時間：2023-01-19 07:09:09
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筆者認為,光纖通信技術尚有很大的發展空間,今后會有很大的需求和市場。主要是:光纖到家庭FTTH、光交換和集成光電子器件方面會有較大的發展。在此主要討論光纖通信的發展趨勢和市場。
光纖通信的發展趨勢
1、光纖到家庭(FTTH)的發展
FTTH可向用戶提供極豐富的帶寬,所以一直被認為是理想的接入方式,對于實現信息社會有重要作用,還需要大規模推廣和建設。FTTH所需要的光纖可能是現有已敷光纖的2～3倍。過去由于FTTH成本高,缺少寬帶視頻業務和寬帶內容等原因,使FTTH還未能提到日程上來,只有少量的試驗。近來,由于光電子器件的進步,光收發模塊和光纖的價格大大降低;加上寬帶內容有所緩解,都加速了FTTH的實用化進程。
發達國家對FTTH的看法不完全相同:美國AT&T認為FTTH市場較小,在0F62003宣稱:FTTH在20-50年后才有市場。美國運行商Verizon和Sprint比較積極,要在10—12年內采用FTTH改造網絡。日本NTT發展FTTH最早,現在已經有近200萬用戶。目前中國FTTH處于試點階段。
FTTH[遇到的挑戰:現在廣泛采用的ADSL技術提供寬帶業務尚有一定優勢。與FTTH相比:①價格便宜②利用原有銅線網使工程建設簡單③對于目前1Mbps—500kbps影視節目的傳輸可滿足需求。FTTH目前大量推廣受制約。
對于不久的將來要發展的寬帶業務,如:網上教育,網上辦公,會議電視,網上游戲,遠程診療等雙向業務和HDTV高清數字電視,上下行傳輸不對稱的業務,AD8L就難以滿足。尤其是HDTV,經過壓縮,目前其傳輸速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技術開發,可壓縮到5～6Mbps。通常認為對QOS有所保證的ADSL的最高傳輸速串是2Mbps,仍難以傳輸HDTV。可以認為HDTV是FTTH的主要推動力。即HDTV業務到來時,非FTTH不可。
FTTH的解決方案:通常有P2P點對點和PON無源光網絡兩大類。
F2P方案一一優點:各用戶獨立傳輸,互不影響,體制變動靈活;可以采用廉價的低速光電子模塊;傳輸距離長。缺點:為了減少用戶直接到局的光纖和管道,需要在用戶區安置1個匯總用戶的有源節點。
PON方案——優點:無源網絡維護簡單;原則上可以節省光電子器件和光纖。缺點:需要采用昂貴的高速光電子模塊;需要采用區分用戶距離不同的電子模塊,以避免各用戶上行信號互相沖突;傳輸距離受PON分比而縮短;各用戶的下行帶寬互相占用,如果用戶帶寬得不到保證時,不單是要網絡擴容,還需要更換PON和更換用戶模塊來解決。(按照目前市場價格,PEP比PON經濟)。
PON有多種,一般有如下幾種:(1)APON:即ATM-PON,適合ATM交換網絡。(2)BPON:即寬帶的PON。(3)OPON:采用通用幀處理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太網技術的PON,0EPON是千兆畢以太網的PON。(5)WDM-PON:采用波分復用來區分用戶的PON,由于用戶與波長有關,使維護不便,在FTTH中很少采用。
發達國家發展FTTH的計劃和技術方案,根據各國具體情況有所不同。美國主要采用A-PON,因為ATM交換在美國應用廣泛。日本NTT有一個B-FLETts計劃,采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多種技術。SCM-PON:是采用副載波調制作為多信道復用的PON。
中國ATM使用遠比STM的SDH少,一般不考慮APON。我們可以考慮的是P2P、GPON和EPON。P2P方案的優缺點前面已經說過,目前比較經濟,使用靈活,傳輸距離遠等;宜采用。而比較GPON和EPON,各有利弊。GPON:采用GFP技術網絡效率高;可以有電話,適合SDH網絡,與IP結合沒有EPON好,但目前GPON技術不很成熟。EPON:與IP結合好,可用戶電話,如用電話需要借助lAD技術。目前,中國的FTTH試點采用EPON比較多。FTTH技術方案的采用,還需要根據用戶的具體情況不同而不同。
近來,無線接入技術發展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g協議,傳輸帶寬可達54Mbps,覆蓋范圍達100米以上,目前已可商用。如果采用無線接入WLAN作用戶的數據傳輸,包括:上下行數據和點播電視VOD的上行數據,對于一般用戶其上行不大,IEEES02.11g是可以滿足的。而采用光纖的FTTH主要是解決HDTV寬帶視頻的下行傳輸,當然在需要時也可包含一些下行數據。這就形成“光纖到家庭+無線接入”(FTTH+無線接入)的家庭網絡。這種家庭網絡,如果采用PON,就特別簡單,因為此PON無上行信號,就不需要測距的電子模塊,成本大大降低,維護簡單。如果,所屬PON的用戶群體,被無線城域網WiMAX(1EEE802.16)覆蓋而可利用,那么可不必建設專用的WLAN。接入網采用無線是趨勢,但無線接入網仍需要密布于用戶臨近的光纖網來支撐,與FTTH相差無幾。FTTH+無線接入是未來的發展趨勢。
2、光交換的發展什么是通信?
實際上可表示為:通信輸+交換。
光纖只是解決傳輸問題,還需要解決光的交換問題。過去,通信網都是由金屬線纜構成的,傳輸的是電子信號,交換是采用電子交換機。現在,通信網除了用戶末端一小段外,都是光纖,傳輸的是光信號。合理的方法應該采用光交換。但目前,由于目前光開關器件不成熟,只能采用的是“光-電-光”方式來解決光網的交換,即把光信號變成電信號,用電子交換后,再變還光信號。顯然是不合理的辦法,是效串不高和不經濟的。正在開發大容量的光開關,以實現光交換網絡,特別是所謂ASON-自動交換光網絡。
通常在光網里傳輸的信息,一般速度都是xGbps的,電子開關不能勝任。一般要在低次群中實現電子交換。而光交換可實現高速XGbDs的交換。當然,也不是說,一切都要用光交換,特別是低速,顆粒小的信號的交換,應采用成熟的電子交換,沒有必要采用不成熟的
大容量的光交換。當前,在數據網中,信號以“包”的形式出現,采用所謂“包交換”。包的顆粒比較小,可采用電子交換。然而,在大量同方向的包匯總后,數量很大時,就應該采用容量大的光交換。目前,少通道大容量的光交換已有實用。如用于保護、下路和小量通路調度等。一般采用機械光開關、熱光開關來實現。目前,由于這些光開關的體積、功耗和集成度的限制,通路數一般在8—16個。
電子交換一般有“空分”和“時分”方式。在光交換中有“空分”、“時分”和“波長交換”。光纖通信很少采用光時分交換。
光空分交換:一般采用光開關可以把光信號從某一光纖轉到另一光纖。空分的光開關有機械的、半導體的和熱光開關等。近來,采用集成技術,開發出MEM微電機光開關,其體積小到mm。已開發出1296x1296MEM光交換機(Lucent),屬于試驗性質的。
光波長交換:是對各交換對象賦于1個特定的波長。于是,發送某1特定波長就可對某特定對象通信。實現光波長交換的關鍵是需要開發實用化的可變波長的光源,光濾波器和集成的低功耗的可靠的光開關陣列等。已開發出640x640半導體光開關+AWG的空分與波長的相結合的交叉連接試驗系統(corning)。采用光空分和光波分可構成非常靈活的光交換網。日本NTT在Chitose市進行了采用波長路由交換的現場試驗,半徑5公里,共有43個終端節,(試用5個節點),速率為2.5Gbps。
自動交換的光網,稱為ASON,是進一步發展的方向。
3、集成光電子器件的發展
如同電子器件那樣,光電子器件也要走向集成化。雖然不是所有的光電子器件都要集成,但會有相當的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在發展的PLC-平面光波導線路,如同一塊印刷電路板,可以把光電子器件組裝于其上,也可以直接集成為一個光電子器件。要實現FTTH也好,ASON也好,都需要有新的、體積小的和廉價的和集成的光電子器件。
日本NTT采用PLO技術研制出16x16熱光開關;1x128熱光開關陣列;用集成和混合集成工藝把32通路的AWG+可變光衰減器+光功率監測集成在一起;8波長每波速串為80Gbps的WDM的復用和去復用分別集成在1塊芯片上,尺寸僅15x7mm,如圖1。NTT采用以上集成器件構成32通路的OADM。其中有些已經商用。近幾年,集成光電子器件有比較大的改進。
中國的集成光電子器件也有一定進展。集成的小通道光開關和屬于PLO技術的AWG有所突破。但與發達國家尚有較大差距。如果我們不迎頭趕上,就會重復如同微電子落后的被動局面。
光纖通信的市場
眾所周知,2000年IT行業泡沫,使光纖通信產業生產規模爆炸性地發展,產品生產過剩。無論是光傳輸設備,光電子器件和光纖的價格都狂跌。特別是光纖,每公里泡沫時期價格為羊1200,現在價格Y100左右1公里,比銅線還便宜。光纖通信的市場何時能恢復?根據RHK的對北美通信產業投入的統計和預測,如圖2.在2002年是最低谷,相當于倒退4年。現在有所回升,但還不能恢復。按此推測,在2007-2008年才能復元。光纖通信的市場也隨IT市場好轉。這些好轉,在相當大的程度是由FTTH和寬帶數字電視所帶動的。
關鍵詞：光波分復用（WDM）；光載波；光纖
一、光波分復用（WDM）技術
光波分復用（WavelengthDivisionMultiplexing，WDM）技術是在一根光纖中同時同時多個波長的光載波信號，而每個光載波可以通過FDM或TDM方式，各自承載多路模擬或多路數字信號。其基本原理是在發送端將不同波長的光信號組合起來（復用），并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進行傳輸，在接收端又將這些組合在一起的不同波長的信號分開（解復用），并作進一步處理，恢復出原信號后送入不同的終端。因此將此項技術稱為光波長分割復用，簡稱光波分復用技術。
WDM技術對網絡的擴容升級，發展寬帶業務，挖掘光纖帶寬能力，實現超高速通信等均具有十分重要的意義，尤其是加上摻鉺光纖放大器（EDFA）的WDM對現代信息網絡更具有強大的吸引力。
二、WDM系統的基本構成
WDM系統的基本構成主要分雙纖單向傳輸和單纖雙向傳輸兩種方式。單向WDM是指所有光通路同時在一根光纖上沿同一方向傳送，在發送端將載有各種信息的具有不同波長的已調光信號通過光延長用器組合在一起，并在一根光纖中單向傳輸，由于各信號是通過不同波長的光攜帶的，所以彼此間不會混淆，在接收端通過光的復用器將不同波長的光信號分開，完成多路光信號的傳輸，而反方向則通過另一根光纖傳送。雙向WDM是指光通路在一要光纖上同時向兩個不同的方向傳輸，所用的波長相互分開，以實現彼此雙方全雙工的通信聯絡。目前單向的WDM系統在開發和應用方面都比較廣泛，而雙向WDM由于在設計和應用時受各通道干擾、光反射影響、雙向通路間的隔離和串話等因素的影響，目前實際應用較少。
三、雙纖單向WDM系統的組成
以雙纖單向WDM系統為例，一般而言，WDM系統主要由以下5部分組成：光發射機、光中繼放大器、光接收機、光監控信道和網絡管理系統。
1.光發射機
光發射機是WDM系統的核心，除了對WDM系統中發射激光器的中心波長有特殊的要求外，還應根據WDM系統的不同應用（主要是傳輸光纖的類型和傳輸距離）來選擇具有一定色度色散容量的發射機。在發送端首先將來自終端設備輸出的光信號利用光轉發器把非特定波長的光信號轉換成具有穩定的特定波長的信號，再利用合波器合成多通路光信號，通過光功率放大器（BA）放大輸出。
2.光中繼放大器
經過長距離（80~120km）光纖傳輸后，需要對光信號進行光中繼放大，目前使用的光放大器多數為摻鉺光纖光放大器（EDFA）。在WDM系統中必須采用增益平坦技術，使EDFA對不同波長的光信號具有相同的放大增益，并保證光信道的增益競爭不影響傳輸性能。
3.光接收機
在接收端，光前置放大器（PA）放大經傳輸而衰減的主信道信號，采用分波器從主信道光信號中分出特定波長的光信道，接收機不但要滿足對光信號靈敏度、過載功率等參數的要求，還要能承受一定光噪聲的信號，要有足夠的電帶寬性能。
4.光監控信道
光監控信道的主要功能是監控系統內各信道的傳輸情況。在發送端插入本節點產生的波長為λs（1550nm）的光監控信號，與主信道的光信號合波輸出。在接收端，將接收到的光信號分波，分別輸出λs（1550nm）波長的光監控信號和業務信道光信號。幀同步字節、公務字節和網管使用的開銷字節都是通過光監控信道來傳遞的。
5.網絡管理系統
網絡管理系統通過光監控信道傳送開銷字節到其他節點或接收來自其他節點的開銷字節對WDM系統進行管理，實現配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等功能。
四、光波分復用器和解復用器
在整個WDM系統中，光波分復用器和解復用器是WDM技術中的關鍵部件，其性能的優劣對系統的傳輸質量具有決定性作用。將不同光源波長的信號結合在一起經一根傳輸光纖輸出的器件稱為復用器；反之，將同一傳輸光纖送來的多波長信號分解為個別波長分別輸出的器件稱為解復用器。從原理上說，該器件是互易（雙向可逆）的，即只要將解復用器的輸出端和輸入端反過來使用，就是復用器。光波分復用器性能指標主要有接入損耗和串擾，要求損耗及頻偏要小，接入損耗要小于1.0~2.5db，信道間的串擾小，隔離度大，不同波長信號間影響小。在目前實際應用的WDM系統中，主要有光柵型光波分復用器和介質膜濾波器型光波分復用器。
1.光柵型光波分復用器
閃耀光柵是在一塊能夠透射或反射的平面上刻劃平等且等距的槽痕，其刻槽具有小階梯似的形狀。當含有多波長的光信號通過光柵產生衍射時，不同波長成分的光信號將以不同的角度射出。當光纖中的光信號經透鏡以平行光束射向閃耀光柵時，由于光柵的衍射作用，不同波長的光信號以方向略有差異的各種平行光返回透鏡傳輸，再經透鏡聚焦后，以一定規律分別注入輸出光纖，從而將不同波長的光信號分別以不同的光纖傳輸，達到解復用的目的。根據互易原理，將光波分復用輸入和輸出互換即可達到復用的目的。
2.介質膜濾波器型光波分復用器
目前WDM系統工作在1550nm波長區段內，用8，16或更多個波長，在一對光纖上（也可用單光纖）構成光通信系統。其波長與光纖損耗的關系見圖4。每個波長之間為1.6nm、0.8nm或更窄的間隔，對應200GHz、100GHz或更窄的帶寬。
五、WDM技術的主要特點
1.充分利用光纖的巨大帶寬資源，使一根光纖的傳輸容量比單波長傳輸增加幾倍到幾十倍，從而增加光纖的傳輸容量，降低成本，具有很大的應用價值和經濟價值。
2.由于WDM技術中使用的各波長相互獨立，因而可以傳輸特性完全不同的信號，完成各種信號的綜合和分離，實現多媒體信號混合傳輸。
3.由于許多通信都采用全雙式方式，因此采用WDM技術可節省大量線路投資。
4.根據需要，WDM技術可以有很多應用形式，如長途干線網、廣播式分配網絡，多路多地局域網等，因此對網絡應用十分重要。
[關鍵詞]光纖通信核心網接入網光孤子通信全光網絡
近年來，光纖通信技術得到了長足的發展，新技術不斷涌現，這大幅提高了通信能力，并使光纖通信的應用范圍不斷擴大。
一、我國光纖光纜發展的現狀
1.普通光纖
普通單模光纖是最常用的一種光纖。隨著光通信系統的發展，光中繼距離和單一波長信道容量增大，G..652.A光纖的性能還有可能進一步優化，表現在1550rim區的低衰減系數沒有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數和零色散點不在同一區域。符合ITUTG.654規定的截止波長位移單模光纖和符合G..653規定的色散位移單模光纖實現了這樣的改進。
2.核心網光纜
我國已在干線(包括國家干線、省內干線和區內干線)上全面采用光纜，其中多模光纖已被淘汰，全部采用單模光纖，包括G..652光纖和G..655光纖。G..653光纖雖然在我國曾經采用過，但今后不會再發展。G..654光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統容量，它在我國的陸地光纜中沒有使用過。干線光纜中采用分立的光纖，不采用光纖帶。干線光纜主要用于室外，在這些光纜中，曾經使用過的緊套層絞式和骨架式結構，目前已停止使用。
3.接入網光纜
接入網中的光纜距離短，分支多，分插頻繁，為了增加網的容量，通常是增加光纖芯數。特別是在市內管道中，由于管道內徑有限，在增加光纖芯數的同時增加光纜的光纖集裝密度、減小光纜直徑和重量，是很重要的。接入網使用G..652普通單模光纖和G..652.C低水峰單模光纖。低水峰單模光纖適合于密集波分復用，目前在我國已有少量的使用。
4.室內光纜
室內光纜往往需要同時用于話音、數據和視頻信號的傳輸。并且還可能用于遙測與傳感器。國際電工委員會(IEC)在光纜分類中所指的室內光纜，筆者認為至少應包括局內光纜和綜合布線用光纜兩大部分。局用光纜布放在中心局或其他電信機房內，布放緊密有序和位置相對固定。結合布線光纜布放在用戶端的室內，主要由用戶使用，因此對其易損性應比局用光纜有更嚴格的考慮。
5.電力線路中的通信光纜
光纖是介電質，光纜也可作成全介質，完全無金屬。這樣的全介質光纜將是電力系統最理想的通信線路。用于電力線桿路敷設的全介質光纜有兩種結構:即全介質自承式(ADSS)結構和用于架空地線上的纏繞式結構。ADSS光纜因其可以單獨布放，適應范圍廣，在當前我國電力輸電系統改造中得到了廣泛的應用。ADSS光纜在國內的近期需求量較大，是目前的一種熱門產品。
二、光纖通信技術的發展趨勢
對光纖通信而言，超高速度、超大容量和超長距離傳輸一直是人們追求的目標，而全光網絡也是人們不懈追求的夢想。
1.超大容量、超長距離傳輸技術波分復用技術極大地提高了光纖傳輸系統的傳輸容量，在未來跨海光傳輸系統中有廣闊的應用前景。近年來波分復用系統發展迅猛，目前1.6Tbit/的WDM系統已經大量商用，同時全光傳輸距離也在大幅擴展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時分復用(OTDM)技術，與WDM通過增加單根光纖中傳輸的信道數來提高其傳輸容量不同，OTDM技術是通過提高單信道速率來提高傳輸容量，其實現的單信道最高速率達640Gbit/s。
僅靠OTDM和WDM來提高光通信系統的容量畢竟有限，可以把多個OTDM信號進行波分復用，從而大幅提高傳輸容量。偏振復用(PDM)技術可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零(RZ)編碼信號在超高速通信系統中占空較小，降低了對色散管理分布的要求，且RZ編碼方式對光纖的非線性和偏振模色散(PMD)的適應能力較強，因此現在的超大容量WDM/OTDM通信系統基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統需要解決的關鍵技術基本上都包括在OTDM和WDM通信系統的關鍵技術中。
2.光孤子通信。光孤子是一種特殊的ps數量級的超短光脈沖，由于它在光纖的反常色散區，群速度色散和非線性效應相互平衡，因而經過光纖長距離傳輸后，波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實現長距離無畸變的通信，在零誤碼的情況下信息傳遞可達萬里之遙。
光孤子技術未來的前景是:在傳輸速度方面采用超長距離的高速通信，時域和頻域的超短脈沖控制技術以及超短脈沖的產生和應用技術使現行速率10-20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大傳輸距離方面采用重定時、整形、再生技術和減少ASE，光學濾波使傳輸距離提高到100000km以上；在高性能EDFA方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。當然實際的光孤子通信仍然存在許多技術難題，但目前已取得的突破性進展使人們相信，光孤子通信在超長距離、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系統中，有著光明的發展前景。
3.全光網絡。未來的高速通信網將是全光網。全光網是光纖通信技術發展的最高階段，也是理想階段。傳統的光網絡實現了節點間的全光化，但在網絡結點處仍采用電器件，限制了目前通信網干線總容量的進一步提高，因此真正的全光網已成為一個非常重要的課題。
全光網絡以光節點代替電節點，節點之間也是全光化，信息始終以光的形式進行傳輸與交換，交換機對用戶信息的處理不再按比特進行，而是根據其波長來決定路由。
目前，全光網絡的發展仍處于初期階段，但它已顯示出了良好的發展前景。從發展趨勢上看，形成一個真正的、以WDM技術與光交換技術為主的光網絡層，建立純粹的全光網絡，消除電光瓶頸已成為未來光通信發展的必然趨勢，更是未來信息網絡的核心，也是通信技術發展的最高級別，更是理想級別。
三、結語
光通信技術作為信息技術的重要支撐平臺，在未來信息社會中將起到重要作用，雖然經歷了全球光通信的“冬天”，但今后光通信市場仍然將呈現上升趨勢。從現代通信的發展趨勢來看，光纖通信也將成為未來通信發展的主流。人們期望的真正的全光網絡的時代也會在不遠的將來到來。
參考文獻:
[1]辛化梅，李忠.論光纖通信技術的現狀及發展[J].山東師范大學學報(自然科學版)，2003，(04).
論文摘要：介紹了一種在玻璃基板上切割V型槽并對V型槽纖芯距進行高精度測量的光纖偏振光干涉儀，該系統包括光源、偏振器、偏振控制器、波片、自聚焦透鏡和探測器組成，并對這種光纖傳感器原理進行分析。其理論上其測量精度可達到0.01nm，很好地解決了實際生產中高精度的非接觸在線檢測，并滿足了光通信行業對V型槽纖芯距的實際要求。
引言
在光通信纖維陣列用玻璃基板上刻高精度V型槽（通用型槽間距即纖芯距為127±0.5um和250±0.5um）的關鍵技術被日韓等少數國家壟斷，國內使用的光纖陣列用V型槽基板均需要依靠進口，價格昂貴，嚴重制約了我國光纖到戶（FTTH）工程的進程。而光通信纖維陣列用V型槽基板是光纖到戶工程中必不可少的光器件，主要用于對光纖精確定位生產各種銜接光纖干線與家用光纖之間的信號傳輸的光器件。
日本在光通信纖維陣列用V型槽基板的加工設備開發上起步較早，也具有較為成熟的技術方案。目前，日本等國家生產光通信纖維陣列用V型基板全部采用高精度的專用切割機，而此類設備日本等發達國家對我國實施禁運，國內部分企業與機構也曾嘗試對此方面進行研究，皆因為技術難度較高，而最終以失敗告終，因此在國內尚屬于空白。
在先進的生產制造過程中，非接觸的在線檢測發揮著越來越重要的作用。在線檢測的對象在被測過程中是不斷變化著的，因此對檢測傳感器不僅要求其精度高、穩定可靠、有良好的動態性能、能對快速信號實時響應監控，而且一般要非接觸式測量，并便于安裝。
本文提出一種新型的光纖偏振光干涉儀，它將偏振光干涉技術和光纖傳感技術相結合，能對玻璃基板V型槽的纖芯距進行高精度的在線檢測的非接觸測量。
1、實驗原理設計
即
該線偏振光 的偏振方向與x軸夾角為 。
（1）
被測物位移變化一個波長則合成光的偏振方向轉動了角。因此，通過檢測出偏振方向角，即可得到位移。所以，可將干涉儀的位移測量精度，由一般檢測干涉條紋的位相細分轉變為檢測偏振光的偏振方向角的角度細分；而檢測角度細分要比檢測位相細分精度高，從而可得到較高的測量精度。
由式(1) 可得位移的變化量。如，當角度檢測精度時，則可測得位移精度；而當 時，則 ，因此光纖偏振光干涉儀可以具有很高的靈敏度和精度。
2、 測量實例及結果
轉貼于
本項目結合光學精密測量技術實現通用切割機主軸的精確定位，通過設計穩定的工作平臺，選用硬度合適的刀具，選擇最佳的切削參數，完成V形槽的亞微米超精密機械加工，盡可能減少由于機械方面引起的切割誤差。
實際切割原理如圖2所示，在實際中，算機通過控制偏振角度 的值來控制刀移動的位置來實行對玻璃基板上對V槽纖芯距的切割。實際切割的產品如圖3所示。該圖是8通道纖芯距為250um的V型槽的放大圖。
如圖4是計算機顯示屏顯示的控制情況。從圖可以看出，該系統可以很好地監控實際加工情況。
3、 結論
本項目開發出具有獨立知識產權的基于邁克爾遜干涉儀實時測量監控系統。該系統已經用于玻璃基板V型槽加工的實時檢測中，有效地保證的光通信用玻璃基板V型槽的精度要求，并在國內率先批量生產出高良率的光纖通信用玻璃基板V型槽，有利于推動我國光纖到戶工程。
參考文獻
[1]胡永明. 全保偏光纖邁克爾遜干涉儀[J]。中國激光，1997 ，24 (10) :892 - 894
【關鍵詞】 快速傅里葉變換 Matlab 時頻域分析
一、引言
與普通光源相比，可見光LED有能量損耗低、高亮度、高可靠性和壽命長等許多優點，可見光LED還因其高速調制特性已被應用在可見光通信中（visible light communication，VLC），相比于射頻無線通信技術，VLC技術有無需申請頻帶、無電磁干擾、發射功率高、安全性好和造價低等優點。
目前VLC技術已成為國內外研究的熱點，研究過程中，對可見光通信信號的研究與分析是必不可少的。信號的分析分為時域分析和頻域分析兩個方面。時域分析是以時間為自變量描述物理量的變化的過程，是信號最基本、最直觀的表達形式，也是真實世界惟一實際存在的域，因而在時域上對信號進行分析必不可少。頻域分析的目的是把復雜的時間歷程波形，經過傅里葉變換分解為若干單一的諧波分量來研究，得到動態信號中的各個頻率成分和頻率分布范圍，求出各個頻率成分的幅值分布和能量分布，從而給出主要幅度和能量分布的頻率值，進而可以對信號的信息作定量解釋。本文主要研究可見光通信信號的時域和頻域分析算法及硬件實現，并對所設計的信號分析儀進行實驗和仿真對比。
二、信號分析儀的設計
LED是單色光源，不能產生包含所有可見光譜的白色光。現在普遍使用的白色LED利用藍光LED激發熒光粉形成白光。
分析儀采用脈沖形式的波形作為傳輸信號，用脈沖重復周期為250ns，脈沖寬度為20ns的信號進行時域脈沖響應分析時，接收端的的脈沖寬度為77ns。經過VLC信道后，脈沖被展寬非常明顯。
考慮到經過VLC信道后脈沖被展寬，會在信號速率很高時產生碼間干擾等因素，對可見光通信信號分析儀設定了參數指標要求：支持測試波段：380nm～780nm，支持VLC信號頻率：0Hz～200KHz，數據分析刷新速度≥1次/s.
三、快速傅里葉變換
設定被采樣信號的頻率為10KHz、占空比為50%的方波信號，為了不失真地恢復模擬信號，由香農采樣定理可知，采樣頻率需大于信號頻率的兩倍，設定信號分析儀的采樣率為45KHz。
信號頻率和采樣頻率關系式為：Fn=（n-1）*Fs/N
其中Fn為某點n的頻率，Fs為采樣頻率，N為采樣點數。為了保證精度并使得計算方便，設定每次采樣的采樣點數為1024。
在進行時域分析時，采樣1024個點，采樣值存到數據類型為int型、長度為1024的AD_Buffer[]數組中，計算1024個點的平均值作為時域顯示的觸發電平（AD_Level）。同時滿足下面三個條件的點i作為觸發點：
板載液晶屏為800*480的分辨率，進行橫屏顯示時，由于像素點個數的限制，在液晶屏上顯示從點i開始的連續635個像素點組成的波形圖。
進行頻域分析時，首先對1024個采樣點進行快速傅里葉變換，然后把各頻率點所對應的模值存儲到數組中。用635個像素點對1024個采樣點進行頻域顯示，為了更為直觀的顯示信號的頻譜特性，采用柱形圖的方式進行顯示。這里設S為每個數據顯示占用的像素個數，L為可用像素點數，為635個，需要顯示的頻譜個數D=S/L，那么：Output[j]=
其中Output[j]為得到的要顯示的幅值，j，P為需要求平均的個數，P=H/D。快速傅立葉變換結果具有對稱性，只需使用前半部分的變換結果，也就是小于采樣頻率一半的結果，取H=512。Output值的柱狀顯示即為信號的頻域顯示。
四、仿真和實驗
被采樣信號是頻率為10KHz、占空比為50%的方波信號。通過可見光通信信號分析儀對信號進行采樣，并通過串口調試助手傳輸采樣數據到matlab，順序取1024個數據中的300個繪制成時域波形圖，如圖1所示。
圖1中信號時域顯示的數據來自于可見光通信信號分析儀，在可見光通信信號分析儀上的時域圖形和matlab所繪制的是一致的。
調用matlab中的快速傅里葉變換函數對串口調試助手傳輸的1024個數據做FFT變換，變換結果如圖2所示。理論上10KHz方波的FFT變換的頻率分布應該只有10KHz、30KHz、50KHz等譜線，由于頻譜混疊現象的存在，圖2中出現頻率為5KHz、15KHz、25KHz等譜線。實驗的采樣率為45KHz，10KHz方波信號的3次諧波頻率為30KHz，5次諧波頻率為50KHz，由奈奎斯特定理可知，采樣頻率必須為信號最高頻率的兩倍以上，否則會出現頻譜混疊現象，而理論上，方波的諧波次數是無限的，這里考慮到該實驗只是作為驗證性實驗，目的是和可見光通信信號分析儀的頻譜顯示做對比，所以暫不考慮諧波的影響。
利用串口調試助手，直接將通過可見光通信信號分析儀進行FFT變換后的1024個數據在matlab上進行繪圖顯示，考慮到液晶屏的像素點有限，為了清晰顯示FFT變化的結果，在可見光通信信號分析儀上對采樣信號經過FFT變化后的幅值做了*處理，如圖3所示。與圖2比較可以看到，可見光通信信號分析儀的頻域信號顯示和matlab仿真結果基本一致，略有差異是由于stm32f407的數據處理精度和matlab的處理精度不一致造成。
五、結論
通過上述分析，可以看出采用本文提出的算法能夠實現可見光信號的時域和頻域分析，在對可見光信號進行直觀顯示的同時還可以做信息的定量分析，而且該算法對硬件要求不高，易于實現，有利于在小型集成設備上實現可見光信號的時頻域分析和顯示，方便可見光通信的研究。
參 考 文 獻
[1]NAKAMURA S Present performance of InGaN based blue/green/yellow LEDs 1997（04）
信息通信技術的發展和移動互聯網的快速普及，使得包括筆記本電腦、智能手機和平板電腦等終端使用呈現爆炸式的增長。根據工信部電信研究院的《移動終端白皮書2012》，2011年全國移動智能終端出貨量超過1.1億部，超過了2011年之前中國移動智能終端出貨量的總和。而目前包括智能手機和平板電腦等在內的移動互聯網終端的全球年出貨量已經遠超過傳統的PC出貨量[1]。根據全球權威的技術研究和咨詢公司Gartner最新預測，2014年全球IT終端設備（個人電腦、平板電腦和智能手機）出貨量預計將超過25億臺，與2013年相比，增長7.6%[2]。移動互聯網的應用已經滲透到社會生活的各個領域，人們無時不刻地需要保持網絡連接，這與乘坐飛機旅行中不能使用各種移動終端之間產生了極大的矛盾，對此國內外學術界和工業界都給予了高度的關注，文獻[3]提出了一種面向衛星網絡的主動重傳擴頻時隙ALOHA多址接入控制方法。目前已有多家航空公司嘗試在飛機上安裝機載衛星寬帶通信系統，并開始試點基于機載衛星通信系統向乘客提供無線接入的測試和試運營的工作，國內民航公司也已經開始計劃利用衛星通信技術，為客艙提供寬帶通信服務，解決飛行中的信息孤島問題[4]。傳統上而言，在飛機飛行的全程中都不允許使用各類電子設備、特別是包括帶有無線和射頻等功能模塊的手機、平板電腦和筆記本電腦等。飛機起降期間是飛行中事故最易發的時間段，此時如果手機或電腦嘗試登錄或連接地面無線網絡，會發射較強的無線信號，可能超出了航空環境的輻射信號安全允許范圍，繼而對飛機上的通信、導航和飛行控制等電子設備造成影響和干擾。即使在機艙內建立一個小型無線網絡，降低地面無線網絡的影響，但現行的法律法規仍然嚴格限定在飛機起飛和降落時不允許使用各類電子設備，只有在平飛階段旅客才可使用機載無線網絡，盡可能地減小對飛行安全的影響。另一方面，已經提出的機載無線網絡解決方案僅支持筆記本電腦和平板電腦等配置了無線局域網（WLAN）的終端設備，依然不能使用手機等傳統的移動通信終端。對于經常搭乘飛機出行的商務乘客而言，他們對于機票價格的敏感性比較低，但是對于航班途中能夠提供的服務敏感性比較高。特別對于搭載國際和長途航班的商務乘客而言，在數小時乃至十幾個小時航程的航班上無法與外界溝通，可能造成非常大的直接和間接經濟損失。如果能夠在飛行中提供通信和網絡服務，即使增加一定的成本，但與長時間失去外界聯系造成的損失相比仍是可以接受的。顯然，對于商務乘客而言會傾向于優先選擇可以提供地空互聯的航班。而對于航空公司而言，提供額外的通信和網絡服務也會給其帶來附加的收入或通過降低航班票價的折扣比例獲得收入增加，而飛機制造商和維護廠商也能從設備采購、安裝和維護等環節中獲得收益。不難看出，提供機載通信和網絡服務對于整個產業鏈都具有顯著的正面影響，在飛機上安裝地空互聯和機載無線接入系統將是未來航空產業發展的一個主要趨勢，結合拓撲控制技術和功率控制技術，采用定向天線代替全向天線的通訊機制有效地緩解了無線骨干網絡的信號干擾問題。[5]目前已經提出的機載無線網絡的主要實現方式是首先由飛機通過衛星轉接后與地面主站實現通信，飛機機艙內建立無線局域網（WLAN），并使機上乘客通過WLAN接入機艙局域網。這種方案的主要缺點是WLAN使用的多為2.4GHz~5GHz的電磁波段，頻譜資源非常有限，對于乘客密集的飛機機艙應用場景而言，較多用戶同時使用網絡的帶寬很難保證；同時該頻段還有包括藍牙等其他短距無線網絡的干擾。考慮到飛機上空間非常有限，大量各類通信、控制和傳感等電子裝置及其線纜密集地集中在較小的布線空間內，而增加WLAN接入點及網絡布線無疑會遇到許多困難，更重要的是WLAN的無線信號也可能對一些電磁干擾敏感的電子設備造成影響，機艙的電子環境發生變化使得飛機制造商和航空公司不得不投入巨資重新考慮機上的電磁兼容問題。可見光通信（VLC）技術是利用發光二極管（LED）等發出的肉眼覺察不到的高速明暗閃爍信號來傳輸信息的，即將需要傳輸的數據調制在LED發出的光并進行傳輸，利用光電轉換器件接收光載波信號并解調以獲取信息。可見光通信系統的網絡覆蓋范圍就是燈光所能達到的范圍，不需要電線或其他的連接。與WLAN技術相比，可見光通信系統利用照明設備代替WLAN中的基站或熱點，采用MIMO-OFDM技術其傳輸容量可達數Gbit/s。[6]可見光通信同時實現了照明和通信，將其引入機載無線通信網絡時可以直接利用原有的機艙中的閱讀燈，無需增加復雜的網絡布線和熱點等設施，從而實現低成本的機艙內無線網絡，不僅對飛行安全而且實現了綠色環保。本文針對基于VLC的機艙無線網絡的信道和布局進行了研究，論文第二節給出了VLC系統原理及關鍵技術，第三節是機艙內VLC系統的布局模型研究和性能分析。
2VLC系統原理和關鍵技術
人們使用的照明光源已經歷經了白熾燈、節能燈和LED三代，其中白光LED因其能耗低、壽命長、尺寸小、亮度高等特點迅速占領了市場，得到人們的廣泛認可，成為理想的照明光源。正是因為LED照明燈將在未來普及，人們想到在LED燈泡照明的同時，將信息加載到燈光上，而通信所使用的較高調制頻率人眼無法察覺，從而在照明的同時實現網絡通信。可見光作為信息傳輸介質與傳統的射頻及無線通信方式相比，有著諸多優勢，其中最主要的就是可見光通信不需要復雜的電磁波頻譜分配，可以作為現有射頻無線通信的補充，極大地擴展通信所使用的電磁波頻譜范圍。傳統的射頻和無線通信技術最大的一個缺點是需要對所使用的電磁波頻譜進行仔細劃分和規劃，特別是使用較多的射頻和微波頻段，可以使用頻譜資源非常有限。同時，射頻和無線通信的空中接口是開放的，存在難以完全解決的安全問題。而可見光通信使用的頻率約在400~800THz（波長約為375~780nm），其信道的使用是完全免費的，不需要購買或授權使用許可。在信息安全方面，可見光通信也有其獨特的優勢，可見光傳輸是視距（LOS）模式，只要信道被遮擋信號就會中斷，減小了信息被竊取的機會。同時，可見光通信還具有高度的安全性，不會涉及如射頻和無線信號可能存在的對人體健康產生的影響或傷害。基于LED的可見光通信最早由日本的中川研究室于20世紀初提出，國內在2006前后開始跟蹤相關的研究進展，并對可見光通信的系統結構和關鍵技術進行了初步研究[7]-[9]；文獻[10]提出了一種基于光碼分多址（OCDMA）的可見光通信的無線局域網系統設計方案；文獻[11]和[12]提出了一種基于USB接口的室內可見光無線接入電路；文獻[13]和[14]分別就如何削弱VLC系統中多徑串擾和背景光噪聲的影響，以及室內光照度的分布等進行了研究。可見光通信作為一種新型的無線通信方式，在一些特殊情形下有著突出的優勢，例如一些對于電磁干涉敏感的環境如醫院和航空器等，一個典型的可見光通信系統的組成框圖如圖1所示。如圖可知，一個典型的VLC系統主要包括光源與驅動、光檢測與放大、調制與解調、信號處理等部分組成。可見光通信系統利用LED光源發出的光信號傳遞信息，現階段的白光LED相比于白熾燈具有極好的響應性能（白熾燈響應時間為毫秒級，LED響應時間為納秒級），且LED電光轉化效率高（接近100%），非常適合高頻電信號的調制。使用RGB-LED可以滿足比傳統白光LED更加多元的需求，當需要用到某一波段的燈光時，RGB的混色可以隨心所欲[15]。可見光通信系統中最基本的調制方式是幅移鍵控（ASK），隨著對系統容量需求的不斷提升，也開始逐步引入包括正交頻分復用（OFDM）等先進的調制方案。調制后的光載波信號直接在大氣中傳輸，因此需要考慮信道中可能的外部影響。對于室外和室內使用的VLC系統而言，干擾源及其影響不盡相同。例如對于室外VLC應用場景，主要的干擾源是太陽光等自然光的強背景輻射噪聲，而在室內環境中，則是各種照明光源帶來的干擾。對于特定的應用場景而言，兩種干擾可能會同時存在。例如對于基于VLC技術的機艙通信系統而言，機艙照明燈和窗戶照進來的陽光會對VLC信號同時產生影響。另一方面，對于無線信道的傳輸通常需要考到多徑效應等影響，但是對于機艙閱讀燈等特定應用場景而言，由于其照射范圍比較集中，受鄰座閱讀燈干擾很小，可以只考慮直射光信號。經過信道傳輸后，VLC系統接收端通過光檢測器（如光電二極管PD）來檢測光信號，把光信號轉換成電信號后經過解調還原處原始信息。對于VLC系統而言，一般需要在為了保證接收到足夠的光信號，VLC系統一般在PD前配置了透鏡用以對接收到的光功率進行聚焦。特別是對于室內VLC應用環境，由于PD有效檢測面積很小，接收到的光信號較弱，考慮到相鄰光源可能的干擾，用透鏡，把光信號會聚到PD上，可以有效增加PD接收到的光信號強度，并且減小相鄰信號的干擾。PD將光信號轉成電信號后，需要經過信號放大、濾波整形、定時再生后、解調后可恢復出原始信號。
3基于VLC的機載無線通信系統
3.1系統模型和基本參數由于基于VLC的機載通信系統應用的基本前提是不對已有的飛機機艙格局進行改變，因此我們通過對典型民用客機的機艙環境進行調研和資料查閱，初步構建了基于乘客獨立閱讀燈的通信+照明合一的VLC系統模型。以民用航空中使用最普及的波音系列客機座椅作為參照進行系統建模，一般情況下認為前排座椅背面放下的小桌板為乘客理想的工作平面，而小桌板的尺寸為400×2402mm。因此，只要滿足在這個平面區域內照明和通信即可。圖2和表1分別給出了機艙座椅模型和主要參數。如果不考慮外部遮擋，當光源位于工作平面的正上方時，該模型為最佳模型，此時光源到小桌板的垂直距離為850mm。但是基于VLC的機載通信系統中一個重要的問題是必須考慮到遮擋效應，即當前排乘客放倒座椅時，此時座椅角度會增大至傾斜約38°（初始傾斜角度為15°）。此時若VLC光源仍位于工作平面正上方，則將會有一部分區域為照明通信陰影。因此需要將光源位置水平后移一定距離，保證工作區域始終處于照明條件下。通過計算得到完全無遮擋的并且光源距離工作平面中心最近的水平距離為544mm，光源的發射角約為11.5°，如圖3所示。
3.2性能分析
基于VLC的機載無線通信系統的基本要求，是所使用的LED光源的光照強度滿足相關的機艙照明標準，針對我們設計構建的機艙VLC通信系統模型，根據HB6491-91《飛機內部照明設備通用要求》，并參考《飛機設計手冊》的相關章節，其有效照度的指標要求光照度應達到300～500lx之間[17]。由此可見，點光源在面元ds上所產生的光照度與光源的發光強度I成正比，與距離的平方成反比，并且與面元相對于光束的傾角θ有關，這個即為點光源光照度的距離平方反比定律。由于白光LED是一種非相干光源，不會形成光的干涉現象，因此多個LED構成陣列時遵循疊加原理，即總的光照度1NiiEE???，其中iE為每個LED的光照度，N代表總LED燈的個數。結合現有機載照明燈的尺寸和文獻中一般采用的LED陣列，本文使用的模型中為光功率1W，中心發光強度為55cd的LED芯片。當光源距離工作平面中心554mm時，采取3?3的陣列模式，等效發光面積大小為60×602mm。當光源位于工作平面中心正上方時，采取3?2的陣列模式，等效發光面積大小為60×362mm。根據以上建立的模型，可以計算得出機載VLC系統中接收平面（小桌板）處的光照度分布以及最值。當光源距離工作平面中心554mm（如圖5a所示）時，與光源位于工作平面中心正上方（如圖5b所示）相比，工作平面靠近乘客的一端有更大光照度。另一方面，由機閱讀燈照明范圍一般只覆蓋到每位乘客小桌板范圍，不會影響到其他乘客，所以這里我們只考慮光線直射情況。從圖中我們可以看出，該光源模式下，靠近光源的小桌板一側會出現光照度最大值，小桌板的兩側會出現光照度最小值，這符合飛機閱讀燈只給單個乘客提供照明而又不影響其他乘客的要求，也保證了來自相鄰座位的通信干擾相對較低。圖6給出了中心光源對相鄰座位的影響，只有中心光源照明時，相鄰座位接收到的光照度不足300lx，并且可以通過調整接收機的接收角，以達到完全屏蔽來自相鄰座位光源的信號。同時小桌板中心區域照明度滿足國際標準（ISO）提出的工作照明300-500lx的要求。圖7給出了本文提出模型的工作平面處接收光功率計算結果，可以看出在工作平面內，光線入射角處于光探測器接收范圍內。與圖5給出的光照度分布圖對比可以發現，光電探測器的接收功率分布大致類似于光照度分布，但相對于光照度分布值相對陡峭，這是由于接收角的存在，LED陣列正下方的光線很容易進入探測器的接受范圍之內，而邊緣的光線因為接收角的原因較難進入探測器接收范圍之內。
4結束語
[論文摘要]光纖通信因其具有的損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優點，備受業內人士青睞，發展非常迅速。目前，光纖光纜已經進入了有線通信的各個領域，包括郵電通信、廣播通信、電力通信和軍用通信等領域。綜述我國光纖通信研究現狀及其發展。
近年來，光纖通信技術得到了長足的發展，新技術不斷涌現，這大幅提高了通信能力，并使光纖通信的應用范圍
不斷擴大。
一、我國光纖光纜發展的現狀
（一）普通光纖
普通單模光纖是最常用的一種光纖。隨著光通信系統的發展，光中繼距離和單一波長信道容量增大，G.652.A光纖的性能還有可能進一步優化，表現在1550rim區的低衰減系數沒有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數和零色散點不在同一區域。符合ITUTG.654 規定的截止波長位移單模光纖和符合G.653 規定的色散位移單模光纖實現了這樣的改進。
（二）核心網光纜
我國已在干線(包括國家干線、省內干線和區內干線)上全面采用光纜，其中多模光纖已被淘汰，全部采用單模光纖，包括G.652光纖和G.655光纖。G.653光纖雖然在我國曾經采用過，但今后不會再發展。G.654光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統容量，它在我國的陸地光纜中沒有使用過。干線光纜中采用分立的光纖，不采用光纖帶。干線光纜主要用于室外，在這些光纜中，曾經使用過的緊套層絞式和骨架式結構，目前已停止使用。
（三）接入網光纜
接入網中的光纜距離短，分支多，分插頻繁，為了增加網的容量，通常是增加光纖芯數。特別是在市內管道中，由于管道內徑有限，在增加光纖芯數的同時增加光纜的光纖集裝密度、減小光纜直徑和重量，是很重要的。接入網使用G.652普通單模光纖和G.652.C低水峰單模光纖。低水峰單模光纖適合于密集波分復用，目前在我國已有少量的使用。
（四）室內光纜
室內光纜往往需要同時用于話音、 數據和視頻信號的傳輸。并目還可能用于遙測與傳感器。國際電工委員會(IEC)在光纜分類中所指的室內光纜，筆者認為至少應包括局內光纜和綜合布線用光纜兩大部分。局用光纜布放在中心局或其他電信機房內，布放緊密有序和位置相對固定。綜合布線光纜布放在用戶端的室內，主要由用戶使用，因此對其易損性應比局用光纜有更嚴格的考慮。
（五）電力線路中的通信光纜
光纖是介電質，光纜也可作成全介質，完全無金屬。這樣的全介質光纜將是電力系統最理想的通信線路。用于電力線桿路敷設的全介質光纜有兩種結構：即全介質自承式(ADSS)結構和用于架空地線上的纏繞式結構。ADSS光纜因其可以單獨布放，適應范圍廣，在當前我國電力輸電系統改造中得到了廣泛的應用。ADSS光纜在國內的近期需求量較大，是目前的一種熱門產品。
二、光纖通信技術的發展趨勢
對光纖通信而言，超高速度、超大容量和超長距離傳輸一直是人們追求的目標，而全光網絡也是人們不懈追求的夢想。
（一）超大容量、超長距離傳輸技術波分復用技術極大地提高了光纖傳輸系統的傳輸容量，在未來跨海光傳輸系統中有廣闊的應用前景。近年來波分復用系統發展迅猛，目前1.6 Tbit/的 WDM系統已經大量商用，同時全光傳輸距離也在大幅擴展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時分復用(OTDM)技術，與 WDM通過增加單根光纖中傳輸的信道數來提高其傳輸容量不同，OTDM技術是通過提高單信道速率來提高傳輸容量，其實現的單信道最高速率達640Gbit/s。
僅靠OTDM和WDM來提高光通信系統的容量畢竟有限，可以把多個OTDM信號進行波分復用，從而大幅提高傳輸容量。偏振復用（PDM）技術可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零（RZ）編碼信號在超高速通信系統中占空較小，降低了對色散管理分布的要求，且RZ編碼方式對光纖的非線性和偏振模色散（PMD）的適應能力較強，因此現在的超大容量WDM/OTDM通信系統基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統需要解決的關鍵技術基本上都包括在OTDM和WDM通信系統的關鍵技術中。
（二）光孤子通信。光孤子是一種特殊的ps數量級的超短光脈沖，由于它在光纖的反常色散區，群速度色散和非線性效應相互平衡，因而經過光纖長距離傳輸后，波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實現長距離無畸變的通信，在零誤碼的情況下信息傳遞可達萬里之遙。
光孤子技術未來的前景是：在傳輸速度方面采用超長距離的高速通信，時域和頻域的超短脈沖控制技術以及超短脈沖的產生和應用技術使現行速率10~20Gbit/s提高到100 Gbit/s以上；在增大傳輸距離方面采用重定時、整形、再生技術和減少ASE，光學濾波使傳輸距離提高到100000km以上；在高性能 EDFA 方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。當然實際的光孤子通信仍然存在許多技術難題，但目前已取得的突破性進展使人們相信，光孤子通信在超長距離、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系統中，有著光明的發展前景。
（三）全光網絡。未來的高速通信網將是全光網。全光網是光纖通信技術發展的最高階段，也是理想階段。傳統的光網絡實現了節點間的全光化，但在網絡結點處仍采用電器件，限制了目前通信網干線總容量的進一步提高，因此真正的全光網已成為一個非常重要的課題。
全光網絡以光節點代替電節點，節點之間也是全光化，信息始終以光的形式進行傳輸與交換，交換機對用戶信息的處理不再按比特進行，而是根據其波長來決定路由。
目前，全光網絡的發展仍處于初期階段，但它已顯示出了良好的發展前景。從發展趨勢上看，形成一個真正的、以 WDM技術與光交換技術為主的光網絡層，建立純粹的全光網絡，消除電光瓶頸已成為未來光通信發展的必然趨勢，更是未來信息網絡的核心，也是通信技術發展的最高級別，更是理想級別。
三、結語
光通信技術作為信息技術的重要支撐平臺，在未來信息社會中將起到重要作用。雖然經歷了全球光通信的“冬天”但今后光通信市場仍然將呈現上升趨勢。從現代通信的發展趨勢來看，光纖通信也將成為未來通信發展的主流。人們期望的真正的全光網絡的時代也會在不遠的將來到來。
參考文獻
[1]辛化梅、李忠，論光纖通信技術的現狀及發展[J]. 山東師范大學學報（自然科學版），2003，（04）
[論文摘要]光纖通信因其具有的損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優點，備受業內人士青睞，發展非常迅速。目前，光纖光纜已經進入了有線通信的各個領域，包括郵電通信、廣播通信、電力通信和軍用通信等領域。綜述我國光纖通信研究現狀及其發展。
近年來，光纖通信技術得到了長足的發展，新技術不斷涌現，這大幅提高了通信能力，并使光纖通信的應用范圍
不斷擴大。
一、我國光纖光纜發展的現狀
（一）普通光纖
普通單模光纖是最常用的一種光纖。隨著光通信系統的發展，光中繼距離和單一波長信道容量增大，G.652.A光纖的性能還有可能進一步優化，表現在1550rim區的低衰減系數沒有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數和零色散點不在同一區域。符合ITUTG.654規定的截止波長位移單模光纖和符合G.653規定的色散位移單模光纖實現了這樣的改進。
（二）核心網光纜
我國已在干線(包括國家干線、省內干線和區內干線)上全面采用光纜，其中多模光纖已被淘汰，全部采用單模光纖，包括G.652光纖和G.655光纖。G.653光纖雖然在我國曾經采用過，但今后不會再發展。G.654光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統容量，它在我國的陸地光纜中沒有使用過。干線光纜中采用分立的光纖，不采用光纖帶。干線光纜主要用于室外，在這些光纜中，曾經使用過的緊套層絞式和骨架式結構，目前已停止使用。
（三）接入網光纜
接入網中的光纜距離短，分支多，分插頻繁，為了增加網的容量，通常是增加光纖芯數。特別是在市內管道中，由于管道內徑有限，在增加光纖芯數的同時增加光纜的光纖集裝密度、減小光纜直徑和重量，是很重要的。接入網使用G.652普通單模光纖和G.652.C低水峰單模光纖。低水峰單模光纖適合于密集波分復用，目前在我國已有少量的使用。
（四）室內光纜
室內光纜往往需要同時用于話音、數據和視頻信號的傳輸。并目還可能用于遙測與傳感器。國際電工委員會(IEC)在光纜分類中所指的室內光纜，筆者認為至少應包括局內光纜和綜合布線用光纜兩大部分。局用光纜布放在中心局或其他電信機房內，布放緊密有序和位置相對固定。綜合布線光纜布放在用戶端的室內，主要由用戶使用，因此對其易損性應比局用光纜有更嚴格的考慮。
（五）電力線路中的通信光纜
光纖是介電質，光纜也可作成全介質，完全無金屬。這樣的全介質光纜將是電力系統最理想的通信線路。用于電力線桿路敷設的全介質光纜有兩種結構：即全介質自承式(ADSS)結構和用于架空地線上的纏繞式結構。ADSS光纜因其可以單獨布放，適應范圍廣，在當前我國電力輸電系統改造中得到了廣泛的應用。ADSS光纜在國內的近期需求量較大，是目前的一種熱門產品。
二、光纖通信技術的發展趨勢
對光纖通信而言，超高速度、超大容量和超長距離傳輸一直是人們追求的目標，而全光網絡也是人們不懈追求的夢想。
（一）超大容量、超長距離傳輸技術波分復用技術極大地提高了光纖傳輸系統的傳輸容量，在未來跨海光傳輸系統中有廣闊的應用前景。近年來波分復用系統發展迅猛，目前1.6Tbit/的WDM系統已經大量商用，同時全光傳輸距離也在大幅擴展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時分復用(OTDM)技術，與WDM通過增加單根光纖中傳輸的信道數來提高其傳輸容量不同，OTDM技術是通過提高單信道速率來提高傳輸容量，其實現的單信道最高速率達640Gbit/s。僅靠OTDM和WDM來提高光通信系統的容量畢竟有限，可以把多個OTDM信號進行波分復用，從而大幅提高傳輸容量。偏振復用（PDM）技術可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零（RZ）編碼信號在超高速通信系統中占空較小，降低了對色散管理分布的要求，且RZ編碼方式對光纖的非線性和偏振模色散（PMD）的適應能力較強，因此現在的超大容量WDM/OTDM通信系統基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統需要解決的關鍵技術基本上都包括在OTDM和WDM通信系統的關鍵技術中。
（二）光孤子通信。光孤子是一種特殊的ps數量級的超短光脈沖，由于它在光纖的反常色散區，群速度色散和非線性效應相互平衡，因而經過光纖長距離傳輸后，波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實現長距離無畸變的通信，在零誤碼的情況下信息傳遞可達萬里之遙。
光孤子技術未來的前景是：在傳輸速度方面采用超長距離的高速通信，時域和頻域的超短脈沖控制技術以及超短脈沖的產生和應用技術使現行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大傳輸距離方面采用重定時、整形、再生技術和減少ASE，光學濾波使傳輸距離提高到100000km以上；在高性能EDFA方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。當然實際的光孤子通信仍然存在許多技術難題，但目前已取得的突破性進展使人們相信，光孤子通信在超長距離、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系統中，有著光明的發展前景。
（三）全光網絡。未來的高速通信網將是全光網。全光網是光纖通信技術發展的最高階段，也是理想階段。傳統的光網絡實現了節點間的全光化，但在網絡結點處仍采用電器件，限制了目前通信網干線總容量的進一步提高，因此真正的全光網已成為一個非常重要的課題。
全光網絡以光節點代替電節點，節點之間也是全光化，信息始終以光的形式進行傳輸與交換，交換機對用戶信息的處理不再按比特進行，而是根據其波長來決定路由。
目前，全光網絡的發展仍處于初期階段，但它已顯示出了良好的發展前景。從發展趨勢上看，形成一個真正的、以WDM技術與光交換技術為主的光網絡層，建立純粹的全光網絡，消除電光瓶頸已成為未來光通信發展的必然趨勢，更是未來信息網絡的核心，也是通信技術發展的最高級別，更是理想級別。
三、結語
光通信技術作為信息技術的重要支撐平臺，在未來信息社會中將起到重要作用。雖然經歷了全球光通信的“冬天”但今后光通信市場仍然將呈現上升趨勢。從現代通信的發展趨勢來看，光纖通信也將成為未來通信發展的主流。人們期望的真正的全光網絡的時代也會在不遠的將來到來。
參考文獻：
[1]辛化梅、李忠，論光纖通信技術的現狀及發展[J].山東師范大學學報（自然科學版），2003，（04）
