導語：如何才能寫好一篇光纖通信技術論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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為了適應網(wǎng)絡發(fā)展和傳輸流量提高的需求，傳輸系統(tǒng)供應商都在技術開發(fā)上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纖上進行了55x20Gbit/s傳輸?shù)难芯?，實現(xiàn)了1.1Tbit/s的傳輸。NEC公司進行了132x20Gbit/s、120km傳輸?shù)难芯?，實現(xiàn)了2.64Thit/s的傳輸。NTT公司實現(xiàn)了3Thit/s的傳輸。目前，以日本為代表的發(fā)達國家，在光纖傳輸方面實現(xiàn)了10.96Thit/s(274xGbit/s)的實驗系統(tǒng)，對超長距離的傳輸已達到4000km無電中繼的技術水平。在光網(wǎng)絡方面，光網(wǎng)技術合作計劃(ONTC)、多波長光網(wǎng)絡(MONET)、泛歐光子傳送重疊網(wǎng)(PHOTON)、泛歐光網(wǎng)絡(OPEN)、光通信網(wǎng)管理(MOON)、光城域通信網(wǎng)(MTON)、波長捷變光傳送和接入網(wǎng)(WOTAN)等一系列研究項目的相繼啟動、實施與完成，為下一代寬帶信息網(wǎng)絡，尤其為承載未來IP業(yè)務的下一代光通信網(wǎng)絡奠定了良好的基礎。

(一)復用技術

光傳輸系統(tǒng)中，要提高光纖帶寬的利用率，必須依靠多信道系統(tǒng)。常用的復用方式有：時分復用(TDM)、波分復用(WDM)、頻分復用(FDM)、空分復用(SDM)和碼分復用(CDM)。目前的光通信領域中，WDM技術比較成熟，它能幾十倍上百倍地提高傳輸容量。

(二)寬帶放大器技術

摻餌光纖放大器(EDFA)是WDM技術實用化的關鍵，它具有對偏振不敏感、無串擾、噪聲接近量子噪聲極限等優(yōu)點。但是普通的EDFA放大帶寬較窄，約有35nm(1530～1565nm)，這就限制了能容納的波長信道數(shù)。進一步提高傳輸容量、增大光放大器帶寬的方法有：(1)摻餌氟化物光纖放大器(EDFFA)，它可實現(xiàn)75nm的放大帶寬；(2)碲化物光纖放大器，它可實現(xiàn)76nm的放大帶寬；(3)控制摻餌光纖放大器與普通的EDFA組合起來，可放大帶寬約80nm；(4)拉曼光纖放大器(RFA)，它可在任何波長處提供增益，將拉曼放大器與EDFA結合起來，可放大帶寬大于100nm。

(三)色散補償技術

對高速信道來說，在1550nm波段約18ps(mmokm)的色散將導致脈沖展寬而引起誤碼，限制高速信號長距離傳輸。對采用常規(guī)光纖的10Gbit/s系統(tǒng)來說，色散限制僅僅為50km。因此，長距離傳輸中必須采用色散補償技術。

(四)孤子WDM傳輸技術

超大容量傳輸系統(tǒng)中，色散是限制傳輸距離和容量的一個主要因素。在高速光纖通信系統(tǒng)中，使用孤子傳輸技術的好處是可以利用光纖本身的非線性來平衡光纖的色散，因而可以顯著增加無中繼傳輸距離。孤子還有抗干擾能力強、能抑制極化模色散等優(yōu)點。色散管理和孤子技術的結合，凸出了以往孤子只在長距離傳輸上具有的優(yōu)勢，繼而向高速、寬帶、長距離方向發(fā)展。

(五)光纖接入技術

隨著通信業(yè)務量的增加，業(yè)務種類更加豐富。人們不僅需要語音業(yè)務，而且高速數(shù)據(jù)、高保真音樂、互動視頻等多媒體業(yè)務也已得到用戶青睞。這些業(yè)務不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡，用戶接人部分更是關鍵。傳統(tǒng)的接入方式已經(jīng)滿足不了需求，只有帶寬能力強的光纖接人才能將瓶頸打開，核心網(wǎng)和城域網(wǎng)的容量潛力才能真正發(fā)揮出來。光纖接入中極有優(yōu)勢的PON技術早就出現(xiàn)了，它可與多種技術相結合，例如ATM、SDH、以太網(wǎng)等，分別產(chǎn)生APON、GPON和EPON。由于ATM技術受到IP技術的挑戰(zhàn)等問題，APON發(fā)展基本上停滯不前，甚至走下坡路。但有報道指出由于ATM交換在美國廣泛應用，APON將用于實現(xiàn)FITH方案。GPON對電路交換性的業(yè)務支持最有優(yōu)勢，又可充分利用現(xiàn)有的SDH，但是技術比較復雜，成本偏高。EPON繼承了以太網(wǎng)的優(yōu)勢，成本相對較低，但對TDM類業(yè)務的支持難度相對較大。所謂EPON就是把全部數(shù)據(jù)裝在以太網(wǎng)幀內(nèi)傳送的網(wǎng)絡技術?，F(xiàn)今95％的局域網(wǎng)都使用以太網(wǎng)，所以選擇以太網(wǎng)技術應用于對IP數(shù)據(jù)最佳的接入網(wǎng)是很合乎邏輯的，并且原有的以太網(wǎng)只限于局域網(wǎng)，而且MAC技術是點對點的連接，在和光傳輸技術相結合后的EPON不再只限于局域網(wǎng)，還可擴展到城域網(wǎng)，甚至廣域網(wǎng)，EPON眾多的MAC技術是點對多點的連接。另外光纖到戶也采用EPON技術。

二、光纖通信技術的發(fā)展趨勢

對光纖通信而言，超高速度、超大容量、超長距離一直都是人們追求的目標，光纖到戶和全光網(wǎng)絡也是人們追求的夢想。

(一)光纖到戶

現(xiàn)在移動通信發(fā)展速度驚人，因其帶寬有限，終端體積不可能太大，顯示屏幕受限等因素，人們依然追求陸能相對占優(yōu)的固定終端，希望實現(xiàn)光纖到戶。光纖到戶的魅力在于它有極大的帶寬，它是解決從互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)到用戶桌面的“最后一公里”瓶頸現(xiàn)象的最佳方案。隨著技術的更新?lián)Q代，光纖到戶的成本大大降低，不久可降到與DSL和HFC網(wǎng)相當，這使FITH的實用化成為可能。據(jù)報道，1997年日本NTT公司就開始發(fā)展FTTH，2000年后由于成本降低而使用戶數(shù)量大增。美國在2002年前后的12個月中，F(xiàn)TTH的安裝數(shù)量增加了200％以上。在我國，光纖到戶也是勢在必行，光纖到戶的實驗網(wǎng)已在武漢、成都等市開展，預計2012年前后，我國從沿海到內(nèi)地將興起光纖到戶建設?？梢哉f光纖到戶是光纖通信的一個亮點，伴隨著相應技術的成熟與實用化，成本降低到能承受的水平時，F(xiàn)TTH的大趨勢是不可阻擋的。

(二)全光網(wǎng)絡

傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡實現(xiàn)了節(jié)點間的全光化，但在網(wǎng)絡結點處仍用電器件，限制了目前通信網(wǎng)干線總容量的提高，因此真正的全光網(wǎng)絡成為非常重要的課題。全光網(wǎng)絡以光節(jié)點代替電節(jié)點，節(jié)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(jù)其波長來決定路由。全光網(wǎng)絡具有良好的透明性、開放性、兼容性、可靠性、可擴展性，并能提供巨大的帶寬、超大容量、極高的處理速度、較低的誤碼率，網(wǎng)絡結構簡單，組網(wǎng)非常靈活，可以隨時增加新節(jié)點而不必安裝信號的交換和處理設備。當然全光網(wǎng)絡的發(fā)展并不可能獨立于眾多通信技術，它必須要與因特網(wǎng)、ATM網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等相融合。目前全光網(wǎng)絡的發(fā)展仍處于初期階段，但已顯示出良好的發(fā)展前景。從發(fā)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(wǎng)絡層，建立純粹的全光網(wǎng)絡，消除電光瓶頸已成未來光通信發(fā)展的必然趨勢，更是未來信息網(wǎng)絡的核心，也是通信技術發(fā)展的最高級別，更是理想級別。

三、結語

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1.1SDH光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)中的應用

SDH光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)里的使用解決了PDH光纖通信使用存在的問題，并在此基礎上有所突破，讓鐵路通信系統(tǒng)更加穩(wěn)定和流暢。借助SDH設備構成的具備自愈保護作用的環(huán)網(wǎng)形式，能在傳輸媒體主要信號中斷的時候自動利用自愈網(wǎng)及時恢復正常的通信狀態(tài)。相較于與PDH技術，SDH技術有四個顯著優(yōu)點：一是網(wǎng)絡管理能力更強；二是比特率和接口標準均統(tǒng)一，讓各個廠家設備間的互聯(lián)成為了可能；三是提出“自愈網(wǎng)”這一新理論，能在傳輸媒體主要信號中斷時及時恢復正常；四是運用字節(jié)復接技術，簡化網(wǎng)絡各個支路信號。鑒于SDH光纖通信技術有諸多優(yōu)點，所以在鐵路通信網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃里，已經(jīng)明確提出了要著重發(fā)展基于同步數(shù)字系列（SDH）基礎上的傳送網(wǎng)[2]。就以xx鐵路為例，該鐵路基于新敷設20芯光纜里的其中4芯光纖基礎上，開設SDH2.5Gb/s（1+1）光同步傳輸系統(tǒng)為長途傳輸網(wǎng)，在鐵路的相應經(jīng)過點均設置了SDH2.5Gb/sADM設備，并借助622Mb/s光口同接入層傳輸設備相連，發(fā)揮上聯(lián)和保護作用。此外，還借助2芯光纖開設了SDH622Mb/s（1+0）光同步傳輸系統(tǒng)，將其作為當?shù)氐闹欣^網(wǎng)，并在鐵路相應經(jīng)過點以及新開設的各個中間站和線路新設置了SDH622Mb/s設備。

1.2DWDM光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)中的應用

DWDM光纖通信技術是借助單模光纖寬帶與損耗低的特點，由多個波長構成載波，許可各個載波信道能同時在同一條光纖里傳輸，如此一來，在給定信息傳輸容量的情況西夏，就能降低所需光纖的總量。使用DWDM技術，單根光纖能傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)流量可以高達400Gb/s。DWDM技術最顯著的優(yōu)點就是其協(xié)議與傳輸速度是沒有關聯(lián)的，以DWDM技術為基礎的網(wǎng)絡可以使用IP協(xié)議、以太網(wǎng)協(xié)議、ATM等進行數(shù)據(jù)傳輸，每秒處理數(shù)據(jù)流量在100Mb~2.5Gb之間。也就是說，以DWDM技術為基礎的網(wǎng)絡能在同一個激光信道上以各種傳輸速度傳輸各種類型的數(shù)據(jù)流量。當前，在國內(nèi)鐵路通信網(wǎng)里DWDM技術得到了廣泛應用，其中滬杭-浙贛鐵路干線就是國內(nèi)第一條使用DWDM光纖傳輸系統(tǒng)的鐵路。此外，京九、武廣等鐵路的DWDM光纖傳輸系統(tǒng)也在建設與使用中。就拿京九鐵路來說，京九鐵路線使用的是具有開放性的DWDM系統(tǒng)和設備，能兼容各種工作波長以及廠商的SDH設備。波道數(shù)量為16，波道速率基礎為每秒2.5Gb，借助京九線20芯光纜里的2芯G.652單模光纖，使用單纖單向傳輸?shù)姆绞?，也就是說相同波長在兩個方向上都能多次使用，光接口滿足ITU-TG.692協(xié)議的標準。

2結語

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從光纖技術的使用狀況進行分析，光纖通信技術作為激光通信技術的一部分，效率高、便捷、成本低是其基本特點，被各領域廣泛使用。最初的通信行業(yè)中，作為電磁波的光就已經(jīng)得到廣泛運用，這使得通信的技術水準上了一個新的臺階。通常來講，主要有兩種不同的情況通過光進行通信，一是激光大氣，其光源是激光，主要是將信息經(jīng)過調制光的機器轉變成信號，然后通過光學天線進行發(fā)送，接受信息的設備也是匹配的，如此信息就通過激光完成了傳播。此類通信方式受溫度和大氣的制約，傳輸?shù)木嚯x不宜過大，所以，這種通信方式多適用于指定區(qū)域內(nèi)。二是導光纖維，這種纖維通過玻璃拉直后進行信息的傳輸，也就是我們通常所指的光纖通信。

2、電力通信網(wǎng)的構成及特點

微波、光纖以及衛(wèi)星電路是當前電力通信技術中的主要干線，電力系統(tǒng)特有的光纜和電力線載波等方式是不同支路完成通信的主要載體，并采用明線、電纜、無線等多種通信手段及程控交換機、調度總機等設備組成的多用戶、多功能的綜合通信網(wǎng)。電力通信的主要包括以下幾種方式。

2.1電力線載波通信

對工頻電流的傳輸是電力線路的工作重點。電力線載波完成通信的工作原理是：利用載波機將需要傳輸?shù)男畔⑥D換為高頻的弱電流，然后通過電力線路完成傳輸，其特點是：投資少、可靠性強、收效快，并且可以與電網(wǎng)同步發(fā)展建設。另外，此類通信方法還可以通過電力線將底線架空的方式來實現(xiàn)載波信號的傳送，這叫絕緣地線載波法，這種載波方法與傳統(tǒng)方法相比，具有脫離線路故障以及線路停電等因素的制約的優(yōu)勢，同時，這種絕緣地線還可以在很大程度上起到省電的作用。

2.2光纖通信

由于光纖通信具有抗電磁干擾能力強、傳輸容量大、頻帶寬、傳輸衰耗小等諸多優(yōu)點,它一問世便首先在電力部門得到應用并迅速發(fā)展。除普通光纖外,一些專用特種光纖也在電力通信中大量使用。電力通信不僅包括上面兩種，還包括音頻電纜、曾經(jīng)的明線電話和當前流行的擴頻通信等。與專供通信的專門網(wǎng)絡不通，電力通信的主要特點是：對靈活性與可靠性提出了更高的要求；種類繁多、信息傳輸量少、強大的實時性；抗沖擊性強；具有更復雜的網(wǎng)絡構造；機房多為無人看守、通信的范圍廣大。

3、光纖通信技術在電力通信中的應用

（1）光纖具有比電纜以及銅線更寬的頻帶面，傳輸?shù)膶拵л^大，這對傳輸?shù)男畔⒘亢蛡鬏斔俣榷际钟欣?。人類的需求在信息技術的推動下日益增加，這也對電力通信的網(wǎng)絡提出了更高的要求，使其面臨的任務更加艱巨。當前電力系統(tǒng)飛速發(fā)展、電網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)字化、信息化建設日趨完善，這對電力系統(tǒng)的信息量傳輸提出了更高的要求。因此，在整個電力通信中，具有較大傳輸量優(yōu)勢的光纖通信技術起到了關鍵性的作用。

（2）光纖通信技術在信息的傳輸過程中損耗遠遠低于其他材質的傳輸材料，還有光纖可以長距離傳輸，也就是說光纖通信技術可以在脫離中繼站的情況下實現(xiàn)信息的遠距離傳輸，大大的減少了中繼站的建設費用。在國家經(jīng)濟的推動下，電力通信設計的范圍也越來越廣，常見的事例有：偏遠鄉(xiāng)村日益發(fā)展的有線電視，不斷更新的數(shù)字電視等，當前中國，電信干線傳輸、電力通信和廣播電視等網(wǎng)絡的覆蓋面積越來越廣，規(guī)模越來越大，工程體系越來越繁雜。大規(guī)模的使用光纖通信技術，可以降低傳輸損耗、降低中繼站數(shù)量，節(jié)省建站資金等。

（3）光纖具有抗腐蝕和絕緣的特性，并且在傳輸信號的過程中具有抗干擾、防竊聽、防泄漏信息的優(yōu)勢，這在很大程度上對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全起了保護作用，這對社會運行的正常與否也有決定性的作用。

（4）相對于其他公用網(wǎng)公司，電力系統(tǒng)在通信技術方面有著自己的要求，所以通常電力通信在建設過程中，會根據(jù)其特有的要求采用不同類型的光纖進行通信建設。ADSS與OPGW是當前中國特種光纜的類型，這種特種通信光纜主要服務于電力通信。其與眾不同的結構與安裝情況決定了其與其他光纜的不同，這種材料的價格成本比較昂貴，但它具有低損耗、長壽命、較強安全性和與地線復合等優(yōu)勢，這在很大程度上節(jié)省了建設系統(tǒng)網(wǎng)絡的成本，并且使電力通信的質量得到了質的飛越。

4、結語

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關鍵詞：光纖通信技術優(yōu)勢接入技術

引言

近年來隨著傳輸技術和交換技術的不斷進步，核心網(wǎng)已經(jīng)基本實現(xiàn)了光纖化、數(shù)字化和寬帶化。同時，隨著業(yè)務的迅速增長和多媒體業(yè)務的日益豐富，使得用戶住宅網(wǎng)的業(yè)務需求也不只局限于原來的語音業(yè)務，數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務的需求已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢，現(xiàn)有的語音業(yè)務接入網(wǎng)越來越成為制約信息高速公路建設的瓶頸，成為發(fā)展寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)的障礙。

一、光纖通信技術定義

光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ帕κ?。在光纖通信系統(tǒng)中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路，光纖之間的中繞非常小，光波在光纖中傳輸，不會因為光信號泄漏而擔心傳輸?shù)男畔⒈蝗烁`聽，光纖的芯很細，由多芯組成光纜的直徑也很小，所以用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題。

二、光纖通信技術優(yōu)勢

2.1頻帶極寬，通信容量大

光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，光纖通信系統(tǒng)的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。散波長窗口，單模光纖具有幾十GHz·km的寬帶。對于單波長光纖通信系統(tǒng)，由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸?shù)娜萘浚貏e是現(xiàn)在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。采用密集波分復術可以擴大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目前，單波長光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps，采用密集波分復術實現(xiàn)的多波長傳輸系統(tǒng)的傳輸速率已經(jīng)達到單波長傳輸系統(tǒng)的數(shù)百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業(yè)務網(wǎng)的首選介質。

2.2損耗低，中繼距離長目前，實用的光纖通信系統(tǒng)使用的光纖多為石英光纖，此類光纖損耗可低于0.20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低，因此，由其組成的光纖通信系統(tǒng)的中繼距離也較其他介質構成的系統(tǒng)長得多。

如果將來采用非石英系統(tǒng)極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無中繼距離;對于一個長途傳輸線路，由于中繼站數(shù)目的減少，系統(tǒng)成本和復雜性可大大降低。目前，由石英光纖組成的光纖通信系統(tǒng)最大中繼距離可達200多km，由非石英系極低損耗光纖組成的通信系至數(shù)公里，這對于降低通信系統(tǒng)的成本、提高可靠性和穩(wěn)定性具有特別重要的意義。

2.3抗電磁干擾能力強我們知道光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯(lián)系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜。它是一種非導電的介質，交變電磁波在其中不會產(chǎn)生感生電動勢，即不會產(chǎn)生與信號無關的噪聲。這樣，就是把它平行鋪設到高壓電線和電氣鐵路附近，也不會受到電磁干擾。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利。

2.4光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設光纖的芯徑很細，約為0.1mm，由多芯光纖組成光纜的直徑也很小，8芯光纜的橫截面直徑約為10mm，而標準同軸電纜為47mm。這樣采用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題，節(jié)約了地下管道建設投資。此外，光纖的重量輕，柔韌性好，光纜的重量要比電纜輕得多，在飛機、宇宙飛船和人造衛(wèi)星上使用光纖通信可以減輕飛機、輪船、飛船的重量，顯得更有意義。還有，光纖柔軟可繞，容易成束，能得到直徑小的高密度光纜。

2.5保密性能好對通信系統(tǒng)的重要要求之一是保密性好。然而，隨著科學技術的發(fā)展，電通信方式很容易被人竊聽，只要在明線或電纜附近設置一個特別的接收裝置，就可以獲取明線或電纜中傳送的信息，更不用去說無線通信方式。光纖通信與電通信不同，由于光纖的特殊設計，光纖中傳送的光波被限制在光纖的纖芯和包層附近傳送，很少會跑到光纖之外。即使在彎曲半徑很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的。并且成纜以后光纖在外面包有金屬做的防潮層和橡膠材料的護套，這些均是不透光的，因此，泄漏到光纜外的光幾乎沒有。更何況長途光纜和中繼光纜一般均埋于地下。所以光纖的保密性能好。此外，由于光纖中的光信號一般不會泄漏，因此電通信中常見的線路之間的串話現(xiàn)象也可忽略。

三、光纖接入技術

隨著通信業(yè)務量的不斷增加，業(yè)務種類也更加豐富，人們不僅需要語音業(yè)務，高速數(shù)據(jù)、高保真音樂、互動視頻等多媒體業(yè)務也已經(jīng)得到了更多用戶的青睞。光纖接入網(wǎng)可分為有源光網(wǎng)絡A(ON)和無源光網(wǎng)絡((PON。)采用SDH技術、ATM技術、以太網(wǎng)技術在光接入網(wǎng)系統(tǒng)中稱為有源光網(wǎng)絡。若光配線網(wǎng)(ODN全)部由無源器件組成，不包括任何有源節(jié)點，則這種光接入網(wǎng)就是無源光網(wǎng)絡。

現(xiàn)階段，無源光網(wǎng)絡P(ON)技術是實現(xiàn)FT－Tx的主流技術。典型的PON系統(tǒng)由局側OLT光(線路終端)、用戶側ONUO/NT(光網(wǎng)絡單元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配網(wǎng)絡)組成。PON技術可節(jié)省主干光纖資源和網(wǎng)絡層次，在長距離傳輸條件夏可提供雙向高帶寬能力，接入業(yè)務種類豐富，運維成本大幅降低，適合于用戶區(qū)域較分散而每一區(qū)域內(nèi)用戶又相對集中的小面積密集用戶地區(qū)。

為實現(xiàn)信息傳輸?shù)母咚倩?，滿足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡，用戶接入部分更是關鍵，光纖接入網(wǎng)是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達置的不同，有FTB、FTTC，F(xiàn)TTCab和FTTH等不同的應用，統(tǒng)稱FTTx。

FTTH(光纖到戶)是光纖寬帶接入的最終方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纖的寬帶特性，為用戶提供所需要的不受限制的帶寬，充分滿足寬帶接入的需求。我國從2003年起，在“863”項目的推動下，開始了FTTH的應用和推廣工作。迄今已經(jīng)在30多個城市建立了試驗網(wǎng)和試商用網(wǎng)，包括居民用戶、企業(yè)用戶、網(wǎng)吧等多種應用類型，也包括運營商主導、駐地網(wǎng)運營商主導、企業(yè)主導、房地產(chǎn)開發(fā)商主導和政府主導等多種模式，發(fā)展勢頭良好。不少城市制定了FTTH的技術標準和建設標準，有的城市還制門了相應的優(yōu)惠政策，這此都為FTTH在我國的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。

在FTTH應用中，主要采用兩種技術，即點到點的P2P技術和點到多點的xPON技術，亦可稱為光纖有源接入技術和光纖無源接入技術。P2P技術主要采用通常所說的MC(媒介轉換器)實現(xiàn)用戶和局端的自接連接，它可以為用戶提供高帶寬的接入。目前，國內(nèi)的技術可以為用戶提供FE或GE的帶寬，對大中型企業(yè)用戶來說，是比較理想的接入方式。

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關鍵詞：鐵路通信系統(tǒng)；光纖通信技術；DWDM技術；波分復用技術；光纖接入技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：U285 文章編號：1009-2374（2017）06-0034-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.06.017

光纖通信技術作為當今社會不可缺少的一種信息傳輸載體，其不但在市場占有重要位置，且運用比較廣泛，例如：光纖通信技術被運用于高質量彩色電視傳輸、工業(yè)生產(chǎn)場地監(jiān)控與調度。特別是在鐵路通信系統(tǒng)當中，光纖通信技術運用得比較多。在鐵路通信系統(tǒng)中應用光纖通信技術可以提高通信傳輸?shù)男室约皵U大光纖通信技術的運用，可是光纖通信技術還有很多不足之處，需要得到改善。所以，下文就光纖通信技術在鐵路通信系統(tǒng)的運用以及優(yōu)化舉措進行了簡單的闡述。

1 關于光纖通信技術情況分析

由于光纖通信是在高頻率光波當中作為載波的這一前提條件下完成的，且由于光波頻率必須要達到1000赫茲才可以，而光纖在進行發(fā)送信息時一般是被當作介質一樣的東西存在的。之前有文獻提到了這樣一個理論：就是將光纖當作媒體，這樣就可以完成信息輸送。并且這篇論文提到，如果將其運用到通信當中，不但可以降低光纖損害程度，還可以降低成本運輸。所以某企業(yè)為了真正實現(xiàn)這一想法，通過大量的研究和探索，對其進行想象和思考，最終判定假如有一天將其成功研發(fā)出來，可以獲取高額的回報。而且對于通信未來發(fā)展有著非常重要的作用。隨之而來的世界上就出現(xiàn)了損害低的光纖，并且這根光纖衰退系數(shù)是20～23db/km，也正是因為如此，人們進入了光纖時代。使用光纖技術的時候，與以往的通信技術相比較，光纖技術優(yōu)勢更大，尤其是光纖技術的損耗小、容量大、傳輸快等優(yōu)點，這是傳統(tǒng)的通信技術不能相比的。由于光纖通信具備了這部分優(yōu)點：不會遭到電磁感染、不會出現(xiàn)串音，所以很多人喜歡光纖通信，且為了更好地運用光纖通信，人們花費大量的資金和先進技術，發(fā)展光纖通信技術。從光纖技術發(fā)展至今，只有20多年的時間，光纖通信的容量就提高了一萬多倍，且傳輸速度也提高了數(shù)百倍，到目前為止，人們可以在各個行業(yè)當中看到光纖的身影。

1.1 波分復用技術分析

因為通過單模光纖消耗非常小的區(qū)域，使用波分復用能夠帶來很大的寬帶資源，按照不一樣的波長以及頻率，不一樣的信道就可以經(jīng)過光纖消耗非常小的窗口進行改進而成。且因為信號載波就是光波，所以波分復用器使用在發(fā)送端，能夠將不相同的波長光載波進行有效融合，然后發(fā)送到一根光纖之中。通過接收端，將不一樣的波長采用分波器負荷不相同的信號載波進行有效分割。不相同的波長的光載波信號一同進行復用傳輸。從當今社會發(fā)展來看，波分復用已經(jīng)運用于鐵路通信體系之中，按照不一樣的波長輸送通信信號，不僅不會遭到電磁信號以及氣候的干擾，還可以提高信息傳輸速度。

1.2 光纖接入技術分析

光纖接入網(wǎng)作為信息高速公路中的最后一個環(huán)節(jié)，其要想完成高速信息輸送，關鍵點在于用戶的接入這一環(huán)節(jié)，必須擁有主干寬帶輸送網(wǎng)，且信息高速輸送到各家各戶采用的技術就是光纖接入網(wǎng)絡技術。當光纖寬帶進行接入時，通常其輸送方式不會是單一的，而是各種類型的同的方式，且光纖到戶和FTTCab就是經(jīng)常使用的傳遞模式。其能夠讓光纖在不同的位置進行信息傳遞。由于進行光纖寬帶接入方式采用了光纖到戶這一方法，其可以提供全光接入，所以對于不相同的寬帶特點能夠充分滿足使用者對于寬帶的各種不同需求，用戶體驗到不同的寬帶需求。

2 運用的光纖通信技術情況分析

2.1 準同步數(shù)字系列光纖通信

于1980年左右，鐵路光纖通信體系逐步發(fā)展和進步，由北京站到北京局間建立了一個10千米以上的試驗段，并且二次體系也隨之開通，且路段之間建立了多模光纖，采用8芯單模光纜將其運用于重載雙線電氣化大秦鐵路。而該局限通信系統(tǒng)由二芯配置34Mb/sPDH設施組建而成，所以中國的第一條長途干線電纜數(shù)字通信系統(tǒng)功能出現(xiàn)了，這樣大大促進了同軸模擬傳輸光纜數(shù)據(jù)通信在鐵路通信網(wǎng)的進步和發(fā)展。但由于其復用結構相當復雜、沒有網(wǎng)絡管理能力等，進而直接影響到光纜通信系統(tǒng)發(fā)展和進步，在這樣的情況下，相關人員研制出了同步數(shù)字體系技術，其逐漸出現(xiàn)在人們的視線里。同步數(shù)字體系可以有效實現(xiàn)光纖通信系統(tǒng)的運用價值。其是把光纖信號進行一同收集，接著采用不一樣的頻率來發(fā)出。

2.2 對于DWDM技術運用分析

相關人員開始于鐵路通信系統(tǒng)中運用DWDM，這種技術能夠采員工非常多的波長作為載波，其具備了消耗非常低與單模光纖的寬帶的特點，可以讓各個載波通信通道在一根光纖里一同進行傳輸，這樣可以大大降低光纖的總數(shù)目。在DWDM當中，其協(xié)議和輸送的速度沒有任何聯(lián)系，并且DWDM網(wǎng)絡可使用以太網(wǎng)協(xié)議等來進行數(shù)據(jù)輸送，且數(shù)據(jù)流量通?？梢钥刂圃?.0Gb/s～100Mb/s之間。并且DWDM能夠在激光通道間，經(jīng)過不一樣的速度輸送不一樣的數(shù)據(jù)流量。從目前而言，這樣的技術已經(jīng)開始大面積地運用到鐵路通信系y中。由于此技術不會受到天氣的干擾，可以將波長和光纖頻率相融合，使用DWDM系統(tǒng)和設施，讓信息體系可以得到綜合性的兼容。

相關人員使用SDH設施，開展信號波的傳輸，在一開始的時候，其信號傳輸不太穩(wěn)定，但由于時間的上漲，所以輸送的速度也會一直上漲。在這樣的情形下，能夠采用16波道以及2.0Gb/s以上的速度作為基礎。采用單根光纖單向傳輸方式，能夠把相同的波長在不同的兩個位置進行重復性的使用功能。這項技術和數(shù)字傳輸體制的世界標準是相符的，能夠符合很多的光纖信號。并且這種技術還能夠把PDH與SDH的特征進行兼容，使用靈活的組網(wǎng)方式，可以有效降低聯(lián)網(wǎng)費用。DWDM技術在多個新型行業(yè)都有業(yè)務方面的發(fā)展，不但可以推動鐵路通信系統(tǒng)發(fā)展，還能夠讓通信技術行業(yè)上升一個檔次，進而帶來全新的發(fā)展局面。運用DWDM，把光纖通信技術相結合，且把光波頻率和電磁信號相融合，將其運用于鐵路通信當中，可以達到意想不到的效果。

3 光纖通信技術優(yōu)化策略

3.1 采用光時分復用及密集波分復用技術提升傳輸容量

要想提升光纖傳輸系統(tǒng)中的傳輸容量，就一定要采用光時分復用技術以及密集波分復用技術，這是提升傳輸容量最好的方法之一，其能夠經(jīng)過單根光纖來使得傳輸信道數(shù)的傳輸容量增加，并且光時分復用技術是經(jīng)過信道的傳輸速度來提升傳輸容量的?？墒怯捎诠鈺r分復用技術以及密集波分復用技術傳輸?shù)墓饫w通信系統(tǒng)的容量非常有限，所以相關人員可以把很多的光時分復用信號一起使用，這樣可以在很大程度上提高傳輸?shù)娜萘?。其中偏振復用技術最大的作用在于降低相鄰的信道之間的相互作用，在高速通訊系統(tǒng)當中歸零編碼信號里面所占去的空間非常小，并且對于色散管理分布相關要求很低，而且其對于光纖的偏振膜色散以及非線性歸零編碼信號之間的適應性很強。所以在當前的大容量通信系統(tǒng)當中運用歸零編碼傳輸方法比較好。

3.2 采用光孤子通信技術進行遠距離傳輸

因光孤子通信技術擁有非常特別的PS數(shù)量級的很短的光脈沖，其方位一般是在光纖反常色散區(qū)域，可以將光纖的非線性和群速度色散進行有效地平衡，所以，針對光纖距離較遠的輸送，使用光孤子通信，就不會更改光纖速度和波長。使用功能光孤子通信能夠進行遠距離高速通訊，能夠在時域很短的脈沖把控中使用已存在的速率，進而可以有效降低ASE，而其定時、整形等可以加大輸送的距離。如果要提高光學濾波輸送距離，其可以在性能非常高的摻鉺光纖放大器方面輸送比較低的噪音的摻鉺光纖放大器。

3.3 采用全光網(wǎng)絡技術提升速度傳輸

運用全光網(wǎng)絡技術能夠有效提升速度傳輸，實現(xiàn)高速傳輸。以往的光網(wǎng)絡可以把節(jié)點間的全光化完成，可是在網(wǎng)絡的節(jié)點處以往的方式運用的是電器件，這就嚴重局限了通信網(wǎng)絡容量的提升，并且也給當前鐵路通信系統(tǒng)造成了很大的麻煩?？墒请姽?jié)點會在全網(wǎng)絡中被取代，且節(jié)點之間可以使用全光網(wǎng)，讓信息可以進行高速的交換以及傳輸，對于用戶的信息不會再按照以往的比特進行，而是根據(jù)波長來決定。采用全光網(wǎng)絡技術還能夠消除電光瓶頸產(chǎn)生的部分影響因素。

4 結語

在鐵路通信系統(tǒng)中運用光纖通信技術可以提升傳輸效率，還可以推動通信行業(yè)的發(fā)展，并且素質和市場需求上升，能夠促進光纖通信技術上升一個層次。所以運用光纖通信技術的時候，首要做的就是對其運用的相關情況進行仔細的分析，接著通過對實際情況的調查，對光纖通信技術進行優(yōu)化，提升光纖通信技術傳輸容量、實現(xiàn)光纖通信技術遠距離傳輸、實現(xiàn)光纖通信技術全光網(wǎng)。

參考文獻

[1] 陳鼎.光纖通信技術在鐵路通信系統(tǒng)中的應用[J].無線互聯(lián)科技，2016，（18）.

[2] 何靜濤.試論光纖通信技術在鐵路通信系統(tǒng)中的應用[J].中新通信，2016，（1）.

[3] 李士軍.鐵路通信系統(tǒng)中的光纖通信技術分析[J].科技風，2015，（5）.

篇6

關鍵詞：光纖通信；課程教學；教學改革

作者簡介：翟鳳瀟（1979-），男，河南永城人，鄭州輕工業(yè)學院物理電子工程學院，講師；郝蘊琦（1985-），女，河南扶溝人，鄭州輕工業(yè)學院物理與電子工程學院，講師。（河南 鄭州 450002）

基金項目：本文系鄭州輕工業(yè)學院第十批教改項目的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）05-0144-02

自從英（美）籍華人科學家高錕提出光纖用于通信領域之后，光纖通信技術以其獨特的特點和優(yōu)勢得到了前所未有的快速發(fā)展。[1]我國光通信設備產(chǎn)業(yè)近年來—直保持較高增長速度，成為中國發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)之一。現(xiàn)在國家級的電信網(wǎng)骨干主要采用光纖通信系統(tǒng)，而光纖通信技術已深入到社會生活的各個層面，成為現(xiàn)代社會重要的關鍵基礎設施。特別是2013年8月17日，國務院印發(fā)了“寬帶中國”戰(zhàn)略及實施方案的通知，必將對我國光纖通信技術發(fā)展起到了巨大的推動作用，也會對光纖通信人才培養(yǎng)產(chǎn)生影響。由于光纖通信技術在社會生活中占據(jù)的重要地位，因此“光纖通信”課程近年來一直作為國內(nèi)外高校通信、電子學科的重點專業(yè)課程及相關專業(yè)的選修課程。這門課程系統(tǒng)主要介紹了光纖通信理論和技術。課程要求是通過這門課程的學習，可以使學生掌握光纖通信技術的基本原理、光纖通信系統(tǒng)的基本構成以及系統(tǒng)設計方法，了解光纖通信技術的實際應用和最新發(fā)展方向，為學生畢業(yè)后能夠從事光纖數(shù)字通信設備的操作、維護、設計、施工或繼續(xù)深造打下良好的基礎。“光纖通信”作為一門應用性很強的課程，在實際課程教學中存在諸多問題。關于“光纖通信”課程理論與實踐教學改革成為各高校研究的問題。[2-5]本文將從教學現(xiàn)狀及存在的主要問題出發(fā)，對該課程的教學改革進行探討。

一、“光纖通信”課程存在的問題

作為電子科學技術專業(yè)一門主要專業(yè)課，其特點是光纖通信科學技術發(fā)展迅速，新理論和新技術不斷產(chǎn)生和發(fā)展。這需要及時更新教學實驗內(nèi)容、改革教學方法。由于種種原因，“光纖通信”這門課程在實際教學過程中存在諸多問題，主要表現(xiàn)在以下方面：

第一，從授課方面來看在傳統(tǒng)的教學模式下，一般都是按照教材的自然順序按部就班地進行講解，由于本課程公式多、表格多、圖形多，并且在課堂授課中，教師需在黑板上做大量的數(shù)學分析推導，課堂教學中過多的公式推導、證明導致課堂氣氛沉悶，教學效果不佳。另外，課程成績考核方式比較單一。目前“光纖通信”原理課程的考核多采取傳統(tǒng)閉卷考試方式，考試內(nèi)容以理論知識為主，導致學生的學習方法呆板，習慣死記硬背，表現(xiàn)出綜合應用知識能力比較欠缺，不能充分反映出學生對課程知識進行融會貫通、創(chuàng)新思維解決實際問題的能力。以上原因都極大打擊了學生學習的積極性。

第二，實踐性教學環(huán)節(jié)欠缺。在工科院?！肮饫w通信”教學實踐的過程中，實踐教學環(huán)節(jié)向來是一個短板。隨著光纖通信的新理論和新技術不斷產(chǎn)生和發(fā)展，實驗硬件更新升級落后、實驗設備陳舊、實驗項目單一、實驗內(nèi)容老化等原因，教學內(nèi)容已經(jīng)落后于光纖通信技術的發(fā)展。另外，采用封裝性強、集成化程度實驗箱型的實驗方式在方便操作的同時卻無法讓學生深入了解光纖通信系統(tǒng)全貌。實踐教學很難達到培養(yǎng)學生動手能力的目的，導致學生普遍對實驗教學認識不足，嚴重影響了實驗教學質量和效果。

第三，由于光纖通信技術涉及的物理基礎知識較多如場論、光學原理、通信技術、激光技術等。故在學習本課程之前，學生應先修這些課程。但是由于這些課程本身都有比較深的難度，所以不少學生很難全面掌握。例如研究光纖中的模式分布通常是在圓柱坐標系下用分離變量法解給定邊界條件下的亥姆霍茲方程來完成，要求學生有較好的數(shù)學功底和電磁波方面的知識，如果基礎知識不夠扎實這部分的學習就會出現(xiàn)困難。學生對知識的掌握僅僅限于簡單地背結論、公式，做計算題。學生不了解理論的工程應用意義，不具體分析問題，導致學生對課程認識不足，出現(xiàn)不知道學了有什么用的現(xiàn)象，這些問題會使得學生逐步失去對這門課程的興趣。

二、“光纖通信”課程的教學改革思路

鑒于教學現(xiàn)狀和存在的問題，對“光纖通信”課程的教學內(nèi)容和體系改革非常重要。下面將從教學內(nèi)容、教學方法以及實驗領域進行改革探索，在教學過程中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，為學生圓滿完成學業(yè)打下堅實的基礎。

1.創(chuàng)新教學方法

在授課的過程中應摒棄傳統(tǒng)教學方法缺點，充分利用計算機多媒體技術在現(xiàn)代教育中的優(yōu)勢。從教學目標出發(fā)選擇教學內(nèi)容，把握理論上的度，對課程進行準確定位，突出技術實質。根據(jù)不同的教學內(nèi)容精心制作教學課件，在講課程前言和緒論部分宜采用聲情并茂的圖文、視頻展示，突出基本理論基本分析方法和知識的應用，讓學生在首次接觸該課程時，接觸到一個開闊的視野，有生動的發(fā)展歷史和鮮活的應用基礎，而不是讓其產(chǎn)生理論堆積的錯覺。在講授光源時，采用flas來演示受激輻射機理。在講授光纖無源（有源）器件時，可以現(xiàn)場演示一些器件。根據(jù)課程內(nèi)容，把課程涉及的知識分成若干主題，如“低損耗光纖研究現(xiàn)狀及進展”、“摻Er光纖放大器”、“光無源器件及市場調查”、“基于光纖傳感器的研究進展”、“光纖通信的發(fā)展趨勢”等。把班級學生分成若干小組，每組負責一個主題，查閱相關文獻資料。當講授先關內(nèi)容時，小組負責人把寫出的調查研究報告，以ppt的形式進行報告。這不僅可以拓寬學生的視野，提高學生獲取資料的能力，也極大的調動了學習的積極性。讓學生參與到教學中來，充分發(fā)揮以教師為主導，以學生為主體的作用。這些教學方法學生參與度高，為學生以后的畢業(yè)設計以及研究生學習奠定了良好的基礎。這些教學手段改變了以往課堂教學氣氛沉悶的現(xiàn)象，刺激了學生求知、探索的興趣和激情。

2.優(yōu)化教學內(nèi)容

在教學內(nèi)容上既要重視課程的理論性，也要強調課程的工程實用性。光纖課程的理論較多，在理論課講授時，面面俱到，都講深入也是不切實際的。這就要求對課程教學過程中抓住重點、突破難點，做到詳略得當、主次分明。對于學生反映掌握比較困難的理論，可以適當?shù)卦谡n前進行一些知識的補充。比如在理論推導中用到的一些高等數(shù)學知識、電磁場理論中的麥克斯韋方程、導波光學等。這些可以讓學生課前預習，在課堂上教師進行回顧復習來達到鞏固知識的目的，這樣學生在學習新的課程內(nèi)容就顯得容易接受了。在教學中，既注重理論分析的嚴謹性，又在一些理論分析難度較大的內(nèi)容上，結合物理意義以簡化分析，以突出“光纖通信”課程理論性和系統(tǒng)性強的特點。適當增加新技術、新理論的課時，使學生更多了解最新技術發(fā)展動態(tài)。比如在分析光纖中傳輸模式時候，可以不必要去細致分析每一步的公式推導，只需把結論及其物理含義進行解釋。由于公式中用到了貝塞爾函數(shù)，函數(shù)的解比較復雜，對于方程的解可以利用計算機完成，尤其是相關計算機軟件比如matlab具有可視化功能，[6]由學生自己動手編程解方程和繪圖，既可以降低教師在教學中的勞動量還可以加深學生對知識的掌握和理解。

3.加強實驗教學項目及硬件建設

“光纖通信”原理課程是一門理論性及實踐性很強的課程，因此必須加強和改進“光纖通信”課程的實踐環(huán)境教學內(nèi)容，突出本課程重實踐、強能力的培養(yǎng)特色。實驗建設和實驗教學的重視和完善，有利于培養(yǎng)和提高通信工程類大學本科生的應用能力、創(chuàng)新能力和科研能力。

光纖通信技術發(fā)展十分迅速，這使得教學內(nèi)容更新周期越來越短，結合工程實際越來越密切。光纖通信的實驗教學環(huán)節(jié)隨著學科的發(fā)展顯得越來越重要。由于實驗硬件建設需要投入的資金較多，許多院校在實驗教學環(huán)節(jié)嚴重落后于光纖通信技術的快速發(fā)展。因此在實驗硬件建設方面，亟待改善實驗教學條件，加大經(jīng)費投入。逐步開設多層次實驗教學項目如基礎性實驗、綜合性實驗、設計性實驗等?；A性實驗以驗證內(nèi)容為主，例如采用大恒光電GCS-FIB光纖技術基礎綜合實驗平臺進行“數(shù)值孔徑測量”、“光纖準直”等實驗。綜合性實驗對學生綜合知識提出更高要求，例如“自組光纖馬赫-曾德干涉儀”要求學生對馬赫-曾德干涉儀有深入的理解，同時要有較強的動手能力。創(chuàng)新性實驗主要結合教師的科研項目以及大學生創(chuàng)新項目，有興趣的學生可以進行此類研究性實驗?？紤]到實驗建設資金限制，對于一些實驗可以用軟件模擬的方式進行驗證，例如“光纖中模式的傳輸”、“光的偏振狀態(tài)”可以采用matlab可視化模擬的方法驗證，這些實驗可以由學生參與程序的編寫，提高學生對所學內(nèi)容的理解。學生參加實驗建設活動，可以在其課程成績中給予體現(xiàn)，以提高學生參加的熱情和積極性。

4.建立全面的評價體系

重理論，輕實踐，重結果，輕過程是傳統(tǒng)評價方式的特點。因此建立能夠反映學習本課程情況的全面評價體系十分必要。建議提高學生學習過程的成績比重，提高學生實驗部分的成績比重。在理論課成績部分可以采用期末考試、主題報告、課堂討論幾項成績的綜合方法，這充分體現(xiàn)了學生的學習過程和學習效果。實驗成績采用包括基礎實驗、綜合性實驗和設計性實驗以及模擬實驗建設部分組成。對于設計性實驗要有更高的要求，實驗結果按照科技論文的形式撰寫，為學生后期的畢業(yè)論文和研究生學習打下基礎?？偠灾?，建立全面的考核評價體系有助于全面考查學生對課程的學習情況，激發(fā)學生學習的積極性。

三、結束語

“光纖通信”是一門多學科交叉的理論性和實踐性都很強的課程，在教學過程中，做到理論教學和實踐教學并重。通過這門課的學習使學生成為知識面寬，實踐能力強和具有創(chuàng)新能力的技術人才，這需要在“光纖通信”課程的教學方法、教學內(nèi)容、實踐環(huán)節(jié)等方面進行改革和探索。

參考文獻：

[1]白顯東.光纖通信技術特點及未來發(fā)展趨勢[J].電腦知識與技術，2012，（34）.

[2]譚振建，王志明，洪梅.《光纖通信》課程體系的思考實踐[J].南京工程學院學報（社會科學版），2006，（2）.

[3]龍青云，左敬龍，肖明.基于大工程觀的光纖通信實驗教學改革探索[J].實驗室研究與探索，2012，（8）.

[4]耿濤，冉天綱.基于項目式的光纖通信實驗教學改革[J].實驗室科學，2011，（5）.

篇7

關鍵詞：光纖通信；理論教學；實驗教學

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）08-0167-03

當代信息高速公路的骨干網(wǎng)絡是由光纖通信網(wǎng)絡構成的，若沒有光纖的發(fā)明及相關有源和無源光纖器件的發(fā)明和發(fā)展，當今的高速信息網(wǎng)絡是無法想象的。但是當今信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展得益于微電子學、光電子學、計算機技術及通信工程等多門學科的快速發(fā)展及它們之間的交叉融合。因此，要想成為一名信息技術領域的電子信息工程師、計算機工程師或通信工程師，除了需要掌握本專業(yè)的課程知識以外，也應該熟悉現(xiàn)代信息技g的其他相關主要知識，比如光纖通信網(wǎng)絡及其相關器件等。本文從光纖通信技術的研究內(nèi)容、應用及發(fā)展等方面說明其在電子信息工程專業(yè)教育中的重要性，并研討電子信息工程專業(yè)中的光纖通信課程的理論和實驗教學方法。

一、光纖通信技術簡介

1960年，美國人梅曼（Maiman）發(fā)明了第一臺紅寶石激光器[1]，給光通信帶來了新的希望。和普通光相比，激光具有波譜寬度窄，方向性極好，亮度極高，以及頻率和相位較一致的良好特性。激光是一種高度相干光，它的特性和無線電波相似，是一種理想的光載波。繼紅寶石激光器之后，氦―氖（He-Ne）激光器、二氧化碳（CO2）激光器先后出現(xiàn)，并投入實際應用。激光器的發(fā)明和應用，使沉睡了80年的光通信進入一個嶄新的階段。

1966年，英籍華裔學者高錕（C.K.Kao）和霍克哈姆（C.A.Hockham）發(fā)表了關于傳輸介質新概念的論文，指出了利用光纖（Optical Fiber）進行信息傳輸?shù)目赡苄院图夹g途徑，奠定了現(xiàn)代光通信――光纖通信的基礎[2]。在以后的10年中，波長為1.55μm的光纖損耗：1979年是0.20 dB/km，1984年是0.157 dB/km，1986年是0.154 dB/km，接近了光纖最低損耗的理論極限。1970年，作為光纖通信用的光源也取得了實質性的進展。1977年，貝爾實驗室研制的半導體激光器壽命達到10萬小時（約11.4年），外推壽命達到100萬小時，完全滿足實用化的要求。由于光纖和半導體激光器的技術進步，使1970年成為光纖通信發(fā)展的一個重要里程碑之年。在今后的幾十年中，光纖通信網(wǎng)絡的逐步商用化帶動了相關信息產(chǎn)業(yè)鏈的蓬勃發(fā)展[3]。

由于在光纖通信系統(tǒng)中，作為載波的光波頻率比電波頻率高得多，而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或波導管的損耗低得多[4]，因此相對于電纜通信或微波通信，光纖通信具有許多獨特的優(yōu)點。綜上所述，可見光纖通信技術在現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)技術中的重要地位，因此，光纖通信技術這門課程不僅是光學工程專業(yè)的基礎必修課程[5]，也應該作為電子信息工程專業(yè)的專業(yè)選修課程來開設。

二、光纖通信課程教學研究

（一）光纖通信課程的理論教學

電子信息工程專業(yè)的光纖通信課程的理論知識可以分為四個相互關聯(lián)的層次和內(nèi)容，它們分別是：第一部分，光纖技術的基礎；第二部分，光纖通信器件技術基礎；第三部分，光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡；第四部分，光纖與光纖通信系統(tǒng)測量。這四個部分的關系層層遞進，逐漸深入。理論學時總共32學時。

第一部分，光纖技術的基礎。可以先講解光纖通信技術的一些概念性和歷史性的知識，比如：電信技術的發(fā)展，光通信的必要性及技術基礎，光纖通信技術的歷史、現(xiàn)狀與未來。此處，可詳細介紹人類對光通信探索的歷史及現(xiàn)代光纖通信技術從學術研究到商業(yè)應用的發(fā)展里程，并附帶介紹微波通信的發(fā)展里程，然后通過比較使用光波進行通信和使用微波進行通信的優(yōu)缺點及使用光纖材料和使用同軸電纜進行通信的優(yōu)缺點，讓學生了解光纖通信的巨大優(yōu)勢。然后可以簡單介紹光纖傳輸?shù)幕A理論――電磁場與電磁波理論中的一些基本概念和現(xiàn)象，重點介紹麥克斯韋方程。最后介紹光纖的模式理論、光纖的結構和類型、光纖的傳輸特性、光纖制造技術與光纜等知識。其中，光纖傳輸特性包括光纖的損耗特性和色散特性，這是該部分的重點知識?？傊?，筆者認為，第一部分內(nèi)容的講解方法和手段是非常重要的，不宜講得深奧，而應該結合動畫或者視頻講解光纖的傳光原理，使學生易于接受，才能提高學生對這門課程的興趣，從而繼續(xù)學習往后部分的相對枯燥的知識。該部分學時安排為6H。

第二部分，光纖通信器件技術基礎。這部分講述光纖通信系統(tǒng)中的有源和無源光通信器件，這些器件是構成一個完成的光纖通信系統(tǒng)必不可少的部件，學好這部分內(nèi)容有利于理解后面學習的光纖通信網(wǎng)絡的內(nèi)容。這部分內(nèi)容包括：基本光纖器件、光學濾波器、光纖放大器和半導體光電子器件?；竟饫w器件包括分波/合波器、光纖活動連接器、光隔離器、環(huán)形器和衰減器等；光學濾波器的內(nèi)容包括Fabry-Perot濾波器、介質膜濾波器、HiBi光纖Sagnac濾波器、Mach-Zender型濾波器、光纖光柵等；光纖放大器的內(nèi)容包括：摻餌光纖放大器（EDFA）、光纖Raman放大器等。半導體光電子器件的內(nèi)容包括：普通的半導體激光器（LD）和發(fā)光二極管（LED）、FP型雙異質結構激光器、動態(tài)單縱模激光器、半導體光放大器（OSA）、PN結光電二極管、PIN光電二極管、APD雪崩光電二極管等。對于每一個光纖器件，講解內(nèi)容包括這些光纖器件的結構、工作原理、具體參數(shù)、應用場合等，應結合動畫或者視頻講解，甚至如果有條件的話，可以在課題上帶上一些體積很小的光纖器件實物給學生講解，比如光纖活動連接器、LD、LED、光纖光柵、PIN光電二極管價格便宜、體積小的光纖器件。該部分學時安排為10H。

第三部分，光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡。這部分是本門課程的核心和精華部分，包括光纖傳輸系統(tǒng)、光纖通信網(wǎng)、全光網(wǎng)技術及其發(fā)展三大部分。其中，光纖傳輸系統(tǒng)的內(nèi)容包含：光纖傳輸系統(tǒng)的基本組成、光發(fā)送機組件、光接收機組件、光放大噪聲及其級聯(lián)、色散調節(jié)技術、光纖傳輸系統(tǒng)設計、光纖傳輸系統(tǒng)性能評估。光通信網(wǎng)絡的內(nèi)容包含：通信網(wǎng)的拓撲結構和分類、準同步數(shù)字系統(tǒng)（PDH）、同步數(shù)字系統(tǒng)（SDH）、異步傳輸模式（ATM）、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議、光纖通信網(wǎng)的管理/保護/恢復。全光網(wǎng)技術及其發(fā)展的內(nèi)容包含：通信網(wǎng)絡的發(fā)展過程、全光網(wǎng)絡中的傳輸技術（WDM、OTDM、OCDMA和分組交換技術）、無源光網(wǎng)絡（G-PON、E-PON、WDM-PON）、光傳送網(wǎng)（G.709OTN）、自動交換光網(wǎng)絡、全光網(wǎng)的網(wǎng)絡管理、全光網(wǎng)的安全問題。對于每一種光纖網(wǎng)絡技術，講解內(nèi)容包括這些光纖網(wǎng)絡結構、功能、應用場合等，應盡量使用PPT的圖片、動畫進行講解，PPT上要盡量避免文字上描述。該部分學時安排為12H。

第四部分，光纖與光纖通信系統(tǒng)測量。該部分主要介紹光纖通信工程實施、檢測中一些常用的設備和儀器，在本門課程的實驗教學中都要使用到這些設備，是培養(yǎng)光纖通信工程師的基礎技能知識部分。該部分的內(nèi)容包括：光功率計的使用、光纖幾何參數(shù)的測量、光纖衰減測量、光纖色散測量、光纖偏正特性測量、光纖的機械特性和強度測量、光時域反射計（OTDR）的使用；光接收機靈敏度和動態(tài)范圍的測量、光纖通信系統(tǒng)誤碼率和功率代價的測量、眼圖及其測量、光譜分析儀、光纖通信系統(tǒng)的在線監(jiān)測技術。其中，重點講解光功率計、OTDR、眼圖示波器、光譜分析儀等儀器設備的功能和使用方法。該部分學時安排為4H。

（二）光纖通信課程的實驗教學

對于電子信息工程本科專業(yè)而言，畢竟培養(yǎng)的學生不屬于光學工程或光電子技術領域的人才，而且電子信息工程專業(yè)本身都有很多屬于自己專業(yè)的實驗課程及課程設計，因此，筆者認為光纖通信技術課程的實驗教學應根據(jù)該專業(yè)學生的理論基礎和將來他們最可能需要的工程能力而設置。因而，筆者建議光纖通信課程的總學時設置為48學時，理論教學學時為32學時，7個實驗的教學學時為16學r。

根據(jù)筆者10年來給電子信息工程專業(yè)本科學生講授這門課的經(jīng)驗，認為具體的實驗課程設置如下。

1.插入法測光纖的平均損耗系數(shù)。采用插入法測量待測光纖在1310nm和1550nm處的平均損耗系數(shù)。掌握插入法測量光纖損耗系數(shù)的原理，熟悉光纖多用表的使用方法。學時設置為2個課時。

2.光時域反射計（OTDR）測光纖鏈路特性。用光時域反射計測量光纖鏈路的平均損耗、接頭損耗、光纖長度和故障點位置。了解光時域反射計工作原理及操作方法，學習用光時域反射計測量光纖平均損耗、接頭損耗、光纖長度和故障點位置。學時設置為2個課時。

3.光波分復用（WDM）系統(tǒng)實驗及其誤碼率測量構建1310nm/1550nm光纖波分復用系統(tǒng)并測試其誤碼率，了解光波分復用傳輸系統(tǒng)的工作原理和系統(tǒng)組成熟悉誤碼、誤碼率的概念及其測量方法。學時設置為2個課時。

4.數(shù)字光纖通信系統(tǒng)信號眼圖測試。構建數(shù)字光纖通信系統(tǒng)并且用數(shù)字示波器觀測系統(tǒng)的信號眼圖，并從眼圖中確定數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的性能。了解眼圖產(chǎn)生的基礎，根據(jù)眼圖測量數(shù)字通信系統(tǒng)性能的原理；學習通過數(shù)字示波器調試、觀測眼圖；掌握判別眼圖質量的指標；熟練使用數(shù)字示波器和誤碼儀。學時設置為3個課時。

5.光纖切割與焊接技術演示實驗。利用全自動熔接機向學生演示光纖熔接的全過程，了解光纖的結構和光纖電弧放電焊接原理；了解全自動焊接光纖的過程和使用方法。學時設置為2個課時。

6.光纖光柵光譜特性測試系統(tǒng)的設計實驗。測量光環(huán)行器的插入損耗、隔離度、方向性、回波損耗參數(shù)；利用PC光譜儀、光環(huán)行器和光纖光柵設計光纖光柵光譜特性的測試系統(tǒng)；了解光環(huán)行器的工作原理和主要功能；了解光環(huán)行器性能參數(shù)的測試原理；了解光纖光柵的光譜特性；學習PC光譜儀的使用方法。學時設置為3個課時。

7.光帶通濾波器的設計。測量光耦合器的插入損耗、分光比和附加損耗等參數(shù)；利用光耦合器或者光環(huán)行器和光纖光柵設計光帶通濾波器。了解2X2光耦合器的工作原理，了解光耦合器各項參數(shù)的測試方法。學時設置為2個課時。

通過以上實驗課程，能夠使電子信息工程本科學生對光纖通信系統(tǒng)的基本器件、基本測量系統(tǒng)等有一個比較感觀的認識，而且能夠更加深刻地掌握它們工作的基本原理和基本特性，為將來在具體的工程設計及進一步深造中奠定基礎。

三、結束語

光纖通信技術在國家的信息產(chǎn)業(yè)、國防工業(yè)中具有舉足輕重的地位，電子信息技術與光學信息技術的結合也越來越緊密。對于當今的電子信息工程專業(yè)的學生而言，除了需要掌握本專業(yè)牢固的知識和技能以外，了解和掌握光纖通信技術的基礎知識和相關的技術發(fā)展趨勢也是必不可缺的。本文通過對電子信息工程專業(yè)特點和光纖通信課程內(nèi)容的分析，討論了該門課程與該專業(yè)的內(nèi)在聯(lián)系，分析其重要性，并根據(jù)筆者10年來在重慶理工大學電子信息工程專業(yè)講授該門課程的經(jīng)驗，提出了本門課程在電子信息工程專業(yè)中的理論及實驗的教學內(nèi)容、教學重點、教學方法及課程設置等方面的一些意見和建議。

參考文獻：

[1]高D.激光技術應用現(xiàn)狀與分析[J].物理通報，2007，（11）：50-52.

[2]龍泉.光通信發(fā)展的回顧與展望電信網(wǎng)技術[J].2008，（2）：30-32.

[3]曲鵬.光纖通信技術的應用及展望[J].硅谷，2014，7（24）：2-2.

篇8

論文關鍵詞：高職教育,教學設計,工作項目

高職院校“光纖通信技術與設備”課程理論知識深奧，實踐內(nèi)容廣泛，涉及到多學科知識?，F(xiàn)在的高職學生缺少主動學習的熱情，課程內(nèi)容難以引起學生的興趣，學生難以學以致用。深究其主要的原因是課程的設置采用學科體系，沒有與企業(yè)的工作過程有機的結合起來，與社會的職業(yè)需求還沒有建立有機的聯(lián)系，沒有完全達到高等職業(yè)院校設定的人才培養(yǎng)目標。本文根據(jù)“基于能力培養(yǎng)，面向崗位群”的高職教育理念，對“光纖通信技術與設備”這門課程進行教學設計，提出基于工作項目的設計理念，將教學任務細化成一個個具體的可操作實施的項目，從而培養(yǎng)學生的自學能力，鍛煉學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。

“光纖通信技術與設備”是本校光纖通信專業(yè)的專業(yè)核心課程之一，主要給學生建立光纖通信的基本概念、基本理論和基本分析方法；通過本課程的學習，學生能夠掌握光纖通信的基礎知識，包括光纖通信系統(tǒng)的組成、光纖和光纜、有源光器件、無源光器件、光端機、系統(tǒng)設計、SDH傳輸網(wǎng)、光纖通信相關新技術。除了相關理論的學習，本課程注重實訓操作，其中包含了光纖通信系統(tǒng)靈敏度測試以及光傳輸業(yè)務的開通等相關內(nèi)容，使學生能夠掌握常用測試儀器的使用，在此基礎上，培養(yǎng)學生分析問題解決問題的能力，為他們將來從事光纖通信工作打下堅實的基礎。

1 課程的教學內(nèi)容設計

本課程的教學內(nèi)容設計分為三個項目，每個項目具體分為若干個任務。

項目一：光纖通信系統(tǒng)。子項目如下。任務一 認知光纖通信系統(tǒng)；任務二 認知光纖和光纜；任務三 通信用光器件；任務四 光端機。

項目二：光傳輸網(wǎng)業(yè)務開通。子項目如下。任務一SDH概述；任務二 SDH幀結構與復用；任務三 SDH網(wǎng)元與拓撲結構分析；任務四SDH網(wǎng)同步與管理；任務五SDH傳輸設備認知與配置。

項目三：光纖通信系統(tǒng)設計與新技術認知。子項目如下。任務一 光纖通信系統(tǒng)設計；任務二 光纖通信新技術認知。

從教學內(nèi)容設計可以看出項目二在整個教學內(nèi)容中占有很大的比重，因此研究光傳輸網(wǎng)業(yè)務開通項目設計很有必要。

2 能力訓練項目

基于工作過程的課程教學近年來成為了高職教學的新方向，以工作中發(fā)生的真實工作任務為中心，在教學中讓學生在一個個典型“工作任務”驅動下展開活動，從而掌握清晰的思路、方法和知識脈絡，在完成“工作任務”過程中，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力以及自主學習習慣，站在完成任務中掌握知識，帶動知識和技能發(fā)展的學與教方式。根據(jù)教學計劃以及學生的學習特點設計了能力訓練項目，如表1所示。

3 實踐項目設計

根據(jù)學生的學習特點和思維能力，項目二光傳輸網(wǎng)業(yè)務開通的實踐項目按照由淺入深，由簡到難的思路進行設計：任務1 E300網(wǎng)管的基本操作→任務2鏈型網(wǎng)的建立與連接→任務3環(huán)型網(wǎng)的建立與連接→任務4鏈型網(wǎng)2M業(yè)務配置→任務5 環(huán)型網(wǎng)2M業(yè)務配置→任務6鏈型網(wǎng)2M業(yè)務保護配置→任務7 環(huán)型網(wǎng)2M業(yè)務保護配置→任務8業(yè)務配置測試。

4 實踐項目實施舉例

下面以鏈型網(wǎng)的業(yè)務配置為例進行說明?，F(xiàn)有A、B、C共三個站組成二纖鏈形網(wǎng)，A-B-C，鏈路速率為STM-1，各站之間的距離均在50KM左右，各站業(yè)務均采用 ZXMPS320設備進行組網(wǎng)。業(yè)務需求： A<->C：1個2M。

能力目標：

1.會創(chuàng)建鏈型網(wǎng)絡。

2.會進行2M業(yè)務的配置。

重點：創(chuàng)建鏈型網(wǎng)絡。

難點：時隙配置。

實踐步驟：

實驗步驟1：啟動網(wǎng)管，啟動Server，啟動GUI。

實驗步驟2：創(chuàng)建網(wǎng)元

在客戶端操作窗口中，單擊【設備管理-創(chuàng)建網(wǎng)元】選項，或單擊工具條中的按鈕，彈出創(chuàng)建網(wǎng)元的對話框。通過定義網(wǎng)元的名稱、標識、IP地址等參數(shù)，在網(wǎng)管客戶端創(chuàng)建網(wǎng)元。

實驗步驟3：安裝單板

在客戶端操作窗口中，雙擊拓撲網(wǎng)中的網(wǎng)元標識。根據(jù)待安裝單板的類型，在單板類型選擇區(qū)單擊相應的板按鈕，板按鈕高亮顯示，同時，模擬子架區(qū)中可以安裝該類型單板的空閑槽位變?yōu)榱咙S色，單擊某個亮黃色槽位，該單板安裝完畢。依次安裝其他單板。

實驗步驟4：連接網(wǎng)元

在客戶端操作窗口中，選擇SDH網(wǎng)元單擊【設備管理-公共管理-網(wǎng)元間的連接配置】菜單項，或單擊工具條中的按鈕，彈出連接配置對話框，增加網(wǎng)元間的連接關系。

實驗步驟5：業(yè)務配置

在客戶端操作窗口中，選擇SDH網(wǎng)元，單擊【設備管理-SDH管理-業(yè)務配置】菜單項或單擊工具條中的按鈕。彈出業(yè)務配置對話框。

在如圖所示的業(yè)務配置對話框中，將支路時隙與群路時隙連接起來，兩者之間會出現(xiàn)紅色虛線，然后單擊<確定>、<全量下發(fā)>按鈕，將命令下發(fā)到網(wǎng)元NCP單板上。連線會變成綠色實線。

實驗步驟6：檢查業(yè)務配置是否正確

（1）選擇SDH網(wǎng)元，在客戶端操作窗口中，單擊【業(yè)務管理-電路業(yè)務管理】菜單項，彈出電路業(yè)務管理對話框。

篇9

【關鍵詞】光纖Bragg光柵光通信PZT

一、引言

光纖通信是人類20世紀最偉大的發(fā)明之一。自從本世紀70年代初第一根實用化光纖問世以來，光纖通信這項高技術得到了迅猛的發(fā)展，并對人類社會生活產(chǎn)生了巨大的影響。人類社會正邁步進入信息時代，光纖無可質疑地成為信息交換中最重要的傳輸媒介。1978年，加拿大通信研究中心的K. O. Hill等人首次利用窄帶488 nm的激光制作了光纖Bragg光柵（Fiber Bragg Grating，F(xiàn)BG）。光纖特性如張力、溫度、偏振發(fā)生變化，將會使光柵有效折射率或柵距改變，從而影響B(tài)ragg波長，這是光纖光柵應用于傳感器的基礎。

二、光纖Bragg光柵的制作

目前，光纖光柵的制作技術已經(jīng)趨于成熟。但是全息干涉制作光纖光柵方法的提出，預示著光纖光柵具有實用化的商業(yè)前途，激起了研究者們的極大興趣，加、美、日、澳等國相繼投入了相當?shù)难芯苛α?。繼全息干涉法制作光纖光柵后，光纖光柵制作技術朝方便靈活、穩(wěn)定可靠、光柵參數(shù)可控等方向發(fā)展，新的制作技術不斷涌現(xiàn)，如相位Mask技術、單脈沖技術、點-點光柵寫入技術。其中相位Mask技術普遍被人們看好，且目前的工藝較為成熟。相位掩模板是經(jīng)刻蝕的玻璃光柵，對紫外光透明，并且相位掩模板經(jīng)特殊處理，使得零級衍射光被抑制，大部分衍射光集中在+ 1級和- 1級。紫外光照射時，掩模板的±1級衍射光互相干涉，沿光纖方向就形成了周期性的光強調制，從而形成光纖光柵。

相位Mask技術不僅能高效、可靠地制作光纖光柵，還能用于制作有特定頻譜響應特性要求的光柵。比如，普通均勻光柵的反射頻譜在主峰兩側會有次極大（即旁瓣）的存在，在用于波分復用時，上述效應會降低通道隔離度，引起串擾。但是，通過被稱為變跡的過程，使沿光纖長度方向的折射率調制呈鐘形曲線分布，可以有效地抑制旁瓣。因此本實驗采用Mask技術制作光纖Bragg光柵。相位Mask技術還可用于制作所謂的啁啾光柵，啁啾是指沿光纖長度方向改變光柵周期以期展寬反射譜或改善時域、譜域特性。光纖光柵用于色散補償時，啁啾顯得特別重要。

三、結構設計

光纖Bragg光柵通信系統(tǒng)的結構圖如圖1所示。寬帶光源出射的激光通過光隔離器進入3dB耦合器，在經(jīng)過FBG時由于其高反射特性，而被反射回3dB耦合器，通過光電探測器接收反射信號光，光電探測器將接收到的光信號轉換為電信號，供計算機提供參考光的作用。FBG與壓電陶瓷（PZT）緊密粘貼在一起，計算機通過鋸齒波掃描電壓驅動PZT而影響FBG的折射率。而FBG收到外部應力過程中會產(chǎn)生反射中心波長的漂移，因此光電探測器接收到新的反射信號，再經(jīng)由計算機對PZT重新驅動。

通信系統(tǒng)中計算機驅動PZT時FBG和未驅動PZT時的反射譜并不一樣。計算機驅動PZT導致的形變會引起FBG中心反射波長的變化，其中心波長在1553.2nm。在PZT加載驅動電壓后，其中心波長漂移到1553.6nm，其漂移范圍在400nm。因此，根據(jù)通信系統(tǒng)所需要的有效波長而給出相應的驅動電壓，可以很好的解決通信系統(tǒng)中噪聲對信號的干擾。光纖Bragg光柵制作方式簡單，材料來源廣泛，其成本很低。在大規(guī)模光通信系統(tǒng)中，可以使用光纖Bragg光柵陣列來實現(xiàn)多個通信波長的調制。其波長漂移范圍較大，完全可以實現(xiàn)未來的長距離、大容量、寬信道的通信系統(tǒng)。

四、結論

本文對光纖Bragg光柵的制備技術進行了闡述，并采用Mask技術制作光纖Bragg光柵。利用光纖Bragg光柵的窄帶濾波和高反射特性，設計了以光纖Bragg光柵為基礎的光纖通信系統(tǒng)，并分析了該系統(tǒng)的工作原理以及未來的發(fā)展趨勢。本論文的提出，可以為未來光纖通信技術提供實驗支持。

參考文獻

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論文摘要：光電子器件和部件廣泛應用于長距離大容量光纖通信、光存儲、光顯示、光互聯(lián)、光信息處理、激光加工、激光醫(yī)療和軍事武器裝備，預期還會在未來的光計算中發(fā)揮重要作用。本文將介紹國內(nèi)外光電子技術及光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

如果說微電子技術推動了以計算機、因特網(wǎng)、光纖通信等為代表的信息技術的高速發(fā)展，改變了人們的生活方式，使得知識經(jīng)濟初見端倪，那么隨著信息技術的發(fā)展，大容量光纖通信網(wǎng)絡的建設，光電子技術將起到越來越重要的作用。美國商務部指出：“90年代，全世界的光子產(chǎn)業(yè)以比微電子產(chǎn)業(yè)高得多的速度發(fā)展，誰在光電子產(chǎn)業(yè)方面取得主動權，誰就將在21世紀的尖端科技較量中奪魁”。日本《呼聲》月刊也有類似的評論：“21世紀具有代表意義 的主導產(chǎn)業(yè)，第一是光電子產(chǎn)業(yè)，第二是信息通信產(chǎn)業(yè)，第三是健康和福利產(chǎn)業(yè)……”，可以斷言，光電子技術將繼微電子技術之后再次推動人類科學技術的革命。

1 世界光電子技術和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

光纖通信技術的發(fā)展速度遠遠超過當初人們的預料，光纖已經(jīng)成為通信網(wǎng)的重要傳輸媒介，現(xiàn)在世界上大約有60%的通信業(yè)務經(jīng)光纖傳輸，到20世紀末將達到85%，但從目前光纖通信的整體水平來看，仍處于初級階段，光纖通信的巨大潛力還沒有完全開發(fā)出來。目前，各種新技術層出不窮，密集波分復用技術（DWDM，在同一根光纖內(nèi)傳輸多路不同波長的光信號，以提高單根光纖的傳輸能力）、摻鉺光纖放大器技術（EDFA，可將光信號直接放大，具有輸出功率高、噪聲小，增益帶寬等優(yōu)點）已取得突破性進展并得到廣泛的應用?，F(xiàn)在DWDM系統(tǒng)和光傳輸設備中，光電技術的比例將從過去比重不到10%達到90%。一種全新的、無需進行任何光電變換的光波通信——“全光通信”，由于波分復用技術和摻鉺光纖放大器技術的進展，也日趨成熟，將在橫跨太平洋和大西洋的通信系統(tǒng)上首次使用，給全球的通信業(yè)帶來蓬勃生機。為此提供支撐的就是半導體光電子器件和部件。光電子器件和技術已形成一個快速增長的、巨大的光電子產(chǎn)業(yè)，對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著越來越大的作用。美國光電子產(chǎn)業(yè)振興協(xié)會估計，到2003年，光電子產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值將達2000億美元。

Internet應用的飛速增長對電信骨干網(wǎng)帶寬提出越來越高的需求，為滿足需求的增長，人們可以鋪設更多的光纖，或靠提高單路光的信息運載量（現(xiàn)在主干網(wǎng)可以分別工作在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性設備）。但更主要的方法卻是靠發(fā)展波分復用技術，增加光纖內(nèi)通光的路數(shù)（光波分復用的實驗記錄已經(jīng)達到2.64Tbps）。波分復用技術的普遍運用為光電子器件和部件提供了廣闊的、快速增長的市場。無限戰(zhàn)略公司的報告指出：“信號傳輸用 1.31μm和1.55μm激光器市場1999年達到13億美元，比去年增加23%；1.48μm信號放大用激 光器1999年市場份額達到1.6億美元，比去年增加33%；980nm信號放大用激光器銷售額達2.9 億美元，比去年增長121%。整個激光器市場的份額1999年達18億美元，預期2003年將達到30 億美元”。美國通信工業(yè)研究公司（CIR）的研究預測，北美市場光電子部件的市場規(guī)模將由目前的28億美元增長到2003年的61億美元，約每年增長18.5%。密集波分復用設備銷售額也將從1998年的22億美元增加到2004年的94億美元。報告稱雖然10年內(nèi)全光通信還不會全面商業(yè)化，但是全光交換將在幾年內(nèi)成為市場主流，報告也指出盡管光學部件市場被大公司所占據(jù)，但仍有創(chuàng)新性公司進入的可能。

2 我國的光電子技術和產(chǎn)業(yè)

近10年來我國光電子技術研究在國家“863”計劃和有關部門的支持下有了突飛猛進的進展，在很多領域同國外先進國家只有兩三年的距離，個別領域還處于世界領先地位。

國內(nèi)光電子有關產(chǎn)業(yè)基地在光電子器件、部件和子系統(tǒng)（如激光器、探測器、光收發(fā)模塊、EDFA、無源光器件）等已經(jīng)占領了國內(nèi)較大的市場份額，初步具備同國外大公司競爭的能力，在毫無市場保護的情況下，靠自己的力量爭得了一席之地，市場營銷逐年有較大的增長，個別產(chǎn)品還取得國際市場相關產(chǎn)品中的銷量最大的成績。我國相應研究發(fā)展基地和本領域高 技術公司的許多產(chǎn)品填補了國內(nèi)相關產(chǎn)品的空白，打破國外產(chǎn)品在市場上的壟斷地位，同時爭取進入國際市場。

摻鉺光纖放大器（EDFA）是高速大容量光纖通信系統(tǒng)必需的關鍵部件，國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品占國內(nèi)市場40%的份額。我國也是目前國際上少數(shù)幾個有能力研制PIC和OEIC的國家。808nm大功率激 光器及其泵浦的固體綠光激光器，670nm紅光激光器已產(chǎn)品化和商品化并批量占領國際市場。國內(nèi)移動通信的光纖直放站所用的光電器件，90%使用國產(chǎn)器件，國產(chǎn)1.55μmDFB激光器 戰(zhàn)勝了國外器件，占領了100%的國內(nèi)市場。

但是，我們應當認識到在我國光電子技術發(fā)展中，光電子器件、部件雖是光通信、光顯示、光存儲等高技術產(chǎn)業(yè)的關鍵部分，但在整個系統(tǒng)和設備成本中所占的比重較小，其產(chǎn)值較低，目前科研開發(fā)主要處于跟蹤和小批量生產(chǎn)階段，光電子產(chǎn)業(yè)所需的規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術目前還未有實質突破；國內(nèi)研究生產(chǎn)的光電器件和部件有相當部分還未能滿足整機和系統(tǒng)的要求，導致國外器件占據(jù)國內(nèi)市場相當多的份額；在機制上仍未擺脫科研、生產(chǎn)、市場相互脫離的狀況。