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光纤通信技术的应用与发展趋势 【摘要光纤通信是以光波作为以光纤作为传输的一种通信方式，是现代通信网的主要传输手段。 【关键词光纤通信20世纪70年代初就开始了光纤通信的基础研究，随着技术的进步，市场需求的增长，现代社会对通信的依赖越来越大，网络的生存性显得至关重要，通信发展和运行环境的变化对光纤通信提出了更高的要求。新技术不断涌现，大幅提高了通信能力，并使光纤通信的应用范围不断扩大。 一、光纤通信技术原理及传输系统 1、光纤通信的原理 在发送端首先将欲传送的信息（如声音、图像和数据等）变为电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，检测器收到光信号后把经解调后恢复原信息 1、光发射机 光发射机的功能是把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。光发射机由光源、驱动器和调制器组成，光源是光发射机的核心。目前广泛使用的光源有半导体发光二极管 LED 和半导体激光二极管 也称激光器 （LD ，以及谱线宽度很小的动态单纵模分布反馈 DFB 激光器和固体激光器。光发射机把电信号转换为光信号的电/光转换是通过电信号对光的调制实现的。 2、直接调制和间接调制 直接调制是用电信号直接调制激光器或发光二极管的驱动电流，使输出光随电信号频率变化。这种方案技术简单，成本较低，容易实现，但调制速率受激光器的频率特性所限制。 间接调制 外调制 把激光的产生和调制分开，用独立的调制器调制激光器的输出光而实现的。目前有多种调制器可供选择，最常用的是电光调制器。这种调制器是利用电信号改变电光晶体的折射率，使通过调制器的光参数随电信号变化而实现调制的。外调制的优点是调制速率高，缺点是技术复杂，成本较高，因此，只有在大容量的波分复用和相干光通信系统中使用。 3、光接收机 光接收机最重要的特性参数是灵敏度。灵敏度是衡量光接收机质量的综合指标，它反映接收机调整到最佳状态时，接收微弱光信号的能力。灵敏度主要取决于组成光接收机的光电二极管和放大器的噪声，并受传输速率，光发射机的参数和光纤线路的色散的影响，还与系统要求的误码率或信噪比有密切关系，所以灵敏度也是反映光纤通信系统质量的重要指标。 二、光纤通信技术特征 光纤通信迅速发展进而成为未来通信领域的发展方向，具有以下一些特征： 1 通信容量大，传输距离远，光纤的损耗极低，适于高速宽带信息的传输，能够在高速通信干线以及宽带综合业务的通信网中发挥作用。在光波长为l.55 u m附近，石英光纤损耗可低于0．2dB／km，这比目前任何传输媒质的损耗都低，因此，无中继传输距离可达几十、甚至上百公里。 2 信号串扰小，必威体育官网网址性强，抗电磁干扰、传输质量佳。电通信不能解决各种电磁干扰问题，唯有光纤通信不受各种电磁干扰。 3 光纤直径小，重量轻，制造原料丰富，抗腐蚀。 4 无辐射，光纤传输的光波不能跑出光纤以外，所以难于窃听。 5 光纤通信的运用频带中，光纤对每一频率的损耗相同，无需中继站和接收端，使用幅度均衡措施。 6 光纤接头不放电、不产生电火花，使得光纤通信便于在易燃易爆的环境中工作而不受干扰，光缆适应性强，寿命长。 总之，光纤通信不仅在技术上具有很大的优越性，而且在经济上具有巨大的竞争能力，因此其在信息社会中将发挥越来越重要的作用。 三、光纤通信技术发展的现状 光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步，目前,光纤通信技术已有了长足的发展，新技术也不断涌现，进而大幅度提高了通信能力，并不断扩大了光纤通信的应用范围。 1、波分复用技术 波分复用（Wavelength Division Multiplexing,WDM 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，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 Multi-plexing 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