《论文_光纤通信的应用与发展趋势(定稿)》

《《论文_光纤通信的应用与发展趋势(定稿)》》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、光纤通信的应用与发展趋势【摘要】随着科学技术的R益更新，通讯事业的逐步发展。光纤通信时代已经到來。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屮，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。本文介绍了现代光纤通信系统的特点、基本组成，光纤通信系统的应用及光纤通信系统发展趋势【关键字】光纤；光纤通信系统；应用；发展趋势1.前言1966年,美籍华人高馄(C.K.lcao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表

2、论文，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的人门，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(10,4Hz数量级)的光

3、波作为载波、以光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。2.光纤通信系统2・1光纤通信的特点光纤通信与电通信的主要差异：一是以很高频率的光波作为载波传输信号；二是用光导纤维构成的光缆作为传输线路。光纤通信之所以能够飞速发展，是由于它具有以下的突出优点所决定：(1)传输频带宽，通信容星大由信息理论知道，载波频率越高通信容量越大，因冃前使用的光波频率比微波频率髙10"〜105倍，所以通信容量约可增加10’〜10’倍。(2)损耗低，中继距

4、离远目前使用的光纤均为Si02(石英)光纤，要减少光纤损耗，主要是靠提高玻璃纤维的纯废来达到。由于日前制成的SiO2玻璃介质的纯度极高，所以光纤的损耗极低，在光波长2=1.55pm附近，损耗有最低点，为0.2dB/km,己接近理论极限值。由于光纤的损耗低，因此中继距离可以很长，在通信线路中可以减少中继站的数量，降低成本并且提高了通信质量。例如，对于400Mbit/s速率的信号，光纤通信系统无中继传输距离达到70km以上，而同样速率的同轴电缆通信系统，无中继距离仅为儿千米(中同轴电缆为4.5km,小同轴电缆为2km

5、)图-2.1.1光纤的损耗特性曲线一损耗谱(1)抗电磁干扰能力强光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，只传光，不导屯，不受电磁场的作用，不易被腐蚀，而且绝缘性好。因此光纤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、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰,也不受人为的电磁干扰，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。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特別有利。出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(2)无串音干扰，保密性好在电波传输的过程「卩，电磁

6、波的泄漏会造成各传输通道的宙扰，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。(1)工作性能可靠一个系统的可靠性与组成该系统的设备数量有关。设备越多，发生故障的机会越大。因为光纤系统不像电缆系统那样需要几十个放大器，包含的设备数量较少，可靠性自然也就高，加上光纤设备的寿命都很长，无故障工作时间达50万

7、〜75万小时，其屮寿命最短的是光发射机屮的激光器，最低寿命也在10万小时以上。所以光纤通信系统的工作性能是非常可靠的。除以上特点之外，光纤还具有径细、重量轻、柔软、易于铺设；光纤的原材料资源丰富，成本低；温度稳定性好、寿命长等优点。所以光纤通信系统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。2・2光纤通信系统的原理所谓光纤通信，就是在发送端首先要把传送的信息(如语咅)变成电信号，然后经调制器调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随着屯信号

8、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H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，尚未达到实用化水平，因此H前大都采用强度调制与直接检波方式。又因为H前的光源器件与光接收器件的非线性比较严觅，所以对光器件的线性度耍求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。