光纤通信的现状及发展.doc

光纤通信的现状及发展.doc:..林金桐教授,是北京邮电大学校长,博士生导师。长期从事光通信工程、尚速光通信系统、宽带光纤接入网等方向的研究和教学工作。为光通信前沿课题组学术带头人,屮国通信学会国际学术交流委员会副主任,全国高校工科电子类教学指导委员会专业组副主任委员,北京信息通信学会副理事长。我们节选了北京邮电大学校长林金桐老先生的一段课程,希望能给大家一定的帮助光纤通信的现状及发展主要介绍三个方面的内容:第一是,回顾光通信发展的里程碑;第二是光通信的复用技术。WDM/OTDM/OCDMA;第三是光通信的网络,智能光M络,光接入咧技术,全光网。特别介绍中国电信、中国网通的光通信发展趋势以及移动通信问题。一、光通信发展的里程碑光通信应该从哪里开始呢?1966年一位屮国学者高琨在英国提出一个命题。他当时提出的建议说,如果我们制作光纤能够使它氢氧根离子比较少的话,光纤的哀减是可以比较小的,是可以作为光通信的。在他以前人们讨论光通信时都很复杂,现在想起来都很可笑的。做一个玻璃管里面镀银,光在里面反射,这样送光,没有一个光纤的概念,是高琨W士提出光纤的概念,我们想到人类历史,三个国家很重要,就是中国、英国和美国。中国是对农业文明有杰出的贡献,英国是对工业文明有杰出的贡献,而美国是对信息革命有杰出的贡献。中国那时很强大,就是中国在农业革命技术领先,发明创造非常多,如水稻、茶叶、蚕丝。英国在工业革命方面的发明创造非常多,蒸汽机、火车、汽车、轮船,这些都是英国人发明的。信总革命开始你可以看到大多数都来自美国,电报、电话,然后是各种各样计算机、半导体、集成电路,都是在美国那里发明的,因此他现在耀武扬威,因为他掌握最新的技术。很高兴1966年光纤就幵始重新有我们屮国人的名字。他后来到秃港屮文大学当校长,髙琨博士已退休,现在香港一个网络公司任顾问,他也是北邮的名誉教授,常到北邮讲学。他提出,如果光纤做的好,20db/KM是能够实现的。这个设想用了网年时间,康宁公司就做出来了,20db/KM,现在就更不得了了,袋减很小很小,到1978年一共用了12年的时间,美国就真的使用了,光纤的通信系统就实现了。80年代就用单模光纤,,1988年SDH的标准就出来了,1987年英国南普林斯大学发明了光纤放大器,我自己很荣幸参加了这个工作,在南普林斯大学工作了五年,参加了激光器和放大器的发明过程,到90年代中期就开始利用光纤放大器来建造WDM的系统。美国的AT&T投入了历史上最大的-笔钱,投资改造美国所有的光通信网络,WDM就是波分复用技术,光纤传输系统的发展,从此就可以使用了。1970年美国corning公司研制成功了20db/km光纤。(光子网络;)II100G10G1GX>)•200010G*?400U1S«SO 19«j 1990 1»5 2000 2005W)电话-N-ISDN, 光纤互连髙速光纤接入网络光放大WDMrOG*lTB(Aj交叉图(1)大容量光传输系统的发展图迅面看得非常清楚,以前都是电的,叫时分复用,速率一点一点高起来,从140、400、810、、、1OG这样起来的,而90年代使川的光通信系统走了另一条更快的速度,就是用了WDM波分复用系统,。海底光缆我们用的是比较低速率的280,比如在太平洋海底80年代用的是280兆,到了90年代,自从有了WDM系统,光放大的系统以后,我们可以在这个已经投入使用的每一个波长用的是10G/bit,用了16个波长,在光缆里面用了叫根光纤。现在从中国打电话到美洋、大西洋海底,光缆的容量己经足够,连接两个大陆的通信容量,但是在80年代打电话有时老打不通,就是因为容量不够。如果我们比一下,从280兆到现在乘16再乘4,这是千万倍的增长。我们研宄光通信几十年,实际就研宄三个问题,一个是衰减的问题,就是光信号进来的时候大,慢慢就小了,就是有吸收的、有散射的,有缺陷,把光跑掉了,这是要研宄的第一个问题,目前还在研究,就是让它衰减越小越好;第二个就是色散,进來的很好的很规矩的波形,光的脉冲,到出來的时候就展宽了;第三个,进来光的波长频率还是很纯的,但是传输以后就出来别的频率了,这个别的频率如果可以滤掉一个频率那也罢了,不影响通信,问题是这个频率产生是这两个频率混合的结果,我们担心的是在接收的时候有别的频率进来就串话了,我们把这个叫非线性。因为我们在大学物理、中学物理里面讲光的特性吋没有这个非线性,绿的光和红的光是不相干的。但是在光纤里如果越来越长,让两个频率差不