当前位置 > 首页 > 网站建设学院 > > 光纤通信

光纤通信 前景光明

2/14/2005来源:光纤通信人气:15932

光纤通信 前景光明 现代通信的三大媒介是同轴电缆、无线电和光纤,其中,同轴电缆与光纤同属 于有线通信类媒介。由于构成光纤的玻璃或塑胶,本身都是绝缘体,所以不会受到 射频或电磁等电气干扰;为保护光纤而设置的多重保护层,也起着防止串音的效果。 随着光纤传输技术的发展,光纤传输中的损耗已经大幅度降低,每千米和损耗值一 般低于1分贝,甚至可以低至0.2分贝,与同轴电缆比较起来低得多。损耗量的降低, 既可拓展中间站的间隔距离,又能随着频宽的提升而传输更多的信息。此外,光纤 传输还具有更高的保密性,具有比同轴电缆更低的发射功率。光纤除了无法传输电 力外,几乎包揽了铜线的大部分功能,因此,光纤在现代通信中起着不可或缺的举 足轻重的作用。 早在二十年前,美国康宁(Corning)公司在世界上率先研制成功光纤产品,可 以将激光通过玻璃纤维的细线,传送到世界上每一个角落,可以用光速传输信息, 因此,光纤产品的问世,催生了一个新兴的产业——光纤通信产业。在这20年里, 光纤通信发展很快,已经成为现代通信的重要支柱之一。 光纤通信发展神速 光纤根据其制造用材的不同可以分为玻璃、石英、塑胶和复合材料4种。其中前 两种统称为石英系统光纤。无论是玻璃还是石英,基本上都属于硅的二氧化物,与 半导体的基本材料相同,在自然界的蕴藏量非常丰富,同时,其纯化的技术也日趋 成熟,生产成本比较低,因而成为目前光纤通信市场的主流产品。以传输模式分类, 光纤又可分为单模与多模;而按光线在多模光纤内部行进的折射率,又可进一步分 为步进式折射和渐近式折射两种。单模光纤主要用于长距离、大容量传输;而在多 棋形态中,无论是步进式折射或渐进式折射光纤,由于它的纤核直径较大,并且容 易连接,因而主要用于局域网,用于大楼内部距离较短而传输量也较小的环境。 目前,市场上常见的多模态渐近式折射率光纤之核与纤壳直径比有3种,分别是 50/125、625/125和100/140。在石英光纤系列中,又分为三类:色散位移光纤、 偏振恒持光纤和影像光纤。塑胶光纤在结构上与石英光纤大致相似,只是纤核与纤 壳部分以塑胶组成,其优点是柔软度高、价格低以及纤核直径较大,从0.1毫米到数 毫米不等。但纤壳层却非常薄,仅为几微米。由于塑光纤的几百倍,因而难以应用 于中、长距离通信。 近年来,全球光纤通信产品和技术市场进入高速发展阶段。目前,在所有的各 种通信技术当中,光纤通信技术是通信速度最快、通信容量最大以及通信质量最高 的通信技术,光纤通信能够以最快的速度为广大用户提供最好的音质以及最清晰的 影像。专家们预言,光纤通信技术有望成为解决“高速宽频”瓶颈问题的最佳方案。 随着因特网的迅猛发展,对现代通信的速度和容量提出了更高的要求。MCI电话 公司的UUNet上网服务事业部新发布的一份资料显示,每过100天,用户对网络传输 速度的需求就增长一倍;另外,最近几年来,全球语音电话市场每年都以高于10% 的幅度增长,目前已有的电话网络专线容量早已经饱和,而且,传统的电话网络专 线存在着速度慢、容量小的老大难问题,尽管DSL方案能够在一定的程度上解决这个 问题,但是,这毕竟只是一个过渡性的暂时使用的解决方案,因此,迫切需要迅速 提高通信的速度和容量。光纤通信网络则是能够较好地解决这个问题的较好的方案, 它可以解决目前困扰业界的通信效率低的问题。利用光纤网络,可以推出诸如上网 服务、语音服务、影像服务以及数据传输服务等一系列问题。除此之外,ATM、DSL 和ip电话等新的通信技术也可以应用在光纤网络上,从而使光纤网络的通信效率能 够大幅度提高。 世界上一些著名的科研机构和著名厂商,近年来全力以赴地研究开发光纤通信 新技术。美国朗讯科技贝尔实验室最近在光纤通信研究领域又获得了三项重大突破: 一、成功地实现了单波长光160吉比特每秒的信息传输速度;二、成功地用一根光纤 同时传输了1022种不同波长的光束;三、成功地推出新型“无光纤”光纤网系统, 可以通过光束直接穿越空气传输数据,大大提高局域数据网容量,拓展容量光纤系 统的抵达范围。贝尔实验室推出的WaveStar OpticAir系统,采用密集波分复用 (DWDM)技术,能够大大增强网络容量。该系统可以通过突破性激光放大器和接收 器,将数据、语音或者视频信号放火光束,因而能够穿越空气,实现点对点的信息 传输。WaveStar OpticAir系统是最先采用DWDM技术的无光纤网络系统,这种新技 术可以处理包括数据、语音和视频在内的多种多样的业务,可以同时传输光的不同 波长和各种颜色,并且在其中的每一个承载不同的信息流,从而扩大其容量。Wav- eStar OpticAir系统将使商业用户和运营商每秒传输容量多达10GB的信息,以满足 广大用户的越来越高的需求。WaveStar OPticAir系统单波长目前支持2.5Gb/s的 数据传输率,将于明年春季实现商用化,将于明年夏季推出10Gb/s的四波长系统, 并且可望实现商用化。 朗讯科技贝尔实验室新推出的这三项技术,将大大提高未来的光纤通信能力。 目前的信息传输,主要是通过光纤传递数据流的方式进行的。但是,如果只靠增加 光纤的数量来提高信息传输能力,不但成本高昂,也跟不上通信业迅猛发展的需求, 因此,科学家们将增加信息传输能力的重点放在提高单根光纤的数据传输能力上。 提高光纤中单波长光的数据传输速度,或者在一根光纤中传送更多的不同波长的光 束,都可以提高光纤的信息传输能力。贝尔实验室最近在这两项技术的研究方面都 取得了重大的进展。科学家们预测,运用这两项最新的研究成果,不久将可达到每 秒万亿比特的光纤信息传输能力,届时,人们打移动电话或者上因特网,将不再遇 到网络塞车的尴尬处境。 日本在塑胶光纤的研究开发领域成绩斐然,尤其是针对传输性能开展了大量的 研究工作。像美国康宁公司改进了光纤制作中的OVD方法一样,日本的住友公司也改 进了光纤制作工艺中的AVD方法,使得光纤的性能、(NEC)与Keio大学联合开发出 具有2.5GbPs传输率的塑胶光纤,它可传送400通道MPEG2的视频压缩信号。同时,日 本也推出了可在150℃高温下连续使用400小时的塑胶光纤;若温度降至130℃,则使 用时间可长达1000小时,并且其传送损耗也有所降低。日本新推出的步进式塑胶光 纤比渐近式塑胶光纤在技术上更为成熟,传统型产品大多用于音频设备和低速的局 域网络,而目前的研究重点则侧重于汽车内部通信应用。渐近式塑胶光纤问世后, 光线在传送过程中的损耗也不断降低,一因而其应用领域得以不断拓展。RAD集团为 了进一步推动光纤通信技术的研究,最近宣布正式成立新的成员公司RAD-OP公司, 这是衣集团的第14个成员公司。RAD-OP公司将肩负着为光通信发展光纤技术的特殊 使命,它将与研究所和大专院校进行广泛的合作,精心挑选一流的科学家和研究人 员,并且与他们发展技术合作关系,专家们的研究成果将以最快的速度应用到光纤 通信业。在确立合适的研究项目时,RAD—OP公司将与相关的学术单位和科学家们密 切合作,以便使研究工作能够面向可行的商业应用。一旦科学家们的研究成果确实 可以转化为实际的样品之时,RAD—OP公司将马上对样品实现商业化的可能性进行评 估,并且努力寻找到商品化的最快途径。 光纤通信发展趋势 目前,世界各国不断开复出光纤通信的新技术和新产品,促使光纤通信向着高 速、大容量、长距离系统的方向发展,光纤向着普通家庭用户延伸,向宽带综合业 务网(B-ISDN)的方向发展,并且将在21世纪更广泛地进入千家万户,目前,全球 光纤通信业的主要发展趋势是: 一、增加光纤网络的覆盖面,大量铺设光纤基础网络专线。大型通信公司大多 以发展长途电话网络为主,其中包括国际性光纤网络和全国性光纤网络;而中小型 通信公司则主要是建立地区性的都市区域光纤网络; 二、提高光纤通信的带宽 和容量,使之进一步满足用户的需求。目前。由于全球市场对光纤通信的高速宽频 的要求不断提高,即使目前不断地增加光纤网络。但是将来也总会有朝一日趋于饱 和,因此,在有限的网络专线内增加容量,也就是继续增加光纤网络的带频宽,就 成了通信专家们主要的研究课题。 三、随着光纤网络的不断拓展,对光纤设备和材料的需求也愈加迫切,从而使 得生产光纤设备和材料的厂商也越来越多,从而形成了一个新兴的光纤通信产业。 我国在光纤通信领域的研究开发成绩斐然。由武汉邮电科学研究院承担研制的 国家“863”计划重大项巨—— 10Gb/s。SDH时分复用实验系统,日前通过了专家 组的验收。验收组的专家们认为,该项目的总体设计合理,技术指标符合相关的国 家标准和ITU-T建议;完全按照标准的、完整的STM-64的帧结构实现:可提供两个 SDH10Gb/s终端复用器设备、一个10Gb/s再生中继器设备及一个网元管理设备;系 统在两段80kmG. 652光纤上传输,采用了光纤色散补偿技术一,、光接口参数和系 统的功能符合G.691和G.681的要求、支路口速 率为155.520Mb/s,每喘口配备4个 以上的155、520Mb/s支路口;可以工作在线路1+1保护方式;设备具有较完善的管理 维护功能,可提供多种通信接口,公务电话功能完善;网音符合ITU-T及国家相关 标准;系统实一际测试指标满足合同要求。该项目的完成,标志着我国在光纤通信 领域的研究开发水平又迈上了一个新的台阶,为以10Gb/s速率为基础的WDM的广泛应 用创造了基本条价。我国在光纤产品生产领域;已经建立了一些主要的生产基地。 例如北京AT&T光缆有限公司、上海AT&T光纤有限公司、武汉长飞光缆有限公司, 成都西门子光缆有限公司、南京华新光缆有限公司等,这些大型光缆生产基地的建 立和发展,使它们已经成为我国光纤生产领域的骨干力量,在我国光纤通信的发展 中功不可没。