摘要 光缆通信在我国已有20多年的使用历史,这段历史也就是光通信技术的发展史和光纤光缆的发展史。光纤通信因其具有的损耗低、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。目前,光纤光缆已经进入了有线通信的各个领域,包括邮电通信、广播通信、电力通信和军用通信等领域。本文主要综述我国光纤通信研究现状及其发展。
关键词 光纤通信;核心网;接入网;光孤子通信;全光网络
中图分类号 TN913.7文献标识码 A 文章编号1674-6708(2009)08-0050-02
光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。近年来,光纤通信技术得到了长足的发展,新技术不断涌现,大幅提高了通信能力,并使光纤通信的应用范围不断扩大。
1 我国光纤光缆发展的现状
1.1 普通光纤
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。
1.2 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。
1.3 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。
1.4 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。并且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。
1.5 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。国内已能生产多种ADSS光缆满足市场需要。但在产品结构和性能方面,例如,大志数光缆结构、光缆蠕变和耐电弧性能等方面,还有待进一步完善。ADSS光缆在国内的近期需求量较大,是目前的一种热门产品。
2 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。
2.1 波分复用系统
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。
2.2 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100 000km以上,在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。
2.3 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。
全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性和可扩展性,并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度和较低的误码率,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。
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。
3 结论
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如愿到来。
参考文献
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[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).
浙江杭州科协为企业服务获科技部立项支持
日前,浙江省杭州市科协开展的“为企业服务”行动得到科技部的认可,建设的“面向中小企业技术转移综合服务平台”获得了科技部的立项支持,并获补助资金80万元。
自年初以来,杭州市科协确定了“为企业服务、为农村服务、为决策服务”的专项行动,并为此制定了专门的实施意见,成立了“三服务”指导协调小组,确保该项工作扎实有效地开展。
杭州市科协积极开展院士专家服务工作,确立了“科协为院士服务,院士为杭州服务”的服务宗旨,并推动企业与院士共建“院士工作站”,努力促使“院士专家为杭州服务”形成长效机制。前不久,杭州市首家“院士工作站”落户杭州汽轮动力集团有限公司。来自东北大学的机械设计专家闻邦椿院士将入驻杭汽轮,“零距离”服务企业。近期,杭州市科协还将在经济技术开发区建立第二家“院士工作站”。
为进一步将“为企业服务”行动引向深入,杭州市科协专门邀请了中国工程院院士陈清如,中国科学院院士沈家骢,中国科学院院士闻邦椿,以及中科院理化所副所长吴剑峰等知名院士专家,举办“院士专家企业行暨专题报告会”活动。目的就是为了搭建一个企业和专家都迫切需要的沟通合作平台,有机地将企业实际需求和专家掌握的人才智力优势结合起来,建立起产学研战略联盟,使双方在这样一个平台中各展己长,各取所需,最大限度地集聚和整合技术创新要素,提升在杭企业核心竞争力和应对危机挑战的能力。
杭州市科协还根据杭州经济技术开发区科协的要求,为开发区内的生物医药类企业专题组织了“生化•医药专题交流会”,并邀请了中科院过程所副所长马光辉、生化工程国家重点实验室主任苏志国、国家生化工程技术研究中心(北京)副主任万印华等专家与开发区内40多家生物医药类企业开展了对接交流活动,并邀请相关专家到企业实地走访和技术指导。
在对100余家企业进行了调查走访,充分了解企业需求的基础上,杭州市科协先后邀请中科院沈家骢院士、陈清如院士、闻邦椿院士等20多名院士专家,赴杭州汽轮集团、金鱼集团、华日集团、万向集团等15家企业开展技术指导服务。
此外,为有效提升企业的自主创新能力及知识产权保护能力,杭州市科协还联合中国科技咨询服务中心、本地专利事务所等机构,组织开展了企业创新理论及知识产权保护培训活动。目前,市科协已经为临安市40余家企业举办了一次“创新理论与知识产权保护”培训,并将于近期在杭汽轮股份有限公司组织第二期高级班的培训活动。
“一流的研发平台为院士提供了良好的科研环境,也是吸引院士来我市共创大业的有利条件。”杭州市市委常委、副市长沈坚说。据了解,杭州市政府将在项目申报、科研经费上给予支持,加快院士工作站建设。
