现代光纤通信技术的历史及其发展

现代光纤通信技术的历史及其发展 摘要:光导纤维通信就是利用光导纤维传输信号，以实现信息传递的一种通信方 式。光导纤维通信简称光纤通信。光纤通信具有通信容量大、传输距离远、信号 串扰小、保密性能好、抗电磁干扰、传输质量佳、无辐射都优点，在现代通信中 具有及其重要的地位。光纤通信应用十分广泛，全球通信网、各国的公共电信网、 高质量彩色的电视传输、工业生产现场监视和调度、交通监视控制指挥都要用到 该技术。本文主要论述了光纤通信的原理，发展历史及其发展趋势。 发展历史 发展趋势 关键词:光纤通信技术 History of modern optical fiber communication technology and its development Abstract: Optical fiber communication is the use of optical fiber transmission signals, transmission of information in order to achieve a means of communication. Optical fiber communications referred to as optical fiber communication. Large capacity optical fiber communication with the communication, transmission distance, signal crosstalk is small, performance of confidentiality, anti-electromagnetic interference, good transmission quality, no radiation are the advantages of modern communications has an important role. A wide range of fiber optic communications applications, global communications network, national public telecommunications network, high-quality color television transmission, industrial production site monitoring and scheduling, traffic control and command to be used in monitoring the technology. This article discusses the principle of optical fiber communications, history and trends. Key words: Optical Fiber Communication Technology Development history Development trends 1、引言 进入21世纪后，由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体 应用的增长，对大容量信息传输系统和网络有了更为迫切的需求，自此光纤通信 技术从光通信中脱颖而出,已成为现代通信的主要支柱之一,在现代电信网中起着 举足轻重的作用。基于其强大的传输能力，光纤通信技术的发展前景不可限量。 本文就其历史以及发展趋势展开论述。 2、光纤通信技术的原理及其发展历史 光纤通信的原理: 在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出 的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出 去;在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。 光纤通信技术的发展历史: 1880年，美国人贝尔(Bell)发明了用光波做载波传送语音的“光电话”，该光电话就是现代光通信的雏形。 1960年，美国人梅曼(Mainan)发明了第一台红宝石激光器，给光通信技术带来了新的希望，正是激光器的发明及应用，才使得沉睡了80年的光通信技术进入一个崭新的阶段。但是由于找不到稳定可靠和低损耗的传输介质，对于光通信的研究再次走入低潮。 1966年，英籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)共同发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信即光纤通信技术的基础。 20世纪70年代，光纤的研制取得了重大的突破: 1970年，美国康宁公司研制成功损耗为20dB/km的石英光纤。把光纤通信的研究开发推向一个新阶段。 1972年，康定公司又研制成功高纯石英多模光纤，将损耗降之4dB/km。 1974年，美国贝尔实验室的光纤损耗降低到1.1dB/km。1976年，日本电报电话公司将光纤损耗降到0.47dB/km。 十年以后，光纤损耗更是达到了0.154dB/km的惊人数值，该数值已经十分接近光纤最低损耗的理论极限。 同时，光纤通信用光源更是取得了实质性进展: 1970年，美国贝尔实验室、日本电气公司及前苏联先后研制成功室温下连续震荡的镓铝砷(GaAlAs)双异质结半导体激光器。虽然寿命只有几个小时，但他为半导体激光器的发展奠定了基础。 1973年，半导体激光器寿命达到7000小时。 1977年，贝尔实验室更是研制出寿命长达10万小时的半导体激光器 由于光纤和半导体激光器的技术进步，光纤通信进入了飞速发展的时期。自1976年开始，光纤通信系统进入实质性实验阶段。1989年，第一条横跨太平洋的海底光缆通信系统建成，自此，光纤通信系统的建设于全世界范围内全面展开。 目前，光纤通信技术已经取得了长足的发展，新的光通信技术不断出现，主要有光波分复用技术、光弧子通信技术以及光纤接入技术。同时，有源光纤、色散补偿光纤、光纤光栅及多芯单模光纤的出现标志着光纤光缆技术到达了一个前所未有的高度。光电集成器件、垂直腔面发射激光器(VCSEL) 、窄带响应可调谐集成光子探测器、基于硅基的异质 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 的多量子阱器件与集成(SiGe/Si MQW) [1]的研究使得光有源器件的研究与开发进入一个新的阶段。另外，光无源器件的研究、光放大技术、光交换技术传输技术以及光网络技术的高速发展纷纷表明现如今光纤通信技术已经进入一个大成阶段。 3、光纤通信技术的发展趋势 向超高速系统发展 就目前来看，商用光纤通信系统的速率已达10Gbit/s，其速率在,,年时间里增加了, ,,,倍。高速系统的出现不仅增加了业务传输容量，而且也为各种各样的新业务，特别是宽带业务和多媒体业务提供了实现的可能。从一定程度上讲10Gbit/s的速度确实够快，但是在理论上，上述光纤通信系统的速率还有望进一步提高，毕竟在实验室传输速率已能达,,Gbit/s。然而，同时必须看到该系统并不是十分稳定，而且高速的同时也意味着价格高。该系统在实用中是否能 成功还是个未知因素。研究出新的高速而且性价比高的新系统是目前光纤通信的一大发展方向。 向超大容量传输系统发展 2000年提高至一根光纤能够同时传输数字信号的容量1999年为1Tbit/s，3Tbit/s2001年再提高至10Tbit/s，令人信服地表明光纤通信技术确实是在不断进步之中。然而，伴随着如今互联网的飞速发展，网络用户的不断增长，现如今的传输系统已经渐渐满足不了广大网民的需求，因此，光纤通信技术面临着变革，如何研究出超大容量系统将会成为一大方向。 实现全光联网 所谓的全光网络，就是指用户与用户之间的信号传输与交换全部采用光波技术完成的现金网络。它包括光传输、光放大、光再生、光存储、光信息处理、光信号多路复接/分插、进网/出网等许多先进的全光技术。原理上将，全光网就是网中直到端用户节点之间的信号通道中不存在光电转化器。全光网络可使通信网具备更强的课管理性、灵活性，相比传统通信网和现行的光通信系统，具有透明性好，兼容性好，具备可扩展性，可重构性，省掉大量的电子器件，可靠性高等优点。要实现全光联网，需要以下几个技术的进步:,、动态路由和波长分配,、 [2]光层处理技术,、光层的生存能力。 研究新一代光纤 几年来随着IP业务量的爆炸式增长，电信网正开始向下一代可持续发展的方向发展，而构筑具有巨大传输容量的光纤基础设施是下一代网络的物理基础。为了适应光传送网在不同领域的发展，已出现了两种不同的光纤，即:G(655 [3] 光纤(非零色散光纤)和G(652C(全波光纤或无水峰光纤)。在目前带宽需求成指数增长的情况下，全波光纤和非零色散光纤正越来越受到业界的关注，它的诸多优点已被通信业界广泛接受。可以预见，未来通信网络建设中，将会大量采用新一代光纤。但是，人类追求高速、宽带通信网络的欲望是永无止境的，因此新一代光纤的研究工作任重而道远。 海底光缆系统新发展 海底光缆使国际通信成为可能。其挑战在于:要开发新方法以提高效率以满足不断增长的需要。今天的海底系统用掺铒光纤放大器来补偿光缆中的信号损失)这些光放大器置于中继器中，中继器通常是沿光缆放置，间隔为50km，有足够的光学带宽，可支持使用波分复用技术的多重光学通道。通过使用更多的光学带宽和更有效地利用光学带宽"海底光纤系统的容量亦会随之增加，“适合”于掺铒光纤放大器中传统通带的最终数字容量取决于如何有效地将带宽用于数据传 [4] 输。光缆通信因为其技术相对简单，价格相对低廉在与卫星通信的竞争中占据了绝对的优势，海底光缆系统作为应用于特殊物理环境下的光纤通信系统，它的完善将直接将人类的通信系统带至一个新的高度。 光接入网技术 光接入网就是采用光纤传输技术的接入网，泛指本地交换机或远端模块与用户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信的系统。。通常，光接入网指采用基带数字传输技术并以传输双向交互式业务为目的的接入传输系统，能以数字或模拟技术升级传输宽带广播式和交互式业务。在接入网宽带化的各种技术中，光纤传 [5] 播介质的高宽带、高可靠性和高抗干扰性的优势十分明显。进入21世纪，尽管各国发展光纤接入网的步骤各不相同，但光纤到户是公认的接入网的发展目标。 就目前来看， 影响光纤接入网发展的主要原因不是技术，而是成本，光纤接入网的成本仍然太高。因此，研究新一代光接入网技术，降低生产成本，真正实现光纤到户，是目前光纤通信的一大发展目标。 从上述涉及光纤通信的7方面的发展现状与趋势来看，完全有理由认为光纤通信进入了又一次蓬勃发展的新阶段，有目标才会有动力。而这一次发展涉及的范围更广，技术更新更难，影响力和影响面也更宽，势必对整个电信网和信息产业产生更加深远的影响，也将对下一世纪的社会经济发展产生巨大影响，值得密切注视研究。 4、 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf : 光纤通信作为当今世界主流的通信方式，经过几十年的发展已经较为完善，整个人类社会也能感受到光纤通信系统所带来的方便。而伴随这信息社会的高速发展，人们对信息传递的要求随之加大，光纤通信技术的研究任重而道远，毕竟，光纤通信技术还有着不可限量的发展前景。 参考文献: [1]:王磊，裴丽《光纤通信的发展现状和未来》(《中国科技信息》2006年 第4期) [2]:徐荣，龚倩，纪越峰，叶培大《全光联网新技术简述》(《通讯世界》2000年 第8期) [3]:李志霄 《最新光纤技术及其发展趋势》(《现代电信科技》 2001年 第1期) [4]:俞晓梅，陈敏 《海底光缆系统发展概况》(《激光与光电子学进展》 2001年 第2期) [5]: 郭全，赵岚光《光接入网技术比较与分析》( 《中国科技信息》 2 007年 第12 期 )