光纖通信技術

光作為一種通信信號自古就有，從古代的烽火臺到現(xiàn)在的紅綠燈，這種簡單的利用光傳遞信息的方式仍然在廣泛使用。人類社會的文明演化和科學技術的發(fā)展不斷推動光在各行各業(yè)中的深度應用。光纖通信技術作為世界新技術革命的重要標志，是當今社會信息傳輸?shù)闹匾ぞ撸饕霉獠ㄗ鬏d波，以光纖作為傳輸媒質(zhì)將信息從一處傳至另一處。光纖通信技術包括了光纖光纜技術、光交換技術傳輸僅小、光有源器件、光無源器件以及光網(wǎng)絡技術等。

1966年英籍華人高錕博士發(fā)表了一篇劃時代性的論文，他提出了利用帶有包層材料的石英玻璃光學纖維作為通信媒質(zhì)的理論，并描述了遠距離、大信息量光通信所需光導纖維的結構和材料特征。 1977年出現(xiàn)的85微米波段的多模光纖通信系統(tǒng)為第一代光纖通信系統(tǒng);1981年實現(xiàn)的1.3微米多模光纖的通信系統(tǒng)為第二代光纖纖通信系統(tǒng);1984年實現(xiàn)的1.3微米單模光纖的通信系統(tǒng)為第三代光纖通信系統(tǒng);80年代中后期實現(xiàn)的1-55微米單模光纖通信系統(tǒng)為第四代光纖通信系統(tǒng)。隨著光纖技術的不斷發(fā)展，光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量也從1980年到2000年增加了近一萬倍，傳輸速度在過去的10年中大約提高了100倍。

光纖通信自從問世以來，給整個通信領域帶來了一場革命，光纖通信的特點主要體現(xiàn)在一下幾個方面。

1.傳輸帶寬大，通信容量極大

光纖的傳輸帶寬要遠遠大于銅線電纜，目前，單波長光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一股在2.5Gb/s到1 0Gb/s。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)娜萘浚貏e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。

2.抗電磁干擾能力強

光纖原材料一般為石英，耐腐蝕，絕緣，不受自然界的雷電、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。它是一種非導電的介質(zhì)，交變電磁波在其中不會產(chǎn)生感生電動勢，即不會產(chǎn)生與信號無關的噪聲，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。由于光纖的抗干擾能力強，它還被廣泛運用在軍事領域。

3.損耗低，中繼距離長

光纖系統(tǒng)多為石英光纖，而石英光纖的損耗可低于0.20dB/km，此類光纖的傳輸損耗比其他任何傳輸介質(zhì)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(zhì)構成的系統(tǒng)長得多。隨著技術材料的開發(fā)與應用，未來超低損耗傳輸介質(zhì)的使用還會使這個損耗降到更低的水平。

4.無串音干擾，保密性好

電磁波在傳播過程中容易泄露，所以其保密性較差。而光波在光纖中傳播，不會發(fā)生串擾的現(xiàn)象，保密性相對來說要更強。

正是由于光纖通信的諸多優(yōu)勢，它一問世便首先在電力部門得到應用并迅速發(fā)展。如今，除了普通的光纖應用外，光纖技術還被廣泛應用到電信、工業(yè)檢測、航空、有限電視網(wǎng)絡、智能硬件傳輸?shù)榷喾矫妗Ｄ秒娨暰W(wǎng)絡來說，采用SDH+光絆或ATM+光纖組成的寬帶數(shù)字傳輸系統(tǒng)的電視網(wǎng)絡可以滿足各種綜合信息傳輸?shù)男枰Ｄ壳昂芏嗟貐^(qū)的CATV已經(jīng)是光纖傳輸，網(wǎng)絡電視時代，光纖/乀戶工程已經(jīng)全面開啟。

光傳輸網(wǎng)技術

光傳輸網(wǎng)技術主要指在發(fā) 送方和接收方之間以光信號形態(tài)進行傳輸?shù)募夹g，簡單來說就是利用光作為信思載體，以光纖作為傳輸介質(zhì)的通信方式的技術。從1966年高錕提出光傳柵埋忿，到1976年光傳輸實用化產(chǎn)品問世，到80年代準同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)（ PDH）應用，到90年代同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)（SDH）標準完善，到1998年開始建設的密集波分復用系統(tǒng)（ DWDM），再到2002年以后的光分插復用系統(tǒng)（OADM）、光交叉連接系統(tǒng)（OXC）以及智能光網(wǎng)絡（ION）的興起。

光傳輸技術經(jīng)過幾十年的發(fā)展， 已經(jīng)遠遠超過了最初的SDH電路交叉和WDM波長連接的概念。2000年提出的MSTP和近年來開始逐步商用韻ASON成為目前通信傳輸?shù)臒衢T光網(wǎng)絡技術。研究光傳送網(wǎng)和光網(wǎng)絡技術對滿足移動通信網(wǎng)絡的增長需求，建設一個嶄新的基礎傳輸網(wǎng)絡，提高全業(yè)務的競爭能力，形成全業(yè)營具有非常重要的現(xiàn)實意義。

光纖傳輸系統(tǒng)主要由三吝膨爭組成，且口光源（又稱光發(fā)送機）、傳輸介質(zhì)和檢測器（又稱光接收機）。計算機網(wǎng)絡之間的光纖傳輸中，光源和檢測器的工作一般都是用光纖收發(fā)器完成的，光纖收發(fā)器簡單來說就是實現(xiàn)雙絞線與光纖連接的設備，其作用是將雙絞線所傳輸?shù)男盘栟D(zhuǎn)換成能夠通過光纖傳輸?shù)男盘枺ü庑盘枺?/p>

光纖傳輸與光纖通信的優(yōu)勢相近，同樣具有傳輸帶寬大、抗干擾、傳輸信息量大等特點。此外，由于通信信號在光纖中的傳輸是以光的形式傳遞，所以不會像傳統(tǒng)電線因短路或接觸不良而產(chǎn)生火花或靜電等現(xiàn)象，能夠確保使用安全和設備安全。同時，由于光纖纖細如絲，不會像一般電纜線一樣重量和外徑都是成倍數(shù)增加，即使使用多芯數(shù)的光纜，其重量也不會增加太多。最重要的一點是光信號在光纖中傳輸?shù)谋Ｃ苄詴葌鹘y(tǒng)電纜要強百倍，無法被人竊聽。

光傳輸?shù)膽妙I域也較廣泛，可用于電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)等各領域。