光纖通信技術的特點和發(fā)展趨勢

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1、光纖通信技術的特點和發(fā)展趨勢摘要:光纖通信是指利用光與光纖傳遞信息的一種方式,光纖通信不僅可以應用在通信的主干線路中,也可以在電力通信控制系統(tǒng)中發(fā)揮作用,既有經濟優(yōu)勢又有技術優(yōu)勢,光纖通信由于超高速、低誤碼、高可靠,價格低廉,已成為信息的最重要傳輸手段和信息社會的重要基礎設施。本文探討光纖通信技術的優(yōu)點和缺點以及光纖通信的發(fā)展和現(xiàn)狀。光纖通信在技術功能構成上主要分為:(1)信號的發(fā)射;(2)信號的合波;(3)信號的傳輸和放大;(4)信號的分離;(5)信號的接收。關鍵詞:光纖通信技術特點現(xiàn)狀發(fā)展趨勢1、光纖通信技術光纖通信是利用光導纖維傳輸光信號,以實現(xiàn)信息傳

2、遞的一種通信方式,屬于有線通信的一種,光經過調變后便能攜帶信息,利用光波作載體,以光纖作為傳輸媒介,將信息從一處傳至另一處,是光信息科學與技術的研究與應用領域??梢园压饫w通信看成是以光導纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。光纖由內芯和包層組成,內芯一般為幾十微米或幾微米,比一根頭發(fā)絲還細;外面層成為包層,包層的作用是保護光纖。實際上光纖通信系統(tǒng)使用的不是單根的光纖,而是許多光纖聚集在一起的組成的光纜,由于玻璃材料是制作光纖的主要材料,它是電氣絕緣體,因而不需要擔心接地回路,光波在光纖中傳輸,不會發(fā)生信息傳播中的信息泄露現(xiàn)象,光纖很細,占用的體積小,這解決了實施的

3、空間問題。光纖通信系統(tǒng)的組成,現(xiàn)代的光纖通信系統(tǒng)多半包括一個發(fā)射器,將電信號轉換成光信號,再通過光纖將光信號傳遞。光纖多半埋在地下,連接不同的建筑物。系統(tǒng)中還包括數(shù)種光放大器,以及一個光接收器將光信號轉換回電信號。在光纖通信系統(tǒng)中傳遞的多半是數(shù)位信號,來源包括計算機、電話系統(tǒng),或是有線電視系統(tǒng)。2光纖通信的優(yōu)點和缺點優(yōu)點(1)經濟優(yōu)勢①頻率資源豐富,通信容量極大。粗略地講,一根光纖傳輸數(shù)字信號的碼速容量在理論上可達40Tbit/s(T=1012)。最好的金屬導線可傳輸?shù)臄?shù)字信號的碼速為400Mbit/s,差5個數(shù)量級。容量較微波通信可提高103——104倍。

4、②傳輸損耗低,無中繼通信距離長。當光波長λ=1.55um時,衰減有最低點,可低達0.2dB/km,接近理論值。這樣中繼數(shù)量減少,成本低,通信質量高。①節(jié)約銅(鋁)和鉛。②抗干擾能力強,保密性能好(不受電磁,強點干擾)。③光纜耐腐蝕,重量輕,體積?。ㄕ加每臻g小,攜設方便)。(2)技術優(yōu)勢①頻帶極寬,通信容量大,光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬,長波長窗口,單模光纖具有幾十GHz/km的寬帶。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?,特別是現(xiàn)在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容

5、量。采用密集波分復用技術可以擴大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目/前,單波長光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbit/s——10Gbit/s,采用密集波分復用技術實現(xiàn)的多波長傳輸系統(tǒng)的傳輸速率已經達到單波長傳輸系統(tǒng)的數(shù)百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業(yè)務網的首選介質。②損耗低,中繼距離長。目前,商品石英光纖損耗可低于0.2dB/km,這樣的傳輸損耗比其他任何傳輸介質的損耗都低;若將來采用非石英系統(tǒng)極低損耗光纖,其理論分析損耗可下降得更低。這意味著通過光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無中繼距離;對于一個長途傳輸線路,由于中繼站數(shù)目的減少,系統(tǒng)成本和復雜性

6、可大大降低。目前,由石英光纖組成的光纖通信系統(tǒng)最大中繼距離可達200多千米,由非石英系統(tǒng)極低損耗光纖組成的通信系統(tǒng)長至數(shù)萬千米,這對于降低通信系統(tǒng)的成本,提高可靠性和穩(wěn)定性具有特別的意義。③抗電磁干擾能力強。光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料,不易被腐蝕,而且絕緣性好。與之想聯(lián)系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力,它不受自然界的雷電干擾、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,還可用它與高壓高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜。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。由于能免除電磁脈沖效應,光纖

7、傳輸系統(tǒng)還特別適合于軍事應用。④對電氣絕緣。光纖是用玻璃材料構造的,它是電氣絕緣體,因而不需要擔心接地回路。光纖之間的串擾非常小,設備接口問題也簡化了。特別生死光纖在電氣危險環(huán)境中廣泛應用,因為它不會產生電弧和火化。⑤無串音干擾,保密性好。在電波傳輸?shù)倪^程中,電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串擾,而容易被竊聽,保密性差。光波在光纖中傳輸,因為光信號被完善地限制在光波導結構中,而任何泄漏的射線都被環(huán)繞光纖的不透明包層所吸收,即使在轉彎處,漏出的光波也十分微弱。這樣,即使光纜內光纖總數(shù)很多,相鄰信通也不會出現(xiàn)串音干擾,同時在光纜外面也無法竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔?。?/p>

8、光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設。光纖的芯徑很細,約

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