光纤通信的发展阶段及其方向与趋势解析

魏佳娃

　　光纤通信的发展阶段及其方向与趋势解析
　　通常情况下，我们将语音、文字、数据、图像等信息的传递和传播称为通信，而光纤通信就是利用光纤传输光波信号的通信方式。从研究到应用，光纤通信的发展可以说是非常的迅速：技术上不断更新换代(光纤通信技术);通信能力传输速率和中继距离不断提高;应用范围不断扩大(光纤通信技术的特点)。那么从诞生到现在光纤通信的发展都经历了哪些阶段呢?
　　光纤通信的发展可以粗略地分为三个阶段：
　　第一阶段：1966-1976年，是从基础研究到商业应用的开发时期。在这一阶段，实现了短波长0.85μm低速率45或34Mb/s多模光纤通信系统，无中继传输距离约10km，。
　　第二阶段1976-1986年，这是以提高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期。在这个时期，光纤从多模发展到单模，工作波长从短波长0.85μm　发展到长波长1.31μm和1.55μm，实现了工作波长为1.31μm、传输速率为140565Mb/s的单模光纤通信系统，无中继传输距离为10050km。
　　第三阶段1986-1996年，这是以超大容量超长距离为目标、全面深入开展新技术研究的时期。在这个时期，实现了1.55μm色散移位单模光纤通信系统。采用外调制技术，传输速率可达2.510Gb/s，无中继传输距离可达150100km。实验室可以达到更高水平。
　　国内外光纤通信发展的现状
　　目前，正在开展研究光纤通信新技术，例如，光纤放大器，全光通信，超大容量的波分复用WDM光纤通信系统和超长距离的光孤子Soliton通信系统。
　　1976年美国在亚特兰大进行的现场试验，标志着光纤通信从基础研究发展到了商业应用的新阶段。现在发展的状况为
　　(1)光纤从多模发展到单模。
　　(2)工作波长从0.85μm发展到1.31μm和1.55μm。
　　(3)传输速率从几十Mb/s发展到几十Gb/s。
　　(4)从初期的市话局间中继到长途干线进一步延伸到用户接入网。
　　(5)从数字电话到有线电视CATV，
　　(6)从单一类型信息的传输到多种业务的传输。
　　在许多发达国家，生产光纤通信产品的行业已在国民经济中占重要地位。
　　而现代光纤通信所涉及到的主要通信技术有：数字通信技术，程控交换技术，信息传输技术，通信网络技术，数据通信与数据网，ISDN与ATM技术，宽带IP技术，接入网与接入技术等。其发展方向有四个方面：宽带化、综合化(有的称数字化)、个人化、智能化，下面小编将为大家具体介绍：
　　(1)宽带化
　　宽带化是指通信系统能传输的频率范围越宽越好，即每单位时间内传输的信息越多越好。由于通信干线已经或正在向数字化转变，宽带化实际是指通信线路能够传输的数字信号的比特率越高越好(一个二进制位即“0”或“1”信号，称)为1比特。数字通信中用比特率表示传送二进制数字信号的速率。而要传输极宽频带的信号，非光纤莫属。据计算，人类有史以来积累起来的知识，在一条单模光纤里，用3—5分钟即可传毕。
　　1966年高锟博士建议用带色层的玻璃丝，即光纤，作通信传输线。这一建议很快得以实现。20多年来，光纤通信发展异常迅速。据统计，到1991年底为止，全球已铺设光缆达563万公里，估计到1995年，铺设光缆总长度可达1100万公里。
　　(2)综合化(或数字化)
　　综合就是把各种业务和各种网络综合起来，业务种类繁多，有视频、语音和数据业务。把这些业务数字化后，通信设备易于集成化和大规模生产，在技术上便于与微处理器进行处理和用软件进行控制和管理。
　　1988年，国际上已一致认为，未来世界网络的发展方向是宽带综合业务数字网，并且在1990年制定出第一批宽带综合业务数字网的国际标准，预计1994年可完成有关的全部标准，而在1995年前达到实用化。
　　(3)个人化
　　个人化即通信可以达到“每个人在任何时间和任何地点与任何其它人通信”。每个人将有一个识别号，而不是每一个终端设备(如现在的电话、传真机等)有一个号码。现在的通信，如拨电话、发传真，只是拨向某一设备(话机、传真机等)，而不是拨向某人。如果被叫的人外出或到远方去，则不能与该人通话。俪未来的通信只需拨该人的识别号，不论该人在何处，均可拨至该人并与之通信(使用哪一个终端决定于他所持有的或归其暂时使用的设备)。要达到个人化。需有相应终端和高智能化的网络，现尚处在初级研究阶段。
　　(4)智能化
　　餐能化就是要建立先进的智能网。一般说来，智能网是能够灵活方便地开设和提供新业务的网络。它是隐藏在现存通信网里的一个网，而不是脱离现有的通信网而另建一个独的“智能网”，而只是在已有的通信网中增加一些功能单元。在没有智能网时，如果用户需要增加新的业务或改变业务种类时，必须告诉电信局，电信局一般都需要改造一些通信设备，费钱费时，用户难以接受。有了智能网，这些都很容易办到，只要在系统中增加一个或几个模块即可，所花费的时间可能只要几分钟。当网络提供的某种服务因故障中断时，智能网可以自动诊断故障和恢复原来的服务。
　　上述四个方面是互相联系的，没有数字化，宽带化、智能化和个人化都难以实现;没有宽带综合业务数字网，也就很难实现智能化和个人化。
　　未来光纤通信的发展趋势
　　现代通信系统主要是朝着宽频带、大容量、远距离、多用户、高保密性、高效率、高可靠性、高灵活性的数字化、智能化、综合化的方向发展。具体而言：
　　1)数字通信系统是一个必然趋势，尤其是大容量的数字微波中继通信系统将成为近年来干线通信系统的发展方向。
　　2)卫星通信系统可以实现多址通信，它是最理想的通信手段。而数字卫星通信系统将是今后卫星通信系统的重要发展方向,其主要技术发展和应用方向有：
　　①卫星电视直播成为卫星应用产业的支柱产业
　　②卫星通信网与互联网和陆基电信网的相互融合正在扩展卫星通信的新领域。卫星互联网内容传送和宽带接入服务等数据传递业务成为推动市场繁荣的新动力，使卫星通信应用向综合化方向发展。
　　③卫星数字音频广播是即将崛起的新兴产业。
　　④卫星宽带数据接入将出现重大发展，政府和企业市场是主体。静止轨道Ka频段卫星将得到发展，Ku与Ka混合网络是近期成功的关键。
　　⑤全球卫星移动通信目前正在恢复活力。
　　3)由于信息量的不断膨胀，尤其是信息源的种类不断增加，这就要求宽频带、大容量，而光纤的频带极宽，一根头发丝那样细的光纤可以同时传输十亿路电话或1千万套TV，这决不是只能传输几百路电话而用很粗的电缆所能比拟的，且成本低可以节省大量宝贵的金属，因此，光纤通信系统将用于未来的干线通信和多种有线通信这是必然的发展趋势。
　　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已构成了今天的光纤通信研究热点，在未来的一段时间里，人们将继续研究和建设各种先进的光网络，并在验证有关新概念和新方案的同时，对下一代光传送网的关键技术进行更全面、更深入地研究。
　　从技术发展趋势角度来看，WDM技术将朝着更多的信道数、更高的信道速率和更密的信道间隔的方向发展。从应用角度看，光网络则朝着面向IP互联网、能融入更多业务、能进行灵活的资源配置和生存性更强的方向发展，尤其是为了与近期需求相适应，光通信技术在基本实现了超高速、长距离、大容量的传送功能的基础上，将朝着智能化的传送功能发展。
　　4)由于移动通信具有灵活性、机动性，又可以实现多址及便于组网，故移动通信系统尤其是数字移动通信系统，其主要发展方向为：
　　①移动网增加数据业务:1xEV-DO、HSDPA(CDMA2000标准系列中专门提供高速分组数据业务的无线标准通信技术)等技术的出现使移动网的数据速率逐渐增加，在原来的移动网上叠加，覆盖可以连续;
　　另外，WiMAX(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess全球微波接入互操作)的出现加速了新的3G增强型技术的发展;
　　②固定数据业务增加移动性:WLAN等技术的出现使数据速率提高，固网的覆盖范围逐渐扩大，移动性逐渐增加;移动通信、宽带业务和WiFi(WirelessFidelity，无线保真)的成功，促成802.16/WiMAX等多种宽带无线接入技术的诞生。
　　5)为了实现多点对多点之间的网络通信，以数据传输为主的计算机通信网，将成为通信自动化的一种重要手段。从而使基于这一重要手段的综合;业务数字网(N-ISDN或B-ISDN)成为今后新型综合通信系统的重要发展方向。
　　6)除上述多种现代通信系统之外，还有一种抗干扰能力极强，能充分利用有限的无线电频谱资源，军用战术通信的最主要手段，在民用通信中亦有发展前途的扩频通信系统，也将是今后的重要发展方向。
　　7)与扩频通信系统同等重要的，为实时和窄带的数据无线提供迅速而可靠的通信手段，非常适于军事指挥，工业控制及生产调度的一种最新型的通信方式——分组无线网，也将是今后要着力发展的重要方向。
　　8)在上述通信系统或通信方式的基础上，正在迅速崛起，可以真正实现在任何时间、任何空间、任何地点、任何对象以任何方式进行信息交换的个人通信系统，也是现代通信系统的重要发展方向。
　　总结
　　网络的普及带动了一批新兴产业的发展，光纤通信作为其中之一今年来的发展可谓是日新月异。签于此，本文对有关光纤通信的发展阶段、发展方向以及未来光纤通信的发展趋势作了详细的阐述。
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