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摘 要 光纤通信技术的问世与发展给世界通信业带来了革命性的变革。特别是经历近40 年的研究开发，光纤、光缆、器件、系统的品种不断更新，性能逐渐完善，已使光纤通信成为信息高速公路的传输平台。本文探讨了光纤通信的发展趋势、它在传送容量和传送距离等性能方面的进展及网络技术方面的应用。
关键词 光纤通信 发展 应用
中图分类号：TP393 文献标识码：A
我国于20 世纪70 年代初就开始了光纤通信的基础研究，随着技术的进步，市场需求的增长，现代社会对通信的依赖越来越大，网络的生存性显得至关重要，通信发展和运行环境的变化对光纤通信提出了更高的要求。随着社会的进步，用户已经不满足已有的电话业务，需要传输高速数据，同时出现了交互式图像传输的要求，如VOD、居家办公和家庭银行等。这样， 就显得网络容量紧缺， 同时需要对网络进行改造。从现在起到2010 年，是我国实现第二步战略目标，向第三步战略目标迈进的关键时期。我国经济的进一步发展必将形成新的光纤通信市场需求，像其他通信技术一样，光纤通信又一次呈现了蓬勃发展的新局面。
一、光纤通信网络技术及应用
（一）光弧子通信。
1、光弧子通信技术的起源及基本原理。
弧子是一种特殊形式的超短脉冲，或者说是一种在传播过程中形状、幅度和速度都维持不变的脉冲壮行波。光弧子脉冲能在光纖中保持传输。光脉冲在光纤中传输时有两种作用影响脉冲的传输，一种是光纤色散作用，光纤色散使光脉冲在时域上展宽，展宽到一定程度后将引起相邻脉冲的叠加，产生误码。另一种是光纤的非线性作用，这种作用将引起光脉冲在频域上展宽，在时域上压缩，也影响光通信。而光弧子是一种具有双曲正割形状的光脉冲，这种脉冲在光纤中传输是利用光线的群速度色散和非线性作用中的自相位调制两种影响达到平衡的情况下，从而能保持原来的形状传输。利用光弧子这种特性，可以实现超长距离、超大容量的光通信，它的传输容量比当今最好的通信系统高出1-2 个数量级，中继距离可达几百公里。
2、光弧子通信技术的新进展。
掺铒光纤放大器的问世，损耗问题得到了很好地解决，但是随着弧子脉冲源脉宽得越来越窄，色散作用越来越影响弧子的传输，于是对色散进行补偿成为一个紧要技术。现有两大补偿技术：一类是弱色散和局部色散补偿，另一类是周期性全局强色散补偿。实验证明，对工作在零色散波长处的单信道通信系统来说，光弧子通信系统的性能并不比工作常规系统更好。但是工作常规系统容易收到群色散的影响，从而对其传输速率有所限制，特别是在多信道系统中，这种影响又将限制其传输容量。而光弧子系统却可以将不同的波长的多信道复用到一根光纤中传输，因而，多信道光弧子通信系统具有广阔的应用前景。
（二）全光通信网。
1、全光网的概念。
随着通信网传输容量的增加，光纤通信技术也发展到了新的高度。全光网是指用户与用户之间的信号传输与交换全部采用光波技术，即数据从源节点到目的节点的传输过程都在光域内进行，而在其各网络节点的交换则使用高可靠、大容量和高度灵活的光交叉连接设备。在全光网中，由于没有电的处理，所以容许存在各种不同的协议和编码形式，使信号传输具有透明性。
2、全光网主要是由光网络层、电网络层构成。
全光通信中采用了光复用、光交换和其他的光处理技术，从而实现任何点与点之间的全程光信号的交互和传输。
3、全光网的特点。
（1）全光网以波长来选择路由，对传输码率、数据格式以及调制方式具有透明性的优点。
（2）全光网不但可以与现有的通信网络兼容，还可以支持未来的宽带综合业务数字网以及网络的升级。
（3）全光网络具备可扩展性，网络可同时扩展用户、容量和种类。
（4）全光网络还具备可重构性，可以根据通信容量的需求，实现恢复、建立和拆除光波长连接，即动态的改变网络结构，可为突发业务提供临时连接，从而充分利用网络资源。
（5）由于全光网比现有的网络多了一个光网络层，而光网络层中有许多光器件，因此可靠性高，而维护费用降低。
二、高速光纤计算机网应用———光纤分布式数据接口（FDDI）环网
FDDI 是美国国家标准协会于1982 年制定的一个使用光纤作为传输媒质、高速、通用的令牌环状网标准。FDDI 网络可作为高速局域网，在小范围内连接高速计算机系统。教育和科研计算机网络是国家教育和科研事业的重要基础设施。各发达国家的大专院校和科研院所一般都建有相当规模的校园网。与一般的计算机网络应用相比，校园网有很多特点：网络规模大，网络节点一般都有几百过数千个；应用环境多，因专业不同需要提供不同类型的服务；物理位置分散，各子网分布在校园各教学楼内；网络设备复杂，没有系统性，组网难度较大；子网分割较多，应用相对独立；主干网覆盖范围大，带宽要求高；系统开放性强，能够不断吸收新的技术；需要提供远程通信能力，能连接公共数字网或因特网。综上，光纤通信技术会呈现以下几种发展趋势，即光纤通信向超高速TDM 系统发展，向超大容量超长距离WDM 系统发展，向融合的多业务节点发展，在城域网引入WDM 技术，实现光传送联网，研制新一代光纤产品， 以及IP over SDH 和IP over WDM。在未来一段时期内，中国将成为全球最大的光纤通信产品市场。因此在不远的将来，中国有望建成世界最先进的光纤通信网络，实现跨越性的发展。
（作者：毕业于兰州交通大学，通信工，大专学历，研究方向：铁道技术，任职于中铁二十一局电务电化公司新疆分公司）
参考文献：
[1]乔桂红等编著.光纤通信.北京：人民邮电出版社，2005.5.
[2]胡庆，王敏琦编著.光纤通信系统与网络.北京：电子工业出版社，2006.9.
关键词 光纤通信 发展 应用
中图分类号：TP393 文献标识码：A
我国于20 世纪70 年代初就开始了光纤通信的基础研究，随着技术的进步，市场需求的增长，现代社会对通信的依赖越来越大，网络的生存性显得至关重要，通信发展和运行环境的变化对光纤通信提出了更高的要求。随着社会的进步，用户已经不满足已有的电话业务，需要传输高速数据，同时出现了交互式图像传输的要求，如VOD、居家办公和家庭银行等。这样， 就显得网络容量紧缺， 同时需要对网络进行改造。从现在起到2010 年，是我国实现第二步战略目标，向第三步战略目标迈进的关键时期。我国经济的进一步发展必将形成新的光纤通信市场需求，像其他通信技术一样，光纤通信又一次呈现了蓬勃发展的新局面。
一、光纤通信网络技术及应用
（一）光弧子通信。
1、光弧子通信技术的起源及基本原理。
弧子是一种特殊形式的超短脉冲，或者说是一种在传播过程中形状、幅度和速度都维持不变的脉冲壮行波。光弧子脉冲能在光纖中保持传输。光脉冲在光纤中传输时有两种作用影响脉冲的传输，一种是光纤色散作用，光纤色散使光脉冲在时域上展宽，展宽到一定程度后将引起相邻脉冲的叠加，产生误码。另一种是光纤的非线性作用，这种作用将引起光脉冲在频域上展宽，在时域上压缩，也影响光通信。而光弧子是一种具有双曲正割形状的光脉冲，这种脉冲在光纤中传输是利用光线的群速度色散和非线性作用中的自相位调制两种影响达到平衡的情况下，从而能保持原来的形状传输。利用光弧子这种特性，可以实现超长距离、超大容量的光通信，它的传输容量比当今最好的通信系统高出1-2 个数量级，中继距离可达几百公里。
2、光弧子通信技术的新进展。
掺铒光纤放大器的问世，损耗问题得到了很好地解决，但是随着弧子脉冲源脉宽得越来越窄，色散作用越来越影响弧子的传输，于是对色散进行补偿成为一个紧要技术。现有两大补偿技术：一类是弱色散和局部色散补偿，另一类是周期性全局强色散补偿。实验证明，对工作在零色散波长处的单信道通信系统来说，光弧子通信系统的性能并不比工作常规系统更好。但是工作常规系统容易收到群色散的影响，从而对其传输速率有所限制，特别是在多信道系统中，这种影响又将限制其传输容量。而光弧子系统却可以将不同的波长的多信道复用到一根光纤中传输，因而，多信道光弧子通信系统具有广阔的应用前景。
（二）全光通信网。
1、全光网的概念。
随着通信网传输容量的增加，光纤通信技术也发展到了新的高度。全光网是指用户与用户之间的信号传输与交换全部采用光波技术，即数据从源节点到目的节点的传输过程都在光域内进行，而在其各网络节点的交换则使用高可靠、大容量和高度灵活的光交叉连接设备。在全光网中，由于没有电的处理，所以容许存在各种不同的协议和编码形式，使信号传输具有透明性。
2、全光网主要是由光网络层、电网络层构成。
全光通信中采用了光复用、光交换和其他的光处理技术，从而实现任何点与点之间的全程光信号的交互和传输。
3、全光网的特点。
（1）全光网以波长来选择路由，对传输码率、数据格式以及调制方式具有透明性的优点。
（2）全光网不但可以与现有的通信网络兼容，还可以支持未来的宽带综合业务数字网以及网络的升级。
（3）全光网络具备可扩展性，网络可同时扩展用户、容量和种类。
（4）全光网络还具备可重构性，可以根据通信容量的需求，实现恢复、建立和拆除光波长连接，即动态的改变网络结构，可为突发业务提供临时连接，从而充分利用网络资源。
（5）由于全光网比现有的网络多了一个光网络层，而光网络层中有许多光器件，因此可靠性高，而维护费用降低。
二、高速光纤计算机网应用———光纤分布式数据接口（FDDI）环网
FDDI 是美国国家标准协会于1982 年制定的一个使用光纤作为传输媒质、高速、通用的令牌环状网标准。FDDI 网络可作为高速局域网，在小范围内连接高速计算机系统。教育和科研计算机网络是国家教育和科研事业的重要基础设施。各发达国家的大专院校和科研院所一般都建有相当规模的校园网。与一般的计算机网络应用相比，校园网有很多特点：网络规模大，网络节点一般都有几百过数千个；应用环境多，因专业不同需要提供不同类型的服务；物理位置分散，各子网分布在校园各教学楼内；网络设备复杂，没有系统性，组网难度较大；子网分割较多，应用相对独立；主干网覆盖范围大，带宽要求高；系统开放性强，能够不断吸收新的技术；需要提供远程通信能力，能连接公共数字网或因特网。综上，光纤通信技术会呈现以下几种发展趋势，即光纤通信向超高速TDM 系统发展，向超大容量超长距离WDM 系统发展，向融合的多业务节点发展，在城域网引入WDM 技术，实现光传送联网，研制新一代光纤产品， 以及IP over SDH 和IP over WDM。在未来一段时期内，中国将成为全球最大的光纤通信产品市场。因此在不远的将来，中国有望建成世界最先进的光纤通信网络，实现跨越性的发展。
（作者：毕业于兰州交通大学，通信工，大专学历，研究方向：铁道技术，任职于中铁二十一局电务电化公司新疆分公司）
参考文献：
[1]乔桂红等编著.光纤通信.北京：人民邮电出版社，2005.5.
[2]胡庆，王敏琦编著.光纤通信系统与网络.北京：电子工业出版社，2006.9.