试论光纤通信技术的现状及发展趋势

孙博瑛

摘 要：光纤通信发展速度非常快，凭借其拥有的容量大、重量轻、体积小、低损耗、不易串音以及传输频带宽等优点越来越受到人们的欢迎。本文介绍了光纤通信技术的发展现状，从波分复用系统、光孤子通信以及全光网络三个方面详细论述了光纤通信技术的发展趋势。

关键词：光纤；光纤通信；技术现状；发展趋势

1 光纤通信技术的发展现状

光纤通信的产生和发展对电信发展史来说具有重要意义。从光纤理论的提出，再到光线技术的运用，直至如今高速光纤通信的发展，前后只有短短的几十年。在国外，光纤技术的发展也取得了不错的成绩。20世纪60年代中期，英国研制出的最好的光线损耗超过了400分贝/千米。1969年，日本研制出了损耗为100分贝/千米的首根通信用光纤，康宁公司在1970年研制出了4分贝/千米的低损耗石英光纤以及损耗低于20分贝/千米的光纤。贝尔实验室（Bell）在1974年制造出了性能高于康宁公司的光纤产品。1979年，在1.55千米处掺锗石英光纤的损耗降低到了0.2分贝/千米，这与石英光纤理论损耗的极限值非常接近。

目前，国内生产光纤光缆的总量比较大，市场上出现了供大于求的现象。虽然有些光纤需要从国外进口，但是数量不多。国内的光纤光缆价格与国际市场上的价格相差不大，生产的成本已经很难再降低，利润较低，没有较强的国际市场竞争力，并且很少向国外出口。近二十年来，WDN和OPN是国内发展的两个重点对象，并且发展程度相对比较成熟。

2 光纤通讯技术发展的趋势

目前，信息技术正朝着宽带化、数字化以及综合化方向发展。随着传输和交换地不断融合，以及电路交换逐渐向分组交换发展，网络的发展会变得更具兼容性、宽带化以及智能化，也会变得更加安全、灵活以及可靠。

2.1 波分复用系统

因为波分复用技术具有超长距离传输和超大容量的特点，所以将其应用在光纤传输系统中可以大幅度提高系统的传输量。这项技术在日后的跨海光传输系统中的发展前景非常好。近年来，波分复用系统的发展速度非常快，已经有很多系统得到了广泛应用。另一个提高传输容量的办法是运用光时分复用技术（OTDM），这项技术是利用提高单信道的速率实现增加传输容量的目的，和波分复用技术的方法有所不同。OTDM技术实现的单信道最高速率可达640 Gbit/s。

若要大幅度提高光通信系统的传输容量，仅仅依靠WDM和OTDM两种技术具有一定的局限性，可以采用将多个OTDM信号进行波分复用的方式来达到提高传输容量的目的。偏振复用（PDM）对相邻信道之间的相互作用具有减弱的作用。因为在超高速信息系统中归零（RZ）编码信号占用的空间比较小，对色散管理分布的要求有所降低，并且归零编码方式对光纤的偏振模色散和非线性具有很强的适应能力，所以，RZ编码传输方式在现在的超大容量的WDM/OTDM通信系统中得到了广泛的应用。WDM/OTDM混合传输系统中有很多亟待解决的重要技术都在OTDM和WDM通信系统的关键技术的范围之内。WDM和OTDM混合传输方式已经应用到了美国执行的ARPA计划中来提高通信网络的容量和宽带。未来大容量和高速光纤系统的发展趋势之一就是将WDM系统和OTDM系统进行适当地融合。其实，超过3 Tbit/s的很多实验使用的传输方式都是WDM和时分复用相结合的结果。

2.2 光孤子通信

光孤子是一种较为特别的ps数量级别的超短光脉冲。在光纤的反常色散区，光孤子的群速度色散和非线性效应能够达到一种平衡，所以在长距离传输光纤之后，它的速度和波形不会发生任何变化。光孤子通信就是通过光孤子这一载体完成了长距离的通信，如果在不出现任何错误的前提下，信息可以传到很远的地方。

光孤子技术的发展趋势为：在传输速度方面，通过利用时域和频域的超短脉冲产生、应用以及控制技术，以及超长距离的高速通信，能够使目前的速率10～20 Gbit/s超过100 Gbit/s；在增加传输距离方面，通过减少ASE，以及运用整形、重定以及再生技术，可使传输距离超过100000 km；在高性能EDFA方面，能够达到低噪声高输出EDFA的目的。虽然光孤子通信在实际的发展过程中存在不少的技术难题，但光孤子通信在发展中的一些突破让人们看到了其在高速、大容量以及超长距离的全光通信中，特别是在海底光通信系统中有着广阔的发展前景。

2.3 全光网络

光纤通信技术发展的最高阶段和理想阶段就是全光网，其日后将应用于高速通信网。虽然传统的光网络节点间已经达到了全光化的目的，然而在网络节点处使用电器件的情况没有发生改变，这对当前通信网干线总容量的提高非常不利，所以，如今一个重要的课题就是实现真正的全光网。全光网自始至终以光的形式实现信息的传输和交换，因为它的电节点已经被光点取代，并且实现了节点的全光化，交换机在对用户信息进行处理时是根据波长决定路由，而不再按照比特进行。

全光网络结构十分简单，并且组网较为灵活，在不安装信号交换和处理设备的前提下，就可以根据实际需要来增加新节点。此外，全光网络还具有很强的扩展性、开放性、透明性、兼容性以及可靠性，能够提供较低的误码率、超大的容量以及巨大的宽带，并且处理速度非常快。从全光网络发展的整体趋势来看，发展成真正的以交换技术和WDM技术为主的光网络层，建立真正的全光网络是今后光通信技术发展的主要方向，同时也是未来信息网络的主要部分，还是通信技术发展的最高阶段和理想阶段。

[参考文献]

[1]史为超.光纤通信技术应用及发展探究[J].硅谷.2010（15）.

[2]王红波.浅谈光纤通信技术[J].河南科技.2010（14）.