发布时间：2024-05-19 01:55:11 来源：im电竞官网 作者：IM电竞官网注册 点击次数：18次

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　　摘要：光纤通信是利用光波作载波，以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式。光纤通信技术是一种新兴的通信技术，近几十年得到飞速的发展。光纤通信的优点有：频带宽、传输量大；损耗小、误码率小；重量轻、抗干扰、防泄密等。

　　光纤即光导纤维的简称。光纤通信是利用光波作载波，以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式。光纤通信的基本工作组成包括光纤、光源和光检测器。工作原理类似于电视成像原理，即首先将要发送的信息在发信端转变为电信号，电信号被调制器转变后附着于激光束上，同时激光束的强度随电信号的强弱变化而变化，之后通过媒介即光导纤维进行传送，接收端的检测器在收到光信号后，再把光信号转变回电信号继而复原为信息。光纤通信系统可以传输数字信号，也可以传输模拟信号。基本的光纤传输系统有三个组成部分，分别为光发射机、光纤线路和光接收机。

　　光纤通信具有以下特点：容许频带很宽、通信容量大、传输距离远；干扰小、保密性能好；抗电磁干扰、传输质量好；具有环保功效、节约金属材料；光缆适应性强，损耗小、寿命长。

　　1966年，英籍华裔学者高锟（）和霍克哈姆（m）发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了光纤通信的基础。从此，开创了光纤通信领域的研究工作。1976年，美国在亚特兰大进行的现场试验，标志着光纤通信从基础研究发展到了商业应用的新阶段。此后，光纤通信技术不断创新：光纤从多模发展到单模，工作波长从0.85um发展到1.31um和1.55um，传输速率从几十mb/s发展到几十gb/s。

　　由于武汉邮电科学研究院采用了石英光纤、半导体激光器和编码制式通信机正确的技术路线，使我国在发展光纤通信技术上少走了不少弯路，从而使我国光纤通信在高新技术中与发达国家有较小的差距。目前，我国已形成了较为完备的光纤通信的产业体系，在这些体系中，包括光缆、光模块、光器件、光传输设备等内容，对于我国近年来移动互联网、网络融合等项目的发展起到了不可替代的作用。现在我国光纤通信技术主要包括两大类，分别是波分复用技术和光纤接入技术。

　　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（不考虑光纤非线性时），从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。

　　光纤接入网是信息高速公路的“最后一公里”。实现信息传输的高速化，满足大众的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中，由于光纤到达位置的不同，有fttb、fttc、fttcab 和ftth 等不同的应用，统称fttx。ftth（光纤到户）是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供所需要的不受限制的带宽，充分满足宽带接入的需求。

　　我国从2003年开始对ftth的宣传，并在武汉和成都等地开始陆续建立光纤到户的实验基地。随着ftth的发展，中国电信企业于2005年3月在武汉、北京、上海和广州开展了试点工作。国内的几大通信运营商以及很多驻地网运营商也开始行动，而且在已建试验网的基础上也在努力地拓展和探索新的业务提供和运营模式。随着光纤到户技术的发展，国内的大多数城市意识到其对城市发展的重要性，对其发展赋予了高度的重视，至今为止，我国至少有20 个城市已经采用了光纤到户，发展较为迅速的武汉市，特意成立了光纤用户的领导小组，同时还特意组织了建设试验网，并且拨专项资金组织编写了一系列ftth的地方标准，促进武汉市ftth 技术的发展也带动了城市经济的发展。光纤到户的技术也受到了通信设备制造商的重视，将其定义为光纤通信的亮点，以此来促进我国通信市场的发展。

　　光通信器件目前还比较昂贵，宽带网的用户接入率不到3%，因此研制出廉价的支持大通信容量的光电子器件是非常必要的。另一个研究方向是光电子器件的集成化，通过集成化可以使器件功耗降低，性能更加稳定可靠，制造和维护成本更低，同时还能最大化的缩小设备的体积。

　　虽然光纤通信系统的其中一个好处是防泄密，但是这也不是绝对的，再好的技术也会有弱点，光纤通信也不例外。目前广泛用于网络和金融行业的是非对称密码，这种密钥的安全性基于大数因子分解这样一类不易计算的单向性函数。而量子算法证明：采用量子计算机可以轻而易举地破译这种公开密钥体系，解决这个问题的有效途径是量子通信的密码术。但是量子通信目前还处在初级研究阶段，它的应用仅局限于信息安全要求极高的少数专网，许多发达国家已投入较大的人力和物力进行这方面的研究。

　　光纤通信技术的研究重点是通过开发先进和低成本的复用技术，进一步降低信息传输的成本，使光纤资源的可利用率最大化。提高光通信的速度和容量是光纤通信的重要方面，实现高速全光网的关键是光交换技术。未来通信网络将是全光网络平台，网络的优化、保护和自愈功能在未来光通信领域将越来越重要。

　　碳纳米管最宝贵的性能是能够发光，ibm研究中心研制的光信号发射器是一个直径为1.4nm 的单纳米管，实验所探测到的是1.5um的光，与目前光纤网络广泛使用的光波一致。如果使用体积大小不同的纳米管，还可以获得不同波长的光束。各国政府对纳米技术的研究极为关注,自2000年以来,美国在这一领域的投资已超过10亿美元，日本政府在今后5年将投资额上升至500亿美元或更多。但是我国在碳纳米管用于光通信方面的研究尚不多见，希望科学家能在这一块研究上取得性的突破。

　　光纤通信技术现已作为一种重要的现代信息传输技术之一，在现在的信息社会背景和科技背景下得到普遍意义上的应用，在全球通信领域及相关行业都已无法被取代，掌握光纤通信的技术对于学习和研究电子通信是不可或缺的。，目前，全世界该项技术迅速发展，尽管我国的该项技术刚刚启动，但是我们相信，在将来，其必将迅速发展，推动我国信息化建设，促进信息化的发展。未来技术的发展还会有更新的内容，光纤通信终有一天会得到全球性的应用。

　　摘要：光纤通信技术是目前通信行业应用的主要技术，光纤通信跟传统通信方式比较具有很强的优势，在通信网络中已得到广泛应用。光纤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十分重要的作用。

　　近年来随着传输技术和交换技术的不断进步，核心网已经基本实现了光纤化、数字化和宽带化。随着业务的迅速增长和多媒体业务的日益丰富，使得用户住宅网的业务需求也不只局限于原来的语音业务，数据和多媒体业务的需求已经成为不可阻挡的趋势，现有的语音业务接入网越来越成为制约信息高速公路建设的瓶颈，成为发展宽带综合业务数字网的障碍。

　　光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍，图1为光纤结构图。

　　光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽，单模光纤具有几十ghz?km的宽带。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5gbps到10gbps，采用密集波分复用术实现的多波长传输系统的传输速率已经达到单波长传输系统的数百倍。巨大的带宽潜力使单模光纤成为宽带综合业务网的首选介质。

　　目前，实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤，此类光纤损耗可低于0.20db/km，这样的传输损耗比任何传输介质的损耗都低，因此，由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其他介质构成的系统长得多。

　　我们知道光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，它是一种非导电的介质，交变电磁波在其中不会产生感生电动势，即不会产生与信号无关的噪声。这样，就是把它平行铺设到高压电线和电气铁路附近，也不会受到电磁干扰。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。

　　光纤的芯径很细，约为0.1mm，由多芯光纤组成光缆的直径也很小，8芯光缆的横截面直径约为10mm，而标准同轴电缆为47mm。这样采用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题，节约了地下管道建设投资。此外，光纤的重量轻，柔韧性好，还有，光纤柔软可绕，容易成束，能得到直径小的高密度光缆。

　　对通信系统的重要要求之一是保密性好。电通信方式很容易被人，光纤通信与电通信不同，由于光纤的特殊设计，光纤中传送的光波被限制在光纤的纤芯和包层附近传送，很少会跑到光纤之外。并且成缆以后光纤在外面包有金属做的防潮层和橡胶材料的护套，这些均是不透光的，因此，泄漏到光缆外的光几乎没有。更何况长途光缆和中继光缆一般均埋于地下。所以光纤的保密性能好。此外，由于光纤中的光信号一般不会泄漏，因此电通信中常见的线路之间的串线、光纤通信技术在接入网的应用

　　目前莱芜市所用的接入网技术为adsl，其全称是asymmetric digital subscriber,中文意思是“非对称数字用户线路”。它以普通电话线路做为传输介质，既在普通双绞铜线mbit/b传输速度;上行高达640kbit/s的传输速度，但这种技术不能满足人们对上网速度越来越高需求。

　　首先，通信网在一开始采用的是金属线缆，铜缆网的故障率很高，维护运行成本很高，而采用光接入后，每年的维护运行和供给成本可以比传统铜缆网每线元，对于一亿用户相当于每年节约400亿元，而且其故障率也大大降低。

　　其次，对于新业务的发展，特别是多媒体和宽带新业务，能够加强企业的竞争力，增加新业务的收入，同时可以补偿建设光用户接入网所需的投资，最后，光接入网可以满足用户希望较快提供业务，改进业务质量和可用性的要求，也可以节约地下管道空间，延长传输覆盖距离，总之，采用光接入网能够解决通信行业发展的瓶颈问题。

　　铜缆网传输的是电子信号，交换采用的是电子交换机，现在，通信网络大部分都是光纤，传输的为光信号，光交换的形式，由于目前光交换器件还不成熟只能采用光-电-光的形式。这种方式效率不高也不经济，目前ason-自动交换光网络的开发缓解了这一问题，但对大容量光开关的开发也迫在眉睫。

　　目前为止我国的光缆技术有了很大的发展，从光进铜退开始，公司采用了多个厂家的光缆，国内生产光缆的厂家大约有200家，但其产品单一，很少具有自主知识产权，技术含量较低，竞争力不强，有关资料显示，自1997年截止到2010年我国光缆专利的申请只占国外同期专利申请的20%，而光核心技术只占国外的10%。这些数据显示我国与国外在光纤技术发展上差距较大，我国作为世界第二光缆大国，应该把发展自主知识产权的技术作为重中之重。

　　从光纤通信问世到现在，光传输的速率以指数增长，光传输的速率在过去的十几年中大约提高了100倍。层出不穷的光通信新技术将成为市场复苏的源泉，随着光纤网络从骨干网的扩建到接入网、城域网的扩散以及向用户驻地网的不断延伸，光纤网络市场必将增长。

　　12．请写出费米分布函数的表达。