；（2）配合本地網(wǎng)絡結構的調整，減少節(jié)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(wǎng)絡，迎接多媒體時代。

參考文獻：

[1]趙興富，現(xiàn)代光纖通信技術的發(fā)展與趨勢.電力系統(tǒng)通信[J].2005(11):27-28.

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光纖通信的發(fā)展趨勢

1、光纖到家庭(FTTH)的發(fā)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(xiàn)信息社會有重要作用,還需要大規(guī)模推廣和建設。FTTH所需要的光纖可能是現(xiàn)有已敷光纖的2～3倍。過去由于FTTH成本高,缺少寬帶視頻業(yè)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(fā)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(fā)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(wǎng)絡。日本NTT發(fā)展FTTH最早,現(xiàn)在已經(jīng)有近200萬用戶。目前中國FTTH處于試點階段。

FTTH[遇到的挑戰(zhàn):現(xiàn)在廣泛采用的ADSL技術提供寬帶業(yè)務尚有一定優(yōu)勢。與FTTH相比:①價格便宜②利用原有銅線網(wǎng)使工程建設簡單③對于目前1Mbps—500kbps影視節(jié)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(fā)展的寬帶業(yè)務,如:網(wǎng)上教育,網(wǎng)上辦公,會議電視,網(wǎng)上游戲,遠程診療等雙向業(yè)務和HDTV高清數(shù)字電視,上下行傳輸不對稱的業(yè)務,AD8L就難以滿足。尤其是HDTV,經(jīng)過壓縮,目前其傳輸速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技術開發(fā),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(yè)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(wǎng)絡兩大類。

F2P方案一一優(yōu)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(qū)安置1個匯總用戶的有源節(jié)點。

PON方案——優(yōu)點:無源網(wǎng)絡維護簡單;原則上可以節(jié)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(qū)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(wǎng)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(jīng)濟)。

PON有多種,一般有如下幾種:(1)APON:即ATM-PON,適合ATM交換網(wǎng)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(wǎng)技術的PON,0EPON是千兆畢以太網(wǎng)的PON。(5)WDM-PON:采用波分復用來區(qū)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(fā)達國家發(fā)展FTTH的計劃和技術方案,根據(jù)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(yōu)缺點前面已經(jīng)說過,目前比較經(jīng)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(wǎng)絡效率高;可以有電話,適合SDH網(wǎng)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(jù)用戶的具體情況不同而不同。

近來,無線接入技術發(fā)展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g協(xié)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(shù)據(jù)傳輸,包括:上下行數(shù)據(jù)和點播電視VOD的上行數(shù)據(jù),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(shù)據(jù)。這就形成“光纖到家庭+無線接入”(FTTH+無線接入)的家庭網(wǎng)絡。這種家庭網(wǎng)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(wǎng)WiMAX(1EEE802.16)覆蓋而可利用,那么可不必建設專用的WLAN。接入網(wǎng)采用無線是趨勢,但無線接入網(wǎng)仍需要密布于用戶臨近的光纖網(wǎng)來支撐,與FTTH相差無幾。FTTH+無線接入是未來的發(fā)展趨勢。

2、光交換的發(fā)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(wǎng)都是由金屬線纜構成的,傳輸?shù)氖请娮有盘?交換是采用電子交換機?，F(xiàn)在,通信網(wǎng)除了用戶末端一小段外,都是光纖,傳輸?shù)氖枪庑盘枴：侠淼姆椒☉摬捎霉饨粨Q。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(wǎng)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(jīng)濟的。正在開發(fā)大容量的光開關,以實現(xiàn)光交換網(wǎng)絡,特別是所謂ASON-自動交換光網(wǎng)絡。

通常在光網(wǎng)里傳輸?shù)男畔?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(xiàn)電子交換。而光交換可實現(xiàn)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(shù)據(jù)網(wǎng)中,信號以“包”的形式出現(xiàn),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(shù)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(xiàn)。目前,由于這些光開關的體積、功耗和集成度的限制,通路數(shù)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(fā)出MEM微電機光開關,其體積小到mm。已開發(fā)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(fā)送某1特定波長就可對某特定對象通信。實現(xiàn)光波長交換的關鍵是需要開發(fā)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(fā)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(tǒng)(corning)。采用光空分和光波分可構成非常靈活的光交換網(wǎng)。日本NTT在Chitose市進行了采用波長路由交換的現(xiàn)場試驗,半徑5公里,共有43個終端節(jié),(試用5個節(jié)點),速率為2.5Gbps。

自動交換的光網(wǎng),稱為ASON,是進一步發(fā)展的方向。

3、集成光電子器件的發(fā)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?shù)囊徊糠质切枰沂强梢约傻?。目前正在發(fā)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(xiàn)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(jiān)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(jīng)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(fā)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(yè)泡沫,使光纖通信產業(yè)生產規(guī)模爆炸性地發(fā)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(xiàn)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?

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與普通的通信相比，光纖的損耗率要低得多。目前，光纖的損耗可以低達0.2dB/km。中繼光放大器間距可達100多km，而傳統(tǒng)的銅電纜中繼放大器間距僅為幾百米到幾千米。因此，除了用戶到小站間仍使用銅電纜，其他通信網(wǎng)中包括電視網(wǎng)、跨海洋的網(wǎng)絡全部使用光纖通信。光纖通信在長距離傳輸中的優(yōu)勢非常明顯。目前光纖通信的最長通信距離達到10000m以上。

1.2抗干擾能力強

與其他光纜相比，光纖通信具有非常明顯的優(yōu)點———抗電磁干擾能力極強。光纖通信設備的主要成分是SiO的應用給光纖通信技術帶來無可比擬的優(yōu)勢。由于石英具有極強的抗腐蝕性和絕緣性，因此，應用到光纖通訊設備上使其同樣具有較強的抗干擾能力。光纖通信不會受到太陽黑子活動、電離層變化、雷電以及人為釋放的電磁等方面的干擾，這一特性使得光纖可以應用到軍事領域中。

1.3安全性和保密性高

因為光纖主要依靠光波的全反射原理進行傳輸，光信號完全被限制在包層內，光波泄露的現(xiàn)象很少發(fā)生。而且一個光纜內的很多光纖線之間也不會相互干擾，因此，光通信的抗干擾能力很強，保密性和安全性非常高。此外，光纖的重量很輕、體積較小，這樣既節(jié)省空間又使得設備的安裝非常方便。另外，用來制作光纖通信設備的原材料越來越豐富，而且價格低廉，穩(wěn)定性好，同時受環(huán)境溫度影響小，使用壽命很長。光纖通信技術這些優(yōu)勢使其在日常生活中的應用范圍和領域越來越廣。

2光纖通信技術在我國的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1普通單模光纖的現(xiàn)狀

光纖分為單模光纖和多模光纖兩大類。目前，普通單模光纖是我們生活中最常見的光纖。單模光纖只能傳輸一種模式的光，且對光源的譜寬及穩(wěn)定性都有較高的要求。隨著光纖通信技術的發(fā)展，單模光纖的傳輸距離和信息容量也在不斷增加，G652.A光纖的性能還能進一步優(yōu)化和提高。符合ITUTG654規(guī)定的截止波長的單模光纖和符合G653規(guī)定的單模光纖是對G652.A光纖進行了改進。

2.2接入網(wǎng)光纜的發(fā)展現(xiàn)狀

光纖接入網(wǎng)指的是以光纖為主要媒質實現(xiàn)接入網(wǎng)的信息傳送。光纖接入逐漸替代原有電纜，成為通信接入網(wǎng)未來重點的發(fā)展方向。接入網(wǎng)光纜的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在接入網(wǎng)的光纜距離不斷縮短、分支越來越多、分插頻繁等。通常情況下，接入網(wǎng)的光纜會采用增加光纖芯數(shù)的方式來增加網(wǎng)絡容量。尤其是城市的光纖管道，由于管道內徑有限制，只能通過增加管內光纖芯數(shù)和光纖的集裝密度來增加網(wǎng)絡容量，同時需要減輕光纜的重量，縮小光纜的直徑。通常，接入網(wǎng)光纖使用G652普通單模光纖或G652C低水峰的單模光纖，而前者在我國使用較多。

2.3室內光纜的發(fā)展現(xiàn)狀

室內光纜指的是光傳輸載體（光纖）經(jīng)過一定技術手段處理而形成的線纜，通常需要同時支持語音、數(shù)據(jù)以及視頻等信號傳輸。室內光纜主要包括綜合布線與局內光纜兩大部分。其中綜合布線的光纜一般供用戶使用，放置在室內用戶端，而局內光纜放在中心局或其他各類電信機房內。室內光纜結構的設計和應用容易受到建筑物本身的限制及光纜材料多樣化的影響，因此室內光纜相對復雜。雖然其抗拉度較小，保護層也較差，但是室內光纜仍然有經(jīng)濟、便捷、便于信息傳遞等自身優(yōu)勢。室內光纜傳輸信息速度很快，而且具有信號穩(wěn)定、清晰、強烈，抗干擾性好，信息流量大等優(yōu)點。

2.4通信光纜的發(fā)展現(xiàn)狀

通信光纜主要包括多根光纖芯和包層組成的纜芯、外保護層，屬于全介質光纜，是電力系統(tǒng)中最為理想的通信線路。通信光纜主要依靠電流傳輸信號，在數(shù)據(jù)信息傳輸方面具有一定優(yōu)勢，但是其傳輸信息量較小。ADSS光纜則因為其可以單獨布放，比較適用于電力通信領域。目前我國電力系統(tǒng)改造過程中廣泛應用ADSS光纜，但是我國通信光纜的產品結構和性能仍然需要進一步完善。

2.5塑料光纖的發(fā)展

塑料光纖在我國也得到了廣泛應用，其成本低廉、傳輸速度較快，是優(yōu)質的短距離信息傳輸介質。它主要利用光的全反射或者光在塑料纖維內的跳躍來進行傳輸，因此在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)領域有巨大的潛在市場。塑料光纖可以應用于海底。在海底進行鋪設時，海底光纖使用絕緣材料包裹導線，同時其兩端采用激光器，大大節(jié)約成本，相應的通話費用也有一定的減少。

3我國光纖通信技術在未來的發(fā)展趨勢

3.1超大的容量，超長的距離

超大容量、超長距離的傳輸技術在我國通信技術領域將有廣闊的應用前景。波分復用技術（WDM）通過增加單根光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)，大大提高光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量。目前1.6Tbit/s的光波分復用系統(tǒng)已經(jīng)大量商用，同時全光傳輸?shù)木嚯x也在逐漸增加。而光時分復用技術（OTDM）通過提高單信道速率來提高傳輸容量，使目前單信道最高速率達到640Gbit/s。要想進一步提高光纖通信的傳輸速度和傳輸容量，僅僅依靠光波分復用技術或光時分復用技術是很難實現(xiàn)的，必須同時結合光時分復用和光波分復用技術，只有這樣才能進一步提高光纖的傳輸速度和容量。

3.2光網(wǎng)絡智能化

智能化的光網(wǎng)絡是我國光纖通信技術未來非常重要的發(fā)展方向。近50年的發(fā)展歷程中，信息傳輸一直占據(jù)著光纖通信技術的主導地位。隨著計算機技術的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡技術和通信技術實現(xiàn)完美結合，進一步促進光網(wǎng)絡通信技術朝著更高更好的方向發(fā)展?，F(xiàn)代化的光網(wǎng)絡不僅能實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的傳輸，同時結合計算機控制技術、自動發(fā)現(xiàn)功能及更加完善的自我保護修復能力，真正形成智能化的光網(wǎng)絡。

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關鍵詞：光纖通信技術發(fā)展歷史現(xiàn)狀發(fā)展趨勢

1、導言

目前，在實際運用中相當有前途的一種通信技術之一，即光纖通信技術已成為現(xiàn)代化通信非常重要的支柱。作為全球新一代信息技術革命的重要標志之一，光纖通信技術已經(jīng)變?yōu)楫斀裥畔⑸鐣懈鞣N多樣且復雜的信息的主要傳輸媒介，并深刻的、廣泛的改變了信息網(wǎng)架構的整體面貌，以現(xiàn)代信息社會最堅實的通信基礎的身份，向世人展現(xiàn)了其無限美好的發(fā)展前景。

自上世紀光纖通信技術在全球問世以來，整個的信息通訊領域發(fā)生了本質的、革命性的變革，光纖通信技術以光波作為信息傳輸?shù)妮d體，以光纖硬件作為信息傳輸媒介，因為信息傳輸頻帶比較寬，所以它的主要特點是:通信達到了高速率和大容量，且損耗低、體積小、重量輕，還有抗電磁干擾和不易串音等一系列優(yōu)點，從而備受通信領域專業(yè)人士青睞，發(fā)展也異常迅猛。

2、光纖通信技術的發(fā)展歷史總結

近十幾年來，光纖通信技術有了長足的進展，其中的新技術也不斷被發(fā)掘，大大提高了傳統(tǒng)意義上的通信能力，這使得光纖通信技術在更大的范圍內得到了應用。

光纖通信技術是指把光波作為信息傳輸?shù)妮d波，以光纖作為信息傳輸?shù)拿浇椋瑢⑿畔⑦M行點對點發(fā)送的現(xiàn)代通信方式。光纖通信技術的誕生及深入發(fā)展是信息通信史上一次重要的改革。光纖通信技術從理論提出到工程領域的技術實現(xiàn)，再到今天高速光纖通信的實現(xiàn)，前后經(jīng)歷了幾十年的時間。

上世紀六十年代開始的光纖通信技術最開始起源于國外，當時研制的光纖損耗高達400分貝/千米，后來，英國標準電信研究所提出，在理論上光纖損耗能夠降低到20分貝/千米，然后，日本緊接著研制出通信光纖的損耗是100分貝/千米，康寧公司基于粉末法研制出了損耗在20分貝/千米以下的石英光纖，到最近的摻鍺石英光纖的損耗降低至0.2分貝/千米，已經(jīng)接近了石英光纖理論上提出的損耗極限。

由以上光纖通信技術的發(fā)展歷程，可以把光纖通信技術分為大致五個階段，即850納米波段的多模光波，到1310納米多模光纖，到1310納米單模光纖，再到1550納米單模光纖，最后是長距離進行傳輸?shù)墓饫w通信技術。

3、光纖通信技術的現(xiàn)狀研究

(1)光纖通信技術中的波分復用技術。即WDM，充分利用了單模光纖低損耗區(qū)的優(yōu)勢，獲得了大的帶寬資源。波分復用技術基于每一信道光波的頻率和波長不同等情況出發(fā)，把光纖的低損耗窗口規(guī)劃為許多個單獨的通信管道，并在發(fā)送端設置了波分復用器，將波長不同的信號集合到一起送入單根光纖中，再進行信息的傳輸，而接收端的波分復用器把這些承載著多種不同信號的、波長不同的光載波再進行分離。

（2)光纖通信技術中的光纖接入技術。光纖接入網(wǎng)技術是信息傳輸技術的一個嶄新的嘗試，它實現(xiàn)了普遍意義上的高速化信息傳輸，滿足了廣大民眾對信息傳輸速度的要求，主要由寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡和用戶接入兩部分組成。其中后者起著更為關鍵的作用，即FTTH(意思是光纖到戶)，作為光纖寬帶接入的最后環(huán)節(jié)，負責完成全光接入的重要任務，基于光纖寬帶的相關特性，為通信接收端的用戶提供了所需的不受限制的帶寬資源。

4、光纖通信技術的發(fā)展趨勢

下面介紹在未來將會大有發(fā)展的幾種光纖通信技術，如下圖1所示。

（1）光接入網(wǎng)通信技術的更進一步發(fā)展?，F(xiàn)存技術上的接入網(wǎng)依舊是雙絞線銅線的連接，仍然是原始的、落后的模擬系統(tǒng)，而網(wǎng)絡中的光接入技術的應用使其成為了全數(shù)字化的，且高度集成的智能化網(wǎng)絡。

光接入網(wǎng)通信技術所要達到的主要目標有:最大程度的使維護費用得到降低，故障率得到明顯下降;可以用于新設備的開發(fā)和新收入的不斷增加;與本地網(wǎng)絡相結合，達到減少節(jié)點數(shù)目和擴大覆蓋面范圍的目的;通過光網(wǎng)絡的建立，為多媒體時代的到來做好準備;另外，可以最大化的利用光纖本身的一些優(yōu)勢特點。

（2）光纖通信技術中光傳輸與交換技術的融合一光接入網(wǎng)通信技術的后延?；谏鲜龉饨尤刖W(wǎng)通訊技術的成熟發(fā)展，網(wǎng)絡的核心架構己經(jīng)得到了翻天覆地的改變，并正在日新月異的變化發(fā)展著，在交換和傳輸兩方面來講也都早已進行了好幾代的更新。光接入網(wǎng)技術和光輸與交換技術的融合技術，前者較后者在技術應用上有了一些技術上改進，從而也就提高了全網(wǎng)的往前的進一步有效發(fā)展，但此項技術相對來講仍不成熟。

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電力系統(tǒng)中的通信需要使用各種不同的設備，可是設備不同，接口的方式和轉換的方式也就不同了，例如，用戶線的延伸、中繼線的傳輸?shù)取３酥?，各種通信手段在電力系統(tǒng)中使用，增加了電力通信系統(tǒng)的復雜性。

1.2電力系統(tǒng)傳輸信息實時性強

電力通信系統(tǒng)中傳輸?shù)男畔⒂欣^電保護信號、話音信號、電力負荷檢測的信息和圖像等，這些信息的量不大，可是實時性很強。

1.3電力通信系統(tǒng)通信的范圍很廣

電力通信系統(tǒng)的主要服務對象有發(fā)電廠、供電局、變電站、電管所等，所以電力通信系統(tǒng)的通信系統(tǒng)非常的廣，對光纖技術提出了更高的要求。

1.4電力通信系統(tǒng)要求可靠性和靈活性較高的通信

電力系統(tǒng)對人們的生產和生活有很重要的影響，它的重要任務就是維持電力供應的穩(wěn)定。為了維持電力通信系統(tǒng)的正常運作，就要避免間斷或者突況的發(fā)生，所以要具有較高靈活性和可靠性的電力通信，為了滿足這種需求就要應用光纖通信。

1.5為了滿足電力通信系統(tǒng)的需求，通信技術要有很強的抗沖擊能力

電力系統(tǒng)如果突然發(fā)生故障，就會波及很大的范圍，造成通信的業(yè)務量短時間內增加很多，所以電力通信系統(tǒng)要求通信技術具備很強的抗沖擊能力，為了滿足這種需求，就要應用光纖通信。

2電力通信系統(tǒng)中經(jīng)常用的光纖

在我國，電力通信系統(tǒng)是不同的，想要建設一個光纖通信網(wǎng)是非常困難和復雜的，時代的發(fā)展對電力通信提出了更高的要求，在通信網(wǎng)中也就要求更加先進的光纖。目前經(jīng)常用的電力通信光纖有光纖復合地線、光纖復合相線等。

2.1光纖復合地線

光纖復合地線指的是電力傳輸線路中的地線中有一定的具有地線作用和光纖優(yōu)點，同時可靠性強和不需要進行特殊維護的管線單元。同時想要應用光纖復合線需要很大的投資，它主要應用于建設新線路和更新舊線路。主要作用就是防止輸電線路被雷擊，同時也可以通過地線中的光纖進行信息傳輸，將地線架空。

2.2自承式光纜

自承式光纜主要分為兩種，即金屬自承式光纜和全介質自承式光纜。全介質自承式光纜的質量很輕、直徑很小、結構式全絕緣的，尤其是它的光學性能非常的穩(wěn)定，就能夠降低停電造成的損失，這種光纖非常的特殊；金屬自承式光纜具有簡單的結構、較低的成本，應用與電力系統(tǒng)時不需要將短路電流和熱容量考慮在內。

2.3光纖復合地線

光纖復合地線指的是輸電線路中一種電力光纜，這種光纜將光纖單元復合在輸電線路相線中。光纖復合地線將電力系統(tǒng)的線路資源進行充分的利用，防止和外界發(fā)生矛盾，這是電力通信系統(tǒng)應用的一種新型光纜，對解決架空線路受限問題非常有效，也可以防止發(fā)生雷擊時間，除此之外，在使用光纖復合相線以后，使地線絕緣的運行更加穩(wěn)定，也節(jié)省了電能。

3對電力系統(tǒng)光纖通信網(wǎng)的維護

目前，電力系統(tǒng)中廣泛應用光纖通信技術，而光纖通信技術不斷加大網(wǎng)絡規(guī)模和網(wǎng)絡結構的復雜性。良好的維護電力系統(tǒng)光纖通信網(wǎng)是電力系統(tǒng)更加安全和可靠的保證。第一，要提高電力系統(tǒng)工作人員的專業(yè)技能和綜合素質，需要對他們就行全面的培訓；第二，積極引進先進設備，更新技術和設備，維持光纖通信網(wǎng)絡的正常運行。

4電力通信中光纖通信技術的發(fā)展方向

4.1光接入網(wǎng)

最近的幾年，網(wǎng)絡技術不斷的創(chuàng)新和發(fā)展，網(wǎng)絡的交換和傳輸不斷的更新?lián)Q代。將來，網(wǎng)絡的發(fā)展趨勢就是智能化網(wǎng)絡，具有網(wǎng)絡主宰、高度集成、數(shù)字化的特點。目前網(wǎng)絡的接入主要是通過雙絞線，雖然雙絞線具有較好的傳輸質量，可是和光纖還是存在很大的差距。如果應用光接入網(wǎng)，管理和維護網(wǎng)絡的成本就會降低，甚至可以建立光透明網(wǎng)絡，實現(xiàn)真正的多媒體。

4.2使用新型的光纖

現(xiàn)在，IP的業(yè)務量不斷增加，電信網(wǎng)絡也要不斷的創(chuàng)新和發(fā)展，光纖正是其發(fā)展的基礎。現(xiàn)在的信號傳輸都是遠距離，并且有很高的質量要求，原來的單模光纖已經(jīng)不能滿足發(fā)展的要求，所以對光纖進行開發(fā)和研究是電力系統(tǒng)發(fā)展的需要。目前，隨著不斷提高的干線網(wǎng)要求和不斷發(fā)展的城域網(wǎng)建設，兩種新型的光纖已經(jīng)得到社會各界的認可，這兩種分別是非零色散光纖和無水吸收峰光纖。因為光纖的先進性，他們的應用與發(fā)展也會非常廣泛。

4.3光聯(lián)網(wǎng)

光聯(lián)網(wǎng)以后光網(wǎng)絡具有很大的容量、很多的網(wǎng)絡節(jié)點、很大的網(wǎng)絡范圍，同時網(wǎng)絡的透明度也會增加，有效的將不同的信號連接起來，提高了網(wǎng)絡的靈活性。除此之外，網(wǎng)絡的恢復速度也會加快、恢復時間也會縮短，也不會影響電力系統(tǒng)的正常運行。很多發(fā)達國家已經(jīng)投入資金、人力和物力在光聯(lián)網(wǎng)之上，我國也將逐步邁向這條路。光聯(lián)網(wǎng)將會在將來的通信中發(fā)揮巨大的作用，促進電力通信的發(fā)展。

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（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?shù)那闆r下，可傳輸?shù)綆资镆陨稀?/p>

（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?shù)陌踩浴?/p>

（7）環(huán)繞性好、抗腐蝕能力強，在使用過程中，不會出現(xiàn)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(jù)我國電力通信的發(fā)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(wǎng)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(huán)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(tǒng)中最完美的電網(wǎng)通信傳輸介質，確保了電網(wǎng)通信的信號質量，使光纜傳輸效果得到大大提高。我國現(xiàn)代化建設中，ADSS(全介質自承光纜)在山區(qū)、跨度較大區(qū)域和雷電集中區(qū)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(yè)務不斷發(fā)展和開展新業(yè)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(yè)未來發(fā)展的重要研究方向。

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一、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?shù)耐ㄐ欧绞健？梢园压饫w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(fā)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(tǒng)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(fā)生信息傳播中的信息泄露現(xiàn)象；光纖很細，占用的體積小，這就解決了實施的空間問題。

二、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(tǒng)，由于終端設備的限制往往發(fā)揮不出帶寬大的優(yōu)勢。因此需要技術來增加傳輸?shù)娜萘?，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?shù)膿p耗還可以降到更低的水平。這就表明通過光纖通信系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)的施工成本，帶來更好的經(jīng)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(huán)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?shù)倪^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(fā)生串擾的現(xiàn)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(wěn)定性好、壽命長。正是因為光纖的這些優(yōu)點，光纖的應用范圍越來越廣。

三、不斷發(fā)展的光纖通信技術

3.1SDH系統(tǒng)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(xù)碼流，如PDH、SDH等。伴隨著科技的進步，特別是計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，傳輸數(shù)據(jù)也越來越大。分組信號與連續(xù)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(qū)別的。

3.2不斷增加的信道容量光通信系統(tǒng)能從PDH發(fā)展到SDH，從155Mb/s發(fā)展到lOGb/s，近來，4OGB/s已實現(xiàn)商品化。專家們在研究更大容量的，如160Gb/s(單波道)系統(tǒng)已經(jīng)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(tǒng)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(chuàng)造了條件。

3.4向城域網(wǎng)發(fā)展光傳輸目前正從骨干網(wǎng)向城域網(wǎng)發(fā)展，光傳輸逐漸靠近業(yè)務節(jié)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(wǎng)。作為業(yè)務節(jié)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(lián)網(wǎng)發(fā)展需求與下一代全光網(wǎng)絡發(fā)展趨勢近年來，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)發(fā)展迅速，IP業(yè)務也隨之火爆。研究表明，隨著IP業(yè)的迅速發(fā)展，通信業(yè)將面臨“洗牌”，并孕育著新技術的出現(xiàn)。隨著軟件控制的進一步開發(fā)和發(fā)展，現(xiàn)代的光通信正逐步向智能化發(fā)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(jié)點光交換技術、智能光聯(lián)網(wǎng)技術為核心，并面向IP互聯(lián)網(wǎng)應用的光波技術是目前光纖傳輸?shù)难芯繜狳c，而在以后，科學家還會繼續(xù)對這一領域的研究和開發(fā)。從未來的應用來看，光網(wǎng)絡將向著服務多元化和資源配置的方向發(fā)展，為了滿足客戶的需求，光纖通信的發(fā)展不僅要突破距離的限制，更要向智能化邁進。

四、光纖鏈路的現(xiàn)場測試

4.1現(xiàn)場測試的目的對光纖安裝現(xiàn)場測試是光纖鏈路安裝的必須措施，是保證電纜支持網(wǎng)絡協(xié)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(xiàn)場測試標準目前光纖鏈路現(xiàn)場測試標準分為兩大類：光纖系統(tǒng)標準和應用系統(tǒng)標準。①光纖系統(tǒng)標準：光纖系統(tǒng)標準是獨立于應用的光纖鏈路現(xiàn)場測試標準。對于不同的光纖系統(tǒng)，它的標準也不同。目前大多數(shù)的光纖鏈路現(xiàn)場檢測應用的就是這個標準。②光纖應用系統(tǒng)標準：光纖應用系統(tǒng)標準是基于安裝光纖的特定應用的光纖鏈路現(xiàn)場測試標準。這種測試的標準是固定的，不會因為光纖系統(tǒng)的不同而改變。

4.3光纖鏈路現(xiàn)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(shù)都是基本一致的。在光纖鏈路現(xiàn)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(tǒng)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(xiàn)場測試工具①光源：目前的光源主要有LED（發(fā)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(tǒng)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(fā)射端機或光網(wǎng)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(wěn)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(xù)性，并幫助評估光纖鏈路傳輸質量。③光時域反射計：OTDR根據(jù)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(xiàn)象，是由于光子在光纖中發(fā)生反射所引起的。

雖然目前光通信的容量已經(jīng)非常大，但仍有大量應用能力閑置，伴隨著社會經(jīng)濟和科學技術的進一步發(fā)展，對信息的需求也會隨之增加，并會超過現(xiàn)在的網(wǎng)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(jīng)濟社會發(fā)展的推動下，光通信一定會有更加長久的發(fā)展。

參考文獻：

[1]王磊，裴麗.光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來[J].中國科技信息.2006.(4).

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（2）跨段監(jiān)測和跨段故障掃描。通過對無源光器件或在光纜跨接處跳纖，就能夠實現(xiàn)監(jiān)測多段連續(xù)的光纖線路的遠距離在線或者空閑纖芯的工作，針對不同的監(jiān)測方式，則必須要根據(jù)實際的情況對檢測的方法進行重新的設計，以實現(xiàn)跨段監(jiān)測，在線監(jiān)測只能測試一段業(yè)務信號，不能實現(xiàn)跨段監(jiān)測，只能實現(xiàn)跨段故障掃描，當使用在線檢測模式的時候，由于OTDR故障檢測信號和業(yè)務信號共用纖芯，跨段設計需要在跨段點上增加兩套無源的波分復用設備（FCM），使測試信號可以旁路。上面介紹的所有的測試方法，空閑芯檢測方法不影響相關光纖的正常工作，也不會對相關的傳輸信號造成干擾，系統(tǒng)的穩(wěn)定性高，且構造比較簡單，性價比高，且空閑芯檢測支持跨段監(jiān)測和跨段故障掃描，能夠擴大監(jiān)測的范圍，因此，當前這種方法應用得最多。

2光纜通信監(jiān)測系統(tǒng)的硬件平臺

光纜通信檢測系統(tǒng)式整個電力通信網(wǎng)絡中一個非常重要的子系統(tǒng)，為了確保電力通信系統(tǒng)的正常運行，因此應該有一個個系統(tǒng)能夠對大規(guī)模的光纖網(wǎng)絡資源進行管理和維護，且應該支持多級管理和維護，以保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

（1）一級監(jiān)控中心。一級監(jiān)控中心主要負責大區(qū)域的監(jiān)測，去監(jiān)測多級多層的光纜網(wǎng)絡，并且要有一個與檢測規(guī)模相對應的監(jiān)測中心，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)可以將各級的監(jiān)控中心有效的連接起來，并且將他們各自監(jiān)測到數(shù)據(jù)傳送到總的監(jiān)測中心，然后對故障進行分析判斷，并生成統(tǒng)計報表。

（2）二級監(jiān)控中心是一級監(jiān)控中心下面的一個子系統(tǒng)，它主要負責一定區(qū)域內的光纖通信監(jiān)測系統(tǒng)，對這個區(qū)域之內的光纜網(wǎng)絡進行自動的監(jiān)測、進行故障定位、數(shù)據(jù)管理等，并且接收來自相關監(jiān)測站點的告警信號和相關的數(shù)據(jù)，對發(fā)生的故障進行有效的統(tǒng)計和處理，并且生成報表。

（3）遠方監(jiān)測單元。遠方監(jiān)測單元主要是實現(xiàn)對相關纖芯的監(jiān)測，并對監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行采集，然后根據(jù)采集的數(shù)據(jù)繪制出數(shù)據(jù)曲線，然后進行初級的分析，根據(jù)分析的結果對光纜線路進行遠程的控制等工作，通過DCN與上一級別的監(jiān)控中心數(shù)據(jù)服務器的通信，支持上級監(jiān)測中心對本監(jiān)測站的光纜和RTU設備實施監(jiān)測和管理功能。主控單元：主控制單元主要指的是遠方監(jiān)測單元的主控制板，或者是負責遠方監(jiān)測單元監(jiān)測控制和數(shù)據(jù)通信的一個服務中心，它具有網(wǎng)絡接口，以便于更好的進行數(shù)據(jù)的交換，進行遠程測試等工作；光切換單元：主要有兩種，分別是機械式光路切管開關和電磁式光路切管開關，機械式光路切管開關穩(wěn)定性好，且抗干擾，但是它的精度比較低，電磁式光路切管開關精度高、體積小、抗震性好，且不耗電不發(fā)熱，對于降低整個遠方監(jiān)測單元的發(fā)熱有幫助。

（4）光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的最大監(jiān)測距離計算。實際上，光纜自動檢測系統(tǒng)的最大監(jiān)測距離就是OTRD的極限有效檢測距離，因為在傳輸?shù)倪^程中可能會有光纜熔接頭損耗、傳輸衰耗等因素，所以它的最大有效傳輸距離應該考慮這些因素。

（5）波分復用模塊。波分復用模塊主要是由光合波器和光濾波器等這些光纖被動元件組成的，針對和纖在線測試方式，F(xiàn)CM可以將OTDR故障掃描信號波與業(yè)務信號波耦合在一起注入到受測光纖中。通過在遠端光纜交叉點上設置FCM，可以實現(xiàn)跨段在線故障掃描。

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1.2在光纖通信系統(tǒng)中的應用第一，在接入網(wǎng)中的應用。光纖接入網(wǎng)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(wǎng)絡是一種非常優(yōu)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(yōu)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(fā)展而升級改造。帶寬大、傳輸距離可達20km。正是由于諸多的優(yōu)點無源光網(wǎng)絡接入方式成為光纖接入網(wǎng)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(wǎng)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(xiàn)上行接入，具有較大的帶寬，能充分利用光纖的大帶寬，實現(xiàn)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(wǎng)絡管理和系統(tǒng)升級方面具有顯著優(yōu)勢。隨著光波分復用技術的發(fā)展，光波分復用器材價格越來越低，性能越來越優(yōu)，這有效推動了無源光網(wǎng)絡的發(fā)展。第二，在城域網(wǎng)建設中的應用。傳統(tǒng)電信城域網(wǎng)無法適應數(shù)據(jù)業(yè)務突變性特點，承載多業(yè)務的帶寬效率低。因此，當前城域網(wǎng)發(fā)展的目標為面向數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務應用的IP優(yōu)化網(wǎng)絡?；贗P和光波分復用技術建設的城域網(wǎng)成為新型城域網(wǎng)的主要方案，其采用IPoverWDM傳輸技術，就是使IP數(shù)據(jù)包直接在光路上跑，減少網(wǎng)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(wǎng)絡費用少，非常適合于城域網(wǎng)建設。從通信協(xié)議角度來講，該方案的網(wǎng)絡結構層次為IP業(yè)務層和光網(wǎng)絡層，光網(wǎng)絡層又可以分成光網(wǎng)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(xié)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(xiàn)數(shù)據(jù)格式、調制方式的透明化，實現(xiàn)與現(xiàn)有通信網(wǎng)的兼容，支持網(wǎng)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(wǎng)絡管理與其傳輸?shù)男盘柡途W(wǎng)管分離開來，只是點對點的拓撲結構方式，沒有實現(xiàn)真正意義上的光網(wǎng)絡。在光纖通信系統(tǒng)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(xié)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(yōu)勢，實現(xiàn)單根光纖傳輸容量成幾倍乃至幾十倍的增長，更好利用現(xiàn)有的光纖帶寬資源。在遠距離運輸中，適用WDM技術有助于節(jié)省大量光纖，降低光纖通信系統(tǒng)的開發(fā)建設成本。WDM以波長路由代替?zhèn)鹘y(tǒng)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(fā)等瓶頸問題，保證傳輸?shù)耐该餍??？偠灾?，光波分復用技術在光纖通信系統(tǒng)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(fā)展趨勢隨著光波分復用技術的發(fā)展和應用，光纖通信朝著高速率、大傳輸容量方向發(fā)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(fā)展。作為一種對米元件依賴性強的技術，未來的WDM技術發(fā)展方向是研發(fā)出更多新的、性能更好的米元件，開發(fā)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(jié)器、光存儲器等。其實現(xiàn)互通性和標準化服務，還必須實現(xiàn)傳輸協(xié)議和網(wǎng)關標準的規(guī)范化。伴隨著光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展，以WDM為基礎的光網(wǎng)絡層將逐步實現(xiàn)全光網(wǎng)絡連接，實現(xiàn)用戶與光纖通信網(wǎng)絡的親密接觸，到時候，人們可以利用WDM技術實現(xiàn)可視電視、可視會議、遠程技術等支援，進行語音、數(shù)據(jù)、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(shù)字網(wǎng)絡的發(fā)展，用戶對廣電數(shù)字網(wǎng)絡的需求又成為WDM發(fā)展的巨大推動力。WDM技術第一次實現(xiàn)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(tǒng)的傳輸能力僅是單根光纖傳輸容量的百分之一。在光纖網(wǎng)絡中，F(xiàn)TTH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(wǎng)絡，進行大規(guī)模建設，將光波分復用就似乎應用其中，發(fā)展成為今天的WDM-PON。在我國，F(xiàn)TTH網(wǎng)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(wǎng)絡技術則是可行的一種選擇，推動光波分復用技術的發(fā)展，逐漸根據(jù)社會需求，采用WDM-PON方式建設FTTH網(wǎng)絡。

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    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?shù)耐ㄐ欧绞?。在光纖通信系統(tǒng)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,光纖之間的串繞非常小;光波在光纖中傳輸,不會因為光信號泄漏而擔心傳輸?shù)男畔⒈蝗烁`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(tǒng)所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題。

    光纖通信在技術功能構成上主要分為:(1)信號的發(fā)射;(2)信號的合波;(3)信號的傳輸和放大;(4)信號的分離;(5)信號的接收。

    2. 光纖通信技術的特點

    (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(tǒng)的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。對于單波長光纖通信系統(tǒng),由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸?shù)娜萘?特別是現(xiàn)在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。目前,單波長光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。

    (2) 損耗低,中繼距離長。目前,商品石英光纖損耗可低于0~20dB/km,這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低;若將來采用非石英系統(tǒng)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(tǒng)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(shù)目的減少,系統(tǒng)成本和復雜性可大大降低。

    (3) 抗電磁干擾能力強。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(lián)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。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(tǒng)特別有利。由于能免除電磁脈沖效應,光纖傳輸系還特別適合于軍事應用。

    (4)無串音干擾,保密性好。在電波傳輸?shù)倪^程中,電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串擾,而容易被竊聽,保密性差。光波在光纖中傳輸,因為光信號被完善地限制在光波導結構中,而任何泄漏的射線都被環(huán)繞光纖的不透明包皮所吸收,即使在轉彎處,漏出的光波也十分微弱,即使光纜內光纖總數(shù)很多,相鄰信道也不會出現(xiàn)串音干擾,同時在光纜外面,也無法竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

    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(wěn)定性好、壽命長。由于光纖通信具有以上的獨特優(yōu)點,其不僅可以應用在通信的主干線路中,還可以應用在電力通信控制系統(tǒng)中,進行工業(yè)監(jiān)測、控制,而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。

    3. 光纖通信技術在有線電視網(wǎng)絡中的應用

    20世紀90年代以來,我國光通信產業(yè)發(fā)展極其迅速,特別是廣播電視網(wǎng)、電力通信網(wǎng)、電信干線傳輸網(wǎng)等的急速擴展,促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網(wǎng)規(guī)模的擴大和系統(tǒng)復雜程度的增加,全網(wǎng)的管理和維護,設備的故障判定和排除就變得越來越困難。可以采用 SDH +光纖或ATM+光纖組成寬帶數(shù)字傳輸系統(tǒng)。該傳輸網(wǎng)可以采用帶有保護功能的環(huán)網(wǎng)傳輸系統(tǒng),鏈路傳輸系統(tǒng)或者組成各種形式的復合網(wǎng)絡,可以滿足各種綜合信息傳輸。對于電視節(jié)目的廣播,采用的寬帶傳輸系統(tǒng)可以將主站到地方站的所需數(shù)字,通道設置成廣播方式,同樣的電視節(jié)目在各地都可以下載,也可以通過網(wǎng)絡管理平臺控制不同的站下載不同的電視節(jié)目。

    有線電視網(wǎng)絡在全國各地已基本形成,在有線電視網(wǎng)絡現(xiàn)有的基礎上,比較容易地實現(xiàn)寬帶多媒體傳輸網(wǎng)絡,因此在目前的情況下,不應完全廢除現(xiàn)有的有線電視網(wǎng),而用少量的投資來完善和改造它,滿足人們的目前需要。很多地區(qū)的 CATV已經(jīng)是光纖傳輸,到用戶端也是同軸電纜進入千萬家。但是現(xiàn)在建設的CATV 大多是單向傳輸,上行信號不能在現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)中傳送?？梢酝ㄟ^電信網(wǎng) PSTN 中語音通道或數(shù)據(jù)通道形成上行信號的傳送,也可以通過語音接入系統(tǒng)來完成。將電話接到各用戶,這樣各用戶間即可以打電話,也可以利用廣電自己的綜合信息網(wǎng)中的寬帶傳輸系統(tǒng)構成廣電網(wǎng)中自己的上行信號的傳送,組成了雙向應用的Internet網(wǎng)。

    現(xiàn)在光通信網(wǎng)絡的容量雖然已經(jīng)很大, 但還有許多應用能力在閑置, 今后隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展, 作為經(jīng)濟發(fā)展先導的信息需求也必然不斷增長,一定會超過現(xiàn)有網(wǎng)絡能力, 推動通信網(wǎng)絡的繼續(xù)發(fā)展。因此, 光纖通信技術在應用需求的推動下, 一定不斷會有新的發(fā)展。

    參考文獻:

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