淺談光纖通信的發(fā)展趨勢及對策

論文關(guān)鍵詞：光纖；通信；發(fā)展；趨勢；對策

論文摘要：闡述了光纖通信發(fā)展歷程，并分析了其優(yōu)勢所在，為我國光纖通信發(fā)展提出了相應對策。

1 光纖通信發(fā)展歷程

光纖通信是利用光波作載波，以光纖作為傳輸媒質(zhì)將信息從一處傳至另一處的通信方式。１９６６年英籍華人高錕博士發(fā)表了一篇劃時(shí)代性的論文，他提出利用帶有包層材料的石英玻璃光學(xué)纖維，能作為通信媒質(zhì)。從此，開(kāi)創(chuàng )了光纖通信領(lǐng)域的研究工作。１９７７年美國在芝加哥相距７０００米的兩電話(huà)局之間，首次用多模光纖成功地進(jìn)行了光纖通信試驗。８５微米波段的多模光波為第一代光纖通信系統。１９８１年又實(shí)現了兩電話(huà)局間使用１.３微米多模光纖的通信系統，為第二代光纖通信系統。１９８４年實(shí)現了１.３微米單模光纖的通信系統，即第三代光纖通信系統。８０年代中后期又實(shí)現了１.５５微米單模光纖通信系統，即第四代光纖通信系統。用光波分復用提高速率，用光波放大增長(cháng)傳輸距離的系統，為第五代光纖通信系統。新系統中，相干光纖通信系統，已達現場(chǎng)實(shí)驗水平，將得到應用。光孤子通信系統可以獲得極高的速率，２０世紀末或２１世紀初可能達到實(shí)用化。在該系統中加上光纖放大器有可能實(shí)現極高速率和極長(cháng)距離的光纖通信。

2 光纖通信與衛星通信、無(wú)線(xiàn)電通信優(yōu)勢比較

現代通信網(wǎng)的3大支柱是光纖通信、衛星通信和無(wú)線(xiàn)電通信，而其中光纖通信是主體，這是因為光纖通信本身具有許多突出的優(yōu)點(diǎn)：

（1）頻帶寬，通信容量大。 光纖可利用的帶寬約為50000GHz，1987年投入使用的1. 7Gb/s光纖通信系統，一對光纖能同時(shí)傳輸24192路電話(huà)，2.4Gb/s系統，能同時(shí) 傳輸30000多路電話(huà)。頻帶寬，對于傳輸各種寬頻帶信息具有十分重要的意義，否則，無(wú)法滿(mǎn)足未來(lái)寬帶綜合業(yè)務(wù)數字網(wǎng)(B-ISDN)發(fā)展的需要。

（2）損耗低，中繼距離長(cháng)。 目前實(shí)用石英光纖的損耗可低于0.2dB/km，比其它任何 傳輸介質(zhì)的損耗都低，若將來(lái)采用非石英系極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降 至10-9dB/km。由于光纖的損耗低，所以能實(shí)現中繼距離長(cháng)，由石英光纖組成的光 纖通信系統最大中繼距離可達200多千米，由非石英系極低損耗光纖組成的通信系統，其最大中繼距離則可達數千甚至數萬(wàn)千米，這對于降低海底通信的成本、提高可靠性和穩定性具有特別的意義。

（3）抗電磁干擾。 光纖是絕緣體材料，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽(yáng)黑子活動(dòng)的干擾，也不受電氣化鐵路饋電線(xiàn)和高壓設備等工業(yè)電器的干擾，還可用它與高壓輸電線(xiàn)平行架設或與電力導體復合構成復合光纜。

（4）無(wú)串音干擾，保密性好。 光波在光纜中傳輸，很難從光纖中泄漏出來(lái)，即使在 轉彎處，彎曲半徑很小時(shí)，漏出的光波也十分微弱，若在光纖或光纜的表面涂上一 層消光劑效果更好，這樣，即使光纜內光纖總數很多，也可實(shí)現無(wú)串音干擾，在光 纜外面，也無(wú)法竊聽(tīng)到光纖中傳輸的信息。

（5）光纖線(xiàn)徑細、重量輕、柔軟，使傳輸系統所占空間小，解決地下管道擁擠的問(wèn) 題，節約地下管道建設投資。此外，光纖的重量輕，光纜的重要比電纜輕得多。

（6）光纖的原材料資源豐富，用光纖可節約金屬材料。

3 21世紀初光通信及基礎產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主攻方向

波長(cháng)就是一個(gè)信號系統，把從前的電路交換，換成當前的光路交換。這種交換系統就是把光的傳輸和交換融為一體，把交換給取消了。希望今年能作出一個(gè)演示系統。這個(gè)問(wèn)題是最簡(jiǎn)單最有效的解決如此困惑傳輸高速路的問(wèn)題，寬帶推廣應用就有很好的基礎。 今后一定要研究支持大通信容量廉價(jià)的光器件。第一個(gè)是可變波長(cháng)激光器、高頻調制器；第二是波分復用/解復用器/濾波器；第三是增益平坦和鎖定的SCL波段放大器；第四是RAMAN放大器；第五是高頻光探測器、MEMS光開(kāi)關(guān)。我國建立環(huán)保型的微電子和光電子的生產(chǎn)基地，我國的硅石材料是非常豐富的。多晶硅是未來(lái)最清潔的能源。

21世紀，要發(fā)展光網(wǎng)絡(luò )與移動(dòng)通信發(fā)布式的結合，這是一個(gè)很大的商機。光網(wǎng)絡(luò )與毫米波的結合，如果成功的話(huà)，也是很大的具有革命性的進(jìn)步。再一個(gè)是制造高精度的光纖陀螺。這不僅僅是未來(lái)航空系統，導彈系統要用它，國外的汽車(chē)里面也有陀螺。此外，新型實(shí)用化電流傳感器、電壓傳感器，光纖光柵應力傳感器，光纖光柵溫度傳感器。

4 我國要積極創(chuàng )新開(kāi)發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的新技術(shù)

雖然這幾年來(lái)，我國光纜電纜技術(shù)有很大發(fā)展，有一些具有自主知識產(chǎn)權的技術(shù)已在發(fā)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(chǎng)，但大多產(chǎn)品單一，沒(méi)有自主的知識產(chǎn)權，技術(shù)含量較低，競爭力不強。實(shí)際上我國的光纖光纜技術(shù)應該說(shuō)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(kāi)發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的技術(shù)作為我們工作的重中之重，爭取創(chuàng )造更多的光纖光纜專(zhuān)利。

5 抓住西部大開(kāi)發(fā)的大好機遇，發(fā)展光纜電纜技術(shù)與產(chǎn)業(yè)

西部大開(kāi)發(fā)是國家的重大策略，國家制定了有利的政策，政府對發(fā)展通信等行業(yè)也給予了大力的支持。西部是一個(gè)地域復雜、分布較寬、通信相對落后的地區。經(jīng)濟大發(fā)展中，通信要先行，需要一些與之相適應的光纖光纜及通信電纜的先進(jìn)產(chǎn)品來(lái)配合發(fā)展的需求。因此，符合條件的產(chǎn)品將會(huì )在這里找到很好的市場(chǎng)，光纖光纜和通信電纜的各種技術(shù)、產(chǎn)品及成果都會(huì )在西部開(kāi)發(fā)中得到發(fā)揮。