光纖通信的發展趨勢大綱

1966年，美籍華人高錕(C. K. Kao)和霍克哈姆(C. A. Hockham)發表論文，預見了低損耗的光纖能夠用於通信，敲開了光纖通信的大門。1970年，美國康寧公司首次研製成功損耗為20dB/km的光纖，光纖通信時代由此開始。光纖通信是以很高頻率(1014Hz數量級)的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質的通信。由於光纖通信具有損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾等優點，備受業內人士青睞，發展非常迅速。

未來光纖通信發展趨勢:三“升”一“降”

5月9日，“紀念光纖發明50週年大會”在京舉行。光纖的出現帶來了一場技術的變革，北京郵電大學信息光子學與光通信研究院執行院長、信息光子學與光通信國家重點實驗室常務副主任紀越峯教授在接受記者採訪時表示：由中國光學工程學會等單位主辦的此次盛會收效很大，從大會的學術報告、到大會的展示展覽、再到學術和技術的討論與互動，回顧演進歷史，展望未來發展，對光纖通信起到了積極的推動作用。

在談論到光纖通信未來的技術方向和發展趨勢時，紀教授提到：未來光纖通信發展在技術與應用層面上將體現在三個提升和一個降低，分別為容量提升、智能提升和融合提升，以及成本降低。其中，容量提升是指通過提高速率(如100G、400G、1T或者更高)、多粒度大容量交叉、靈活柵格等技術方式來提高光纖通信容量，以滿足日益擴展的、大容量多業務承載需求;智能提升是指通過軟件定義光網絡、光網絡虛擬化等先進技術，使光網絡長出一個“大腦”，而且各種部件可以聽從指揮，使光網絡具有可編程性和靈活的資源調控能力;融合提升是指在各項先進技術的融合與協同方面提升整體性能，有效解決單靠某一種技術難以實現甚至無法實現的難題，例如包括移動與光的融合，傳感器與光的融合，IP與光的融合，業務與光的融合等。比如，移動與光的融合：讓無線電波與光同行，形成智能光載無線，從而發揮出無線移動通信靈活泛載的優勢和光通信高速寬帶的優勢，使其既能靈活泛在，又高速寬帶，而且節能低耗;成本降低是指通過多種技術手段和工程方法將成本降低，可以説，高性能是創新，低成本同樣也是創新。當然為了實現上述系統級的創新，必須要有一些關鍵點支撐，尤其是高端的核心光電芯片與器件支撐，例如硅光、光子集成等先進技術。另外還有就是需要高端測試儀表的支持。

北郵在信息光子學與光通信方面開展的工作

北京郵電大學信息光子學與光通信國家重點實驗室和研究院，主要圍繞着信息光子學與光通信在核心理論、關鍵技術和產學應用等方面開展了相關工作。紀教授稱，現階段的工作主要是圍繞上述目標，從原理、器件、系統、網絡等學術與技術方面深入研究，同時，通過承擔國家計劃項目、校企合作項目以及國際合作項目來努力推進光纖通信的學術研究和技術發展。

光纖通信是現代通信網的主要傳輸手段，光纖通信的研發與應用風起雲湧，各大高校、研究機構與廠商均在不懈努力，未來光纖通信的演變必將為通信行業帶來更多的便利點。

淺談光纖通信技術的特點和發展趨勢

摘要：光纖是通信網絡的優良傳輸介質，光纖通信是以很高頻率(1014Hz數量級)的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質的通信，光纖通信的問世使高速率、大容量的通信成為可能，目前它已成為最主要的信息傳輸技術。介紹我國光纖通信技術的現狀，總結光纖通信技術的幾種關鍵技術，並對光纖通信技術的發展趨勢進行論述。

關鍵詞：光纖通信，現狀，趨勢

一、光纖通信的概況

1966年，美籍華人高錕(C. K. Kao)和霍克哈姆(C. A. Hockham)發表論文，預見了低損耗的光纖能夠用於通信，敲開了光纖通信的大門。1970年，美國康寧公司首次研製成功損耗為20dB/km的光纖，光纖通信時代由此開始。光纖通信是以很高頻率(1014Hz數量級)的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質的通信。由於光纖通信具有損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾等優點，備受業內人士青睞，發展非常迅速。

二、光纖通信技術發展的現狀

2.1 波分複用技術

波分複用技術可以充分利用單模光纖低損耗區帶來的巨大帶寬資源。根據每一信道光波的頻率(或波長)不同，將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道，把光波作為信號的載波，在發送端採用波分複用器(合波器)，將不同規定波長的信號光載波合併起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端，再由一波分複用器(分波器)將這些不同波長承載不同信號的光載波分開。

2.2 光纖接入技術

光纖接入網是信息高速公路的“最後一公里”。實現信息傳輸的高速化，滿足大眾的需求，不僅要有寬帶的主幹傳輸網絡，用户接入部分更是關鍵，光纖接入網是高速信息流進千家萬户的關鍵技術。在光纖寬帶接入中，由於光纖到達位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應用，統稱FTTx。FTTH(光纖到户)是光纖寬帶接入的最終方式，它提供全光的接入，目前，國內的技術可以為用户提供FE或GE的帶寬，對大中型企業用户來説，是比較理想的接入方式。

三、光纖通信技術的發展趨勢

3.1 向超高速系統的發展

對光纖通信而言，超高速度、超大容量一直是人們追求的目標，從過去20多年的電信發展史看，網絡容量的需求和傳輸速率的提高一直是一對主要矛盾。傳統光纖通信的發展始終按照電的時分複用(TDM)方式進行，每當傳輸速率提高4倍，傳輸每比特的成本大約下降30%～40%：因而高比特率系統的經濟效益大致按指數規律增長，這就是為什麼光纖通信系統的傳輸速率在過去20多年來一直在持續增加的根本原因。目前商用系統已從45Mbps增加到10Gbps，其速率在20年時間裏增加了2000倍，比同期微電子技術的集成度增加速度還快得多。

3.2 向超大容量WDM系統的演進

採用電的時分複用系統的擴容潛力已盡，然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用了不到1%，99%的資源尚待發掘。採用波分複用系統的主要好處是：1.可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使容量可以迅速擴大幾倍至上百倍;2.在大容量長途傳輸時可以節約大量光纖和再生器，從而大大降低了傳輸成本：3.與信號速率及電調製方式無關，是引入寬帶新業務的方便手段。

3.3 實現光聯網

上述實用化的波分複用系統技術儘管具有巨大的傳輸容量，但基本上是以點到點通信為基礎的系統，其靈活性和可靠性還不夠理想。根據這一基本思路，光的分插複用器(OADM)和光的交叉連接設備(OXC)均已在實驗室研製成功，前者已投入商用。實現光聯網的基本目的是：1.實現超大容量光網絡;2.實現網絡擴展性，允許網絡的節點數和業務量的不斷增長;3.實現網絡可重構性，達到靈活重組網絡的目的;4.實現網絡的透明性，允許互連任何系統和不同制式的信號;5.實現快速網絡恢復，恢復時間可達100ms。光聯網已經成為繼SDH電聯網以後的又一新的光通信發展高潮。

3.4 新一代的光纖

近幾年來隨着IP業務量的爆炸式增長，電信網正開始向下一代可持續發展的方向發展，而構築具有巨大傳輸容量的光纖基礎設施是下一代網絡的物理基礎。目前，為了適應幹線網和城域網的不同發展需要，已出現了兩種不同的新型光纖，即非零色散光纖(G.655光纖)和無水吸收峯光纖(全波光纖)。

3.5 光接入網

過去幾年間，網絡的核心部分發生了翻天覆地的變化，無論是交換，還是傳輸都已更新了好幾代。不久，網絡的這一部分將成為全數字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網絡。而另一方面，現存的接入網仍然是被雙絞線銅線主宰的(90%以上)、原始落後的模擬系統。兩者在技術上的巨大反差説明接入網已確實成為制約全網進一步發展的瓶頸。唯一能夠根本上徹底解決這一瓶頸問題的長遠技術手段是光接入網。