光纤通信技术论文范文

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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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2高速光纤通信系统面临的挑战

高速光纤通信系统快速发展，并得到广泛应用的同时，也存在着一些问题。比如光信噪比（OSNR），OSNR是光纤信号与噪声的比值，OSNR的大小直接影响传输信号质量的优劣，OSNR过大，传输距离会相应减小。另外，色散、非线性效应等问题也是影响高速光纤通信传输的主要因素。色散会使脉冲展宽、强度降低，增大误码率，信号畸变失真，直接降低通信质量。色散一般分为两类：群速度色散和偏振模色散（PMD）。群速度色散和偏振模色散效应对系统的传输性能、传输速率和传输距离都会有明显的损害。PMD的问题在以往的光纤传输中就存在，传输速率越高，PMD的影响也越加明显。光纤传输的衰减、消耗和色散与光纤长度为线性关系，光纤的带宽与光纤长度为非线性关系，这一非线性关系即为非线性效应。非线性效应分为散射效应、与折射密切相关的自相位调制SPM、交叉相位调制XPM和四波混频效应FWM，其中XPM和FWM对系统影响较为严重。因此，研究OSNR、色散和非线性效应问题是解决高速光纤通信系统高质量传输的关键技术。

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目前，在扩充骨干网、迅速普及应用系统的驱动下，我国光网络市场已出现巨大变化，光传送网的角色由原来大容量带宽传送转变为提供端到端的服务连接。电信运营商在电路交换转变为分组交换过程中，在光层网络同时实现了传输功能和交换功能，而全光网络以其良好的透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性，成为下一代高速（超高速）宽带网络的首选。光纤接入网技术和光纤波分复用技术的创新推广应用中，光分插复用器和光交叉连接设备的成功研制，使得二者能够在基础通信设备基础上实现光路交叉，为光联网起步奠定坚实基础，能够进一步扩充网络系统，提升网络系统的透明性，使全光联网成为可能，掀起了电联网之后又一次新的光通信发展，建设一个最大透明、高度灵活的和超大容量的国家骨干网络不仅可以为未来的国家信息基础设施奠定一个坚实的物理基础，而且对应我国信息产业和国民经济腾飞及国家安全有极其重要的战略意义。

1.2全新一代光纤

全新一代光纤是新时期电信光纤通信技术应用的核心内容。新的光传输网分为三层：光通路层支持终端到终端的传送客户信号。光复用层把许多光波复用到一起后传动到光纤中。光传送层把客户信号映射到单一的光道，再将许多单一的光道复用在一起后送上光纤。全新一代光纤具有频带宽通信容量大、损耗低，中继距离长、抗电磁干扰、无串音保密性好等优势特点。根据电信网络服内容不同，创新了传统光纤发展模式，呈现出大容量、长距离传输等优势。

二、电信光纤通信技术发展趋势的优势分析

伴随中国城镇化等宏观经济政策调整，我国城乡每年旧城改造和新屋建设达到20多亿平方米，至少可以容纳2000万户新居或数百万个企业，为光宽网建设提供了几乎海量的外在条件。伴随信息华社会的发展，人们随时随地办公、生活、学习、购物、娱乐的内在需求日益凸现，建设安全的全光信息网络已经提升为国家战略。科学技术水平提升使电信光纤通信技术提供的服务质量能够不断的满足人们的要求。电信光纤通信技术发展趋势优势明显，传输速度快、传输容量扩大，并且在长距离下实现信息容量提升、完善全光网络系统。在未来电信光纤通信技术发展状况下信息数据传输水平会在网络系统发展下实现高速发展。电信光纤通信技术发展具有重要的现实应用意义。

2.1全光网络

电信光纤通信技术发展中全光网络是重要的组成部分，同时也是电信光纤通信技术应用的关键核心，是人们对网络信息技术需求发展的表现。全光网络在路由和信令控制下，完成自动交换连接功能。它首次将信令和选路引入传送网，通过智能的控制层面来建立呼叫和连接，实现了真正意义上的路由设置、端到端业务调度和网络自动恢复。探究全光网络特点对电信光纤通信技术进行研究，能够更好的实现电信光纤通信技术应用的全面发展。我国对电信光纤通信技术不断进行研究，创新了技术发展模式，在应用上取得了较大发展。伴随国务院《“宽带中国”战略及实施方案》的推进，联通等通信运营商加大力度推行“城乡一体化”光网改造工程，通过全光网络的方式向宽带中国目标靠近，不断地满足社会对现代网络光纤通信技术的应用需求。

2.2多业务承载能力

新时期为了进一步促进电信市场的发展，需要对电信市场发展模式进行改革创新，对运营模式进行重组改制，实现电信业务多元化发展。网络系统光纤接入技术的应用能够承载更多的业务项目，强化基础型承载业务水平，移动基站回传、语音等服务都是多业务承载能力提升的重点内容。从提高传输通道变为提高光业务的解决方案，使光网络能够提高多种高质量的带宽应用与服务，传统接入网系统主要采用对接式网络结构，这种模式在一定程度上提升了运营系统管理成本投入，使网络系统建设经济效益受到影响。高接入带宽接入网应用之后能够更好的使系统与网络进行融合，实现网络系统高效运行，建立统一系统应用平台。电信光纤接入技术促进多业务承载能力的同时保证了系统客户的应用安全有效性，业务发展保证服务水平质量提升，同时能够承载更多的系统业务，并且针对个人系统应用要求强化电信光纤通信技术。除此之外，还能够提供高可靠性接入、高精度时钟传送、有效满足针对移动基站的回传业务。

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光纤通信技术之所以在铁路通信系统里发挥重要作用，是因为当前对光纤通信技术的划分十分精细，在各个铁路通信系统里都会使用相应的光纤通信技术，达到最理想的通信效果。PDH光纤通信作为十分重要和关键的方面，能有效清除铁路通信系统里存在的隐患以及漏洞，确保铁路通信系统的正常与稳定。但PDH存在标准不一、复用结构过于复杂以及网络管理功能较弱的问题，所以其难以得到长远、有效的发展。

1.2SDH光纤通信在铁路通信系统中的应用

SDH光纤通信在铁路通信系统里的使用解决了PDH光纤通信使用存在的问题，并在此基础上有所突破，让铁路通信系统更加稳定和流畅。借助SDH设备构成的具备自愈保护作用的环网形式，能在传输媒体主要信号中断的时候自动利用自愈网及时恢复正常的通信状态。相较于与PDH技术，SDH技术有四个显著优点：一是网络管理能力更强；二是比特率和接口标准均统一，让各个厂家设备间的互联成为了可能；三是提出“自愈网”这一新理论，能在传输媒体主要信号中断时及时恢复正常；四是运用字节复接技术，简化网络各个支路信号。鉴于SDH光纤通信技术有诸多优点，所以在铁路通信网发展规划里，已经明确提出了要着重发展基于同步数字系列（SDH）基础上的传送网。就以xx铁路为例，该铁路基于新敷设20芯光缆里的其中4芯光纤基础上，开设SDH2.5Gb/s（1+1）光同步传输系统为长途传输网，在铁路的相应经过点均设置了SDH2.5Gb/sADM设备，并借助622Mb/s光口同接入层传输设备相连，发挥上联和保护作用。此外，还借助2芯光纤开设了SDH622Mb/s（1+0）光同步传输系统，将其作为当地的中继网，并在铁路相应经过点以及新开设的各个中间站和线路新设置了SDH622Mb/s设备。

1.3DWDM光纤通信在铁路通信系统中的应用

DWDM光纤通信技术是借助单模光纤宽带与损耗低的特点，由多个波长构成载波，许可各个载波信道能同时在同一条光纤里传输，如此一来，在给定信息传输容量的情况西夏，就能降低所需光纤的总量。使用DWDM技术，单根光纤能传输的最大数据流量可以高达400Gb/s。DWDM技术最显著的优点就是其协议与传输速度是没有关联的，以DWDM技术为基础的网络可以使用IP协议、以太网协议、ATM等进行数据传输，每秒处理数据流量在100Mb~2.5Gb之间。也就是说，以DWDM技术为基础的网络能在同一个激光信道上以各种传输速度传输各种类型的数据流量。当前，在国内铁路通信网里DWDM技术得到了广泛应用，其中沪杭-浙赣铁路干线就是国内第一条使用DWDM光纤传输系统的铁路。此外，京九、武广等铁路的DWDM光纤传输系统也在建设与使用中。就拿京九铁路来说，京九铁路线使用的是具有开放性的DWDM系统和设备，能兼容各种工作波长以及厂商的SDH设备。波道数量为16，波道速率基础为每秒2.5Gb，借助京九线20芯光缆里的2芯G.652单模光纤，使用单纤单向传输的方式，也就是说相同波长在两个方向上都能多次使用，光接口满足ITU-TG.692协议的标准。

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一、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。可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。光纤由内芯和包层组成，内芯一般为几十微米或几微米，比一根头发丝还细；外面层称为包层，包层的作用就是保护光纤。实际上光纤通信系统使用的不是单根的光纤，而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。由于玻璃材料是制作光纤的主要材料，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路；光波在光纤中传输，不会发生信息传播中的信息泄露现象；光纤很细，占用的体积小，这就解决了实施的空间问题。

二、光纤通信技术的特点

2.1频带极宽，通信容量大。光纤的传输带宽比铜线或电缆大得多。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的限制往往发挥不出带宽大的优势。因此需要技术来增加传输的容量，密集波分复用技术就能解决这个问题。

2.2损耗低，中继距离长。目前，商品石英光纤和其它传输介质相比的损耗是最低的；如果将来使用非石英极低损耗传输介质，理论上传输的损耗还可以降到更低的水平。这就表明通过光纤通信系统可以减少系统的施工成本，带来更好的经济效益。

2.3抗电磁干扰能力强。石英有很强的抗腐蚀性，而且绝缘性好。而且它还有一个重要的特性就是抗电磁干扰的能力很强，它不受外部环境的影响，也不受人为架设的电缆等干扰。这一点对于在强电领域的通讯应用特别有用，而且在军事上也大有用处。

2.4无串音干扰，保密性好。在电波传输的过程中，电磁波的传播容易泄露，保密性差。而光波在光纤中传播，不会发生串扰的现象，保密性强。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。正是因为光纤的这些优点，光纤的应用范围越来越广。

三、不断发展的光纤通信技术

3.1SDH系统光通信从一开始就是为传送基于电路交换的信息的，所以客户信号一般是TDM的连续码流，如PDH、SDH等。伴随着科技的进步，特别是计算机网络技术的发展，传输数据也越来越大。分组信号与连续码流的特点完全不同，它具有不确定性，因此传送这种信号，是光通信技术需要解决的难题。而且两种传送设备也是有很大区别的。

3.2不断增加的信道容量光通信系统能从PDH发展到SDH，从155Mb/s发展到lOGb/s，近来，4OGB/s已实现商品化。专家们在研究更大容量的，如160Gb/s(单波道)系统已经试验成功，目前还在为其制定相应的标准。此外，科学家还在研究系统容量更大的通讯技术。

3.3光纤传输距离从宏观上说，光纤的传输距离是越远越好，因此研究光纤的研究人员们，一直在这方面努力。在光纤放大器投入使用后，不断有对光纤传输距离的突破，为增大无再生中继距离创造了条件。

3.4向城域网发展光传输目前正从骨干网向城域网发展，光传输逐渐靠近业务节点。而人们通常认为光传输作为一种传输信息的手段还不适应城域网。作为业务节点，既接近用户，又能保证信息的安全传输，而用户还希望光传输能带来更多的便利服务。

3.5互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势近年来，互联网业发展迅速，IP业务也随之火爆。研究表明，随着IP业的迅速发展，通信业将面临“洗牌”，并孕育着新技术的出现。随着软件控制的进一步开发和发展，现代的光通信正逐步向智能化发展，它能灵活的让营运者自由的管理光传输。而且还会有更多的相关应用应运而生，为人们的使用带来更多的方便。综上所述，以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心，并面向IP互联网应用的光波技术是目前光纤传输的研究热点，而在以后，科学家还会继续对这一领域的研究和开发。从未来的应用来看，光网络将向着服务多元化和资源配置的方向发展，为了满足客户的需求，光纤通信的发展不仅要突破距离的限制，更要向智能化迈进。

四、光纤链路的现场测试

4.1现场测试的目的对光纤安装现场测试是光纤链路安装的必须措施，是保证电缆支持网络协议的重要方式。它的目的在于检测光纤连接的质量是否符合标准，并且减少故障因素。

4.2现场测试标准目前光纤链路现场测试标准分为两大类：光纤系统标准和应用系统标准。①光纤系统标准：光纤系统标准是独立于应用的光纤链路现场测试标准。对于不同的光纤系统，它的标准也不同。目前大多数的光纤链路现场检测应用的就是这个标准。②光纤应用系统标准：光纤应用系统标准是基于安装光纤的特定应用的光纤链路现场测试标准。这种测试的标准是固定的，不会因为光纤系统的不同而改变。

4.3光纤链路现场测试光纤通信应用的是光传输，它不会受到磁场等外界因素的干扰，所以对它的测试不同于对普通的铜线电缆的测试。在光纤的测试中，虽然光纤的种类很多，但它们的测试参数都是基本一致的。在光纤链路现场测试中，主要是对光纤的光学特性和传输特性进行测试。光纤的光学特性和传输特性对光纤通信系统对光纤的传输质量有重大的影响。但由于光纤的特性不受安装的影响，因此在安装时不需测试，而是由生产商在生产时进行测试。

4.4现场测试工具①光源：目前的光源主要有LED（发光二极管）光源和激光光源两种。②光功率计：光功率计是测量光纤上传送的信号强度的设备，用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗。在光纤系统中，测量光功率是最基本的。光功率计的原理非常像电子学中的万用表，只不过万用表测量的是电子，而光功率计测量的是光。通过测量发射端机或光网络的绝对功率，一台光功率计就能够评价光端设备的性能。用光功率计与稳定光源组合使用，组成光损失测试器，则能够测量连接损耗、检验连续性，并帮助评估光纤链路传输质量。③光时域反射计：OTDR根据光的后向散射原理制作，利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息，可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等。从某种意义上来说，光时域反射计(OTDR)的作用类似于在电缆测试中使用的时域反射计（TDR），只不过TDR测量的是由阻抗引起的信号反射，而OTDR测量的则是由光子的反向散射引起的信号反射。反向散射是对所有光纤都有影响的一种现象，是由于光子在光纤中发生反射所引起的。

虽然目前光通信的容量已经非常大，但仍有大量应用能力闲置，伴随着社会经济和科学技术的进一步发展，对信息的需求也会随之增加，并会超过现在的网络承载能力，因此我们必须进一步努力研究更加先进的光传输手段。因此，在经济社会发展的推动下，光通信一定会有更加长久的发展。

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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0引言

近年来随着传输技术和交换技术的不断进步，核心网已经基本实现了光纤化、数字化和宽带化。同时，随着业务的迅速增长和多媒体业务的日益丰富，使得用户住宅网的业务需求也不只局限于原来的语音业务，数据和多媒体业务的需求已经成为不可阻挡的趋势，现有的语音业务接入网越来越成为制约信息高速公路建设的瓶颈，成为发展宽带综合业务数字网的障碍。

1光纤通信技术定义

光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信力式。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，光纤之间的中绕非常小，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。

2光纤通信技术优势

2.1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。散波长窗口，单模光纤具有几十GHz·km的宽带。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。采用密集波分复术可以扩大光纤的传输容量至几倍到几十倍。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps，采用密集波分复术实现的多波长传输系统的传输速率已经达到单波长传输系统的数百倍。巨大的带宽潜力使单模光纤成为宽带综合业务网的首选介质。

2.2损耗低，中继距离长目前，实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤，此类光纤损耗可低于0.20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低，因此，由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其他介质构成的系统长得多。

如果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。目前，由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多km，由非石英系极低损耗光纤组成的通信系至数公里，这对于降低通信系统的成本、提高可靠性和稳定性具有特别重要的意义。

2.3抗电磁干扰能力强我们知道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。它是一种非导电的介质，交变电磁波在其中不会产生感生电动势，即不会产生与信号无关的噪声。这样，就是把它平行铺设到高压电线和电气铁路附近，也不会受到电磁干扰。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。

2.4光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设光纤的芯径很细，约为0.1mm，由多芯光纤组成光缆的直径也很小，8芯光缆的横截面直径约为10mm，而标准同轴电缆为47mm。这样采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，节约了地下管道建设投资。此外，光纤的重量轻，柔韧性好，光缆的重量要比电缆轻得多，在飞机、宇宙飞船和人造卫星上使用光纤通信可以减轻飞机、轮船、飞船的重量，显得更有意义。还有，光纤柔软可绕，容易成束，能得到直径小的高密度光缆。

2.5保密性能好对通信系统的重要要求之一是保密性好。然而，随着科学技术的发展，电通信方式很容易被人窃听，只要在明线或电缆附近设置一个特别的接收装置，就可以获取明线或电缆中传送的信息，更不用去说无线通信方式。

光纤通信与电通信不同，由于光纤的特殊设计，光纤中传送的光波被限制在光纤的纤芯和包层附近传送，很少会跑到光纤之外。即使在弯曲半径很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的。并且成缆以后光纤在外面包有金属做的防潮层和橡胶材料的护套，这些均是不透光的，因此，泄漏到光缆外的光几乎没有。更何况长途光缆和中继光缆一般均埋于地下。所以光纤的保密性能好。此外，由于光纤中的光信号一般不会泄漏，因此电通信中常见的线路之间的串话现象也可忽略。

3光纤接入技术

随着通信业务量的不断增加，业务种类也更加丰富，人们不仅需要语音业务，高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已经得到了更多用户的青睐。光纤接入网可分为有源光网络A(ON)和无源光网络((PON。)采用SDH技术、ATM技术、以太网技术在光接入网系统中称为有源光网络。若光配线网(ODN全)部由无源器件组成，不包括任何有源节点，则这种光接入网就是无源光网络。

现阶段，无源光网络P(ON)技术是实现FT－Tx的主流技术。典型的PON系统由局侧OLT光(线路终端)、用户侧ONUO/NT(光网络单元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配网络)组成。PON技术可节省主干光纤资源和网络层次，在长距离传输条件夏可提供双向高带宽能力，接入业务种类丰富，运维成本大幅降低，适合于用户区域较分散而每一区域内用户又相对集中的小面积密集用户地区。

为实现信息传输的高速化，满足大众的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中，由于光纤到达置的不同，有FTB、FTTC，FTTCab和FTTH等不同的应用，统称FTTx。

FTTH(光纤到户)是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供所需要的不受限制的带宽，充分满足宽带接入的需求。我国从2003年起，在“863”项目的推动下，开始了FTTH的应用和推广工作。迄今已经在30多个城市建立了试验网和试商用网，包括居民用户、企业用户、网吧等多种应用类型，也包括运营商主导、驻地网运营商主导、企业主导、房地产开发商主导和政府主导等多种模式，发展势头良好。不少城市制定了FTTH的技术标准和建设标准，有的城市还制门了相应的优惠政策，这此都为FTTH在我国的发展创造了良好的条件。

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一、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。

二、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。

三、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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2光纤通信网络技术业务趋势

可以说IP技术改变了我们的生活，其依赖的光纤通信技术更可以实现我们更多的梦想。IP技术的核心是IP寻址，是基于TCP/IP协议，其中最主要的两个协议是IP协议和TCP协议，这两个协议保证了信息在网络中的可靠传输。未来的IP业务将承载的不只有文字，更有图像视频，构成未来网络的基础，实现一种基于光纤的智能化网络平台，以满足人们对网络的不同程度的需求。以IP技术为主流的数据业务，将会是当今世界信息化的发展方向。现在几乎已经把能否有效支持IP业务作为一项技术能否长久的标志。目前IP技术已经相当成熟，要拓展更多的IP业务，无疑需要网络开发商创造出性价比更高的低廉传输成本。光纤通信技术能很好的满足这方面的要求。因此，光纤网络技术将会是现代IP业务发展的基础和方向。

3光纤网络通信技术发展方向

从30多年前光纤的问世开始，光纤的传输速率就在不断的提高。有统计表明，在过去的10年中，光纤的传输速率提高了100倍左右。预计在未来的十年，还将再提高100倍左右。IP技术使得三网融合，包括通信网、有线电视网和计算机网络，成为可能。这就需要更高速可靠的信息传播途径，因此，必须让传递信息的介质能够支持这些业务。就目前来看，互联网的通信基本上可以分为三类：人与人，如IP电话；计算机与人，如网页服务；计算机与计算机，如邮件。这些通信对网络的要求也不尽相同。因此，建立一个全新透明的全光路网络就会是此类技术发展的必由之路，我们称之为光联网。这不但会使传统的互联网业务更加可靠便捷，而且会促进一些无法预料到的新业务产生。不难想到，基于光路的波分复用(WDM)技术，将会是未来光联网道路上的先驱。光联网将会将会实现以下几个基本功能：1）超高速的传输速率；2）灵活的网络重组；3）网络层的透明性，对下层网络传输机制透明；3）更易的扩展性，允许网络节点和数据量的不断增长；4）更快速的网络恢复速度；5）同时实现光路和应用层的联网，使其有更健壮的物理层恢复能力。鉴于光联网的巨大优势和潜力，目前一些发达国家已经投入了巨大的人力、财力和物力对其进行研究和实施。光联网将会是电联网以后又一个互联网的革命。这不光对我们国民经济发展有重要意义，而且对国家的信息安全有着重要的战略意义。我们能够预测到，在不久的将来，随着光纤通信网络技术的迅速发展，人们的通信能够朝着传输速率更高、信号更加稳定的方向发展，人们在各种复杂情况之下的通讯要求也能够不断地得以满足。

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Abstract: Due to the optical fiber communication with low loss, wide bandwidth, large capacity, small volume, light weight, resistance to electromagnetic interference, is not easy to crosstalk and other advantages, has been the industry favor, very rapid development. This paper describes the characteristics, optical fiber communication technology, and analyzes its advantages, and puts forward some corresponding countermeasures for the development of optical fiber communication in our country, to promote its development trend.

Key words: optical fiber communication technology; trend; FTTH; all-optical network

中图分类号:TN91文献标识码：A文章编号：

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

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。

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。

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。

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。

3 光纤通信技术应用的主要对策

波长就是一个信号系统，把从前的电路交换，换成当前的光路交换。这种交换系统就是把光的传输和交换融为一体，把交换给取消了。希望今年能作出一个演示系统。这个问题是最简单最有效的解决如此困惑传输高速路的问题，宽带推广应用就有很好的基础。

第一个是可变波长激光器、高频调制器；第二是波分复用/解复用器/滤波器；第三是增益平坦和锁定的SCL 波段放大器；第四是RAMAN 放大器；第五是高频光探测器、MEMS光开关。我国建立环保型的微电子和光电子的生产基地，我国的硅石材料是非常丰富的。多晶硅是未来最清洁的能源。

21 世纪，要发展光网络与移动通信式的结合，这是一个很大的商机。光网络与毫米波的结合，如果成功的话，也是很大的具有革命性的进步。再一个是制造高精度的光纤陀螺。这不仅仅是未来航空系统，导弹系统要用它，国外的汽车里面也有陀螺。此外，新型实用化电流传感器、电压传感器，光纤光栅应力传感器，光纤光栅温度传感器。

虽然这几年来，我国光缆电缆技术有很大发展，有一些具有自主知识产权的技术已在发挥作用，但是应该看到这种比例仍是很小的，国内有近200 家光纤光缆厂，但大多产品单一，没有自主的知识产权，技术含量较低，竞争力不强。实际上我国的光纤光缆技术应该说与国际水平己差距下大，因此我们作为世界第二的光缆大国，应该把开发具有自主知识产权的技术作为我们工作的重中之重，争取创造更多的光纤光缆专利。

西部大开发是国家的重大策略，国家制定了有利的政策，政府对发展通信等行业也给予了大力的支持。西部是一个地域复杂、分布较宽、通信相对落后的地区。经济大发展中，通信要先行，需要一些与之相适应的光纤光缆及通信电缆的先进产品来配合发展的需求。因此，符合条件的产品将会在这里找到很好的市场，光纤光缆和通信电缆的各种技术、产品及成果都会在西部开发中得到发挥。

4 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。

(1) 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, 人们依然追求性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FTTH 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。

(2) 全光网络

传统的光网络实现了节点间的全光化, 但在网络结点处仍用电器件, 限制了目前通信网干线总容量的提高, 因此真正的全光网络成为非常重要的课题。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。全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性, 并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率, 网络结构简单, 组网非常灵活, 可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。当然全光网络的发展并不可能独立于众多通信技术, 它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。目前全光网络的发展仍处于初期阶段,但已显示出良好的发展前景。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。

5 结束语

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。

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1.2NRZ码与RZ码光信号的码型分为非归零码和归零码2种。NRZ是占空比为100%的码型，通过对半导体激光器的外调制或直接调制即可产生NRZ码，实现简单。但NRZ码受光纤非线性效应的影响较大，带宽受器件特性的限制，在接收端容易出现误码，仅适于在低速率、短距离的系统中使用。目前，NRZ在光接入网和城域网中应用较为广泛。NRZ码的产生过程如图2所示。RZ码是指占空比小于100%的码型，与NRZ码相比，具有更大的非线性容忍度。根据占空比的不同，RZ码型又可以分为占空比为33%的RZ33、占空比为50%的RZ50及占空比为67%的RZ67。RZ67信号由于抑制了载波，又称载波抑制的归零码（CSRZ：carrier-suppressedreturn-to-zero）。目前，有两种方法产生RZ信号：一种是通过对归零脉冲源与信号的同步来产生RZ信号；另一种是产生NRZ信号后对其进行切割。第二种方法成本较低，且能够产生各种占空比的归零信号，因而应用较为广泛。RZ码由于信号占空比小，脉宽窄，在高速时分复用系统中有很大的优势。图3是RZ码的产生过程。NRZ码频谱宽度较窄，适用于WDM系统。RZ码在一个比特周期内的脉冲宽度较窄，平均光功率低，因而受非线性效应的影响较小，另外对偏振模色散（PMD：polarizationmodedispersion）的容忍度较好，适用于长距离传输系统。

2强度调制技术

强度调制技术采用光信号的振幅作为调制对象，即用有光信号通过代表二进制码元‘1’，无光信号通过代表二进制码元‘0’，因此又称为开关键控（OOK：on-offkeying）调制格式。在发射端，通过强度调制器将电数据信号加载到光载波上，形成强度调制信号。OOK信号有2种生方案：1）采用内调制技术，利用电信号改变激光二极管的注入电流来实现有无光信号的输出，生成‘0’码和‘1’码。2）采用外调制技术，利用电吸收调制器或Mach-Zehnder调制器产生强度调制信号。在接收端，采用直接检测的方案，利用光电探测器将光信号转变成电信号进行抽样判决。设定判决阈值为‘1’码光信号强度的一半，抽样时刻电信号强度大于阈值则判为‘1’码，否则判为‘0’码，从而还原出数据信号。

3相位调制技术

相位调制技术通过调制器将所需要传输的电数据信号调制到光载波的相位上，即用0相位代表二进制码元‘0’，用π相位代表二进制码元‘1’，‘0’码和‘1’码信号的强度相同。在接收端，通过Mach-Zehnder延迟干涉仪将相位信号转变为强度信号进行解调。相位调制技术在接收端普遍采用平衡检测的方式，接收机灵敏度相比强度调制信号提高了一倍，因此相位调制信号可以传输更远的距离。同时，由于接收机判决的阈值电平为零，与接收机输入的光功率无关，因而相位调制信号相比强度调制信号而言，对光功率的变化具有更高的容忍度。此外，由于光功率均匀分布在相位调制信号的每个比特中，因而使得码间串扰所导致的信号失真大大降低。这些优点，使得它在抗噪声方面优于强度调制信号，已逐步取代强度调制信号成为光纤通信系统的主要调制格式。在相位调制格式中，目前应用较广泛的是DPSK和DQPSK，实验室中已经产生了D8PSK信号。

3.1DPSK调制格式DPSK是差分编码的相位调制格式，它利用相邻码元之间的相位变化{0，π}来对载波信号进行调制。若数字信息为“0”，则前后码元的相位保持不变，；若为“1”则前后码元之间的相位差为π。电数据信号首先经过差分预编码再进行相位调制。DPSK信号的发射机和接收机结构如图4所示。在发射端，电数据信号首先经过差分预编码后加载到调制器，将激光器射出的光信号调制成具有0、π相位的信号，式①是调制后的DPSK信号表达式，其中，是预编码后的电信号：①在接收端，采用Mach-Zehnder延迟干涉仪将相位信号变成强度信号解调，延迟干涉仪的延迟时间设为一个比特周期。干涉相加和干涉相减的两路光信号，在平衡探测器中转变成电信号并相减，消去一部分噪声。最后经抽样判决，恢复出输入的数据信号。与强度调制信号不同的是，相位调制信号的判决阈值为0，即无论进入判决器的电信号强度是多少，阈值始终不变，降低了光信号强度扰动对接收机的影响。与OOK信号相比，DPSK具有相同的比特率，但接收端却提高了3dB的灵敏度，在相同的输入功率下可以传输更远的距离。

3.2DQPSK调制格式DPSK调制格式中每个符号仅能携带一个比特，近年来，DQPSK调制格式由于有2bit的容量而逐渐成为研究的热点，并开始被商用。DQPSK又称为差分正交相位调制。与DPSK一样，DQPSK也是差分编码的相位调制格式，它用相邻码元之间的相位差承载信息，每一种相位代表2bit的信息。DQPSK系统如图5所示。输入的电数据信号首先经过串并变换，变成两路电信号，这两路电信号经过差分预编码，加载到DQPSK调制器的两臂，将光信号调制成具有上述4种相位的信号。在接收端，采用两个Mach-Zehnder延迟干涉仪将相位信号变成强度信号，再由两个平衡探测器得到两路电信号进行抽样判决。判决后的两路信号经并串变换后恢复出输入数据。与OOK、DPSK等调制格式相比，DQPSK调制格式具有较窄的频谱宽度和较高的频谱利用率。研究表明，DQPSK信号对光纤的色度色散、非线性及偏振模色散等具有较大的容忍度。

3.3D8PSK调制格式D8PSK也是差分编码的相位调制格式，它利用相邻符号间的相位差。D8PSK信号的发射机和接收机结构如图6所示。D8PSK信号可以通过在DQPSK调制器后再级联一个制深度为π/4的相位调制器产生。将预编码后的两路信号分别加载到并联的两个Mach-Zehnder调制器上，另一路信号延迟1bit后加载到π/4的相位调制器上。在接收端，需要4个Mach-Zehnder延迟干涉仪和4个平衡探测器。将延迟干涉仪的相位延迟分别设定为，前两个延迟干涉仪输出的信号经判决后得到两路信号，后两个延迟干涉仪输出的信号经判决后进行异或得到第三路信号。D8PSK调制格式与DPSK、DQPSK相比，具有更高的比特/符号率，同时非线性效应和PMD的容忍度更高。但由于预编码及调制解调方案相对复杂，目前还处于实验阶段。

篇11

关键词： 教学做一体化；光纤通信；教学模式；专业技能

Key words: integrated teaching learning；optical fiber communication；teaching；professional skills

中图分类号：G42 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）35-0228-02

0引言

“教学做一体化”教学模式是现代高等职业教育的一种有效方式。“教、学、做”一体化的教学模式既发挥了教师的主导作用，又充分体现了学生的认知主体作用。整个教学进程中，教师有时处于中心地位，以便起主导作用，但更多时是帮助者、引导者、参与者，学生有时处于传递―接受的学习状态，但更多时候是进行主动思考、探索、建构知识、发现问题、分析问题的过程。采取观察、记录、讨论、作业、考试、技能测试多种评价方式相结合，真正将考核评价贯穿于整个教学过程中，使得学生每一节课都有成就感，激励其不断探索进步。教师所提供的知识不再是教师传授的内容，而是学生主动建构的素材，用不用、用多少，根据学生已有的知识结构和做的过程中需要而定。设备、仪器不再是专供教师传授知识的手段、工具，而是进行创设情景、进行合作学习、主动探索的工具。通过“教学做一体化”教学模式可以提高教师的实践水平，也可提高职院校的办学质量。

1光纤通信技术“教学做一体化”教学模式研究内容

光纤通信技术“教学做一体化”教学模式研究内容是为了提高高职高专学生的学习效率和实践技能而提出的。《光纤通信技术》是通信专业主干课程之一，它是一门理论知识与实践技能并重的专业课，光纤通信技术理论知识系统已趋完善。光纤通信技术已深入到各行各业，光纤到户已走进祖国大地的各个角落。光纤与光缆随处可见，为我们提供了广阔的实习现场；精密的光纤仪器可快速熔接光纤和测试光纤，为学生展现了高科技新产品的无穷魅力；光纤的广泛应用大大激发了学生的学习兴趣。通信专业就业的基本工种主要有：光纤敷设、光纤测试、光纤维护，是通信技术专业学生就业的主题市场，因此学习光纤通信知识，掌握光纤技能有着十分重要的意义。对于高职高专学生采用“教学做”一体化教学模式是行之有效的教学方法。通信技术专业光纤通信技术“教学做”一体化教学模式研究课题组多年来一直尝试这一教学模式，不断积累教学经验，不断改进教学方法，不断提高教学手段是《光纤通信技术》课程成为深受学生欢迎的课程之一，同时成为教学质量高，教学效果好的院级示范课程。2009年获得陕西省省级精品课程。

《光纤通信技术》课程教学做一体化教学模式研究与探讨主要内容是如下表：使用21世纪高职教材由田国栋主编，西安电子科技大学出版社出版，如表1。

通过“教学做一体化”教学模式在光纤通信技术课程中的研究与应用总结出我院教学做一体化”教学模式的成功经验在通信专业乃至电子信息系起到示范作用。

2研究的条件与环境

光纤通信技术“教学做一体化”教学模式研究与探讨，在我院进行研究与探索有着得天独厚的有利条件。首先，我们拥有高质量的教学团队；三位研究者有丰富的光纤理论知识和很高的实践技能。作为教学团队，先后开发了省级精品课；2009年，获得学院组织的光纤说课比赛团体一等奖。团队意识好，协作能力强，齐心协力共闯难关。

我们拥有两个校外光纤实习和实训基地，一个校内光纤演练教室，两个电化教学教室，拥有OTDR、光纤熔接机、台式光源、光功率计、光纤多用表等十几台光纤通信仪表；光纤切割刀、光纤切割机、光缆接头盒、光纤连接器等上百种光纤工具；还拥有十几盘光纤与光缆，总长度超过100km。学院的政策引导与支持，激发了教师的科研积极性，高职高专学生获取专业技能证书也对科研工作起到促进作用。

根据高职高专通信技术专业《光纤通信技术》课程教学大纲，认真组织教学工作。在课题研究期间，课程组老师对通信技术三年制高职学生371505班、371506班和381301班进行为期一学期的光纤通信技术教学工作；对五年制高职学生051519班、051520班和051521班三个班进行为期一年的课程教学工作。我们严格按照教学计划，对学生进行理论教学、实践教学、实训教学。通过互联网、电化教室、实训教室和普通教室等各种场所；通过启发式、讲授式、提问式等教学手段对学生进行光纤知识的传授，取得了良好的教学效果和学习成绩。三年制高职学生371505班、371506班和381301班考试成绩超过85分，五年制高职学生051519班、051520班和051521班考试成绩超过80分。《光纤通信技术》课程起到了骨干与示范作用。

3光纤通信技术“教学做一体化”教学模式研究与探讨取得的成果

3.1 为学生获得高职毕业证在研究期间，高职高专三年制06、07和08级四个教学班；高职高专五年制04、05级五个教学班。培养学生400余人，全部通过课程考试，优良率超过80%。

3.2 为学生获得高、中级技能证2009年度参加西安市职业技能考核；2010年209人参加西安市职业技能考核，188人获得四级证书，获证率89.8%。

3.3 提高教师的专业技能2008/200年第一学期，学院组织教师技能大赛，通信专业举办了首届教师 “光纤接续技能比赛”14名教师报名参加比赛，7名教师分获一、二、三等奖。

3.4 借助网络平台在全国各地通过网络可以学习陕西省省级精品课《光纤通信技术》，在院内完成了全套教材三十九个PPT课件（涵盖了研究任务中的十二个教学场景），采用多媒体全程教学。

3.5 开展科技活动，普及光纤知识2010年4月，电子信息系在全院开展科技活动月，光纤通信技术课程组率先参加，取得了优异成绩。

3.6 组织光纤技能竞赛2007/2008学年第二学期，学院组织学生技能大赛，通信专业举办了首届高职学生“光纤接续技能比赛”320名学生报名参加预赛，32名学生参加复赛，10名学生参加决赛并获奖，受到学院教务处领导的好评。2009/2010学年第二学期，学院组织第二届学生技能大赛，通信专业再次举办了高职学生“光纤接续技能竞赛”。22名学生参加决赛并获一、二、三等奖。

3.7 为校企合作工学结合，探索方法田国栋副教授、王超讲师、张华实验师于2008年9月和10月两次到神华集团神朔公司参加通信职工光纤接续技能培训和第八届神华集团职工技能比武电务类裁判工作，取得圆满成功。2009年6月，中国铁通陕西省分公司崔振山高级工程师、中铁电气化工程局西安通号公司穆林选工程师先后两次来学院为学生讲学，向学生传授光纤网络知识施工技能，激发了学生的学习热情。通过校企合作、工学结合实现学院与企业双赢。

3.8 教学工作促进教学研究，并将研究成果撰写论文在研究期间，我们按照研究进度正常进行，在课堂教学、实践教学、校外实习以及指导学生动手能力训练中，及时总结教学经验，撰写教学论文四篇，发表在中国科技核心期刊《现代电子技术》和《铁路计算机应用》上。

4继续研究的思路

4.1 进一步完善教学资源《光纤通信》课程在教学实践过程中，始终致力于教学资源的不断丰富和完善。其中实训设备力求与企业发展同步（均有入网许可证）；多媒体课件实现对教学内容的全覆盖，实验、实训、专题讲座、技能大赛、定岗实习的图像、视频资料涉及教学的各个环节；日常练习、考察测试、技能鉴定题库已成系统，整体教学资源犹如知识的海洋，学生可以在其中自由遨游，各取所需。

4.2 采用立体化教学方式在教学实现过程中，以多媒体讲授为基础，以实验、实训教学为支撑，以网络资源、教学资源库依托的自学课堂来辅助，以职业技能竞赛和专题讲座方式的进阶课堂来提高；以现场教学和顶岗实习方式的企业课堂来升华。

4.3 光纤设备与企业共享光纤设备仪表科技含量高、价格昂贵、更新换代很快。学院的光纤设备与企业共享，校企合作实现双赢。

4.4 学院教师到现场，企业专家进课堂高职学院专任教师只有走下讲台、走出学校、走进现场才能成为名副其实的“双师型”教师。《光纤通信》课题组三名教师走出学校，走进企业，收获颇多。现场技术能手的高超技艺令人叹服。我们将定期邀请现场技术能手进行光缆接续，还要长期聘请企业高级管理人员任兼课教师。

4.5 充分利用互连网网上新资源通信技术发展日新月异，先进技术、先进设备层出不穷。因此，经常探索光纤新技术，光纤新知识，光纤新设备，光纤新线路，光纤新规划。不断更新教学内容，补充教材，更新设备，更新观念。

5结束语

《光纤通信》课程教学做一体化教学方式研究与探讨在我院有得天独厚的条件，人力资源、设备资源在我院、在电子信息系、在通信技术专业都起到了骨干和示范作用。对于通信专业的发展起到了促进作用；对于其它课程的建设起到了引导作用。我们也清醒地看到光纤通信技术飞速发展，我院良好的实验设备也会落伍和过期，因此我们需要进一步利用网络资源；进一步利用社会资源；进一步利用企业资源，使光纤通信处在高职高专学院的前沿。我们相信，有学院领导的支持；有电子信息系的关心与帮助；有科研处领导的关心与支持，我们的教学水平、科研水平会得到进一步的提高。

参考文献：

[1]李峰.浅谈光纤通信的优越性[J].山西建筑，2004，（22）.

[2]田国栋．光纤通信技术[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2008.

[3]刘增基等．光纤通信[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2001.

[4]徐宝强等．光纤通信及网络技术[M]．北京：北京航空航天大学出版社，1999.

[5]时书丽，张良.单模光纤偏振稳定的方法[J].辽宁教育学院学报，1999，（05）.

[6]粟小玲，朱春祥.光纤色散对光纤通信系统中继距离主要影响分析[J].信息通信，2008，（02）.

篇12

1.1课时不足，理论性知识不能较好地结合实际工程，且实验设备更新较慢，实验教学效果有待提高

由于光纤通信技术是一门多学科交叉渗透的课程，涉及的内容相当广泛。就我校的情况来说，本门课程总学时48个学时，实验10个学时，由于教学学时的限制，不可能面面俱到地把所有光纤通信的内容都讲到，因此教师选择教学内容的随意性较大，容易导致教学内容的片面性和不连续性，对于学生来说，也感觉课程的知识点过多，没有连续性，不好掌握。而且本门课程涉及的物理知识较多，对一些基础薄弱的学生来说，很难掌握，因此就会出现学习困难。学生对知识的掌握仅限于一些基本知识点，不清楚理论的实际工程意义，导致学生学完以后不知学了什么，不知学了有什么用的情况。在实验内容方面，也存在着实验硬件更新升级落后、实验的设备陈旧、实验项目单一、实验内容老化等问题，教学内容已经严重落后于光纤通信技术的发展现状。另外，采用实验箱型的实验方式在方便操作的同时却无法让学生深入了解光纤通信系统全貌。实践教学很难达到培养学生动手能力的目的，导致学生普遍对实验教学认识不足，严重影响了实验教学质量和效果。

1.2课程内容选取理论性较强，工学结合教学体系尚未真正构建

传统的教学方法是按照所选教材的顺序按章讲解，由于课程本身特点，公式多，表格多，图形多，有些还需要教师在课堂上进行公式的推导，导致了学生感觉学习难度大，不易听懂，课程气氛沉闷，认为对实践指导没有意义。课堂讲授理论性强，但不知道这些理论应该如何应用，工学结合课程教学体系尚未真正的构建。

1.3侧重理论知识考核，过程与能力考核尚未得到足够的重视

我校传统的考核办法是期末考试成绩占70%，平时成绩占30%。期末考试时，学生把大量的精力花费在记忆知识点，背公式上，而且不能反映学生的实际应用水平，由于期末考试所占比重最大，不能改变一考定终身的问题。虽然有平时成绩，但不能全面反映学生的实际掌握知识的能力及水平。由于平时成绩所占比重小，因此对平时成绩里所含的实验成绩不重视，大部分学生对待实验不重视，实验报告也有抄袭现象。所以这种考核办法不能反映学生的真实水平，也需要进一步改进。因此，本文针对教学中出现的以上问题进行了深入的研究。

2教学内容改革

结合本校的人才培养定位，为了培养应用型人才，在教学内容方面，既重视课程的理论性，更要强调课程的实用性。

2.1结合工程实际，重组课程内容

光纤课程的理论知识点较多，在理论课讲授时，由于学时的限制，不可能面面俱到，都讲深入也是不切实际的。因此在课程教学过程中要抓住重点、突破难点，做到详略得当、主次分明。对于学生反映掌握比较困难的理论，可以适当地在课前进行一些知识的补充，也可以在上次课结束时，留一些预习任务。比如在讲光源这一部分内容时，可以让学生提前预习物理中光学这部分内容以及模拟电路里的相关内容，在课堂上再辅以补充，使学生接受新知识时就容易得多。还有在讲解光纤导光原理这部分内容时，由于模式理论方法其中存在非常难懂的电磁理论知识，因此结合人才培养目标，果断删除这种分析方法，改用相对简单的射线分析方法。

2.2及时将光纤通信新知识、新技术补充到教学内容中

由于光纤通信技术发展速度极快，现有的光纤通信教材中提到的新技术，比如光放大技术、光波分复用技术、光孤子通信和相干光通信等在实际中已经应用的比较成熟。而新出现的新技术并没有提及，因此适当增加新技术、新理论的课时，使学生更多的最新技术发展的动态。

2.3重视实际工程案例、实际工程操作的讲解

比如光缆敷设、光纤熔接、光纤通信系统设计等教学内容都安排了适当的课时，通过实验或视频的形式给学生展示出来。既与实际联系紧密，又增加学生的兴趣，为将来的工作打下一个良好的基础。

3教学方法的改革

现在的教学方法主要有这么几种，课堂的板书讲授法、多媒体授课、实验演示法等。板书讲授法是传统的教学方法，优点是思路清晰、框架清楚、重点突出，学生容易笔记，思路清楚，精神集中；缺点是形式单一、信息量小、不生动直观。多媒体教学可弥补板书里存在的问题，多媒体教学方法信息量大，能动态的显示一些复杂不易理解的内容，一些动态软件的引入，更是可以使抽象的知识和理论形象生动化，学生学起来更容易懂，更加感兴趣。但由于信息量太大，讲授速度偏快，如果只使用多媒体教学学生很容易疲劳。实验演示方法最直观，最容易接受，也能激发学生的学习热情。但由于实验条件的限制，不能全程采用。这几种教学方法各有优缺点，我们不能只是单一地采用某一种教学方法，而是应该把它们结合起来。针对不同的教学内容采用不同的教学形式，目的能达到使学生对学习充满兴趣，学习更加轻松，容易接受，更能很好地掌握所学知识并运用到实际工作中。目前《光纤通信技术》课程内容主要有这么几部分：光纤传输原理及特性、光纤器件、光纤通信系统、光纤通信网络及新技术。这几部分内容各有特点，因此在教学时应该根据不同教学的内容采用不同的教学方法。（1）光纤传输原理及特性这部分内容理论性很强，涉及到很多物理知识、数学知识，内容抽象，还存在很多公式推导，学生学起来很困难，不感兴趣。在讲授这部分内容时以板书形式为主，清晰明了，辅以多媒体课件，把书中一些图片由静止变动态，把枯燥的知识变得生动形象。（2）光纤器件这部分内容比较直观，更接近于实际应用，因此教学方法不采用板书讲授。这部分内容以多媒体讲授为主，辅以实物展示。把不同的光纤器件带进课堂，给同学们展示，学生非常感兴趣。在多媒体课件上向学生展示它们的应用情况，效果很好。由于实践条件的限制，这部分内容的操作要靠校外实训基地提供的帮助，把合作单位的器件拿到课堂，并请工程师来讲解，收到很好地效果。（3）光纤通信系统这部分内容主要是设计思想和实际应用，采用的办法是采用仿真软件和实验箱操作结合的方式，这部分内容可以安排在实验室。采用仿真软件，可以使学生对整个系统的应用有更深刻的认识，可以提高学生的综合应用能力。通过实验，可以增强学生的动手操作能力，加深印象。（4）光纤通信网络及新技术这部分内容也是有一定难度的，在讲授这部分内容时，一是理论性强，不好理解，讲授方法采用多媒体为主，辅以形象举例法。比如SDH的同步复用和映射方法这一节，内容非常抽象，不好理解，在讲授时通过多媒体的动态演示使学生思路清晰，并且通过举大家日常非常熟悉的货车拉货的例子，引导学生理解，由浅入深。二是这部分内容更新非常快，我们采取的方法是：老师对目前的新技术、新成果进行大量的材料收集，以多媒体的形式向学生展示；另外为了激励学生的学习热情，让学生通过网络自己收集这部分内容的材料，课上和同学们一起分享并说出自己的见解。通过这种形式，既可以让学生独立思考，增加独立解决问题的能力，又能形成很好的教学互动。

4考核方式的改革

针对传统考核办法存在的不足，我们采取了这样的尝试办法。成绩的组成由这几部分构成：平时成绩20%（包括平时出勤情况、课堂参与情况）、实验成绩30%（实验报告+实验论文）、小论文10%、期末考试成绩40%。在这几部分中降低期末考试的比重，提高实验成绩的比重。其中实验成绩这部分内容，学生不能只交一个实验报告了事，还要有仿真作业成绩，并且通过实验论文让学生写出对实验结果的分析及现象总结，实验过程中出现了什么问题，是如何解决的，有没有改进的办法。我们设置的小论文是开放性的题目，比如可以写对整个光纤通信技术某项新技术的认识、发展动态，也可以设计一个小型实际项目的光纤通信系统。通过这些措施，希望能全面的反映学生的综合水平，激发学生的学习热情。