光纤通信的应用与发展趋势.doc

. 光纤通信的应用与发展趋势【摘要】随着科学技术的日益更新, 通讯事业的逐步发展。光纤通信时代已经到来。光纤通信一直是推动整个通信网络发展的基本动力之一, 是现代电信网络的基础。光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中, 还可以应用在电力通信控制系统中, 进行工业监测、控制, 而且在军事领域的用途也越来越为广泛。本文介绍了现代光纤通信系统的特点、基本组成, 光纤通信系统的应用及光纤通信系统发展趋势【关键字】光纤; 光纤通信系统; 应用; 发展趋势 1. 前言 1966 年, 美籍华人高锟() 和霍克哈姆() 发表论文, 预见了低损耗的光纤能够用于通信, 敲开了光纤通信的大门, 引起了人们的重视。 1970 年,美国康宁公司首次研制成功损耗为 20dB/km 的光纤,与此同时 GaAlAs-GaAs 双异质结半导体激光器实现了室温下连续运转, 光纤通信时代由此开始。光纤通信系统的传输容量从 1980 年到 2000 年增加了近一万倍. 传输速度在过去的 10 年中大约提高了 100 倍, 光纤的衰减系数在 1550nm 的最小值已经做到 ,接近理论极限值 ,这使得光纤能够广泛用于通信系统。光纤通信是以很高频率(10 14 Hz 数量级) 的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。随着光纤通信技术的不断进步, 其在通信领域的地位越来越重要,逐步成为现代通信系统中不可或缺的组成部分。 2. 光纤通信系统 光纤通信的特点光纤通信与电通信的主要差异:一是以很高频率的光波作为载波传输信号;二是用光导纤维构成的光缆作为传输线路。光纤通信之所以能够飞速发展,是由于它具有以下的突出优点所决定: (1 )传输频带宽,通信容量大由信息理论知道, 载波频率越高通信容量越大, 因目前使用的光波频率比微波频率高 10 4~ 10 5 倍,所以通信容量约可增加 10 4~ 10 5 倍。. (2 )损耗低,中继距离远目前使用的光纤均为 SiO 2 (石英)光纤,要减少光纤损耗,主要是靠提高玻璃纤维的纯度来达到。由于目前制成的 SiO 2 玻璃介质的纯度极高,所以光纤的损耗极低,在光波长?= ?m 附近,损耗有最低点,为 dB/km ,已接近理论极限值。由于光纤的损耗低,因此中继距离可以很长,在通信线路中可以减少中继站的数量, 降低成本并且提高了通信质量。例如, 对于 400Mbit/s 速率的信号,光纤通信系统无中继传输距离达到 70km 以上,而同样速率的同轴电缆通信系统,无中继距离仅为几千米(中同轴电缆为 ,小同轴电缆为 2km ) 图- 光纤的损耗特性曲线-损耗谱(3) 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, 只传光, 不导电, 不受电磁场的作用, 不易被腐蚀, 而且绝缘性好。因此光纤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、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰, 也不受人为的电磁干扰, 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(4) 无串音干扰,保密性好在电波传输的过程中, 电磁波