光纖通信新技術及其發展趨勢畢業論文

1、<p><b>　　畢業設計論文</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　引言2</b></p><p>　　一、光纖通信中應用的新技術3</p><p>　　1.1光弧子通信3</p><p>　　

2、1.2相干光通信4</p><p>　　1.3光復用技術4</p><p>　　1.4光交換技術6</p><p>　　1.5全光通信網7</p><p>　　1.6光纖接入技術8</p><p>　　二、新技術的比較9</p><p>　　2.1光弧子通信的優缺點及技術的難點和發展

3、前景9</p><p>　　2.2相干光通信的優缺點及技術的難點和發展前景10</p><p>　　2.3光復用技術的優缺點及技術的難點和發展前景11</p><p>　　2.4光交換技術的優缺點及技術的難點和發展前景12</p><p>　　2.5全光通信網的優缺點及技術的難點和發展前景13</p><p>

4、;　　2.6光纖接入技術的優缺點及技術的難點和發展前景14</p><p><b>　　三、結語15</b></p><p><b>　　參考文獻15</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　光纖通信技術作為在實際運用中相當有前途的一種通信技

5、術，已成為現代化通信非常重要的支柱。作為全球新一代信息技術革命的重要性之一，光纖通訊技術已經成為當今信息社會中各種多樣且復雜的信息的主要傳輸媒介，并深刻、廣泛地改變了信息網架構的整體面貌。以現代信息社會最堅定的通信基礎的身份，向世人展現了其無限美好的發展前景。</p><p>　　光纖是通信網絡的優良傳輸介質，光纖通信是以很高頻率(1014Hz數量級)的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質的通信，光纖通信的問世使高速

6、率、大容量的通信成為可能，目前它已成為最主要的信息傳輸技術。調研當前光纖通信的各種新技術，對這些新技術進行詳細的比較，然后分析優缺點；總結這些新技術在光纖通信領域應用中存在的問題和技術難點。根據自己的調研分析今后在這些新技術在光纖通信領域應用種的發展前景。</p><p>　　一、光纖通信中應用的新技術</p><p><b>　　1.1光弧子通信</b></p

7、><p>　　1844年，蘇格蘭海軍工程師約翰·斯科特·亞瑟對船在河道中運動而形成水的波峰進行觀察，發現當船突然停止時，原來在船前被推起的水波依然維護原來的形狀、幅度和速度向前運動，經過相當長的時間才消失。這就是著名的孤立波現象。孤立波是一種特殊形態的波，它僅有一個波峰，波長為無限，在很長的傳輸距離內可保持波形不變。人們從孤立波現象得到啟發，引出了孤子的概念，而以光纖為傳輸媒介，將信息調制到孤子上

8、進行通信的系統則稱作光孤子傳輸系統。</p><p>　　光脈沖在光纖中傳播，當光強密度足夠大時會引起光脈沖變窄，脈沖寬度不到1個Ps，這是非線性光學中的一種現象，稱為光孤子現象。若使用光孤子進行通信可使光纖的帶寬增加10～100倍，使通信距離與速度大幅度地提高。于常規的線性光纖通信系統而言，限制其傳輸容量和距離的主要因素是光纖的損耗和色散。隨著光纖制作工藝的提高，光纖的損耗已接近理論極限，因此光纖色散便成為實現

9、超大容量光纖通信亟待解決的問題。光纖的色散，使得光脈沖中不同波長的光傳播速度不一致，結果導致光脈沖展寬，限制了傳輸容量和傳輸距離。由光纖的非線性所產生的光孤子可抵消光纖色散的作用。因此，利用光孤子進行通信可以很好地解決這個問題。</p><p>　　光纖的群速度色散和光纖的非線性，二者共同作用使得孤子在光纖中能夠穩定存在。當工作波長大于1．3¨m時，光纖呈現負的群速度色散，即脈沖中的高頻分量傳播速度快，

10、低頻分量傳播速度慢。在強輸入光場的作用下，光纖中會產生較強的非線性克爾效應，即光纖的折射率與光場強度成正比，進而使得脈沖相位正比于光場強度，即自相位調制，這造成脈沖前沿頻率低，后沿頻率高，因此脈沖后沿比脈沖前沿運動得快，引起脈沖壓縮效應。當這種壓縮效應與色散單獨作用引起的脈沖展寬效應平衡時即產生了束縛光脈沖——光孤子，它可以傳播得很遠而不改變形狀與速度。</p><p>　　光孤子通信的關鍵技術是產生皮秒數量級的

11、光孤子和工作在微波頻率的檢測器。目前用多模光纖激光器和DFB激光器已能產生幾十皮秒的光孤子。但真正要投入使用還有許多問題需要解決。</p><p><b>　　1.2 相干光通信</b></p><p>　　迄今為止的光纖通信系統，幾乎都是采用強度調制一直接檢波的方式。這種方式的優點是調制和解調容易，系統的成本較低，但性能還需進一步提高。人們把光通信和無線電通信相比較

12、，發現這種方式與早期無線電通信的直接檢波類似。在直接檢波以后，無線電通信通過引入外差檢波方式，避免了高頻放大濾波的困難，得到了混頻增益，提高了接收選擇性。通過引入相干調制技術，充分利用了無線電波的頻率和相位信息，大大地改善了無線電通信系統的性能。類似地，在光通信中利用相干調制和外差檢測技術，也可改善光通信的性能，這就是相干光通信。</p><p>　　在相干光通信中主要利用了相干調制和外差檢測技術，所謂相干調制，

13、就是利用要傳輸的信號來改變光載波的頻率、相位和振幅(而不像強度檢測那樣只是改變光的強度)，這就需要光信號有確定的頻率和相位(而不像自然光那樣沒有確定的頻率和相位)，即應是相干光。激光就是一種相干光。所謂外差檢測，就是利用一束本機振蕩產生的激光與輸入的信號光在光混頻器中進行混頻，得到與信號光的頻率、相位和振幅按相同規律變化的中頻信號。</p><p>　　由于相干光通信具有靈敏度高、選擇性好的優點，可以用來做成大容

14、量、長距離的干線網。在光纖有線電視系統中，如果采用相干光通信技術，可以建成光纖到戶的系統。由于選擇性的提高，可以傳輸多得多的頻道；由于接收機靈敏度的提高，使帶動的用戶數大大增加；采用可調諧本振接收機，用戶可以方便地隨時選擇信道。相干光通信技術，目前還只是試驗階段，隨著光通信技術、微電子技術和計算機技術的飛速發展，在不遠的將來，相干光通信技術將在實際通信中發揮巨大的作用。</p><p><b>　　1.

15、3光復用技術</b></p><p>　　在SDH傳輸網中，多路信號的復用是對電信號進行時分復用。在全光通信網中則需要直接對光信號復用，以光信號的復用，可以用和碼分復用。光時波長上，把時間分割成若干個時隙，然后個光網絡單元在每幀內只能在指定的時隙向上行信道發送信號，在滿足定時和同步的條件下，光交換網絡可以從各個時隙中分別接收到各光網絡單元的信號而不混淆。在光時分復用系統中，與信號有關的所有電子設備均工

16、作在基帶比特速率下，因而不存在電子瓶頸問題。</p><p>　　在發送側，各光網絡單元從光交換網絡到光網絡單元的下行信號中提取發送定時，由模式鎖定激光器產生一定寬度的連續光脈沖，并提供時分復用所必需的低占空比的脈沖流，通過鈮酸鋰光調制器對輸人數據進行取樣編碼，形成n路載有信息的光脈沖，各路光脈沖分別經可變光延時線調整至合適的位置，即調整到規定的時隙，之后在3dB光纖方向耦合器中復用成一路光脈沖信號，經放大送人光

17、纖中傳輸。</p><p>　　在接收端，首先實現全光解復用，即利用光纖分路器取出部分光功率，送入定時提取鎖相環提取時鐘同步信號，并用此信號激勵可調諧模式鎖定激光器產生光控脈沖，去控制全光解復用器，實現光時分解復用，從而獲得n路光脈沖信號，然后送入時分光交換網絡中進行交換。</p><p>　　采用光時分復用技術提高了傳輸速率，大大提高了系統容量，同時還可和其它復用方式結合，如和WDM相結

18、合，利用多個光載波來實現時分多路光脈沖信號的傳送，還可成倍地提高系統容量。波分復用(WDM)是將波長間隔為數十nm的多個光源獨立進行調制，讓其在同一條光纖中傳輸，可使光纖中傳輸的信息容量增加幾倍至幾十倍。光的波分復用按傳輸方向可分為單向波分復用和雙向波分復用。但現在一般不采用雙向波分復用系統，而分別用兩根光纖傳輸正向和反向光信號。在單向波分復用系統中，發送端有N個發出不同波長光的激光器，把它們分別進行調制后，利用光的復用器合起來，耦合到

19、一根光纖中傳輸。在接收端再利用解復用器把這N束波長不同的光載波分開，分別送至相應的光檢測器得出各自的信息。</p><p>　　采用WDM技術不僅可以擴大通信容量，還可以為通信帶來巨大的經濟效益，因而近幾年對這方面的研究方興未艾。隨著技術的進步，波分復用的間隔越來越小，可以容納更多的光載波。波長間隔小于10nm的波分復用稱為密集波分復用(或頻分復用)。</p><p>　　碼分復用(OCD

20、MA)是一種擴頻通信，其中不同用戶的數字信號先要對每個用戶特有的相互正交的碼序列進行模2加，再調制到光信號上。在接收端，只有用用戶特有的正交碼才能恢復原來的數字信號，其他支路的信號只表現為本底噪聲，不會形成干擾。光的碼分復用集合了碼分復用和光纖傳輸的優點，具有保密性強的特點。這是因為不知道用戶特有的正交碼不可能恢復原有的信號；即使知道用戶的正交碼，也必須非?？拷W絡才能解碼，給竊聽者造成極大的困難。由于碼分復用讓所有用戶共享整個信道，而

21、不是分時占用，用戶可有隨時異步接入，非常方便。</p><p><b>　　1.4 光交換技術</b></p><p>　　在全光通信網中，直接對光信號進行透明交換，不需經過光電和電光轉換，克服了光電轉換器件響應速度慢的問題，大大提高了交換速率和吞吐量。光交換有空分、時分和波分三種方式?？辗止饨粨Q是在不同光纖中傳輸的光信號之間進行的交換，它可以通過2×2等基

22、本空間光開關的不同組合來實現。</p><p>　　時分光交換把輸入端某一時間位置的光信號轉到另一時間位置。一般由空間光開關和光纖延時線組成。波分光交換是把波分復用中一個波長的光變成另一波長的光。采用上述三種光交換的基本方式，可以靈活組成多種復合光交換。例如空分+時分、空分+波分、空分+時分+波分等。</p><p>　　密集波分復用技術的進步使得一根光纖上能夠承載上百個波長信道，輸帶寬最

23、高記錄已經達到了Ｔ比特級。同時，現有的大部分情況是光纖在傳輸部分帶寬幾乎無限——200Tb/s，窗口200nm。相反，在交換部分，僅僅只有幾個Gb/s，這是因為電子的本征特性制約了它在交換部分的處理能力和交換速度。所以，許多研究機構致力于研究和開發光交換／光路由技術，試圖在光子層面上完成網絡交換工作，消除電子瓶頸的影響。當全光交換系統成為現實，就足夠可以滿足飛速增長的帶寬和處理速度需求，同時能減少多達７５％的網絡成本，具有誘人的市場前景

24、。</p><p>　　光信號處理可以是線路級的、分組級的或比特級的。WDM光傳輸網屬于線路級的光信號處理，類似于現存的電路交換網，是粗粒度的信道分割；光時分復用OTDM 是比特級的光信號處理，由于對光器件的工作速度要求很高，盡管國內外的研究人員做了很大努力，但離實用還有相當的距離；光分組交換網屬于分組級的光信號處理，和OTDM相比對光器件工作速度的要求大大降低，與WDM相比能更加靈活、有效地提高帶寬利用率。隨著

25、交換和路由技術在處理速度和容量方面的巨大進步，OPS技術已經在一些領域取得了重大進展。</p><p>　　光交換技術可以分成光路交換技術和分組交換技術。光路交換又可分成三種類型，即空分（SD）、時分（TD）和波分/頻分（WD/FD）光交換，以及由這些交換組合而成的結合型。其中空分交換按光矩陣開關所使用的技術又分成兩類，一是基于波導技術的波導空分，另一個是使用自由空間光傳播技術的自由空分光交換。光分組交換中，異步

26、傳送模式是近年來廣泛研究的一種方式。</p><p>　　日本開發了兩種空分光交換系統――多媒體交換系統和模塊光互連器。兩種系統均采用8×8二氧化硅光開關。多媒體光交換系統支持G4傳真、10Mpbs局域網和400Mpbs的高清晰度電視。</p><p>　　光時分交換技術開發進展很快，交換速率幾乎每年提高一倍。1996年推出了世界上第一臺采用光纖延遲線和4×4鈮酸鋰光開

27、關的32Mpbs時分復用交換系統。光波分交換能充分利用光路的寬帶特性，不需要高速率交換，技術上較易實現。1997年采用高速MI（Michelson Interferometer）波長轉換器的20Gbps波分復用光交換系統問世。</p><p><b>　　1.5 全光通信網</b></p><p>　　近幾年，因特網的用戶數量和網上信息量急劇增長，原來的傳輸網絡已不能

28、滿足要求，人們不得不積極開發新型的互聯網絡，這就是全光網絡。全光網絡以光纖為物理介質，采用光波分復用設備、光放大器、光交換機、光路由器等光設備組成。</p><p>　　全光網絡利用光節點來代替電節點，信號的復用、傳輸、交換、存儲和業務調度都在光域內進行，避免了光電信號的反復轉換，既提高了信號的質量，又克服了光電轉換器件響應速度慢的瓶頸，加快了信號的傳輸速率。</p><p>　　在全光網

29、絡中，有IP Over Optical、IP Over WDM等多種形式接入，無需經過ATM、SDH傳輸網絡。</p><p>　　在用戶端，需要有電路層、電通道層、電復用段層等對用戶信息進行處理、復用、適配和傳送，提供IP多協議封裝、分組定界、差錯控制，提供QoS保證，需要物理層提供光信號的傳輸通路外，還需要光層進行進一步的光復用。而在光網絡的中間節點，則只需要光層和物理層。用戶端和光網絡節點的光層負責提供光信

30、號的傳輸通道，它又可分為光信道層、光復用段層、光傳輸段層等。</p><p>　　通信網從目前的光電混合網向全光網過渡，還有很長的路要走，這其中的主要原因是光信息處理技術尚不成熟，如光緩存、光邏輯等都還在實驗室研究階段。與波長路由技術緊密相關的波長變換技術距實用化也還有一定的距離，但這些領域的研究工作在不斷的取得突破。各種類型的全光實驗網也在小范圍內運行，它預示著通信網向第三代的全光網過渡并不是遙不可及的事情。&

31、lt;/p><p>　　1.6 光纖接入技術</p><p>　　隨著通信業務量的不斷增加，業務種類也更加豐富，人們不僅需要語音業務，高速數據、高保真音樂、互動視頻等多媒體業務也已經得到了更多用戶的青睞。光纖接入網可分為有源光網絡A(ON)和無源光網絡((PON。)采用SDH技術、ATM技術、以太網技術在光接入網系統中稱為有源光網絡。若光配線網(ODN全)部由無源器件組成，不包括任何有源節點，

32、則這種光接入網就是無源光網絡。  現階段，無源光網絡P(ON)技術是實現FT－Tx的主流技術。典型的PON系統由局側OLT光(線路終端)、用戶側ONUO/NT(光網絡單元)以ODN-OrgnizationDevelopment Network(光分配網絡)組成。PON技術可節省主干光纖資源和網絡層次，在長距離傳輸條件夏可提供雙向高帶寬能力，接入業務種類豐富，運維成本大幅降低，適合于用戶區域較分散而每一區域內用戶又相

33、對集中的小面積密集用戶地區。  為實現信息傳輸的高速化，滿足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網絡，用戶接入部分更是關鍵，光纖接入網是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達置的不同，有FTB、FTTC，FTTCab和FTTH</p><p><b>　　二、新技術的比較</b></p><p>　　2.1光弧子通信的優缺點

34、及技術的難點和發展前景</p><p>　　全光式光孤子通信，是新一代超長距離、超高碼速的光纖通信系統，更被公認為是光纖通信中最有發展前途、最具開拓性的前沿課題。光孤子通信和線性光纖通信比較有一系列顯著的優點：傳輸容量比最好的線性通信系統大1個~2個數量級；可以進行全光中繼。由于孤子脈沖的特殊性質使中繼過程簡化為一個絕熱放大過程，大大簡化了中繼設備，高效、簡便、經濟。光孤子通信和線性光纖通信比，無論在技術上還是在

35、經濟都具有明顯的優勢，光孤子通信在高保真度、長距離傳輸方面，優于光強度調制/直接檢測方式和相干光通信。 正因為光孤子通信技術的這些優點和潛在發展前景，國際國內這幾年都在大力研究開發這一技術。迄今為止的研究已為實現超高速、超長距離無中繼光孤子通信系統奠定了理論的、技術的和物質的基礎：孤子脈沖的不變性決定了無需中繼；光纖放大器，特別是用激光二極管泵浦的摻鉺光纖放大器補償了損耗；光孤子碰撞分離后的穩定性為設計波分復用提供了方便；采用

36、預加重技術，且用色散位移光纖傳輸，摻鉺光纖集總信號放大，這樣便在低增益的情況下減弱了ASE的影響，擴大了中繼距離；導頻濾波器有效地減小了超長距離內噪聲引起的孤子時間抖動；本征值通信的新概念</p><p>　　光孤子技術未來的前景是：在傳輸速度方面采用超長距離的高速通信，時域和頻域的超短脈沖控制技術以及超短脈沖的產生和應用技術使現行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大傳輸距離方面采用重定

37、時，整形，再生技術和減少ASE，光學濾波使傳輸距離提高到100000公里以上；在高性能EDFA方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。當然實際的光孤子通信在技術上仍存在“如何延長放大間距、減少放大器數量”等一些亟待解決的問題，但目前已取得的突破性進展使我們相信，光孤子通信在超長距離、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系統中，有著光明的發展前景。目前，光孤子通信處于實驗開發階段，日、美、英等國已經進入了一些超大容量，超長距離的傳輸階段試驗

38、。</p><p>　　2.2相干光通信的優缺點及技術的難點和發展前景</p><p>　　從1988開始，在世界上已進行了許多相干光傳輸的現場試驗，但其卻遲遲沒有商用，一是因為相干光通信技術難度高，如要求LD的譜線寬度很LD的頻率穩定度高，本振的光波與所接受的光信號要保持偏振（光波的電場振動方向）匹配等等。解決偏振匹配的方法之一是加偏振控制器，使本振光波自動地與接收光波的偏振保持一致，但

39、偏振控制器的自動控制是復雜的；二是光放大器和光波分復用技術的出現也在一定程度上抑制了其發展。因此相干光通信的接收靈敏度高這一優勢便不太明顯了，但是從長遠看相干光通信還是具有應用優勢的：</p><p>　?。?）靈敏度高，中繼距離長</p><p>　　相干光通信的一個最主要的優點是相干檢測能改善接收機的靈敏度。在相同的條件下，相干接收機比普通接收機提高靈敏度約20dB，可以達到接近散粒噪

40、聲極限的高性能，因此也增加了光信號的無中繼傳輸距離。</p><p>　?。?）選擇性好，通信容量大</p><p>　　相干光通信的另一個主要優點是可以提高接收機的選擇性。在直接探測中, 接收波段較大，為抑制噪聲的干擾，探測器前通常需要放置窄帶濾光片，但其頻帶仍然很寬。在相干外差探測中，探測的是信號光和本振光的混頻光，因此只有在中頻頻帶內的噪聲才可以進入系統，而其它噪聲均被帶寬較窄的微波

41、中頻放大器濾除?？梢?，外差探測有良好的濾波性能，這在星間光通信的應用中會發揮重大作用。此外，由于相干探測優良的波長選擇性，相干接收機可以使頻分復用系統的頻率間隔大大縮小，即密集波分復用（DWDM），取代傳統光復用技術的大頻率間隔，具有以頻分復用實現更高傳輸速率的潛在優勢。 </p><p>　?。?）具有多種調制方式</p><p>　　在傳統光通信系統中，只能使用強度調制方式對光進行調制

42、。而在相干光通信中，除了可以對光進行幅度調制外，還可以使用PSK、DPSK、QAM等多種調制格式，利于靈活的工程應用，雖然這樣增加了系統的復雜性，但是相對于傳統光接收機只響應光功率的變化，相干探測可探測出光的振幅、頻率、位相、偏振態攜帶的所有信息，因此相干探測是一種全息探測技術，這是傳統光通信技術不具備的。</p><p>　　相干光通信的出現，為光纖通信實現大容易、高速率、長距離傳輸開辟了一條新的途徑。<

43、/p><p>　　2.3光復用技術的優缺點及技術的難點和發展前景</p><p>　　光復用技術有如下的特點：</p><p>　?。?）充分利用光纖的巨大帶寬資源</p><p>　　光纖具有巨大的帶寬資源(低損耗波段)，WDM技術使一根光纖的傳輸容量比單波長傳輸增加幾倍至幾十倍甚至幾百倍， 從而增加光纖的傳輸容量，降低成本，具有很大的應用價值

44、和經濟價值。</p><p>　?。?）同時傳輸多種不同類型的信號</p><p>　　由于WDM技術使用的各波長的信道相互獨立，因而可以傳輸特性和速率完全不同的信號，完成各種電信業務信號的綜合傳輸，如PDH信號和SDH信號，數字信號和模擬信號，多種業務(音頻、視頻、數據等)的混合傳輸等。</p><p><b>　?。?）節省線路投資</b>

45、</p><p>　　采用WDM技術可使N個波長復用起來在單根光纖中傳輸，也可實現單根光纖雙向傳輸，在長途大容量傳輸時可以節約大量光纖。另外，對已建成的光纖通信系統擴容方便，只要原系統的功率余量較大，就可進一步增容而不必對原系統作大的改動。</p><p>　?。?）降低器件的超高速要求</p><p>　　隨著傳輸速率的不斷提高，許多光電器件的響應速度已明顯不足

46、，使用WDM技術可降低對一些器件在性能上的極高要求，同時又可實現大容量傳輸。</p><p>　　采用波分復用技術可以大大提高光纖的傳輸容量：在市話中繼線上采用波分復用技術，可以在不設新的光纜條件下，增加原有線路的容量，這樣，既可以節省大量投資，又緩解地下管道的擁擠局面。</p><p>　　要實現波分復用，一是要研究出具有足夠傳輸寬帶的光纖，二是要研制出相應的光合波器和分波器，實現光的分

47、路的方法較多，關鍵是所用光合波/分波器的插入損耗要?。ü夂喜ㄆ髋c分波器均為無源器件），這是波分復用技術的研究重點之一。另外一個研究重點是如何提高波分復用度，已實驗（或實用）成功的波分復用系統，國內2.5G系統已達32個波分，10G系統8波道復用也已試驗成功。國際上，美國實驗成功的最高波道數已達到1022個。</p><p>　　WDM技術具有明顯的技術優勢，對于一個幅員遼闊的發展中國家來說，推廣應用WDM技術顯得

48、尤為重要。而全光網絡是未來信息傳送網的發展方向，它可以直接對光信號進行處理，不僅大大簡化了網絡結構，降低了成本，而且極大地提高了網絡的穩定性與可靠性。如果說20世紀的通信是電網絡的時代，那么21世紀的信息傳輸將會是全新的光網絡時代。</p><p>　　2.4光交換技術的優缺點及技術的難點和發展前景</p><p>　　光交換技術有如下的特點：</p><p>　　

49、（1）．具有極寬的帶寬</p><p>　　采用光交換技術，使得相同的光器件能應用于不同的比特速率系統之中，即具有比特速率的透明性。以一個電子交換單元為例，其最大業務吞吐量為1Gbit/s，經并聯復用也只能提高幾倍，而一個光開關就可能將業務吞吐量提高數百倍，可以滿足大容量交換節點的需要。</p><p><b>　?。?）．速度快</b></p><

50、;p>　　由于電子電路的最高運行速度只能達到20Cbit/s左右，因而有驅動的光開關，也會受到電子電路工作速度的影響，使其響應速度受到限制，然而采用光控的光開關的響應速度可達10-12s數量級，由此可見，借助光控器件，可實現超高速的全光交換網。</p><p>　?。?）．光交換與光傳輸相結合，促進全光通信網的發展</p><p>　　光交換與光傳輸的相結合，使得數據在源節點到目的節

51、點的傳輸過程中，始終在光域內，避免了在所經過的各個節點上的光／電、電／光轉換，因此可同時傳輸多種數據速率和多種數據格式，從而構成完全光化的網絡，有利于高速大容量的信息通信 </p><p>　?。?）．降低了網絡成本，提高網絡可靠性</p><p>　　由于采用了光交換技術，因而無須進行光／電轉換，當然也不會受到電磁干擾，便可以直接實現用戶間的信息交換，這樣省去了進入交換系統前后的光／電、

52、電／光轉換裝置，從而降低網絡成本。另外，無論在模擬傳輸中還是在數字傳輸中都可以采用光交換技術，這樣不但避免了寬帶電交換系統功耗大、串擾嚴重等問題，也提高了自身的可靠程度</p><p>　　當光交換技術走向成熟時的情景，光時分交換與光空分交換相結合將產生光程控交換設備；光波長交換與光空分交換相結合將產生光交叉連接設備、光上/下路復用設備等。通信骨干網將成為高速率、大容量、結構靈活的全光通信網，那時人們才真正實現了

53、信息高速公路。</p><p>　　2.5全光通信網的優缺點及技術的難點和發展前景</p><p><b>　　全光通信網的特點：</b></p><p>　　(1)光通信網絡能夠提供巨大的帶寬。因為全光網對信號的交換都在光域內進行，可最大限度地利用光纖的傳輸容量。</p><p>　　(2) 全光通信網絡具有傳輸透明性

54、。因為采用光路交換，以波長來選擇路由，因此對傳輸碼率、數據格式以及調制方式具有透明性，即對信號形式無限制，允許采用不同的速率和協議。</p><p>　　(3) 全光通信網比銅線或無線組成的網絡具有更高的處理速度和更低的誤碼率。全光網具有良好的兼容性，它不僅可以與現有的通信網絡兼容，而且還可以支持未來的寬帶綜合業務數據網以及網絡的升級。</p><p>　　(4) 全光通信網絡具備可擴展性

55、，新節點的加入并不會影響原來網絡結構和原有各節點設備。</p><p>　　(5) 全光通信網具備可重構性，可以根據通信容量的需求，動態地改變網絡結構，可對光波長的連接進行恢復、建立、拆除等。</p><p>　　(6) 全光通信網中采用了較多無源光器件，省去了龐大的光/電/ 光轉換的設備及工作，可大幅提升網絡整體的交換速度，提高可靠性。</p><p>　　基于W

56、DM 的全光通信因其傳輸的透明性、可重構性、良好的擴展性以及巨大的帶寬資源而具有強烈吸引力，但是它也存在很多問題：(1)目前在線的光放大主要是 EDFA，已經有了商用產品，但是其帶寬是有限的，一般在 1530nm 和 1560nm 之間，大約30nm 左右。這就使得可用的波長資源受到了限制，而且EDFA 本身還存在著因增益不平坦和交叉飽和帶來的級聯受限問題, 將限制可容納的波長數。（2）全光通信中光濾波器的級聯也會導致傳輸限制。級聯濾波

57、器系統的總傳輸函數是所有光濾波器的傳輸函數之積，因此總的有效帶寬將減小. 而且濾波器之間，以及濾波器通帶與信號波長之間，還有可能沒有對準，這也會導致信號衰減。</p><p>　　同時，網絡的運行、管理和控制目前沒有成熟的方案，這可能是未來全光通信發展中的最大的障礙。</p><p>　　全光通信因具有處理高速率的光信號，實現超長距離、超大容量的無中繼通信，提高網絡效率等多種優點正受到世界

58、各國的重視，隨著通信業務需求的飛速增加，各種新技術的不斷進步和完善，它必將成為未來通信發展的最終趨勢。盡管還在一些方面存在著限制，但還是會向實用化的方向邁進?？茖W家認為，在 21 世紀初中期，全光通信將逐步走向實用化。</p><p>　　2.6光纖接入技術的優缺點及技術的難點和發展前景</p><p>　　光纖接入是指局端與用戶之間完全以光纖作為傳輸媒體，光纖接入可以分為有源光接入和無源

59、光接入。光纖用戶網的主要技術是光波傳輸技術。光纖接入是一種理想的寬帶接入方式，可以很好的解決寬帶上網的問題，速度快、障礙率低、抗干擾性強。但是，出于出口帶寬的限制，如果路線上的用戶數量急增，會導致網絡接入的速度陡降，局部掉線是經常碰到的問題。</p><p>　　光纖接入的初期成本比較高，接入時用戶需購買一對光/電轉換設備(俗稱光貓)，光纖鋪設過程很耗時，而且一旦投資了成本就不可撤回。而且其資費較為昂貴。<

60、/p><p>　　總結光纖技術的優點有：既有傳輸距離遠、傳輸帶寬高、安全保密性能好，系統性能可靠。其缺點也很顯著如：尚未進行大規模商業應用，覆蓋面不廣，線路資源有限，價格較高</p><p>　　光纖不受電磁干擾，保證了信號傳輸質量，用光纜替換銅線電纜，可以解決城市地下通信管道擁擠的問題。隨著光纖接入的性能不斷提高，價格不斷下降，光纖接入必將越來越受歡迎。對所有的寬帶應用，光纖接入方式是非常具

61、有發展前景的。</p><p><b>　　三、結語</b></p><p>　　光纖通信技術從光通信中脫穎而出，已成為現代通信的主要支柱之一，在現代電信網中起著舉足輕重的作用。光纖通信作為一門新興技術，其近年來發展速度之快、應用面之廣是通信史上罕見的，也是世界新技術革命的重要標志和未來信息社會中各種信息的主要傳送工具。</p><p><

62、;b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 蘇靜 淺談通信系統光纖技術及其發展.中國期刊全文數據庫.2010，08期.61~63</p><p>　　[2] 辛化梅,李忠 《論光纖通信技術的現狀及發展[J]》.山東師范大學學報(自然科學版) .2003.(04). </p><p>　　[3] 毛謙 《我國光纖通信技術發展的現

63、狀和前景[J]》.電信科學.2006.(8).</p><p>　　[4] 牛忠霞 《光纖通信》鄭州科技學院內部使用資料2010.</p><p>　　[5] 馬麗華 《光纖通信系統》北京郵電大學出版社2009-09.</p><p>　　[6] 胡慶 《光纖通信系統與網絡（修訂版）》電子工業出版社2010-08.</p><p>　　[7]

64、 張明德 孫小菡 光纖通信原理與系統[M].南京:東南大學出版社,2004</p><p>　　[8] 余重秀 《光交換技術》.人民郵電出版社.2008年09月 </p><p>　　[9] 彭承柱，彭明宇。下一代網絡及其新技術。廣播電視信息。2004（1）：68-71.</p><p>　　[10] 何淑貞，王曉梅。光通信技術的新飛躍。網絡電信。2004:36-3

65、9.</p><p>　　[11] 趙梓森。OFC2004光纖通信大會摘要。技術發展。2004:1-6.</p><p>　　[12] 黃伯恒。全光網絡探索。中國有線電視。2004（17）：42-47</p><p><b>　　備注： </b></p><p><b>　　備注： </b><