光传输通信技术论文范文

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1.2光传播通信技术存在的问题纵观光传播技术网络的发展史，从世界上第一条光纤通信系统投入运营到如今突飞猛进的发展趋势，整个过程中信息传输规模和安全可靠运行也一直是电力通信部门关注的重点。光设备的传输虽然具有维护简单、扩容性较高,以及组网灵活等特点,并且随着科技的发展光端机也不断提升出槽位宽度均匀、增加扩容量等能力。但是,在社会经济不断发展的同时,这些光传输设备的老化程度也越来越严重,有大部分设备的性能甚至已经很难满足电力通信在传输方面的要求，当缓慢的衰变积累到一定程度时将会产生系统的最终的失效。

2.光传输通信技术的应用与发展研究

2.1光传输通信技术的广泛应用近几年我国在高速宽带光传输技术方面取得了飞跃性的发展，我国在移动通信技术领域应用方面也逐渐于国际接轨，成为全球高速宽带光传输通信技术发展的重要推动力。高速带宽光传输技术的核心是密集波分复用技术，随着市场需求的消费增长，在短短的时间内就成为网络建设的重心。[2]OTN和PTN系统作为光传输通信技术的重要组成部分，在实际的核心层部署中得到了广泛应用，其两者相联合的组网模式，为运营商带来了强大的IP业务接入能力和灵活调度能力。

2.2光传输通信技术的发展在可预见的未来光传输通信技术将给人们的生活带来重大变化，在无线网的环境中人们的工作、学习、出行等可以通过网络获得及时地、丰富地信息，变得更加便捷和简单。有理由相信，随着光传输通信技术的进一步发展以及配套技术的进一步完善，并且积极整合各方面的通信技术的优势，光传输通信技术在4G移动通信新时代的潜力将是无限的。光传输通信技术的发展推动着城域传输网不断统一和融合，是运营商共同组建扁平化网络的最佳选择。光传输通信技术不断的发展使得其生命周期大大延长。光传输技术100Gb/s的发展也突破了一定范围下数字信号中光载波携带信息量无法提高的问题，并且将光载波能够携带的信息量提高了一倍。

2.3光传输通信技术前景分析随着社会需求的不断增长，4G新时代下光传输通信技术的研究为综合业务数字的发展带来了迅猛的发展。在未来的光传输通信技术的发展中，源节点至目的节点之间的信号传输与交换过程中将会采用以光交换技术和波分复用传输技术作为核心基础技术。随着科技人员的不断研发，以WDM技术为主导结OTN、PTN系统的应用必定会逐渐取代取代DWDM和MST的地位成为光传输通信技术的主流技术。其自身所具有的优势顺应了业务IP化和网络扁平化的趋势，因此受到越来越多的运营商的重视，到目前为止，中国通讯运营商三大巨头移动、电信、联通已经积极的投入设计制造。

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前言：广播电视的主要传播方式是光纤传输，实际上除了光纤传输的方式之外还有微波传输和卫星传输的方式，但是光纤传输本身具有一定的特性，非常适合广播电视的要求，比如成本比较低，但是传输的内容量非常大，因此，在广播电视传输中光纤通信技术的应用是非常重要的。

一、光纤技术

一般最基本的光纤系统也必须具有五个要素，光发射器、光接收器、中继器、耦合器和连接器。光源会产生光波的信号，而电视不仅仅有光影还有声音，音频还有电信号，光发射器能够将这两个信号转换成为光信号，都转换成为光信号之后就能够通过光缆传输给接收器，在接收器上再次进行转换，将光信号转化成为电信号，然后发送给终端[1]。

因为在传输的过程当中，信号可能会有扭曲的情况，造成最终的成像可能会出现失真的情况，影响观众观看的效果，为了能够有效解决这一问题就需要中继器的参与，设立中继器能够保证信号在传输的过程当中保持稳定，并减少受损情况。当光缆在长距离的架构过程当中，一些光缆线过于长，或者是因为一些原因出现交叉的情况等等，为了能保证光纤的连接效果，也需要耦合器和连接器。

二、光纤通信技术在广播电视传输中的应用

光纤通信技术已经获得了一定的成就，传统的光纤通信技术经常会出现噪音的问题，经过不断的改造，目前的光纤通信技术已经能过有效避免这一问题。而且在一些现场的演唱会当中，将光纤通信技术应用得更加有效，演唱会当中有主会场和分会场，分会场往往会设立在全国各地，主会场的主持人在和分会场的嘉宾与主持沟通和交流的时候，不会出现任何阻碍，这就是通过光纤通信技术获得的。

1、非压缩传输。非压缩传输主要指的是，信号从信号源发出，然后再经过传输的，最终到终端设备当中，在这个过程当中，不进行处理。在一些跨年演唱会和体育赛事直播的过程中都是应用的非压缩传输，实际上一般的现场直播利用的就是非压缩传输的方式[2]。非压缩传输的方式对距离的要求是比较严格的，当进行现场体育赛事报道的过程当中，一定还有电视机转播机房，机房和转播车的距离不能太远，一般不会超过60米的距离。目前在很多非压缩传输当中，为了能够保证传输的效果，采用两套设备传输的方式，使用主设备的同时还应用冷备设备，双光缆的具有非常明显的优势，能够让信号传输地更加准确，还能保证信息的安全性[3]。

2、压缩性传输。压缩设备可以对光波信号进行压缩，让信号的空间变小，然后再进行传输，因为信号的空间明显变小了，因此数据传输的数量可以更大，这点是非压缩传输不能及的。因为压缩传输和非压缩传输都有自身的优点，因此在实际工作的过程当中，压缩传输和非压缩传输会同时使用，两者结合不仅能够保证信息传递的及时性，还能保证信息传递的稳定性。

三、适应下一代广播电视网络的发展需求的FTTH系统

FTTH是一种光纤媒质的接入方式，将接入网局端和家庭住宅连接起来，引入光纤让人们可以在住宅当中享受有线电视传输网络带来的便利。实际上一般有有线电视传输平台和双向传输平台两个平台，而FTTH则对上述两种平台都做出到综合的考虑，不仅能够兼顾有线电视传输平台，还能构成双向的业务。FTTH本身是非常复杂的结构，但是按照部分的重要作用分割看恚一共有四个部分，首先是广播和宽带接入系统，然后是光分配网络，其次是配置系统，最后是网络管理系统。FTTH能承载业务的类型主要分为两类，一类是广播电视方面的业务，人们都熟悉的高清广播和电视广播等等，目前还有电视IP直播的业务，随着广播电视业务的不断发展，将会让广播电视业务更加丰富。还有一类是宽带接入业务，在宽带接入业务当中，主要包含了网络视频的功能，还有网络游戏的功能，以及一些点播的功能等等，可以看出FTTH所能承载的业务类型是非常广泛的，为人们的休闲生活提供了非常多的选择性。

总结：本文首先介绍了光纤通信技术，然后在了解光纤通信技术的基础上，介绍其在广播电视传输中的应用，主要介绍了两种应用，一种是非压缩传输的方式，另外一种是压缩传输的方式，特点是传输的量更大，最后介绍了FTTH系统，希望能为光纤通信技术的发展提供新的思路，让广播电视传输更上一层楼。

参 考 文 献

[1]张学文，赵家文，叶德飞. 光纤通信技术在广播电视传输中的应用研究[J]. 电脑开发与应用，2012，09：55-56+59.

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[论文摘要]由于光纤通信具有损耗低、传榆频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业內人士青睐，发展非常迅速，文章概述光纤通信技术的发展现状，并展望其发展趋势。

一、前言

1966年，美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的大门，引起了人们的重视。1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km的光纤，光纤通信时代由此开始。光纤通信是以很高频率(1014Hz数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业内人士青睐，发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从1980年到2000年增加了近1万倍，传输速度在过去的10年中大约提高了100倍。

二、光纤通信技术的发展现状

为了适应网络发展和传输流量提高的需求，传输系统供应商都在技术开发上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纤上进行了55x20Gbit/s传输的研究，实现了1.1Tbit/s的传输。NEC公司进行了132x20Gbit/s、120km传输的研究，实现了2.64Thit/s的传输。NTT公司实现了3Thit/s的传输。目前，以日本为代表的发达国家，在光纤传输方面实现了10.96Thit/s(274xGbit/s)的实验系统，对超长距离的传输已达到4000km无电中继的技术水平。在光网络方面，光网技术合作计划(ONTC)、多波长光网络(MONET)、泛欧光子传送重叠网(PHOTON)、泛欧光网络(OPEN)、光通信网管理(MOON)、光城域通信网(MTON)、波长捷变光传送和接入网(WOTAN)等一系列研究项目的相继启动、实施与完成，为下一代宽带信息网络，尤其为承载未来IP业务的下一代光通信网络奠定了良好的基础。

(一)复用技术

光传输系统中，要提高光纤带宽的利用率，必须依靠多信道系统。常用的复用方式有：时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、频分复用(FDM)、空分复用(SDM)和码分复用(CDM)。目前的光通信领域中，WDM技术比较成熟，它能几十倍上百倍地提高传输容量。

(二)宽带放大器技术

掺饵光纤放大器(EDFA)是WDM技术实用化的关键，它具有对偏振不敏感、无串扰、噪声接近量子噪声极限等优点。但是普通的EDFA放大带宽较窄，约有35nm(1530～1565nm)，这就限制了能容纳的波长信道数。进一步提高传输容量、增大光放大器带宽的方法有：(1)掺饵氟化物光纤放大器(EDFFA)，它可实现75nm的放大带宽；(2)碲化物光纤放大器，它可实现76nm的放大带宽；(3)控制掺饵光纤放大器与普通的EDFA组合起来，可放大带宽约80nm；(4)拉曼光纤放大器(RFA)，它可在任何波长处提供增益，将拉曼放大器与EDFA结合起来，可放大带宽大于100nm。

(三)色散补偿技术

对高速信道来说，在1550nm波段约18ps(mmokm)的色散将导致脉冲展宽而引起误码，限制高速信号长距离传输。对采用常规光纤的10Gbit/s系统来说，色散限制仅仅为50km。因此，长距离传输中必须采用色散补偿技术。

(四)孤子WDM传输技术

超大容量传输系统中，色散是限制传输距离和容量的一个主要因素。在高速光纤通信系统中，使用孤子传输技术的好处是可以利用光纤本身的非线性来平衡光纤的色散，因而可以显著增加无中继传输距离。孤子还有抗干扰能力强、能抑制极化模色散等优点。色散管理和孤子技术的结合，凸出了以往孤子只在长距离传输上具有的优势，继而向高速、宽带、长距离方向发展。

(五)光纤接入技术

随着通信业务量的增加，业务种类更加丰富。人们不仅需要语音业务，而且高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已得到用户青睐。这些业务不仅要有宽带的主干传输网络，用户接人部分更是关键。传统的接入方式已经满足不了需求，只有带宽能力强的光纤接人才能将瓶颈打开，核心网和城域网的容量潜力才能真正发挥出来。光纤接入中极有优势的PON技术早就出现了，它可与多种技术相结合，例如ATM、SDH、以太网等，分别产生APON、GPON和EPON。由于ATM技术受到IP技术的挑战等问题，APON发展基本上停滞不前，甚至走下坡路。但有报道指出由于ATM交换在美国广泛应用，APON将用于实现FITH方案。GPON对电路交换性的业务支持最有优势，又可充分利用现有的SDH，但是技术比较复杂，成本偏高。EPON继承了以太网的优势，成本相对较低，但对TDM类业务的支持难度相对较大。所谓EPON就是把全部数据装在以太网帧内传送的网络技术。现今95％的局域网都使用以太网，所以选择以太网技术应用于对IP数据最佳的接入网是很合乎逻辑的，并且原有的以太网只限于局域网，而且MAC技术是点对点的连接，在和光传输技术相结合后的EPON不再只限于局域网，还可扩展到城域网，甚至广域网，EPON众多的MAC技术是点对多点的连接。另外光纤到户也采用EPON技术。

三、光纤通信技术的发展趋势

对光纤通信而言，超高速度、超大容量、超长距离一直都是人们追求的目标，光纤到户和全光网络也是人们追求的梦想。

(一)光纤到户

现在移动通信发展速度惊人，因其带宽有限，终端体积不可能太大，显示屏幕受限等因素，人们依然追求陸能相对占优的固定终端，希望实现光纤到户。光纤到户的魅力在于它有极大的带宽，它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。随着技术的更新换代，光纤到户的成本大大降低，不久可降到与DSL和HFC网相当，这使FITH的实用化成为可能。据报道，1997年日本NTT公司就开始发展FTTH，2000年后由于成本降低而使用户数量大增。美国在2002年前后的12个月中，FTTH的安装数量增加了200％以上。在我国，光纤到户也是势在必行，光纤到户的实验网已在武汉、成都等市开展，预计2012年前后，我国从沿海到内地将兴起光纤到户建设。可以说光纤到户是光纤通信的一个亮点，伴随着相应技术的成熟与实用化，成本降低到能承受的水平时，FTTH的大趋势是不可阻挡的。

(二)全光网络

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普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展，光中继距离和单一波长信道容量增大，G.652.A光纤的性能还有可能进一步优化，表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合ITUTG.654规定的截止波长位移单模光纤和符合G.653规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。

（二）核心网光缆

我国已在干线(包括国家干线、省内干线和区内干线)上全面采用光缆，其中多模光纤已被淘汰，全部采用单模光纤，包括G.652光纤和G.655光纤。G.653光纤虽然在我国曾经采用过，但今后不会再发展。G.654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量，它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤，不采用光纤带。干线光缆主要用于室外，在这些光缆中，曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构，目前已停止使用。

（三）接入网光缆

接入网中的光缆距离短，分支多，分插频繁，为了增加网的容量，通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中，由于管道内径有限，在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量，是很重要的。接入网使用G.652普通单模光纤和G.652.C低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用，目前在我国已有少量的使用。

（四）室内光缆

室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。并目还可能用于遥测与传感器。国际电工委员会(IEC)在光缆分类中所指的室内光缆，笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在中心局或其他电信机房内，布放紧密有序和位置相对固定。综合布线光缆布放在用户端的室内，主要由用户使用，因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。

（五）电力线路中的通信光缆

光纤是介电质，光缆也可作成全介质，完全无金属。这样的全介质光缆将是电力系统最理想的通信线路。用于电力线杆路敷设的全介质光缆有两种结构：即全介质自承式(ADSS)结构和用于架空地线上的缠绕式结构。ADSS光缆因其可以单独布放，适应范围广，在当前我国电力输电系统改造中得到了广泛的应用。ADSS光缆在国内的近期需求量较大，是目前的一种热门产品。

二、光纤通信技术的发展趋势

对光纤通信而言，超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标，而全光网络也是人们不懈追求的梦想。

（一）超大容量、超长距离传输技术波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量，在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛，目前1.6Tbit/的WDM系统已经大量商用，同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用(OTDM)技术，与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同，OTDM技术是通过提高单信道速率来提高传输容量，其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。

仅靠OTDM和WDM来提高光通信系统的容量毕竟有限，可以把多个OTDM信号进行波分复用，从而大幅提高传输容量。偏振复用（PDM）技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零（RZ）编码信号在超高速通信系统中占空较小，降低了对色散管理分布的要求，且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散（PMD）的适应能力较强，因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。

（二）光孤子通信。光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲，由于它在光纤的反常色散区，群速度色散和非线性效应相互平衡，因而经过光纤长距离传输后，波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信，在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。

光孤子技术未来的前景是：在传输速度方面采用超长距离的高速通信，时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE，光学滤波使传输距离提高到100000km以上；在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。当然实际的光孤子通信仍然存在许多技术难题，但目前已取得的突破性进展使人们相信，光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系统中，有着光明的发展前景。

（三）全光网络。未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段，也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍采用电器件，限制了目前通信网干线总容量的进一步提高，因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。

全光网络以光节点代替电节点，节点之间也是全光化，信息始终以光的形式进行传输与交换，交换机对用户信息的处理不再按比特进行，而是根据其波长来决定路由。

目前，全光网络的发展仍处于初期阶段，但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看，形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层，建立纯粹的全光网络，消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势，更是未来信息网络的核心，也是通信技术发展的最高级别，更是理想级别。

三、结语

光通信技术作为信息技术的重要支撑平台，在未来信息社会中将起到重要作用。虽然经历了全球光通信的“冬天”但今后光通信市场仍然将呈现上升趋势。从现代通信的发展趋势来看，光纤通信也将成为未来通信发展的主流。人们期望的真正的全光网络的时代也会在不远的将来到来。

参考文献：

[1]辛化梅、李忠，论光纤通信技术的现状及发展[J].山东师范大学学报（自然科学版），2003，（04）

[2]毛谦，我国光纤通信技术发展的现状和前景[J].电信科学,2006,(8).

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中图分类号：S972文献标识码： A 文章编号：

引言:光纤通信自从被发明出以来，给整个通信领域带来了翻天覆地的变化，使得传统的通信方式变得更高速、更高容量。它具有无与伦比的优势，比起传统通信，它的损耗极大的降低、重量更轻、抗电磁干扰能力更强、传输频率更宽等等。现在，光纤通信的发展非常迅速，仅仅在过去的15年里传输容量就增加了近10000倍。速度提高了将近200倍。

1.光纤通信技术概述

光纤通信技术是指利用光波做为载波，通过光导纤维传输信号，以实现信息传递的一种通信方式，其组成部分主要包括光纤光缆技术、光交换技术传输技术、光有源器件、光无源器件以及光网络技术等。

光纤通信的兴起是由美籍华人高锟和霍克哈姆引领的，当时他们发表的论文表示他们发现光纤有可能用于通信，这种低损耗的材料自此进入了通信领域。光纤通信技术自被运用以来，发展速度很快。1970年以后，美国康宁公司首先研制成功并投入运用了第一代光纤通信技术---多模光纤系统：工作波长850纳米，光纤的损耗为每公里2.5～4.0分贝，最高传输率每秒可接受34Mbit的数据；1980年后，光纤通信技术有了很大提高，工作波长达到了1310纳米，光纤的损耗为每公里0.55～1.0分贝，光传输速率达到每秒可接收140Mbit的数据，信息的传递质量大大提高。

光纤通信技术有直接调制和间接调制两种光调制方式。光纤通信的传播过程可分为下面几个阶段：首先要把声音、视频、图像等数据转换成光信号，这样信源就可以传输到光纤进行传播；再者，携带信息的光信号经过光纤传输到信宿；最后，信宿再将光信号转换成电信号。光纤传播光信号比起电缆传播电信号速度要快，损耗还要低，而且在成本、重量、施工难度上等也有着明显的优势。

2.光纤通信技术的现状

在我国，光纤通信技术起步虽然较晚，但是已经有了很大的发展。在光纤通信领域也出现了许多的新技术，随着光纤通讯技术的提升，光纤通信能力也大大提高，越来越多的地区也逐渐地引入了光纤通讯设备。另外，在各个行业和企业中光纤通信的使用也越来越普遍，无论是海底通信、有线电视、局域网还是长途通信等等光纤通信都得到了认可。21世纪以来，光纤通信技术已经成为传播媒介领域中最重要的技术。

2.1光纤通信逐渐形成系统

光纤通信逐渐形成系统的系统是指地区间系统和行业间系统。在我国，国家干线、省内干线以及区内干线上已经全部采用光缆，地区间的系统已经建成。21世纪是信息大爆炸的时代，人们对信息的依赖程度很高，声音、图片、视频等各种信息的需求量大大增加，并且要求具有实时性。所以许多公司和通讯机构对信息传递的容量和速度都有了更高的需求，而信息传输量巨大的光纤通信正是满足了人们的这一要求，行业之间的系统也已经形成。

2.2常规单模和多模光纤技术

在光纤制造方面，我国基本掌握了常规单模和多模光纤的生产技术，已研制出了色散位移光纤(G.655光纤)、大有效面积非零色散位移单模光纤、色散补偿光纤(DCF)、掺铒光纤、保偏光纤、数据光纤。光电器件的研制也取得了显著进展：高速激光器、增益半导体激光器、量子阱双稳态激光器、掺铒光纤激光器、主动锁模光纤环形孤子激光器、被动锁模光纤环形激光器、光纤光栅激光器、半导体光放大器、掺铒光纤放大器(EDFA)DBF- LD与 EA型外调制器的集成器件、应用于接入网的单纤收发集成器件等。

2.3光纤接入技术

光纤接入技术主要是运用于通信业务，它是面向未来的光纤到路边（FTTC）和光纤到户（FTTH）的宽带网络接入技术，重点解决电话等窄带业务的有效接入问题外，还可以同时解决调整数据业务、多媒体图像等宽带业务的接入问题。

随着经济的发展，不仅是在城市，还有在农村，高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务的需求量逐渐增加。这些业务不仅需要宽带的主干传输网络，更关键的部分是用户接入，尤其是地理环境较差的农村。光纤接入技术的优势是它可以与ATM、SDH、以太网等多种技术结合，使用性强。

2.4孤子传输技术

孤子通信技术是一种利用光孤子脉冲在传输过程中的非线性压缩和色散之间的平衡，以实现长距离高速度通信的技术。

在超大容量的传输系统中，色散是影响传输质量的一个因子，而利用孤子传输技术可以通过光纤本身的非线性来克服这个弱势，从而可以大大增大无中继的传输距离。孤子抗干扰能力强、抑制极化模色散的优点也是实现长距离高速度通信的主要影响因素。

3. 光纤通信技术的未来发展趋势

3.1光纤通信将具有更大容量、更高速

光纤通信具有更大容量、更高速是从投入运用到现在一直追求的目标。随着社会经济的发展，信息传递的容量和速度尤其是电信行业中最大的问题就是无法满足人们对信息量的获取。多媒体的告诉发展也对光纤的容量和速度提出了更高的要求。如果光纤传递信息的速度提高4倍，那么，信息传递的成本将降低30%。这对于居民的日常生产、生活，尤其是对媒体行业的发展，将起到很大的促进作用。

3.2将波分复用技术用于宽带

目前，波分复用技术是指将不同波长的信号同时在同一光纤上完成传输，在光纤通信中已经得到运用，其开发潜力以及达到上限。但是，只有1%运用于宽带资源上，将波分复用技术用于宽带课提高的空间还有很大。如果两者相结合，那么在同一宽带上可传输的信息量将大大提高，宽带速度也就提高了，将会大大提高人们获取信息的速度和对网络系统的满意度。

随着互联网用户的增多以及网络分组化，IP业务成为波分复用技术发展的主要推动力量。但是目前波分复用技术的稳定性不强，还需要不断完善。

3.3使用智能光联网技术

2000年3月，国际电联提出了ASON（自动交换光网络）的概念，目的是智能化的按需分配网络资源，通过交叉连接和分插功能，为任何地点和任何用户提供可连接的网络。了网络的灵活和高效的重构和重组，因此，可传递的信息量增多。

目前，发达国家正在开展智能光联网技术的研发，我国也应该与时俱进，投入适当的人力和资金进行研发，为维护我国的信息安全奠定基础。

3.4实现全光网络

全光网络是指信号只有在进出网络时才进行电和光的交换，而在网络中传输和交换的过程中始终以光的形式存在。它的相关技术主要有全光交换、光交叉连接、全光中继和光复用/去复用等，具有良好的透明性、波长路由特性、兼容和可扩展性。因为全光网络靠的是“光”的传输，所以信息的传递速度很快，并且传送方式多样， PDH、SDH、ATM等传送方式都可以使用，提高了网络资源的利用率。

现在，全光网络正处于初期的发展阶段，但是可开发的潜力很大，并且凭借它极高的信息传递速度、简单的网络结构将会成为未来信息网络的核心。

4.结论

根据以上分析，我们可知光纤通信技术在传递信息方面发挥着不可替代的作用，从最初的运用到现在，虽然已经得到了很大的发展，但是随着社会经济的发展，光纤通信技术还需要不断发展，以满足人们对信息不断提高和维护国家信息安全的需要。

参考文献：

[1] 甘世雄.谈数据通信技术的构成原理及其应用前景[J].计算机光盘软件与应用，2010（12）.

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光纤通信技术在现代通信中脱颖而出，在很大程度上加快了传播的速度，使其通信技术发生了质的飞跃。光纤技术在技术方面得到了提高，使其应用的范围更加广泛，应用到了很多的领域方面，其中铁路通信方面就是一个很重要的应用。铁路通信逐渐走向了通信智能化的防线，光纤通信技术在铁路通信中的应用在很大程度上满足了当展的需求。光纤通信技术广泛地应用到铁路通信当中，将提升铁路通信的能力，使铁路通信系统更加的完善，为人们的生活提供更加便利的条件。

一、光纤通信技术的概述

光纤通信技术是以高频光波为载波，光纤是以传输介质为通信媒介。在19世界60年代，曾有人提出了关于光纤传播技术，阐述了光纤将为信息传播的一种重要方式，将有可能大大降低光纤的损耗，光纤通信技术将加快通信技术的发展。美国康宁公司根据当时的学术论文研发出了世界上第一根超低损耗光纤，整个通信行业将走进光纤通信时代。

光纤通信技术最主要的特点是低损耗、传导速度快、容量大、使用的体积小、有很强的抗电磁干扰能力，受到了很多专业人士的热爱，将会得到大力的发展。随着科学技术的不断发展，从19世纪60年代到21世纪，短短的二十年，光纤通信发生了巨大的改变，其容量整整提升了一万倍，传播速度也提升了几百倍，大大发展了光纤通信行业。光纤技术被广泛的应用到各个行业当中，推动了很多新技术的发展，使各行业的通信能力发生了翻天覆地的改变。

二、光纤通信技术的现状

2.1波分复用技术

波分复用技术是根据不同光波的频率不同，充分利用单模光纤低损耗区的宽带资源，将光纤的低损耗划分为不同的通道，把光波作为光纤信号的载体，在发送初始的位置应用波分复用技术，将不同频段波长信号的光波融入到同一根光纤线路当中，进而进行信号传输。在接收末端的位置，再次利用波分复用技术将不同波长承载不同信号的光纤进行分开。不同波长的光载波信号是独立存在的，可以利用一根光纤实现多个线路光纤信号的传播。

2.2光纤连接

光纤通信技术的大力发展，将能够引领国家通信行业的未来发展，光纤连接将成为信息高速中非常重要的一个标志。光纤连接技术应用到各行各业当中，能够很大程度上提高信息的传播速度和传播方式，满足人们在信息时代的大力需求。在光纤通信技术当中，宽带主干线路的传播非常的重要，用户在最后进行光纤连接的过程更加的重要。光纤通信技术将走进了千家万户，有效的提高人们上网的速度，使人们走进高速信息时代，使宽带进入到飞快发展的年代。在光纤宽带连接入口处，由于光纤线路的位置不同，有FTTB、FTTC、FTTH等不同的应用。FTTH也可以称之为光纤用户，光纤用户是光纤宽带连接最后的一个步骤，将接入到用户家中。充分的利用光纤宽带的特点，将在很大程度上为用户提供宽带上网不受到限制，充分的满足宽带连接技术的需求。

三、光纤通信技术在铁路运输通信系统中的应用

人们现在的生活水平越来越高，对于铁路运输的安全和速度要求也越来越高，对于铁路通信技术的传输速度和传播质量要求也在明显提升，光纤通信技术在铁路通信方面的应用有着非常巨大的意义。铁路通信中应用光纤通信技术历经了3个阶段，才逐渐走向成熟。这3个阶段分别是PDH光纤通信阶段、SDH光纤通信阶段和DWDM光纤通信阶段。

3.1 PDH光纤通信阶段

在上个世纪80年代，我国开始逐渐研究铁路光纤通信技术，PDH光纤技术被应用到光纤通信当中，首次，在我国北京作为试验点，研发了长达15Km的光纤。这次光纤实验所铺设的是短波光纤，使二次群系统处于开启的状态。在我国首次应用PDH光纤通信技术的铁路是大秦铁路，大秦铁路的重载双线电气化中应用的是八芯单模短波光纤，在这个当中局部网络通信系统使用的设备是36Mb/s PDH的二芯；铁路沿线的车站和区域网络的通信系统设备是PCM，以及配置8Mb/s PDH的二芯，标志着我国铁路通信系统从传统的通信模式逐渐转变为光纤通信技术。大秦铁路通信系统的成功转型，将预示着铁路通信系统光纤通信技术走向了一个新的领域。PDH光纤通信系统有一个重要的功能是能在最短的时间检测铁路通信系统的安全漏洞和隐患，并且能够及时的清除，很大程度上保障了铁路通信系统的安全和正常运作。PDH光纤通信系统的功能虽然很强大，推动了铁路通信系统的发展，但是这种光纤通信系统也存在一些问题，PDH光纤通信系统具有很复杂的结构，每个区域有着不同的标准，网络管理的能力比较弱，这些都严重的制约了铁路通信系统的发展。这就要求科研人员要不断的开发出新的技术，弥补漏洞。

3.2 SDH光纤通信系统

SDH光纤通信系统相对于PDH光纤通信系统更加的完善，能够有效的弥补PDH光纤通信的不足，SDH光纤通信技术促进了铁路通信技术的发展。SDH光纤光纤通信技术是一种高速发展的数字化通信技术，它将实现数字信息化的同步转播，将信号固定在特定的结构中。SDH光纤通信技术有几方面的优点：第一个优点是在简化网络中各个支路的字节复接应用；第二个优点是创造了不同厂家设备互联网之间的连接，使光纤通信采用的标准和比特率采用相同的标准；第三方面是SDH光纤通信具有很强大的网络和自我完善功能，当网络信号突然被中断，在自动恢复后，其网络信号传输仍然可以继续使用；第四方面是SDH光纤通信系统有着很强大的自我管理功能，能够为铁路通信的传输和通信的安全提供可靠的保障。SDH光纤通信技术比PDH光纤通信技术有着很强大的通信功能，在铁路通信系统中崭新出独具特色的优势。先进的SDH光纤通信技术将能够代替传统的PDH光纤通信技术，其中SDH光纤通信技术最早应用在赣韶铁路当中，在修建这条铁路过程中，为了使用到先进的SDH光纤通信技术，搭建一条新的光同步传输系统，采用了二十芯光缆。为了接入光纤通过接入层传输设备和622Mb/s光纤口，这些设备和赣韶铁路沿线的接收设备相互连接，使整条赣韶铁路沿线都实现SDH光纤铁路通信，大大推动了我国铁路通信事业的发展。SDH光纤通信技术在铁路通信系统中起着重要的作用，但随着社会经济的快速发展，SDH光纤通信技术逐渐不能满足铁路通信的需求。铁路通信的需求在数据传输方面提出了更高的需求，要想实现这一需求，需要将其速度提升百倍以上。

3.3 DWDM光纤通信系统

根据铁路通信技术的需求和科学技术的发展，人们研发了DWDN光纤通信，这种先进的光纤通信技术，明显的超过了PDH光纤通信和SDH光纤通信。DWDM 技术是根据单模光纤带宽和其损耗低的特点，允许多个波长载波信道同时在光纤内传输，形成一种新型的通信技术。DWDM通信系统中，发送端光发射机同时发射不同稳定度和精度的不同波长光信号，通过光波长复用器将其复用送入掺铒光纤的功率放大器当中。在经过放大后，将多路的光信号输送到光纤维中传输。在到达接收端后，经过光前置放大器放大，然后送到光波长分波器当中实现光信号的分解。该技术的主要的优势是DWDM光纤通信可以在同一光纤内承载不同波段的波长，这样就可以提高了传输的速度和增大了传输的容量；DWDM光纤通信技术可以容纳不同的协议要求，将不同的传输速度中数据在一个激光轨道中完成，这样就会在最大限度内满足网络用户的需求和网络的安全。DWDM光纤通信技术已经被用到了铁路开发当中，因该通信技术能够增大传输速度，同时增加传输容量，在铁路信息系统开发当中，被采纳应用。该技术的应用是铁路信息系统的信息传递更稳定、迅速，保证了铁路信息及时传递，为铁路信息服务提供便利。

总结：综上所述，光纤通信技术广泛的应用到铁路通信当中，大力的推动了我国铁路通信的发展。尤其是光纤通信技术不断的发展，克服了在铁路通信应用方面的很多难题，一步一步追赶通信时代的发展，满足市场的需求，使铁路通信技术始终处在时代的前沿。

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随着科学技术的不断发展，通信技术与网络的研究及其标准化建设早已成为众所关注和大力研究的焦点。目前一些新兴技术和新兴网络的纷纷涌现，使通信技术与网络成为大家研究与开发的热点内容；与此同时，这些新技术、新网络满足了通信技术的极大需求，并为通信技术与网络的发展注入了新动力。

当我们分析面对之前样式繁多的通信技术与网络进展时，不得不让我们留心关注的重点内容是通信技术与网络的发展演变过程以及在此基础上的未来发展方向、基本技术特征等内容。早期的通信技术是使用模拟技术的通信系统，因为有蜂窝小区结构、终端移动管理、漫游及切换等技术的提出，所以使通信技术实现了在移动中通信以及在通信中移动；随后发展的通信系统成为使用数字技术的系统，它是利用数字信号处理技术和专用芯片，使信息处理尽量软件化，从而实现设备的小型化以及允许大量用户接入的形式；之后通信技术与网络是充分发挥自适应技术的作用实现宽带高速的通信系统，不仅实现了调制自适应、编码自适应、信道自适应、接入自适应、业务自适应等，还实现了传输链路和通信系统的高效率。在上述通信技术和系统基础上，通信技术与网络将会飞速发展，其内容也将会不断扩充，一些未被充分利用的资源：频率、时间、编码、功率、空间等将会被更有效的利用，使之发展成为更高宽带和更高速率的通信系统。对空间资源的有效利用是4G通信网络开发利用的新天地，对空间地理分布下的分布技术和系统的充分利用，或将可能成为未来无线移动通信的首要技术特征。

一、通信技术与网络的发展现状

1.1移动网络通信技术发展迅速，3G技术日益成熟

作为通信技术与网络发展主要产物之一的移动网络通信技术，目前已成为发展最为迅速的通信技术之一。我们所说的移动网络通信技术主要是指使用者通信不会受到时间、地域等其他方面的影响，能够应用不同的方式进行通信。全球移动通信技术发展过程分为三个阶段，首先是第一代为模拟技术，到第二代成为CDMA技术和GSM技术，直到现在大力推广的的3G通信网络技术，目前3G用户已经超过3.6亿。这一发展过程不仅只是代表了电信领域中的技术进步，也同时体现了通信技术与网络的卓越发展。

1.2光通信稳步发展

随着数据传输量不断加大以及对处理数据的层次要求不断提高，原先的线路传输在一定范围内已经不能满足用户需求，因此光通信技术得到了受到了关注并得到广泛的应用，从而满足了用户对数据处理的高要求。光通信主要包括了光纤、光缆、光节点、光传输系统及光接入技术等五大领域。

1.3不断丰富与完善的多媒体技术

多媒体通信技术应用主要归功于计算机网络传输速度在不断的提高，能够同时满足用户对语音、数据及视频三方面的综合需求。音频技术的发展比较早，很多技术都已经成熟并且已经产业化，其主要包括以下四个方面：音频数字化、语音处理、语音合成及语音识别。其中音频数字化技术目前已经比较成熟，数字音响就是因为采用了此技术而达到了理想的音响效果，多媒体声卡也是采用此技术而设计的。音频处理技术主要集中在音频压缩上，目前最新的MPEG语音压缩算法可将声音压缩六倍。语音合成是指将正文合成为语言播放，汉语合成这几年来也有突飞猛进的发展。在音频技术中难度最大最吸引人的技术当属语音识别，虽然目前只是处于实验研究阶段，但是广阔的应用前景使之一直成为研究关注的热点之一。视频技术包括视频数字化和视频编码技术两个方面。视频数字化后的色彩、清晰度及稳定性有了明显的改善，是下一代产品的发展方向。视频编码技术是将数字化的视频信号经过编码成为电视信号，目前从低档的游戏机到电视台广播级的编码技术都已成熟。图像压缩技术是计算机处理图像和视频以及网络传输的重要基础，目前ISO制订了两个压缩标准即JPEG和MPEG；MJPEG按照25帧/秒速度使用JPEG算法压缩视频信号，完成动态视频的压缩。MPEG算法是适用于动态视频的压缩算法，通常保持较高的图像质量而压缩比高达100倍。

1.4网络与信息安全不断受到挑战

通信技术与网络迅猛发展的同时也给网络安全性带来了新问题，互联网的开放性和互联性使网络安全性和信息安全性受到威胁。目前，信息网络常用的基础性安全技术主要包括以下几个方面：身份认证技术、加解密技术、边界防护技术、访问控制技术、主机加固技术、安全审计技术、检测监控技术等。信息网络安全经历了三个阶段，首先是以边界保护、主机防毒为特点的纵深防御阶段，主要是采用堵漏洞、作高墙、防外攻等防范方法；第二阶段是以设备联动、功能融合为特点的安全免疫阶段，采用积极防御，综合防范的理念；第三阶段是以资产保护、业务增值为特点的可信增值阶段，通过建立统一的平台，完善的网络接入认证机制，保证设备、用户、应用等各个层面的可信，从而提供一个可信的网络环境。

二、通信技术与网络的发展趋势

2.1移动通信技术持续快速发展

移动通信技术在今后的发展趋势还是以增强型3G技术为主，以增强型WCDMA技术HSDPA、TD-SCDMA及CDMA20001xEV-DO三种形式作为主流。将继续提升数据传输的速度，提高声音传输的质量，更加完善对音乐、图像、视频等各方面数据的处理，使得通信更加人性化。

2.2网络技术融合力度加大

就目前而言，通过网络技术进行通信的应用方式得到了广泛的使用，因此提高通信技术完善网络应用效率，加强网络融合是今后的发展趋势。随着IMS标准的日益完善与成熟，网络融合将会在固定与移动领域中首先展开，并在业务层面、控制层面、接入层面和传送层面等全面实行，使广播电视网、电信网以及计算机通信网之间相互兼容与渗透，发挥其各自的优势。

2.3光通信仍将稳步前行

对于ASON网络的发展，以其标准化程度的发展之快，最终将会实现不同厂商设备的互联、互通和互操作，同时网络结构也会从环状网向网状网发展，所以网状网物理平台的建设及系统资源的完善和优化将成为重点，随着ASON技术的逐步成熟，未来几年将进入实用化阶段。

三、结论

综上所述，我国通信技术与网络应用将会不断发展与完善，应用领域也将会进一步拓展，使得通信技术越来越普遍、越来越来广泛，更好的服务于人们的工作和生活。

参考文献

[1]曲阳.浅析无线通信网络主要技术及发展前景.中国新技术新产品，2011（12）：42-44

[2]凌金波.浅议计算机通信与网络发展的应用技术.科技向导，2004（5）：124-126

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1.光纤通信技术

光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路，光纤之间的串绕非常小；光波在光纤中传输，不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听；光纤的芯很细，由多芯组成光缆的直径也很小，所以用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题。

光纤通信在技术功能构成上主要分为：(1)信号的发射；(2)信号的合波；(3)信号的传输和放大；(4)信号的分离；(5)信号的接收。

2.光纤通信技术的特点

(1)频带极宽，通信容量大。光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽，光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量，特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps。

(2)损耗低，中继距离长。目前，商品石英光纤损耗可低于0～20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低；若将来采用非石英系统极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离；对于一个长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂性可大大降低。

(3)抗电磁干扰能力强。光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。由于能免除电磁脉冲效应，光纤传输系还特别适合于军事应用。

(4)无串音干扰，保密性好。在电波传输的过程中，电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰，而容易被窃听，保密性差。光波在光纤中传输，因为光信号被完善地限制在光波导结构中，而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收，即使在转弯处，漏出的光波也十分微弱，即使光缆内光纤总数很多，相邻信道也不会出现串音干扰，同时在光缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。

除以上特点之外，还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设；光纤的原材料资源丰富，成本低；温度稳定性好、寿命长。由于光纤通信具有以上的独特优点，其不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力通信控制系统中，进行工业监测、控制，而且在军事领域的用途也越来越为广泛。

3.光纤通信技术在有线电视网络中的应用

20世纪90年代以来，我国光通信产业发展极其迅速，特别是广播电视网、电力通信网、电信干线传输网等的急速扩展，促使光纤光缆用量剧增。广电综合信息网规模的扩大和系统复杂程度的增加，全网的管理和维护，设备的故障判定和排除就变得越来越困难。可以采用SDH＋光纤或ATM＋光纤组成宽带数字传输系统。该传输网可以采用带有保护功能的环网传输系统，链路传输系统或者组成各种形式的复合网络，可以满足各种综合信息传输。对于电视节目的广播，采用的宽带传输系统可以将主站到地方站的所需数字，通道设置成广播方式，同样的电视节目在各地都可以下载，也可以通过网络管理平台控制不同的站下载不同的电视节目

有线电视网络在全国各地已基本形成，在有线电视网络现有的基础上，比较容易地实现宽带多媒体传输网络，因此在目前的情况下，不应完全废除现有的有线电视网，而用少量的投资来完善和改造它，满足人们的目前需要。很多地区的CATV已经是光纤传输，到用户端也是同轴电缆进入千万家。但是现在建设的CATV大多是单向传输，上行信号不能在现有的有线电视网中传送。可以通过电信网PSTN中语音通道或数据通道形成上行信号的传送，也可以通过语音接入系统来完成。将电话接到各用户，这样各用户间即可以打电话，也可以利用广电自己的综合信息网中的宽带传输系统构成广电网中自己的上行信号的传送，组成了双向应用的Internet网。

现在光通信网络的容量虽然已经很大，但还有许多应用能力在闲置，今后随着社会经济的不断发展，作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长，一定会超过现有网络能力，推动通信网络的继续发展。因此，光纤通信技术在应用需求的推动下，一定不断会有新的发展。

参考文献：

[1]王磊，裴丽.光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息，2006，(4)

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中图分类号：T7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0224-01

1 该激光大气通信系统设计基本思路：

先从键盘输入要发送的文字或通过调用摄像头采集图像或选中要发送的文件，然后将采集到的图像或文字信息或文件进行数字化，发送端将信号叠加在激光器的输出载波上，接收端通过光敏三极管将接收到的光信号转换为电信号，编写的相应的应有程序将接收到的信息进行整合，最后还原出原图像或文字信息。

采集图片信息，通过自编的图片处理程序将采集到的信息进行数据压缩和编码，驱动激光器发送数据；利用激光接收电路将接收到的光信号转化成电信号，图片接收程序对其进行相应的解码和解压，便得到采集到的图片。

2 该激光大气通信系统的组成

该系统由硬件和软件两部分组成。软件部分是利用Qt进行图形用户界面的编程。Qt是一个跨平台的C++应用程序开发框架。广泛用于开发GUI程序，这种情况下又被称为部件工具箱。也可用于开发非GUI程序，比如控制台工具和服务器。

硬件部分由两台计算机、USB转TTL器件，激光发射机、光电三极管组成 。两台计算机中，一台用作信源、一台用作信宿。

如图所示，图1、图2分别为该激光大气通信系统的发射系统和接受系统的基本框图。

3 该激光大气通信系统的各个部分的功能

软件部分：

Qt：调用微软的库函数，如：调用获取摄像头的库函数、调用串口通信的库函数等等，对用摄像头获取的图片进行压缩编码。由于获取的图片是彩色图像，故先将其变为灰度图像，即图像数据压缩为原来的三分之一；然后再对灰度图像进行离散余弦变换，进一步的压缩，压缩为灰度图像的九分之一，即最后总共压缩为原来的二十七分之一。然后将数据传到串口中，等待通信。在信宿计算机中，Qt主要负责将信号解压，还原。

硬件部分：

信源计算机：获取从键盘输入要发送的文字或通过调用摄像头采集的图像信号。

USB转TTL部件：进行电平转换，同时便于将信号发射出去。

激光发射器：有效地将电信号转变为光信号，数字0使三极管截止，激光器不亮；数字1使三极管导通，激光器亮；从而“灭”代表信号0，“亮”代表信号1；进而有效地将信号发射出去。

光电三极管：作为接收器，将光信号转变为相应的电信号。

滤波电路：阻低通高，一般为4.7uF的电容。

信宿计算机：将接收到的图片或文字数字信号，进行解压、恢复、显示。

4 该激光大气通信系统的特点

4.1 创新点

1、不间断校验通讯

2系统回路简单，容易实现

3、图片采集处理程序

4、激光发送接收装置

一般的激光通信系统：发送部分主要有激光器、光调制器和光学发射天线。接受部分主要有光学接受天线、光学滤波器、光探测器。要传送的信息送到与激光器相连的光调制器中，光调制器将信息调制在激光上，通过光学发射天线发送出去。在接收端，光学接受天线将激光信号接受下来，并送至光探测器，光探测器将激光信号变为电信号，经放大、解调后变为原来的信息。而该系统不需要光调制器、光学发射天线、光学接受天线、光探测器等等，大大节省了成本；同时，该系统的图片采集处理程序设计比较巧妙，执行效率比较高；该系统还运用了CRC循环冗余检验技术，可以达到不间断校验通讯的目的，更加保证了通讯的安全性。

4.2 技术关键

1、CRC循环冗余校验

2、图片采集及处理的软件设计与编程

3、激光发射驱动电路设计

4、电平转换电路设计

5、光电转换电路设计

6、信息解码及图片恢复程序设计

5 该激光大气通信系统的科学性先进性

科学性：

1、循环冗余检查（CRC）：一种数据传输检错功能，对数据进行多项式计算，并将得到的结果附在帧的后面，接收设备也执行类似的算法，以保证数据传输的正确性和完整性。这种技术常在计算机网络中应用。

2、图片采集处理：图片处理程序调用摄像头来采集图片信息，再对图片信息进行压缩编码处理，后将信息编码分段传送，利用波特率控制传送的速率，在端口处将其发送。

3、电平转换电路将不同电气特性的接口连接起来。

4、激光发射电路静态点在微导通状态，以减小因管子导通电压引起的延时。

先进性：

1、该激光大气通信系统装置结构轻便，设备经济，比一般的激光大气通信系统更加精简、方便、实惠，并且性能更加可靠。

2、该激光大气通信系统采用CRC循环冗余检验技术，不间断校验通讯，因此，正确率比一般的激光大气通信系统的正确率更高，保密性更强，可以运用在需要严格保密环境中的信息传输。

6 激光大气通信的发展前景

1、未来的通信技术将会越来越多的用到卫星技术，仅仅依靠光纤网络技术难以实现通信技术的发展目标。因此，激光通信技术将成为通信领域发展的必要技术之一。

2、激光大气通信能跨越障碍，解决跨山沟、海峡、河流、湖泊等复杂地貌带来的挖沟布线难题；

3、激光大气通信将在应急或临时通信传输方面先出巨大优势。如在救灾、大型集会活动、野外的临时工作场所或地震等突发事件方面，作为一种临时的通信连接等等。

4、激光通信技术在未来的发展中，将会影响通信领域的发展，使通信领域诞生出更多的新技术，提升通信领域发展实力的同时，保证通信领域的发展拥有技术保障。所以，激光通信技术将会带动通信领域新一轮的技术革新。

参考文献

[1] 陈钰清.激光原理（第二版）.浙江大学出版社.2000，09.

[2] 朱振，陈凌，自由空间光通信技术，无线光通信技术，2003，1.

[3] 邹自立，悄然复兴的激光大气通信技术，光通信技术，1997，21.

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光纤通信技术在现代通信中脱颖而出，在很大程度上加快了传播的速度，使其通信技术发生了质的飞跃。光纤技术在技术方面得到了提高，使其应用的范围更加广泛，应用到了很多的领域方面，其中铁路通信方面就是一个很重要的应用。铁路通信逐渐走向了通信智能化的防线，光纤通信技术在铁路通信中的应用在很大程度上满足了当展的需求。光纤通信技术广泛地应用到铁路通信当中，将提升铁路通信的能力，使铁路通信系统更加的完善，为人们的生活提供更加便利的条件。

一、光纤通信技术的概述

光纤通信技术是以高频光波为载波，光纤是以传输介质为通信媒介。在19世界60年代，曾有人提出了关于光纤传播技术，阐述了光纤将为信息传播的一种重要方式，将有可能大大降低光纤的损耗，光纤通信技术将加快通信技术的发展。美国康宁公司根据当时的学术论文研发出了世界上第一根超低损耗光纤，整个通信行业将走进光纤通信时代。光纤通信技术最主要的特点是低损耗、传导速度快、容量大、使用的体积小、有很强的抗电磁干扰能力，受到了很多专业人士的热爱，将会得到大力的发展。随着科学技术的不断发展，从19世纪60年代到21世纪，短短的二十年，光纤通信发生了巨大的改变，其容量整整提升了一万倍，传播速度也提升了几百倍，大大发展了光纤通信行业。光纤技术被广泛的应用到各个行业当中，推动了很多新技术的发展，使各行业的通信能力发生了翻天覆地的改变。

二、光纤通信技术的现状

2.1波分复用技术

波分复用技术是根据不同光波的频率不同，充分利用单模光纤低损耗区的宽带资源，将光纤的低损耗划分为不同的通道，把光波作为光纤信号的载体，在发送初始的位置应用波分复用技术，将不同频段波长信号的光波融入到同一根光纤线路当中，进而进行信号传输。在接收末端的位置，再次利用波分复用技术将不同波长承载不同信号的光纤进行分开。不同波长的光载波信号是独立存在的，可以利用一根光纤实现多个线路光纤信号的传播。

2.2光纤连接

光纤通信技术的大力发展，将能够引领国家通信行业的未来发展，光纤连接将成为信息高速中非常重要的一个标志。光纤连接技术应用到各行各业当中，能够很大程度上提高信息的传播速度和传播方式，满足人们在信息时代的大力需求。在光纤通信技术当中，宽带主干线路的传播非常的重要，用户在最后进行光纤连接的过程更加的重要。光纤通信技术将走进了千家万户，有效的提高人们上网的速度，使人们走进高速信息时代，使宽带进入到飞快发展的年代。在光纤宽带连接入口处，由于光纤线路的位置不同，有FTTB、FTTC、FTTH等不同的应用。FTTH也可以称之为光纤用户，光纤用户是光纤宽带连接最后的一个步骤，将接入到用户家中。充分的利用光纤宽带的特点，将在很大程度上为用户提供宽带上网不受到限制，充分的满足宽带连接技术的需求。

三、光纤通信技术在铁路运输通信系统中的应用

人们现在的生活水平越来越高，对于铁路运输的安全和速度要求也越来越高，对于铁路通信技术的传输速度和传播质量要求也在明显提升，光纤通信技术在铁路通信方面的应用有着非常巨大的意义。铁路通信中应用光纤通信技术历经了3个阶段，才逐渐走向成熟。这3个阶段分别是PDH光纤通信阶段、SDH光纤通信阶段和DWDM光纤通信阶段。

3.1PDH光纤通信阶段

在上个世纪80年代，我国开始逐渐研究铁路光纤通信技术，PDH光纤技术被应用到光纤通信当中，首次，在我国北京作为试验点，研发了长达15Km的光纤。这次光纤实验所铺设的是短波光纤，使二次群系统处于开启的状态。在我国首次应用PDH光纤通信技术的铁路是大秦铁路，大秦铁路的重载双线电气化中应用的是八芯单模短波光纤，在这个当中局部网络通信系统使用的设备是36Mb/sPDH的二芯；铁路沿线的车站和区域网络的通信系统设备是PCM，以及配置8Mb/sPDH的二芯，标志着我国铁路通信系统从传统的通信模式逐渐转变为光纤通信技术。大秦铁路通信系统的成功转型，将预示着铁路通信系统光纤通信技术走向了一个新的领域。PDH光纤通信系统有一个重要的功能是能在最短的时间检测铁路通信系统的安全漏洞和隐患，并且能够及时的清除，很大程度上保障了铁路通信系统的安全和正常运作。PDH光纤通信系统的功能虽然很强大，推动了铁路通信系统的发展，但是这种光纤通信系统也存在一些问题，PDH光纤通信系统具有很复杂的结构，每个区域有着不同的标准，网络管理的能力比较弱，这些都严重的制约了铁路通信系统的发展。这就要求科研人员要不断的开发出新的技术，弥补漏洞。

3.2SDH光纤通信系统

SDH光纤通信系统相对于PDH光纤通信系统更加的完善，能够有效的弥补PDH光纤通信的不足，SDH光纤通信技术促进了铁路通信技术的发展。SDH光纤光纤通信技术是一种高速发展的数字化通信技术，它将实现数字信息化的同步转播，将信号固定在特定的结构中。SDH光纤通信技术有几方面的优点：第一个优点是在简化网络中各个支路的字节复接应用；第二个优点是创造了不同厂家设备互联网之间的连接，使光纤通信采用的标准和比特率采用相同的标准；第三方面是SDH光纤通信具有很强大的网络和自我完善功能，当网络信号突然被中断，在自动恢复后，其网络信号传输仍然可以继续使用；第四方面是SDH光纤通信系统有着很强大的自我管理功能，能够为铁路通信的传输和通信的安全提供可靠的保障。SDH光纤通信技术比PDH光纤通信技术有着很强大的通信功能，在铁路通信系统中崭新出独具特色的优势。先进的SDH光纤通信技术将能够代替传统的PDH光纤通信技术，其中SDH光纤通信技术最早应用在赣韶铁路当中，在修建这条铁路过程中，为了使用到先进的SDH光纤通信技术，搭建一条新的光同步传输系统，采用了二十芯光缆。为了接入光纤通过接入层传输设备和622Mb/s光纤口，这些设备和赣韶铁路沿线的接收设备相互连接，使整条赣韶铁路沿线都实现SDH光纤铁路通信，大大推动了我国铁路通信事业的发展。SDH光纤通信技术在铁路通信系统中起着重要的作用，但随着社会经济的快速发展，SDH光纤通信技术逐渐不能满足铁路通信的需求。铁路通信的需求在数据传输方面提出了更高的需求，要想实现这一需求，需要将其速度提升百倍以上。

3.3DWDM光纤通信系统

根据铁路通信技术的需求和科学技术的发展，人们研发了DWDN光纤通信，这种先进的光纤通信技术，明显的超过了PDH光纤通信和SDH光纤通信。DWDM技术是根据单模光纤带宽和其损耗低的特点，允许多个波长载波信道同时在光纤内传输，形成一种新型的通信技术。DWDM通信系统中，发送端光发射机同时发射不同稳定度和精度的不同波长光信号，通过光波长复用器将其复用送入掺铒光纤的功率放大器当中。在经过放大后，将多路的光信号输送到光纤维中传输。在到达接收端后，经过光前置放大器放大，然后送到光波长分波器当中实现光信号的分解。该技术的主要的优势是DWDM光纤通信可以在同一光纤内承载不同波段的波长，这样就可以提高了传输的速度和增大了传输的容量；DWDM光纤通信技术可以容纳不同的协议要求，将不同的传输速度中数据在一个激光轨道中完成，这样就会在最大限度内满足网络用户的需求和网络的安全。DWDM光纤通信技术已经被用到了铁路开发当中，因该通信技术能够增大传输速度，同时增加传输容量，在铁路信息系统开发当中，被采纳应用。该技术的应用是铁路信息系统的信息传递更稳定、迅速，保证了铁路信息及时传递，为铁路信息服务提供便利。总结：综上所述，光纤通信技术广泛的应用到铁路通信当中，大力的推动了我国铁路通信的发展。尤其是光纤通信技术不断的发展，克服了在铁路通信应用方面的很多难题，一步一步追赶通信时代的发展，满足市场的需求，使铁路通信技术始终处在时代的前沿。

参考文献

篇11

中图分类号：TP929.11 文献标识码：A

1当前光纤通信的优越性

1.1频带非常宽，传输容量非常大

目前，在光纤通信系统中，光纤的传输带宽比电缆大很多，单模光纤就具有几十GHz・km的带宽距离积。采用多种复用技术能提升线路传输容量；最简单的是采用空分复用，光纤外径只有几十 m，一根光缆就可以容纳几百根光纤，传输容量成百倍增长；对于单根光纤，可以采用光复用技术，正在研究开发的光复用技术有波分复用（WDM）、光码分复用（OCDM）和光时分复用（OTDM），而主要采用的是波分复用（WDM），目前人们采用的密集波分复用（DWDM）能增加可使用波长数量，同时利用光纤损耗谱平坦，扩大可利用的波长转换技术和窗口技术，实现波长再利用等使单根光纤由单波长传输的传输速率几Gbps，达到多波长传输几十Tbit/s；另一方面，减小光源谱线宽度和采用外调制方式，同样能极大提升传输容量。

1.2抗电磁干扰性能强，泄露小，保密性好，无串话

由于光纤是非金属的光导纤维（目前主要采用石英（SiO2）），光纤通信线路不会受普通的高、低频电磁场的干扰和闪电雷击等的损坏，抗电磁干扰性能好。光纤的设计独特无比，在光纤中传输的光被严格局限于光纤的纤芯与包层邻近进行传输，泄露极其微弱；即使在弯曲半径十分小的地方，光泄漏的可能性也非常微弱。所以泄漏到光缆之外的光信号基本上没有，如果没有专用的特殊工具，光纤无法分接；以及长途光缆等通常埋在地下。由此可知：光纤通信保密性能极好，也不会产生电缆通信中常见的串话现象。这对现代政治、军事和经济均有重要意义。

1.3光纤重量轻、纤芯细，铺设简单，资源丰富

光纤一般直径只有几微米至几十微米之间，相同容量话路光缆，要比电缆轻90%～95%（光缆的质量仅为电缆的1/10～1/20），直径小于电缆的1/5；光纤柔软性十足，铺设简单；这顺利解决通信传输系统占用较大的空间致地下管道拥挤等难题，同时极大的节省了通信地下管道的投资成本；光纤通信应用于航天领域，能够有效减轻卫星、飞船与飞机等的重量，提升通信质量的同时降低制造成本。制造光纤的原料石英（SiO2），更是资源丰富且价格便宜，因此光纤通信的发展及全面普及具有巨大前景。

2光纤通信发展现状及趋势

2.1超高速、超大容量、超长距离系统发展

光纤通信经过数十年的发展，目前商用系统传输速率已能达到10Gbps以上；随着传输需求不断提升，超高速、超大容量、超长距离的光纤通信系统发展成为必然。单一的采用光时分复用（OTDM）或波分复用（WDM）对信道传输速率的提升是有限的；因此，可以采用将多个光时分复用（OTDM）信号集中进行波分复用（WDM）的办法来实现信道传输能力最大化。

2.2新型光纤不断发展

在传统的G.652光纤已无法满足超高速长距离传输网络发展需求的状况下，新型光纤的开发成为下一代网络基础设施工作的重要部分。光纤通信传输速率的提高主要通过：（1）提高传输速率；（2）增加传输的光波数量。因此，开发尽可能宽的可用波段的全波光纤成为关键。目前全国光纤通信运用在C（1530～1565nm）与L（1565～1625nm）波段，而全波光纤能将波长扩展至1260～1675nm；若按波长间隔为50HZ（0.4nm）开通DWDM系统，以目前单信道传输速率80 Gbps计算，单纤通信容量高达1000X80 Gbps以上。其它诸如非零色散光纤，空心光纤等新型光纤也陆续出现。

2.3光纤孤子通信发展

光纤孤子通信是一种全光非线性通信方案，主要利用光纤折射率的非线性效应对光脉冲压缩，使其与群速色散激发的光脉冲展宽平衡，光孤子能在光纤的反常色散区与脉冲光功率密度足够大前提下进行长距离不变形传输。这种传输方式在大幅度提升传输距离的同时保证了传输质量。理论上，光孤子通信容量没有限制，可高达1000Gbps；近些年随着色散补偿和色散管理的实施及相关技术的深入研究，光孤子运行速率已能从10～20 Gbps提高至100 Gbps；并采用再生、重新定时等降低自发发射，使传输距离高达100000km以上。

3结语

自从1966年英籍华人高锟博士提出光纤作为传输介质的概念，1970年美国康宁公司根据高锟论文的设想，使用改进型化学汽相沉淀法，制造出世界上第一根超低损耗光纤，其在1 m附件波长区将光纤损耗降低到20dB/km。由于光波通信技术的巨大发展，现在世界通信传输业务的90%需经过光纤传输，并且目前业务量还在不断快速增长；随着光纤通信技术的不断发展，光纤通信应用的范围将越来越广。

篇12

    随着通信技术的发展及信息业务量的剧增,社会对通信专业人才的需求不断加大,从近几年的就业情况来看,企业需要的是既有较好的理论基础,又有较强的实践能力,并且了解通信行业技术的综合应用型人才。因此,高校必须不断完善通信实验室建设,改进实验模式,才能适应市场对人才的需求。我院于2009年提出了建设综合通信网络实验平台的计划,并获得了中央地方共建专业特色实验室项目的资助。

    1实验室现状及建设综合实验平台的必要性

    2000年以来我院先后建设了计算机技术、电子技术、通信原理、高频电子、EDA等基础实验室及检测与控制专业实验室。2004年通信专业开始招生,为满足教学要求,筹建了通信专业实验室。由于当时学校经费紧张,制定了通信专业实验室的建设在现有基础上分两步走的计划:第一步,建设以满足教学需求的基本型专业实验室,主要完成光纤、程控、通信网、移动通信等专业课程实验。该实验室建设方案以各种实验箱及相关的仪器设备组成,基本1人1箱,其特点是:技术成熟,投资少,维护方便。第二步,建设综合通信网络实验室。第一步建设方案已于2006年完成。

    2006年以来,通信专业实验室在实验教学工作中发挥了其应有的作用。但这些设备各自独立,没有形成网络,系统性不强,实验内容多以演示、验证为主。随着通信技术的迅猛发展,这类实验室条件局限性较大,没有通信全程全网的系统性,学生对所学的专业课程缺乏系统整体概念,无法满足对通信技术的深入研究及市场对人才的需求。因此建设综合通信网络实验平台是非常必要的。

    2综合通信网络实验平台的建设思路与目标

    随着通信行业的不断发展,电信领域正在向着移动化、宽带化的方向不断融合。因此,综合通信网络实验平台建设的基本思路是建设一个集传输、交换、宽带接入及有线、无线通信为一体的综合现代通信网络,是一个类似于电信系统的全真式网络。该系统能够实现模拟网络运行,各个网络对接,并能够完成每种设备平台的实训与研究。通过该实验系统,让学生从软件到硬件全方位感受现代通信的真实环境,对所学专业有直观的认识及深入的了解,提高专业素质,锻炼动手能力,把学生培养成符合社会需求的综合型、应用型通信技术人才。

    3综合通信网络实验平台的建设方案与内容

    建设方案既要技术先进,又要经济合理,通过反复多次的论证,提出了适应现有资金条件,适合当代通信技术发展的综合通信实验平台。整个平台由SDH传输网、程控交换网、移动无线接入网、EPON光接入网、网规、网优等系统构成。

    3.1 网络拓扑结构网络拓扑结构如图1所示。

    图1 综合通信网络实验平台拓扑图

    3.2 光传输系统

    光传输系统是整个实验网络的核心,沟通了各模块之间的通信联络。系统采用SDH技术,由3台STM-1设备构成环形网络。SDH技术是目前通信网络的主流技术,它以其突出的技术优势为网络提供优质、高效、可靠的通信业务,能够满足宽带数据及视频图像等多业务的传输需求,自愈功能强。掌握传输技术对通信工程专业的学生来说,是非常重要的。

    传输系统选用华为公司的Optix155/622HMetro1000型设备,主要功能及配置如下:

    (1)系统高阶交叉能力为136×136VC4,低阶交叉能力1638×1638VC12。

    (2)单台传输系统配置STM-1光接口2个,E1接口21个,FE接口数量为4个,支持155M至2.5G光速率的在线升级能力。

    (3)具备多业务处理能力,提供多路E1,T1,E3和T3业务及各种音频接口,数据接口功能。

    (4)系统采用MSTP第三代技术,支持以太网信号的汇聚、二层交换和VLAN。

    (5)传输系统配备了设备级管理软件,在提供完备的网元级管理功能的同时,提供了网络层管理功能,支持传统业务的端到端管理。

    (6)整个传输网络保护机制健全,交叉、时钟、电源均采用1+1保护措施,具备强大的告警分析和故障自动诊断功能,提高了网络系统的安全性和可靠性。

    3.3 程控交换系统

    程控交换系统采用华为公司C&C08程控交换设备,通过传输网络及其他配合设备构建一个完全模拟实际应用的,具有局间交换、远端接入功能的完整交换网络。主要配置为:

    (1)系统交换能力为16K×16K,配置模拟电话用户96路,数字中继120DT(最大可扩充至50000线模拟用户及10000线数字中继)。

    (2)提供中国1号信令、7号信令,满足局间通信的要求;提供语音业务及其他综合接入业务,配置各种接口。

    (3)提供设备级网管软件,可对硬件设备进行设置、配置, 进行信令的观测、跟踪等。

    3.4 TD-SCDMA移动通信无线网络系统

    TD-SCDMA技术是目前广为使用的新技术,大幅提升了数据传输速率,实现了移动宽带,能够处理图像、音乐、视频等多种媒体形式,提供网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。

    系统由TD-SCDMA无线侧基站控制器单元(RNC)、无线侧基带处理及射频单元(Node B)及无线网络操作维护中心(OMC-R)等主要设备及相关系统软件组成。

    TD-SCDMA无线侧基站控制器单元(RNC)采用华为公司新一代基站控制器DRNC820型设备,该设备集成度高、容量大、可靠性好,可以满足未来高速分组业务发展,大大提升TD-SCDMA全系统的带宽和容量。系统采用MAIO(Multiple Access To I n One)技术,统一ATM,TDM和IP交换体系,既支持对2G传输资源的前向兼容,也支持向全网IP的演进。设备采用模块化设计,支持单框解决方案与平滑升级;采用双平面GE Star交换网,可提供最大120Gbps的交换容量;接口丰富,可提供多种组网方式。

    TD-SCDMA无线侧基带处理及射频单元采用业界技术领先的多形态统一模块设计,具有体积小、容量大、功耗低、安装灵活的特点,最大可支持36载扇的TD-SCDMA基带处理能力。

    操作维护系统主要完成软件管理、故障管理、性能管理、测试管理、传输管理等功能。

    3.5 EPON光接入系统

    EPON光接入系统采用华为公司MA5680T型设备,具备多种丰富的功能特性,可提供大容量、高速率、高带宽的语音、数据和视频业务接入。设备为GPON/EPON一体化设备,满足用户扩容升级需要;系统能力满足背板交换容量为275Gbps,业务交换容量双向为68G;单框可支持ONU/ONT数为7168;支持3层特性,支持RIPV1/V2和OSPF路由协议;满足多种FTTx组网应用,满足基站传输、IP专线互联、批发等业务组网需求。

    3.6 网规网优系统

    无线网络测试系统选用鼎利公司的测试软件,具备完善的GSM/GPRS/TD-SCDMA/HSDPA网络测试功能。能够提供多种测试方法。

    3.7 专用e-bridge实验软件

    由于本次实验平台选用的硬件设备均为商用设备,所以要考虑整个网络系统如何适合于学生进行实验,一般来说,实际商用设备的管理终端数只有一个,这样对于有40名学生的班级来说,需要分40组,显然不现实。讯方公司研发的专用e-bridge实验软件,解决了多人操作的问题,满足每个系统平台可以40名学生进行实验操作,把商用设备转化为适合高校教学的实验设备。

    专用e-bridge实验软件具备实验过程控制功能,实验教师可灵活分配实验项目和实验时间,可以调整每组学生的实验时间,软件能同时满足多人多次上机实验的要求。

    综合实验平台系统组成除配置以上设备、软件外,还考虑设置了通信电源设备、光纤配线架、数字配线架、音频配线架等其他配合设备。

    4实验项目内容