時間：2022-01-28 03:01:36
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1.1分組交換技術
1.1.1虛電路方式
網絡傳輸采用虛電路方式，源節點在與目的節點進行通信之前，首先必須建立一條虛電路（邏輯連接），路徑就是從源節點到目的節點，然后通過這條虛電路才能進行數據傳送，這條虛電路上的數據傳輸結束以后，就釋放這條虛電路路徑。
1.1.2數據報文方式
我們在使用數據報方式時，交換機在傳輸報文數據的過程中，不必記錄每條打開的虛電路，可以建立一張路由表來指明交換機的輸出線路。而且在數據報傳輸方式中，每一個進入的報文進行一次路由選擇，這個選擇就由每一個交換節點決定，并且每個報文的路由選擇都是獨立于其他報文。
1.2電路交換技術
電路上的交換是在源地址和目的之間建立一條實在的物理專用鏈路，可以通過多路復用技術產生，也可以由一條實在的物理鏈路構成。電路交換技術支持則要按需連接，在通信結束時該條鏈路就會被切斷。
2廣域網連接技術
我們除了使用傳統的公共電話交換網PSTN之外，還有以下種類廣域網連接技術。
（1）ATM：全稱：AsynchronousTransferMode（異步傳輸模式），使用的連接方式是基于信源交換。ATM歸類于高速傳輸介質，例如E3、T、SONET。ATM網絡的傳輸帶寬峰值可以達到10Gbps。
（2）X.25：X.25協議主要支持計算機（不相同的公共網絡上）在網絡層上，使用第三者中間計算機進行通信。
（3）幀中繼（FR）：一種類似于X.25的高速分組的交換報文數據的通信服務。幀中繼主要用于本局域網與其他局域網之間的連接通信服務。
（4）數字數據網（DDN）：一種數據通信通過數字信道實現的傳輸網，一般是使用單點對單點或者單點對多點的數字專線或專網。（DDN）提供的數據傳輸數率最低為2Mbit/s，峰值可達到45Mbit/s甚至更高。
（5）綜合業務數字網（ISDN）：數字電話網絡的一種國際標準，是一種非常典型的電路的交換網絡系統。它主要是傳輸語音和數據，通過普通的銅纜以獲得更高的速率和質量。ISDN是完全數字化的網絡電路，連接速度和數據服務上它能夠提供穩定的環境。
（6）同步光學網絡（SONET）/數字分級網絡（SDH）：同步光學網絡（SONET）是光纖高速網絡通信的國際標準。SONET則是以建立起光學媒體等級的網絡通信為目的，網絡帶寬介于51.8Mbit/s和10Gbit/s之間或更高。在歐洲與SONET相對等的產物則是SDH。
（7）交換式多兆位數據服務（SMDS）：這個是眾多寬帶技術的一種，通過IEEE802.6中的，分布排列雙總線（DQDB）方式為基礎。SMDS服務也可以使用銅質的介質或者光纖。它所支持的通信網絡帶寬包括DS-1的1.545Mbit/s或DS-3的44.735Mbit/s。
3數據鏈路層協議
在每條廣域網的網絡連接上，數據報文必須先被封裝成幀，才能通過廣域網鏈路傳輸，這需要采用網絡層中鏈路層的協議。廣域網所使用的鏈路層協議例舉如下。
（1）HDLC：面向比特的，控制數據鏈路協議之一就有HDLC，同步PPP的基礎也是HDLC協議。
（2）PPP：為了讓路由器到路由器和主機到網絡的連接暢通，通過同步電路和異步電路提供可靠協議。包括IP在內的多種網絡層協議能與PPP協同工作，PPP還內置安全機制，如PAP和CHAP的認證。
（3）SLIP：Internet協議中使用的串行線路，主要是TCP/IP的單點對單點進行串行連接的標準協議，不過目前已被PPP取代。
（4）LAPB：全稱LinkAccessProcedureBalancedforX.25，在X.25和DTE設備之間通信連接，或者DCE與DCE設備之間的通信和數據幀的組織，都是由該協議負責管理的
（5）幀中繼（FR）：一種類似于X.25的高速分組的交換報文數據的通信服務。幀中繼主要用于本局域網與其他局域網之間的連接通信服務。
筆者認為,光纖通信技術尚有很大的發展空間,今后會有很大的需求和市場。主要是:光纖到家庭FTTH、光交換和集成光電子器件方面會有較大的發展。在此主要討論光纖通信的發展趨勢和市場。
光纖通信的發展趨勢
1、光纖到家庭(FTTH)的發展
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,對于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。過去由于FTTH成本高,缺少寬帶視頻業務和寬帶內容等原因,使FTTH還未能提到日程上來,只有少量的試驗。近來,由于光電子器件的進步,光收發模塊和光纖的價格大大降低;加上寬帶內容有所緩解,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年后才有市場。美國運行商Verizon和Sprint比較積極,要在10—12年內采用FTTH改造網絡。日本NTT發展FTTH最早,現在已經有近200萬用戶。目前中國FTTH處于試點階段。
FTTH[遇到的挑戰:現在廣泛采用的ADSL技術提供寬帶業務尚有一定優勢。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對于目前1Mbps—500kbps影視節目的傳輸可滿足需求。FTTH目前大量推廣受制約。
對于不久的將來要發展的寬帶業務,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,AD8L就難以滿足。尤其是HDTV,經過壓縮,目前其傳輸速率尚需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。
FTTH的解決方案:通常有P2P點對點和PON無源光網絡兩大類。
F2P方案一一優點:各用戶獨立傳輸,互不影響,體制變動靈活;可以采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:無源網絡維護簡單;原則上可以節省光電子器件和光纖。缺點:需要采用昂貴的高速光電子模塊;需要采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占用,如果用戶帶寬得不到保證時,不單是要網絡擴容,還需要更換PON和更換用戶模塊來解決。(按照目前市場價格,PEP比PON經濟)。
PON有多種,一般有如下幾種:(1)APON:即ATM-PON,適合ATM交換網絡。(2)BPON:即寬帶的PON。(3)OPON:采用通用幀處理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太網技術的PON,0EPON是千兆畢以太網的PON。(5)WDM-PON:采用波分復用來區分用戶的PON,由于用戶與波長有關,使維護不便,在FTTH中很少采用。
發達國家發展FTTH的計劃和技術方案,根據各國具體情況有所不同。美國主要采用A-PON,因為ATM交換在美國應用廣泛。日本NTT有一個B-FLETts計劃,采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多種技術。SCM-PON:是采用副載波調制作為多信道復用的PON。
中國ATM使用遠比STM的SDH少,一般不考慮APON。我們可以考慮的是P2P、GPON和EPON。P2P方案的優缺點前面已經說過,目前比較經濟,使用靈活,傳輸距離遠等;宜采用。而比較GPON和EPON,各有利弊。GPON:采用GFP技術網絡效率高;可以有電話,適合SDH網絡,與IP結合沒有EPON好,但目前GPON技術不很成熟。EPON:與IP結合好,可用戶電話,如用電話需要借助lAD技術。目前,中國的FTTH試點采用EPON比較多。FTTH技術方案的采用,還需要根據用戶的具體情況不同而不同。
近來,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,目前已可商用。如果采用無線接入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,對于一般用戶其上行不大,IEEES02.11g是可以滿足的。而采用光纖的FTTH主要是解決HDTV寬帶視頻的下行傳輸,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)的家庭網絡。這種家庭網絡,如果采用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,那么可不必建設專用的WLAN。接入網采用無線是趨勢,但無線接入網仍需要密布于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。
2、光交換的發展什么是通信?
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,交換是采用電子交換機。現在,通信網除了用戶末端一小段外,都是光纖,傳輸的是光信號。合理的方法應該采用光交換。但目前,由于目前光開關器件不成熟,只能采用的是“光-電-光”方式來解決光網的交換,即把光信號變成電信號,用電子交換后,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,以實現光交換網絡,特別是所謂ASON-自動交換光網絡。
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,應采用成熟的電子交換,沒有必要采用不成熟的
大容量的光交換。當前,在數據網中,信號以“包”的形式出現,采用所謂“包交換”。包的顆粒比較小,可采用電子交換。然而,在大量同方向的包匯總后,數量很大時,就應該采用容量大的光交換。目前,少通道大容量的光交換已有實用。如用于保護、下路和小量通路調度等。一般采用機械光開關、熱光開關來實現。目前,由于這些光開關的體積、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”。光纖通信很少采用光時分交換。
光空分交換:一般采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。近來,采用集成技術,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),屬于試驗性質的。
光波長交換:是對各交換對象賦于1個特定的波長。于是,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)。采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市進行了采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。
3、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于其上,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。
日本NTT采用PLO技術研制出16x16熱光開關;1x128熱光開關陣列;用集成和混合集成工藝把32通路的AWG+可變光衰減器+光功率監測集成在一起;8波長每波速串為80Gbps的WDM的復用和去復用分別集成在1塊芯片上,尺寸僅15x7mm,如圖1。NTT采用以上集成器件構成32通路的OADM。其中有些已經商用。近幾年,集成光電子器件有比較大的改進。
中國的集成光電子器件也有一定進展。集成的小通道光開關和屬于PLO技術的AWG有所突破。但與發達國家尚有較大差距。如果我們不迎頭趕上,就會重復如同微電子落后的被動局面。
光纖通信的市場
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羊1200,現在價格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,相當于倒退4年。現在有所回升,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和寬帶數字電視所帶動的。
就目前的網絡發現趨勢來看，網絡的綜合化、集成化、智能化和高可靠性已成為必然的發展趨勢。但是，目前基于電的時分復用方式技術已經到達瓶頸，但是光纖的可用帶寬只利用可利用的不到1%，其潛力是很大的。單就基于光路的波分復用(WDM)來講，目前的商業水平可達到270左右，研究實現的水平1000左右，理論可同時傳播360億路的電話。波分復用的在目前的研究水平上，理論極限大約是15000個波長。國外已有相關人員在一根光纖中傳輸了65536個光波，這充分說明了密集波分復用的無限可能性。我們有充分的理由相信，以后在光路方面的發展，將會使光纖通信技術更上一個臺階。
2光纖通信網絡技術業務趨勢
可以說IP技術改變了我們的生活，其依賴的光纖通信技術更可以實現我們更多的夢想。IP技術的核心是IP尋址，是基于TCP/IP協議，其中最主要的兩個協議是IP協議和TCP協議，這兩個協議保證了信息在網絡中的可靠傳輸。未來的IP業務將承載的不只有文字，更有圖像視頻，構成未來網絡的基礎，實現一種基于光纖的智能化網絡平臺，以滿足人們對網絡的不同程度的需求。以IP技術為主流的數據業務，將會是當今世界信息化的發展方向。現在幾乎已經把能否有效支持IP業務作為一項技術能否長久的標志。目前IP技術已經相當成熟，要拓展更多的IP業務，無疑需要網絡開發商創造出性價比更高的低廉傳輸成本。光纖通信技術能很好的滿足這方面的要求。因此，光纖網絡技術將會是現代IP業務發展的基礎和方向。
3光纖網絡通信技術發展方向
從30多年前光纖的問世開始，光纖的傳輸速率就在不斷的提高。有統計表明，在過去的10年中，光纖的傳輸速率提高了100倍左右。預計在未來的十年，還將再提高100倍左右。IP技術使得三網融合，包括通信網、有線電視網和計算機網絡，成為可能。這就需要更高速可靠的信息傳播途徑，因此，必須讓傳遞信息的介質能夠支持這些業務。就目前來看，互聯網的通信基本上可以分為三類：人與人，如IP電話；計算機與人，如網頁服務；計算機與計算機，如郵件。這些通信對網絡的要求也不盡相同。因此，建立一個全新透明的全光路網絡就會是此類技術發展的必由之路，我們稱之為光聯網。這不但會使傳統的互聯網業務更加可靠便捷，而且會促進一些無法預料到的新業務產生。不難想到，基于光路的波分復用(WDM)技術，將會是未來光聯網道路上的先驅。光聯網將會將會實現以下幾個基本功能：1）超高速的傳輸速率；2）靈活的網絡重組；3）網絡層的透明性，對下層網絡傳輸機制透明；3）更易的擴展性，允許網絡節點和數據量的不斷增長；4）更快速的網絡恢復速度；5）同時實現光路和應用層的聯網，使其有更健壯的物理層恢復能力。鑒于光聯網的巨大優勢和潛力，目前一些發達國家已經投入了巨大的人力、財力和物力對其進行研究和實施。光聯網將會是電聯網以后又一個互聯網的革命。這不光對我們國民經濟發展有重要意義，而且對國家的信息安全有著重要的戰略意義。我們能夠預測到，在不久的將來，隨著光纖通信網絡技術的迅速發展，人們的通信能夠朝著傳輸速率更高、信號更加穩定的方向發展，人們在各種復雜情況之下的通訊要求也能夠不斷地得以滿足。
4結語
1.空間激光通信發展概述
2.考慮電力通信網可靠性的業務路由優化分配方法
3.廣域后備保護通信模式及其性能評估
4.衛星通信的近期發展與前景展望
5.空間激光通信研究現狀及發展趨勢
6.現代化礦井通信技術與系統
7.高速鐵路移動通信系統關鍵技術的演進與發展
8.智能變電站通信網絡狀態監測信息模型及配置描述
9.信息與通信地理學的學科性質、發展歷程與研究主題
10.構建新一代智能配用電通信網建議
11.基于EPOCHS平臺的智能配電網通信系統仿真
12.電力通信網脆弱性分析
13.通信電臺電磁輻射效應機理
14.4G通信技術綜述
15.電力和信息通信系統混合仿真方法綜述
16.面向智能電網的配用電通信網絡研究
17.基于SDH光網絡的分層區域式保護通信系統的可靠性研究
18.調度與變電站一體化系統鏈路狀態監測與TCP通信方案
19.煤礦事故特點與煤礦通信、人員定位及監視新技術
20.Tor匿名通信流量在線識別方法
21.煤礦安全生產監控與通信技術
22.配電通信網業務斷面流量分析方法
23.光纖通信概述
24.電力通信及其在智能電網中的應用
25.WAMS通信業務的系統有效性建模與仿真
26.基于API的Win32串口通信編程技術
27.第五代移動通信網絡體系架構及其關鍵技術
28.量子通信現狀與展望
29.配電網EPON通信接入與分區自治
30.基于業務的電力通信網風險評價方法
31.移動通信技術擴散的實證研究:基于中國1990-2012年的統計數據
32.基于IPv6的電力線載波通信分片獨立的重傳機制
33.空間激光通信捕獲、對準、跟蹤系統動態演示實驗
34.基于時頻峰值濾波的電力線通信噪聲消除方法
35.通信網絡能耗分析與節能技術應用
36.“日盲”紫外光通信網絡中節點覆蓋范圍研究
37.基于壓縮感知的脈沖同步的混沌保密通信系統
38.淺談4G移動通信系統的關鍵技術與發展
39.量子安全直接通信
40.一種繼電保護故障信息系統在線通信報文分析工程方案
41.光纖通信的發展趨勢及應用
42.智能配電網通信組網技術研究及應用
43.基于空間激光通信組網四反射鏡動態對準研究
44.運用虛擬仿真實驗改革通信原理實驗教學
45.淺談超寬帶無線通信技術的發展
46.5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術
47.SM2加密體系在智能變電站站內通信中的應用
48.現代信息安全與混沌保密通信應用研究的進展
49.中美4G移動通信技術專利信息比較研究
50.衛星激光通信現狀與發展趨勢
51.VC中應用MSComm控件實現串口通信
52.青海—西藏交直流聯網工程輸電線路在線監測通信網絡設計與應用
53.移動通信網絡中的協作通信
54.空間激光通信組網光學原理研究
55.計算機技術在通信中的應用研究
56.面向5G無線通信系統的關鍵技術綜述
57.基于C8051F020單片機的RS485串行通信設計
58.智能變電站過程層網絡報文特性分析與通信配置研究
59.基于業務風險均衡度的電力通信網可靠性評估算法
60.基于4G通信技術的無線網絡安全通信分析
61.無線激光通信系統弱光干擾技術
62.基于SJA1000的CAN總線通信系統的設計
63.10kV電力線載波通信自動組網算法
64.數控系統現場總線可靠通信機制的研究
65.基于WiFi的煤礦井下應急救援無線通信系統的研究
66.機載激光通信系統發展現狀與趨勢
67.軟件定義的能源互聯網信息通信技術研究
68.一點對多點同時空間激光通信光學跟瞄技術研究
69.開放式自動需求響應通信規范的發展和應用綜述
70.兆瓦(MW)級海島微電網通信網絡架構研究及工程應用
71.帶通信約束的多無人機協同搜索中的目標分配
72.基于信道認知在線可定義的電力線載波通信方法
73.一種基于混沌系統部分序列參數辨識的混沌保密通信方法
74.智能配電網無線傳感器網絡數據通信的QoS-MAC層模型
75.無線紫外光散射通信中多信道接入技術研究
76.水下無線通信技術發展研究
77.深空、自由空間、非可視散射和水下激光光子通信
78.基于光電反饋延遲的多點耦合混沌同步和通信
79.面向異步通信機制的無線傳感器網絡及其MAC協議研究
80.不可靠通信環境下無線傳感器網絡最小能耗廣播算法
81.中間環節市場結構與價值鏈治理者的決定——以2G和3G時代中國移動通信產業為例
82.基于IEEE802.11p高速車路通信環境研究
83.太赫茲通信技術的研究與展望
84.一種分布式電源并網監控通信適應性評價方法
85.不同耦合方式和耦合強度對電力-通信耦合網絡的影響
86.太赫茲通信技術研究進展
87.低壓電力線通信網絡特性模型與組網算法
88.基于LabVIEW的監控界面設計與單片機的串行通信
89.聯盟網絡的小世界性對企業創新影響的實證研究——基于中國通信設備產業的分析
90.基于共享內存的Xen虛擬機間通信的研究
91.考慮通信系統影響的電力系統綜合脆弱性評估
92.貓眼逆向調制自由空間激光通信技術的研究進展
93.擴頻通信技術淺談
94.基于信息熵的電力通信網脆弱性評價方法
95.安全高效礦井通信系統技術要求
96.無線紫外光非直視通信信道容量估算與分析
97.基于高能效無線接入網的綠色無線通信關鍵技術研究
98.量子通信技術發展現狀及應用前景分析
1.1網絡的發展對光纖提出新的要求
下一代網絡（NGN）引發了許多的觀點和爭論。有的專家預言，不管下一代網絡如何發展，一定將要達到三個世界，即服務層面上的IP世界、傳送層面上的光的世界和接入層面上的無線世界。下一代傳送網要求更高的速率、更大的容量，這非光纖網莫屬，但高速骨干傳輸的發展也對光纖提出了新的要求。
（1）擴大單一波長的傳輸容量
目前，單一波長的傳輸容量已達到40Gbit/s，并已開始進行160Gbit/s的研究。40Gbit/s以上傳輸對光纖的PMD將提出一定的要求，2002年的ITU-TSG15會議上，美國已提出對40Gbit/s系統引入一個新的光纖類別（G.655.C）的提議，并建議對其PMD傳輸中的一些問題進行深入探討，也許不久的將來就會出現一種專門的40Gbit/s光纖類型。
（2）實現超長距離傳輸
無中繼傳輸是骨干傳輸網的理想，目前有的公司已能夠采用色散齊理技術，實現2000～5000km的無電中繼傳輸。有的公司正進一步改善光纖指標，采用拉曼光放大技術，可以更大地延長光傳輸的距離。
（3）適應DWDM技術的運用
目前32×2.5Gbit/sDWDM系統已經運用，64×2.5Gbit/s及32×10Gbit/s系統已在開發并取得很好的進展。DWDM系統的大量使用，對光纖的非線性指標提出了更高的要求。ITU-T對光纖的非線性屬性及測試方法的標準（G.650.2）最近也已完成，當光纖的非線性測試指標明確之后，對光纖的有效面積將會提出相應指標，特別是對G.655光纖的非線性特性會有進一步改善的要求。
1.2光纖標準的細分促進了光纖的準確應用
2000年世界電信標準大會批準將原G.652光纖重新分為G.652.A、G.652.8和G.652.C3類光纖；將G.655光纖重新分為G.655.A和G.655.B兩類光纖。這種光纖標準的細分促進了光纖的準確使用，細化標準的同時也提高了一些光纖的指標要求（如有些光纖幾何參數的容差變小），明確了對不同的網絡層次和不同的傳輸系統中使用的光纖的不同指標要求（如PMD值的規定），并提出了一些新的指標概念（如“色散縱向均勻性”等），對合理使用光纖取得了很好的作用。所有這些建議的修改、子建議的出現及新子建議的起草，都意味著光纖分類及指標、測試方法有某些改進，或有重要的提升；都標志著要求光纖質量的提高或運用方向上的調整，是值得注意的光纖技術新動向。
1.3新型光纖在不斷出現
為了適應市場的需要，光纖的技術指標在不斷改進，各種新型光纖在不斷涌現，同時各大公司正加緊開發新品種。
（1）用于長途通信的新型大容量長距離光纖
主要是一些大有效面積、低色散維護的新型G.655光纖，其PMD值極低，可以使現有傳輸系統的容量方便地升級至10～40Gbit/s，并便于在光纖上采用分布式拉曼效應放大，使光信號的傳輸距離大大延長。如康寧公司推出的PureModePM系列新型光纖利用了偏振傳輸和復合包層，用于10Gbit/s以上的DWDM系統中，據稱很適合于拉曼放大器的開發與應用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纖，據介紹已有傳輸100km長度以上單信道40Gbit／s、總容量10.2Tbit／s的記錄。還有一些公司開發負色散大有效面積的光纖，提高了非線性指標的要求，并簡化了色散補償的方案，在長距離無再生的傳輸中表現出很好的性能，在海底光纜的長距離通信中效果也很好。
（2）用于城域網通信的新型低水峰光纖
城域網設計中需要考慮簡化設備和降低成本，還需要考慮非波分復用技術（CWDM）應用的可能性。低水峰光纖在1360～1460nm的延伸波段使帶寬被大大擴展，使CWDM系統被極大地優化，增大了傳輸信道、增長了傳輸距離。一些城域網的設計可能不僅要求光纖的水峰低，還要求光纖具有負色散值，一方面可以抵消光源光器件的正色散，另一方面可以組合運用這種負色散光纖與G.652光纖或G.655標準光纖，利用它來做色散補償，從而避免復雜的色散補償設計，節約成本。如果將來在城域網光纖中采用拉曼放大技術，這種網絡也將具有明顯的優勢。但是畢竟城域網的規范還不是很成熟，所以城域網光纖的規格將會隨著城域網模式的變化而不斷變化。
（3）用于局域網的新型多模光纖
由于局域網和用戶駐地網的高速發展，大量的綜合布線系統也采用了多模光纖來代替數字電纜，因此多模光纖的市場份額會逐漸加大。之所以選用多模光纖，是因為局域網傳輸距離較短，雖然多模光纖比單模光纖價格貴50％～100％，但是它所配套的光器件可選用發光二極管，價格則比激光管便宜很多，而且多模光纖有較大的芯徑與數值孔徑，容易連接與耦合，相應的連接器、耦合器等元器件價格也低得多。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纖標準，但由于局域網發展的需要，它仍然得到了廣泛使用。而ITU-T推薦的G.651光纖，即50/125μm的標準型多模光纖，其芯徑較小、耦合與連接相應困難一些，雖然在部分歐洲國家和日本有一些應用，但在北美及歐洲大多數國家很少采用。針對這些問題，目前有的公司已進行了改進，研制出新型的5O/125μm光纖漸變型（G1）光纖，區別于傳統的50/125μm光纖纖芯的梯度折射率分布，它將帶寬的正態分布進行了調整，以配合850nm和1300nm兩個窗口的運用，這種改進可能會為50/125pm光纖在局域網運用找到新的市場。
（4）前途未卜的空芯光纖
據報道，美國一些公司及大學研究所正在開發一種新的空芯光纖，即光是在光纖的空氣夠傳輸。從理論上講，這種光纖沒有纖芯，減小了衰耗，增長了通信距離，防止了色散導致的干擾現象，可以支持更多的波段，并且它允許較強的光功率注入，預計其通信能力可達到目前光纖的100倍。歐洲和日本的一些業界人士也十分關注這一技術的發展，越來越多的研究證明空芯光纖似有可能。如果真能實用，就能解決現有光纖系統長距離傳輸的問題，并大大降低光通信的成本。但是，這種光纖使用起來還會遇到許多棘手的問題，比如光纖的穩定性、側壓性能及彎曲損耗的增大等。因此，對于這種光纖的現場使用還需做進一步的探討。
2光纜技術的發展特點
2.1光網絡的發展使得光纜的新結構不斷涌現
光纜的結構總是隨著光網絡的發展、使用環境的要求而發展的。新一代的全光網絡要求光纜提供更寬的帶寬、容納更多的波長、傳送更高的速率、便于安裝維護、使用壽命更長等。近年來，光纜結構的發展可歸納為以下一些特點。
1）光纜結構根據使用的網絡環境有了明確的光纖類型的選擇，如干線網光纖、城域網光纖、接入網光纖、局域網光纖等，這決定了大范圍內光纜光纖傳輸特性的要求，具體運用的條件還有可依據的細分的標準及指標；
2）光纜結構除考慮光纜使用環境條件以外，越來越多的與其施工方法、維護方法有關，必須統一考慮，配套設計；
3）光纜新材料的出現，促進了光纜結構的改進，如干式阻水料、納米材料、阻燃材料等的采用，使光纜性能有明顯改進。
不同的場合和不同的要求造成了光纜的多結構的發展趨勢，新的光纜結構以及在現有結構上不斷改進的各種結構也在不斷涌現，出現了如下一些類型。
·“干纜芯”式光纜：所謂“干纜芯”即區別于常用的填充管型的光纜纜芯。這種纜的阻水功能主要靠阻水帶、阻水紗和涂層組合來完成，其防水性能、滲水性能都與傳統的光纜相同，但它具有生產、運輸、施工和維護上的一些優點。首先是方便，因為阻水材料不含粘性脂類，操作使用比較方便安全；其次，干式光纜重量輕、易接續、易搬運，設備投資小、成本低，生產使用中也顯得干凈衛生，在長期使用中還可減少纜芯中各種元件之間的相對移動。特別是在接入網室內纜和用戶纜中，好處更加明顯。
·生態光纜：一些公司從環境保護及阻燃性能的要求出發，開發了生態光纜，應用于室內、樓房及家庭。現有光纜中使用的一些材料已不符合環保的要求，如PVC燃燒時會放出有毒性氣體，光纜穩定劑中有時含鉛，都是對人體及環境有害的。2001年ITU-T已通過了一項L45建議——“使電信網外部設備對環境的影響最小化”建議，通過對光纜、電纜光器件及電桿等基于壽命周期怦估（LifeCycleAnalysis，LCA）的方法來確定產品對環境的影響。由于環境因素正日益受到重視，對通信外部設備，特別是光纜產品規定這樣的指標已提到日程上來，如果不在材料和工藝上下功夫就難以達到環保的要求。因此已有不少公司針對此類問題開發了一些新材料，如對室內用纜，開發了含有阻燃添加劑的聚酞胺化合物，以及無鹵性阻燃塑料等。·海底光纜：海底光纜近年來有根快的發展，它要求長距離、低衰減的傳輸，而且要適應海底的環境，對抗水壓、抗氣損、抗拉伸、抗沖擊的要求都特別嚴格。
·淺水光纜（MarinizedTerrestrailCable，MTC）：淺水光纜是區別于海底光纜而提出來的另一類結構的水下光纜，適合于在海岸邊上、淺水中安裝，無需中繼、通信距離比較短的水下（如島嶼間、沿海岸邊上的城市）敷設使用。這種光纜區別于海底光纜的環境，需要的光纖數不多（中等），但要求結構簡單、成本較低，易于安裝和運輸，便于修復和維護。ITU-T在2001年提出了ITU-TG.972定義下的淺水光纜建議，為建設類似的水下光纜提供了一組規范，隨后也有可能形成相應的國際標準。
·微型光纜：為了配合氣壓安裝（或水壓安裝）施工系統的運用，各種微型的光纜結構已在設計和使用中。對于氣壓安裝的微型光纜，要求光纜與管道之間有一定的系數，光纜重量要準確，具有一定的硬度等。這種微型光纜和自動安裝的方式是未來接入網，特別是用戶駐地網絡中綜合布線系統很有潛力的一種方式，如在智能建筑中運用的智能管道中就非常適合這種安裝。
·采用了納米材料的光纜：近來，一些廠商已開發出納米光纖涂料、納米光纖油膏、納米護套用聚乙烯（PE）及光纖護套管用納米PBT等材料。采用納米材料的光纜，利用了納米材料所具有的許多優異性能，對光纜的抗機械沖擊性能、阻水、阻氣性都有一定的改善，并可延長光纜的使用壽命。目前此類材料尚處于試用階段。
·全介質自承式光纜（ADSS）：全介質光纜對防止電磁影響及防雷電都有優良的特性，而且重量輕、外徑小，架空使用非常方便，在電力通信網中已得到大量的應用。預計2000～2005年，每年電力部門對ADSS光纜需求約15000km。ADSS同時也是電信部門在對抗電磁干擾及雷暴日高的敷設環境中一種很好的光纜類型的選擇。在今后一段時間內，如何在滿足要求的前提下，盡量減小ADSS光纜的外徑，減輕光纜的重量，提高其耐電壓性能是ADSS光纜研究改進的課題。
·架空地線光纜（OPGW）：OPGW已出現了很長一段時間，近年來一直在改進和提高之中。OPGW的光纖單元中采用PBT，于套管外面再加上一層不銹鋼管，有的還在塑料套管與不銹鋼管之間加上一層熱塑膠，不銹鋼管用激光焊接長度可達數十公里，光纖在這樣的多層保護管中得到了充分的機械保護。預計從現在到2005年，OPGW光纜的需求將會逐年上升，每年增加約2500km，到2005年預計可達到20000km。當然對OPGW光纖的防雷問題一直是業界十分關注的問題，也應配合具體環境和使用條件加以考慮，使之得到充分保護。
2.2光纜的自動維護、適時監測系統已逐漸完善，可保證大容量高速率的光纜不中斷傳輸
光纜的維護對于保證網絡的可靠性是十分重要。在已開通的光網絡中，光纜的維護和監測應該是在不中斷通信的前提下進行的，一般通過監測空閑光纖（暗光纖）的方式來檢測在用光纖的狀態，更有效的方式是直接監測正在通信的光纖。雖然ITU-T長時間收集和討論了國際上的最新資料，于1996年了L.25光纜網絡維護的建議書，對光纜的預防性維護和故障后維護規定了詳細的維護范圍和功能，但已經不能滿足當前的需要，目前最新的建議是2001年12月IUT-TSG16會議通過的“光纜網絡的維護監測系統”（L.40建議）。為了進一步縮短檢測及修復時間，美國朗訊公司曾提出了新一代光纖測試及監控系統，能在1s內發出故障告警，3min內找到故障點，且工作人員可以遙控操作，據稱該系統還將開發有故障預測及對斷纖（纜）的快速反應能力。日本、意大利等國電信企業也提出了一些系統方案。
·日本NTT方案：在局內運用光纖選擇器與系統的測試設備和傳輸設備相連形成了一種可對光纖狀況進行實時監測的系統，保證有用信號在通過光纖選擇器測試證明良好的光纖上傳輸，對有故障的光纖可以預選監測出來及時傳送到維護中心進行適當處理，避免不良狀況進入有用的光傳輸信道，從而起到在運行中對整個光通信系統的支撐作用；在局外通過水敏傳感器裝置可監測外部設備光纜線路接頭盒浸水的位置，水敏傳感器安裝在空閑的光纖上，水敏傳感器中裝有吸水性膨脹物，當水滲人接頭盒時，吸水性物質會膨脹使得接頭盒中的光纖受力，也就是使得這一空閑光纖彎曲，從而使光纖的損耗增加，在監測中心的OTDR上就會反映出來·意大利的方案：此方案是一種綜合處理的新型連續光纜監測系統。主要特點是將光纜網絡、光纖及光纜護套的監測綜合在一起，既利用了OTDR系統周期性地對光纖的衰減進行監測，發現有衰減變化即發出警報，并進行故障定位，同時也能連續監測光纜護套的完整性，包括護套對地絕緣電阻的監測，發現問題（如護套進水等）即馬上告警，達到更全面地預告故障發生的目的。
比較日本和意大利電信部門提出的光纜維護支撐系統的方案可見：日本方案在OTDR自動適時測試光纖的基礎上，加入了光纖選擇器，在外線上裝設水敏傳感器并進行護套監測，形成了一套較完整的自動維護、支撐系統，真正做到不中斷光通信的維護。意大利的方案中除監測光纖性能以外，還考慮了護套絕緣電阻的自動監測。由此兩例可以看出全自動的光纜維護應是一種發展方向。
3通信電纜的發展特點
3.1寬帶的HYA通信電纜需要更好地為數字通信新業務服務
原有的電纜網絡雖然可以支持一些數字新業務，但是在實際使用中并不是特別理想，在通信距離、速率及質量上仍有一定的限制。對于新的網絡當然是以光纖為主，對于光纖所不能達到的地方或因各種原因仍然要新建電纜網絡的地區，應該考慮新型寬帶結構的HYA電纜（銅芯聚乙烯絕緣綜合護套市內通信電纜），以便更能符合新業務發展的需要。一些公司對現有的電纜高頻特性作了測試，他們得到的結論是所研究的電纜（即現有的HYA市話電纜）不能達到5類電纜的技術要求，戶外電纜要實現j類電纜的特性，必須通過特殊的設計和制造來達到。但在20MHz以下，所有電纜都顯示出充分適宜的傳輸性能。
美國已在1997年制定了用于寬帶的對絞通信電纜標準（ANSI/ICEAS-98-688-1997及S-99-689-1997），包括非填充和填充兩種型式。傳輸頻寬已擴展到100MHz，可供數字網絡使用。IEC對此問題也進行過較長時間的討論，2001年，IEC62255-1文件“用于高比特頻率數字接入電信網絡的多對數電纜”提出了0.4～個0.8mm線徑、1～150對、最高頻率30MHz等指標的建議，此建議的提出也許會為這種電纜開辟一個新的空間，我國也開始了這方面的探討和研制，并正在建立相應的標準。
3.2超5類及6類電纜將替代5類電纜成為布線系統發展的超蟄
隨著智能化大樓、智能化建筑小區對寬帶布線的要求愈來愈高，超5類和6類電纜己逐漸成為布線系統中的主流。超5類電纜與5類電纜的頻帶都是100MHz，但其具有雙向通信的能力，用戶可以同時收發寬帶信息。因此超5類電纜比5類電纜在電阻不平衡性、絕緣電阻、對地電容不平衡性、傳輸速度等指標上都有提高，并且增加了近端串音衰減功率和等電平遠端串音功率等一些指標，因此在工藝和結構上要做一定的改進才能達到。6類電纜在超5類的基礎上，又提高了傳輸頻帶，達到250MHz，其相應的指標也有較大的提高。同時，6類電纜要求不但有嚴格的工藝，而且不少廠商在結構上也有一定的改進和創新，如采用泡沫皮絕緣芯線或皮泡皮絕緣芯線、骨架式結構隔離線對等都改善了電纜的高頻特性。
3.3物理發泡射頻同軸電纜及漏泄同軸電纜將具有較好的發展前景
由于移動通信的高速發展，無線電基路用物理發泡射頻同軸電纜，特別是超柔形結構的室內電纜、路由連結電纜都有了較大的市場需求。同時，隨著移動通信信號覆蓋面的不斷擴大，基站站數的增多，以及邊緣地區（電梯、地鐵、地下建筑、高層建筑室內等用戶）對移動信號的要求不斷提高，預計這類電纜將會有較好的發展前景。但對電纜指標的要求（如駐波比、屏蔽衰耗等要求）已明顯提高，要求電纜的工藝及結構應不斷改進，以與之適應。
4光纖光纜及通信電纜技術與產業發展中幾個值得思考的問題
4.1積極創新開發具有自主知識產權的新技術
雖然這幾年來，我國光纜電纜技術有很大發展，有一些具有自主知識產權的技術已在發揮作用，但是應該看到這種比例仍是很小的，國內有近200家光纖光纜廠，但大多產品單一，沒有自主的知識產權，技術含量較低，競爭力不強。有資料統計，1997～1999年國內企業申請光通信專利的有132件，其中光纖38件，光纜只有19件，而同期外國公司在中國申請光通信專利達550件，其中光纖光纜37件。還有資料報道：從1997年以來，國內光通信核心技術專利是90件，我國自主申請的只有9件，僅占10％。實際上我國的光纖光纜技術應該說與國際水平己差距下大，因此我們作為世界第二的光纜大國，應該把開發具有自主知識產權的技術作為我們工作的重中之重，爭取創造更多的光纖光纜專利。4.2開發具有先進技術水平、與使用環境、施工技術相配套的新產品
電信網絡在不斷發展的同時也對光纜電纜產品不斷提出新的要求。不難發現，光纜的結構越來越依賴于使用的環境條件及施工的具體要求，在海底光纜、淺水光纜、ADSS及OPGW光纜的開發中，會對這一點有深刻的體會。而今后光纜建設的重點將會隨著接入網、用戶駐地網的建設不斷展開，新一代的光纜結構和施工技術也會基于如微型光纜、吹入或漂浮安裝及迷你型微管或小管系統的全套技術而有一系列新的變化，以便有限的敷設空間得到充分、靈活的利用。這當中也包含了若干光纜設計、制造工藝、光纖光纜材料、施工安裝方面的新的技術課題。一些國家或公司已取得了一些經驗，正逐漸形成新的系統技術專利。我國的用戶眾多，接入網和用戶駐地網具有很多的特色，對接入光纜也會有更多的要求，為我們研究和創新接入網和用戶駐地網光纜結構提供了很好的機會。應該說，多數光纜技術我們是跟在國外最新技術的后面，雖然緊跟了先進技術，但自我創新的成份太少。今后應當在這方面下些功夫，走自己的創新之路。在有中國特色的接入網及用戶駐地網中多采用一些有中國特色的光電纜產品。
4.3利用已有設備與技術,改善HYA市話電纜的相應特性,為數字業務提供更好的服務
對于已經敷設的銅電纜，我們只能在現有條件下盡量利用其特性開通數字新業務。而現有的HYA電纜，雖然亦可開通ADSL等一些新業務，但是容量有限，當ADSL數量增大到一定限度后還是會出現干擾問題，而且還會影響以前開通的業務。因此，對新敷設的銅電纜，希望能提出一些新的寬帶指標要求，為將來開通更多更好的新業務作好準備。現有的市話電纜生產廠商應深入研究自身的生產工藝，在不改變（或不大改變）生產設備的情況下，認真設計和精心制造，把現有電纜的技術水平提高一個檔次，以提供更寬頻帶的電纜，為更多更好地開拓數字新業務提供高質量的通道。
4.4改進光纜電纜的施工和維護方法
目前，為了適應城市施工的特點，國際上較重視不挖溝的方式施工光、電纜，采用小地溝或微地溝技術安裝光纜，同時對光纜網進行自動監測，保證光纜網絡不中斷通信維護。與此相適應的是需要開發相應的元器件、工具和設備，并且要在體制上作一些改進與之相適應。ITU對NH開發光纜用浸水傳感器、光纖自動測試時的光纖選擇器以及美國提出的1s告警、3min內定位的指標及意大利提出的光纖纖芯與光纜護套指標綜合監測等方案都十分重視。在現代化的光網絡中，這些方式已經起到明顯的作用。由此可見，為了保證光纜網絡工作的可靠性，在施工和維護中降低成本、節省勞力、節省時間，逐步推廣新的施工方法，逐步完善光纜網絡的自動監測維護系統和提高光纜網絡的不中斷維護水平已勢在必行。
4.5冷靜地審視當前電信市場的發展，促進光纖光纜和通信電纜產業的發展
2001年下半年以來，光纖光纜需求下降，這當然與世界電信行業的整體下滑以及寬帶網絡泡沫的破滅有很大關系，但更多的則是受到從1999年下半年起由于光纖緊缺而各大公司擴產過多的影響。據資料介紹，在2000年，全球光纖廠商的投資額達到26億美元，為1999年的6倍，按推算到2002年全球光纖的產能將達到1.65～1.75億光纖公里，遠遠超過了實際需求。加上當前電信基礎建設的不景氣，光纖過剩的現象不可避免。
光纖光纜及通信電纜的市場走勢雖然受到國際經濟大形勢發展的影響，特別是與整個電信行業的發展有密切的關系，但應看到，在擠出了網絡泡沫的水份之后，隨著光纖網絡從骨干網的擴建到接入網、城域網的擴散以及向用戶駐地網的不斷延伸，光纖光纜及寬帶數字電纜的市場必將增長。據KMI預計，2003年世界光纖市場將開始有較大的增長，而到2004年的市場規模將超過敷設量最高的2000年。應該看到，信息通信業是一個充滿生機與活力的朝陽產業，網絡經濟有著強大的生命力，信息技術、網絡技術的發展，仍然是推動社會進步的重要動力，信息網絡化仍然是當今世界經濟、社會發展的強大趨勢。因此我們應樹立信心，在全球經濟好轉、通信市場復蘇及我國西部開發等有利條件下抓住機遇，促進光纖光纜和通信電纜技術與產業取得更大的進展。
【關鍵詞】光纖光纜技術發展
一、光纖技術發展的特點
1.網絡的發展對光纖提出新的要求
(1)擴大單一波長的傳輸容量。目前，單一波長的傳輸容量已達到40Gbit/s，并進行160Gbit/s的研究。40Gbit/s以上傳輸對光纖的PMD提出一定要求。(2)實現超長距離傳輸。無中繼傳輸是骨干傳輸網的理想，目前一些公司已采用色散齊理技術，實現2000-5000km的無電中繼傳輸;有的采用拉曼光放大技術，更大地延長光傳輸距離。(3)適應DWDM技術的運用。目前運用32×2.5Gbit/sDWDM系統，該系統對光纖的非線性指標提出了更高要求;ITU-T對光纖的非線性屬性及測試方法的標準(G.650.2)已完成，對光纖的有效面積提出相應指標，對G.655光纖的非線性特性會有改善。
2.新型光纖產品的不斷出現
(1)用于長途通信的新型大容量長距離光纖。康寧公司推出的PureModePM系列新型光纖，利用了偏振傳輸和復合包層，用于10Gbit/s以上的DWDM系統中，很適合于拉曼放大器的開發與應用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纖，已有傳輸100km長度以上單信道40Gbit/s、總容量10.2Tbit/s的記錄。一些公司開發負色散大有效面積的光纖，提高了非線性指標的要求，簡化了色散補償方案，在長距離無再生傳輸和海底光纜長距離通信中效果很好。
(2)用于城域網通信的新型低水峰光纖。在城域網設計中，要考慮簡化設備、降低成本和非波分復用技術應用的可能性。低水峰光纖在1360-1460nm的延伸波段使帶寬被大大擴展，使CWDM系統被優化，增大了傳輸信道、增長了傳輸距離。一些城域網設計，要求光纖的水峰低和具有負色散值，可抵消光源光器件的正色散，可組合運用這種負色散光纖與G.652光纖或G.655標準光纖，利用它來做色散補償，避免色散補償設計，節約成本。
(3)用于局域網的新型多模光纖。隨著局域網、用戶住地網的高速發展，大量綜合布線系統采用多模光纖代替數字電纜，多模光纖市場份額逐漸加大。選用多模光纖，是因為局域網傳輸距離較短，雖然多模光纖比單模光纖價格貴50%-100%，但它所配套的光器件可選用發光二極管，價格比激光管便宜，且多模光纖有較大的芯徑與數值孔徑，易連接與耦合，相應的連接器、耦合器等元器件價格也低。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纖標準，因局域網發展的需要，它仍然得到了廣泛使用。而ITU-T推薦的G.651光纖，即50/125μm的標準型多模光纖，其芯徑較小、耦合與連接困難一些。針對此問題，有的公司進行了改進，研制出新型的5O/125μm光纖漸變型(G1)光纖，區別于傳統的50/125μm光纖纖芯的梯度折射率分布，將帶寬的正態分布進行了調整，以配合850nm和1300nm兩個窗口的運用。
3.光纜技術發展的特點
(1)光纜結構使用網絡環境有明確的光纖類型選擇，如干線網光纖、城域網光纖等，這決定了大范圍內光纜光纖傳輸特性的要求，具體運用的條件，還有可依據的細分的標準及指標。(2)光纜結構除考慮光纜使用環境條件外，與其施工和維護方法有關，必須統一考慮，配套設計。(3)光纜新材料的出現，促進了光纜結構改進，如干式阻水料、納米材料、“干纜芯”式、生態光纜、海底和淺水光纜、微型光纜、全介質自承式光纜、架空地線光纜等的采用，使光纜性能有明顯改進。
二、光纖光纜技術發展值得思考的問題
1.積極創新開發具有自主知識產權的新技術。1997年以來，國內光通信核心技術專利是90件，自主申請的有9件。作為世界第二光纜大國，應該把開發具有自主知識產權的技術，作為工作的重中之重，爭取創造更多的光纖光纜專利。
2.開發具有先進技術水平、與使用環境、施工技術相配套的新產品。光纜的結構依賴于使用的環境條件和施工的具體要求，今后，光纜建設的重點將會隨著接入網、用戶住地網的建設不斷展開，新一代的光纜結構和施工技術會基于，如微型光纜、吹入或漂浮安裝，及迷你型微管或小管系統的全套技術，有一系列新的變化，充分利用有限的敷設空間。目前我國創新的成份太少，在接入網、用戶住地網中，多采用一些國產的光電纜產品。
3.利用已有設備和技術，改善HYA市話電纜的相應特性，為數字業務提供更好的服務。對于已經敷設的銅電纜，只能在現有條件下，利用其特性開通數字新業務。現有的HYA電纜，雖然可開通ADSL等一些新業務，但容量有限，當ADSL數量增大到一定限度后會出現干擾問題，影響以前開通的業務。因此，對新敷設的銅電纜，希望能提出一些新的寬帶指標要求，為將來開通更多的新業務作好準備。
1.1通過設計Mach-Zehnder調制器的偏置電壓可以產生強度和相位調制信號及RZ信號。其工作原理是利用兩個平行偏振的調相波合成實現調制功能[2]，其結構如圖1所示。在LiNbO3襯底上制造一對平行的條形波導，波導兩端各連接一個分支波導，構成調制臂，條形波導的中間和兩側各有一對表面電極。輸入的光信號分成兩束，分別進入Mach-Zehnder調制器的兩個調制臂，對兩個調制臂施加電壓后，波導的折射率隨電壓大小而變化，引起附加相移，使得兩束光在輸出端發生干涉。通過控制施加在調制臂上的電壓大小即可實現對光信號的調制。Mach-Zehnder調制器的調制公式如下。式中，Vπ代表調制器工作時光強由最大變為最小所需的開關電壓，又稱為半波電壓。
1.2NRZ碼與RZ碼光信號的碼型分為非歸零碼和歸零碼2種。NRZ是占空比為100%的碼型，通過對半導體激光器的外調制或直接調制即可產生NRZ碼，實現簡單。但NRZ碼受光纖非線性效應的影響較大，帶寬受器件特性的限制，在接收端容易出現誤碼，僅適于在低速率、短距離的系統中使用。目前，NRZ在光接入網和城域網中應用較為廣泛。NRZ碼的產生過程如圖2所示。RZ碼是指占空比小于100%的碼型，與NRZ碼相比，具有更大的非線性容忍度。根據占空比的不同，RZ碼型又可以分為占空比為33%的RZ33、占空比為50%的RZ50及占空比為67%的RZ67。RZ67信號由于抑制了載波，又稱載波抑制的歸零碼（CSRZ：carrier-suppressedreturn-to-zero）。目前，有兩種方法產生RZ信號：一種是通過對歸零脈沖源與信號的同步來產生RZ信號；另一種是產生NRZ信號后對其進行切割。第二種方法成本較低，且能夠產生各種占空比的歸零信號，因而應用較為廣泛。RZ碼由于信號占空比小，脈寬窄，在高速時分復用系統中有很大的優勢。圖3是RZ碼的產生過程。NRZ碼頻譜寬度較窄，適用于WDM系統。RZ碼在一個比特周期內的脈沖寬度較窄，平均光功率低，因而受非線性效應的影響較小，另外對偏振模色散（PMD：polarizationmodedispersion）的容忍度較好，適用于長距離傳輸系統。
2強度調制技術
強度調制技術采用光信號的振幅作為調制對象，即用有光信號通過代表二進制碼元‘1’，無光信號通過代表二進制碼元‘0’，因此又稱為開關鍵控（OOK：on-offkeying）調制格式。在發射端，通過強度調制器將電數據信號加載到光載波上，形成強度調制信號。OOK信號有2種生方案：1）采用內調制技術，利用電信號改變激光二極管的注入電流來實現有無光信號的輸出，生成‘0’碼和‘1’碼。2）采用外調制技術，利用電吸收調制器或Mach-Zehnder調制器產生強度調制信號。在接收端，采用直接檢測的方案，利用光電探測器將光信號轉變成電信號進行抽樣判決。設定判決閾值為‘1’碼光信號強度的一半，抽樣時刻電信號強度大于閾值則判為‘1’碼，否則判為‘0’碼，從而還原出數據信號。
3相位調制技術
相位調制技術通過調制器將所需要傳輸的電數據信號調制到光載波的相位上，即用0相位代表二進制碼元‘0’，用π相位代表二進制碼元‘1’，‘0’碼和‘1’碼信號的強度相同。在接收端，通過Mach-Zehnder延遲干涉儀將相位信號轉變為強度信號進行解調。相位調制技術在接收端普遍采用平衡檢測的方式，接收機靈敏度相比強度調制信號提高了一倍，因此相位調制信號可以傳輸更遠的距離。同時，由于接收機判決的閾值電平為零，與接收機輸入的光功率無關，因而相位調制信號相比強度調制信號而言，對光功率的變化具有更高的容忍度。此外，由于光功率均勻分布在相位調制信號的每個比特中，因而使得碼間串擾所導致的信號失真大大降低。這些優點，使得它在抗噪聲方面優于強度調制信號，已逐步取代強度調制信號成為光纖通信系統的主要調制格式。在相位調制格式中，目前應用較廣泛的是DPSK和DQPSK，實驗室中已經產生了D8PSK信號。
3.1DPSK調制格式DPSK是差分編碼的相位調制格式，它利用相鄰碼元之間的相位變化{0，π}來對載波信號進行調制。若數字信息為“0”，則前后碼元的相位保持不變，；若為“1”則前后碼元之間的相位差為π。電數據信號首先經過差分預編碼再進行相位調制。DPSK信號的發射機和接收機結構如圖4所示。在發射端，電數據信號首先經過差分預編碼后加載到調制器，將激光器射出的光信號調制成具有0、π相位的信號，式①是調制后的DPSK信號表達式，其中，是預編碼后的電信號：①在接收端，采用Mach-Zehnder延遲干涉儀將相位信號變成強度信號解調，延遲干涉儀的延遲時間設為一個比特周期。干涉相加和干涉相減的兩路光信號，在平衡探測器中轉變成電信號并相減，消去一部分噪聲。最后經抽樣判決，恢復出輸入的數據信號。與強度調制信號不同的是，相位調制信號的判決閾值為0，即無論進入判決器的電信號強度是多少，閾值始終不變，降低了光信號強度擾動對接收機的影響。與OOK信號相比，DPSK具有相同的比特率，但接收端卻提高了3dB的靈敏度，在相同的輸入功率下可以傳輸更遠的距離。
3.2DQPSK調制格式DPSK調制格式中每個符號僅能攜帶一個比特，近年來，DQPSK調制格式由于有2bit的容量而逐漸成為研究的熱點，并開始被商用。DQPSK又稱為差分正交相位調制。與DPSK一樣，DQPSK也是差分編碼的相位調制格式，它用相鄰碼元之間的相位差承載信息，每一種相位代表2bit的信息。DQPSK系統如圖5所示。輸入的電數據信號首先經過串并變換，變成兩路電信號，這兩路電信號經過差分預編碼，加載到DQPSK調制器的兩臂，將光信號調制成具有上述4種相位的信號。在接收端，采用兩個Mach-Zehnder延遲干涉儀將相位信號變成強度信號，再由兩個平衡探測器得到兩路電信號進行抽樣判決。判決后的兩路信號經并串變換后恢復出輸入數據。與OOK、DPSK等調制格式相比，DQPSK調制格式具有較窄的頻譜寬度和較高的頻譜利用率。研究表明，DQPSK信號對光纖的色度色散、非線性及偏振模色散等具有較大的容忍度。
3.3D8PSK調制格式D8PSK也是差分編碼的相位調制格式，它利用相鄰符號間的相位差。D8PSK信號的發射機和接收機結構如圖6所示。D8PSK信號可以通過在DQPSK調制器后再級聯一個制深度為π/4的相位調制器產生。將預編碼后的兩路信號分別加載到并聯的兩個Mach-Zehnder調制器上，另一路信號延遲1bit后加載到π/4的相位調制器上。在接收端，需要4個Mach-Zehnder延遲干涉儀和4個平衡探測器。將延遲干涉儀的相位延遲分別設定為，前兩個延遲干涉儀輸出的信號經判決后得到兩路信號，后兩個延遲干涉儀輸出的信號經判決后進行異或得到第三路信號。D8PSK調制格式與DPSK、DQPSK相比，具有更高的比特/符號率，同時非線性效應和PMD的容忍度更高。但由于預編碼及調制解調方案相對復雜，目前還處于實驗階段。
4結束語
關鍵詞:光纖通信技術；優勢；接入技術
0引言
近年來隨著傳輸技術和交換技術的不斷進步，核心網已經基本實現了光纖化、數字化和寬帶化。同時，隨著業務的迅速增長和多媒體業務的日益豐富，使得用戶住宅網的業務需求也不只局限于原來的語音業務，數據和多媒體業務的需求已經成為不可阻擋的趨勢，現有的語音業務接入網越來越成為制約信息高速公路建設的瓶頸，成為發展寬帶綜合業務數字網的障礙。
1光纖通信技術定義
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信力式。在光纖通信系統中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路，光纖之間的中繞非常小，光波在光纖中傳輸，不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽，光纖的芯很細，由多芯組成光纜的直徑也很小，所以用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題。
2光纖通信技術優勢
2.1頻帶極寬，通信容量大
光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，光纖通信系統的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。散波長窗口，單模光纖具有幾十GHz·km的寬帶。對于單波長光纖通信系統，由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量，特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。采用密集波分復術可以擴大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目前，單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps，采用密集波分復術實現的多波長傳輸系統的傳輸速率已經達到單波長傳輸系統的數百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業務網的首選介質。
2.2損耗低，中繼距離長目前，實用的光纖通信系統使用的光纖多為石英光纖，此類光纖損耗可低于0.20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低，因此，由其組成的光纖通信系統的中繼距離也較其他介質構成的系統長得多。
如果將來采用非石英系統極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統可以跨越更大的無中繼距離;對于一個長途傳輸線路，由于中繼站數目的減少，系統成本和復雜性可大大降低。目前，由石英光纖組成的光纖通信系統最大中繼距離可達200多km，由非石英系極低損耗光纖組成的通信系至數公里，這對于降低通信系統的成本、提高可靠性和穩定性具有特別重要的意義。
2.3抗電磁干擾能力強我們知道光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜。它是一種非導電的介質，交變電磁波在其中不會產生感生電動勢，即不會產生與信號無關的噪聲。這樣，就是把它平行鋪設到高壓電線和電氣鐵路附近，也不會受到電磁干擾。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統特別有利。
2.4光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設光纖的芯徑很細，約為0.1mm，由多芯光纖組成光纜的直徑也很小，8芯光纜的橫截面直徑約為10mm，而標準同軸電纜為47mm。這樣采用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題，節約了地下管道建設投資。此外，光纖的重量輕，柔韌性好，光纜的重量要比電纜輕得多，在飛機、宇宙飛船和人造衛星上使用光纖通信可以減輕飛機、輪船、飛船的重量，顯得更有意義。還有，光纖柔軟可繞，容易成束，能得到直徑小的高密度光纜。
2.5保密性能好對通信系統的重要要求之一是保密性好。然而，隨著科學技術的發展，電通信方式很容易被人竊聽，只要在明線或電纜附近設置一個特別的接收裝置，就可以獲取明線或電纜中傳送的信息，更不用去說無線通信方式。
光纖通信與電通信不同，由于光纖的特殊設計，光纖中傳送的光波被限制在光纖的纖芯和包層附近傳送，很少會跑到光纖之外。即使在彎曲半徑很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的。并且成纜以后光纖在外面包有金屬做的防潮層和橡膠材料的護套，這些均是不透光的，因此，泄漏到光纜外的光幾乎沒有。更何況長途光纜和中繼光纜一般均埋于地下。所以光纖的保密性能好。此外，由于光纖中的光信號一般不會泄漏，因此電通信中常見的線路之間的串話現象也可忽略。
3光纖接入技術
隨著通信業務量的不斷增加，業務種類也更加豐富，人們不僅需要語音業務，高速數據、高保真音樂、互動視頻等多媒體業務也已經得到了更多用戶的青睞。光纖接入網可分為有源光網絡A(ON)和無源光網絡((PON。)采用SDH技術、ATM技術、以太網技術在光接入網系統中稱為有源光網絡。若光配線網(ODN全)部由無源器件組成，不包括任何有源節點，則這種光接入網就是無源光網絡。
現階段，無源光網絡P(ON)技術是實現FT－Tx的主流技術。典型的PON系統由局側OLT光(線路終端)、用戶側ONUO/NT(光網絡單元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配網絡)組成。PON技術可節省主干光纖資源和網絡層次，在長距離傳輸條件夏可提供雙向高帶寬能力，接入業務種類豐富，運維成本大幅降低，適合于用戶區域較分散而每一區域內用戶又相對集中的小面積密集用戶地區。
為實現信息傳輸的高速化，滿足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網絡，用戶接入部分更是關鍵，光纖接入網是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達置的不同，有FTB、FTTC，FTTCab和FTTH等不同的應用，統稱FTTx。
FTTH(光纖到戶)是光纖寬帶接入的最終方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纖的寬帶特性，為用戶提供所需要的不受限制的帶寬，充分滿足寬帶接入的需求。我國從2003年起，在“863”項目的推動下，開始了FTTH的應用和推廣工作。迄今已經在30多個城市建立了試驗網和試商用網，包括居民用戶、企業用戶、網吧等多種應用類型，也包括運營商主導、駐地網運營商主導、企業主導、房地產開發商主導和政府主導等多種模式，發展勢頭良好。不少城市制定了FTTH的技術標準和建設標準，有的城市還制門了相應的優惠政策，這此都為FTTH在我國的發展創造了良好的條件。
在FTTH應用中，主要采用兩種技術，即點到點的P2P技術和點到多點的xPON技術，亦可稱為光纖有源接入技術和光纖無源接入技術。P2P技術主要采用通常所說的MC(媒介轉換器)實現用戶和局端的自接連接，它可以為用戶提供高帶寬的接入。目前，國內的技術可以為用戶提供FE或GE的帶寬，對大中型企業用戶來說，是比較理想的接入方式。
