光纤通信的起源范文第1篇

近年来，光纤通信在我们日常生产、生活中的应用越来越广泛，并且受到越来越多人的认可。光纤通信除了具有传输容量大、损耗小、速率高和抗干扰能力强的特点外，还具有自身体积小、重量小的优势，由此为光纤通信的良好发展前景奠定了基础。光纤通信自诞生以来，其传输效率及质量不断提高，光纤到户是光纤通信发展的代表成果，本文笔者将对光纤通信中光纤到户分别从应用现状和发展两方面进行阐述，以不断深入了解光纤通信技术的应用，从而促进我国光纤通信产业的快速、稳定发展。

一、光纤通信技术概述

光纤通信技术始于1880年，在其发展过程中，不断取得惊人的里程碑，从初始的传输容量到2000年已增加至1万倍，并且每年的光纤用户也在不断的增加，直至当今光纤通信已被普遍应用于社会生产、生活中。

光纤通信，全称光导纤维通信，即通过光导纤维来传输信号，从而实现信息传递、传播的一种高速率、大容量的通信方式。光纤通信从其本身来讲，主要由光纤光缆、光交换传输、光有源器件及光网络等组成，具有体积小、重量轻、损耗小、容量大、速率高及抗干扰能力强等多种优势与特点，是我国通信产业和市场的发展趋势。

二、光纤通信技术应用现状

1、光纤接入技术

在当今信息通信网络中，光纤接入技术与通信网络中的主干传输网络一并视为信息传输通信的关键性环节。光纤宽带接入网是信息传输的最后一站，也是最贴近信息使用者的重要阶段，其中按照光纤接入到达位置的不同，可分为不同类型的应用，光纤到户就是其中的一个组成部分。wWw.133229.COM

光纤到户英文缩写为ftth，它为光纤宽带提供全光的接入方式，正因为如此，光纤到户可以充分利用自身光纤的宽带特性，本文由http://收集整理传输大容量、高速率的宽带信息。就目前来讲，光纤到户的应用主要有两种，一种为光纤无源接入技术，另一种为光纤有源接入技术。光纤无源接入技术，即指一点到多点xpon技术；光纤有源接入技术，即指点对点的xpon技术。光纤接入技术在信息通信中的应用，打破了传统信息传输能力的通信网瓶颈问题，从而最大程度的激发了信息通信网络中城域网和核心网的传输容量潜力。通常光纤接入技术，与sdh、atm和以太网等多种技术相结合使用，并产生gpon、apon和epon。与此同时，产生的不同技术将用于信息传输的不同阶段，如gpon主要用于电路交换性的业务支持，epon主要起到信息传输的点对多点的连接作用，同时光纤到户技术中也不可缺少epon技术。相比于gpon和epon，apon则因atm的技术问题遇到发展问题，对于此种状况，通过时间表明可使用sdh来代替，然而庞大的费用和复杂的技术，使apon技术的发展受到了一定的限制。

2、波分复用技术

波分复用技术，可简记为wdm，其工作原理和优势为能够充分运用单模光纤低损耗区带来巨大的带宽资源。光纤信息传输过程中，可根据不同信道光波的波长将其划分为不同的信道，此时光波需要充当传输信号的载体，同时在信号发射端使用合波器整理不同波长的光载波信号，并将其集合起来发送信息，另外在信号传输的接收端，仍然使用合波器将传输光载波信号分别区分开来。在此过程中，不同长度信道光波长度形成的不同光载波信号可以看做是不同的独立的个体，即实现在一根光纤中不同光信号的复用传输。近年来，波分复用技术不断完善，如现如今的wcdmm技术，即粗波分复用技术，它的传输通过波分复用技术的的集体发送和划分，使其在传输范围为80km内的性价比达到最高，由此也受到了多数光纤通信使用者的好评与认可。

三、光纤通信技术的发展前景与趋势

1、光纤到户。

光纤到户是光纤通信产业中的重要发展成果，即将通信用光网络单元安装在需求者所在的区域（居家/企业），实现光接入网通信的最终目的。我国是通信大国，而光纤通信又是整个通信网络的重要组成部分，且具有自身独特的优势与特点，为此光纤通信在我国通信产业中占有重要的市场。本文笔者对发展光纤到户通信的的意义和发展前景、趋势进行分析与论述，发展、普遍我国光纤到户通信，应充分了解并掌握其市场意义与发展趋势和前景。

（1）、光纤到户通信具有重要市场意义。首先，光纤到户是实现三网融合的可行通信媒介，是最终实现三网融合的有效、可行办法。传统的信息通信是由各个运营商所掌控，由此造成利益性的运营质量差、效率低等，此种现象阻碍了我们通信产业的发展与进步，而通过光纤到户实现的三网融合，可在满足运营商利益的同时，更好的满足信息通信使用者的需求，使信息通信质量更高、有效性更高、容量更大；其次，光纤到户通信可带动与其相关产业的发展，如信息产业、光电子产业、网上业务和服务业务等。对于信息产业和光电子产业，管线到户通信都有涉及，这是因为要实现光纤到户需建立相应的光纤网，此时就需要大量的光纤、相应的系统设备和光电原、器件等；另外，光纤到户通信也将在一定程度上提高社会生产、生活效率，因为光纤到户将为不同地点、不同职业、不同需求的人提供一个交流、会议及服务的平台，从而在一定程度上提高办事效率和经济效益。

（2）、光纤到户通信的发展前景与趋势。目前，光纤到户通信的过程中局部结合了光纤无源光接入技术光纤无源接入技术的应用，给光纤到户带来了巨大的变革。光纤无源光接入技术，简称pon，在光接入网络系统中起着调度动态带宽和提供良好组播的重要作用。光纤无源光接入技术与其他相关技术相比，具有传输容量大、距离长、故障率低及寿命长等多种优势。经实践证实，光纤无源光接入技术解决方案可如下图所示：

光纤无源光接入技术应用解决方案

除上述外，对于光纤到户接入的建设，应积极做好相关工作。第一，光纤接入网的到户建设应紧密的结合实际，通常主干光纤多采用pon、sdh，配线光缆多采用pdh、pon；第二，光纤通信中光纤到户的建设逐步向着规范化的建设施工规范发展，这将有效保证光纤到户的接入质量。同时，立足于网络发展的角度，光纤到户应以voip为明确的主推方式，以满足光纤到户接入建设。

2、全光网络

目前我国在局部上已经实现了光网络通信，即通信网络中节点之间的全光化，并没有实现通信网络的整体全光化，例如在网络结点出仍有电器件的存在，这将在一定程度上限制信息传输的容量和速率，为此全光网络是光纤通信的重要发展趋势。全光网络的实现，应使用光结点代替传统的电结点，其中网络节点之间也是光节点。全光化的信息传输网络，将有利于提高信息传输容量、速率和可靠性，降低误码率，从而促进我国光纤通信的稳步发展。

光纤通信的起源范文第2篇

关键词：有线通信；接入网；有线通信发展；接入网发展

前言

随着我国金融的高速发展和全球一体化的逐渐提升，通信技术也在现代社会需求中持续性进行完善，有线通信是早期入网的主要通信方式，在实际的通信过程中还有广阔的应用空间，原先的铜缆通信技术成本较高而且通信效果特别差，根本满足不了人对高速通信的需要，不能适应时展，所以，有线通信接入网技术就转向了宽带化、光纤化方向发展，现在都使用光纤接入网通信技术，光纤通信技术包括有源光网络与无源光网络。通过不同点对通信光纤接入网技术进行研究。

1 有线通信发展状况

有线通信，就是信息交流方式，它是应用于金属导体和光纤技术等存在物质的媒介传输通信的方式，它与无线电通信技术是相对的。它具有很小的受电子干扰性，可靠性好和保密性强等特点[1]。与过去的电信技术也分为三种网，居民接入网和中继网、长途网等三种[2]。中继网和长途网都是被一起称为核心网络；而接入网是作为普通居民连网业务之间进行传输承载能力的媒体，主要负责的是把居民连网节点与核心网络连接上，以此实现信息传输运载。有线连网包括常用的固定电话和网络连接，这是人们常见的两种连网模式[3]。现在手机用户在不断的超过固定电话的使用数量，固定电话用户在不断的下降，移动电话用户则是在长久保持着高速增长态势。因特网技术的全面应用，其中以使用XDSL技术的连网客户在不断增加，现在我国的电信行业、信息化领域和三网合并在不断深入改革下，网络连接业务已经成为人们主要需要。传统的以铜缆入网技术不能满足连网用户的需求，并且铜缆的成本过高和维护成本大都是阻碍以后网络连接发展的重要原因。

2 光纤入网的发展

通信入网技术包括铜缆入网、光纤入网及混成线入网[4]。铜缆连接是应用在电话线路上，让先来的数字信号进行处理，以此来提高线路的运输量；光纤入网是用光纤为导体，采取逐步的光缆化方法，以此实现全光化的传输。光纤连网，就在连网中使用光纤作为信息传输的媒介方式。它不是传统过程上的光纤传输技术，就是指的连网所用特殊的光纤传输材料。光纤在市场上已被广泛看好，以后的发展空间大。它在网络连接方面传输质量高具有先天的优势。光纤连网使用光纤为传输媒介连接，可以快速的进行信息通信交换。从当前发展形势上看，在连网技术中光纤必将成为主要材料，并实现光纤到家（FTTH）方式。光纤包括有源光纤和无源光纤，无源光纤是现在与未来网络连网技术发展的重点。有源光纤包括PDH技术的AON和SDH技术的AON。有源光纤技术传输以SDH为主靠局部与远程设备的连接。SDH技术在发展，网络是作为信号发出载体，同时也对信号起到监控与处理等任务，可以支持多种电路应用领域；并且以SDH技术的愈合环让出现电路故障后在很短时间内做出回应并修复。这样的优势让它成为数字网络的主要传输技术。连网应用最新的支持IP连接，可以利用部分SDH技术净负荷实现IP技术的运输。无源光纤，是指不涵盖任何的电子电源与电子元器件的光纤网络，与有源光纤比它不用有源电子设备。无源光纤网络的传输光距与有源网络经很短，其覆盖率较低，但是其成本低廉，无需再设置机房，维护方面变得很容易。因此，无源光纤网络作为家庭用户使用，也会变得更加实惠。

现在，互连网的技术包括：EPON与APON。当前IP技术渐渐改善，众多的商家都将IP技术作为入网技术来重点发展，同时也派生很多连网应用技术。其中EPON是其中最好的入网结构与技术的合并，它使用端到端的技术，无源光纤传输用以太网为基础并提供多种服务。EPON是非常高效实惠的，逐渐成为连网用户最多的通信方式。EPON包括分支器、引入线、光缆组成，其半径是铜缆网的2-3倍，为用户提供连网服务，使用VOIP给用户提供语音解决办法。无源光纤网络避免了其他设备的电子干扰和天气影响，减少了发生故障的几率，提高了系统使用可靠性，节省了运营维护成本。

3 有线入网的趋势

以人们的需要和网络技术的发展来看，并伴随网络应用技术的迅猛发展形势，高清视频、多媒体交互、点对点技术等多种技术的普及应用来看，使以铜缆为传输媒介和以ADSL技术为主的网络接入发展都受到了严重影响，传统的网络连接方式完全的跟不上时代采用的需要，光纤传输材料已经成为连网的首选。工信部自实现3G技术以来，移动网络发展如日中天的变化[5]。移动语音业务和部分低功率的网络接入都会产生对有线入网的挑战与冲击，此时在另一个层面也推动了光纤技术的发展，光纤技术通信成为发展的必然，现在各国的光纤技术参差不齐，但光纤技术已经成为公认的有线通信技术的未来目标。当前社会对网络发展需求不同，因此，未来的有线通信技术的发展定是使用光纤媒介作不入网的需要，也会进入一个由小为大的发展经历，渐渐的过渡，最终实现全光纤连接入网通信。

4 结束语

综上所述，有线通信的使用广大，世界各地的交流很紧密，有线通信光纤连网技术发展是一个成熟型的目标。光纤连网将变成可靠性、灵活性、安全性、方便性为主体的信息通信方式，并改善服务质量为主旨，现在的通信入网应用在不断的走向千家万户，它以后的发展必将作为我们生活的组成部分，因此得出，不论技术自身与供应商的理念，还是业务自身需要的使动，都在发生翻天覆地的变化。它难以预测今后的方向，现在的系统传输技术，都是为我们生活提供更多、更快、更便捷、更稳定的有线通信技术。

参考文献

[1]张彦芳.有线通信接入网的发展研究[J].中国新通信，2013，2（12）：38-39.

[2]孙洪侠.有线通信接入网的发展探析[J].中国新通信，2017，1（11）：32.

[3]付克.有线通信接入网的发展研究[J].中国新通信，2014，12（10）：53.

光纤通信的起源范文第3篇

关键词：光缆；单模；ODF；光功率；OTDR

中图分类号：TN929.1 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 16-0000-02

1 光缆的应用分析

1.1 光缆的分类

在实际应用中要根据铺设环境和传输距离等要求选择合适型号和规格的光缆。

（1）按铺设方式分类。光缆在通信领域应用很广，按照铺设方式可分为架空、直埋、管道、水下、自承式架空、矿用、室内、电力架空光缆等。最常用的是管道和架空光缆，在施工中可根据环境选用合适的光缆。具体的型号规格可查找相关资料。（2）按传输模式分类。光缆按照光信号传输模式可分为多模和单模两种。单模光纤传输距离可达100多公里。多模光纤最长可支持2公里的传输距离，在千兆网中，多模光纤最高可支持550米的传输距离。在实际应用中，应准确识别光缆的传输模式，常见的标识符号有以下4种。

1.2 光缆的连接

①热熔。利用放电的方法将两根光纤的连接点熔化并连接在一起。其主要特点是连接点衰减低，典型值为0.01～0.03dB/点。但连接时需要熔接机和专业人员进行操作，而且连接点也需要用热缩管保护起来。②冷熔。用机械和化学的方法，将两根光纤固定并粘接在一起。这种方法的主要特点是连接迅速可靠，连接典型衰减为0.1～0.3dB/点。但连接点长期使用会不稳定，衰减也会大幅度增加，所以只能短时间内应急用。③活动连接。利用FC、SC、ST、LC等各种类型光纤连接器件（插头和插座），将光纤连接起来的一种方法。其典型衰减为1dB/接头。

2 光纤通信中的关键设备

2.1 无源设备

（1）光缆终端盒。光缆终端盒主要用于光缆终端的固定，光缆与尾纤的熔接及余纤的收容和保护。终端盒通常是安装在19英寸机架上的，可以容纳光缆端头的数量比较多。（2）光缆接续盒。光缆接续盒，是用于连接两根光缆的。它可以阻止大自然中热、冷、光、氧和微生物引起的材料老化，并且具有优良的力学强度，坚固的光缆接续盒外壳及主体结构件能够承受最恶劣的环境变化，同时起到阻燃，防水作用。（3）光纤配线架。光纤配线架（ODF）用于光纤通信系统中局端主干光缆的成端和分配，可方便地实现光纤线路的连接、分配和调度。随着网络集成程度越来越高，出现了集ODF、DDF（数字配线架）、电源分配单元于一体的光数混合配线架，适用于光纤到小区、光纤到大楼、远端模块局及无线基站的中小型配线系统。（4）光缆交接箱。光缆交接箱是一种为主干层光缆、配线层光缆提供光缆成端、跳接的交接设备。光缆引入光缆交接箱后，经固定、端接、配纤以后，使用跳纤将主干层光缆和配线层光缆连通。光缆交接箱是安装在户外的连接设备，对它最根本的要求就是能够抵受剧变的气候和恶劣的工作环境。它要具有防水气凝结、防水和防尘、防虫害和鼠害、抗冲击损坏能力强的特点。其内侧对温度、湿度控制要求十分高。按国际标准，这些项目最高标准为IP66。但能达到该标准的箱体外壳并不多。目前国内使用的光缆交接箱箱体主要有原装德国KRONE箱体。（5）光纤衰减器。光纤衰减器用于光通信系统中的调试光功率性能、调试光纤仪表的定标校正，光纤信号衰减。产品使用的是掺有金属离子的衰减光纤制造而成，能把光功率调整到所需要的水平。

2.2 有源设备

2.2.1 光纤收发器。光纤收发器，是一种将短距离的双绞线电信号和长距离的光信号进行互换的以太网传输媒体转换单元，也被称为光电转换器。产品一般应用在以太网电缆无法覆盖、必须使用光纤来延长传输距离的实际网络环境中，且通常定位于宽带城域网的接入层应用；同时在帮助把光纤最后一公里线路连接到城域网和更外层的网络上也发挥了巨大的作用。

2.2.2 光模块。由光电子器件、功能电路和光接口等组成，光电子器件包括发射和接收两部分。发射部分是：输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器（LD）或发光二极管（LED）发射出相应速率的调制光信号，其内部带有光功率自动控制电路，使输出的光信号功率保持稳定。接收部分是：一定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换为电信号。经前置放大器后输出相应码率的电信号。

3 光纤通信常用检测维护工具

3.1 光纤故障检测笔

光纤故障障检测笔小巧轻便，输出人眼可见的红色激光，可高效进入单模和多模光纤。用光纤连接器把红光引入光纤，可用作多芯光缆中芯线的对照、校验。

3.2 红光源和光功率计

（1）红光源。红光源是一种可视光源，通常用于光纤识别、故障定位，是对OTDR测试盲区的有力补充，是光纤通信维护的基本工具。（2）光功率计。光功率计是指用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗的仪器。在光纤系统中，测量光功率是最基本的，非常像电子学中的万用表。用光功率计与稳定光源组合使用，则能够测量连接损耗、检验连续性，并帮助评估光纤链路传输质量。

3.3 光时域反射仪

光时域反射仪（OTDR）是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表。用于光缆线路的施工、维护之中，可以进行光纤长度、传输衰减、接头衰减和故障定位等。如下图，根据测试曲线可以判断光缆的各种参数。

OA段：为盲区，其长度和注入光脉冲宽度成正比。A～B、B～C、C～D段：均匀光纤。B点：光纤的熔接接头产生的下降台阶。C点：光纤的活动连接器接头产生的菲涅尔反射的下降台阶或由光纤裂缝产生的局部菲涅尔反射。D点：光纤末端由于光纤与空气之间的折射率差而产生的菲涅尔反射。在曲线中只要读出两点的电平差就是该点间的光纤衰减；水平两点间的差即为该两点间的距离；下降台阶的高度即表征了光纤的接头衰减。

4 光纤常见故障及减少故障的方法

4.1 常见故障

①光缆铺设过程中造成的过度弯曲或拉拽。②外力造成的光缆破坏。③熔接技术造成的衰减过大。④跳线接头由于灰尘造成的衰减过大。

4.2 减少故障的方法

①按照施工图纸和设计要求敷设光缆，记住光缆的最大允许拉力和最小弯曲半径，不可大力拖拽光缆，不可过度弯曲光缆。②加强监管，尽量避免光缆受到外力破坏。③保持连接器端面清洁。

参考文献：

[1]刘增基.光纤通信[J].西安电子科技大学出版社，2008.

光纤通信的起源范文第4篇

光纤传感包含对外界信号（被测量）的感知和传输两种功能。所谓感知（或敏感），是指外界信号按照其变化规律使光纤中传输的光波的物理特征参量（如强度、波长、频率、相位和偏振态等）发生变化后，测量光参量的变化。这种“感知”实质上是外界信号对光纤中传播的光波实施调制。根据被外界信号调制的光波的物理特征参量的变化情况，可以将光波的调制分为光强度调制、光频率调制、光波长调制以及光相位和偏振调制等五种类型。外界扰动（如振动、弯曲、挤压等情况）对光纤中光通量的影响属于功能型光强调制。对微弯曲的检测一般采用周期微弯检测方法，需要借用传感板人为地使光纤周期性弯曲，从而使光强得到调制，一般用来检测微小位移，可以作成工业压力传感器，其精度较高，设计也比较复杂。而光纤扰动入侵检测的目的是检测入侵，不需要很高的精度，因为高精度反而容易产生误报警，因此不能采用上述方法。本文提出一种利用不同入侵对象（如人、风等）的扰动调制频率的范围不同，采用一般多模光纤，在后续电路采用带通滤波器进行带通放大，滤出入侵扰动信号的调制频率，有效实现入侵检测的方法。根据对入侵对象及入侵频率的分析，对0．1～30Hz的带通滤波器电路进行了设计与仿真，有效滤除了电源纹波、温度漂移的影响，并设计了扰动检测系统。在实际应用中，将该入侵检测系统安装在某区域或特殊物体上，如篱笆或需检测对象上，能够有效地检测入侵、篡改、替换等非授权活动。

1 扰动原理

1．1 光纤特性

光纤是由折射率不同的石英材料组成的细圆柱体。圆柱体的内层称为纤芯，外层称为包层，光线（或光信号）在纤芯内进行传输。设纤芯的折射率为n1，包层的折射率为n2，要使光线只在纤芯内传输而不致通过包层逸出，必须在纤芯与包层的界面处形成全反射的条件，即满足n1＞n2。

光纤除了折射率参数外还有其它参数，如相对折射率、数值孔径N·A、衰减、模式（单模、多模）等。对于本系统，衰减参数比较重要，在光纤中峰值强度（光功率）为I0的光脉冲从左端注入光纤纤芯，光沿着光纤传播时，其强度按指数规律递减，即：

I（z）＝I0e－αZ     (1)

其中,I0——进入光纤纤芯(Z＝0处)的初始光强；

Z——沿光纤的纵向距离；

α——光强衰减系数。

光功率在光纤的衰减情况如图1所示。光纤衰减率的定义为：光在光纤中每传播1km，光强所损耗的分贝数。即：

衰减率＝－10lg(I/I0)db／km)     (2)

光纤的衰减率只与衰减系数有关，引起光衰减的原因很多，如材料的吸收、弯曲损耗和散射损耗等，光纤扰动入侵检测主要是利用不同外界扰动对光纤的微扰损耗而产生的不同强度调制频率来探测扰动入侵的。

1．2 微扰损耗

光纤中的微扰损耗是指由光纤的几何不均匀性引起的损耗，其中包括由内部因素和外部干扰引起的不均匀性，如宏观结构上折射率和直径的不均匀性、微弯曲等。根据光纤传输理论，这种不均匀性引起的损耗或以散射形式出现，或以模式耦合的形式出现。模式耦合是指光纤的传导模之间、传导模与辐射模之间的能量交换或能量传递。这就意味着通过光纤的光会受到衰减。一般情况下，制造和使用光纤时要减小和避免这些损耗，但是光纤扰动入侵检测主要是利用这些耗损对光的衰减来探测入侵的存在，因此研究这些耗损，特别是微弯损耗是比较重要的。微弯损耗是由模式间的机械感应耦合引起的。光纤中的传导模变换成包层模，并从纤芯中消失。当沿光纤的机械微扰的空间周期与光纤内相邻的模式的波数差一致时，这种损耗就增加。近似的实验关系如下：

光纤微弯曲损耗∝(纤芯半径／光纤半径)2·(2／N·A)4     (3)

其中，N·A为光纤的数值孔径，当光从空气入射到光纤端面时，只有入射方向处于某一光锥内的光线在进入光纤之后才能留在纤芯内，而从光锥外入射的光线即使进入光纤，也会从包层逸出。这个光锥半角的正弦称为光纤的数值孔径。

1．3 LED光源特性

图4 带通滤波器仿真电路图

    LED光源的光学特性主要有波长、线宽、输出功率、光纤耦合等。LED的中心发射波长λ取决于半导体材料的能隙Eg，其公式为：

λ＝hc/Eg≈1.24／Eg(μm)   (4)

其中?熏h为普朗克常数，c为光速。LED的线宽一般为其中心波长的5％量极，因为增益的选择性会使线宽变窄。制造LED的常用材料如表1所示。

表1 制造LED的常用材料列表

材   料发射波长/nm光  谱GaP700红GaAlAs650～850红至近红外GaAs900近红外InGaAs1200～1700近红外850nm波长的LED输出功率通常在1～10mW范围内，波长小于850nm的器件，其可用功率显著减小。所有LED的输出功率及波长都随温度变化，在850nm时，输出功率和波长的典型温度系数分别为0．5％C－1和0．3nmC－1，因此热稳定度对于光纤扰动入侵检测是需要考虑的因素。

2 硬件技术方案

光纤扰动入侵检测系统原理框图如图2所示。系统主要包括：载频信号源电路、LED光源、PIN光电探测器、光纤、扰动入侵检测、报警传输接口电路等。

2．1 传感电路的设计

    载频信号源电路的目的是为增加LED的发射功率，同时在接收端对缓变LED光电流实现检测。光电发射与接收电路由LED光源、光纤、PIN光电探测器等三个部分组成，组成传感单元，如图3所示。LED采用美国安捷伦(Agilent)公司的HFBR0400系列低功耗、高效LED，其型号为HFBR－1424，发射光波波长为850nm，125MHz带宽，截止频率为35MHz，输出光功率为50～100μW。光纤传输长度为4km，工作温度范围为－40℃～85℃，适合与50／125μm、62．5／125μm、100／140μm等光纤耦合。目前光纤通信中普遍使用PIN二极管进行光检测，将光信号转变为电流信号，但因电流信号很弱，仅有pA级，故很难将其有效地转换为伏级电压以供后继电路进行信号处理使用；以前通常采用价格昂贵的高性能运算放大器构成放大电路，但实验结果不很理想，且容易受到外界电磁干扰的影响；为克服这些缺点，采用美国安捷伦公司生产的HFBR2416，它是将PIN光检测器和前置放大器集成在一起的新型光接插器件。HFBR2416主要特点如下：(1)将PIN光检测器与前置放大器集成在一起，可直接输出较大的电压信号；(2)只需少量外部元件便可构成高性能的光接收电路，典型带宽高达125MHz；(3)可用于模拟和数字光通信系统，抗干扰性能好；(4)与HFBR0400系列其它产品兼容，符合国际工业标准，适用性好；(5)具有多种封装形式，体积小、重量轻；(6)价格便宜。其具体技术参数如表2所示。

表2 HFBR2416技术参数表

参    数符  合最小值最大值一般值单  位注   释电源电压Voc-0.56.0　V　输出电压Vsig-0.5Vcc　V　输出阻抗Zo

30Ωf=50MHz响应度RP5.39.67mV/μs波长850，50MH上升/下降时间Tr/tf　6.33.3nsRp=100μW,peak脉宽失真PWD　2.50.4nsRp=100μW,peak带通BW

125MHz　2．2 带通滤波器的设计与仿真

光纤通信的起源范文第5篇

关键词：通信系统；光纤技术；通信容量；

中图分类号： TN91 文献标识码： A

引言：光纤通信作为现代通信的主要通信方式，在现代通信网中起着举足轻重的作用。随着社会的不断进步，通信向大容量，长距离方向发展是必然趋势。光通信是以电通信发展而来的，是成熟的电通信技术与先进光子技术的结合，是利用光作为信息载体，以二氧化硅为基本原材料来传输携带信息的光波达到通信的目的。

一、光纤通信技术的特点

（一）频带极宽，通信容量大

光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽，光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量，特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到10Gbps。

（二）损耗低，中继距离长

目前，商品石英光纤损耗可低于0～20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低；若将来采用非石英系统极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离；对于一个长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂性可大大降低。

（三）抗电磁干扰能力强

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，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。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。由于能免除电磁脉冲效应，光纤传输系还特别适合于军事应用。

（四）无串音干扰，保密性好

在电波传输的过程中，电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰，而容易被窃听，保密性差。光波在光纤中传输，因为光信号被完善地限制在光波导结构中，而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收，即使在转弯处，漏出的光波也十分微弱，即使光缆内光纤总数很多，相邻信道也不会出现串音干扰，同时在光缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。

二、光纤通信系统的基本构成

（一）光发射机

光发射机的功能是把输入的电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。光发射机由光源、驱动器和调制器组成，光源是光发射机的核心。光发射机的性能主要取决于光源的特性，对光源的要求是：输出光功率足够大，调制频率足够高，谱线宽度和光束发散角尽可能小，输出功率和波长稳定，器件寿命长。目前广泛使用的光源有半导体发光二极管(LED)、半导体激光二极管(LD)和动态单纵模分布反馈(DFB)激光器。也有使用固体激光器作为光源。光发射机把电信号转换为光信号的过程称为调制。调制方式主要有直接调制和间接调制两种。

（二）光接收机

光接收机的功能是把从光纤线路输出、产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号，并经放大和处理后恢复成发射前的电信号。光接收机由光检测器、放大器和相关电路组成，光检测器是光接收机的核心。对光检测器的要求是响应度高、噪声低、响应速度快。

（三）光纤或光缆

光纤或光缆构成光的传输通路。其功能是将发信端发出的调制光信号，经过光纤或光缆的远距离传输后，耦合到收信端的光检测器上去，完成传送信息任务。

（四）中继器

中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个：一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减；另一个是对波形失真的脉冲进行整形。

（五）光纤连接器、耦合器等无源器件(无源器件由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的（如1Km)。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是，光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。

三、光纤通信技术的发展阶段及现代新技术的应用

（一）光纤通信的发展阶段

光纤通信的发展史虽然只有二三十年，但由于它无比的优越性，使它成为了现代化通信网络中最为重要的传输媒介。总体来说，光纤通信的发展大致分为4 个阶段。

1、第一阶段（1966———1976 年）是从基础研究到商业应用的开发时期

2、第二阶段（1976———1986 年）是以提高传输速率和增加传

3、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。

4、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）现代新技术的应用

1、单纤双向传输技术

单纤双向传输技术是针对双纤双向传输而言的，双纤传输时，其信号可以在两根不同的光纤中传输，而单纤传输时，信号在调频过后可在不同的波段后，在同一根光纤里传输。现代光纤的传输容量不断增大，从理论上说，光纤传输的容量是无限的，只是受到设备等各种因素的影响，传输容量大大降低，远不及预期的效果。目前，光纤通信传送网都是通过双纤双向传输的，如果利用单纤双向传输技术就能有效的节省一半的光纤资源，而对于现代庞大的光纤网络传输系统中，可节省的光纤资源数量也是十分庞大的。研发出成熟的单纤双向传输技术对网络通信的发展有十分积极的意义。单纤双向传输技术已经得到了广泛的使用，但主要用在光纤末端接入设备：PON 无源光网络、单纤光收发器等设备，骨干传送网上还没有使用到这种技术。可见，这也是光纤通信技术的未来发展方向。

2、光纤到户（FTTH）接入技术

高速数据通信和高质量视频通信等媒体业务的发展和拓展，对现代宽带综合业务网的研究起到了积极的推动作用。而今，核心网便成为了以光纤线路为基础的高速信道，国际权威专家认为，宽带综合信息接入网是现代信息高速公路发展的“最后一公里”，同时也指出，这是信息通信发展的又一个瓶颈。虽然ADSL技术为现代通信业务提供了良好的基础，但对于未来将要发展的通信业务，如:网上教育，网上办公，会议电视，网上游戏等双向业务和HDTV 高清数字电视，尤其是HDTV，现阶段的传输率仅为19.2Mbps，用H.264 压缩技术可以压缩到5Mbps～6Mbps。在实践中，QOS 有所保证的ADSL 的最高传输速率是2Mbps，但仍然难以传输HDTV 高清数字电视。而使用铜线接入的ADSL的方式已经无法再满足数据高速传输的需求，采用光纤接入技术已成为必然趋势，是未来通信技术的发展趋势。

四、光纤通信技术的发展趋势

（一）向超高速系统的发展

从过去20 多年的电信发展史看，网络容量的需求和传输速率的提高一直是一对主要矛盾。传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用(TDM)方式进行，每当传输速率提高4 倍，传输每比特的成本大约下降30%～40%；因而高比特率系统的经济效益大致按指数规律增长，这就是为什么光纤通信系统的传输速率在过去20 多年来一直在持续增加的根本原因。目前商用系统已从45Mbps 增加到10Gbps，其速率在20 年时间里增加了20O0倍，比同期微电子技术的集成度增加速度还快得多。高速系统的出现不仅增加了业务传输容量，而且也为各种各样的新业务，特别是宽带业务和多媒体提供了实现的可能。

（二）向超大容量WDM系统的演进

采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽，然而光纤的200nm 可用带宽资源仅仅利用了不到1%，99%的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一极光纤上传

送，则可大大增加光纤的信息传输容量，这就是波分复用(WDM)的基本思路。

结语:

综上，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10 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，而人类对通信容量的无止境需求将是市场恢复的原动力。随着光通信技术进一步发展，必将对21 世纪通信行业的进步，乃至整个社会经济的发展产生巨大影响。

参考文献:

[1]毛谦.我国光纤通信技术发展的现状和前景[J].电信科学，2006.8.