光纤通信技术及应用探究
光纤通信技术及应用探究[20200131184142]
摘要
近20年来，光纤从一个研究热点迅速发展为强大的商业应用领域，光纤通信已成为目前信息学科中具有特色和广阔发展前景的新兴技术之一。
本文主要论述了光纤通信的基本组成和技术难题，阐述了光纤通信的应用，分析了其优势所在与发展现状，并且对光纤通信技术的近期发展趋势进行了叙述。光通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到重要作用。
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关键字:光纤通信技术；发展历史；技术难题；应用；发展趋势
一、绪论 2
（一）课题来源 2
（二）课题研究目的及其意义 2
二、光纤通信的简介 3
（一）光纤通信技术的发展历史 3
（二）光纤通信技术的现状及前景 3
三、光纤通信系统的组成 5
（一）光纤通信系统组成框图 5
（二）光纤通信系统具体组成 6
（三）光纤通信系统优缺点 8
四、光纤通信的技术难题 10
（一）时分复用TDM 10
（二）波分复用WDM 11
（三）光时分复用OTDM 11
（四）光放大技术 12
（五）色散补偿技术 13
五、光纤通信的应用及发展趋势 14
（一）光纤在公用电信网间作为传输线 14
（二）应用于专网及危险的地下通信 14
（三）在不同网络层面的运用 14
（四）光纤通信的发展趋势 15
结论 17
参考文献 18
致 谢 19
一、绪论
（一）课题来源
通信网络对全球经济发展起着极其重要的作用，信息全球化推动了经济全球化，经济全球化又促进了信息全球化。目前信息全球化进程很快，数据业务量几乎一年左右就翻一番。光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命，光通信正以超摩尔定律的速度向前发展，据有关资料报导，国外容量达16Tb／s的光通信系统已经在实验水平上实现。目前世界上80％以上的信息是通过光纤传送的，可见光纤应用于未来传送网是不容置疑的。
（二）课题研究目的及其意义
光纤通信，即光导纤维通信，是以光波作为信息载体，以光导纤维作为传输媒介，以实现信息传递的一种通信方式。随着当今世界科技的迅猛发展，光纤通信技术从光通信中脱颖而出，已成为现代通信的主要支柱之一，也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具，在现代电信网中起着举足轻重的作用。
信息是21世纪人类赖以生存和发展的重要的战略资源和独特的生产要素，通信与信息产业作为最有生命力的新兴生产力代表，正日益成为社会和经济发展的强大力量。随着因特网的迅速普及以及宽带综合业务数字网的快速发展，人们对信息的需求呈现出爆炸性的增长，在这样的背景下，信息高速公路建设已然成为世界性热潮，而作为信息高速公路的核心和支柱的光纤通信技术更是成为重中之重。很多国家和地区不遗余力地斥巨资发展光纤通信技术及其相关产业，光纤通信事业得到了空前的发展。此外，由于信息的生产、传播、交换以及应用对国民经济和国家安全有着决定性的影响，所以，与其它行业相比，光纤通信更具有特殊意义。
研究该课题的主要目标是研究光是纤通信的基本组成和技术难题，并阐述光纤通信的应用和发展趋势，分析其优势所在与发展现状，从而对该课题有全面的了解，在运用所学知识的基础上，扩展知识范围，并结合实际提升将书本知识运动到实践中的能力。在实践中发现问题，解决问题。在课题前期准备阶段及论文编写阶段，拓宽视野，系统梳理所掌握的知识。
二、光纤通信的简介
（一）光纤通信技术的发展历史
人们利用光其实早在3000多年前就开始了，几千年前我国的烽火台就是利用火光通信，白天燃烟，夜间举火，它可以说是世界上最早利用光波通信的形式。这样的例子有很多，如打手势是一种目视形式的光通信，在黑暗中不能进行，又如目前仍然使用的信号灯、旗语等都可以看作是原始形式的光通信。这类光通信方式有一个显著的缺点，就是它们能够传输的容量极其有限。
1880年，美国的贝尔（Bell）发明了“光电话”。这种光电话利用太阳光或弧光灯作光源，通过透镜把光束聚焦在送话器前的振动镜片上，使光强度随话音的变化而变化，实现话音对光强度的调制。但是光电话并未能在人类生活中得到实际的使用，这主要是因为当时没有合适的光源和传输介质，通信极不稳定可靠。但是光电话仍是一项伟大的发明，它的出现证明了用光波作为载波传输信息是可行的，因此，把贝尔光电话称为现代光通信的雏形毫不过分。
人们对于光通信的真正飞跃是光纤出现之后，它凭借着无可比拟的优越性，在几十年里迅速的取代了电通信的地位。总体来说，光纤通信的发展大致分为4个阶段。
第一阶段（1966——1976年）：是从基础研究到商业应用的开发时期。这个时期中，出现了短波长（850nm）低速率（34或45Mb/s）多模光纤通信系统，无中继传输距离约为10km。
第二阶段（1976——1986年）：是以提高传输速率和增加传输距离为研究目标的大力推广应用的大发展时期。在这个时期，光纤从多模发展到单模，工作波长从短波长（850nm）发展到长波长（1310nm和1550nm），实现了工作波长为1310nm，传输速率为140—565Mb/s的单模光纤通信系统，无中继传输距离为50到100km。
第三阶段（1986——1996年）：是以超大容量超长距离为目标，全面深入开展新技术研究的事情。在这个时期，出现了1550nm色散位移单模光纤通信系统。采用外调制技术，传输速率可达2.5—10Gb/s，无中继传输距离可达100—150km，实验室可以达到更高水平。
第四阶段（1996年至今）：是采用光放大器，波分复用光纤通信系统的超长距离的光弧子通信系统的时期。
（二）光纤通信技术的现状及前景
1. 光纤通信的现状
光纤通信的发展主要依赖于光纤通信技术的发展。人们在传输系统的技术开发上作出了不懈的努力来适应网络发展和传输容量不断提高的需求。从1980年到2000年光纤通信系统的传输容量增加了接近10000倍，它的传输速度在过去的10年里也是提高到了接近100倍。目前我国光纤通信技术也有了十足的发展，长途传输网的光纤化比例已经超过了80%。当前在一些发达国家在光纤传输方面已实现了10.96Tbit/s的实验系统，对于超长距离的传输已达到4000KM的无电中继的技术水品。
随着近十多年通信业的大发展，我国光纤光缆产业取得了长足进步，逐步形成了涵盖PCVD、MCVD、VAD、OVD等多种生产工艺的企业群体。1988年以后，全球海底线缆都以光纤铺设，总长度已逾10亿千米。另外，专用网亦在各自建设纵横交叉的骨干网。截至2008年我国光缆线路长度达677万千米（合计：1.5亿芯千米），平均每根光缆约22芯。我国的光纤、光缆技术应该说与国际水平差距不大，因此我们作为世界第二的光缆大国，应该把开发具有自主知识产权的技术作为我们工作的重中之重，争取创造更多的光纤光缆专利。
2. 光纤通信的前景
任何一项技术的发展都是要与人类生活相适应的。目前社会，很多产品都在向小型化、集成化方向发展，光纤通信领域的设备也不例外，而其技术则在向越来越有利于人类的方向发展，这些技术、设备的进步都是在我们的研究中不断进步的，相信未来的光纤通信一定会对社会的经济发展产生重大的影响。
摘要
近20年来，光纤从一个研究热点迅速发展为强大的商业应用领域，光纤通信已成为目前信息学科中具有特色和广阔发展前景的新兴技术之一。
本文主要论述了光纤通信的基本组成和技术难题，阐述了光纤通信的应用，分析了其优势所在与发展现状，并且对光纤通信技术的近期发展趋势进行了叙述。光通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到重要作用。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:光纤通信技术；发展历史
一、绪论 2
（一）课题来源 2
（二）课题研究目的及其意义 2
二、光纤通信的简介 3
（一）光纤通信技术的发展历史 3
（二）光纤通信技术的现状及前景 3
三、光纤通信系统的组成 5
（一）光纤通信系统组成框图 5
（二）光纤通信系统具体组成 6
（三）光纤通信系统优缺点 8
四、光纤通信的技术难题 10
（一）时分复用TDM 10
（二）波分复用WDM 11
（三）光时分复用OTDM 11
（四）光放大技术 12
（五）色散补偿技术 13
五、光纤通信的应用及发展趋势 14
（一）光纤在公用电信网间作为传输线 14
（二）应用于专网及危险的地下通信 14
（三）在不同网络层面的运用 14
（四）光纤通信的发展趋势 15
结论 17
参考文献 18
致 谢 19
一、绪论
（一）课题来源
通信网络对全球经济发展起着极其重要的作用，信息全球化推动了经济全球化，经济全球化又促进了信息全球化。目前信息全球化进程很快，数据业务量几乎一年左右就翻一番。光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命，光通信正以超摩尔定律的速度向前发展，据有关资料报导，国外容量达16Tb／s的光通信系统已经在实验水平上实现。目前世界上80％以上的信息是通过光纤传送的，可见光纤应用于未来传送网是不容置疑的。
（二）课题研究目的及其意义
光纤通信，即光导纤维通信，是以光波作为信息载体，以光导纤维作为传输媒介，以实现信息传递的一种通信方式。随着当今世界科技的迅猛发展，光纤通信技术从光通信中脱颖而出，已成为现代通信的主要支柱之一，也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具，在现代电信网中起着举足轻重的作用。
信息是21世纪人类赖以生存和发展的重要的战略资源和独特的生产要素，通信与信息产业作为最有生命力的新兴生产力代表，正日益成为社会和经济发展的强大力量。随着因特网的迅速普及以及宽带综合业务数字网的快速发展，人们对信息的需求呈现出爆炸性的增长，在这样的背景下，信息高速公路建设已然成为世界性热潮，而作为信息高速公路的核心和支柱的光纤通信技术更是成为重中之重。很多国家和地区不遗余力地斥巨资发展光纤通信技术及其相关产业，光纤通信事业得到了空前的发展。此外，由于信息的生产、传播、交换以及应用对国民经济和国家安全有着决定性的影响，所以，与其它行业相比，光纤通信更具有特殊意义。
研究该课题的主要目标是研究光是纤通信的基本组成和技术难题，并阐述光纤通信的应用和发展趋势，分析其优势所在与发展现状，从而对该课题有全面的了解，在运用所学知识的基础上，扩展知识范围，并结合实际提升将书本知识运动到实践中的能力。在实践中发现问题，解决问题。在课题前期准备阶段及论文编写阶段，拓宽视野，系统梳理所掌握的知识。
二、光纤通信的简介
（一）光纤通信技术的发展历史
人们利用光其实早在3000多年前就开始了，几千年前我国的烽火台就是利用火光通信，白天燃烟，夜间举火，它可以说是世界上最早利用光波通信的形式。这样的例子有很多，如打手势是一种目视形式的光通信，在黑暗中不能进行，又如目前仍然使用的信号灯、旗语等都可以看作是原始形式的光通信。这类光通信方式有一个显著的缺点，就是它们能够传输的容量极其有限。
1880年，美国的贝尔（Bell）发明了“光电话”。这种光电话利用太阳光或弧光灯作光源，通过透镜把光束聚焦在送话器前的振动镜片上，使光强度随话音的变化而变化，实现话音对光强度的调制。但是光电话并未能在人类生活中得到实际的使用，这主要是因为当时没有合适的光源和传输介质，通信极不稳定可靠。但是光电话仍是一项伟大的发明，它的出现证明了用光波作为载波传输信息是可行的，因此，把贝尔光电话称为现代光通信的雏形毫不过分。
人们对于光通信的真正飞跃是光纤出现之后，它凭借着无可比拟的优越性，在几十年里迅速的取代了电通信的地位。总体来说，光纤通信的发展大致分为4个阶段。
第一阶段（1966——1976年）：是从基础研究到商业应用的开发时期。这个时期中，出现了短波长（850nm）低速率（34或45Mb/s）多模光纤通信系统，无中继传输距离约为10km。
第二阶段（1976——1986年）：是以提高传输速率和增加传输距离为研究目标的大力推广应用的大发展时期。在这个时期，光纤从多模发展到单模，工作波长从短波长（850nm）发展到长波长（1310nm和1550nm），实现了工作波长为1310nm，传输速率为140—565Mb/s的单模光纤通信系统，无中继传输距离为50到100km。
第三阶段（1986——1996年）：是以超大容量超长距离为目标，全面深入开展新技术研究的事情。在这个时期，出现了1550nm色散位移单模光纤通信系统。采用外调制技术，传输速率可达2.5—10Gb/s，无中继传输距离可达100—150km，实验室可以达到更高水平。
第四阶段（1996年至今）：是采用光放大器，波分复用光纤通信系统的超长距离的光弧子通信系统的时期。
（二）光纤通信技术的现状及前景
1. 光纤通信的现状
光纤通信的发展主要依赖于光纤通信技术的发展。人们在传输系统的技术开发上作出了不懈的努力来适应网络发展和传输容量不断提高的需求。从1980年到2000年光纤通信系统的传输容量增加了接近10000倍，它的传输速度在过去的10年里也是提高到了接近100倍。目前我国光纤通信技术也有了十足的发展，长途传输网的光纤化比例已经超过了80%。当前在一些发达国家在光纤传输方面已实现了10.96Tbit/s的实验系统，对于超长距离的传输已达到4000KM的无电中继的技术水品。
随着近十多年通信业的大发展，我国光纤光缆产业取得了长足进步，逐步形成了涵盖PCVD、MCVD、VAD、OVD等多种生产工艺的企业群体。1988年以后，全球海底线缆都以光纤铺设，总长度已逾10亿千米。另外，专用网亦在各自建设纵横交叉的骨干网。截至2008年我国光缆线路长度达677万千米（合计：1.5亿芯千米），平均每根光缆约22芯。我国的光纤、光缆技术应该说与国际水平差距不大，因此我们作为世界第二的光缆大国，应该把开发具有自主知识产权的技术作为我们工作的重中之重，争取创造更多的光纤光缆专利。
2. 光纤通信的前景
任何一项技术的发展都是要与人类生活相适应的。目前社会，很多产品都在向小型化、集成化方向发展，光纤通信领域的设备也不例外，而其技术则在向越来越有利于人类的方向发展，这些技术、设备的进步都是在我们的研究中不断进步的，相信未来的光纤通信一定会对社会的经济发展产生重大的影响。
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