光纖通信系統的發展趨勢及現狀分析

　　1、光纖通信技術概述及特點

　　1.1光纖通信技術概述

　　光纖通信系統整體由數量眾多的光纖組成，其主要制作材料為玻璃，本身屬電氣絕緣體，無需考慮接地回路問題。自光纖通信技術研發開始，該技術憑借良好的性能而發展迅猛，尤其在現今信息大爆炸時代，光纖通信技術的應用對于通信行業的發展乃至整個社會的變革做出了巨大的貢獻。

　　1.2光纖通信的特征

　　1.2.1通信寬頻帶，容量高

　　在單一波段光纖通信系統中，光纖通常會受到終端設備的影響，無法將寬頻帶這一特點充分表現，而通過光纖通信傳輸技術，這一缺陷可以得到完美解決。光纖通信的寬頻帶、高容量特點對于信息的傳輸意義重大，能夠滿足未來寬帶綜合業務的發展需求。

　　1.2.2低損耗，中繼距離長

　　相較于其他傳輸介質而言，實用石英材質光纖損耗可在0.2dB/km以下，遠小于其他介質，即使將來應用非石英材質光纖，其損害值也在10-9dB/km左右。光纖低損耗的特點便決定了光纖通信可以實現長遠的中繼距離，實際建設過程中可以大幅度降低通信系統成本，有利于提升系統的穩定性和可靠性。

　　1.2.3強抗干擾性能

　　制作光纖的材質具有絕緣性能，受到雷電、電離層等的干擾作用較弱，也可以一定程度上抵抗電氣化設備和高壓設備等工業電氣造成的干擾，可用于與高壓輸電線進行平行架設、或者與電力導體復合組成復合型光纜進行通信傳輸。光纖這一良好的抗干擾性能決定了其可廣泛應用于軍事、電氣等領域中。

　　1.2.4無串音干擾，保密性強

　　傳統通信傳輸過程中，載體承載信息極易被竊取泄露，所以傳統通信傳輸的信息保密效果較差。而光纖通信傳輸過程中，不存在干擾現象，信息很難從光纖中泄露。光波在轉彎處，由于彎曲半徑過小，容易泄露，但其強度也十分微弱。對于該問題，可采用涂敷消光劑措施消除，這樣既可實現信息的保密，也能夠滿足屏蔽串音干擾問題。

　　1.2.5線徑細、重量小

　　光纖內芯半徑約0.1mm左右，為單管同軸電纜的1%。線徑低這一特點使得整個傳輸系統占用空間小，具備節約地下管道資源、減少占地面積的優點。此外，光纖屬玻璃材質，重量極輕，構成的光纜重量也較小，1m單管同軸電纜重量為11kg，而同容量下光纜僅為90g。

　　2、光纖通信技術發展歷程

　　光纖通信技術發展歷程

　　光纖通信技術研發開始于二十世紀五六十年代，正處于第三次工業革命時期，最早研制的光纖損耗率為每千米358分貝。數年后，英國通信研究所科學家在理論上推測光纖通信最低損耗可降至每千米19分貝；隨后日本科研人員成功研發出損耗率為每千米100分貝的光纖，較最初產品降低了50%以上。英國緊接著研制出了每千米損耗20分貝以下的石英光纖。而最新研發的摻鍺石英光纖損耗為每千米0.2分貝，已接近理論損耗極限值。

　　從20世紀中葉開始，光纖通信技術已經過了幾十年的研究，尤其在近十幾年中，該技術達到了長足的發展，新興技術不斷涌現，傳統意義上的通信能力大幅度提升，技術應用范圍更為廣泛。光纖通信技術已由單一的通信行業逐步轉向多元化層次，在社會各行各業中發揮著重要作用。

　　作為信息通信史上的一次重大變革，光纖通信技術從誕生的時刻開始便被賦予了強大的生命力。幾十年的開發研究，光纖通信技術經歷了從提出理論，到在工程領域的技術實踐，再到高速光纖通信普及的發展歷程，光纖通信技術發展大致上可分為5個階段：（1）波段為850納米的多模光波；（2）波段為1310納米的多模光纖；（3）1310納米單模光纖；（4）1550納米單模光纖；（5）長距離傳輸光纖通信技術。

　　3、光纖通信國內外研究現狀

　　3.1.普通光纖發展現狀

　　我們最常見的光纖就是普通光纖。光通信技術的進步，系統逐步發展，單一波長信息容量和光中繼距離的加大G652光纖的性能產生了進一步提升的可能，表現在不同的區域，一種符合ITUTG654規定截止波長的單模光纖，還有符合G653規定的單模光纖，做出了發展性完善。

　　3.2.核心網發展現狀

　　我國的幾大干線已經全面地采用了光纜，多模的光纖遭到合理淘汰，全面實施單模光纖。常用的有G652和G655兩種光纖。G653在我國初步使用后，今后不會繼續發展。G654也因為不能實現該種通信方式系統容量的大幅度增加，因此從來沒有使用到我國陸地光纜中。干線光纜主要在室外，多數使用分立光纖，這些光纜中的舊式結構已經停用。

　　3.3.接入網光纜發展現狀

　　接入網的光纜具有分支多、距離短、分差頻繁等特點，通常通過增多光纖芯數的方法來增加網容量。由于市內管道的管道內徑一定，結合光纖的芯數增多和集裝密度的增大減輕光纜重量，縮小光纜直徑十分重要。接入網通常采用的是G652單模光纖或者是G652C低水峰的單模光纖。后者在我國只有少量投入使用。

　　3.4.室內光纜發展現狀

　　室內光纜通常需要能夠滿足不同的要求，具備多種功能。比如說數據、話音以及視頻信號的傳送，還可能在遙控和傳感器中得到應用。IEC的電纜分類中，指出了室內光纜。它至少要包括兩大部分，即局內光纜與綜合布線。綜合布線的光纜一般布放在室內的用戶端，主要用途就是供用戶使用，因此必須要全面考慮到它的易損性。［5］局用光纜主要布放在中心局以及其他各類電信機房內，布放的位置相對固定。

　　3.5.通信光纜在電力線路內發展現狀

　　光纖只是一種介電質，光纜卻可以是一種全介質，而且是完全無金屬的。這種全介質的光纜將會成為電力系統中最理想的線路。在電線桿的敷設中普遍應用兩種全介質光纜的兩種主要結構：一種是用于架空地線的纏繞式的結構，另一種是全介質自承式的結構。因為全介質自承式的結構可以單獨地布放，適應范圍廣，在我國當下的電力系統改造過程中得到了廣泛實施。［6］國內已經生成許多種類達到市場要求的ADSS光纜，但是在其產品的結構和性能等方面還需要更進一步的完善。

　　4、光纖通信的發展趨勢

　　4.1.光的接收和發送模塊

　　當前網絡傳送的重要方式是光纖通信，光收發模塊用作

　　接入網的主要元件，促進了干線光傳統體系成本的降低，光網絡的配置也越來越完善。通信裝置的體積逐漸變小，接口密度逐漸提高，使得生成的光器件必須降低成本和功耗低。光收發模塊的發展也應該提高頻率和傳送速度，增大容量和傳輸距離。

　　4.2.實現光纖的用戶到家

　　我國的FTTx計劃還在試運行時期，不夠成熟，但是三網的合并和光電子元件的發展，光收發模塊和光纖成本的減小，還有較寬容量，使得光纖到戶計劃加快進行。FTTx未來會在光通信市場有重大應用，在加快信息通信的需求下，要使光纖達到小區每個辦公室、每戶住宅，解決光纖到戶問題。老城區和農村要實現FTTC和FTTN。在無線通信中，都將使用接入網，但這需要光纖接入到每一用戶來提供支持，相當于光纖到戶。將來最具發展前景的就是光纖到戶和無線接入的結合。

　　4.3.新型的光纖光纜

　　新一代網絡需要鋪設大的傳輸容量的光纖設備，而干線網和城域網對通信提出的要求不同，因此開發了兩種新型光纖來滿足需要。一種叫做非零色散光纖，另一種是無水吸收峰光纖。XPON的應用在將來寬帶接入技術方面會大有前景。但是考慮到現在的技術發展和實際成本等，電信接入網絡大量運用這一技術還需要很長一段時間，所以新型光纖的研發將是必然的發展趨勢。

　　4.4.光通信網絡產品

　　使網絡的鏈路層結合，通過高性能的路由器，用其來實現WDM（中文稱為光波復用）這種特有波長而直接連接的互聯網絡，成為光互聯網絡。它可以提供用戶很大的寬帶，滿足網絡發展所需的大容量要求，所以這就必須借助于一些光通信互聯網絡產品。這些產品包括：光轉發儀、OADM、光開關、光放大儀、OXC等等。光互聯產品的廣泛運用可以使得拓撲結構變得更加得自由靈活，也使光交換和全光路由技術逐漸蓬勃發展，最終有可能實現全光網技術的應用。

　　4.5.ON技術

　　在通信領域，將來會依靠AON（全光網）來提高傳輸速率。AON是光纖通信將來能達到的最高水平。以前的光網絡采用的只是結點之間的全光化，而節點處還是使用電器件，使得干線總容量的增加受到制約，所以實現真正的全光化是一個關鍵項目。AON用光結點替換電結點，實現結點間的全光化，一直通過光波的方法傳輸與交互信息，用戶使用交換機分析數據不用以Bit實現，可以用波長來決定。

　　現在全光網絡發展還不夠成熟，但是它的發展潛力具體。從長遠來看，要建立一個實用的、結合WDM和光交換方法的網絡體系，實現全光化，解決電光瓶頸，在將來會是廣泛使用光通信的必然要求，也是將來網絡的重點，還是通信技術提升的最理想水平。