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通信原理论文
通信技术的新宠—光纤通信技术
班级：信息101 学号：201027012 姓名：张化迪
通信技术的新宠—光纤通信技术
摘要：
光纤通信技术就是以光波作为消息载体，以光导纤维作为传输媒介的一种通信技术。光纤通信的历史虽然不长，但其发展速度和规模却十分惊人。光纤通信以其宽带、大容量、低损耗、中继距离长、抗电磁干扰、体积小、重量轻、便于运输和敷设等一系列优点，成为当代信息传输的最主要的一种技术手段。
关键词：
通信技术、光纤通信、光通信历史、光纤通信发展趋势
正文：
一、光通信的发展历史：
1.古老的光通信技术： 光无处不在，在人类发展的早期，人类已经开始使用光传递信息，举例来说：打手势是一种目视形式的光通信，在黑暗中不能进行。白天太阳充当这个传输系统的光源，太阳辐射携带发送者的信息传送给接收者，手的动作调制光波，人的眼睛充当检测器；3000多年前就有的烽火台以及直到目前仍然使用的信号灯、旗语等都可以看作是原始形式的光通信。
这类古代的光通信方式有显著的缺点，一是它们能够传输的容量极其有限。二是其所利用的自然光为非相干光，方向性不好，不易调制和传输；第三点是这种通信技术以空气作为传输介质，损耗会很大，无法实现远距离传输，又易受天气影响，通信极不稳定可靠。
2.现代光通信技术发展简述：
要发展光通信，最重要的问题就是要寻找适用于光通信的光源和传输介质。（1）光源
1960年，美国的梅曼（T.H.Maiman）发明了红宝石激光器，它可以产生单色相干光，使高速信息的光调制成为可能。
1970年，美国贝尔实验室研制出在室温下连续工作的砷化镓铝半导体激光器，为光纤通信找到了一种可实用化的光源器件。后来逐渐发展到性能更好、寿命更长的异质结条型激光器和现在的分布反馈式单纵模式激光器以及多量子阱激光器。
在研究光通信光源的同时，人们进行了多种光波导的研究，其中包括光导纤维。
（2）传输介质 1966年，美籍华人高锟发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了光纤通信的基础。
1970年，美国康宁公司研制出成功损耗仅为20dB/km的石英光纤。从而明确了光通信的发展目标。1974年美国贝尔实验室制造出了损耗为1db/km的光纤，到1990年损耗降到了1.1dB/km。
至此制约光纤通信的两个关键问题，光源和传输媒介问题都得到了解决。光纤通信的普及和推广获得了高速发展的基本条件。
二、探讨光纤通信的可应用性
光纤通信技术近年来迅速发展，已经成为当代信息传输的最主要的技术手段，这些与其自身的特性是分不开的。
光纤是光导纤维的简称，光纤通信是以光波作为消息载体，以光导纤维作为传输媒介的一种通信技术。光纤通信以其宽带、大容量、低损耗、中继距离长、抗电磁干扰、体积小、重量轻、便于运输等一系列有点，在信息传输的多种方式中脱颖而出。
光纤通信系统主要由电端机、光端机、光中继器和光缆组成。
1.电发送端机
如果信源是数字信号，电发送端机即成为信源；如果信源是模拟信号，电发送端机把其转换为电数字信号。2.光发送端机
光发送端机主要由光源、驱动电路和控制电路组成。电发送端机给出的电数字脉冲信号经过线路编码形成适合于光纤通信的码型。驱动电路用该码型对光源发出的光波进行调制，并将调制后的光信号耦合到光纤纤芯上去传输，完成电/光转换。3.中继器
中继器起到放大信号功率、延长通信距离的作用。4.光端接收机 光端接收机主要由光检测器、前置放大器、主放大器、均衡器、时钟提取电路、取样判决器以及自动控制增益电路组成。其功能是将光纤传输过来的微弱光信号，经光检测器转变为电信号，然后再经放大电路放大到足够大的电平，送到电接收端机。5.电接收端机
电接收端机接收判决器输出的再生码元数据流，并还原为信宿可接收的形式。
三、光纤通信的特点
光纤通信获得如此巨大的发展和广泛的应用是与其自身所具有的许多特点密切相关的。
1.传输损耗小，中继距离长。
在长途光纤通信系统中，通常大约每2km需要一个光纤熔接点，每个熔接点的损耗不超过0.2db。光纤的这种低损耗特点支持长距离无中继传输。并可大大减少系统的维护费用。
2.传输频带宽，通信容量大。
用于光纤通信的近红外区段的光波波长为800～2000nm之间，具有非常宽的传输频带。
3.抗电磁干扰，保密效果好。
光纤的非金属制造材料决定了它是一种电磁绝缘体，因此高压、雷电、磁暴都不能对它产生影响。其次，光波的频率很高，而各种外界电磁干扰信号的频率相对来说较低，很难对它产生干扰。光信号一旦逸出就会衰减消失，具有极强的保密效果。
4.体积小、重量轻、便于运输和敷设
光纤制成的光缆直径一般为十几毫米，比金属制作的电缆线径细、重量轻，在长途运输或敷设的时候空间利用率高。
5.原材料丰富、有利于环保
制造光纤的主要原料石英在地球上储量十分丰富，而制造电缆的铜、铝等有色金属材料储量有限且造价昂贵。光纤还具有耐高温、化学稳定性好、抗腐蚀能力强，不怕潮湿、可在有害气体下工作的优点。
但是，光纤传输媒介有其自身的不足，光纤质地脆弱易断，需要适当增加保护层保护；光缆铺设时弯曲半径不宜太小，否则会产生弯曲损耗；切断和连接光纤时需要高精度溶解技术和器具，接续点存在着接续损耗；光信号的分路耦合也不是很方便。但这些不足在现在都一一被人类克服。从长远来看，光纤通信技术完全会成为通信技术领域的新宠儿。
四、光纤通信的前景
（1）向超高速系统的发展。光纤通信系统的传输速率在过去20多年来一直在持续增加,未来的光纤高速系统的出现不仅会增加业务传输容量，也会为各种各样的新业务，特别是宽带业务和多媒体提供了实现的可能。
（2）向超大容量波分复用系统的演进。如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一极光纤上传送，则可大大增加光纤的信息传输容量，满足波分复用的基本思路。
（3）新一代的光纤。近几年来随着IP业务量的爆炸式增长，传统的单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势，开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。
（4）光接入网。过去几年间，网络的核心部分发生了翻天覆地的变化，无论是交换，还是传输都已更新了好几代。另一方面，现存的接入网仍然是被双绞线铜线主宰的(90％以上)、原始落后的模拟系统。两者在技术上的巨大反差说明接入网已确实成为制约全网进一步发展的瓶颈。唯一能够根本上彻底解决这一瓶颈问题的长远技术手段是光接入网。
五、结束语
总的说来，任何一项技术的发展都是要与人类生活相适应的。目前社会，很多产品都在向小型化、集成化方向发展，光纤通信领域的设备也不例外，而其技术则在向越来越有利于人类的方向发展，这些技术、设备的进步都是在我们的研究中不断进步的，并且我国的光纤通信技术的建设还需要我们进一步的学习和研究发展。
【参考文献】：
[1] 樊昌信 曹丽娜编著 《通信原理》
[2] 崔健双主编 《现代通信技术概论》 [3] 穆道生主编 《现代光纤通信系统》
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