時間：2022-11-10 03:24:13
導語：在光纖通信技術論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領您探索更多的創(chuàng)作可能。
1.1光聯(lián)網的實現(xiàn)
目前，在擴充骨干網、迅速普及應用系統(tǒng)的驅動下，我國光網絡市場已出現(xiàn)巨大變化，光傳送網的角色由原來大容量帶寬傳送轉變?yōu)樘峁┒说蕉说姆者B接。電信運營商在電路交換轉變?yōu)榉纸M交換過程中，在光層網絡同時實現(xiàn)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(chuàng)新推廣應用中，光分插復用器和光交叉連接設備的成功研制，使得二者能夠在基礎通信設備基礎上實現(xiàn)光路交叉，為光聯(lián)網起步奠定堅實基礎，能夠進一步擴充網絡系統(tǒng)，提升網絡系統(tǒng)的透明性，使全光聯(lián)網成為可能，掀起了電聯(lián)網之后又一次新的光通信發(fā)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奠定一個堅實的物理基礎，而且對應我國信息產業(yè)和國民經濟騰飛及國家安全有極其重要的戰(zhàn)略意義。
1.2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：光通路層支持終端到終端的傳送客戶信號。光復用層把許多光波復用到一起后傳動到光纖中。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(yōu)勢特點。根據電信網絡服內容不同，創(chuàng)新了傳統(tǒng)光纖發(fā)展模式，呈現(xiàn)出大容量、長距離傳輸?shù)葍?yōu)勢。
二、電信光纖通信技術發(fā)展趨勢的優(yōu)勢分析
伴隨中國城鎮(zhèn)化等宏觀經濟政策調整，我國城鄉(xiāng)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(shù)百萬個企業(yè)，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(fā)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(xiàn)，建設安全的全光信息網絡已經提升為國家戰(zhàn)略?？茖W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(fā)展趨勢優(yōu)勢明顯，傳輸速度快、傳輸容量擴大，并且在長距離下實現(xiàn)信息容量提升、完善全光網絡系統(tǒng)。在未來電信光纖通信技術發(fā)展狀況下信息數(shù)據傳輸水平會在網絡系統(tǒng)發(fā)展下實現(xiàn)高速發(fā)展。電信光纖通信技術發(fā)展具有重要的現(xiàn)實應用意義。
2.1全光網絡
電信光纖通信技術發(fā)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(fā)展的表現(xiàn)。全光網絡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(xiàn)了真正意義上的路由設置、端到端業(yè)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(xiàn)電信光纖通信技術應用的全面發(fā)展。我國對電信光纖通信技術不斷進行研究，創(chuàng)新了技術發(fā)展模式，在應用上取得了較大發(fā)展。伴隨國務院《“寬帶中國”戰(zhàn)略及實施方案》的推進，聯(lián)通等通信運營商加大力度推行“城鄉(xiāng)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(xiàn)代網絡光纖通信技術的應用需求。
2.2多業(yè)務承載能力
新時期為了進一步促進電信市場的發(fā)展，需要對電信市場發(fā)展模式進行改革創(chuàng)新，對運營模式進行重組改制，實現(xiàn)電信業(yè)務多元化發(fā)展。網絡系統(tǒng)光纖接入技術的應用能夠承載更多的業(yè)務項目，強化基礎型承載業(yè)務水平，移動基站回傳、語音等服務都是多業(yè)務承載能力提升的重點內容。從提高傳輸通道變?yōu)樘岣吖鈽I(yè)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，傳統(tǒng)接入網系統(tǒng)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(tǒng)管理成本投入，使網絡系統(tǒng)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(tǒng)與網絡進行融合，實現(xiàn)網絡系統(tǒng)高效運行，建立統(tǒng)一系統(tǒng)應用平臺。電信光纖接入技術促進多業(yè)務承載能力的同時保證了系統(tǒng)客戶的應用安全有效性，業(yè)務發(fā)展保證服務水平質量提升，同時能夠承載更多的系統(tǒng)業(yè)務，并且針對個人系統(tǒng)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(yè)務。
三、結束語
關鍵詞:光纖通信技術；優(yōu)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(xiàn)了光纖化、數(shù)字化和寬帶化。同時，隨著業(yè)務的迅速增長和多媒體業(yè)務的日益豐富，使得用戶住宅網的業(yè)務需求也不只局限于原來的語音業(yè)務，數(shù)據和多媒體業(yè)務的需求已經成為不可阻擋的趨勢，現(xiàn)有的語音業(yè)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(fā)展寬帶綜合業(yè)務數(shù)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?shù)耐ㄐ帕κ?。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?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。
2光纖通信技術優(yōu)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(tǒng)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(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。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(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps，采用密集波分復術實現(xiàn)的多波長傳輸系統(tǒng)的傳輸速率已經達到單波長傳輸系統(tǒng)的數(shù)百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業(yè)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(tǒng)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(tǒng)的中繼距離也較其他介質構成的系統(tǒng)長得多。
如果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。目前，由石英光纖組成的光纖通信系統(tǒng)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(shù)公里，這對于降低通信系統(tǒng)的成本、提高可靠性和穩(wěn)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(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。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(tǒng)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(tǒng)所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題，節(jié)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(wèi)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(tǒng)的重要要求之一是保密性好。然而，隨著科學技術的發(fā)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(xiàn)象也可忽略。
3光纖接入技術
隨著通信業(yè)務量的不斷增加，業(yè)務種類也更加豐富，人們不僅需要語音業(yè)務，高速數(shù)據、高保真音樂、互動視頻等多媒體業(yè)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(tǒng)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(jié)點，則這種光接入網就是無源光網絡。
現(xiàn)階段，無源光網絡P(ON)技術是實現(xiàn)FT－Tx的主流技術。典型的PON系統(tǒng)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(jié)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(yè)務種類豐富，運維成本大幅降低，適合于用戶區(qū)域較分散而每一區(qū)域內用戶又相對集中的小面積密集用戶地區(qū)。
為實現(xiàn)信息傳輸?shù)母咚倩瑵M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，F(xiàn)TTCab和FTTH等不同的應用，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，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(yè)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(yè)主導、房地產開發(fā)商主導和政府主導等多種模式，發(fā)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(yōu)惠政策，這此都為FTTH在我國的發(fā)展創(chuàng)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(xiàn)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(yè)用戶來說，是比較理想的接入方式。
關鍵詞：光纖通信技術； 趨勢； 光纖到戶； 全光網絡
Abstract: Due to the optical fiber communication with low loss, wide bandwidth, large capacity, small volume, light weight, resistance to electromagnetic interference, is not easy to crosstalk and other advantages, has been the industry favor, very rapid development. This paper describes the characteristics, optical fiber communication technology, and analyzes its advantages, and puts forward some corresponding countermeasures for the development of optical fiber communication in our country, to promote its development trend.
Key words: optical fiber communication technology; trend; FTTH; all-optical network
中圖分類號:TN91文獻標識碼：A文章編號：
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
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。
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。
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。
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>
3 光纖通信技術應用的主要對策
波長就是一個信號系統(tǒng)，把從前的電路交換，換成當前的光路交換。這種交換系統(tǒng)就是把光的傳輸和交換融為一體，把交換給取消了。希望今年能作出一個演示系統(tǒng)。這個問題是最簡單最有效的解決如此困惑傳輸高速路的問題，寬帶推廣應用就有很好的基礎。
第一個是可變波長激光器、高頻調制器；第二是波分復用/解復用器/濾波器；第三是增益平坦和鎖定的SCL 波段放大器；第四是RAMAN 放大器；第五是高頻光探測器、MEMS光開關。我國建立環(huán)保型的微電子和光電子的生產基地，我國的硅石材料是非常豐富的。多晶硅是未來最清潔的能源。
21 世紀，要發(fā)展光網絡與移動通信式的結合，這是一個很大的商機。光網絡與毫米波的結合，如果成功的話，也是很大的具有革命性的進步。再一個是制造高精度的光纖陀螺。這不僅僅是未來航空系統(tǒng)，導彈系統(tǒng)要用它，國外的汽車里面也有陀螺。此外，新型實用化電流傳感器、電壓傳感器，光纖光柵應力傳感器，光纖光柵溫度傳感器。
雖然這幾年來，我國光纜電纜技術有很大發(fā)展，有一些具有自主知識產權的技術已在發(fā)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。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(fā)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(chuàng)造更多的光纖光纜專利。
西部大開發(fā)是國家的重大策略，國家制定了有利的政策，政府對發(fā)展通信等行業(yè)也給予了大力的支持。西部是一個地域復雜、分布較寬、通信相對落后的地區(qū)。經濟大發(fā)展中，通信要先行，需要一些與之相適應的光纖光纜及通信電纜的先進產品來配合發(fā)展的需求。因此，符合條件的產品將會在這里找到很好的市場，光纖光纜和通信電纜的各種技術、產品及成果都會在西部開發(fā)中得到發(fā)揮。
4 光纖通信技術的發(fā)展趨勢
對光纖通信而言, 超高速度、超大容量、超長距離一直都是人們追求的目標, 光纖到戶和全光網絡也是人們追求的夢想。
(1) 光纖到戶
現(xiàn)在移動通信發(fā)展速度驚人, 因其帶寬有限,終端體積不可能太大, 顯示屏幕受限等因素, 人們依然追求性能相對占優(yōu)的固定終端, 希望實現(xiàn)光纖到戶。光纖到戶的魅力在于它有極大的帶寬, 它是解決從互聯(lián)網主干網到用戶桌面的“最后一公里”瓶頸現(xiàn)象的最佳方案。隨著技術的更新?lián)Q代,光纖到戶的成本大大降低, 不久可降到與DSL 和HFC 網相當, 這使FTTH 的實用化成為可能。據報道, 1997 年日本NTT 公司就開始發(fā)展FTTH, 2000年后由于成本降低而使用戶數(shù)量大增。美國在2002 年前后的12 個月中, FTTH 的安裝數(shù)量增加了200%以上。在我國, 光纖到戶也是勢在必行, 光纖到戶的實驗網已在武漢、成都等市開展, 預計2012 年前后, 我國從沿海到內地將興起光纖到戶建設。可以說光纖到戶是光纖通信的一個亮點, 伴隨著相應技術的成熟與實用化, 成本降低到能承受的水平時, FTTH 的大趨勢是不可阻擋的。
(2) 全光網絡
傳統(tǒng)的光網絡實現(xiàn)了節(jié)點間的全光化, 但在網絡結點處仍用電器件, 限制了目前通信網干線總容量的提高, 因此真正的全光網絡成為非常重要的課題。全光網絡以光節(jié)點代替電節(jié)點, 節(jié)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。全光網絡具有良好的透明性、開放性、兼容性、可靠性、可擴展性, 并能提供巨大的帶寬、超大容量、極高的處理速度、較低的誤碼率, 網絡結構簡單, 組網非常靈活, 可以隨時增加新節(jié)點而不必安裝信號的交換和處理設備。當然全光網絡的發(fā)展并不可能獨立于眾多通信技術, 它必須要與因特網、ATM網、移動通信網等相融合。目前全光網絡的發(fā)展仍處于初期階段,但已顯示出良好的發(fā)展前景。從發(fā)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, 消除電光瓶頸已成未來光通信發(fā)展的必然趨勢, 更是未來信息網絡的核心, 也是通信技術發(fā)展的最高級別, 更是理想級別。
5 結束語
現(xiàn)在光通信網絡的容量雖然已經很大，但還有許多應用能力在閑置，今后隨著社會經濟的不斷發(fā)展，作為經濟發(fā)展先導的信息需求也必然不斷增長，一定會超過現(xiàn)有網絡能力，推動通信網絡的繼續(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
1目前《光纖通信技術》課程教學中存在的問題
1.1課時不足，理論性知識不能較好地結合實際工程，且實驗設備更新較慢，實驗教學效果有待提高
由于光纖通信技術是一門多學科交叉滲透的課程，涉及的內容相當廣泛。就我校的情況來說，本門課程總學時48個學時，實驗10個學時，由于教學學時的限制，不可能面面俱到地把所有光纖通信的內容都講到，因此教師選擇教學內容的隨意性較大，容易導致教學內容的片面性和不連續(xù)性，對于學生來說，也感覺課程的知識點過多，沒有連續(xù)性，不好掌握。而且本門課程涉及的物理知識較多，對一些基礎薄弱的學生來說，很難掌握，因此就會出現(xiàn)學習困難。學生對知識的掌握僅限于一些基本知識點，不清楚理論的實際工程意義，導致學生學完以后不知學了什么，不知學了有什么用的情況。在實驗內容方面，也存在著實驗硬件更新升級落后、實驗的設備陳舊、實驗項目單一、實驗內容老化等問題，教學內容已經嚴重落后于光纖通信技術的發(fā)展現(xiàn)狀。另外，采用實驗箱型的實驗方式在方便操作的同時卻無法讓學生深入了解光纖通信系統(tǒng)全貌。實踐教學很難達到培養(yǎng)學生動手能力的目的，導致學生普遍對實驗教學認識不足，嚴重影響了實驗教學質量和效果。
1.2課程內容選取理論性較強，工學結合教學體系尚未真正構建
傳統(tǒng)的教學方法是按照所選教材的順序按章講解，由于課程本身特點，公式多，表格多，圖形多，有些還需要教師在課堂上進行公式的推導，導致了學生感覺學習難度大，不易聽懂，課程氣氛沉悶，認為對實踐指導沒有意義。課堂講授理論性強，但不知道這些理論應該如何應用，工學結合課程教學體系尚未真正的構建。
1.3側重理論知識考核，過程與能力考核尚未得到足夠的重視
我校傳統(tǒng)的考核辦法是期末考試成績占70%，平時成績占30%。期末考試時，學生把大量的精力花費在記憶知識點，背公式上，而且不能反映學生的實際應用水平，由于期末考試所占比重最大，不能改變一考定終身的問題。雖然有平時成績，但不能全面反映學生的實際掌握知識的能力及水平。由于平時成績所占比重小，因此對平時成績里所含的實驗成績不重視，大部分學生對待實驗不重視，實驗報告也有抄襲現(xiàn)象。所以這種考核辦法不能反映學生的真實水平，也需要進一步改進。因此，本文針對教學中出現(xiàn)的以上問題進行了深入的研究。
2教學內容改革
結合本校的人才培養(yǎng)定位，為了培養(yǎng)應用型人才，在教學內容方面，既重視課程的理論性，更要強調課程的實用性。
2.1結合工程實際，重組課程內容
光纖課程的理論知識點較多，在理論課講授時，由于學時的限制，不可能面面俱到，都講深入也是不切實際的。因此在課程教學過程中要抓住重點、突破難點，做到詳略得當、主次分明。對于學生反映掌握比較困難的理論，可以適當?shù)卦谡n前進行一些知識的補充，也可以在上次課結束時，留一些預習任務。比如在講光源這一部分內容時，可以讓學生提前預習物理中光學這部分內容以及模擬電路里的相關內容，在課堂上再輔以補充，使學生接受新知識時就容易得多。還有在講解光纖導光原理這部分內容時，由于模式理論方法其中存在非常難懂的電磁理論知識，因此結合人才培養(yǎng)目標，果斷刪除這種分析方法，改用相對簡單的射線分析方法。
2.2及時將光纖通信新知識、新技術補充到教學內容中
由于光纖通信技術發(fā)展速度極快，現(xiàn)有的光纖通信教材中提到的新技術，比如光放大技術、光波分復用技術、光孤子通信和相干光通信等在實際中已經應用的比較成熟。而新出現(xiàn)的新技術并沒有提及，因此適當增加新技術、新理論的課時，使學生更多的最新技術發(fā)展的動態(tài)。
2.3重視實際工程案例、實際工程操作的講解
比如光纜敷設、光纖熔接、光纖通信系統(tǒng)設計等教學內容都安排了適當?shù)恼n時，通過實驗或視頻的形式給學生展示出來。既與實際聯(lián)系緊密，又增加學生的興趣，為將來的工作打下一個良好的基礎。
3教學方法的改革
現(xiàn)在的教學方法主要有這么幾種，課堂的板書講授法、多媒體授課、實驗演示法等。板書講授法是傳統(tǒng)的教學方法，優(yōu)點是思路清晰、框架清楚、重點突出，學生容易筆記，思路清楚，精神集中；缺點是形式單一、信息量小、不生動直觀。多媒體教學可彌補板書里存在的問題，多媒體教學方法信息量大，能動態(tài)的顯示一些復雜不易理解的內容，一些動態(tài)軟件的引入，更是可以使抽象的知識和理論形象生動化，學生學起來更容易懂，更加感興趣。但由于信息量太大，講授速度偏快，如果只使用多媒體教學學生很容易疲勞。實驗演示方法最直觀，最容易接受，也能激發(fā)學生的學習熱情。但由于實驗條件的限制，不能全程采用。這幾種教學方法各有優(yōu)缺點，我們不能只是單一地采用某一種教學方法，而是應該把它們結合起來。針對不同的教學內容采用不同的教學形式，目的能達到使學生對學習充滿興趣，學習更加輕松，容易接受，更能很好地掌握所學知識并運用到實際工作中。目前《光纖通信技術》課程內容主要有這么幾部分：光纖傳輸原理及特性、光纖器件、光纖通信系統(tǒng)、光纖通信網絡及新技術。這幾部分內容各有特點，因此在教學時應該根據不同教學的內容采用不同的教學方法。（1）光纖傳輸原理及特性這部分內容理論性很強，涉及到很多物理知識、數(shù)學知識，內容抽象，還存在很多公式推導，學生學起來很困難，不感興趣。在講授這部分內容時以板書形式為主，清晰明了，輔以多媒體課件，把書中一些圖片由靜止變動態(tài)，把枯燥的知識變得生動形象。（2）光纖器件這部分內容比較直觀，更接近于實際應用，因此教學方法不采用板書講授。這部分內容以多媒體講授為主，輔以實物展示。把不同的光纖器件帶進課堂，給同學們展示，學生非常感興趣。在多媒體課件上向學生展示它們的應用情況，效果很好。由于實踐條件的限制，這部分內容的操作要靠校外實訓基地提供的幫助，把合作單位的器件拿到課堂，并請工程師來講解，收到很好地效果。（3）光纖通信系統(tǒng)這部分內容主要是設計思想和實際應用，采用的辦法是采用仿真軟件和實驗箱操作結合的方式，這部分內容可以安排在實驗室。采用仿真軟件，可以使學生對整個系統(tǒng)的應用有更深刻的認識，可以提高學生的綜合應用能力。通過實驗，可以增強學生的動手操作能力，加深印象。（4）光纖通信網絡及新技術這部分內容也是有一定難度的，在講授這部分內容時，一是理論性強，不好理解，講授方法采用多媒體為主，輔以形象舉例法。比如SDH的同步復用和映射方法這一節(jié)，內容非常抽象，不好理解，在講授時通過多媒體的動態(tài)演示使學生思路清晰，并且通過舉大家日常非常熟悉的貨車拉貨的例子，引導學生理解，由淺入深。二是這部分內容更新非?？欤覀儾扇〉姆椒ㄊ牵豪蠋煂δ壳暗男录夹g、新成果進行大量的材料收集，以多媒體的形式向學生展示；另外為了激勵學生的學習熱情，讓學生通過網絡自己收集這部分內容的材料，課上和同學們一起分享并說出自己的見解。通過這種形式，既可以讓學生獨立思考，增加獨立解決問題的能力，又能形成很好的教學互動。
4考核方式的改革
針對傳統(tǒng)考核辦法存在的不足，我們采取了這樣的嘗試辦法。成績的組成由這幾部分構成：平時成績20%（包括平時出勤情況、課堂參與情況）、實驗成績30%（實驗報告+實驗論文）、小論文10%、期末考試成績40%。在這幾部分中降低期末考試的比重，提高實驗成績的比重。其中實驗成績這部分內容，學生不能只交一個實驗報告了事，還要有仿真作業(yè)成績，并且通過實驗論文讓學生寫出對實驗結果的分析及現(xiàn)象總結，實驗過程中出現(xiàn)了什么問題，是如何解決的，有沒有改進的辦法。我們設置的小論文是開放性的題目，比如可以寫對整個光纖通信技術某項新技術的認識、發(fā)展動態(tài)，也可以設計一個小型實際項目的光纖通信系統(tǒng)。通過這些措施，希望能全面的反映學生的綜合水平，激發(fā)學生的學習熱情。
5總結
[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(yōu)點，備受業(yè)內人士青睞，發(fā)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(xiàn)狀及其發(fā)展。
近年來，光纖通信技術得到了長足的發(fā)展，新技術不斷涌現(xiàn)，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(fā)展的現(xiàn)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(tǒng)的發(fā)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(yōu)化，表現(xiàn)在1550rim區(qū)的低衰減系數(shù)沒有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數(shù)和零色散點不在同一區(qū)域。符合ITUTG.654規(guī)定的截止波長位移單模光纖和符合G.653規(guī)定的色散位移單模光纖實現(xiàn)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(qū)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(fā)展。G.654光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統(tǒng)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(shù)。特別是在市內管道中，由于管道內徑有限，在增加光纖芯數(shù)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(shù)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(tǒng)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(tǒng)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(fā)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(tǒng)的傳輸容量，在未來跨海光傳輸系統(tǒng)中有廣闊的應用前景。近年來波分復用系統(tǒng)發(fā)展迅猛，目前1.6Tbit/的WDM系統(tǒng)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?shù)男诺罃?shù)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(xiàn)的單信道最高速率達640Gbit/s。僅靠OTDM和WDM來提高光通信系統(tǒng)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(tǒng)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(xiàn)在的超大容量WDM/OTDM通信系統(tǒng)基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統(tǒng)需要解決的關鍵技術基本上都包括在OTDM和WDM通信系統(tǒng)的關鍵技術中。
（二）光孤子通信。光孤子是一種特殊的ps數(shù)量級的超短光脈沖，由于它在光纖的反常色散區(qū)，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(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)中，有著光明的發(fā)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(fā)展的最高階段，也是理想階段。傳統(tǒng)的光網絡實現(xiàn)了節(jié)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(jié)點代替電節(jié)點，節(jié)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(fā)展仍處于初期階段，但它已顯示出了良好的發(fā)展前景。從發(fā)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(fā)展的必然趨勢，更是未來信息網絡的核心，也是通信技術發(fā)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(xiàn)上升趨勢。從現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢來看，光纖通信也將成為未來通信發(fā)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(xiàn)狀及發(fā)展[J].山東師范大學學報（自然科學版），2003，（04）
[論文摘要]分析光纖通信技術的發(fā)展歷史與發(fā)展現(xiàn)狀，并對光纖通信技術的發(fā)展趨勢進行了展望。
一、光纖通信技術的發(fā)展及現(xiàn)狀
光纖通信的誕生與發(fā)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(xiàn)和今天的高速光纖通信也不過幾十年的時間。從國外的發(fā)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(yōu)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(shù)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(fā)展，WDM和PON，這兩個已經相對比較成熟。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業(yè)務、數(shù)據業(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)網技術、新一代的光纖、IPoverOptical以及光接入網技術。
（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
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。根據這一基本思路，光光聯(lián)網既可以實現(xiàn)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(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)網項目。光聯(lián)網已經成為繼SDH電聯(lián)網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(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網結構(IPoverOptical)。三種IP傳送技術都將在電信網發(fā)展的不同時期和網絡的不同部分發(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(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絡，而另一方面，現(xiàn)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(tǒng)。兩者在技術上存在巨大的反差，制約全網的進一步發(fā)展。為了能從根本上徹底解決這一問題，必須大力發(fā)展光接入網技術。因為光接入網有以下幾個優(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）建設透明光網絡，迎接多媒體時代。
參考文獻：
【關鍵詞】光纖通信；發(fā)展；前景
1. 光纖通信概念和特點
光纖通信是以光波為信息載體，通過光纖來傳遞的一種通信設施。光纖通信的特點：（1）光纖通信容量大；傳輸距離長；一根細細的光纖可以承載很多個光信息，而它的傳輸時以光速傳播，并且損耗非常小。（2）由于光纖較細，質量輕，所以便于鋪設和運輸。（3）光纖通信具有抗電磁干擾能力，傳輸信息不易丟失和失真。（4）信號串擾小、保密性能好；（5）光纖通信用材少，而且不污染環(huán)境 。（6）光纜適應性強，壽命比較長。
2. 光纖通信技術的形成
2.1早期的光通信。
光無處不在，這句話毫不夸張。在人類發(fā)展的早期，人類已經開始使用光傳遞信息了，這樣的例子有很多。打手勢是一種目視形式的光通信，在黑暗中不能進行。另外，3000多年前就有的烽火臺，直到目前仍然使用的信號燈、旗語等都可以看作是原始形式的光通信。望遠鏡的出現(xiàn)則又極大地延長了這類目視形式的光通信的距離。這類光通信方式有一個顯著的缺點，就是它們能夠傳輸?shù)娜萘繕O其有限。近代歷史上，早在1880年，美國的貝爾（Bell）發(fā)明了“光電話”。光電話并未能在人類生活中得到實際的使用，這主要是因為當時沒有合適的光源和傳輸介質。然而，我們不得不說，光電話仍是一項偉大的發(fā)明，它的出現(xiàn)證明了用光波作為載波傳輸信息是可行的，因此，把貝爾光電話稱為現(xiàn)代光通信的雛形毫不過分。
2.2現(xiàn)代光纖通信技術的形成。
隨著社會的發(fā)展，信息傳輸與交換量與日俱增，傳統(tǒng)的通信方式已不能滿足人們的需要。為了擴大通信容量，通信方式從中波、短波發(fā)展到微波、毫米波，這實際上就是通過提高通通信載波頻率來擴大通信容量的。繼續(xù)提高頻率，達到光波波段，用光波作為載波進行通信，通信容量將大大超過傳統(tǒng)通信方式。要發(fā)展光通信，最重要的問題就是要尋找適用于光通信的光源和傳輸介質。1970年，光纖和激光器這兩個科研成果同時問世，拉開了光纖通信的帷幕，所以我們把1970年稱為光纖通信的“元年”。
2.2.1光源。
1960年，美國的梅曼（T.H.Maiman）發(fā)明了紅寶石激光器，它可以產生單色相干光，使高速信息的光調制成為可能。和普通光相比，激光具有波譜寬度窄，方向性極好，亮度極高，以及頻率和相位較一致的良好特性。激光是一種高度相干光，它的特性和無線電波相似，是一種理想的光載波。但是，紅寶石激光器發(fā)出的光束不容易耦合進光纖中傳輸，其耦合效率是極低的，因此需要研制小型化的激光光源。1979年美國電報電話（AT&T）公司和日本電報電話公司研制成功發(fā)射波長為1.55 的連續(xù)振蕩半導體激光器。激光器的發(fā)明和應用，使沉睡了80年的光通信進入一個嶄新的階段。
2.2.2傳輸介質。
2.2.2.1大氣。
1961～1970年，人們主要研究利用大氣傳輸光信號。美國麻省理工學院利用He-Ne激光器和 激光器進行了大氣激光通信試驗。試驗證明用承載信息的光波通過大氣的傳播實現(xiàn)點對點的通信是可行的，但是大氣傳輸光通信存在很多嚴重的問題：（1）通信能力和質量受氣候影響十分嚴重。（2） 大氣的密度和溫度很不均勻，造成折射率的變化，加上大氣湍流的影響，光束位置可能會發(fā)生偏移和抖動。（3）大氣傳輸設備要求設在高處，收、發(fā)設備必須直線可見。這種地理條件使得大氣傳輸通信的適用范圍具有很大的局限性。
2.2.2.2光纖。
為了發(fā)展光通信技術，人們又考慮和嘗試了各種傳輸介質，其中包括利用玻璃材料制成光導纖維來傳輸光信號，但是當時最好的光學玻璃材料的損耗在1000dB/Km以上，這么高的傳輸損耗根本就無法用于通信。1966年，美籍華人高錕（C.K.Kao）和霍克哈姆（C.A.Hockham）發(fā)表了關于傳輸介質新概念的論文，指出了利用光纖進行信息傳輸?shù)目赡苄院图夹g途徑，奠定了光纖通信的基礎。1970年，光纖研制取得了重大突破。美國康寧（Corning）公司研制成功損耗20dB/Km的石英光纖。與此同時，為促進光纖通信系統(tǒng)的實用化，人們又及時地開發(fā)出適用于長波長的光源，即激光器、發(fā)光管和光檢測器。應運而生的光纖成纜、光無源器件、性能測試及工程應用儀表等技術的日趨成熟，都為光纖光纜作為新的通信傳輸媒質奠定了良好的基礎。1981年以后，世界各發(fā)達國家將光纖通信技術大規(guī)模地推入商用。歷經20余年的突飛猛進的發(fā)展，光纖通信速率已由1978年的45Mbit/s（例如美國MCI于1991年開通了Chicago至St.Louis全長275英里的4×10Gbit/s的商用光纖通信系統(tǒng)等）。
3. 光纖通信技術發(fā)展的現(xiàn)狀
3.1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(qū)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(fā)送端采用波分復用器（合波器），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)多路光信號的復用傳輸。
3.2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(xiàn)信息傳輸?shù)母咚倩?，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(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，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(yè)用戶來說，是比較理想的接入方式。
4. 光纖通信發(fā)展趨勢及前景
（1）超高速系統(tǒng)：傳統(tǒng)光纖通信的發(fā)展始終按照電的時分復用（TDM）方式進行，而如今要滿足社會發(fā)展需要，光纖通信應該按照光的時分復用方式進行。
（2）超大容量WDM系統(tǒng)：如果將多個發(fā)送波長適當錯開的光源信號同時在一路光纖上傳送，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。
（3）全光網絡：WDM波分復用技術的實用化，提供了利用光纖帶寬的有效途徑，使大容量光纖傳輸技術取得了突破性進展。點到點之間的光纖傳輸容量的提高，為高速大容量寬帶綜合業(yè)務網的傳輸提供了有效途徑，而傳輸容量的飛速增長對現(xiàn)存看交換系統(tǒng)的發(fā)展產生了壓力。全光網絡是指信號只是在進出網絡時才進行電/光和光/電的變換，而在網絡中傳輸和交換的過程中始終以光的形式存在。因為在整個傳輸過程中沒有電的處理，所以PDH、SDH、ATM等各種傳送方式均可使用，提高了網絡資源的利用率。
5. 結束語
光纖通信的應用給人們帶來了一場信息的革命。是整個社會進入了一個信息高速發(fā)展的時代。而光纖通信帶給我們的不僅僅是高速，還有更為客觀的前景，它將帶給我們無盡的方便。電話網絡系統(tǒng)，電視網絡系統(tǒng)和計算機網絡系統(tǒng)在不遠的未來，必將由于光纖通信的高速發(fā)展而完美的結合起來，那將是光纖通信給人們帶來的第二次震撼。
參考文獻
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光纖通信在電網通信系統(tǒng)當中具有明顯的優(yōu)勢，尤其是在智能電網概念提出后，對電網通信系統(tǒng)的要求越來越高，光纖通信技術在電網中應用十分廣泛。因此，本文從電力系統(tǒng)通信出發(fā)，總結了SDH光纖通信網在電網當中的應用，以供參考。
【關鍵詞】SDH 電網 通信
同步數(shù)字系列（Synchronous Digital Hierarchy簡稱SDH），是一套可進行同步信息傳輸、服用、分插和交叉連接的標準化數(shù)字信號結構等級，在光纖、微波等傳輸媒介上進行同步信號的傳送，SDH的出現(xiàn)是電信傳輸體制的一次革命。1984年貝爾實驗室提出SYNTRAN（光同步傳輸網），1985年SYNTRAN成為架構的正式標準，1988年CCITT接受SONET并進行修改命名為SDH。
1 電力系統(tǒng)通信
智能電網的概念興起于美國，時間是2008年，《經濟復興計劃進度報告》（美國），該報告中指出計劃未來3年內，投資40多億美元推動電網現(xiàn)代化，其核心內涵是實現(xiàn)電網的信息化、數(shù)字化、自動化和互動化。我國在2009年，公布智能電網計劃，將于2020年完成智能電網改造。智能電網也被稱為電網2.0，是建立在集成、高速雙向通信網絡的基礎上，通過先進的傳感、測量、設備、控制方法以及決策支持系統(tǒng)的應用，實現(xiàn)電網的可靠、安全、經濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的目標。從這個角度來看，實現(xiàn)智能電網的基礎是通信網絡，這是電力系統(tǒng)當中不可或缺的一個組成部分。
通信網絡承擔著傳遞電力系統(tǒng)當中各種信息的作用，主要包括調度、管理、投訴電話信息、數(shù)據信號、遠動信號、遠方保護信號、計算機通信等，隨著智能電網建設加快與完善，所需傳遞的信息更多。同時電力生產不容有失，輸配電不能出現(xiàn)間斷性和突然性，這是保持電網穩(wěn)定、可靠、安全的關鍵。因此，電力系統(tǒng)對通信網絡的要求很高，要具備可靠性，傳輸速率要快，局部地區(qū)站點集中，上下傳輸頻繁，實時信息大24h不間斷容量要大。大部分通信站點無人值守，自動化程度要高，要具備升級與擴容的能力，以便適應電路配置調整。
電力系統(tǒng)通信主要有三種方式：
1.1 電力線載波通信
這種方式是電力系統(tǒng)當有的，可靠性、經濟性高，也是基礎通信方式。但由于頻譜的限制，只能滿足部分通信需求。
1.2 光纖通信
具有容量大、質量高、速度快、抗干擾、抗輻射、耐腐蝕等優(yōu)勢。
1.3 音頻電纜
這是鏈接近距離發(fā)電廠、調度所、變電站的關鍵，是載波終端與調度所的中間環(huán)節(jié)。通過相互絕緣的多根導體，按照某種方式絞合成線束，同時外包密閉保護套。
2 SDH光纖通信網的應用
2.1 SDH組網特點
統(tǒng)一的光接口標準；分插復用靈活；運行、維護、管理與指配能力強大；組網靈活；安全性、生存性強；組成環(huán)網具備自愈能力，自動化程度高，在無人為干涉的情況下可在短時間內自動恢復攜帶的業(yè)務，這些是SDH的顯著特點。
2.2 SDH的應用
基于上文對電力系統(tǒng)通信的分析，SDH在電網中的應用要注意以下三點。
2.2.1 組成環(huán)網
使網絡具備自愈能力，保證通信的可靠性。光纖芯數(shù)以四芯或二芯為主，綜合考慮地區(qū)業(yè)務量、成本以及環(huán)網的自愈特性等因素，采用二纖單向通道倒換環(huán)網比較合理。
2.2.2 相比PDH
SDH技術的運用所需設備較少，比如SDH可以155Mbit/s信息流當中一次分插2Mbit/s的信號支路。舉個例子，220kV變電站的通信站當中，使用一套SDH接入設備，接入地區(qū)干線和省級干線傳輸網。同時使用另外的一套SDH接入設備，通過地區(qū)調度中心，接入地區(qū)干線和省級干線傳輸網。
兩套SDH接入設備分別在兩個機柜當中安裝，按照業(yè)務流向，同一臺SDH接入設備實現(xiàn)線路至線路、支路至線路、支路至支路、線路至用戶、支路至用戶的交叉通路連接，速率64kbit/s，通過網管系統(tǒng)完成所有通路的配置。按相關規(guī)范和標準，配置相應的接口數(shù)量、通道、業(yè)務接口等。
兩套SDH接入設備分別配置一個接口板，同時在一套SDH接入設備當中集中傳輸?shù)谝槐Ｗo信息，另外一套集中傳輸?shù)诙Ｗo信息；采用擴展子框滿足接口板擴展，采用保護倒換方式避免出現(xiàn)信號盲區(qū)。對保護信號事件進行記錄，在網管系統(tǒng)中建立檔案，方便查詢和分析事故。
2.2.3 SDH升級
首先是容量升級，也就是將STM-1升級到STM-4或者STM-16級別。其次，網絡拓撲，升級終端復用器（TM），可以用上下分插復用器或數(shù)字交叉連接器等。SDH的設備出中繼器外都可在線升級，且升級時不會對業(yè)務通信產生影響。
另外，值得注意的是，在SDH的應用當中，早期采用SDH組網的電力系統(tǒng)通信網絡在上期的使用當中，暴露出來較多的問題。比如同地區(qū)電網存在獨立的通信網且相互間沒有直連通道；部分通信網未形成環(huán)網，自愈性不強，安全系數(shù)低；接口不足，擴展性不強，在電網調整時適應性較差；傳輸容量低等。基于此，組網優(yōu)化十分有必要。而在優(yōu)化組網時，首先應按照經濟性原則進行考慮，在確保通信穩(wěn)定、安全、可靠的情況下節(jié)約成本，提高經濟效益。其次，優(yōu)化前，針對現(xiàn)有通信網做好評估工作，通過調查光纜狀況、業(yè)務路由等，分析業(yè)務需求、電網規(guī)劃，確定組網結構和節(jié)點，并制定中遠期目標，預測可能的業(yè)務流量和流向，以此來確定傳輸平面與業(yè)務通道。最后，對通信網的故障頻發(fā)點進行針對性處理，解決突出問題，要注意的是在優(yōu)化過程中應確保原有通信業(yè)務運行穩(wěn)定，同時也要確保新業(yè)務能夠正常接入，平穩(wěn)的過渡。
3 結束語
隨著人們生產、生活對電能的需求越來越強烈，同時電網也發(fā)展出相當大的規(guī)模，電網通信系統(tǒng)流通的信息量越來越大，對電網的自動化水平越來越高，特別是在智能電網當中，通信網絡是智能電網的基礎，也是確保電網安全、穩(wěn)定、可靠運行的關鍵環(huán)節(jié)。SDH光纖通信網絡因其容量大，傳輸速度快，可靠性、安全性、生存性高，標準統(tǒng)一，使用靈活等優(yōu)點，在電網通信系統(tǒng)當中被廣泛應用。
參考文獻
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作者簡介
何尚駿（1982-），男，福建省福州市人。大學本科學歷。現(xiàn)為國網福州供電公司工程師。研究方向為電網通信（SDH、數(shù)據網、工業(yè)交換機、EPON）。
論文摘要：光電子器件和部件廣泛應用于長距離大容量光纖通信、光存儲、光顯示、光互聯(lián)、光信息處理、激光加工、激光醫(yī)療和軍事武器裝備，預期還會在未來的光計算中發(fā)揮重要作用。本文將介紹國內外光電子技術及光電子產業(yè)的發(fā)展。
如果說微電子技術推動了以計算機、因特網、光纖通信等為代表的信息技術的高速發(fā)展，改變了人們的生活方式，使得知識經濟初見端倪，那么隨著信息技術的發(fā)展，大容量光纖通信網絡的建設，光電子技術將起到越來越重要的作用。美國商務部指出：“90年代，全世界的光子產業(yè)以比微電子產業(yè)高得多的速度發(fā)展，誰在光電子產業(yè)方面取得主動權，誰就將在21世紀的尖端科技較量中奪魁”。日本《呼聲》月刊也有類似的評論：“21世紀具有代表意義的主導產業(yè)，第一是光電子產業(yè)，第二是信息通信產業(yè)，第三是健康和福利產業(yè)……”，可以斷言，光電子技術將繼微電子技術之后再次推動人類科學技術的革命。
1世界光電子技術和產業(yè)的發(fā)展
光纖通信技術的發(fā)展速度遠遠超過當初人們的預料，光纖已經成為通信網的重要傳輸媒介，現(xiàn)在世界上大約有60%的通信業(yè)務經光纖傳輸，到20世紀末將達到85%，但從目前光纖通信的整體水平來看，仍處于初級階段，光纖通信的巨大潛力還沒有完全開發(fā)出來。目前，各種新技術層出不窮，密集波分復用技術（DWDM，在同一根光纖內傳輸多路不同波長的光信號，以提高單根光纖的傳輸能力）、摻鉺光纖放大器技術（EDFA，可將光信號直接放大，具有輸出功率高、噪聲小，增益帶寬等優(yōu)點）已取得突破性進展并得到廣泛的應用?，F(xiàn)在DWDM系統(tǒng)和光傳輸設備中，光電技術的比例將從過去比重不到10%達到90%。一種全新的、無需進行任何光電變換的光波通信——“全光通信”，由于波分復用技術和摻鉺光纖放大器技術的進展，也日趨成熟，將在橫跨太平洋和大西洋的通信系統(tǒng)上首次使用，給全球的通信業(yè)帶來蓬勃生機。為此提供支撐的就是半導體光電子器件和部件。光電子器件和技術已形成一個快速增長的、巨大的光電子產業(yè)，對國民經濟的發(fā)展起著越來越大的作用。美國光電子產業(yè)振興協(xié)會估計，到2003年，光電子產業(yè)的總產值將達2000億美元。
Internet應用的飛速增長對電信骨干網帶寬提出越來越高的需求，為滿足需求的增長，人們可以鋪設更多的光纖，或靠提高單路光的信息運載量（現(xiàn)在主干網可以分別工作在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性設備）。但更主要的方法卻是靠發(fā)展波分復用技術，增加光纖內通光的路數(shù)（光波分復用的實驗記錄已經達到2.64Tbps）。波分復用技術的普遍運用為光電子器件和部件提供了廣闊的、快速增長的市場。無限戰(zhàn)略公司的報告指出：“信號傳輸用1.31μm和1.55μm激光器市場1999年達到13億美元，比去年增加23%；1.48μm信號放大用激光器1999年市場份額達到1.6億美元，比去年增加33%；980nm信號放大用激光器銷售額達2.9億美元，比去年增長121%。整個激光器市場的份額1999年達18億美元，預期2003年將達到30億美元”。美國通信工業(yè)研究公司（CIR）的研究預測，北美市場光電子部件的市場規(guī)模將由目前的28億美元增長到2003年的61億美元，約每年增長18.5%。密集波分復用設備銷售額也將從1998年的22億美元增加到2004年的94億美元。報告稱雖然10年內全光通信還不會全面商業(yè)化，但是全光交換將在幾年內成為市場主流，報告也指出盡管光學部件市場被大公司所占據，但仍有創(chuàng)新性公司進入的可能。
2我國的光電子技術和產業(yè)
近10年來我國光電子技術研究在國家“863”計劃和有關部門的支持下有了突飛猛進的進展，在很多領域同國外先進國家只有兩三年的距離，個別領域還處于世界領先地位。
國內光電子有關產業(yè)基地在光電子器件、部件和子系統(tǒng)（如激光器、探測器、光收發(fā)模塊、EDFA、無源光器件）等已經占領了國內較大的市場份額，初步具備同國外大公司競爭的能力，在毫無市場保護的情況下，靠自己的力量爭得了一席之地，市場營銷逐年有較大的增長，個別產品還取得國際市場相關產品中的銷量最大的成績。我國相應研究發(fā)展基地和本領域高技術公司的許多產品填補了國內相關產品的空白，打破國外產品在市場上的壟斷地位，同時爭取進入國際市場。
摻鉺光纖放大器（EDFA）是高速大容量光纖通信系統(tǒng)必需的關鍵部件，國內企業(yè)產品占國內市場40%的份額。我國也是目前國際上少數(shù)幾個有能力研制PIC和OEIC的國家。808nm大功率激光器及其泵浦的固體綠光激光器，670nm紅光激光器已產品化和商品化并批量占領國際市場。國內移動通信的光纖直放站所用的光電器件，90%使用國產器件，國產1.55μmDFB激光器戰(zhàn)勝了國外器件，占領了100%的國內市場。
但是，我們應當認識到在我國光電子技術發(fā)展中，光電子器件、部件雖是光通信、光顯示、光存儲等高技術產業(yè)的關鍵部分，但在整個系統(tǒng)和設備成本中所占的比重較小，其產值較低，目前科研開發(fā)主要處于跟蹤和小批量生產階段，光電子產業(yè)所需的規(guī)?；?、產業(yè)化生產技術目前還未有實質突破；國內研究生產的光電器件和部件有相當部分還未能滿足整機和系統(tǒng)的要求，導致國外器件占據國內市場相當多的份額；在機制上仍未擺脫科研、生產、市場相互脫離的狀況。