光纖通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和前景——畢業(yè)論文

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1、畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目光纖通信技術(shù) 發(fā)展的現(xiàn)狀和前景 系 （院） 計算機科學(xué)技術(shù) 專 業(yè)通信工程 班 級 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 職 稱 濱州學(xué)院本科結(jié)業(yè)設(shè)計（論文） 2 年 月 日 濱州學(xué)院本科結(jié)業(yè)設(shè)計（論文） I 光纖通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和前景 摘 要 光纖通信一直都是我國信息傳達的最主要的手段，自 20 世紀(jì) 70 年代以來，30 多年來光纖通信 技術(shù)在我國得到了長足的發(fā)展。雖然經(jīng)歷了“光纖通信的冬天” ，卻沒有影響其發(fā)張壯大的趨 勢。在傳輸網(wǎng)，特別是骨干網(wǎng)中，高速數(shù)字通信的速率已邁向吉比特每秒（109）級，并正在 向著太比特每秒（1012）級邁進。要實現(xiàn)這樣的高數(shù)字的通信，依靠無線

2、媒介或是以傳統(tǒng)電 纜為代表的有線媒介質(zhì)均是不可想象的。這一難題只有光纖通信才可以解決。本文主要介紹我 國以光纖為主要媒介的通信行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀以及其發(fā)展前景、光交換的實現(xiàn)及其發(fā)展前景。 關(guān)鍵詞：光纖通信；光交換；現(xiàn)狀與發(fā)展； 濱州學(xué)院本科結(jié)業(yè)設(shè)計（論文） i Optical fiber communication technology development status and Prospects Abstract Fiber optical communication is the main means of information communication, since the nine

3、teen seventies since, over 30 years optical communication technology in our country has got great development. Although the experience of “ optical fiber communication winter “, but did not affect its send a growth trend. In a transmission network, especially in a backbone network, high speed digita

4、l communication rate has been towards Jibit per second (109) level, and is in a terabit per second ( 1012 ) class stride. To achieve such a high digital communication, relying on the wireless medium or to traditional cable for cable medium is unthinkable. This problem can be resolved only in optical

5、 fiber communication. This article mainly introduces our country to fiber as the main medium of communication industry development present situation and its development prospects, optical switching implementation and its development prospect. Key words: optical fiber communication; optical switching

6、; status and development; 濱州學(xué)院本科結(jié)業(yè)設(shè)計（論文） ii 目 錄 第一章第一章 引言引言 1 1.1 問題的提出 .1 第二章第二章 光纖通信光纖通信 3 3 2.1 光纖通信的概念 2.2 系統(tǒng)的基本組成 2.3 光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀 2.4 光纖通信的發(fā)展前景 第三章第三章 光交換光交換 4 4 3.1 光交換的概念4 3.2 光交換的發(fā)展4 第五章 結(jié)論.10 參考文獻參考文獻 1111 濱州學(xué)院本科結(jié)業(yè)設(shè)計（論文） 3 第一章 引言 1.1 問題的提出問題的提出 隨著我國經(jīng)濟水平的不斷發(fā)展，人們的生活水平的 不斷提高，人們對通信行業(yè)的發(fā)展提出 了更高的要求，

7、根據(jù) CNNIN第 17 次中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計報告 【2】和信息產(chǎn)業(yè)部 2005 年底的統(tǒng)計，我國的互聯(lián)網(wǎng)用戶已經(jīng)超過 1.1 億，其中寬帶用戶超過 6 400 萬?？梢钥闯觯?用戶對帶寬的需求在不斷增長。在各種寬帶接入技術(shù)中。光纖寬帶接入技術(shù)是最有發(fā)展?jié)摿Φ摹?這一切都充分的證明了光纖通信在通信行業(yè)注定站立主流。 濱州學(xué)院本科結(jié)業(yè)設(shè)計（論文） 4 第二章 光纖通信 2.1 光纖通信的概念 光纖通信的定義【1】：光纖通信是以光波為載頻，光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的一種通信方 式。光纖通信一般在發(fā)送方對信息的數(shù)字編碼進行強度調(diào)制，在接收端以直接檢波的方式來完 成光電的交換。 2.2 系統(tǒng)的基本組成

8、 強度調(diào)制/直接檢波（IM/DD）的光纖數(shù)字通信系統(tǒng)。主要由光發(fā)射機、光纖、光接收機以及長 途干線上必須設(shè)置的光中繼器組成 光發(fā)射機光發(fā)射機光發(fā)射機光發(fā)射機：將電信號轉(zhuǎn)換成光信號耦合進光纖。光發(fā)射機中的重 要器件半導(dǎo)體激光器（LD）或半導(dǎo)體發(fā)光二級管（LED）是能夠完成電-光轉(zhuǎn)換的半導(dǎo)體光源。 光接收機光接收機光接收機光接收機：將光纖送過來的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后經(jīng)過對電信 號的處理以后，使其恢復(fù)為原來的脈碼調(diào)制信號送入電接收機。光接收機中的重要器件光電二 極管（PIN）和雪崩二極管（APD）是能夠完成光-電轉(zhuǎn)換的光電檢測器。 光中繼器光中繼器光中繼器光中繼器：保證通信質(zhì)量。有兩種形式：光-

9、電-光轉(zhuǎn)換形式的中 繼器和光信號上直接放大的光放大器。 2.3 光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀 光纖技術(shù)現(xiàn)如今主要存在波分復(fù)用式技術(shù)、光纖接入技術(shù)兩大類【4】【5】。 （一）波分復(fù)用式技術(shù)：。波分復(fù)用技術(shù)可以充分利用單模光纖低損耗區(qū)帶來的巨大帶寬資源。 根據(jù)每一信道光波的頻率(或波長)不同將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道把光波作為 信號的載波在發(fā)送端采用波分復(fù)用器(合波器)將不同規(guī)定波長的信號光載波合并起來送入 一根光纖進行傳輸。在接收端再由一波分復(fù)用器(分波器)將這些不同波長承載不同信號的光 載波分開。由于不同波長的光載波信號可以看作互相獨立(不考慮光纖非線性時)從而在一根 光纖中可實現(xiàn)多路光信號的復(fù)

10、用傳輸。 濱州學(xué)院本科結(jié)業(yè)設(shè)計（論文） 5 (二)光纖接入技術(shù)。光纖接入網(wǎng)是信息高速公路的“最后一公里”。實現(xiàn)信息傳輸?shù)母咚倩?滿足大眾的需求不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)用戶接入部分更是關(guān)鍵光纖接入網(wǎng)是高速 信息流進千家萬戶的關(guān)鍵技術(shù)。在光纖寬帶接入中由于光纖到達位置的不同有 FTTB、FTTC、FTTCab 和 FTTH 等不同的應(yīng)用統(tǒng)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。目前國內(nèi)的技術(shù)可以為用戶提供 FE 或 GE 的帶寬 對大中型企業(yè)用戶來說是比較理想的接入方式。

11、2.4 光纖通信的發(fā)展前景 光纖傳輸距離從宏觀上說，光纖的傳輸距離是越遠越好，因此研究光纖的研究人員們，一直在 這方面努力。在光纖放大器投入使用后，不斷有對光纖傳輸距離的突破，向無中繼距離信號傳 輸方向發(fā)展。 向城域網(wǎng)發(fā)展，光傳輸目前正從骨干網(wǎng)向城域網(wǎng)發(fā)展，光傳輸逐漸靠近業(yè)務(wù)節(jié) 點。而人們通常認(rèn)為光傳輸作為一種傳輸信息的手段還不適應(yīng)城域網(wǎng)。作為業(yè)務(wù)節(jié)點，既接近 用戶，又能保證信息的安全傳輸，而用戶還希望光傳輸能帶來更多的便利服務(wù)。 互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展 需求與下一代全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢.近年來，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)發(fā)展迅速，IP 業(yè)務(wù)也隨之火爆。研究表明， 隨著 IP 業(yè)的迅速發(fā)展，通信業(yè)將面臨“洗牌”，并孕育著新技術(shù)

12、的出現(xiàn)。隨著軟件控制的進 一步開發(fā)和發(fā)展，現(xiàn)代的光通信正逐步向智能化發(fā)展，它能靈活的讓營運者自由的管理光傳輸。 而且還會有更多的相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)生，為人們的使用帶來更多的方便。 濱州學(xué)院本科結(jié)業(yè)設(shè)計（論文） 6 第三章 光纖交換 3.1光交換的概念 光交換也是一種光纖通信技術(shù)，它是指不經(jīng)過任何光電轉(zhuǎn)換，在光域直接將輸入光信號交換 到不同的輸出端。光交換可分成光路光交換和分組光交換二種類型，前者可利用 OADM、OXC 等 設(shè)備來實現(xiàn)，而后者對光部件的性能要求更高，由于目前光邏輯器件的功能還較簡單，不能完 成控制部分復(fù)雜的邏輯處理功能，因此國際上現(xiàn)有的分組光交換單元還要由電信號來控制，即 所謂的電控光

13、交換。隨著光器件技術(shù)的發(fā)展，光交換的最終發(fā)展趨勢將是光控光交換。該技術(shù) 能確保用戶與用戶之間的信號傳輸與交換全部采用光波技術(shù)，即數(shù)據(jù)從源節(jié)點到目的節(jié)點的傳 輸過程都在光域內(nèi)進行【3】。 3.2 光交換的發(fā)展光交換的發(fā)展 目前市場上出現(xiàn)的光交換機大多數(shù)是基于光電和光機械的，隨著光交換技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟， 基于熱學(xué)、液晶、聲學(xué)、微機電技術(shù)的光交換機將會逐步被研究和開發(fā)出來。 隨著液晶技術(shù)的成熟，液晶光交換機將會成為光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的一個重要設(shè)備，該交換設(shè)備主要 由液晶片、極化光束分離器、成光束調(diào)相器組成，而液晶在交換機中的主要作用是旋轉(zhuǎn)入射光 的極化角。當(dāng)電極上沒有電壓時，經(jīng)過液晶片的光線極化角為

14、90，當(dāng)有電壓加在液晶片的電 極上時，入射光束將維持它的極化狀態(tài)不變。而由聲光技術(shù)實現(xiàn)的光交換設(shè)備，因其中加入了 橫向聲波，從而可以將光線從一根光纖準(zhǔn)確地引導(dǎo)到另一根光纖，該類型的交換機可以實現(xiàn)微 秒級的交換速度，可方便地構(gòu)成端口較少的交換機。但它不適合用于矩陣交換機。 另外，市場上目前又開發(fā)了基于不同類型的特殊微光器件的光交換機，這種類型的交換機 可以由小型化的機械系統(tǒng)激活，而且它的體積小，集成度高，可大規(guī)模生產(chǎn)，我們相信這種類 型的交換機在生產(chǎn)工藝水平不斷提高的將來，一定能成為市場的主流。 濱州學(xué)院本科結(jié)業(yè)設(shè)計（論文） 7 濱州學(xué)院本科結(jié)業(yè)設(shè)計（論文） 8 結(jié)論 在本論文中，論述了光纖通信

15、在通信行業(yè)的發(fā)展及發(fā)展前景，隨著我國的經(jīng)濟水平不斷的提高， 國民生活水平的不斷的提高，對生活的質(zhì)量及水平都提高了一個更高的水平，尤其是信息的高 速傳播的 21 世紀(jì)，光纖通信的發(fā)展符合我國當(dāng)前通信行業(yè)的發(fā)展，符合我國國民對通信行業(yè) 的要求。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，通信行業(yè)的不斷地發(fā)展，光纖通信技術(shù)必將實現(xiàn)光纖入戶，直接實 現(xiàn)光交換的美好設(shè)想，不斷的完善人們對信息的高速交流的要求。真正實現(xiàn)“光纖入戶，一步 到位”。 濱州學(xué)院本科結(jié)業(yè)設(shè)計（論文） 9 參考文獻 【1】 魏更宇、孫巖、張冬梅編著 通信導(dǎo)論北京郵電大學(xué)出版社； 【2】 毛謙 編著 武漢郵電研究科學(xué)院； 【3】 杜海源 現(xiàn)代交換原理 人民郵電出版社； 【4】 吳翼平 現(xiàn)代光纖通信技術(shù)國防工業(yè)出版社； 【5】 孫學(xué)康、張金菊光纖通信技術(shù)北京郵電大學(xué)出版社；