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光纤通信技术的应用与发展趋势
【摘要】
光纤通信是以光波作为载波,以光导纤维作为传输介质进行信息传输的一种通信方式,是现代通信网的主要传输手段。光纤技术发展以来,在电网通信调度系统等领域中得到了迅速的应用和发展,本文阐述光纤通信技术原理及其特征,并对光纤通信技术现状进行分析描述,探讨了光纤通信技术的未来发展趋势。
【关键词】
光纤通信、特征、发展趋势、光纤传输系统、波分复用、光纤接入技术、光联网、光接入网
【引言】
我国于20世纪70年代初就开始了光纤通信的基础研究,随着技术的进步,市场需求的增长,现代社会对通信的依赖越来越大,网络的生存性显得至关重要,通信发展和运行环境的变化对光纤通信提出了更高的要求。新技术不断涌现,大幅提高了通信能力,并使光纤通信的应用范围不断扩大。
一、光纤通信技术原理及传输系统
1、光纤通信的原理
在发送端首先将欲传送的信息(如声音、图像和数据等)变为电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,转换成光信号,并通过光纤传输到信宿;在接收端,检测器收到光信号后把光信号进行光/电转换,经解调后恢复原信息。
可见,光纤通信与电缆通信相比,主要有两点不同,其一传输信号使用光信号而非电信号;其二传输介质选用光纤而非电缆。
2、基本光纤传输系统
1、光发射机
光发射机的功能是把输入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。目前广泛使用的光源有半导体发光二极管(LED) 和半导体激光二极管(也称激光器)(LD),以及谱线宽度很小的动态单纵模分布反馈(DFB) 激光器和固体激光器。光发射机把电信号转换为光信号的电/光转换是通过电信号对光的调制实现的。
2、直接调制和间接调制
直接调制是用电信号直接调制激光器或发光二极管的驱动电流,使输出光随电信号频率变化。这种方案技术简单,成本较低,容易实现,但调制速率受激光器的频率特性所限制。
间接调制(外调制)把激光的产生和调制分开,用独立的调制器调制激光器的输出光而实现的。目前有多种调制器可供选择,最常用的是电光调制器。这种调制器是利用电信号改变电光晶体的折射率,使通过调制器的光参数随电信号变化而实现调制的。外调制的优点是调制速率高,缺点是技术复杂,成本较高,因此,只有在大容量的波分复用和相干光通信系统中使用。
3、光接收机
光接收机最重要的特性参数是灵敏度。灵敏度是衡量光接收机质量的综合指标,它反映接收机调整到最佳状态时,接收微弱光信号的能力。灵敏度主要取决于组成光接收机的光电二极管和放大器的噪声,并受传输速率,光发射机的参数和光纤线路的色散的影响,还与系统要求的误码率或信噪比有密切关系,所以灵敏度也是反映光纤通信系统质量的重要指标。
二、光纤通信技术特征
光纤通信迅速发展进而成为未来通信领域的发展方向,具有以下一些特征:
(1)通信容量大,传输距离远,光纤的损耗极低,适于高速宽带信息的传输,能够在高速通信干线以及宽带综合业务的通信网中发挥作用。 u m附近,,这比目前任何传输媒质的损耗都低,因此,无中继传输距离可达几十、甚至上百公里。
(2) 信号串扰小,保密性强,抗电磁干扰、传输质量佳。电通信不能解决各种电磁干扰问题,唯有光纤