光通信技術范文

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[3]C.Moore，H，Burris，etc. Overview of NRL's maritime laser communication test facility [J].SPIE Vol 5892：58920601-58920612.

[4]Lawrence Robertson. A Multi-Access Laser Space Terminal System for Transformational Communication [R]. .

[5]Robert Lange ，Berry Smutny， etc.142km ，5.625Gbps Free-Space Optical Link based on homodyne BPSK modulation[J].SPIE Vol 6105：6105A01-6105A09.

[6]王紅亞，謝洪波.高速大氣激光通信收發模塊設計[J].電子測量技術，2005.3：94-95.

[7]趙尚弘，吳繼禮，李勇軍，等.衛星激光通信現狀與發展趨勢[J].激光與光電子學進展，2011（48）.

[8]柯熙政，席曉莉.無線激光通信概論[M].北京：北京郵電大學出版社，2004.

[9]Tzung-Hsien HoStuart，D. Milner， Christopher C. Davis. Pointing， Acquisition and Tracking System with Omnivision [J].SPIE Vol 5892：589201-589212.

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【關鍵詞】光纖通信; 現狀;出路

引言

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,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。

1 光纖的概述

光纖即為光導纖維的簡稱。光纖通信是以光波作為信息載體,以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。從原理上看,構成光纖通信的基本物質要素是光纖、光源和光檢測器。光纖除了按制造工藝、材料組成以及光學特性進行分類外,在應用中,光纖常按用途進行分類,可分為通信用光纖和傳感用光纖。傳輸介質光纖又分為通用與專用兩種,而功能器件光纖則指用于完成光波的放大、整形、分頻、倍頻、調制以及光振蕩等功能的光纖,并常以某種功能器件的形式出現。

光纖通信之所以發展迅猛,主要緣于它具有以下優點:1)通信容量大、傳輸距離遠;2)信號串擾小、保密性能好;3)抗電磁干擾、傳輸質量佳;4)光纖尺寸小、重量輕,便于敷設和運輸;5)材料來源豐富,環境保護好;6)無輻射,難于竊聽;7)光纜適應性強,壽命長。

2 光纖通信技術發展的現狀

光纖通信的發展依賴于光纖通信技術的進步。目前,光纖通信技術已有了長足的發展,新技術也不斷涌現,進而大幅度提高了通信能力,并不斷擴大了光纖通信的應用范圍。

2.1 波分復用技術

波分復用WDM(Wavelength Division Multiplexing)技術可以充分利用單模光纖低損耗區帶來的巨大帶寬資源。根據每一信道光波的頻率(或波長)不同,將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道,把光波作為信號的載波,在發送端采用波分復用器(合波器),將不同規定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端,再由一波分復用器(分波器)將這些不同波長承載不同信號的光載波分開。由于不同波長的光載波信號可以看作互相獨立(不考慮光纖非線性時),從而在一根光纖中可實現多路光信號的復用傳輸。自從上個世紀末,波分復用技術出現以來,由于它能極大地提高光纖傳輸系統的傳輸容量,迅速得到了廣泛的應用。

1995年以來,為了解決超大容量、超高速率和超長中繼距離傳輸問題,密集波分復用DWDM(Dens Wavelength Division Multi-plexing)技術成為國際上的主要研究對象。DWDM光纖通信系統極大地增加了每對光纖的傳輸容量,經濟有效地解決了通信網的瓶頸問題。據統計,截止到2002年,商用的DWDM系統傳輸容量已達400Gbit/s。以10Gbit/s為基礎的DWDM系統已逐漸成為核心網的主流。DWDM系統除了波長數和傳輸容量不斷增加外,光傳輸距離也從600km左右大幅度擴展到2000km以上。

與此同時,隨著波分復用技術從長途網向城域網擴展,粗波分復用CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing)技術應運而生。CWDM的信道間隔一般為20nm,通過降低對波長的窗口要求而實現全波長范圍內(1260nm～1620nm)的波分復用,并大大降低光器件的成本,可實現在0km～80km內較高的性能價格比,因而受到運營商的歡迎。

2.2 光纖接入技術

光纖接入網是信息高速公路的“最后一公里”。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,由于光纖到達位置的不同,有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應用,統稱FTTx。

FTTH(光纖到戶)是光纖寬帶接入的最終方式,它提供全光的接入,因此,可以充分利用光纖的寬帶特性,為用戶提供所需要的不受限制的帶寬,充分滿足寬帶接入的需求。我國從2003年起,在“863”項目的推動下,開始了FTTH的應用和推廣工作。迄今已經在30多個城市建立了試驗網和試商用網,包括居民用戶、企業用戶、網吧等多種應用類型,也包括運營商主導、駐地網運營商主導、企業主導、房地產開發商主導和政府主導等多種模式,發展勢頭良好。不少城市制訂了FTTH的技術標準和建設標準,有的城市還制訂了相應的優惠政策,這些都為FTTH在我國的發展創造了良好的條件。

在FTTH應用中,主要采用兩種技術,即點到點的P2P技術和點到多點的xPON技術,亦可稱為光纖有源接入技術和光纖無源接入技術。P2P技術主要采用通常所說的MC(媒介轉換器)實現用戶和局端的直接連接,它可以為用戶提供高帶寬的接入。目前,國內的技術可以為用戶提供FE或GE的帶寬,對大中型企業用戶來說,是比較理想的接入方式。

3 光纖通信技術的發展趨勢

近幾年來,隨著技術的進步,電信管理體制的改革以及電信市場的逐步全面開放,光纖通信的發展又一次呈現了蓬勃發展的新局面,以下在對光纖通信領域的主要發展熱點作一簡述與展望。

3.1 向超高速系統的發展

從過去20多年的電信發展史看,網絡容量的需求和傳輸速率的提高一直是一對主要矛盾。傳統光纖通信的發展始終按照電的時分復用(TDM)方式進行,每當傳輸速率提高4倍,傳輸每比特的成本大約下降30%～40%;因而高比特率系統的經濟效益大致按指數規律增長,這就是為什么光纖通信系統的傳輸速率在過去20多年來一直在持續增加的根本原因。目前商用系統已從45Mbps增加到10Gbps,其速率在20年時間里增加了20O0倍,比同期微電子技術的集成度增加速度還快得多。高速系統的出現不僅增加了業務傳輸容量,而且也為各種各樣的新業務,特別是寬帶業務和多媒體提供了實現的可能。目前10Gbps系統已開始大批量裝備網絡,全世界安裝的終端和中繼器已超過5000個,主要在北美,在歐洲、日本和澳大利亞也已開始大量應用。

3.2 向超大容量WDM系統的演進

采用電的時分復用系統的擴容潛力已盡,然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用了不到1%,99%的資源尚待發掘。如果將多個發送波長適當錯開的光源信號同時在一極光纖上傳送,則可大大增加光纖的信息傳輸容量,這就是波分復用(WDM)的基本思路。采用波分復用系統的主要好處是:1)可以充分利用光纖的巨大帶寬資源,使容量可以迅速擴大幾倍至上百倍;2)在大容量長途傳輸時可以節約大量光纖和再生器,從而大大降低了傳輸成本;3)與信號速率及電調制方式無關,是引入寬帶新業務的方便手段;4)利用WDM網絡實現網絡交換和恢復可望實現未來透明的、具有高度生存性的光聯網。

鑒于上述應用的巨大好處及近幾年來技術上的重大突破和市場的驅動,波分復用系統發展十分迅速。預計不久實用化系統的容量即可達到1Tbps的水平。

3.3 實現光聯網

上述實用化的波分復用系統技術盡管具有巨大的傳輸容量,但基本上是以點到點通信為基礎的系統,其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實現類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話,無疑將增加新一層的威力。根據這一基本思路,光的分插復用器(OADM)和光的交叉連接設備(OXC)均已在實驗室研制成功,前者已投入商用。

實現光聯網的基本目的是:1)實現超大容量光網絡;2)實現網絡擴展性,允許網絡的節點數和業務量的不斷增長;3)實現網絡可重構性,達到靈活重組網絡的目的;4)實現網絡的透明性,允許互連任何系統和不同制式的信號;5)實現快速網絡恢復,恢復時間可達100ms。鑒于光聯網具有上述潛在的巨大優勢,發達國家投入了大量的人力、物力和財力進行預研。光聯網已經成為繼SDH電聯網以后的又一新的光通信發展。

3.4 新一代的光纖

近幾年來隨著IP業務量的爆炸式增長,電信網正開始向下一代可持續發展的方向發展,而構筑具有巨大傳輸容量的光纖基礎設施是下一代網絡的物理基礎。傳統的G.652單模光纖在適應上述超高速長距離傳送網絡的發展需要方面已暴露出力不從心的態勢,開發新型光纖已成為開發下一代網絡基礎設施的重要組成部分。目前,為了適應干線網和城域網的不同發展需要,已出現了兩種不同的新型光纖,即非零色散光纖(G.655光纖)和無水吸收峰光纖(全波光纖)。

3.5 光接入網

過去幾年間,網絡的核心部分發生了翻天覆地的變化,無論是交換,還是傳輸都已更新了好幾代。不久,網絡的這一部分將成為全數字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網絡。而另一方面,現存的接入網仍然是被雙絞線銅線主宰的(90%以上)、原始落后的模擬系統。兩者在技術上的巨大反差說明接入網已確實成為制約全網進一步發展的瓶頸。唯一能夠根本上徹底解決這一瓶頸問題的長遠技術手段是光接入網。接入網中采用光接入網的主要目的是:減少維護管理費用和故障率;開發新設備,增加新收入;配合本地網絡結構的調整,減少節點,擴大覆蓋;充分利用光纖化所帶來的一系列好處;建設透明光網絡,迎接多媒體時代。

4 結束語

21世紀以來,光通信技術取得了長足的進步,在上文中我們主要討論了光通信技術及其應用的現狀和發展趨勢,但這些進步的取得,是包括光傳輸媒質、光電器件、光通信系統,以及網絡應用等多方面技術共同進步的結果。隨著光通信技術進一步發展,必將對21世紀通信行業的進步,乃至整個社會經濟的發展產生巨大影響。

參考文獻

[1]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.

[2]李業.淺論我國光纖通信的現狀及發展出路[J].信息技術,2008(9).

[3]李玲，黃永清.光纖通信基礎.國防工業出版社.2003，9：1～6.

[4]毛謙，張繼軍.光纖技術的現狀與反展趨勢.中國電信建設.2009

[5]中華人名共和國郵電部 光導纖維通信系統簡介2009-07-02

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關鍵詞：空間激光通信技g 最新進展 趨勢

中圖分類號：TN929.1 文獻標識碼 文章編號：1672-3791（2016）11（b）-0003-02

空間激光通信具有通信容量大，通信速率、抗干擾能力強，抗截獲能力強和重量輕等多種優點，是以激光為載波，在空間中實現多種信息進行無線傳輸的通信方式。從歷年的空間激光通信技術的發展歷程來看，ESA的作用不可小視，ESA代表空間激光通信技術的最高水平，對于空間激光通信技術的發展有很大影響。但是，對于我國而言，我國空間激光通信技術還處在發展的初級階段，還在摸索空間激光通信技術的發展方向，可結合本國的情況借鑒發達國家空間激光通信技術的發展經驗。

1 空間激光通信技術最新進展

目前，國內外空間激光通信發展迅速，歐洲、美國、日本、德國等地區和國家對空間激光通信技術進行了大量的研究，為空間激光通信技術做出了巨大的研究貢獻。如表1所示，展示了近幾年美國等國在空間激光通信技術研究方面比較有代表性的成果。

2 空間激光通信技術發展趨勢

2.1 直接探測體制發展

相比而言，空間激光通信直接探測體制的結構比較簡單，操作起來比較方便，因而被廣泛應用于第一代激光通信系統內部。但是，從實際空間激光通信環境來看，光強度對通信系統的影響比較大，而且會受到噪音的干擾，空間激光通信直接探測體制無法滿足空間激光通信系統的運行需求，敏感度較低。經過空間激光通信專業人士的多年研究，ESA于2008年被安裝在衛星上，對空間激光通信系統進行端口檢測，同時也對相干通信展開了實驗分析，誤碼率非常小，而且信息傳輸的速度非常快。目前，空間激光通信技術還將不斷完善。為了不斷提高激光通信系統的實用性和通用性，未來的發展趨勢是探測體制的發展從單一體制向復合探測體制轉變。

2.2 傳統量子通信的變革

1980年量子通信被首次提出，量子通信應用了加密技術，可以保證傳輸信息的絕對安全，量子通信一提出就受到了人們的廣泛關注。2004年，經過多位空間激光通信科學家的研究實驗，實現了量子通信的遠距離傳輸，量子通信可以透過地面大氣依舊保持糾纏特性。2006年，量子通信實現了超遠距離的空間通信。截止到目前為止，我國科學家對于量子通信的研究已經創造了新的歷史。量子通信具有巨大的發展潛力，空間激光通信研究人員也正是看重了量子通信的這一巨大發展潛力，研究人員從2002―2007年展開了多項研究，總結出影響量子通信的多種因素。經過幾年的發展，傳統量子通信的變革研究的技術逐漸成熟，正在快速向實用化、加密化邁進。將衛星光通信與量子光通信相結合，進行衛星光通信中的量子密鑰分發是衛星光通信保密技術一個新的發展方向。

2.3 光子集成化升級

空間激光通信光子技術包括：一是光纖光學，二是集成光學，三是微光子學。光子技術具有以下特點和優點：一是損耗較小，二是協議透明，三是抗干擾性強，四是不誘導電磁干擾，五是重量小，六是體積小，七是柔韌性好，八是無互相耦合。空間激光通信光子技術特別適合應用于航天環境中；1990年，美國經過實驗證明光子技術確實可以應用于航天器中；2002年，研發部門加大了研究光子技術的資金量，研究的內容為：一是通信鏈路，二是模數轉換，三是頻率轉換，四是本振生成，五是光束形成網絡，六是傳感，七是成像光纖；2009年，西方國家發射出的衛星上就設置了光子器件。如今，空間激光通信光子技術正朝著光子PCB的方向發展，空間激光通信技術標準也在不斷提高。

2.4 天基網絡的一體化演變

空間激光通信技術發展的最終目標是實現全球數據覆蓋，與地面形成網絡鏈路。在空間激光通信技術的研究初期，研究人員把更多的精力放在空間激光通信鏈路的研究和實驗上。2000年后，研究人員開始加大天基網絡一體化演變的研究力度。如今，空間激光通信研究人員提出了天基混合網絡結構，并對天基網絡的性能和所帶來的經濟效益做出了研究分析。但是，我國的天基網絡一體化演變還處在理論研究階段，還未真正實踐，還有很多空間激光通信技術問題亟需解決。

2.5 空間激光通信向深空邁進

人們一直想更加深入地了解星空，國外發達國家自20世紀90年代初期便開始了以激光通信作為深空探測通信方式的相關研究。近幾年人們對天空的探索熱潮一直不退。如今，研究人員把探索星空的希望寄托在空間激光通信技術上，西方國家也在加大空間激光通信技術應用于衛星上的研究力度。空間激光通信研究人員經過多年的努力，收到了不錯的成果。在ESA和NASA（美國國家航空航天局）未來的深空探測計劃中，激光通信將成為深空探測活動的主要通信方式。

3 結語

從實際空間激光通信環境來看，光強度對通信系統的影響比較大，而且會受到噪音的干擾，直接探測體制無法滿足空間激光通信系統的運行需求，敏感度較低。2004年，經過多位科學家的研究實驗，量子遠距離的傳輸通信實現了，透過地面大氣量子通信可以依舊保持糾纏特性。如今，光子技術正朝著光子PCB的方向發展，空間激光通信技術標準也在不斷提高。空間激光通信技術發展的最終目標是實現全球數據覆蓋，與地面形成網絡鏈路。但是，我國的天基網絡一體化演變還處在理論研究階段，還未真正實踐，還有很多空間激光通信技術問題亟需解決。截止到目前為止，我國科學家對于空間激光通信的研究已經創造了新的歷史。

參考文獻

[1]張靚，郭麗紅，劉向南，等.空間激光通信技術最新進展與趨勢[J].飛行器測控學報，2013（4）：286-293.

[2]李瑋.激光通信測距技術發展現狀及趨勢研究[J].激光與紅外，2013（8）：864-866.

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1.物聯網的發展及特征

所謂物聯網，是指將各種信息傳感設備，如射頻識別（rfid）裝置、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等種種裝置與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡。其目的是讓所有的物品都與網絡連接在一起，方便識別和管理。它其實就是將原本與網絡無關，但與我們的生活工作息息相關的萬事萬物都裝上傳感器，然后與現有的互聯網連接，讓人們可以更直接地去控制和管理這些事物，以方便我們的生活和促進生產乃至整個社會的發展。

物聯網概念本身也在不斷地演進，涵蓋的范疇也比以前更加豐富。隨著信息與通信技術的日益發達，物聯網應用前景相當廣闊，預計將廣泛應用于智能交通、能源、環境保護、政府工作、公共事業、金融服務、平安家居、工業制造、醫療衛生、智能家居、現代農林業等諸多領域。目前普遍認為，物聯網的體系構架可分為感知層、網絡層、應用層 3 個層面，并且在每個層面上都有很多種選擇。感知層包括二維碼標簽和識讀器、frid 標簽和讀寫器、傳感器、攝像頭、傳感器網絡、傳感器網關、視頻檢測識別、gps、m2m（machine to machine）終端等，主要完成識別物體和采集信息的功能。網絡層包括各類信息通信網絡，如短距無線通信網、蜂窩無線通信網、傳統互聯網、移動互聯網、有線通信網以及物聯網信息中心、物聯網管理中心等，主要完成將感知層獲取的信息進行傳遞和處理的功能。應用層是物本文由收集整理聯網與各類行業專業技術深度融合，實現各種智能化行業應用，實現廣泛智能化。

物聯網的核心能力主要包括可靠傳輸、全面感知以及智能處理這三點。其基本特征主要有智能化以及泛在化兩方面。所謂的智能化就是能夠將情景感知、各種信息的聚合以及無縫連接處理者幾方面內容進行有機結合，通過末端網絡準確收集管理對象的各種信息，并且及時的進行分析處理，最后將結果提供給需要的用戶。而泛在化則是指物聯網覆蓋應該逐步實現無處不在，這樣才能適應社會的發展需求。正是由于上述特點，物聯網的應用前景必然非常廣泛。

2.光通信技術在物聯網發展中的應用

光通信技術在物聯網發展中的應用可以分為三個部分，即網絡層、感知層以及應用層，具體內容為：

2.1光通信技術在物聯網網絡層的應用

光纖技術商用化已經有30多年了，經過這么多年的發展已經逐步成熟。近年來，隨著光纖放大器以及波分復用技術的快速發展，在很大程度上促進了光纖通信技術容量的擴大以及速度的提高。

在物聯網迅速發展過程中，需要完成各種信號的會聚、接入傳輸并形成全國性的物聯網，光纖通信將有很大的應用前景。不論是移動網還是傳統固定電話網，從長遠發展趨勢看，最終將走向泛在網。從物聯網應用的承載需求看，通信網或者說泛在網的技術發展完全能夠承載物聯網的需求。物聯網涉及海量的數據集合和泛在的網絡要求，即要求在空間上無所不在、時間上隨時隨地。傳感網所承載的業務狀態多數是近距離通信，而通信網特別是光纖通信網絡能承載更高的帶寬，適合長距離傳輸，非常適宜物聯網應用的拓展。現有通信網絡核心層傳送技術正在向大容量、ip 化和智能化發展，從物聯網的角度來看，還應更加智能化，包括自動配置、障礙自動診斷和分析、路由自動調度適配，資源分配更智能化等等。網絡接入層傳送技術的發展趨勢是光接入網絡。目前各大運營商都已建設 fttx（光纖接入），它具有 qos（服務質量）保障和更豐富的接入能力，能夠滿足 m2m 多種高速媒體流傳送需求。與移動通信相比，光通信技術具有容量大、損耗小、速度快、帶寬高等優點，可是其接入卻不是很靈活。而移動通信雖然接入靈活，但是其帶寬卻是有限的。所以，只有將二者進行有效融合，才能推動物聯網的進一步發展。

2.2光通信技術在物聯網感知層的應用

光通信技術在物聯網中應用的另一個領域就是感知層，其關鍵就是光纖傳感技術。隨著科學發展水平的不斷進步，傳統的單點檢測技術已經發展成分布式網絡監測技術，而且逐步走向了產業化生產，其應用前景非常廣闊。

光纖傳感技術與傳統傳感技術相比，其優勢在于光纖本身的物理特性。光波在光纖中傳播時，在外界因素如溫度、壓力、位移、電磁場、轉動等的作用下，通過光的反射、折射和吸收效應，光學多普勒效應，聲光、電光、磁光、彈光效應和光聲效應等原理，使表征光波的特征參量，如振幅、相位、偏振態、波長等，直接或間接地發生變化，因而可以將光纖作為敏感元件來探測各種物理量，這就是光纖傳感器的基本原理。此外，光纖還有多種衍生傳感功能。利用該特性，通過對光纖光柵進行特殊處理，可制成探測各種化學物質的光纖光柵化學和生物化學傳感器。與普通光纖光柵相比，長周期光柵對光纖包層外材料的折射率變化更敏感，將光纖光柵涂上特殊的活性涂覆層，可測量低濃度的目標分子。此類光纖傳感器可用于航天器的氫氣漏泄檢測、煤礦中的瓦斯檢測等。而光纖本身又是光波的傳輸媒質，這種“傳“”感”合一的特征所帶來的優勢，在物聯網應用中將無可匹敵。不論是基于瑞利散射、布里淵散射和拉曼散射原理的分布式光纖傳感器，還是基于雙光束干涉的光纖傳感干涉儀，其光纖傳感臂上的每一點既是敏感點又是傳輸介質。而基于多光束干涉的準分布式光纖 fabry-perot 傳感器、近年來發展迅速的光纖光柵傳感器，兩者也均是光纖本身的一個集成部分。此類光纖傳感器與常規光纖可熔接，形成低插入損耗連接，具有在線（inline）特征和優勢，與光纖傳輸有天然的兼容性，可以替代傳統分立和薄膜型光無源器件，從而為全光通信系統和光纖傳感網絡提供了巨大的靈活性。

2.3光通信技術在物聯網應用層的應用

在今后的發展過程中可以將物聯網與各行各業進行深度融合，這樣就可以促進行業的智能化管理。如果把光纖傳感器嵌入或裝備到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、大壩、供水系統、油氣管道等各種重大工程設施中，通過光纜連接后可以形成廣域光纖傳感網絡，再通過與無線物聯網的組合，與互聯網的組合，可以實現各種設備、機器、基礎設施等物理系統的整合。在此基礎上，通過物聯網信息中心管理中心功能強大的云計算平臺，對海量數據進行存儲、分析處理與決策，完成從信息到知識，再到控制指揮的智能演化，就可使人類更加精細、更加動態地管理生產、生活的方方面面，達到“智慧”狀態，進一步提高資源利用效率，提高人類生產力水平，促進人類與自然的和諧發展。

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一、空間通信激光技術的最新進展探究

通信激光技術在全世界范圍內都被廣泛的應用，發達國家也將發展、進步以及完善通信技術作為重要的研究之一。空間通信激光技術隨著各項研究的全面實施，也取得了巨大的發展和進步。

1.1空間通信激光技術的最新進展探究中的月球激光通信驗證技術探究

月球激光通信驗證技術是美國主要開展的空間通信激光技術。月球激光通信驗證技術實施的主要目的，是建立繞月飛行器同地面之間的雙向的通信渠道，從而可以有效的實現信息的探測的靈敏度得以有效的提升。同時，由于月球激光通信驗證技術的靈敏度較為理想，月球激光通信驗證技術的技術服務終端，終端的體積較小，質量也相對偏低，并且月球激光通信驗證技術的應用過程中所需要消耗的能源也相對較少，因此空間通信激光技術的最新進展探究中的月球激光通信驗證技術探究，對于促進信息技術的發展，具有不可忽視的時代意義。

1.2空間通信激光技術的最新進展探究中的歐洲數據中繼衛星系統

歐洲數據中繼衛星系統是德國主要研究的空間通信激光技術之一。歐洲數據中繼衛星系統實施的主要目的，是通過衛星群體的建造，有效的實現無人機與地面站之間的中繼服務的順利的開展[1]。由于歐洲數據中繼衛星系統具有較為完善的激光通信服務終端，具有十分可觀的碼速率，因此歐洲數據中繼衛星系統的應用可以使得空間通信過程中，信息的捕捉時間被有效的縮短。因此歐洲數據中繼衛星系統的應用的探究十分的具有可行性。

1.3空間通信激光技術的最新進展探究中的星間光通信工程試探技術

星間光通信工程試探技術是日本主要研究的空間通信激光技術之一。星間光通信工程試探技術的應用過程的主要內容，時間里“阿蒂米斯”衛星與任務衛星之間的雙向空間激光通信渠道。從而實現雙線鏈路傳輸速率的同時有效提升。星間光通信工程試探技術的應用，促使了地軌衛星與機動光學地面，建立完善的空間通信激光的平臺的可能性，得以有效的實現。因此空間通信激光技術的最新進展探究中，星間光通信工程試探技術的探究和應用，對于空間通信激光技術的應用具有十分有效的發展和完善作用[2]。

二、空間通信激光技術的進展趨勢探究

隨著各個國家的不斷的計劃和完善，空間通信激光技術的發展速度較為客觀，同時很多技術上存在的障礙也被有效的解決。例如高效準確的獲取、對準以及追蹤技術、大氣湍流效應挽救技術、高功率激光發射技術，以及具有較高的靈敏度的激光接受技術，這些技術的完善和其全面發展，都使得空間通信激光技術具有十分理想的發展趨勢。

開展空間通信激光技術的進展趨勢探究，可以有效的明確機制從直接檢測向關聯檢測以及綜合檢測的轉變，同時空間通信激光的進展趨勢還包括：通信波長的波段的不斷過渡、納米技術在空間通信激光技術應用過程中的有效融合以及經典光通信與量子光通信之間的有效結合[3]。

探究空間通信激光技術的進展趨勢可知，由于空間激光通信的寬帶優勢十分明顯，因此成為空間寬帶通訊的最重要的渠道，是空間通信激光技術進展的趨勢。

結束語：探究空間激光通信技術最新進展與趨勢，首先應當明確空間激光通信技術最新進展：月球激光通信驗證技術和歐洲數據中繼衛星系統以及星間光通信工程試探技術，進而開展空間通信激光技術的進展趨勢探究。通過探究空間激光通信技術最新進展與趨勢可知，空間激光通信技術的廣泛應用，是應時代的需求而生，具有必然性。將發達國家的空間激光通信技術應用到我國的空間寬帶通信發展中，將為我國的空間寬帶通信技術的發展帶來巨大的推動力。

參考文獻

[1]蒙靜，李帥，候宇葵.中遠紅外激光星地通信鏈路性能研究[A].中國通信學會衛星通信委員會、中國宇航學會衛星應用專業委員會.第十二屆衛星通信學術年會論文集[C].2016：6.

[2]張璐.大氣激光通信中隨機光信號的建模和檢測算法研究[D].中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所）中國宇航學會衛星應用專業委員會：2013.

[3]陳莫.空間相干光通信的相位匹配研究[D].中國通信學會衛星通信委員會中國科學院研究生院（光電技術研究所），2016.

篇6

隨著遙感器分辨率不斷提高，對傳輸速率的要求也越來越高，因此用傳統的微波數據傳輸方式難度很大。在這種情況下，倘若改用激光通信傳輸，那么便可比較容易的滿足要求，就其通道終端設備自身而言實現難度相對較小。當然，事物都有兩面性，由于激光通信的波束很窄（一般為幾十微弧度），對兩個都處于運動的通信系統來說，激光束的捕獲、跟蹤和瞄準都具有較大的挑戰性，是急待攻關解決的難題。空間激光通信作為高性能衛星通信技術中的關鍵性課題，國際上開展了大量的研究工作，美、歐、日等國投入大量的人力物力進行相關技術的研究和空間光通信實驗裝置的開發。

國外衛星激光通信星間

鏈路系統概況

未來的空間通信網絡既包括軌道間鏈路(IOL)，同時又包括星間鏈路(ISL)。通常所說的星間鏈路是IOL和ISL的總稱。目前國際上所開展的有關星間鏈路的研究主要是指IOL。IOL是指由地球低軌(LEO)到地球同步軌道(GEO)間的鏈路；而ISL是指占據相同軌道的既可以是LEO也可以是GEO的衛星間的鏈路。

星間鏈路一般被認為是多波束衛星的一種特殊波束，該波束并不指向地球而是指向其它衛星。衛星網絡互聯本身就含有衛星之間的互聯以及衛星與地面站之間的互聯兩層含義。今天，在衛星光通信領域已取得突破性進展―――成功的實現了衛星―――地面、衛星―――衛星之間的光通信試驗。

歐洲的空間激光通信的發展基于歐洲各國的合作，歐空局（ESA）在衛星激光通信的研究方面也投入了大量資金，先后研制了以不同星間鏈路為背景的一系列衛星激光通信終端，如SILEX和SOUT。SILEX系統的一個終端裝于歐空局的中繼衛星ARTEMIS，另一個終端裝于法國地球觀測衛星SPOT-4。2001年11月21日順利建立了激光通信鏈路，實現了50Mbps速率的激光通信試驗。這是世界上進行的首次星間激光鏈路試驗，是衛星激光通信領域一項里程碑式的進展。

日本開展衛星激光通信的研究盡管較晚，但是進展卻很快。日本已于1995年利用裝于ETS-VI衛星上的激光通信終端成功地與地面站進行了激光通信實驗，盡管此次實驗的數率僅為1.04Mbps，但這是世界上首次成功進行的星地激光通信試驗。日本NASDA研制的LCE激光通信實驗系統1996年與美國的JPL的地面站進行了雙向激光通信試驗，日本的宇宙開發事業團（NASDA）還研制了專門的激光通信實驗衛星OICETS，計劃與ESA的ARTEMIS之間進行激光通信實驗。

美國是世界上開展空間光通信研究最早的國家之一，研究工作經過了地面演示驗證、關鍵技術研究以及星間和星地空間激光通信試驗過程，已經實施了多個有關衛星激光通信的研究計劃，投入了大量的資金研制了多個衛星激光通信實驗終端，如NASA支持的LCDS、MIT林肯實驗室的LITE系統，NASA的噴氣推進實驗室（JPL）已研制成的2×600Mbps衛星激光通信終端，美國軍方BMDO建立了低軌衛星－地面站激光鏈路終端，數據率為1Gbps，并在積極進行小衛星星座中激光星間鏈路終端的研制。

俄羅斯在星間激光通信方面也取得了較好的成果，俄羅斯的星間激光數據傳輸系統（ILDTS）已用于載人空間站、飛行器等。

目前，國際上已完成了空間激光通信鏈路的概念研究，關鍵技術和核心部件已解決，已實現了低軌衛星對同步衛星的低、中碼速率激光通信實驗和進行了低軌衛星對地面站的激光通信實驗。這些通信實驗系統達到了高捕獲概率，短捕獲時間，抗多種干擾的高靈敏度動態跟瞄和較高傳輸數據率，同時研制了激光鏈路系統評估測試平臺及分析、仿真軟件。下面的表1是國外激光通信系統研究情況的一個大致概括：

國外已完成和正在進行研究的幾個激光通信系統的性能參數概況如表2所示。

取得空間實驗成功的SILEX系統是歐洲宇航局研制的，包括兩個飛行器的空間光通信終端，其中高軌道（GEO）空間光通信終端載于歐洲航天局的ARTEMIS同步衛星上，低軌道（LEO）空間光通信終端載于法國的地球觀測衛星Spot-4上。該系統于2001年11月21日順利建立了光通信鏈路，完成50Mbps的光通信試驗。

取得空間實驗成功的另一個系統是日本郵政省通信實驗室(CRL)研制的LCE系統，于1995年取得了星地激光鏈接的成功。

隨著空間激光通信涉及的關鍵技術的解決，空間激光通信技術與系統的日趨完善，系統實驗已經全面進入星載實驗階段，空間激光通信應用范圍越來越大，衛星工程技術研究也進一步深化。目前，空間激光通信的主要發展趨勢是：

1、原理性實驗系統向建立工程實用的系統轉化；

2、展更高傳輸速率系統；

3、向小型化及輕量化發展；

4、實現星間組網。

國外衛星激光通信系統

具體關鍵技術最新進展

激光通信系統構成大致可分為以下幾個部分,激光器、探測器、高速調制和解調、高速電系統單元、高精度的APT組成、高質量的光系統和天線、高穩定的機械結構等。下面對激光器技術、APT技術、調制與接收技術、振動抑制技術目前發展情況予以簡單的介紹。

1、激光器技術

用于建立激光鏈路的光源，一直是激光通信的關鍵技術之一，由于受到光傳輸介質及探測器的影響，對激光波長的研究主要集中在800nm、1000nm及1550nm三個波段，除去激光通信第一代氣體激光器，其后用于星上的激光器研究主要集中在與以上三種波長對應的半導體激光器、固體激光器和光纖激光器。

（1）半導體激光器 半導體激光器是以半導體材料作為激光工作物質的激光器。它的優點在于超小的外形體積、極高的轉換效率、結構簡單等。在已進行的星間、星-地試驗中幾乎都采用半導體激光器。但半導體激光器相比較與別的激光器，缺點是發射光功率較小、波長穩定性差、線寬較寬、調制速度較低。相對于別的缺點，發射功率是它最大的缺點，SILEX系統中，信標光使用了19只半導體激光器，STRV-2系統不管是信標還是信號都使用了多只激光器。多只激光器復合會帶來別的問題。針對于發射功率限制，一種被稱為主控振蕩功率放大(MOPA)的半導體器件被采用。根據所公布資料中MOPA的參數可以看出，半導體激光器功率小的問題已獲得初步解決，只要MOPA的功率環境能滿足空間環境的要求，半導體激光器會被更廣泛的應用于星間和星地激光鏈接。

（2）固體激光器 固體激光器因其體積大、轉換效率低并未被星上應用看好，但隨著探測靈敏度對調制方式選擇，固體激光器波長穩定性好、發射功率可以做得很大的優點受到重視。特別是Nd:YAG固體激光器，比較適合空間應用。

Nd:YAG激光器優異的性能使其可采用各種調制方式，雖然1064nm的波長落在APD的高增益區外，但基于PSK調制、直接采用光零差解調的檢測方式，可使探測器靈敏度大幅提高，幾乎等于量子極限∽9光子/比特。據資料報道，Nd:YAG激光器的在保證性能的情況下，已通過各種空間環境試驗，滿足空間飛行條件。

長期以來，Nd:YAG激光器的電光轉換效率是它的一個突出缺點，現在這一情況已經部分得到改善，通過采用性能比較好的半導體激光二極管作為泵浦光源，可以提高Nd:YAG激光器的電光轉換效率，使其達到較高的程度。

（3）光纖激光器 光纖通信技術到目前為止，已經是一項非常成熟的技術，不管是體積、轉換效率、光束質量、發射功率、譜線寬度、波長穩定性還是調制速率，都可以通過對陸上已有的器件經過比較簡單的技術加工而使其滿足星上應用。在接收端已經存在的低噪前置光纖放大器，也可以滿足接收端對靈敏度的要求。

目前光纖激光器用于星上最大的問題是空間光到光纖的耦合問題。耦合問題包括耦合效率問題和耦合頭的污染問題。目前已有1550nm的星間激光通信系統正在研究，如果耦合效率問題和耦合頭的污染問題能很好的得到解決，光纖激光器及光纖前置放大器能滿足空間環境要求，采用1550nm的光纖無線高速星間、星地通信系統的鏈路建立應該沒有多大問題。

2、捕獲、瞄準、跟蹤技術

所有的星間、星地激光通信系統，都將APT技術列為關鍵技術之一，在茫茫太空，以μrad量級的發散角度，在兩個相對高速運動的終端之間建立通信鏈路，能正確的捕獲、瞄準、跟蹤變成了能進行通信的前提。APT技術在理論上沒有多大問題，但由于APT系統所采用的傳感器的不同造成了APT系統之間的差異。

早期的及已有飛行記錄的激光通信系統，基本上都采用800nm的光波段建立鏈路，其捕獲、跟蹤都采用對該波段比較敏感的CCD或四象限作為傳感器。

隨著1064nm和1550nm波段的廣泛研究應用，與該波段相匹配的APT技術和元器件研究受到重視。捕獲階段由于對視場角的要求，只能采用大視場的CCD或四象限作為傳感器，跟蹤由于和通信聯系更為緊密而出現了與通信波段、調制方式及放大策略密切相關的方法。

3、調制、接收技術

激光鏈路的調制與接收技術集中反映了通信系統的情況。調制方式大致分為調幅、調頻、調相，與之對應的接收方式直接強度探測和相干（外差）探測。調頻調制方式在激光通信中在組成系統的復雜性和靈敏度方面都沒有優勢，目前不被采用。直接強度探測（DD），即非相干探測，這種方法具有結構簡單、成本低、易實現等優點。相干（外差）探測，這種方法具有接收靈敏度高、抗干擾能力強等優點，但系統較為復雜，對元器件性能要求較高，特別是對波長的穩定性和譜線寬度。

在800nm的通信波段，結合半導體激光器的特點，一般采用直接光強度調制(IM)/直接強度探測（DD）的方式，現在這一波段的調制速率單信道不超過1Gbps。除系統簡單外，這一波段的另一個優點是，能夠采用對光有內置放大作用的APD探測器。

在1550nm波段，更多的繼承了陸地上光纖通信系統的特點，一般也采用的是幅度調制和解調的方式，但它的幅度調制是基于相位的幅度調制外加功率放大的方法，而接收端一般采用光纖前置放大加強度探測的接收技術，對于該波段單信道調制速率40Gbps已經是幾年前的報道。

相干探測技術在激光通信中發展較晚也比較緩慢，主要原因是實際應用中光纖通信更適合需要。光纖通信中采用比較簡單的幅度調制即可獲得極高的傳輸速率，而傳輸距離和功率的問題通過簡單的中繼光纖放大器可以解決，這些優點抑制了相干技術的發展。

相干檢測技術的發展，本來也是一個漸進的過程，先是外差和差分檢測，最后的目標是零差檢測。相干檢測通常可比非相干直接探測在靈敏度上高約10～20dB。但受限于激光器發射功率、頻率穩定度及線寬，對激光相干技術1064nm和1550nm兩個波段是可選的工作頻段。

相干系統最大的優點是檢測靈敏度高，由于對系統元器件的要求比較高，在向零差系統PSK發展的過程中，形成了多種相干檢測系統。表3給出一個對不同的相干檢測系統，碼速率1.25Gbps、誤碼率10-7、在1064nm波段各系統探測靈敏度（以光子數/比特表示）及相對于零差PSK，各檢測系統靈敏度下降（dB）情況。

從以上的表格可以看出零差PSK系統、同步外差PSK系統、差分檢測DPSK能夠滿足-53dBm要求，其中零差PSK的靈敏度是最高，同步外差PSK次之，差分檢測DPSK的靈敏度最低。

4、振動抑制技術

振動抑制是困擾衛星光通信的一個重要問題，從開環捕獲、閉環跟蹤到光通信各個環節，該問題都成為影響系統性能的重要因素。

最早提出的抑制措施主要集中在結構方面，采用對結構的被動控制和主動控制來抑制振動。被動控制是通過優化結構設計，依靠結構本身的阻尼消耗振動能量；主動控制是將外部的能量輸入受控系統，與系統本身能量相互抵消來實現振動抑制。

隨著激光通信的深入，在注重結構抑制的同時，就通信系統設計本身也引入了對付振動的方法，大致可歸結為以下幾種方法：

（1）調整帶寬 通過調整帶寬或是改變接收機的參數來改變接收功率，從而補償發射機振動對通信系統性能的影響，適用于低頻抑制。

（2）調整探測陣列 用N×M個象素組成的探測矩陣，基于在每個象素中對信號噪聲振幅的認識，通過調整探測陣列中的每個象素各自的增益，可以使誤碼率降到最低適用于低頻抑制。

（3）調整波束寬度 使用相位陣列技術，使用一個振動振幅測量單元和一個可調增益的天線。如果振動振幅測量單元探測到振動振幅在發生變化時，它將調整天線增益使之達到一個合適的值，達到新的振動水平，最終使通信系統性能達到優化。

（4）功率控制 依振動改變發射功率，這種方法總體上可節省發射功率，又可以對付振動達到有的放矢的目的。

（5）采用多樣性的星間鏈路 該方法基于星間組網，通過使用一系列不相關的傳播鏈路來傳輸相同的信息，而達到避免使用性能非常差的信道，來增加通信鏈路的有效連接的幾率。

結束語

資料顯示，目前在研的激光通信鏈路系統及在研機構相比較于上世紀八、九十年代有所減少，這并不代表激光通信相比較與微波通信沒有優勢，也不代表激光通信沒有市場，僅是激光鏈路從理論研究和試驗階段向實用化、商業化的發展過程中出現的一種必然趨勢，符合優勝劣汰的規律。以在激光通信鏈路系統這一領域的三個集團為例，下面作一簡要分析評述：

ESA是星間、星地激光鏈路系統設計中處于優勢的競爭者，在SILEX之后緊接著研制了小光學用戶終端SOUT，甚小光學用戶終端VSOUT，高級激光通信終端ALCT和短距離星間鏈路終端SROIL。以他們目前的實力，完全可以打通所有星間的連接，但他們研究的范圍領域仍在擴大，有跡象表明ESA在1064nm領域的研究也已明顯處于優勢。

日本是最早在星-地激光鏈接試驗中獲得成功的國家，在搭載激光系統LCE的衛星出現故障后，日本并沒有停止原有的OICETS的發射計劃，而是對LUCE系統實施了更周密、更可靠的測試計劃。

美國STRV-2計劃星-地激光鏈接試驗的失敗，對其是一個打擊，但早在1995年，利用日本的LCE系統，美國已取得部分直接試驗數據，我們更應該相信STRV-2是一個有繼承性的激光鏈接計劃，回顧STRV-2上的激光終端配置，多信標、多接收信道、多發射信道、多種碼速率(最低155Mbps)，總體上采用模塊化設計，一旦星-地雙向激光鏈接成功，其能驗證的星-地、星間鏈接項目之多令人吃驚。2001年5月18日，美國的GEO-LITE衛星進入軌道，其上裝有一個由MITLL研制的激光通信終端。

空間光通信的優點以及其巨大的發展潛力，無疑將是今后高碼速率通信的一個方向，可以看出在這一領域中，歐、日、美的領先地位已相當明顯，并且今后的競爭將更加日趨激烈。

我國在空間激光通信系統技術開展比較系統的協作性研究比較晚，一方面，應當承認在這一領域與處于世界領先地位的其他國家之間存在有相當大的差距，并且給予高度重視，加快研究的進程，提高研究的效率，以便能夠及時跟上他們前進的步伐。另外一方面，由于有國外的經驗可以借鑒，如果抓住機遇，一定會在較短時間內實現趕上世界發達國家研究水平的目標。未來適時研制有光通信系統的衛星星座或通過國際合作租用國際上現成的衛星光通信信道，并建設衛星光通信地球站，以便日后利用衛星光通信系統進行載人航天器對地通信。結合我國目前的情況，對今后未來的發展給出如下建議：

1、星間、星地激光通信領域，應有一個明確的、長遠的發展目標和計劃；

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【關鍵詞】光纖通信技術 鐵路通信 應用技術

從光纖通信問世到現在，光傳輸的速率以指數增長，光纖通信技術得到了長足的進步， 應用范圍也不斷擴大。隨著鐵路通信朝著數字化、綜合化、寬帶化、智能化方向發展，光纖通信技術已經大量應用于鐵路通信系統中，顯著地提高了鐵路通信能力，極大地促進了鐵路通信系統的完善和發展。

一、光纖通信概述

光纖通信是以很高頻率（大約1014Hz）的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質的通信。1966年7月，美籍華人高錕博士《用于光頻的光纖表面波導》，分析證明了用光纖作為傳輸媒體以實現光通信的可能性，預見了低損耗的光纖能夠用于通信，敲開了光纖通信的大門。1970年，美國康寧公司根據高錕論文的設想首次研制成功當時世界上第一根超低損耗光纖（衰減系數約為20dB/km），光纖通信時代由此開始。由于光纖通信具有損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優點，備受業內人士青睞，發展非常迅速。光纖通信系統的傳輸容量從1980年到2000年增加了近一萬倍，傳輸速度在過去的10年中大約提高了100倍。目前，光纖通信技術已有了長足的發展，新技術也不斷涌現，進而大幅度提高了通信能力，并不斷擴大了光纖通信的應用范圍。

二、光纖通信技術現狀

（一）波分復用技術

波分復用技術可以充分利用單模光纖低損耗區帶來的巨大帶寬資源，根據每一信道光波的頻率（或波長）不同，將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道，把光波作為信號的載波，在發送端采用波分復用器（合波器），將不同規定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端，再由一波分復用器（分波器）將這些不同波長承載不同信號的光載波分開。由于不同波長的光載波信號可以看作互相獨立（不考慮光纖非線性時），從而在一根光纖中可實現多路光信號的復用傳輸。

（二）光纖接入技術

光纖接入網是信息高速公路的“最后一公里”。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，由于光纖到達位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應用，統稱FTTx。FTTH（光纖到戶）是光纖寬帶接入的最終方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纖的寬帶特性，為用戶提供所需要的不受限制的帶寬，充分滿足寬帶接入的需求。

三、光纖通信技術發展趨勢

（一）超高速、超大容量和超長距離傳輸

超大容量、超長距離傳輸的波分復用技術極大地提高了光纖傳輸系統的傳輸容量，在未來跨海光傳輸系統中有廣闊的應用前景。近年來波分復用系統發展迅猛，目前1.6Tbit/的 WDM 系統已經大量商用，同時全光傳輸距離也在大幅擴展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時分復用（OTDM）技術，與WDM通過增加單根光纖中傳輸的信道數來提高其傳輸容量不同，OTDM技術是通過提高單信道速率來提高傳輸容量，其實現的單信道最高速率達640Gbit/s。僅靠OTDM和WDM 來提高光通信系統的容量畢竟有限，可以把多個OTDM信號進行波分復用，從而大幅提高傳輸容量。偏振復用（PDM）技術可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零（RZ）編碼信號在超高速通信系統中占空較小，降低了對色散管理分布的要求，且RZ編碼方式對光纖的非線性和偏振模色散（PMD）的適應能力較強，因此現在的超大容量WDM/OTDM通信系統基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統需要解決的關鍵技術基本上都包括在OTDM和 WDM通信系統的關鍵技術中。

（二）光孤子通信

光孤子是一種特殊的ps數量級的超短光脈沖，由于它在光纖的反常色散區，群速度色散和非線性效應相互平衡，因而經過光纖長距離傳輸后，波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實現長距離無畸變的通信，在零誤碼的情況下信息傳遞可達萬里之遙。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時、整形、再生技術和減少ASE，光學濾波使傳輸距離提高到100000km 以上；在高性能EDFA方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。

（三）全光網絡

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1當前我國發展光纖光纜的基本情況

一是普通光纖。普通單模光纖在平常比較常用，由于在逐步發展的光通信系統，導致逐步增大單一波長信道容量與光中繼距離，除此之外還能夠做到進一步優化g.652.a光纖所具備的性能，其主要表現就是尚未在同一區域分布零色散點與最低衰減系數以及尚未充分利用1550rim區的低衰減系數。這樣的改進對于g.653規定的色散與itutg.654規定的截止波長位移單模光纖相符。二是核心網光纜。從當前我國的情況來看，光纜則全部應用與各種級別的干線，如今已經全部實施g.655光纖與g.652光纖這樣的單模光纖，將多模光纖都予以淘汰。雖然我國也曾經使用過g.653光纖，可是由于存在相應弊端也并沒有發展這種光纖。g.654光纖并不能做到將光纖系統容量極大的增加，可是在我國陸地光纜當中并沒有使用這種光纖。干線光纖其主要是在室外進行使用，并不是使用光纖帶，而是實施分立光纖，如今已經停用了骨架式與緊套層絞式結構。三是接入網光纜。由于處于接入網當中的光纜頻繁分插、比較多的分支與距離顯得比較短，要想將網容量增加，往往采取的做法就是將光纖芯數增加。尤其是處于室內管道當中，受到十分有限的管道內徑的影響，在將光纖芯數增加的過程當中顯得特別重要的就是將光纜重量與直徑減小以及光纜光纖集裝密度增加。g.652.c低水峰單模光纖與g.652普通單模光纖使用于接入網當中，密集波分復用比較適合低水峰單模光纖，如今我國使用的范圍也比較少。四是室內光纜。在進行室內光纜的使用過程當中通常都會進行傳輸視頻信號、數據以及話音，另外還能夠在傳感器、遙測等領域進行使用。從筆者的觀點進行分析，室內光纜可以劃分成綜合布線用光纜與局內光纜。主要是用戶使用的綜合布線光纜則是在用戶端室內進行布放，從易損性這一角度進行分析，通過與局用光纜比較考慮顯得更為嚴格。局用光纜就是在中心局或者別的電信機房內部進行布設，相對固定位置與有序緊密存放。五是電力線路通信光纜。從本質上進行分析，光纖這也是屬于介電質，另外還能夠將光纜當成全介質，這其中并不擁有一丁點的金屬。這樣的并不存在金屬的全介質光纜屬于電力系統當中最為理想的通信線路。全介質光纜敷設在電力線桿當中主要是纏繞式結構與全介質自承式結構。全介質自承式光纜能夠單獨實施布放，因此擁有比較廣的適應范圍，廣泛的應用在電力輸電系統改造過程。如今我國能夠生產出多種類型的全介質自承式光纜以便可以將市場需要滿足。可是諸如耐電弧性能、光纜蠕變、大志數光纜結構等這些產品性能與結果層面還必須做到持續性完善。我國擁有比較的大的全介質自承式光纜需求量，這種產品還顯得比較熱門。

2基于新形勢下光纖通信技術發展趨勢分析

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基于無線激光通信的原理，設計并研制出了一套以激光內調制為工作模式的無線激光通信語音傳輸系統裝置，測量并分析了該系統的頻率極限、幅頻特性和動態特性，與其他無線激光通信實驗裝置相比，本裝置易于攜帶、調節，使用更直觀、方便。

【關鍵詞】無線光通信 語音傳輸 激光內調制 幅頻特性

無線激光通信是利用激光作為載波在空間直接進行語音、數據、圖像等信息的雙向傳送的一種通信技術，它不使用光纖等導波介質，直接利用激光在大氣或外太空中進行信號傳遞，是目前通信領域研究的熱點之一。本文基于光通信基本原理，設計出一套無線激光語音通信系統，以激光內調制為工作模式，進行音頻信號的傳輸。該系統體積小，易于攜帶、調節，使用更直觀、方便。

1 基本理論

無線激光通信系統由發射系統、接收系統以及自由空間傳輸三部分組成。發射系統的核心部分包括：放大器、激光器、 A/D轉換。接收系統的核心部分包括：光電探測器、低噪聲前置放大器、D/A轉換。探測器將接收到的微弱信號進行光電轉換，由光信號轉換為電信號進行輸出，再經低噪聲前置放大器進行放大、解碼，還原為原來信號進行輸出。

2 硬件設計

2.1 發射系統的硬件設計

發射端采用的電路板電壓為5V，半導體激光器波長為650nm，其余器件的參數如圖1所示。音頻信號通過電容器C4送到三極管Q1的基極，使三極管的基極電流隨著音頻信號的變化而變化。這樣使接在三極管集電極上的激光發射二極管中的電流受到音頻信號的調制，把待傳輸的信號放大至激光管的線性工作區，加載到半導體激光器兩端。

2.2 接收系統的硬件設計

接收發射端采用LM386芯片作為放大電路的核心部分，電路板電壓為5V，光敏電阻選擇硫化鎘光敏電阻MG45，其余器件的參數如圖2所示。其中電阻R7從輸出端連接到V2的發射極，形成反饋通路，并且與R5和R6構成反饋網絡。引腳7端接一個電解電容到地，起濾除噪的作用。

3 通信光路設計

由于實驗是在實驗室進行的，傳輸距離較短，故激光的發射角較小，只需在接收端的光電探測器前放置一個焦距為75mm，直徑為25.4mm的雙凸透鏡作為接收天線，將光會聚到探測器的光敏面上。

4 性能測試

用信號發生器給一個通道輸入正弦波，改變輸入正弦波信號頻率，同時在接收機的音箱處用示波器監測輸出信號的幅度，用MATLAB軟件作圖得到圖3所示的幅頻特性，可以看出在頻率f=2kHz時的幅度最大，大約為515mV。由于選取的半導體激光器和光探測器具有一定的響應時間和延時作用，因此此系統一定存在一個極限傳輸頻率。我們測得該系統在信號頻率大于20kHz時，出現了較為嚴重的失真現象。當輸入正弦波信號頻率f=1kHz時，改變輸入正弦波信號幅度，測量輸出信號幅度隨之變化情況如圖4所示，當輸入信號大于6V時，輸出信號基本保持不變，大約為700mV。

6 結論

自制了一套無線激光通信語音傳輸系統裝置，傳輸的音質良好，測量并分析了該系統的頻率極限、幅頻特性和動態特性，用MATLAB繪制出了系統的傳函曲線和動態特性曲線，截止頻率大約為20kHz，傳函曲線表明當信號頻率f=2kHz時的幅度最大，動態特性曲線表明當輸入信號大于6V時，輸出信號基本保持不變，大約為700mV。

參考文獻

[1]譚立英，馬晶.衛星光通信技術[M].北京：科學出版社， 2004.

篇10

【關鍵詞】光纜光纖通信技術；現狀；發展趨勢

1引言

當前，光纖通信技術在實際運用中具有良好的發展空間，被譽為最有前途的通信技術之一，現代化通信支柱的地位非它莫屬，光纖通信技術也被稱為信息技術革命的重要標志之一。如今，信息量如天上繁星不可勝數且復雜多變，光纖通信技術已被人們當成主要的傳輸媒介，對于信息網架構的整體面貌具有深刻的影響。光纖通信技術在當今信息社會發揮無比倫比的作用，前程似錦。本文主要對光纖通信在我國發展的現狀及其具體的發展趨勢做具體闡述[1]。

2光纖通信的概況

提出具有低損耗特點的光纖能夠被應用于通信領域中，從而由此打開光纖通信領域的大門的時間是1966年，美籍華人高餛與霍克哈姆對此，由此光纖通信技術越來越被人們所重視。光纖通信技術的開始階段是在1970年，美國康寧公司首次研制出光纖，其損耗為20dB/km。光纖通信的載波是1014Hz的光波，傳輸媒質為光纖。光纖通信因為它具有低損耗和傳輸頻帶寬以及容量大的優點，而且其具有體積小和重量輕以及抗電磁干擾強等眾多優點，因此被眾人所喜愛。

3光纖通信技術發展的現狀

3.1波分復用技術

以能獲得較多的寬帶資源為目標，波分復用技術通過對單模光纖低損耗區進行充分利用，最終效果明顯。光纖的低損耗窗口具有多個信道，它的劃分是根據每一信道光波的波長來達到劃分的目的。光波是信號的載波，在發送端應用合波器的方式來合并規格各異的信號光載波，一根光纖中就合并規格各異的信號光載波，以這種方式進行信號傳輸。在接收端口，應用分波器對其進行區分，由一根光纖變為多根光纖。除了在光纖非線性時的情況下，因為不同波長的光載波信號可以當作是相互獨立單獨存在的個體，因而一根光纖中能夠實現多渠道光信號的復用傳輸的目的。

3.2光纖接入技術

光纖接人網技術，其意義和價值非常重大，它也被稱為信息高速公路的“最后一公里”。如果要達到信息高速傳輸，且要滿足更多受眾需求的目的，其寬帶具有主干傳輸網絡是重要環節，但用戶接人部分更是關鍵的部分。光纖接人網技術，其信息傳輸達到高速化。在光纖寬帶接入過程中，因光纖到達不同的位置，其應用也有很多種類，例如FTTB、FTTC和FTTCab以及FTTH等應用。這些應用被稱作為FTTx。光纖到戶，其簡稱為FTTH，FTTH是光纖寬帶接入的最終方式。FTTH提供全光的接入，所以，對光纖的寬帶特性加以充分利用，從而滿足受眾不受限制的帶寬要求，對于寬帶接入的需求也可以充分滿足。當前，國內可以向受眾提供FE或GE兩種寬帶，它可以很好地滿足大中型企業用戶。因此，這種接入方式比較理想[3]。

4光纖通信技術的發展趨勢

隨著社會的發展，人們對于光纖通信的要求也越來越高，其超高速度和超大容量以及超長距離傳輸就是人們對光纖通信技術所追求的具體目標，全光網絡更是人們所持之以恒追求的目標。1）傳輸技術波分復用技術能夠滿足超大容量與超長距離傳輸的要求，對于光纖傳輸系統的傳輸容量具有巨大的提高，在將來的跨海光傳輸系統中應用前景更加廣闊。這些年，波分復用系統取得了較快的發展，當前的1.6Tbit/WDM系統被廣泛應用在商用領域，在此過程中全光傳輸距離擴展幅度也較高。提升傳輸容量，采取光時分復用，也是應用OTDM技術的一種很好的辦法，與WDM通過增加單根光纖中傳輸的信道數。這種方式可以明顯提高傳輸容量，而且這種方法合理科學。以提高單信道速率的理念，提高傳輸容量，這種理念與現實相符，這同時也是OTDM技術的主要內容，OTDM技術最終實現的單信道最高速率較普通速率高達640Gbit/s。2）單通過OTDM與WDM對光通信系統的容量提高，傳輸容量畢竟有限，另外一種方式是對OTDM信號進行波分復用，最終對傳輸容量會有較大幅度的提高。應用偏振復用，簡稱為PDM技術，其對于減弱相鄰信道的相互作用所取得的效果顯著，見效快。主要是因為在超高速通信系統的基礎上，歸零（RZ）編碼信號沒有較大的占用空間，其對于色散管理分布的要求在一定程度上會有所降低，而且在對光纖的非線性情況下，光纖的偏振模色散中，RZ編碼方式具有較強的適應能力，所以，超大容量WDM/OTDM通信系統所使用的傳輸方式一般都是RZ編碼。WDM/OTDM混合傳輸系統在系統本身就可以找到需要解決的關鍵技術[4]。3）光孤子通信。光孤子與其他光脈沖相比較，它的存在較為特殊，例如ps數量級的超短光脈沖就是較為特殊的例子。光纖的反常色散區，光孤子就存在這種區域之中，群速度色散和非線性效應互相平衡，光纖進行傳輸時需要長距離傳輸，波形與速度沒有變化。光孤子通信技術，對光孤子加以利用，把光孤子作為載體，通信過程中可以實現長距離無畸變的通信，如果其在零誤碼的狀況下，其傳輸的信息距離非常遙遠。4）全光網絡。它是人們一直所追求的信號傳輸方式，它所要解決的技術問題是以光節點來代替電節點。可想而知，其節點之間也是全光化的，信息在進行傳輸時，信號在進行互相交換時，在運行的過程中它是以光的形式在進行的，用戶應用交換機對信息進行處理操作的過程中，按比特運行的這種方式已不存在全光網絡中，它的路由是由波長所決定的。在傳統的光網絡中，節點間以全光化的形式存在，雖然已被實現，網絡結點處卻一直采用電器件，對于當前通信網干線總容量的繼續提高有所限制，因此如何實現真正的全光網越來越被人們所關注。

5結束語

光通信技術對于信息技術具有支柱性作用，雖然在發展路程中會有許多難走的路，但它是通信領域發展的必然趨勢。從現代通信的發展趨勢來看，光纖通信更是將來通信領域的王者。人們所追求的全光網絡目標的腳步也會越來越近。

參考文獻

[1]于虹霞.光纖通信技術的現狀及發展趨勢[J].黑龍江科技信息,2012(8):107.