光纖通信發展趨勢研究論文

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論文關鍵詞:光纖;通信;發展;趨勢;對策

論文摘要:闡述了光纖通信發展歷程,并分析了其優勢所在,為我國光纖通信發展提出了相應對策。

1光纖通信發展歷程

光纖通信是利用光波作載波,以光纖作為傳輸媒質將信息從一處傳至另一處的通信方式。1966年英籍華人高錕博士發表了一篇劃時代性的論文,他提出利用帶有包層材料的石英玻璃光學纖維,能作為通信媒質。從此,開創了光纖通信領域的研究工作。1977年美國在芝加哥相距7000米的兩電話局之間,首次用多模光纖成功地進行了光纖通信試驗。85微米波段的多模光波為第一代光纖通信系統。1981年又實現了兩電話局間使用1.3微米多模光纖的通信系統,為第二代光纖通信系統。1984年實現了1.3微米單模光纖的通信系統,即第三代光纖通信系統。80年代中后期又實現了1.55微米單模光纖通信系統,即第四代光纖通信系統。用光波分復用提高速率,用光波放大增長傳輸距離的系統,為第五代光纖通信系統。新系統中,相干光纖通信系統,已達現場實驗水平,將得到應用。光孤子通信系統可以獲得極高的速率,20世紀末或21世紀初可能達到實用化。在該系統中加上光纖放大器有可能實現極高速率和極長距離的光纖通信。

2光纖通信與衛星通信、無線電通信優勢比較

現代通信網的3大支柱是光纖通信、衛星通信和無線電通信,而其中光纖通信是主體,這是因為光纖通信本身具有許多突出的優點:

(1)頻帶寬,通信容量大。光纖可利用的帶寬約為50000GHz,1987年投入使用的1.7Gb/s光纖通信系統,一對光纖能同時傳輸24192路電話,2.4Gb/s系統,能同時傳輸30000多路電話。頻帶寬,對于傳輸各種寬頻帶信息具有十分重要的意義,否則,無法滿足未來寬帶綜合業務數字網(B-ISDN)發展的需要。

(2)損耗低,中繼距離長。目前實用石英光纖的損耗可低于0.2dB/km,比其它任何傳輸介質的損耗都低,若將來采用非石英系極低損耗光纖,其理論分析損耗可下降至10-9dB/km。由于光纖的損耗低,所以能實現中繼距離長,由石英光纖組成的光纖通信系統最大中繼距離可達200多千米,由非石英系極低損耗光纖組成的通信系統,其最大中繼距離則可達數千甚至數萬千米,這對于降低海底通信的成本、提高可靠性和穩定性具有特別的意義。

(3)抗電磁干擾。光纖是絕緣體材料,它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾,也不受電氣化鐵路饋電線和高壓設備等工業電器的干擾,還可用它與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜。

(4)無串音干擾,保密性好。光波在光纜中傳輸,很難從光纖中泄漏出來,即使在轉彎處,彎曲半徑很小時,漏出的光波也十分微弱,若在光纖或光纜的表面涂上一層消光劑效果更好,這樣,即使光纜內光纖總數很多,也可實現無串音干擾,在光纜外面,也無法竊聽到光纖中傳輸的信息。

(5)光纖線徑細、重量輕、柔軟,使傳輸系統所占空間小,解決地下管道擁擠的問題,節約地下管道建設投資。此外,光纖的重量輕,光纜的重要比電纜輕得多。

(6)光纖的原材料資源豐富,用光纖可節約金屬材料。

321世紀初光通信及基礎產業發展的主攻方向

波長就是一個信號系統,把從前的電路交換,換成當前的光路交換。這種交換系統就是把光的傳輸和交換融為一體,把交換給取消了。希望今年能作出一個演示系統。這個問題是最簡單最有效的解決如此困惑傳輸高速路的問題,寬帶推廣應用就有很好的基礎。

今后一定要研究支持大通信容量廉價的光器件。第一個是可變波長激光器、高頻調制器;第二是波分復用/解復用器/濾波器;第三是增益平坦和鎖定的SCL波段放大器;第四是RAMAN放大器;第五是高頻光探測器、MEMS光開關。我國建立環保型的微電子和光電子的生產基地,我國的硅石材料是非常豐富的。多晶硅是未來最清潔的能源。

21世紀,要發展光網絡與移動通信式的結合,這是一個很大的商機。光網絡與毫米波的結合,如果成功的話,也是很大的具有革命性的進步。再一個是制造高精度的光纖陀螺。這不僅僅是未來航空系統,導彈系統要用它,國外的汽車里面也有陀螺。此外,新型實用化電流傳感器、電壓傳感器,光纖光柵應力傳感器,光纖光柵溫度傳感器。

4我國要積極創新開發具有自主知識產權的新技術

雖然這幾年來,我國光纜電纜技術有很大發展,有一些具有自主知識產權的技術已在發揮作用,但是應該看到這種比例仍是很小的,國內有近200家光纖光纜廠,但大多產品單一,沒有自主的知識產權,技術含量較低,競爭力不強。實際上我國的光纖光纜技術應該說與國際水平己差距下大,因此我們作為世界第二的光纜大國,應該把開發具有自主知識產權的技術作為我們工作的重中之重,爭取創造更多的光纖光纜專利。

5抓住西部大開發的大好機遇,發展光纜電纜技術與產業

西部大開發是國家的重大策略,國家制定了有利的政策,政府對發展通信等行業也給予了大力的支持。西部是一個地域復雜、分布較寬、通信相對落后的地區。經濟大發展中,通信要先行,需要一些與之相適應的光纖光纜及通信電纜的先進產品來配合發展的需求。因此,符合條件的產品將會在這里找到很好的市場,光纖光纜和通信電纜的各種技術、產品及成果都會在西部開發中得到發揮。