Ⅰ 光通信的簡介
寬頻城域網(BMAN)是我國信息化建設的熱點,DWDM(密集波分復用)的巨大帶寬和傳輸數據的透明性,無疑是當今光纖應用領域的首選技術。然而,MAN等具有傳輸距離短、拓撲靈活和接入類型多等特點,如照搬主要用於長途傳輸的DWDM,必然成本過高;同時早期DWDM對MAN等靈活多樣性也難以適應。面對這種低成本城域范圍的寬頻需求,CWDM(粗波分復用)技術應運而生,並很快成為一種實用性的設備。 對光通信來說,其技術基本成熟,而業務需求相對不足。以被譽為「寬頻接入最終目標」的FTTH為例,其實現技術EPON已經完全成熟,但由於普通用戶上網需要的帶寬不高,使FTTH的商用只限於一些試點地區。但是,在2006年,隨著IPTV等三重播放業務開展,運營商提供的帶寬已經不能滿足用戶對高清晰電視的要求,隨之FTTH的部署也提上了日程。無獨有偶,ASON對傳輸網路控制靈活,可為企業客戶提供個性化服務,不少運營商為發展和維系企業客戶,不惜重金投資建設ASON。
未來傳輸網路的最終目標,是構建全光網路,即在接入網、城域網、骨幹網完全實現「光纖傳輸代替銅線傳輸」。骨幹網和城域網已經基本實現了全光化,部分網路發展較快的區域,也實現了部分的接入層的光進銅退。
Ⅱ 光纖通信的起源
光纖通信技術(optical fiber communications)從光通信中脫穎而出,已成為現代通信的主要支柱之一,在現代電信網中起著舉足輕重的作用。光纖通信作為一門新興技術,其近年來發展速度之快、應用面之廣是通信史上罕見的,也是世界新技術革命的重要標志和未來信息社會中各種信息的主要傳送工具。
光纖通信是以光波作為信息載體,以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。從原理上看,構成光纖通信的基本物質要素是光纖、光源和光檢測器。光纖除了按製造工藝、材料組成以及光學特性進行分類外,在應用中,光纖常按用途進行分類,可分為通信用光纖和感測用光纖。傳輸介質光纖又分為通用與專用兩種,而功能器件光纖則指用於完成光波的放大、整形、分頻、倍頻、調制以及光振盪等功能的光纖,並常以某種功能器件的形式出現。
光纖通信是現代通信網的主要傳輸手段,它的發展歷史只有一二十年,已經歷三代:短波長多模光纖、長波長多模光纖和長波長單模光纖.採用光纖通信是通信史上的重大變革,美、日、英、法等20多個國家已宣布不再建設電纜通信線路,而致力於發展光纖通信.中國光纖通信已進入實用階段.
光纖通信的誕生和發展是電信史上的一次重要革命與衛星通信、移動通信並列為20世紀90年代的技術。進入21世紀後,由於網際網路業務的迅速發展和音頻、視頻、數據、多媒體應用的增長,對大容量(超高速和超長距離)光波傳輸系統和網路有了更為迫切的需求。
光纖通信就是利用光波作為載波來傳送信息,而以光纖作為傳輸介質實現信息傳輸,達到通信目的的一種最新通信技術。
Ⅲ 光通信的全光網路
傳輸網路的最終目標是構建全光網路,在接入網、城域網、骨幹網完全實現「光纖傳輸代替銅線傳輸」。
骨幹網是對速度、距離和容量要求最高的一部分網路,將ASON技術應用於骨幹網,是實現光網路智能化的重要一步,其基本思想是在過去的光傳輸網路上引入智能控制平面,從而實現對資源的按需分配。DWDM也將在骨幹網中一顯身手,未來有可能完全取代SDH,從而實現IPOVERDWDM。
城域網將會成為運營商提供帶寬和業務和瓶頸,同時,城域網也將成為最大的市場機遇。基於SDH的MSTP技術成熟、兼容性好,特別是採用了RPR、GFP、LCAS和MPLS等新標准之後,已經可以靈活有效地支持各種數據業務。
對接入網來說,FTTH(光纖到戶)是一個長遠的理想解決方案。FTTx的演進路線將是逐漸將光纖向用戶推近的過程,即從FTTN(光纖到小區)到FTTC(光纖到路邊)和FTTB(光纖到公寓小樓)乃至最後到FTTP(光纖到駐地)。當然這將是一個很長的過渡時期,在這個過程中,光纖接入方式還將與ADSL/ADSL2+並存。
Ⅳ 中國光纖開始於那一年
引用:
http://hi..com/%C9%C1%BA%BD/blog/item/bd5f2334f3d4891990ef3934.html
世界光纖通信發展史
光纖的發明,引起了通信技術的一場革命,是構成21世紀即將到來的信息社會的一大要素。
1966年出生在中國上海的英籍華人高錕,發表論文《光頻介質纖維表面波導》,提出用石英玻璃纖維(光纖)傳送光信號來進行通信,可實現長距離、大容量通信。
於1970年損失為20db/km的光纖研製出來了。據說康寧公司花費3000萬美元,得到30米光纖樣品,認為非常值得。這一突破,引起整個通信界的震動,世界發達國家開始投入巨大力量研究光纖通信。1976年,美國貝爾實驗室在亞特蘭大到華盛頓間建立了世界第一條實用化的光纖通信線路,速率為45Mb/s,採用的是多模光纖,光源用的是發光管LED,波長是0.85微米的紅外光。在上世紀70年代末,大容量的單模光纖和長壽命的半導體激光器研製成功。光纖通信系統開始顯示出長距離、大容量無比的優越性。
按理論計算:就光纖通信常用波長1.3微米和1.55微米波長窗口的容量至少有25000GHz。自然會想到採用多波長的波分復用技術WDM(WavelengthDivisionMultiplex)。1996年WDM技術取得突破,貝爾實驗室發展了WDM技術,美國MCI公司在1997年開通了商用的WDM線路。光纖通信系統的速率從單波長的2.5Gb/s和10Gb/s爆炸性地發展到多波長的Tb/s(1Tb/s=1000Gb/s)傳輸。當今實驗室光系統速率已達10Tb/s,幾乎是用之不盡的,所以它的前景輝煌。
中國光纖通信發展史
1973年,世界光纖通信尚未實用。郵電部武漢郵電科學研究院(當時是武漢郵電學院)就開始研究光纖通信。由於武漢郵電科學研究院採用了石英光纖、半導體激光器和編碼制式通信機正確的技術路線,使我國在發展光纖通信技術上少走了不少彎路,從而使我國光纖通信在高新技術中與發達國家有較小的差距。
我國研究開發光纖通信正處於十年動亂時期,處於封閉狀態。國外技術基本無法借鑒,純屬自己摸索,一切都要自己搞,包括光纖、光電子器件和光纖通信系統。就研製光纖來說,原料提純、熔煉車床、拉絲機,還包括光纖的測試儀表和接續工具也全都要自己開發,困難極大。武漢郵電科學研究院,考慮到保證光纖通信最終能為經濟建設所用,開展了全面研究,除研製光纖外,還開展光電子器件和光纖通信系統的研製,使我國至今具有了完整的光纖通信產業。
1978年改革開放後,光纖通信的研發工作大大加快。上海、北京、武漢和桂林都研製出光纖通信試驗系統。1982年郵電部重點科研工程「八二工程」在武漢開通。該工程被稱為實用化工程,要求一切是商用產品而不是試驗品,要符合國際CCITT標准,要由設計院設計、工人施工,而不是科技人員施工。從此中國的光纖通信進入實用階段。
在20世紀80年代中期,數字光纖通信的速率已達到144Mb/s,可傳送1980路電話,超過同軸電纜載波。於是,光纖通信作為主流被大量採用,在傳輸干線上全面取代電纜。經過國家「六五」、「七五」、「八五」和「九五」計劃,中國已建成「八縱八橫」干線網,連通全國各省區市。現在,中國已敷設光纜總長約250萬公里。光纖通信已成為中國通信的主要手段。在國家科技部、計委、經委的安排下,1999年中國生產的8×2.5Gb/sWDM系統首次在青島至大連開通,隨之沈陽至大連的32×2.5Gb/sWDM光纖通信系統開通。2005年3.2Tbps超大容量的光纖通信系統在上海至杭州開通,是至今世界容量最大的實用線路。
中國已建立了一定規模的光纖通信產業。中國生產的光纖光纜、半導體光電子器件和光纖通信系統能供國內建設,並有少量出口。
有人認為,我國光纖通信主要干線已經建成,光纖通信容量達到Tbps,幾乎用不完,再則2000年的IT泡沫,使光纖的價格低到每公里100元,幾乎無利可圖。因此不要發展光纖通信技術了。
實際上,特別是中國,省內農村有許多空白需要建設;3G移動通信網的建設也需要光纖網來支持;隨著寬頻業務的發展、網路需要擴容等,光纖通信仍有巨大的市場。現在每年光纖通信設備和光纜的銷售量是上升的。
Ⅳ 光纖的發展史
1880-AlexandraGrahamBell發明光束通話傳輸光纖。
1960-電射及光纖之發明。
1960-玻璃纖維的傳輸損耗大於1000dB/km,其他材料包括光圈波導、氣體透鏡波導、空心金屬波導管等。
1966-七月,英籍、華裔學者高錕博士(K.C.Kao)在PIEE 雜志上發表論文《光頻率的介質纖維表面波導》,從理論上分析證明了用光纖作為傳輸媒體以實現光通信的可能性,並預言了製造通信用的超低耗光纖的可能性。
1970-美國康寧公司三名科研人員馬瑞爾、卡普隆、凱克用改進型化學相沉積法(MCVD 法)成功研製成傳輸損耗只有20dB/km的低損耗石英光纖。
1970-美國貝爾實驗室研製出世界上第一隻在室溫下連續波工作的砷化鎵鋁半導體激光器。
1972-傳輸損耗降低至4dB/km。
1973-我國郵電部武漢郵電科學研究院開始研究光纖通信。
1974-美國貝爾研究所發明了低損耗光纖製作法――CVD法(汽相沉積法),使光纖傳輸損耗降低到1.1dB/km。
1976-美國在亞特蘭大的貝爾實驗室地下管道開通了世界上第一條光纖通信系統的試驗線路。採用一條擁有144個光纖的光纜以44.736Mbps的速率傳輸信號,中繼距離為10 km。採用的是多模光纖,光源用的是發光管LED,波長是0.85微米的紅外光。
1976-傳輸損耗降低至0.5dB/km。
1977-貝爾研究所和日本電報電話公司幾乎同時研製成功壽命達100萬小時(實用中10年左右)的半導體激光器。
1977-世界上第一條光纖通信系統在美國芝加哥市投入商用,速率為45Mb/s。
1977-首次實際安裝電話光纖網路。
1978-FORT在法國首次安裝其生產之光纖電。
1979-趙梓森拉制出我國自主研發的第一根實用光纖,被譽為「中國光纖之父」。
1979-傳輸損耗降低至0.2dB/km。
1980-多模光纖通信系統商用化(140Mb/s),並著手單模光纖通信系統的現場試驗工作。
1982-我國郵電部重點科研工程「.八二工程」在武漢開通。
1990-單模光纖通信系統進入商用化階段(565Mb/s),並著手進行零色散移位光纖和波分復用及相干通信的現場試驗,而且陸續制定數字同步體系(SDH)的技術標准。
1990-傳輸損耗降低至0.14dB/km,已經接近石英光纖的理論衰耗極限值0.1dB/km。
1990-區域網路及其他短距離傳輸應用之光纖。
1992-貝爾實驗室與日本合作夥伴成功地試驗了可以無錯誤傳輸9000公里的光放大器,其最初速率為5Gbps,隨後增加到10Gbps。
1993-SDH產品開始商用化(622Mb/s 以下)。
1995-2.5Gb/s 的SDH產品進入商用化階段。
1996-10Gb/s 的SDH產品進入商用化階段。
1997-採用波分復用技術(WDM)的20Gb/s 和40Gb/s 的SDH產品試驗取得重大突破。
1999-中國生產的8×2.5Gb/sWDM系統首次在青島至大連開通,沈陽至大連的32×2.5Gb/sWDM光纖通信系統開通。
2000-到屋邊光纖=>到桌邊光纖。
2005-3.2Tbps超大容量的光纖通信系統在上海至杭州開通。
2005 FTTH(Fiber To The Home)光纖直接到家庭。
2012年,中國的光纖產能已達到1億2千萬芯公里,預計到2013年將達到1億8千萬芯公里。
Ⅵ 光纖通訊的光纖通訊
利用光纖做為通訊之用通常需經過下列幾個步驟:
以發射器(transmitter)產生光訊號。
以光纖傳遞訊號,同時必須確保光訊號在光纖中不會衰減或是嚴重變形。
以接收器(receiver)接收光訊號,並且轉換成電訊號。 光纖常被電話公司用於傳遞電話、網際網路,或是有線電視的訊號,有時候利用一條光纖就可以同時傳遞上述的所有訊號。與傳統的銅線相比,光纖的訊號衰減(attenuation)與遭受干擾(interference)的情形都改善很多,特別是長距離以及大量傳輸的使用場合中,光纖的優勢更為明顯。然而,在城市之間利用光纖的通訊基礎建設(infrastructure)通常施工難度以及材料成本難以控制,完工後的系統維運復雜度與成本也居高不下。因此,早期光纖通訊系統多半應用在長途的通訊需求中,這樣才能讓光纖的優勢徹底發揮,並且抑制住不斷增加的成本。
從2000年光通訊(optical communication)市場崩潰後,光纖通訊的成本也不斷下探,已經和銅纜為骨乾的通訊系統不相上下。
對於光纖通訊產業而言,1990年光放大器(optical amplifier)正式進入商業市場的應用後,很多超長距離的光纖通訊才得以真正實現,例如越洋的海底電纜。到了2002年時,越洋海底電纜的總長已經超過250000公里,每秒能攜帶的資料量超過2.56Tb,而且根據電信業者的統計,這些數據從2002年後仍然不斷的大幅成長中。 自古以來,人類對於長距離通訊的需求就不曾稍減。隨著時間的前進,從烽火到電報,再到1940年第一條同軸電纜(coaxial cable)正式服役,這些通訊系統的復雜度與精細度也不斷的進步。但是這些通訊方式各有其極限,使用電氣訊號傳遞資訊雖然快速,但是傳輸距離會因為電氣訊號容易衰減而需要大量的中繼器(repeater);微波(microwave)通訊雖然可以使用空氣做介質,可是也會受到載波頻率(carrier frequency)的限制。到了二十世紀中葉,人們才了解使用光來傳遞資訊,能帶來很多過去所沒有的顯著好處。
然而,當時並沒有同調性高的發光源(coherent light source),也沒有適合作為傳遞光訊號的介質,所以光通訊一直只是概念。直到1960年代,雷射(laser)的發明才解決了第一項難題。1970 年後康寧公司(Corning Glass Works)發展出高品質低衰減的光纖則是解決了第二項問題,此時訊號在光纖中傳遞的衰減量第一次低於光纖通訊之父高錕所提出的每公里衰減20分貝(20dB/km)關卡,證明了光纖作為通信介質的可能性。與此同時使用砷化鎵(GaAs)作為材料的半導體雷射(semiconctor laser)也被發明出來,並且憑借體積小的優勢而大量運用於光纖通訊系統中。1976年,第一條速率為44.7Mbit/s的光纖通信系統在美國亞特蘭大的地下管道中誕生。
經過了五年的研發期,第一個商用的光纖通訊系統在1980年問市。這個人類史上第一個光纖通訊系統使用波長800納米(nanometer)的砷化鎵雷射作為光源,傳輸的速率(data rate)達到45Mb/s(bits per second),每10公里需要一個中繼器增強訊號。
第二代的商用光纖通訊系統也在1980年後發展出來,使用波長1300納米的磷砷化鎵銦(InGaAsP)雷射。早期的光纖通訊系統雖然受到色散(dispersion)的問題而影響了訊號品質。但是1981年單模光纖(single-mode fiber)的發明克服了這個問題。到了1987年時,一個商用光纖通訊系統的傳輸速率已經高達1.7Gb/s,比第一個光纖通訊系統的速率快了將近四十倍之譜。同時傳輸的功率與訊號衰減的問題也有顯著改善,間隔50公里才需要一個中繼器增強訊號。1980年代末,EDFA的誕生,堪稱光通信歷史上的一個里程碑似的事件,它使光纖通信可直接進行光中繼,使長距離高速傳輸成為可能,並促使了DWDM的誕生。
第三代的光纖通訊系統改用波長1550納米的雷射做光源,而且訊號的衰減已經低至每公里0.2分貝(0.2dB/km)。之前使用磷砷化鎵銦雷射的光纖通訊系統常常遭遇到脈波延散(pulse spreading)問題,而科學家則設計出色散遷移光纖(dispersion-shifted fiber)來解決這些問題,這種光纖在傳遞1550納米的光波時,色散幾乎為零,因其可將雷射光的光譜限制在單一縱模(longitudinal mode)內。這些技術上的突破使得第三代光纖通訊系統的傳輸速率達到2.5Gb/s,而且中繼器的間隔可達到100公里遠。
第四代光纖通訊系統引進了光放大器(optical amplifier),進一步減少中繼器的需求。另外,波長分波多工器(wavelength-division multiplexing, WDM)技術則大幅增加傳輸速率。這兩項技術的發展讓光纖通訊系統的容量以每六個月增加一倍的方式大幅躍進,到了2001年時已經到達10Tb/s的驚人速率,足足是80年代光纖通訊系統的200倍之多。近年來,傳輸速率已經進一步增加到14Tb/s,每隔160公里才需要一個中繼器。
第五代光纖通訊系統發展的重心在於擴展波長分波多工器的波長操作范圍。傳統的波長范圍,也就是一般俗稱的「C band」約是1530納米至1570納米之間,新一帶的無水光纖(dry fiber)低損耗的波段則延伸到1300納米至1650納米間。另外一個發展中的技術是引進光固子(optical soliton)的概念,利用光纖的非線性效應,讓脈波能夠抵抗色散而維持原本的波形。
1990年至2000年間,光纖通訊產業受到網際網路泡沫的影響而大幅成長。此外一些新興的網路應用,如隨選視訊(video on demand)使得網際網路帶寬的成長甚至超過摩爾定律(Moore''''s Law)所預期集成電路晶元中晶體管增加的速率。而自網際網路泡沫破滅至2006年為止,光纖通訊產業透過企業整並壯大規模,以及委外生產的方式降低成本來延續生命。
現在的發展前沿就是全光網路了,使光通信完全的代替電信號通訊系統,當然,這還有很長的路要走。 在光纖通訊系統中通常作為光源的半導體元件是發光二極體(light-emitting diode, LED)或是雷射二極體(laser diode)。LED與雷射二極體的主要差異在於前者所發出的光為非同調性(noncoherent),而後者則為同調性(coherent)的光。使用半導體作為光源的好處是體積小、發光效率高、可靠度佳,以及可以將波長最佳化,更重要的是半導體光源可以在高頻操作下直接調變,非常適合光纖通訊系統的需求。
LED借著電激發光(electroluminescence)的原理發出非同調性的光,頻譜通常分散在30納米至60納米間。LED另外一項缺點是發光效率差,通常只有輸入功率的1%可以轉換成光功率,約是100毫瓦特[micron (μ) Watt (μW)]左右。但是由於LED的成本較低廉,因此常用於低價的應用中。常用於光通訊的LED主要材料是砷化鎵或是砷化鎵磷(GaAsP),後者的發光波長為1300納米左右,比砷化鎵的810納米至870納米更適合用在光纖通訊。由於LED的頻譜范圍較廣,導致色散較為嚴重,也限制了其傳輸速率與傳輸距離的乘積。LED通常用在傳輸速率10Mb/s至100Mb/s的區域網路(local area network, LAN),傳輸距離也在數公里之內。目前也有LED內包含了數個量子井(quantum well)的結構,使得LED可以發出不同波長的光,涵蓋較寬的頻譜,這種LED被廣泛應用在區域性的波長分波多工網路中。
半導體雷射的輸出功率通常在100微瓦特(μW)左右,而且為同調性質的光源,方向性相對而言較強,通常和單模光纖的耦合效率可達50%。雷射的輸出頻譜較窄,也有助於增加傳輸速率以及降低模態色散(model dispersion)。半導體雷射亦可在相當高的操作頻率下進行調變,原因是其復合時間(recombination time)非常短。
半導體雷射通常可由輸入的電流有無直接調變其開關狀態與輸出訊號,不過對於某些傳輸速率非常高或是傳輸距離很長的應用,雷射光源可能會以連續波(continuous wave)的形式控制,例如使用外接的電吸收光調變器(electroabsorption molator)或是馬赫·任德干涉儀(Mach-Zehnder interferometer)對光訊號加以調變。外接的調變元件可以大幅減少雷射的「啁啾脈沖」(chirp pulse)。啁啾脈沖會使得雷射的譜線寬度變寬,使得光纖內的色散變得嚴重。 過去光纖通訊的距離限制主要根源於訊號在光纖內的衰減以及訊號變形,而解決的方式是利用光電轉換的中繼器。這種中繼器先將光訊號轉回電訊號放大後再轉換成較強的光訊號傳往下一個中繼器,然而這樣的系統架構無疑較為復雜,不適用於新一代的波長分波多工技術,同時每隔20公里就需要一個中繼器,讓整個系統的成本也難以降低。
光放大器的目的即是在不用作光電與電光轉換下就直接放大光訊號。光放大器的原理是在一段光纖內摻雜(doping)稀土族元素(rare-earth)如鉺(erbium),再以短波長雷射激發(pumping)之。如此便能放大光訊號,取代中繼器。 構成光接收器的主要元件是光偵測器(photodetector),利用光電效應將入射的光訊號轉為電訊號。光偵測器通常是半導體為基礎的光二極體(photo diode),例如p-n接面二極體、p-i-n二極體,或是雪崩型二極體(avalanche diode)。另外「金屬-半導體-金屬」(Metal-Semiconctor-Metal, MSM)光偵測器也因為與電路整合性佳,而被應用在光再生器(regenerator)或是波長分波多工器中。
光接收器電路通常使用轉阻放大器(transimpedence amplifier, TIA)以及限幅放大器(limiting amplifier)處理由光偵測器轉換出的光電流,轉阻放大器和限幅放大器可以將光電流轉換成振幅較小的電壓訊號,再透過後端的比較器(comparator)電路轉換成數位訊號。對於高速光纖通訊系統而言,訊號常常相對地衰減較為嚴重,為了避免接收器電路輸出的數位訊號變形超出規格,通常在接收器電路的後級也會加上時脈恢復電路(clock recovery, CDR)以及鎖相迴路(phase-lock loop, PLL)將訊號做適度處理再輸出。 對於現代的玻璃光纖而言,最嚴重的問題並非訊號的衰減,而是色散問題,也就是訊號在光纖內傳輸一段距離後逐漸擴散重疊,使得接收端難以判別訊號的高或低。造成光纖內色散的成因很多。以模態色散為例,訊號的橫模(transverse mode)軸速度(axial speed)不一致導致色散,這也限制了多模光纖的應用。在單模光纖中,模態間的色散可以被壓抑得很低。
但是在單模光纖中一樣有色散問題,通常稱為群速色散(group-velocity dispersion),起因是對不同波長的入射光波而言,玻璃的折射率略有不同,而光源所發射的光波不可能沒有頻譜的分布,這也造成了光波在光纖內部會因為波長的些微差異而有不同的折射行為。另外一種在單模光纖中常見的色散稱為極化模態色散(polarization mode dispersion),起因是單模光纖內雖然一次只能容納一個橫模的光波,但是這個橫模的光波卻可以有兩個方向的極化(polarization),而光纖內的任何結構缺陷與變形都可能讓這兩個極化方向的光波產生不一樣的傳遞速度,這又稱為光纖的雙折射現象(fiber birefriigence)。這個現象可以透過極化恆持光纖(polarization-maintaining optical fiber)加以抑制。 不過對於短距離與低帶寬的通訊應用而言,使用電訊號的傳輸有下列好處:
較低的建置費用
組裝容易
可以利用電力系統傳遞資訊
因為這些好處,所以在很短的距離傳輸資訊,例如主機之間、電路板之間,甚至是集成電路晶元之間,通常還是使用電訊號傳輸。然而目前也有些還在實驗階段的系統已經改採光來傳遞資訊。
在某些低帶寬的場合,光纖通訊仍然有其獨特的優勢:
能抵抗電磁干擾(EMI),包括核子造成的電磁脈沖。(不過光纖可能會毀於α或β射線)
對電訊號的阻抗極高,所以能在高電壓或是地面電位不同的狀況下安全工作。
重量較輕,這在飛機中特別重要。
不會產生火花,在某些易燃的環境中顯得重要。沒有電磁輻射、不易被竊聽,對於需要高度安全的系統而言十分重要。
線徑小,當繞線的路徑被限制時,變得重要。 為了能讓不同的光纖通訊設備製造商之間有共通的標准,國際電信聯盟(International Telecommunications Union, ITU)制定了數個與光纖通訊相關的標准,包括:
ITU-T G.651, Characteristics of a 50/125 μm multimode graded index optical fibre cable
ITU-T G.652, Characteristics of a single-mode optical fibre cable
其他關於光纖通訊的標准則規定了發射與接收端,或是傳輸介質的規格,包括了:
10G乙太網路(10 Gigabit Ethernet)
光纖分布式數據介面(FDDI)
光纖通道(Fibre channel)
HIPPI
同步數位階層(Synchronous Digital Hierarchy)
同步光纖網路(Synchronous Optical Networking)
此外,在數位音效的領域中,也有利用光纖傳遞資訊的規格,那就是由日本東芝(Toshiba)所制定的TOSLINK規格。採用塑膠光纖(plastic optical fiber, POF)作為媒介,系統中包含一個採用紅光LED的發射器以及整合了光偵測器與放大器電路的接收器。
Ⅶ 光纖通信系統的發展
光纖通信是現代通信網的主要傳輸手段,它的發展歷史只有一二十年,已經歷三代:短波長多模光纖、長波長多模光纖和長波長單模光纖.採用光纖通信是通信史上的重大變革,美、日、英、法等20多個國家已宣布不再建設電纜通信線路,而致力於發展光纖通信.中國光纖通信已進入實用階段.
光纖通信的誕生和發展是電信史上的一次重要革命與衛星通信、移動通信並列為20世紀90年代的技術。進入21世紀後,由於網際網路業務的迅速發展和音頻、視頻、數據、多媒體應用的增長,對大容量(超高速和超長距離)光波傳輸系統和網路有了更為迫切的需求。
光纖通信就是利用光波作為載波來傳送信息,而以光纖作為傳輸介質實現信息傳輸,達到通信目的的一種最新通信技術。
通信的發展過程是以不斷提高載波頻率來擴大通信容量的過程,光頻作為載頻已達通信載波的上限,因為光是一種頻率極高的電磁波 ,因此用光作為載波進行通信容量極大,是過去通信方式的千百倍,具有極大的吸引力,光通信是人們早就追求的目標,也是通信發展的必然方向。
光纖通信與以往的電氣通信相比,主要區別在於有很多優點:它傳輸頻帶寬、通信容量大;傳輸損耗低、中繼距離長;線徑細、重量輕,原料為石英,節省金屬材料,有利於資源合理使用;絕緣、抗電磁干擾性能強;還具有抗腐蝕能力強、抗輻射能力強、可繞性好、無電火花、泄露小、保密性強等優點,可在特殊環境或軍事上使用。 FTTH可向用戶提供極豐富的帶寬,所以一直被認為是理想的接入方式,對於實現信息社會有重要作用,還需要大規模推廣和建設。FTTH所需要的光纖可能是現有已敷光纖的2~3倍。過去由於FTTH成本高,缺少寬頻視頻業務和寬頻內容等原因,使FTTH還未能提到日程上來,只有少量的試驗。由於光電子器件的進步,光收發模塊和光纖的價格大大降低;加上寬頻內容有所緩解,都加速了FTTH的實用化進程。
發達國家對FTTH的看法不完全相同:美國AT&T認為FTTH市場較小,在0F62003宣稱:FTTH在20-50年後才有市場。美國運行商Verizon和Sprint比較積極,要在10—12年內採用FTTH改造網路。日本NTT發展FTTH最早,已經有近200萬用戶。中國FTTH處於試點階段。 現廣泛採用的ADSL技術提供寬頻業務尚有一定優勢
與FTTH相比:①價格便宜②利用原有銅線網使工程建設簡單③對於1Mbps—500kbps影視節目的傳輸可滿足需求。FTTH大量推廣受制約。
對於不久的將來要發展的寬頻業務,如:網上教育,網上辦公,會議電視,網上游戲,遠程診療等雙向業務和HDTV高清數字電視,上下行傳輸不對稱的業務,ADSL就難以滿足。尤其是HDTV,經過壓縮,其傳輸速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技術開發,可壓縮到5~6Mbps。通常認為對QOS有所保證的ADSL的最高傳輸速串是2Mbps,仍難以傳輸HDTV。可以認為HDTV是FTTH的主要推動力。即HDTV業務到來時,非FTTH不可。 通常有P2P點對點和PON無源光網路兩大類。
F2P方案一一優點:各用戶獨立傳輸,互不影響,體制變動靈活;可以採用廉價的低速光電子模塊;傳輸距離長。缺點:為了減少用戶直接到局的光纖和管道,需要在用戶區安置1個匯總用戶的有源節點。
PON方案——優點:無源網路維護簡單;原則上可以節省光電子器件和光纖。缺點:需要採用昂貴的高速光電子模塊;需要採用區分用戶距離不同的電子模塊,以避免各用戶上行信號互相沖突;傳輸距離受PON分比而縮短;各用戶的下行帶寬互相佔用,如果用戶帶寬得不到保證時,不單是要網路擴容,還需要更換PON和更換用戶模塊來解決。(按照市場價格,PEP比PON經濟)
PON有多種,一般有如下幾種:(1)APON:即ATM-PON,適合ATM交換網路。(2)BPON:即寬頻的PON。(3)OPON:採用通用幀處理的OFP-PON。(4)EPON:採用乙太網技術的PON,GPON是千兆乙太網的PON。(5)WDM-PON:採用波分復用來區分用戶的PON,由於用戶與波長有關,使維護不便,在FTTH中很少採用。
無線接入技術發展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g協議,傳輸帶寬可達54Mbps,覆蓋范圍達100米以上,已可商用。如果採用無線接入WLAN作用戶的數據傳輸,包括:上下行數據和點播電視VOD的上行數據,對於一般用戶其上行不大,IEEE802.11g是可以滿足的。而採用光纖的FTTH主要是解決HDTV寬頻視頻的下行傳輸,當然在需要時也可包含一些下行數據。這就形成「光纖到家庭+無線接入」(FTTH+無線接入)的家庭網路。這種家庭網路,如果採用PON,就特別簡單,因為此PON無上行信號,就不需要測距的電子模塊,成本大大降低,維護簡單。如果,所屬PON的用戶群體,被無線城域網WiMAX(1EEE802.16)覆蓋而可利用,那麼可不必建設專用的WLAN。接入網採用無線是趨勢,但無線接入網仍需要密布於用戶臨近的光纖網來支撐,與FTTH相差無幾。FTTH+無線接入是未來的發展趨勢。 實際上可表示為:通信輸+交換。
光纖只是解決傳輸問題,還需要解決光的交換問題。過去,通信網都是由金屬線纜構成的,傳輸的是電子信號,交換是採用電子交換機。通信網除了用戶末端一小段外,都是光纖,傳輸的是光信號。合理的方法應該採用光交換。但由於光開關器件不成熟,只能採用的是「光-電-光」方式來解決光網的交換,即把光信號變成電信號,用電子交換後,再變還光信號。顯然是不合理的辦法,是效串不高和不經濟的。正在開發大容量的光開關,以實現光交換網路,特別是所謂ASON-自動交換光網路。
通常在光網里傳輸的信息,一般速度都是xGbps的,電子開關不能勝任。一般要在低次群中實現電子交換。而光交換可實現高速XGbDs的交換。當然,也不是說,一切都要用光交換,特別是低速,顆粒小的信號的交換,應採用成熟的電子交換,沒有必要採用不成熟的
大容量的光交換。當前,在數據網中,信號以「包」的形式出現,採用所謂「包交換」。包的顆粒比較小,可採用電子交換。然而,在大量同方向的包匯總後,數量很大時,就應該採用容量大的光交換。
少通道大容量的光交換已有實用。如用於保護、下路和小量通路調度等。一般採用機械光開關、熱光開關來實現。由於這些光開關的體積、功耗和集成度的限制,通路數一般在8—16個。
電子交換一般有「空分」和「時分」方式。在光交換中有「空分」、「時分」和「波長交換」。光纖通信很少採用光時分交換。
光空分交換:一般採用光開關可以把光信號從某一光纖轉到另一光纖。空分的光開關有機械的、半導體的和熱光開關等。採用集成技術,開發出MEM微電機光開關,其體積小到mm。已開發出1296x1296MEM光交換機(Lucent),屬於試驗性質的。
光波長交換:是對各交換對象賦於1個特定的波長。於是,發送某1特定波長就可對某特定對象通信。實現光波長交換的關鍵是需要開發實用化的可變波長的光源,光濾波器和集成的低功耗的可靠的光開關陣列等。已開發出640x640半導體光開關+AWG的空分與波長的相結合的交叉連接試驗系統(corning)。採用光空分和光波分可構成非常靈活的光交換網。日本NTT在Chitose市進行了採用波長路由交換的現場試驗,半徑5公里,共有43個終端節,(試用5個節點),速率為2.5Gbps。
自動交換的光網,稱為ASON,是進一步發展的方向。
集成光電子器件的發展
如同電子器件那樣,光電子器件也要走向集成化。雖然不是所有的光電子器件都要集成,但會有相當的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在發展的PLC-平面光波導線路,如同一塊印刷電路板,可以把光電子器件組裝於其上,也可以直接集成為一個光電子器件。要實現FTTH也好,ASON也好,都需要有新的、體積小的和廉價的和集成的光電子器件。 眾所周知,2000年IT行業泡沫,使光纖通信產業生產規模爆炸性地發展,產品生產過剩。無論是光傳輸設備,光電子器件和光纖的價格都狂跌。特別是光纖,每公里泡沫時期價格為¥1200,價格Y100左右1公里,比銅線還便宜。光纖通信的市場何時能恢復?
根據RHK的對北美通信產業投入的統計和預測,如圖2.在2002年是最低谷,相當於倒退4年。有所回升,但還不能恢復。按此推測,在2007-2008年才能復元。光纖通信的市場也隨IT市場好轉。這些好轉,在相當大的程度是由FTTH和寬頻數字電視所帶動的。
FTTH畢竟是信息社會的需求,光纖通信的市場一定有美好的情景。發達國家的FTTH已經開始建設,已經有相當的市場。大體上看,器件和設備隨市場的需要,其利潤會逐步回升,2007-2008年可能良好。但光纖產業,盡管反傾銷成功,價格也仍低迷不起,利潤甚微。實際上,在世界范圍內,光纖的生產規模過大,而FTTH的發展速度受社會環境、包括市民的經濟條件和數字電視的發展的影響,上升緩慢。據了解,有大公司封存幾個光纖廠,根據市場情況,可隨時啟動生產,其結果是始終供大於求。供不應求才能漲價,是通常的市場規律,所以光纖產業要想厚利,可能是2009年後的事情。中國經濟不發達地區和小城鎮,還需要建設光纖線路,但光纖用量仍然處於供大於求的范圍內。
對中國市場,FTTH受ADSL的挑戰和數字電視HDTV發展的制約,會有所延後。中國大量建設FTTH的社會環境和條件尚未具備,可能需要等待一段時間。不過,北京奧運會需要HDTV的推動和設備價格的下降,會促進FTTH的發展。預計在2007-2008年在中國FTTH可開始推廣。不過也有些大城市的所謂中心商業區CBD,有比較強的經濟力量,已經採用光纖到住地PTTP來建設。總的來說,中國的FTTH處於試點階段。試點的作用,一方面是摸索技術和建設的經驗,另一方面,還起競爭搶佔用戶的作用。所以,電信運行商,地方業主都積極對FTTH試點,以便發展寬頻業務。因此,廣播運行商受到巨大的挑戰,廣播商應加快發展數字電視的進程,並且要充實節目內容和採取有競爭力的商業模式。如果廣播商要發展VOD點播電視,還需要對電纜電視網雙向改造,如果採用光纖網,可更充分地適應未來的技術發展和市場需求。 工業和信息化部在2012年5月發布的《寬頻網路基礎設施「十二五」規劃》中提出,到2015年,全國基本實現「城市光纖到樓入戶,農村寬頻進鄉入村」。城市家庭接入帶寬達到20兆比特/秒,農村家庭接入帶寬達到4兆比特/秒;實現光纖到戶覆蓋兩億戶,用戶超過4000萬,城市新建住宅光纖到戶率達到60%以上。
「我國寬頻市場的接入方式與技術以ADSL為主,而其他寬頻速率高的國家基本上是以光纖接入為主。」中國工程院院士趙梓森說,實現光纖入戶是寬頻戰略最重要的一環。
中國科學院院士干福熹表示,光纖通信具有信息容量大、傳輸距離遠、信號干擾小等優點。全世界通信系統中,90%以上的信息量都是經過光纖傳輸的。未來5~10年,我國規模實施光纖到戶每年所需的光纖預計在一億公里以上,從而為國內光纖通信業發展帶來很好的機遇。
據國際電信聯盟最新統計,全球已推出寬頻戰略的國家和經濟體達112個。寬頻戰略的實施,必將帶來光纖接入大發展,並使光纖寬頻產業成為整個信息通信產業中成長最快、發展空間最大的產業之一。
全球光纖到戶熱點門戶網站——中國光纖通信網,是目前國內領先的光纖通信資訊類門戶網站。隨著中國三網融合和光纖到戶的飛速發展,供用戶交流的網上平台更少,專業的資訊比較分散。而中國光纖通信門戶的開放,為行業內企業,用戶,愛好者提供了一個在網路上的互相傳遞業界資訊,交換產品信息等提供了一個大型專業的平台。
中國光纖通信門戶的優勢在於以提供行業資訊,新聞,專業知識,無數的產品供求信息,以及開放式的運營模式,多樣化的增值服務,人性化的版面設計等。使您能更好更領先的掌握行業中的動態,獲取更多的商機。從而為廣大光纖通信企業拓展網路業務,進軍電子商務提供不易多得的良機與契機。
中國光纖通信門戶特色:
信息交流,技術溝通,產品展示,資訊閱覽,新聞訂閱,供求關系,尋求商機,廣告服務,會員提升,企業建站,個性建設,協會資料,展會資源,行業人才,商務代理等。 光纖通信發展總趨勢為:不斷提高信息率和增長中繼距離。系統的優值用「信息率」與「距離」的乘積表示,該值每年約增加一倍;發展光纖網,特別是光纖用戶網-光纖到戶;採用新技術,特別是摻稀土金屬的光纖放大器,光電集成和光集成。
①90年代初商用光纖通信系統的最高水平為2.488Gbit/s系統。實驗室里實驗系統信息率為8、10、16Gbit/s,相應的無中繼距離為76、80、65km,信息率已高達20Gbit/s。單機的速率過高,大規模集成電路的電時分復用和解復器的速率將提高,要求激光器必須能在極高速率下穩定工作。如採用1.55μm波長,用常規單模光纖,將出現色散過大,碼間干擾過大等都是技術上的困難。經濟上也不合算。可採用光波分復用(OWDM)來提高信息率,實驗室里復用數量用高達100個622Mbit/s的系統作復用,波長間隔為0.lnm,傳輸距離為50km,用非相干接收。還可採用副載波調制(SCM)來增加系統容量,將在光纜電視系統中應用。
摻稀土金屬鉺的單模光纖放大器的成功,大大增加了系統的靈敏度和傳輸距離。近期發表的常規系統的環路試驗,在此環路里有4支摻鉺光纖放大器,傳輸速率為2.4Gbit/s和5Gbit/s,計算結果表明傳輸距離達21000km和9000km。波長為1.55μm,採用色散位移光纖。這個試驗系統將在新的橫跨太平洋和大西洋的光纜系統里實用。
用光波分復用提高速率,用光放大增長傳輸距離的系統,為第五代光纖通信系統。
新系系統中,相干光纖通信系統,已達現場實驗水平,將得到應用。光孤子通信系統可以獲得極高的速率,實驗結果已達32Gbit/s,20世紀末或21世紀初可能達到實用化。在該系統中加上光纖放大器有可能實現極高速率和極長距離的光纖通信。
②光纖用戶網-光纖到戶,採用同步光纖網(SONET)或同步數字體系(SDH)和建立光纖用戶網是實現寬頻業務的兩大步驟。
光纖用戶網有不同結構,其中之一如圖5所示,中心局與遠區局的連接,即本地網,可以用環狀網路以提高網路的靈活性和效率。遠區局到用戶的網可以單星形或雙星形網路。
③摻鉺光纖放大器具有增益高、帶寬寬、噪音低、易與傳輸光纖連接、易於製造等優點,可作前置放大、線路放大和末級放大。可提高系統靈敏度,增長傳輸距離。把它用在用戶網里,可擴大網的范圍,也可增加用戶數量,對光纖通信的發展將起重大作用。摻鉺光纖放大器只工作在1.55μm,還需探索摻另一種稀土金屬的光纖,得到在1.3μm工作的放大器。
另外,為提高系統的可靠性和經濟性,需要光電集成和光集成,對此已有不少實驗成果。
Ⅷ 光通信的光纖
人類從未放棄過對理想光傳輸介質的尋找,經過不懈的努力,人們發現了透明度很高的石英玻璃絲可以傳光。這種玻璃絲叫做光學纖維,簡稱「光纖」。人們用它製造了在醫療上用的內窺鏡,例如做成胃鏡,可以觀察到距離一米左右的體內情況。但是它的衰減損耗很大,只能傳送很短的距離。光的損耗程度是用每千米的分貝為單位來衡量的。直到20世紀60年代,最好的玻璃纖維的衰減損耗仍在每公里1000分貝以上。每公里1000分貝的損耗是什麼概念呢?每公里10分貝損耗就是輸入的信號傳送1公里後只剩下了十分之一,20分貝就表示只剩下百分之一,30分貝是指只剩千分之一……1000分貝的含意就是只剩下億百分之一,是無論如何也不可能用於通信的。因此,當時有很多科學家和發明家認為用玻璃纖維通信希望渺茫,失去了信心,放棄了光纖通信的研究。
激光器和光纖的發明,使人們看到了光通信的曙光。而要實現光纖通信,還需要在激光器和光纖的性能上有重大的突破。但是在這兩方面的突破遇到了許多困難,尤其是光纖的損耗要達到可用於通信的要求,從每千米損耗1000分貝降低到20分貝似乎不太可能,以致很多科學家對實現光纖通信失去了信心。就在這種情況下,出生於上海的英藉華人高錕(K.C.Kao)博士,通過在英國標准電信實驗室所作的大量研究的基礎上,對光波通信作出了一個大膽的設想。他認為,既然電可以沿著金屬導線傳輸,光也應該可以沿著導光的玻璃纖維傳輸。1966年7月,高錕就光纖傳輸的前景發表了具有重大歷史意義的論文,論文分析了玻璃纖維損耗大的主要原因,大膽地預言,只要能設法降低玻璃纖維的雜質,就有可能使光纖的損耗從每公里1000分貝降低到20分貝/公里,從而有可能用於通信。這篇論文使許多國家的科學家受到鼓舞,加強了為實現低損耗光纖而努力的信心。
世界上第一根低損耗的石英光纖――1970年,美國康寧玻璃公司的三名科研人員馬瑞爾、卡普隆、凱克成功地製成了傳輸損耗每千米只有20分貝的光纖。這是什麼概念呢?用它和玻璃的透明程度比較,光透過玻璃功率損耗一半(相當於3分貝)的長度分別是:普通玻璃為幾厘米、高級光學玻璃最多也只有幾米,而通過每千米損耗為20分貝的光纖的長度可達150米。這就是說,光纖的透明程度已經比玻璃高出了幾百倍!在當時,製成損耗如此之低的光纖可以說是驚人之舉,這標志著光纖用於通信有了現實的可能性。
光纖之路――舍我其誰
1970年激光器和低損耗光纖這兩項關鍵技術的重大突破,使光纖通信開始從理想變成可能,這立即引起了各國電信科技人員的重視,他們競相進行研究和實驗。1974年美國貝爾研究所發明了低損耗光纖製作法――CVD法(汽相沉積法),使光纖損耗降低到1分貝/公里;1977年,貝爾研究所和日本電報電話公司幾乎同時研製成功壽命達100萬小時(實用中10年左右)的半導體激光器,從而有了真正實用的激光器。1977年,世界上第一條光纖通信系統在美國芝加哥市投入商用,速率為45Mb/s。
進入實用階段以後,光纖通信的應用發展極為迅速,應用的光纖通信系統已經多次更新換代。70年代的光纖通信系統主要是用多模光纖,應用光纖的短波長(850納米)波段,(1納米=1000兆分之一米,即米)。80年代以後逐漸改用長波長(1310納米),光纖逐漸採用單模光纖,到90年代初,通信容量擴大了50倍,達到2.5Gb/s。進入90年代以後,傳輸波長又從1310納米轉向更長的1550納米波長,並且開始使用光纖放大器、波分復用(WDM)技術等新技術。通信容量和中繼距離繼續成倍增長。廣泛地應用於市內電話中繼和長途通信干線,成為通信線路的骨幹。
Ⅸ 光通信的發展
在70年代國外的低損耗光纖獲得突破以後,中國從1974年開始了低損耗光纖和光通信的研究工作,並於70年代中期研製出低損耗光纖和室溫下可連續發光的半導體激光器。1979年分別在北京和上海建成了市話光纜通信試驗系統,這比世界上第一次現場試驗只晚兩年多。這些成果成為中國光通信研究的良好開端,並使中國成為當時少有的幾個擁有光纜通信系統試驗段的幾個國家之一。到80年代末,中國的光纖通信的關鍵技術已達到國際先進水平。
從1991年起,中國已不再建長途電纜通信系統,而大力發展光纖通信。在「八五」期間,建成了含22條光纜干線、總長達33000公里的「八橫八縱」大容量光纖通信干線傳輸網。1999年1月,中國第一條最高傳輸速率的國家一級干線(濟南——青島)8×2.5Gb/s密集波分復用(DWDM)系統建成,使一對光纖的通信容量又擴大了8倍。
我國十分重視光通信器件的研發,通過國家高新技術發展計劃安排專題,組織技術攻關,跟蹤國際先進技術等措施的實施,極大地推動了光通信器件的研究開發和產業化工作。隨著光器件產業逐漸向中國轉移,光通信行業基礎設施建設進一步加快,中國已成為全球光電元器件的重要生產銷售基地。
光通信器件是構建光通信系統與網路的基礎,高速光傳輸設備、長距離光傳輸設備和智能光網路的發展、升級以及推廣應用,都取決於光通信器件技術進步和產品更新換代的支持。因此,通信技術的更新與升級將促使光通信器件不斷發展進步。
2010年中國生產製造的器件已佔全球25%以上市場份額;我國光器件市場規模在全球市場中的份額也已從2008年的17%增加到2010年的26%左右,市場規模達到93億人民幣,同比增長率更是高達30%。
光電子器件行業廠商數量相對較多,全球生產光電子器件的廠商250餘家,行業整體來看還屬於一個完全競爭的市場。隨著中小企業的退出和行業收購兼並的進行,行業的市場集中度呈上升趨勢,行業的競爭激烈程度趨緩。而國內企業不僅要直面國內本土企業的競爭,還要承受來自國外企業的競爭壓力,整體競爭較為激烈。 隨著寬頻中國戰略進程的推進,國內三大電信運營商加快光網城市建設的步伐,我國光通信產業呈現出高速增長態勢。
我國在光纖光纜方面,得益於三網融合和寬頻政策對光纖的大量需求,2012年市場對光纖的需求迅速增加,使得光纖業基本面出現好轉。行業總體供需呈弱勢均衡、總體偏緊的態勢,從而為光纖價格提供了極強支撐,為行業盈利改善提供了基本保障。同時,行業內主要廠商均在2012年實現較大規模光纖預制棒自產產能,使得此部分光纖企業盈利能力得到較大改善。
在光網路系統設備方面,三網融合形勢下的FTTH、NGB與雙向改造等熱潮,將在未來長時間內釋放大量光通信設備需求。三網融合將刺激廣電及電信運營商對光纖網路建設的投入,國內PON設備、ODN市場需求增大,PTN、OTN網路升級也會帶動相應設備需求的上升。
在光器件光模塊方面,隨著市場的持續升溫,光器件產業投資不斷擴大,國內涌現出一大批光器件企業。國家對光通信產業加大扶持,企業投入研發比重上升,這無疑是有利於產業長期發展的。在三網融合的大前提下,光器件投資成本佔比不斷上升,業內分析預計,未來隨著光電子器件集成化和智能化的進一步提高,光電子器件佔光傳輸設備成本的比例將達到30%以上。
光通信設備被列入戰略性新興產業指導目錄
為貫徹落實《國務院關於加快培育和發展戰略性新興產業的決定》,更好地指導各部門、各地區開展培育發展戰略性新興產業工作,發展改革委會同相關部門組織編制了《戰略性新興產業重點產品和服務指導目錄》。目錄涉及戰略新興產業7個行業、24個重點發展方向下的125個子方向,共3100餘項細分的產品和服務。細分的產品和服務中包括950項新一代信息技術產業相關產品和服務,其中包含了下一代信息網路產業中的光通信設備。
光通信設備,包括光纖,FTTx用G.657光纖、寬頻長途高速大容量光纖傳輸用G.656光纖、光子晶體光纖、摻稀土光纖(包括摻鐿光纖、摻鉺光纖、摻銩光纖等)、激光能量傳輸光纖,以及具有一些特殊性能的新型光纖,包括塑料光纖、聚合物光纖等。
光纖接入設備,無源光網路(PON)、光線路終端(OLT)、光網路單元(ONU)、波分復用器等。
光傳輸設備,線路速率達到40Gbit/s、100Gbit/s的超大容量(1.6Tb/s及以上)密集波分復用(DWDM)設備,可重構光分差復用設備(ROADM)及波分復用系統用光交叉互連(OXC)設備,大容量高速率OTN光傳送網設備以及分組化增強型OTN設備、PTN分組傳送網設備、MSTP/MSAP多業務傳輸和接入設備,高速光器件(有源和無源)。
Ⅹ 激光光纖通信是什麼
遠在18世紀初,一位工人在勞動中無意中觀察到水管里的水能夠導光。時隔不久,一位希臘工人又發現光不僅可以從玻璃細棒的一端迅速地傳到另一端,而且絲毫不向棒外空間發散,如同水在水管里流動一樣。雖然人們很早就發現了光導現象,但一是沒有高質量的相干光源,二是沒有低損耗的玻璃纖維材料,所以人們只是使用普通玻璃絲與普通光進行一些關於光的全反射以及折射的演示和試驗。
1960年激光出現後,於1966年剛從英國倫敦大學畢業的33歲的英籍華人科學家高琨,發表了一篇題為《適合於光頻率的絕緣介質纖維表面波導》的論文,首次提出了只要解決玻璃純度和成分就能獲得光傳輸損耗極低的玻璃纖維的學說。依據這一理論,1970年美國康寧公司首次提出了光耗20分貝/公里的光纖設想,從此光纖研究和生產領域逐漸活躍起來。到80年代,光纖技術已形成一門相當規模的產業,達到了實用階段。
所謂「光導纖維」實際上是一種比頭發絲還細的玻璃纖維絲,呈圓柱形結構,中間為直徑8微米或50微米的纖芯,外面裹以與纖芯折射率搭配的包皮,以保證實現光纖內的全反射。然後再塗上塑料護套,外徑一般為125微米。可像普通金屬導線那樣由多股絞合而成光纜。目前一根光纜可以通幾萬路電話或幾十路彩色電視節目,如美國的144芯光纜就是這樣。
在光纖通信中所使用的通信機,結構比起激光大氣通信機來,除編碼和調制系統外,取消了瞄準系統。發射和接收天線也簡化為集成化耦合器,由激光通信機直接耦合到光纜之中。此外,在長距離傳輸中,光中繼放大器也是不可少的。
激光光纖通信雖然發展得比較晚,但由於巨大的市場推動作用,目前已成為現代通信領域內的一大支柱,並且有越來越興旺的趨勢。美國早在1988年就敷設成功橫跨大西洋、容量為3.2萬路雙向電話的TAT-8海底光纜通信工程。日本經濟企劃廳「2010年技術研究預測研究會」於1991年7月18日提出報告書,要求在2010年前後將超高密度、超高速「太比特光通信系統」付諸實用,該技術為傳送彩色圖像所必不可少。
與太比特光通信系統連同相關技術,如光纖、存儲元件、光計算機元件及機器,加在一起將產生超過10億日元的巨大市場,成為日本高技術產業的支柱。
而歐洲,在20世紀末,光纖市場也異常活躍。它在持續經濟衰退的陰影中一枝獨秀,1991年交易額為11億美元。預計1995年將達到23億美元,平均年增長率為17%。
以國際數字通信公司、國際電報公司為首的各國從事國際通信的企業家,1991年8月6日在英國簽訂了連接從日本到新加坡的海底光纜APC的建設與維修協定,並著手建設。預計有23個國家、地區的38家公司將成為這條光纜的共同所有者,於1993年7月底開始交付使用。它成為從日本向東南亞延伸的第一條長距離光纜。
根據《日本產經新聞》1992年12月21日報道,從美國西海岸彼特蘭的太平洋電信公司,到日本國際數字通信三浦電纜局之間,8397公里的高清晰度影像傳送和數字影像傳送都獲得了完滿的成功。
我國自1987年首先在上海兩個市話分局之間鋪設了一條1.8公里長的光纖通路至今,已建成的光纜總長達5000公里以上。
1992年12月14日,我國郵電部、日本國際電報電話公司和美國電報電話公司,在北京就開通中國南匯至日本九州的官崎,全長1250公里、560兆比特、7560迴路的兩條海底光纜的建設和維修達成協議,預計1993年12月底前開通。這將成為開通我國第一條連接國外的海底光纜。
我國的南沿海光纜干線,已於1992年11月24日全線開通,使得沿線長途通信能力提高了10倍以上。這條干線全長2800公里,容量超過了1萬條迴路,共投資4.5億元。途經江蘇、上海、浙江、福建、廣東4省1市與72個城市聯網,將為改革開放發揮出巨大的作用。
據有關部門介紹,「八五」期間,我國將陸續建成北京-濟南-南京、北京-沈陽-哈爾濱、徐州-鄭州、鄭州-西安-成都、杭州-福州-貴州-成都、北京-武漢-廣州、西安-蘭州-烏魯木齊等7條光纜干線,總長度為3.2萬公里,總投資將超過60億元。屆時,在祖國大地將構成一個完整的光纜干線網,徹底改變目前通信擁擠的現狀。
光纖通信在軍事上同樣應用很廣。美空軍後勤司令部目前已在8個空軍基地鋪設了據稱是迄今世界上同類網路中最大的光纖通信網路,每個基地至少有8000台主計算機、終端等設備連接在網路中。美軍是在1986年正式開放軍用光纜市場的,僅用一年多的時間,就敷設了12.5萬公里的光纖通路,其應用規模和發展速度使通信工業界大吃一驚。