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摘要:随着当前我国各项通信技术的提升和发展,人们的经济生活水平及质量已经得到显著提升。光纤通信技术在使用的过程中,在提升信息传输质量及减少可能产生的串扰等方面具有实用效果。目前,光纤通信技术不仅在全球电信通信行业被广泛的应用,它还用于高质量彩色的电视传输、工业生产现场监视和调度、交通监视控制指挥、城镇有线电视网、电力、军事等。基于各领域对信息量的需求不断增长,光纤通信技术的应用及未来发展趋势也备受关注。
关键词:光纤通信;技术;应用;发展趋势
中图分类号:TN913文献标识码: A
前言
光纤通信技术的基础来源于 l966 年,主要是由美籍华人高锟及霍克哈姆提出,该概念一经发表就引起了人们的重视。1970 年,美国康宁公司首研制出光纤。该种通信材料体积较小、质量较轻,可以明显提升对电磁的抗干扰效果,不容易出现串音,发展速度非常迅速,光纤通信时代的帷幕徐徐拉开。光纤通信作为当前信息传递的主要载体,可以明显提升光纤传输介质的通信效果,能够从根本上改善人们的生活水平。
随着社会的不断发展与进步,多媒体通信和计算机通信的发展对通信容量的需求剧增,巨大的信息传输需求,要求光纤通信在干线传输方面能实现成百的千兆比特每秒至特比特每秒级(Tbit/s)容量的长途传输,在接人网中最终能实现GTTH。这既给光纤通信的持续发展带来了市场驱动力,又对光纤通信技术的发展提出了更新、更苛刻的要求,必须着眼未来开发一系列新技术、新器件,以支持系统的发展、支持系统的应用。本文就当前光纤通信的技术的现状及特点进行分析,并对光纤通信技术的未来发展趋势做出展望进行深入探究。
1.光纤通信技术及现状
光纤通信是指以光波为载波,利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介,通过光电变换,用光来传输信息的通信系统。一般通过光导纤维为传输媒介的“有线”光通信也是可以归为光纤通信的。光纤从里到外由内芯、包层和图层三部分组成,内芯的直径一般在几微米到几十微米之间;内芯的外面一层称为包层,目的就是为了保护光纤不受损。生活中我们所见到光纤通信系统使用的不是单根的光纤,而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。由于玻璃材料是制作光纤的主要材料,它有很多的优点,比如光纤是电气绝缘体而不需要担心接地回路的问题;在光传播的过程中,通过光纤保密性较好,也不会发生信息传播中的信息泄露现象;另外,光纤很细,节省大量的空间,并且抗电磁干扰的能力很强,是光纤通信的最合适的载体。
随着社会的不断发展与进步,多媒体通信和计算机通信的发展对信息容量的需求越来越大,但信息的传输速度和容量却一直没有很大质量上的提高,这就需要光纤通信技术要不断地突破创新,全面发展,在信息领域的快速发展中的起到重要的作用。另一方面,随着网络办公、3G移动通信、远程技术等新业务的应用,人们又对光纤通信技术的发展提出了更新、更苛刻的要求,因此必须建设速度更快、容量更大的光纤通信网才能满足人们日益增长的通信需求。
2.光纤通信技术的特点
2.1通信容量较大
光纤通信在使用的过程中传输速度及质量远远高于一般的铜线或电缆,具有非常高的特殊性及有效性。光纤通信技术借助光源调制的特殊性、调制的方式及光纤的色散特性,有效提升了光纤通信的质量。除此之外,在光纤通信技术应用的过程中,单波长光纤通信系统能够最大限度地发挥光纤宽带的新效果,大大提升了传输容量,已经从根本上提升了密集波分复用效果及传输质量。
2.2 损耗较低且中继距离长
目前,商品石英光纤和其它传输介质相比的损耗是最低的;而新发现的非石英传输介质在理论上传输的损耗还极低,这将有助于将来光纤通信的快速发展。这也从另一方面表明了通过光纤通信系统可以减少系统的施工成本,带来更好的经济效益。损耗较低传统石英光纤损耗可低于 0~20dB/km,这种传输损耗远远低于其他介质,是一种高效的低消耗材料。在对上述光纤进行研究应用的过程中,光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离,降低损耗可下降的程度。随着当前中继站数目的逐渐减少,系统的成本及复杂性可以大幅降低,能够在长途传输线路中发挥最大效益,减少经济成本的损失。
2.3 抗电磁干扰能力较高
光纤通信技术中光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料,不易被腐蚀,而且绝缘性好。通过上述材料可以明显提升光波导对电磁干扰的免疫力,可以不受自然界中雷电或人为架设的电缆的干扰,以及降低在电离层等变化的效果。光纤传输的过程中可以明显降低释放的电磁干扰,对强电领域的通信应用特别有用,而且在军事上也大有用处。具有非常好的促进作用。
2.4保密性较高
光波在光纤中传输,可以明显提升光波导结构的各项效果。光纤通信技术能够将信号完整地限制在光波导结构中,将任何泄漏的射线都通过环绕光纤的不透明包皮吸收。该种方法大大降低了光纤泄露的可能,正常情况下基本不会漏出光波。上述光纤在传输的过程中,相邻的通道也不会出现串音干扰,根本无法窃听到当前的光纤信息传输内容。另外,光纤本身直径较细、重量轻、柔软,所以占用体积较小,为铺设提供了极大的方便;生产光纤的原材料成本也低,极大促进了光纤通信的发展。
3.光纤通信技术的未来发展趋势
光纤通信技术虽然已实用化, 并且在相当大程度上满足了现代社会的需要, 但光纤通信的潜力远远没有发挥, 现在仅仅应用了其潜力的千分之一。随着当前光纤通信技术的逐渐完善和当前电信市场的逐渐改革,相关人员要对各项光纤通信发展进行深入研究和应用,依照数字化及网络化要求,从根本上改善主体的通信网络建设,当前光纤通信技术逐渐朝着以下几方面发展:
3.1 通信信道容量不断增加
光纤通信技术在应用的过程中各项技术及系统设备已经得到了非常明显的转变,尤其是在系统核心技术方面。当前光纤通信技术 l0Gbps 系统已开始大批量装备网络,该系统对光缆极化模色散的敏感性较高,已经明显提升了光纤通信的传输效果。但是当前的光纤电缆与 10Gbps系统还存在较多不匹配的地方,当对上述内容进行优化后可以进一步提升光纤通信的速度及容量。另外,近几年来波分复用技术的应用,极大的提高了光纤通信的速度及容量,在未来的通信传输系统中具有广阔的应用前景。
3.2孤子WDM传输技术
孤子WDM传输技术在超大容量传输的过程中可以明显改善色散造成的容量及传输距离限制,能够从根本上改善对上述信息的传输质量,对通信建设具有至关重要的作用。孤子 WDM传输技术中孤子抗干扰能力强,能抑制极化模色散,可以利用光纤本身的非线性来平衡光纤的色散增加无中继传输距离。虽然孤子技术还存在许多技术难题,但在人们不断努力下,相信孤子技术在未来超长距离、高速、大容量的全光通信中,特别是在海底光通信系统中,有着不可估量的应用发展前景。
3.3全光网络
光纤通信的未来是全光网。全光网络以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。目前这一课题受到人们的重要关注,虽然处于初期阶段,但全光网已显示出了良好的发展前景。消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。
结论
总之,光纤通信在生产、生活过程中发挥着极其重要的作用,需要大量的科技人才不断地投入到光纤通信的发展中来,勇于创新,不断突破,使得光纤通信在社会的发展中做出巨大的贡献。只有这樣,真正的全光网时代才会很快的到来。
参考文献:
[1] 李超.浅谈光纤通信技术发展的现状与趋势. 沿海企业与科技,2007,7.
[2] 刘国平. 网络时代光纤通信技术的应用与发展前景[J]. 科技资讯,2008(36).
[3] 尚力. 光纤通信技术发展趋势研究[J]. 中国石油和化工标准与质量,2012,(6).
关键词:光纤通信;技术;应用;发展趋势
中图分类号:TN913文献标识码: A
前言
光纤通信技术的基础来源于 l966 年,主要是由美籍华人高锟及霍克哈姆提出,该概念一经发表就引起了人们的重视。1970 年,美国康宁公司首研制出光纤。该种通信材料体积较小、质量较轻,可以明显提升对电磁的抗干扰效果,不容易出现串音,发展速度非常迅速,光纤通信时代的帷幕徐徐拉开。光纤通信作为当前信息传递的主要载体,可以明显提升光纤传输介质的通信效果,能够从根本上改善人们的生活水平。
随着社会的不断发展与进步,多媒体通信和计算机通信的发展对通信容量的需求剧增,巨大的信息传输需求,要求光纤通信在干线传输方面能实现成百的千兆比特每秒至特比特每秒级(Tbit/s)容量的长途传输,在接人网中最终能实现GTTH。这既给光纤通信的持续发展带来了市场驱动力,又对光纤通信技术的发展提出了更新、更苛刻的要求,必须着眼未来开发一系列新技术、新器件,以支持系统的发展、支持系统的应用。本文就当前光纤通信的技术的现状及特点进行分析,并对光纤通信技术的未来发展趋势做出展望进行深入探究。
1.光纤通信技术及现状
光纤通信是指以光波为载波,利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介,通过光电变换,用光来传输信息的通信系统。一般通过光导纤维为传输媒介的“有线”光通信也是可以归为光纤通信的。光纤从里到外由内芯、包层和图层三部分组成,内芯的直径一般在几微米到几十微米之间;内芯的外面一层称为包层,目的就是为了保护光纤不受损。生活中我们所见到光纤通信系统使用的不是单根的光纤,而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。由于玻璃材料是制作光纤的主要材料,它有很多的优点,比如光纤是电气绝缘体而不需要担心接地回路的问题;在光传播的过程中,通过光纤保密性较好,也不会发生信息传播中的信息泄露现象;另外,光纤很细,节省大量的空间,并且抗电磁干扰的能力很强,是光纤通信的最合适的载体。
随着社会的不断发展与进步,多媒体通信和计算机通信的发展对信息容量的需求越来越大,但信息的传输速度和容量却一直没有很大质量上的提高,这就需要光纤通信技术要不断地突破创新,全面发展,在信息领域的快速发展中的起到重要的作用。另一方面,随着网络办公、3G移动通信、远程技术等新业务的应用,人们又对光纤通信技术的发展提出了更新、更苛刻的要求,因此必须建设速度更快、容量更大的光纤通信网才能满足人们日益增长的通信需求。
2.光纤通信技术的特点
2.1通信容量较大
光纤通信在使用的过程中传输速度及质量远远高于一般的铜线或电缆,具有非常高的特殊性及有效性。光纤通信技术借助光源调制的特殊性、调制的方式及光纤的色散特性,有效提升了光纤通信的质量。除此之外,在光纤通信技术应用的过程中,单波长光纤通信系统能够最大限度地发挥光纤宽带的新效果,大大提升了传输容量,已经从根本上提升了密集波分复用效果及传输质量。
2.2 损耗较低且中继距离长
目前,商品石英光纤和其它传输介质相比的损耗是最低的;而新发现的非石英传输介质在理论上传输的损耗还极低,这将有助于将来光纤通信的快速发展。这也从另一方面表明了通过光纤通信系统可以减少系统的施工成本,带来更好的经济效益。损耗较低传统石英光纤损耗可低于 0~20dB/km,这种传输损耗远远低于其他介质,是一种高效的低消耗材料。在对上述光纤进行研究应用的过程中,光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离,降低损耗可下降的程度。随着当前中继站数目的逐渐减少,系统的成本及复杂性可以大幅降低,能够在长途传输线路中发挥最大效益,减少经济成本的损失。
2.3 抗电磁干扰能力较高
光纤通信技术中光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料,不易被腐蚀,而且绝缘性好。通过上述材料可以明显提升光波导对电磁干扰的免疫力,可以不受自然界中雷电或人为架设的电缆的干扰,以及降低在电离层等变化的效果。光纤传输的过程中可以明显降低释放的电磁干扰,对强电领域的通信应用特别有用,而且在军事上也大有用处。具有非常好的促进作用。
2.4保密性较高
光波在光纤中传输,可以明显提升光波导结构的各项效果。光纤通信技术能够将信号完整地限制在光波导结构中,将任何泄漏的射线都通过环绕光纤的不透明包皮吸收。该种方法大大降低了光纤泄露的可能,正常情况下基本不会漏出光波。上述光纤在传输的过程中,相邻的通道也不会出现串音干扰,根本无法窃听到当前的光纤信息传输内容。另外,光纤本身直径较细、重量轻、柔软,所以占用体积较小,为铺设提供了极大的方便;生产光纤的原材料成本也低,极大促进了光纤通信的发展。
3.光纤通信技术的未来发展趋势
光纤通信技术虽然已实用化, 并且在相当大程度上满足了现代社会的需要, 但光纤通信的潜力远远没有发挥, 现在仅仅应用了其潜力的千分之一。随着当前光纤通信技术的逐渐完善和当前电信市场的逐渐改革,相关人员要对各项光纤通信发展进行深入研究和应用,依照数字化及网络化要求,从根本上改善主体的通信网络建设,当前光纤通信技术逐渐朝着以下几方面发展:
3.1 通信信道容量不断增加
光纤通信技术在应用的过程中各项技术及系统设备已经得到了非常明显的转变,尤其是在系统核心技术方面。当前光纤通信技术 l0Gbps 系统已开始大批量装备网络,该系统对光缆极化模色散的敏感性较高,已经明显提升了光纤通信的传输效果。但是当前的光纤电缆与 10Gbps系统还存在较多不匹配的地方,当对上述内容进行优化后可以进一步提升光纤通信的速度及容量。另外,近几年来波分复用技术的应用,极大的提高了光纤通信的速度及容量,在未来的通信传输系统中具有广阔的应用前景。
3.2孤子WDM传输技术
孤子WDM传输技术在超大容量传输的过程中可以明显改善色散造成的容量及传输距离限制,能够从根本上改善对上述信息的传输质量,对通信建设具有至关重要的作用。孤子 WDM传输技术中孤子抗干扰能力强,能抑制极化模色散,可以利用光纤本身的非线性来平衡光纤的色散增加无中继传输距离。虽然孤子技术还存在许多技术难题,但在人们不断努力下,相信孤子技术在未来超长距离、高速、大容量的全光通信中,特别是在海底光通信系统中,有着不可估量的应用发展前景。
3.3全光网络
光纤通信的未来是全光网。全光网络以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。目前这一课题受到人们的重要关注,虽然处于初期阶段,但全光网已显示出了良好的发展前景。消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。
结论
总之,光纤通信在生产、生活过程中发挥着极其重要的作用,需要大量的科技人才不断地投入到光纤通信的发展中来,勇于创新,不断突破,使得光纤通信在社会的发展中做出巨大的贡献。只有这樣,真正的全光网时代才会很快的到来。
参考文献:
[1] 李超.浅谈光纤通信技术发展的现状与趋势. 沿海企业与科技,2007,7.
[2] 刘国平. 网络时代光纤通信技术的应用与发展前景[J]. 科技资讯,2008(36).
[3] 尚力. 光纤通信技术发展趋势研究[J]. 中国石油和化工标准与质量,2012,(6).