光纤通信新技术的应用.doc

1、光纤通信新技术的应用光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。近几年来，随着技术的进步，电信管理体制的改革以及电信市场的逐步全面开放，光纤通信的发展又一次呈现了蓬勃发展的新局面，本文旨在对光纤通信领域的主要发展热点作一简述与展望 。一、光纤通信的概述1.1 光纤通信的发展史80年代一项最重要的技术发展是光纤通信成为一个主要的国际性产业。用光纤铺设的总长度可以表明其发展的程度。据估计，截止2001年底，全世界铺设的光纤总长度就达3.81亿英里。1955年，英国科学家卡帕尼，发明了玻璃光导纤维。1960年被称为光纤之父的华人高锟等人首先提出了用低吸收的光纤做光通信。1970年，美国的柯林公司做

2、出了每公里20分贝的低损耗光纤，贝尔实验室研制成功室温连续运转的半导体激光器，这奠定了光纤通信的基础。七八年以后，美国在芝加哥市首先开辟了第一条光纤通信线路。再过10年左右，1.55微米波长的光纤损耗率低到0.2个分贝每公里，这样低的损耗就可以传输很远。在同年，英国的南安普敦大学，发明了掺铒光纤放大器。1989年美国首次进行了波分复用的光通信实验，是四个频道的，四个通道。1998年，美国实现了密集波分复用的长途光通信，它的传输速率达到每秒一个太比特，从此，我们就进入了这样一个高速的时代，太比特的时代。 中国光通信的历史是在20世纪80年代的上海首先铺设了一条1.8公里的数字光通信线路。20世纪

3、80年代投资的武汉邮电研究院，研制光纤的器件和光纤本身，现在也成为光纤器件的一个最大的研究单位。1995年到1998年，上海交大完成了九五项目，四个节点的全光城域网、实验网。20世纪90年代起，全国各地都普遍铺设和使用单路的光纤通信线路，截止到2004年底，全国敷设光纤总长度已超过350万公里。 2000年底中国网通公司建成了3400公里的波分复用的光纤通信网；2001年完成了863项目，中国高速示范网；2000年，国家自然科学基金资助了一个项目，中国高速互联研究实验网。现在，我们国内有很多的公司可以批量生产光纤通信的系统和器件。1.2光纤通信的概念所谓光纤通信，就是利用光纤来传输携带信息的光

4、波以达到通信之目的。要使光波成为携带信息的载体，必须在发射端对其进行调制，而在接收端把信息从光波中检测出来（解调）。依目前技术水平，大部分采用强度调制与直接检测方式（IM-DD）。典型的数字光纤通信系统方框图如图1-1所示。图1-1 数字光纤通信系统从图1-1可以看出，数字光纤通信系统基本上由光发射机、光纤与光接收机组成。在发射端，电端机把模拟信息（如话音）进行模/数转换，用转换后的数字信号去调制发射机中的光源器件（一般是半导体激光器LD），则光源器件就会发出携带信息的光波。如当数字信号为“1”时，光源器件发射一个“传号”光脉冲；当数字信号为“0”时，光源器件发射一个“空号”（不发光）。光波经

5、光纤传输后到达接收端。在接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机再进行数/模转换，恢复成原来的模拟信息。就这样完成了一次通信的全过程。1.3光纤基础1.3.1 光纤的结构通信用光纤主要是由纤芯和包层构成，包层外是涂覆层，整根光纤呈圆柱形。光纤的典型结构如图1-2所示。图1-2 光纤的典型结构纤芯的粗细、纤芯材料和包层材料的折射率，对光纤的特性起着决定性的影响。图1-3所示为常用光纤三种基本类型。图1-3 常用光纤三种基本类型按照光在光纤中传输模式的不同，分为单模光纤和多模光纤。单模光纤的纤芯直径极细，一般不到10mm，如图1-5（a）所示；多模光纤的纤芯直径较粗，通常在5

6、0mm左右。但从光纤的外观上来看，两种光纤区别不大。从图中可以看出，在纤芯和包层横截面上，折射率剖面有两种典型的分布。对于多模光纤而言，一种是纤芯和包层折射率沿光纤径向分布都是均匀的，而在纤芯和包层的交界面上，折射率呈阶梯形突变，这种光纤称为突变型光纤，如图1-5（b）所示；另一种是纤芯的折射率不是均匀常数，而是随纤芯径向坐标增加而逐渐减小，一直渐变到等于包层折射率值，因而将这种光纤称为渐变型光纤，如图1-5（c）所示。这两种光纤剖面的共同特点是：纤芯的折射率n1大于包层折射率n2，这也是光信号在光纤中传输的必要条件。对于突变型光纤而言，它可以使光波在纤芯和包层的交界面形成全反射，引导光波沿纤

7、芯向前传播；对于渐变型光纤而言，它可以使光波在纤芯中产生连续折射，形成穿过光纤轴线的类似于正弦波的光射线，引导光波沿纤芯向前传播，两种光射线轨迹如图1-5（b）、（c）所示。1.3.2 光纤的基本特性（1）衰减系数光纤的损耗主要包括吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗三种，在弯曲半径较大的情况下，弯曲损耗对光纤衰减系数的影响不大，决定光纤衰减系数的损耗主要是吸收损耗和散射损耗。吸收损耗是制造光纤的材料本身造成的，是光纤中过量金属杂质和氢氧根离子OH-吸收光而产生的光功率损耗。散射损耗通常是由于光纤材料密度的微观变化，以及所含SiO2、GeO2和P2O5等成分的浓度不均匀，使得光纤中出现一些折射率分布不

8、均匀的局部区域，从而引起光的散射，将一部分光功率散射到光纤外部引起损耗；或者在制造光纤的过程中，在纤芯和包层交界面上出现某些缺陷、残留一些气泡和气痕等。这些结构上有缺陷的几何尺寸远大于光波，引起与波长无关的散射损耗，并且将整个光纤损耗谱曲线上移，但这种散射损耗相对前一种散射损耗而言要小得多。综合以上几个方面的损耗，单模光纤的衰减系数一般分别为0.30.4dB/km（1310nm区域）和0.170.25dB/km（1550nm区域）。ITU-T G.652建议规定光纤在1310nm和1550nm的衰减系数应分别小于0.5dB/km和0.4dB/km。（注1310nm和1550nm均为波长区）（2

9、）色散系数光纤的色散指光纤中携带信号能量的各种模式成分或信号自身的不同频率成分因群速度不同，在传播过程中互相散开，从而引起信号失真的物理现象。一般光纤存在三种色散：l 模式色散：光纤中携带同一个频率信号能量的各种模式成分，在传输过程中由于不同模式的时间延迟不同而引起的色散。l 材料色散：由于光纤纤芯材料的折射率随频率变化，使得光纤中不同频率的信号分量具有不同的传播速度而引起的色散。l 波导色散：光纤中具有同一个模式但携带不同频率的信号，因为不同的传播群速度而引起的色散。几种典型光纤的色散特性如图1-4所示。图1-4 典型光纤的色散特性（3）模场直径单模光纤的纤芯直径为810mm，与工作波长1.

10、31.6mm（13001600nm）处于同一量级，由于衍射效应，不易测出纤芯直径的精确值。此外，由于基模LP01场强的分布不只局限于纤芯之内，因而单模光纤纤芯直径的概念在物理上已没有什么意义，所以改用模场直径的概念。模场直径是产生空间光强分布的基模场分布的有效直径，也就是通常说的基模光斑的直径。G.652光纤在1310nm波长区的模场直径标称值在8.69.5mm范围，偏差小于10%；G.655光纤在1550nm波长区的模场直径标称值在811mm范围，偏差小于10%。上述两种单模光纤的包层直径均为125mm。（4）截止波长为避免模式噪声和色散代价，系统光缆中的最短光缆长度的截止波长应该小于系统的

11、最低工作波长，截止波长条件可以保证在最短光缆长度上单模传输，并且可以抑制高阶模的产生或可以将产生的高阶模式噪声功率代价减小到完全可以忽略的地步。目前ITU-T定义了三种截止波长：l 短于2m长跳线光缆中的一次涂覆光纤的截止波长；l 22m长成缆光纤的截止波长；l 220m长跳线光缆的截止波长。（5）零色散波长当光纤的材料色散和波导色散在某个波长互相抵消时，光纤总的色度色散为零，该波长即为零色散波长。一般来讲，光纤的零色散波长位于1310nm波长区内，但人们可以通过巧妙的波导结构设计使光纤的零色散波长移到我们所希望的波长区内，从而制造出色散移位光纤。（6）零色散斜率在零色散波长附近，光纤的色度色

12、散系数随波长而变化的曲线斜率称之为零色散斜率。其值越小，说明光纤的色散系数随波长的变化越缓慢，因此越容易一次性地对其区域内的所有光波长进行色散补偿，这一点对于WDM系统尤其重要，因为WDM系统是工作在某个波长区而不是某个单波长。1.3.3 光纤的种类ITU-T首先在建议G.651中定义了多模光纤。由于单模光纤具有低损耗、带宽大、易于扩容和成本低等特点，目前国际上已一致认同SDH/DWDM光传输系统使用单模光纤作为传输媒质。ITU-T在G.652、G.653、G.654和G.655建议中分别定义了四种单模光纤，在此一并予以简要介绍。（1） G.651光纤G.651光纤是一种折射率渐变型多模光纤，

13、主要应用于850nm和1310nm两个波长区域的模拟或数字信号传输。其纤芯直径为50mm，包层直径125mm。在850nm波长区衰减系数低于4dB/km，色散系数低于120ps/nm.km；在1310nm波长区衰减系数低于2dB/km，色散系数低于6ps/nm.km。（2） G.652光纤G.652光纤即指零色散点在1310nm波长附近的常规单模光纤，又称色散未移位光纤，这也是到目前为止得到最为广泛应用的单模光纤。可以应用在1310nm和1550nm两个波长区域，但在1310nm波长区域具有零色散点，低达3.5ps/nm.km以下。在1310nm波长区，其衰减系数也较小，规范值为0.30.4d

14、B/km（实际光纤的衰减系数低于该规范值）。故称其为1310nm波长性能最佳光纤。在1550nm波长区域，G.652光纤呈现出极低的衰减，其衰减系数规范值为0.150.25dB/km。但在该波长区的色散系数较大，一般约20ps/nm.km。由于在1310nm波长区域目前还没有商用化的光放大器，解决不了超长距离传输的问题，所以G.652光纤虽然称为1310nm波长性能最佳光纤，但仍然大部分工作于1550nm波长区域。在1550nm波长区域，用G.652光纤传输TDM方式的2.5Gbit/s的SDH信号或基于2.5Gbit/s的WDM信号是没有问题的，因为后者对光纤的色散要求仍相当于单波长2.5G

15、bit/s的SDH系统的要求。但用来传输10Gbit/s的SDH信号或基于10Gbit/s的WDM信号则会遇到相当大的麻烦。这是因为一方面G.652光纤在该波长区的色散系数较大，会出现色散受限的问题；另一方面还出现了偏振模色散（PMD）受限的问题。（3）G.653光纤G.653光纤即零色散点在1550nm波长附近的常规单模光纤，又称色散移位光纤。它主要应用于1550nm波长区域，且在1550nm波长区域的性能最佳。因为在光纤制造时已对光纤的零色散点进行了移位设计，即通过改变光纤内折射率分布的办法把光纤的零色散点从1310nm波长移位到1550nm波长处，所以它在1550nm波长区域的色散系数最

16、小，低达3.5ps/nm.km以下。而且其衰减系数在该波长区也呈现出极小的数值，其规范值为0.190.25dB/km。故称其为1550nm波长性能最佳光纤。在1550nm波长区域，因为G.653光纤的色散系数极小，所以特别适合传输单波长、大容量的SDH信号。例如用它来传输TDM方式的10Gbit/s的SDH信号是没有问题的。但是，用它来传输WDM信号则会遇到麻烦，即出现严重的四波混频效应（FWM）。考虑到今后网络设备将向超大容量密集波分复用系统方向发展，今后网上不宜使用G.653光纤。（4） G.654光纤G.654光纤又称1550nm波长衰减最小光纤，它以努力降低光纤的衰减为主要目的，在15

17、50nm波长区域的衰减系数低达0.150.19dB/km，而零色散点仍然在1310nm波长处。G.654光纤主要应用于需要中继距离很长的海底光纤通信，但其传输容量却不能太大。（5） G.655光纤G.655光纤是近几年涌现的新型光纤，基本设计思想是在1550nm窗口工作波长区具有合理的、较低的色散，足以支持10Gbit/s以上速率的长距离传输而无需色散补偿，从而节省了色散补偿器件及其附加光放大器的成本；同时，其色散值又保持非零特性，具有最小数值限制，足以压制四波混频和交叉相位调制等非线性影响，同时满足TDM和WDM两种发展方向的需要。因此，G.655光纤可以用来传输单个载波上信号速率为2.5G

18、bit/s或10Gbit/s的WDM光信号，复用的波长通道数量可达几十、几百个。它代表了今后光纤发展的方向。二、光纤通信新技术概述2.1光纤通信向大容量、宽带化、超长距离发展2.1.1大容量、宽带化的发展在世界网络带宽保持了50%-100%的年增长速率的同时，中国的干线业务量和带宽需求的实际年增长率均超过了200%。根据美国跨大西洋Internet干线流量统计，中国近几年国内干线数据业务量年增长260%。国际Internet带宽能力年增长245%，五年累增大约100倍。传统的光纤通信发展始终在按照电信号的时分复用（TDM）方式进行，每当传输速率提高4倍，传输每个比特的成本大约下降30%40%，

19、因而高比特率系统的经济效益大致按指数规律增长。单路波长的传输速率受限于集成电路材料的电子和空穴的迁移率；还受限于传输媒质的色散和极化模色散；最后受限于系统的性能价格比。Lucent朗讯科技公司宣布实现了单信道160Gbit/s的传输速率，而目前商用系统从45Mbs增加到10Gbs，可以携带12万条话路，其速率在20年时间里提高了2000倍，比同期的微电子技术的集成度增长速度还要快得多。高速系统的出现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。目前，10Gbit/s系统已大批量装备网络，40Gbit/s系统已经商品化进入实用阶段。从网络应用看，带10

20、Gbit/s接口的路由器已经大量应用，带40Gbit/s接口的路由器也已经进入大量应用阶段，为了提高核心网的效率和功能，核心网的单波长速率向40Gbit/s发展是合乎逻辑的。总的看，采用40Gbit/s传输的主要优势有：(1)更有效地使用传输频带，频谱效率较高； (2)如果40Gbit/s的成本降到10Gbit/s实际成本的2.5倍以下时，就达到了合理应用点，就有条件实现规模商用，降低传输成本； (3)由于只用一个网元代替了四个网元，减少了OAM的成本、复杂性以及备件的数量；(4)提高了核心网的效率和功能。从实际应用看，对于40Gbit/s传输系统，必须用外调制器；能具备足够输出电压驱动外调制

21、器的驱动集成电路还不够成熟；沿用多年的NRZ调制方式能否有效可靠地工作于40Gbit/s还没有把握，必须转向性能更好的普通归零（RZ）码乃至调制效率更高的其他调制方式，例如载频抑制的RZ（CS-RZ）码，差分相移键控RZ（DPSK-RZ）码，啁啾的RZ（CRZ）码，超级CRZ（SuperCRZ）码，双二进制码（D-RZ），伪线性RZ码，光孤子（Soliton）调制方式等。从历史经验看，只有成本降到2.5倍以内才有可能获得规模应用。近年来，能够普遍应用的基于单波道的最高传输容量一直停留在SDH 10Gb/s。40Gb/s的应用需求仍然存在，但它在节点技术、网络应用和系统的性能价格比等方面存在的问

22、题仍然没有很好地得到解决。另外，由于存在具有部分可替代性的解决方案（如DWDM），这也在一定程度上进一步影响了40Gb/sSDH系统大范围走向商用的步伐。对于短距离传输，无须色散补偿、光放大器和外调制器，40Gbit/s系统具有最低的单位比特成本，上述问题不是障碍。40Gbit/s的应用已经由短距离互联应用开始，包括端局内路由器、交换机和传输设备间的互联，乃至扩展至城域网范围和短距离长途应用。随着通信技术的发展，新业务不断涌现，特别是IP业务的迅猛崛起，导致全球信息量呈级数增长，通信业务由传统单一的电话业务转向高速IP数据和多媒体为代表的宽带业务，对通信网络的带宽和容量提出了越来越高的要求。光

23、纤存在巨大的频带资源和优异的传输性能，是实现高速、大容量传输的最理想的传输媒质，进一步扩容传输系统、降低每比特传输成本的唯一出路就是转向使用光的复用技术2.1.2、DWDM的发展光通信系统可以按照不同的方式进行分类如果按照信号的复用方式来进行分类可分为频分复用系统FDM-Frequency Division Multiplexing、时分复用系统TDM-Time Division Multiplexing、波分复用系统WDM Wavelength Division Multiplexing和空分复用系统SDM-Space Division Multiplexing。传统的光纤传输一般在一个波长

24、信道上进行，如果忽略激光器的线宽和啁啾效应，则对应1550nm处的高斯脉冲，即使采用光时分复用（OTDM）技术使信号速率达100Gbit/s，其所用带宽也仅为光纤带宽的一小部分，考虑到EDFA技术可以在1550nm的光纤低损耗窗口约35nm宽度的窗口提供增益，为了利用这些资源，采用光学分光元件分离波长，利用了一根光纤同时传输多个不同波长的光载波的特点，把光纤可能应用的波长范围划分成若干个波段，每个波段作一个独立的通道传输一种预定波长的光信号，光波分复用的实质是在光纤上进行光频分复用OFDM，从而使光纤的传输容量大幅度增加。为了区分以前在1310nm和1550nms所进行波长复用传输，将这项技术

25、称为密集波分复用(DWDM)技术。近来波分复用技术的大量应用，使光传输速率已在向每秒太比特的数量级进军。密集波分复用DWDM-Dense Wavelength Division Multiplexing技术是利用单模光纤的带宽以及低损耗的特性采用多个波长作为载波，允许各载波信道在光纤内同时传输与通用的单信道系统相比密集，ITU-T G.692建议DWDM 系统的绝对参考频率为193.1THz，对应的波长为1552.52nm。不同波长的频率间隔应为100GHz的整数倍，对应波长间隔约为0.8nm的整数倍。DWDM不仅极大地提高了网络系统的通信容量，充分利用了光纤的带宽，而且它具有扩容简单和性能可

26、靠等诸多优点，特别是它可以直接接入多种业务更使得它的应用前景十分光明。2.1.3、光纤通信与卫星通信、无线电通信优势比较 现代通信网的3大支柱是光纤通信、卫星通信和无线电通信，而其中光纤通信是主体，这是因为光纤通信本身具有许多突出的优点： （1）频带宽，通信容量大。 光纤可利用的带宽约为50000GHz，1987年投入使用的1. 7Gb/s光纤通信系统，一对光纤能同时传输24192路电话，2.4Gb/s系统，能同时 传输30000多路电话。频带宽，对于传输各种宽频带信息具有十分重要的意义，否则，无法满足未来宽带综合业务数字网(B-ISDN)发展的需要。 （2）损耗低，中继距离长。 目前实用石英

27、光纤的损耗可低于0.2dB/km，比其它任何 传输介质的损耗都低，若将来采用非石英系极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降 至10-9dB/km。由于光纤的损耗低，所以能实现中继距离长，由石英光纤组成的光 纤通信系统最大中继距离可达200多千米，由非石英系极低损耗光纤组成的通信系统，其最大中继距离则可达数千甚至数万千米，这对于降低海底通信的成本、提高可靠性和稳定性具有特别的意义。 （3）抗电磁干扰。 光纤是绝缘体材料，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受电气化铁路馈电线和高压设备等工业电器的干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。 （4）无串音干

28、扰，保密性好。 光波在光缆中传输，很难从光纤中泄漏出来，即使在 转弯处，弯曲半径很小时，漏出的光波也十分微弱，若在光纤或光缆的表面涂上一 层消光剂效果更好，这样，即使光缆内光纤总数很多，也可实现无串音干扰，在光 缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。 （5）光纤线径细、重量轻、柔软，使传输系统所占空间小，解决地下管道拥挤的问 题，节约地下管道建设投资。此外，光纤的重量轻，光缆的重要比电缆轻得多。 （6）光纤的原材料资源丰富，用光纤可节约金属材料。 三、新技术的具体介绍光交换技术在全光通信网中，直接对光信号进行透明交换，不需经过光电和电光转换，克服了光电转换器件响应速度慢的问题，大大提高了交换速

29、率和吞吐量。光交换有空分、时分和波分三种方式。空分光交换是在不同光纤中传输的光信号之间进行的交换，它可以通过22等基本空间光开关的不同组合来实现。 时分光交换把输入端某一时间位置的光信号转到另一时间位置。一般由空间光开关和光纤延时线组成。波分光交换是把波分复用中一个波长的光变成另一波长的光。采用上述三种光交换的基本方式，可以灵活组成多种复合光交换。例如空分+时分、空分+波分、空分+时分+波分等。密集波分复用技术的进步使得一根光纤上能够承载上百个波长信道，输带宽最高记录已经达到了比特级。同时，现有的大部分情况是光纤在传输部分带宽几乎无限200Tb/s，窗口200nm。相反，在交换部分，仅仅只有几

30、个Gb/s，这是因为电子的本征特性制约了它在交换部分的处理能力和交换速度。所以，许多研究机构致力于研究和开发光交换光路由技术，试图在光子层面上完成网络交换工作，消除电子瓶颈的影响。当全光交换系统成为现实，就足够可以满足飞速增长的带宽和处理速度需求，同时能减少多达的网络成本，具有诱人的市场前景。光信号处理可以是线路级的、分组级的或比特级的。WDM光传输网属于线路级的光信号处理，类似于现存的电路交换网，是粗粒度的信道分割；光时分复用OTDM 是比特级的光信号处理，由于对光器件的工作速度要求很高，尽管国内外的研究人员做了很大努力，但离实用还有相当的距离；光分组交换网属于分组级的光信号处理，和OTDM

31、相比对光器件工作速度的要求大大降低，与WDM相比能更加灵活、有效地提高带宽利用率。随着交换和路由技术在处理速度和容量方面的巨大进步，OPS技术已经在一些领域取得了重大进展。光交换技术可以分成光路交换技术和分组交换技术。光路交换又可分成三种类型，即空分（SD）、时分（TD）和波分/频分（WD/FD）光交换，以及由这些交换组合而成的结合型。其中空分交换按光矩阵开关所使用的技术又分成两类，一是基于波导技术的波导空分，另一个是使用自由空间光传播技术的自由空分光交换。光分组交换中，异步传送模式是近年来广泛研究的一种方式。日本开发了两种空分光交换系统多媒体交换系统和模块光互连器。两种系统均采用88二氧化硅

32、光开关。多媒体光交换系统支持G4传真、10Mpbs局域网和400Mpbs的高清晰度电视。光时分交换技术开发进展很快，交换速率几乎每年提高一倍。1996年推出了世界上第一台采用光纤延迟线和44铌酸锂光开关的32Mpbs时分复用交换系统。光波分交换能充分利用光路的宽带特性，不需要高速率交换，技术上较易实现。1997年采用高速MI（Michelson Interferometer）波长转换器的20Gbps波分复用光交换系统问世。四、光交换技术在光纤通信网中的应用光交换技术的优缺点及技术的难点和发展前景光交换技术有如下的特点：（1）具有极宽的带宽采用光交换技术，使得相同的光器件能应用于不同的比特速率系

33、统之中，即具有比特速率的透明性。以一个电子交换单元为例，其最大业务吞吐量为1Gbit/s，经并联复用也只能提高几倍，而一个光开关就可能将业务吞吐量提高数百倍，可以满足大容量交换节点的需要。（2）速度快由于电子电路的最高运行速度只能达到20Cbit/s左右，因而有驱动的光开关，也会受到电子电路工作速度的影响，使其响应速度受到限制，然而采用光控的光开关的响应速度可达10-12s数量级，由此可见，借助光控器件，可实现超高速的全光交换网。（3）光交换与光传输相结合，促进全光通信网的发展 光交换与光传输的相结合，使得数据在源节点到目的节点的传输过程中，始终在光域内，避免了在所经过的各个节点上的光电、电光

34、转换，因此可同时传输多种数据速率和多种数据格式，从而构成完全光化的网络，有利于高速大容量的信息通信 （4）降低了网络成本，提高网络可靠性由于采用了光交换技术，因而无须进行光电转换，当然也不会受到电磁干扰，便可以直接实现用户间的信息交换，这样省去了进入交换系统前后的光电、电光转换装置，从而降低网络成本。另外，无论在模拟传输中还是在数字传输中都可以采用光交换技术，这样不但避免了宽带电交换系统功耗大、串扰严重等问题，也提高了自身的可靠程度当光交换技术走向成熟时的情景，光时分交换与光空分交换相结合将产生光程控交换设备；光波长交换与光空分交换相结合将产生光交叉连接设备、光上/下路复用设备等。通信骨干网将

35、成为高速率、大容量、结构灵活的全光通信网，那时人们才真正实现了信息高速公路。五、结束语 21世纪以来，光通信技术取得了长足的进步，但这些进步的取得，是包括光传输媒质、光电器件、光通信系统，以及网络应用等多方面技术共同进步的结果。随着光通信技术进一步发展，必将对21世纪通信行业的进步，乃至整个社会经济的发展产生巨大影响。21世纪是知识经济时代，信息产业则是知识经济时代的支柱产业，信息产业的发展与光电子技术的发展有着紧密的联系。刚刚过去的20世纪是微电子的时代，微电子技术推动了以计算机、因特网、光纤通信等为代表的信息技术的高速发展，随着信息技术的发展，大容量光纤通信网络的建设，光电子技术将起到越来

36、越重要的作用。美国商务部指出：“90年代，全世界的光子产业以比微电子产业高得多的速度发展，谁在光电子产业方面取得主动权，谁就将在21世纪的尖端科技较量中夺魁”。日本呼声月刊也有类似的评论：“21世纪具有代表意义的主导产业，第一是光电子产业，第二是信息通信产业，第三是健康和福利产业”，可以断言，光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。有专家预测，21世纪将是“光子世纪”，十年内，光子产业可能会全面取代传统电子工业，形成50000亿美元的产值，成为本世纪最大的产业。如此巨大的市场吸引了众多的商家以及政府机构的极大兴趣和关注，必然引来光纤通信技术更大的发展。光纤通信技术从光通信中脱颖

37、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。光纤通信作为一门新兴技术，其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的，也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。六、参考文献1 刘增基.光纤通信西安电子科技大学出版社，20082 毛谦.我国光纤通信技术发展的现状和前景J.电信科学,20063 牛忠霞 光纤通信郑州科技学院内部使用资料2010.4 马丽华.光纤通信系统北京邮电大学出版社2009-09.5 张 煦光纤通信技术的发展趋势，中兴通讯技术, 2000年6 胡庆 光纤通信系统与网络（修订版）电子工业出版社2010-08.7 余重秀 光交换技术.人民邮电出版社.2008年09月- 15 -