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1、论光纤通信技术的特点和发展趋势通信系2013届毕业设计论文 题 目： 论光纤通信技术的特点 和发展趋势 专 业： 通信技术 班 级： 学生姓名： 导师姓名： 起止时间：2012年12月1日 至2013年 月 日论文题目论光纤通信技术的特点和发展趋势指导教师电 话Email办公室时间要求论文初稿电子版上交指导教师邮箱，时间截止：2013年4月1日；论文终稿纸质版上交指导教师本人，时间截止：2013年5月15日。要求：1、光纤通信技术的特点2、光纤通信技术现阶段的应用及发展程度3、光纤通信技术未来的发展趋势*论文字数不少于8000字！参考资料： 毕业设计的封面、任务书、成绩评定表以及格式要求等相关

2、资料，须在陕邮职院通信系网站进行下载，格式必须按照要求书写、打印、装订，如不符合要求的将按不合格处理；在毕业设计中严禁出现相互抄袭、雷同的情况，如有发现，将按照零分处理。学生姓名性别系别专业课题名称论光纤通信技术的特点和发展趋势班级起止时间 2012 年 12月 2013年 5 月 指导教师课题任务完成情况论文 11.986(千字)； 图纸 1 (张)；其它(含附件)：表 0 (张)，流程图 0 (张)指导教师意见评阅成绩： 评阅/指导教师(签字)： 年 月 日学生实得成绩(百分制)评 阅 成 绩 评 定 级 别 （级别为“优秀”、“合格”、“不合格”三档）目录中文摘要V关键词：V引言1第一章

3、 光纤通信概述11.1 光纤通信的发展史11.2 光纤通信概述31.3 光纤通信系统的原理31.4 光纤通信的基本组成31.5 光纤通信技术的特点5第二章 光纤通信技术现阶段的应用及发展程度72.1光纤通信技术现阶段的的应用72.1.1广播电视网中的应用72.1.2电力通信网中的应用82.1.3电信干线传输网中的应用82.1.4从干线网延伸到接入网82.1.5计算机局域网和广域网82.2光纤通信技术现阶段的发展程度92.2.1波分复用技术102.2.2光纤接入技术102.2.3宽带放大器技术112.2.4色散补偿技术122.2.5 PDH 系列转为 SDH 系列12第三章 光纤通信技术未来的发

4、展趋势133.1超大容量与超高速化133.2全光化133.3业务多样化133.4智能化143.5全光网络14结束语：15致谢：15参考文献：16中文摘要 随着科学技术的日益更新，通讯事业的逐步发展。光纤通信时代已经到来。光纤通信一直是推动整个通信网络发展的基本动力之一，是现代电信网络的基础。光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力通信控制系统中，进行工业检测，控制，而且在军事领域的用途也越来越为广泛。本文探讨了光纤通信的主要特点、基本组成、光纤通信系通的应用和光纤通信技术发展的现状，并对其发展趋势进行了展望。 关键词： 光纤通信技术 特点 应用 发展趋势16引言1966年，美籍

5、华人高锟(C.K.1cao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表论文，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的大门，引起了人们的重视。1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km的光纤，与此同时GaAlAs-GaAs双异质结半导体激光器实现了室温下连续运转，光纤通信时代由此开始。光纤通信系统的传输容量从1980年到2000年增加了近一万倍传输速度在过去的10年中大约提高了100倍，光纤的衰减系数在1550nm的最小值已经做到0.16db/km，接近理论极限值0.15db/km，这使得光纤能够广泛用于通信系统。光纤通信是以很高频率(1014Hz数量级)的光波作为载波、以光

6、纤作为传输介质的通信。随着光纤通信技术的不断进步，其在通信领域的地位越来越重要，逐步成为现代通信系统中不可或缺的组成部分。第一章 光纤通信的概述1.1 光纤通信的发展史光纤通信是现代通信网的主要传输手段，它的发展历史只有一二十年，已经历三代：短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤采用光纤通信是通信史上的重大变革，美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路，而致力于发展光纤通信中国光纤通信已进入实用阶段总体来说，光纤通信的发展大致分为4个阶段。第一阶段（19661976年）是冲基础研究到商业应用的开发时期。这个时期中，出现了短波长（850nm）低速率（34或45Mb/s）多模

7、光纤通信系统，无中继传输距离约为10km。第二阶段（19761986年）是以提高传输速率和增加传输距离为研究目标的大力推广应用的大发展时期。在这个时期，光纤从多模发展到单模，工作波长从短波长（850nm）发展到长波（1310nm和1550nm），实现了工作波长为1310nm，传输速率为140565Mb/s的单模光纤通信系统，无中继传输距离为50到100km。第三阶段（19861996年）是以超大容量超长距离为目标，全面深入开展新技术研究的事情。在这个时期，出现了1550nm色散位移单模光纤通信系统。采用外调制技术，传输速率可达2.5-10Gb/s，无中继传输距离可达100150km，实验室可以

8、达到更高水平。第四阶段（1996年至今）是采用光放大器，波分复用光纤通信系统的超长距离的光弧子通信系统的时期。具体来讲国外的发展状况：20世纪60年代中期，所研制的最好的光纤损耗在400dB以上。1966年英国标准电信研究所高锟及Hockham从理论上预言光纤损耗可降至20dB/km以下。日本于1969年研制出第一根通信用光纤损耗为100dB/km。1970年康宁公司（Corning）采用“粉末法”先后获得了损耗低于20dB/km和4dB/km的低损耗石英光纤。1974年贝尔实验室（Bell）采用改进的化学汽相沉积法制出性能优于康宁公司的光纤产品。到1979年，掺锗石英光纤在1.55m处的损耗

9、已经降到0.2dB/km，这一数值已经十分接近由Rayleigh散射所决定的石英光纤理论损耗极限。我国光纤通信的发展：我国的光通信起步较早，70年代初就开始了大气传输光通信的研究，随之又进行光纤和光电器件的研究，自1977年初，研制出第一根石英光纤起，跨过一道道难关，取得一个又一个零的突破。我国光纤通信技术发展速度之快令世界瞩目，目前，铺设光纤总长度达2 500万km，覆盖了全国省会以上城市和70多地市；参与建设、投资近20条海底光缆，能与世界上70多个国家和地区进行通信业务；已基本上掌握了100 Gb/s的同步数字体系高速光通信系统技术、288芯和648芯带状光缆生产技术以及应用到同步数字体

10、系高速光通信系统中的光放大器生产技术等。近年来，光通信以年均15%20%的速度发展，成为我国与发达国家之间差距最小的领域之一。但应该看到的是，我国光纤通信设备所需的一些关键技术、元器件、材料仍部分依赖进口，所以，今后光传输仍应是信息产业建设发展的重点。日渐成熟的光纤通信技术已经为信息的扩容、IP网络发展起着巨大的推动作用。光纤通信的诞生和发展是电信史上的一次重要革命与卫星通信、移动通信并列为20世纪90年代的技术。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（超高速和超长距离）光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。1.2 光纤通信概述光纤通信是利用光波

11、作载波，以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式。光纤由纤芯，包层和涂层组成，内芯一般为几十微米或几微米，比一根头发丝还细；中间层称为包层，通过纤芯和包层的折射率不同，从而实现光信号在纤芯内的全反射也就是光信号的传输；涂层的作用就是增加光纤的韧性保护光纤。1.3 光纤通信系统原理所谓光纤通信，就是在发送端首先要把传送的信息。变成电信号，然后经调制器调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随着电信号的幅度或频率的变化而变化，并通过光纤传送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调器解调后恢复原信息。然而，由于目前技术水平所限，对光波进行频率调制与相位调制等仍局限在实验室内

12、，尚未达到实用化水平，因此目前大都采用强度调制与直接检波方式。又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重，所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。基本的光纤通信系统是由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。数据可以是数字，声音，图像等各种信号的数字化。光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，先后用过3个主要光波窗口有0.85m、1.31m和1.55m光学信道包括最基本的光纤，还有中继放大器EDFA等：而光学接收机则接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图像、数据等信息。1.4 光纤通信的基本组成光纤通信系

13、统的基本组成框图如图1-1所示图1-1 光纤通信系统组成图(1)PCM电端机在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1。码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM，即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生。(2)光发信机光发信机是实现电/光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于PCM电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。电端机就是常规的电子通信设备。(3)光中继器光中继器由光检测器、光源和判决再

14、生电路组成。它的作用有两个：是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减；二是对波形失真的脉冲近行整形。(4)光收信机光收信机是实现光/电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端的电端机去。(5)光纤连接器、耦合器等无源器件由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的，因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是，光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。1.5 光纤通信技术的特点光纤通信

15、之所以能够飞速发张是因为光纤拥有以下突出的优点所决定的。（1）频带很宽，传输容量很大光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽，光纤通信系统的容许频带取决于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。石英单模光纤有些波长具有零色散特性，通过光纤的设计，还可以把零色散波长移的更长些。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量，特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。另一方面，减小光源谱线宽度和采用外调制方式，也是增加传输容量的有效方法。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gb/s和1OGb/s。采用外调制技术

16、，传输速率可以达到40Gb/s，波分复用和光时复用更是极大的增加了传输容量。（2）损耗低，中继距离长而且误码率小目前，石英光纤的传输损耗一般在0.5dB/km到0.2dB/km,甚至更低，因此用光纤比同轴电缆或波导管的中继距离长的多。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离；对于一个长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂性可大大降低。采用光纤放大器、色散补偿光纤，中继距离还可增加。传输容量大、传输误码率低，中继距离长的优点，使光纤通信系统不仅适合于长途干线网，而且适合于入网的使用，这也是降低每公里话路的系统系统造价的主要原因。（3）重量轻，体积小，易于铺设光纤重量很轻，直径

17、很小，便于铺设和运输。即使做成光缆，在芯数相同的条件下，其重量还是比电缆轻的多，体积也小很多。通信设备的重量和体积对许多领域特别是军事、航空和宇宙飞船等方面的应用，具有特别重要的意义。在飞机上用光纤代替电缆，不仅降低了通信设备的成本，而且降低了飞机的制造成本。用光纤作为传输信道，使传输系统所占空间小，在市话中继线中成功的解决了地下管道拥挤问题。（4）抗电磁干扰性能好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。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，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，也不受人为释放的电磁干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电

18、力导体复合构成复合光缆。这一点对于强电领域的通信系统特别有利，比如说电力传输线路和电气化铁道。由于能免除电磁脉冲效应，光纤传输系还特别适合于军事应用。（5）无串音干扰，泄露小，保密性能好在电波传输的过程中，电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰，而容易被窃听，保密性差。光波在光纤中传输，因为光信号被完善地限制在光波导结构中，而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收，即使在转弯处，漏出的光波也十分微弱，即使光缆内光纤总数很多，相邻信道也不会出现串音干扰，同时在光缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。没有专用的特殊工具，光纤不能分接，因此信息在光纤中传输非常安全。保密性能好的这一特点，对军事、政

19、治和经济都有重要的意义。（6）材料来源丰富，节约金属材料，有利于资源合理使用制造同轴电缆和波导管的铜、铝、铅等金属材料，在地球上的储存量是有限的。而制造光纤的石英在地球上是取之不尽的材料。制造8km管中同轴电缆，1km需要120kg铜和500kg铝。而制造8km光纤只需要320g石英。所以，推广光纤通信，有利于地球资源的合理使用。由于光纤通信具有以上的独特优点，其不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力通信控制系统中，进行工业监测、控制，而且在军事领域的用途也越来越为广泛。 第二章 光纤通信技术现阶段的应用及发展程度2.1 光纤通信技术现阶段的应用光纤通信的应用领域是很广泛的。光纤通信

20、的优点在这里可以充分发挥，逐步取代电缆，得到广泛应用。过去主要靠电缆、微波、卫星通信，现以逐步使用光纤通信并形成了占全球优势的比特传输方法；用于全球通信网、各国的公共电信网（如我国的国家一级干线、各省二级干线和县以下的支线）；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、共用天线（CATV）系统，用于光纤局域网和其他如在飞机内、飞船内、舰艇内、矿井下、电力部门、军事及有腐蚀和有辐射等中使用。2.1.1 广播电视网中的应用20世纪90年代以来，我国光通信产业发展极其迅速，特别是广播电视网、电力通信网、电信干线传输网等的急速扩展，促使光纤光缆用量剧增。广电

21、综合信息网 规模的扩大和系统复杂程度的增加，全网的管理和维护，设备的故障判定和排除就变得越来越困难。可以采用 SDH 光纤或ATM光纤组成宽带数字传输系统。该传输网可以采用带有保护功能的环网传输系统，链路传输系统或者组成各种形式的复合网络，可以满足各种综合信 息传输。对于电视节目的广播，采用的宽带传输系统可以将主站到地方站的所需数字，通道设置成广播方式，同样的电视节目在各地都可以下载，也可以通过网络管 理平台控制不同的站下载不同的电视节目。 有线电视网络在全国各地已基本形成，在有线电视网络现有的基础上，比较容易地实现宽带多媒体传输网络，因此在目前的情况下，不应完全废除现有的有线电 视网，而用少

22、量的投资来完善和改造它，满足人们的目前需要。很多地区的 CATV已经是光纤传输，到用户端也是同轴电缆进入千万家。但是现在建设的CATV 大多是单向传输，上行信号不能在现有的有线电视网中传送。可以通过电信网 PSTN 中语音通道或数据通道形成上行信号的传送，也可以通过语音接入系统来完成。将电话接到各用户，这样各用户间即可以打电话，也可以利用广电自己的综合信息网 中的宽带传输系统构成广电网中自己的上行信号的传送，组成了双向应用的Internet网。2.1.2 电力通信网中的应用随着光纤在通信网络中的广泛应用，我国很多地区的电力专用通信网也基本完成了从主干线到接入网向光纤过渡的过程。目前， 电力系统

23、光纤通信网已经成为我国规模较大、发展较为完善的专用通信网，其数据、语音、宽带等电信业务及电力生产通信保障着电力系统安全稳定运行，电力系统生产生活己离不开光纤通信网。现在，由于电力特殊光缆制造及工程设计技术已经成熟，特别是OPGW和ADSS技术已经开始大规模的应用在国内电力特殊光缆通信中，特别是在大的输电工程长距离主干OPGW光缆线路中应用的作用更明显。2.1.3 电信干线传输网中的应用随着我国光通信产业发展，各大专业通信网急速扩展，对信号传输提出了更高的要求。光纤通信因其自身优势而能够满足各种复杂的通信业务要求，而成为首选通信方式。目前， 我国己建成以北京为中心向四面八方面各个方向辐射的长途干

24、线光纤网，“八纵八横”全国光纤通信网已建成。八横八纵”1988年在原邮电部是“的主导下开始的建设的大容量光纤通信干线传输网工程项目，这个传输网覆盖全国省会以上城市，22条光缆干线，有总长达33000公里。随着我国通信事业的迅速发展，以光纤通信为基础的传输网络还会建设的更多。2.1.4 从干线网延伸到接入网光纤最早应用于干线网，近几年，干线网核心部分无论是交换还是传输都更新了好几代；不久将成为软件主宰和控制的高度集成和智能化的网络。而另一方 面，现存的接入网 90以上仍是以双绞线铜缆为主的原始落后的模拟系统，干线网和接入网在技术上的巨大反差，说明接入网确实成为制约全网进一步发展的瓶颈。尽管目前已

25、出现了一系列解决这一瓶颈问题的技术手段，如双绞线的 XDS系统、同轴电缆上的 HFC 系统、宽带无线接入系统和以太网接入等，尤其是 xDSL系统由于能够充分利用现有铜线资源，具有性价比高、可靠性强等优势，近几年得到了迅速发展。但这些技术都是过渡性的解决方案，惟一能够彻底解决这一瓶颈问题的长远技术手段是光接入网。所谓 FTTC，FTTB 等，就是根据光纤深入用户的程度而定义。2.1.5 计算机局域网和广域网比如光纤以太网，互联网路由器之间的光纤高速传输链路。在现代的智能大厦内部及各种办公环境内，计算机网络广泛使用，尤其是以太网技术为核心的局域网技术，占据了大部分市场。各种网络中，节点、端口的数量

26、越来越多，传输速度也越来越快。目前由10Mbps、100MBps已经开始向1GBps发展。全光纤端口设备也开始由主干连接逐渐向桌面发展。目前网络主干部分主要采用石英光纤，以保证足够的传输带宽，而工作组与客户端由于连接数量非常多，还没有一种合适的全光解决方案。而塑料光纤网络产品在局域网中主要就是实现工作组交换机与计算机设备之间的网络高速连接。现在光通信网络的容量虽然已经很大， 但还有许多应用能力在闲置， 今后随着社会经济的不断发展，作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长，一定会超过现有网络能力，推动通信网络的继续发展。因此， 光纤通信技术在应用需求的推动下，一定不断会有新的发展。2.2 光纤通

27、信技术现阶段的发展程度21世纪以来，我国已形成了较为完备的光纤通信体系。随着移动互联网，三网融合的运用与发展，极大地推动了我国光纤通信传输技术的运用。例 如，2000年国内首个OADM、DXC设备诞生；2001年全球第一套全光网络设备诞生并开始运行；2004年，第一个国产FTTH系统工程产 生；2008年，成功研制出100G波分样机；2009年，3G产生的发展促进了光纤通信技术在通信领域内的广泛运用。 为了适应网络发展和传输流量提高的需求，传输系统供应商都在技术开发上不懈努力。富士通公司在150km、1.3m零色散光纤上进行了55x20Gbit/s传输的研究，实现了1.1Tbit/s的传输。N

28、EC公司进行了132x20Gbit/s、120km传输的研究，实现了2.64Thit/s的传输。NTT公司实现了3Thit/s的传输。目前，以日本为代表的发达国家，在光纤传输方面实现了10.96Thit/s(274xGbit/s)的实验系统，对超长距离的传输已达到4000km无电中继的技术水平。在光网络方面，光网技术合作计划(ONTC)、多波长光网络(MONET)、泛欧光子传送重叠网(PHOTON)、泛欧光网络(OPEN)、光通信网管理(MOON)、光城域通信网(MTON)、波长捷变光传送和接入网(WOTAN)等一系列研究项目的相继启动、实施与完成，为下一代宽带信息网络，尤其为承载未来IP业务

29、的下一代光通信网络奠定了良好的基础。2.2.1 波分复用技术波分复用WDM（Wavelength Division Multiplexing）技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源。根据每一信道光波的频率（或波长）不同，将光纤的低损耗窗口划分成若干 个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器），将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端，再由一波分复用 器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立（不考虑光纤非线性时），从而在一根光纤中可实现多路光 信号的复用传输。自从上个世纪末，波分复用技术出

30、现以来，由于它能极大地提高光纤传输系统的传输容量，迅速得到了广泛的应用。1995年以来，为了解决超大容量、超高速率和超长中继距离传输问题，密集波分复用DWDM（Dens Wavelength Division Multiplexing）技术成为国际上的主要研究对象。DWDM光纤通信系统极大地增加了每对光纤的传输容量，经济有效地解决了通信网的瓶颈问题。据 统计，截止到2002年，商用的DWDM系统传输容量已达400Gbit/s。以10Gbit/s为基础的DWDM系统已逐渐成为核心网的主流。DWDM 系统除了波长数和传输容量不断增加外，光传输距离也从600km左右大幅度扩展到2000km以上。与此

31、同时，随着波分复用技术从长途网向城域网扩展，粗波分复用CWDM（Coarse Wavelength Division Multiplexing）技术应运而生。CWDM的信道间隔一般为20nm，通过降低对波长的窗口要求而实现全波长范围内 （1260nm1620nm）的波分复用，并大大降低光器件的成本，可实现在0km80km内较高的性能价格比，因而受到运营商的欢迎。2.2.2 光纤接入技术光纤接入网是信息高速公路的“最后一公里”。实现信息传输的高速化，满足大大大众的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，光纤接入网是高 速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中，由于光纤到达位

32、置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的应用，统称FTTx。 FTTH（光纤到户）是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供所需要的不受限制的带宽，充分满足宽带 接入的需求。我国从2003年起，在“863”项目的推动下，开始了FTTH的应用和推广工作。迄今已经在30多个城市建立了试验网和试商用网，包括居民 用户、企业用户、网吧等多种应用类型，也包括运营商主导、驻地网运营商主导、企业主导、房地产开发商主导和政府主导等多种模式，发展势头良好。不少城市制 订了FTTH的技术标准和建设标准，有的城市还制订了相应的优惠政策，这些都为FT

33、TH在我国的发展创造了良好的条件。 在FTTH应用中，主要采用两种技术，即点到点的P2P技术和点到多点的xPON技术，亦可称为光纤有源接入技术和光纤无源接入技术。P2P技术主要采用 通常所说的MC（媒介转换器）实现用户和局端的直接连接，它可以为用户提供高带宽的接入。目前，国内的技术可以为用户提供FE或GE的带宽，对大中型企业 用户来说，是比较理想的接入方式。xPON意味着包括多种PON的技术，例如APON（也称为BPON）、EPON（具有GE能力的称为GEPON）以及GPON。APON出现最早，我国 的“863”项目也成功研发出了APON，但由于诸多原因，APON在我国基本上没有应用。目前用得

34、比较多的是EPON中的GEPON，我国的GEPON 依然属于“863”计划的成果，而且得到广泛的应用，还出口到日本、独联体、欧洲、东南亚等海外一些国家和地区。GPON由于芯片开发出来比较晚，相对不是很成熟。成本还偏高，所以，起步较晚，但在我国已经开始有所应用。由于其效率高、提供TDM业务比较方便，有较好的QoS保证，所以，很有发展前景。 EPON和GPON各有优缺点，EPON更适合于居民用户的需求，而GPON更适合于企业用户的接入。2.2.3 宽带放大技术掺饵光纤放大器(EDFA)是WDM技术实用化的关键，它具有对偏振不敏感、无串扰、噪声接近量子噪声极限等优点。但是普通的EDFA放大带宽较窄，

35、约有35nm(15301565nm)，这就限制了能容纳的波长信道数。进一步提高传输容量、增大光放大器带宽的方法有：(1)掺饵氟化物光纤放大器(EDFFA)，它可实现75nm的放大带宽；(2)碲化物光纤放大器，它可实现76nm的放大带宽；(3)控制掺饵光纤放大器与普通的EDFA组合起来，可放大带宽约80nm；(4)拉曼光纤放大器(RFA)，它可在任何波长处提供增益，将拉曼放大器与EDFA结合起来，可放大带宽大于100nm。2.2.4 色散补偿技术对高速信道来说，在1550nm波段约18ps(mmokm)的色散将导致脉冲展宽而引起误码，限制高速信号长距离传输。对采用常规光纤的10Gbit/s系统来

36、说，色散限制仅仅为50km。因此，长距离传输中必须采用色散补偿技术。2.2.5 PDH系列转为SDH系列光纤通信技术自 20 世纪 80 年代投入商用以来经历了准同步数字体系（PDH） 和同步数字体系（SDH）两个阶段。由于 PDH 体制本身具有的不可克服的局限 性,ITU-T 于 1988 年通过了第一批 SDH 建议，从此传输网发展进入了一个新的时 期。SDH 传输体制是一套完整而严密的传送网技术体制，由于他具有同步复用、 标准接口、强大网络管理能力等显著特点，因此一经诞生就获得了广泛的支持。 我国从 1995 年开始在干线网上全面转向 SDH 体制，目前建成世界第一大 SDH 网 络，干

37、线网上大约 90的业务量已由 SDH 系统所携带。但是 SDH 网络的高可靠 性尚未得到充分发掘，我国省际干线主要仍是点到点线路系统，尚未敷设联网节 点数字交叉连接器（DXC）而终未构成自愈网。SDH 环网的建设才刚刚开始，因 此 SDH 网的建设和完善是一项不可忽视的重要 SDH 技术的主要发展方向之一是速 率继续向高、低端扩展。高端是指传输速率向高速率方向发展，目前 10 Gbs 系统已开始大批量装备网络，不少电信公司已开发出 40 Gbs 的系统，实验室 水平已达到 160 Gbs，但是单路波长的传输速率受限于集成电路硅材料和砷化镓材料的电子迁移率、传输媒介的色散和极化模色散，以及所开发

38、系统的性能价 格比是否有商用经济价值。因此，进一步扩容的现实出路是转达向 WDM 方式；低 端则是向低于 155 Mbs 和 52 Mbs 的方向扩展，主要应用于接入网，乃至用 户驻地网，由于接入网对成本的高度敏感性和运行环境的恶劣性，因此适用于接 入网的 SDH 设备必须是高度紧凑、低功耗和低成本的。近来开发成功的甚短距离 SDH 技术（VSR）就是这一应用趋势的具体体现。其次，随着 IP 逐渐成为网络的 主导业务，SDH 的最新发展趋势是支持 IP 接入，可利用部分 SDH 净负荷来传送 IP 业务，从而使 SDH 也能支持 IP 的接入。第三章 光纤通信技术未来的发展趋势对光纤通信而言，

39、超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标，而全光网络也是人们不懈追求的梦想。3.1 超大容量与超高速化 超大容量与超髙速化是现代通信网的要求，实现大容量与高速化的主要手段是采用复用技术，主要有时分复用和波分复用。 时分复用是指各路信号在同一信道占有不同时间间隙进行通信的传输方式，SDH技术就是一个很好的代表。目前2.5Gbit/s的SDH系统己经大量商用，10Gbit/s的SDH系统在干线网和城域网核心汇聚层得到较多的应用。10Gbit/s以上的系统由于电子器件性能的限制，价格昂贵，因此超大容量的传输系统（如干线传输）中一般采用光波分复用技术光波分复用（WDM）配合光放大器（如掺铒

40、光纤放大器，即EDFA）可以实现较远距离的大容量传输，在干线网中得到广泛使用。3.2 全光化 在长途骨干传输、城域网核心汇聚层的传输将普遍采用光纤传输技术己经没有疑义。由于光放大技术的发展，超长距离的光域传输己经没有障碍，以自动交换光网络（ASON）为代表的光交换技术使得业务的上下和交换可以在光域进行，而无源光网络（PON）技术使得城域网的接入层最终可以实现光纤化。3.3 业务多样化 人们己不满足于传统、单一的语音服务，对各种多媒体业务的渴求越来越强烈，因此信息共享、有线电视、点播电视、电视会议、异地办公、计算机互联网等应运而生。目前的综合业务传输平台（MSTP）技术就是为了适应TDM、ATM

41、和IP业务的传输发展起来的。随着业务需求的多样化和IP化，光纤网络将向全光化、智能化的下一代传输网络迈进。3.4 智能化 对于日益庞大的传输容量和日益繁忙的调度需求，随着光纤网络建设规模的不断扩大，网络的安全性、高效性、复杂性都对网络的管理维护提出了很高的要求，基于密集波分复用（DWDM）的光传送网（OTN）技术、适应下一代网络（NGN）的自动交换光网络（ASON）技术，正是为了适应未来的智能光网络（ION）的需要而得到飞速的发展。 从目前光纤代输网络的技术主流趋势上看，干线网络已经基本构建为DWDM技术+EDFA放大+G655光纤，城域核心汇聚层网络正在形成粗波分复用（CWDM）技术与MST

42、P技术并进，本地接入层网络正在建设MSTP技术和PON技术的平台。运营商在光纤传输网络的规划建设观念上有从业务网的配套传送网络向可经营网络转变的趋势，以适应新业务的快速幵展并占有基础平台资源作后盾的优势；在网络演进方式上有朝ASON方向逐步进化的趋势，以智能化的网络适应动态发展的业务需求。3.5 全光网络未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段，也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍采用电器件，限制了目前通信网干线总容量的进一步提高，因此，真正的全光网成为一个非常重要的课题。 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

43、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。 全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性，并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率，网络结构简单，组网非常灵 活，可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。当然，全光网络的发展并不可能独立于众多通信技术之中，它必须要与因特网、ATM网、移动通信网 等相融合。目前全光网络的发展仍处于初期阶段，但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看，形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层，建立纯粹 的全光网络，消除电光瓶颈已成未来光通信发展的必然趋势，更是未来信息网络的核

44、心，也是通信技术发展的最高级别，更是理想级别。结束语：光纤通信技术现已作为一种重要的现代信息传输技术之一， 在现在的信息社会背景下得到了普遍意义上的应用， 在全球通信领域及相关行业在全球处于非常低迷的状态时，光纤通信技术仍得到了一些发展。依照我国现行的通信技术领域的发展模式，光纤通信技术的应用必会代替一切其他的信息传送方式， 而成为未来通信领域发展的主流技术， 带领人类进入全光时代。致谢： 本论文是在X老师的悉心指导下完成的。从课题的选择到毕业设计的编写、修改，每一步都有X的细心指导和认真的解析。老师以严谨求实，一丝不苟的治学态度和勤勉的工作作风深深感染了我，给我巨大的启迪和鞭策，并成为我人生路上值得学习的榜样。在此对X表示深深地感谢。由于经验匮乏，能力有限，设计中难免有许多考虑不周全的地方，希望各位老师多加指教。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.Vol.14,No.3:133 （2）何淑贞，王晓梅.光通信技术的新飞跃.网络电信，2004.Vol.6,No.6:35106 （3）辛化梅，李忠.论光纤通信技术的现状及发展.山东师范大学学报，2003.Vol.5,No.13 （4）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.Vol.3,No.1:13105