發(fā)布時(shí)間：2023-03-07 15:03:59
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的光通信研究論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù)特點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試
1光纖通信技術(shù)
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健？梢园压饫w通信看成是以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。光纖由內(nèi)芯和包層組成，內(nèi)芯一般為幾十微米或幾微米，比一根頭發(fā)絲還細(xì)；外面層稱為包層，包層的作用就是保護(hù)光纖。實(shí)際上光纖通信系統(tǒng)使用的不是單根的光纖，而是許多光纖聚集在一起的組成的光纜。由于玻璃材料是制作光纖的主要材料，它是電氣絕緣體，因而不需要擔(dān)心接地回路；光波在光纖中傳輸，不會(huì)發(fā)生信息傳播中的信息泄露現(xiàn)象；光纖很細(xì)，占用的體積小，這就解決了實(shí)施的空間問(wèn)題。
2光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)
2.1頻帶極寬，通信容量大。光纖的傳輸帶寬比銅線或電纜大得多。對(duì)于單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)，由于終端設(shè)備的限制往往發(fā)揮不出帶寬大的優(yōu)勢(shì)。因此需要技術(shù)來(lái)增加傳輸?shù)娜萘?，密集波分?fù)用技術(shù)就能解決這個(gè)問(wèn)題。
2.2損耗低，中繼距離長(zhǎng)。目前，商品石英光纖和其它傳輸介質(zhì)相比的損耗是最低的；如果將來(lái)使用非石英極低損耗傳輸介質(zhì)，理論上傳輸?shù)膿p耗還可以降到更低的水平。這就表明通過(guò)光纖通信系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)的施工成本，帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效益。
2.3抗電磁干擾能力強(qiáng)。石英有很強(qiáng)的抗腐蝕性，而且絕緣性好。而且它還有一個(gè)重要的特性就是抗電磁干擾的能力很強(qiáng)，它不受外部環(huán)境的影響，也不受人為架設(shè)的電纜等干擾。這一點(diǎn)對(duì)于在強(qiáng)電領(lǐng)域的通訊應(yīng)用特別有用，而且在軍事上也大有用處。
2.4無(wú)串音干擾，保密性好。在電波傳輸?shù)倪^(guò)程中，電磁波的傳播容易泄露，保密性差。而光波在光纖中傳播，不會(huì)發(fā)生串?dāng)_的現(xiàn)象，保密性強(qiáng)。除以上特點(diǎn)之外，還有光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)。正是因?yàn)楣饫w的這些優(yōu)點(diǎn)，光纖的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。
3不斷發(fā)展的光纖通信技術(shù)
3.1SDH系統(tǒng)光通信從一開(kāi)始就是為傳送基于電路交換的信息的，所以客戶信號(hào)一般是TDM的連續(xù)碼流，如PDH、SDH等。伴隨著科技的進(jìn)步，特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，傳輸數(shù)據(jù)也越來(lái)越大。分組信號(hào)與連續(xù)碼流的特點(diǎn)完全不同，它具有不確定性，因此傳送這種信號(hào)，是光通信技術(shù)需要解決的難題。而且兩種傳送設(shè)備也是有很大區(qū)別的。
3.2不斷增加的信道容量光通信系統(tǒng)能從PDH發(fā)展到SDH，從155Mb/s發(fā)展到lOGb/s，近來(lái)，4OGB/s已實(shí)現(xiàn)商品化。專家們?cè)?a href="http://ymbev.com/haowen/25906.html" target="_blank">研究更大容量的，如160Gb/s(單波道)系統(tǒng)已經(jīng)試驗(yàn)成功，目前還在為其制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。此外，科學(xué)家還在研究系統(tǒng)容量更大的通訊技術(shù)。
3.3光纖傳輸距離從宏觀上說(shuō)，光纖的傳輸距離是越遠(yuǎn)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(duì)光纖傳輸距離的突破，為增大無(wú)再生中繼距離創(chuàng)造了條件。
3.4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(diǎn)。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(diǎn)，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(lái)更多的便利服務(wù)。
3.5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(shì)近年來(lái)，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)的出現(xiàn)。隨著軟件控制的進(jìn)一步開(kāi)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(yíng)運(yùn)者自由的管理光傳輸。而且還會(huì)有更多的相關(guān)應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生，為人們的使用帶來(lái)更多的方便。綜上所述，以高速光傳輸技術(shù)、寬帶光接入技術(shù)、節(jié)點(diǎn)光交換技術(shù)、智能光聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，并面向IP互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的光波技術(shù)是目前光纖傳輸?shù)难芯繜狳c(diǎn)，而在以后，科學(xué)家還會(huì)繼續(xù)對(duì)這一領(lǐng)域的研究和開(kāi)發(fā)。從未來(lái)的應(yīng)用來(lái)看，光網(wǎng)絡(luò)將向著服務(wù)多元化和資源配置的方向發(fā)展，為了滿足客戶的需求，光纖通信的發(fā)展不僅要突破距離的限制，更要向智能化邁進(jìn)。
4光纖鏈路的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試
4.1現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的目的對(duì)光纖安裝現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試是光纖鏈路安裝的必須措施，是保證電纜支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的重要方式。它的目的在于檢測(cè)光纖連接的質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)，并且減少故障因素。
4.2現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)目前光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)分為兩大類(lèi)：光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。①光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是獨(dú)立于應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于不同的光纖系統(tǒng)，它的標(biāo)準(zhǔn)也不同。目前大多數(shù)的光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)應(yīng)用的就是這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。②光纖應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：光纖應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是基于安裝光纖的特定應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。這種測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)是固定的，不會(huì)因?yàn)楣饫w系統(tǒng)的不同而改變。
4.3光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試光纖通信應(yīng)用的是光傳輸，它不會(huì)受到磁場(chǎng)等外界因素的干擾，所以對(duì)它的測(cè)試不同于對(duì)普通的銅線電纜的測(cè)試。在光纖的測(cè)試中，雖然光纖的種類(lèi)很多，但它們的測(cè)試參數(shù)都是基本一致的。在光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，主要是對(duì)光纖的光學(xué)特性和傳輸特性進(jìn)行測(cè)試。光纖的光學(xué)特性和傳輸特性對(duì)光纖通信系統(tǒng)對(duì)光纖的傳輸質(zhì)量有重大的影響。但由于光纖的特性不受安裝的影響，因此在安裝時(shí)不需測(cè)試，而是由生產(chǎn)商在生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行測(cè)試。
4.4現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工具①光源：目前的光源主要有LED（發(fā)光二極管）光源和激光光源兩種。②光功率計(jì)：光功率計(jì)是測(cè)量光纖上傳送的信號(hào)強(qiáng)度的設(shè)備，用于測(cè)量絕對(duì)光功率或通過(guò)一段光纖的光功率相對(duì)損耗。在光纖系統(tǒng)中，測(cè)量光功率是最基本的。光功率計(jì)的原理非常像電子學(xué)中的萬(wàn)用表，只不過(guò)萬(wàn)用表測(cè)量的是電子，而光功率計(jì)測(cè)量的是光。通過(guò)測(cè)量發(fā)射端機(jī)或光網(wǎng)絡(luò)的絕對(duì)功率，一臺(tái)光功率計(jì)就能夠評(píng)價(jià)光端設(shè)備的性能。用光功率計(jì)與穩(wěn)定光源組合使用，組成光損失測(cè)試器，則能夠測(cè)量連接損耗、檢驗(yàn)連續(xù)性，并幫助評(píng)估光纖鏈路傳輸質(zhì)量。③光時(shí)域反射計(jì)：OTDR根據(jù)光的后向散射原理制作，利用光在光纖中傳播時(shí)產(chǎn)生的后向散射光來(lái)獲取衰減的信息，可用于測(cè)量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點(diǎn)定位以及了解光纖沿長(zhǎng)度的損耗分布情況等。從某種意義上來(lái)說(shuō)，光時(shí)域反射計(jì)(OTDR)的作用類(lèi)似于在電纜測(cè)試中使用的時(shí)域反射計(jì)（TDR），只不過(guò)TDR測(cè)量的是由阻抗引起的信號(hào)反射，而OTDR測(cè)量的則是由光子的反向散射引起的信號(hào)反射。反向散射是對(duì)所有光纖都有影響的一種現(xiàn)象，是由于光子在光纖中發(fā)生反射所引起的。
雖然目前光通信的容量已經(jīng)非常大，但仍有大量應(yīng)用能力閑置，伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)信息的需求也會(huì)隨之增加，并會(huì)超過(guò)現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)承載能力，因此我們必須進(jìn)一步努力研究更加先進(jìn)的光傳輸手段。因此，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)下，光通信一定會(huì)有更加長(zhǎng)久的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：卡塞格倫光學(xué)天線 光束 熱變形
中圖分類(lèi)號(hào)：TN820 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）05（c）-0028-02
空間光通信的快速發(fā)展，帶動(dòng)了光學(xué)天線系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步。光學(xué)天線系統(tǒng)作為空間光通信設(shè)備，具有自身的優(yōu)勢(shì)：體積小，重量輕、功耗低、頻帶寬、通信容量大，等等?？ㄈ駛惞鈱W(xué)天線作為光學(xué)發(fā)射和接收天線，其突出的優(yōu)點(diǎn)有[1]：（1）口徑可以做得較大，不產(chǎn)生色差且可用波段范圍較寬；（2）采用非球面鏡后，有較大的消像差能力；（3）可以做到收發(fā)合一。但環(huán)境的變化對(duì)天線系統(tǒng)的性能會(huì)產(chǎn)生較大的影響。本文對(duì)一種典型的卡塞格倫光學(xué)天線的鏡體進(jìn)行了熱變形仿真，并利用了光學(xué)仿真軟件CODE-V分析了熱變形對(duì)傳輸光束傳輸質(zhì)量的影響。
1 天線鏡體的熱變形對(duì)光束傳輸?shù)挠绊?/p>
1.1 鏡體的熱變形分析
我們知道，當(dāng)鏡子的表面和內(nèi)部存在溫差時(shí)，由于玻璃的導(dǎo)熱率低，內(nèi)外部溫差產(chǎn)生的應(yīng)力能使鏡體變形并改變其表面的曲率半徑，尤其是靠近外部的區(qū)域，會(huì)出現(xiàn)所謂的“塌邊”或“翹邊”的現(xiàn)象，這一溫度效應(yīng)稱為“邊緣效應(yīng)”[2]。根據(jù)熱彈性力學(xué)理論，鏡體由于溫度的改變而產(chǎn)生的形變，主要由三部分組成：鏡體材料溫度升高而產(chǎn)生的自由熱膨脹、邊界固定后不能自由膨脹而引起的和材料的泊松比有關(guān)的形變、熱應(yīng)力而產(chǎn)生的形變[3]。
為了形象地描述鏡體的熱形變，該文利用ANSYS軟件仿真圖[4]，以常溫（20 oC）為起始溫度、壓圈法固定鏡體為例，分析了鏡體隨溫度的升高而發(fā)生的形變。圖1、圖2、圖3分別表示溫度為100 oC時(shí)鏡體在X、Y、Z方向的位移。從圖中可以看出，升溫時(shí)，天線系統(tǒng)的反射鏡面向外鼓起。鏡體在軸向方向（Z方向）的變化，對(duì)光束的傳輸影響最大，當(dāng)溫度變化為100 oC時(shí)，軸向方向（Z方向）的變形量為0.6 ?m。而當(dāng)溫度降低時(shí)，天線系統(tǒng)的反射鏡面向內(nèi)凹陷。由此表明，溫度的變化對(duì)鏡體的形變影響還是比較大的。
1.2 鏡體的熱變形對(duì)傳輸光束的影響
圖4，圖5分別描述了鏡體變形前后天線的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)圖。圖6、圖7分別描述了鏡體變形前后天線系統(tǒng)的MTF圖。圖4、圖5表明鏡體變形前，光束通過(guò)設(shè)計(jì)的卡塞格倫光學(xué)天線，光束能量集中，發(fā)射光束發(fā)散角小，光線分布均勻，實(shí)現(xiàn)了卡塞格倫光學(xué)天線收發(fā)合一的功能。圖6、圖7表明，鏡體變形后，光束在卡塞格倫光學(xué)天線中傳輸時(shí)，天線系統(tǒng)的傳輸特性變差。相應(yīng)地，卡塞格倫光學(xué)天線的效率發(fā)生了明顯的變化，光束的傳輸達(dá)不到鏡體溫度變化前的理想值。這種反射鏡面的熱變形對(duì)傳輸光束會(huì)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)、傳輸光束中心移位及光束發(fā)散等影響[5]。在空間光通信中，傳輸光束的偏轉(zhuǎn)、中心移位及光束發(fā)散會(huì)造成目標(biāo)圖像畸變、存在嚴(yán)重的像差以及圖像不清晰等等。本文設(shè)計(jì)的卡塞格倫光學(xué)天線采用了大量的反射鏡面，所以鏡面的熱變形對(duì)光束的傳輸影響很大。由此可見(jiàn)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，要在鏡面材料選擇、鏡體應(yīng)力釋放方式、鏡體大小選擇等方面進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，盡量減小由于溫度變化對(duì)鏡體產(chǎn)生的應(yīng)力，以避免出現(xiàn)像差增大和天線鏡面破裂等現(xiàn)象。
2 結(jié)語(yǔ)
該論文研究了卡塞格倫光學(xué)天線鏡體的熱變形對(duì)傳輸光束傳輸質(zhì)量的影響。光學(xué)天線的設(shè)計(jì)是空間光通信的重要發(fā)展部分，光學(xué)天線傳輸?shù)馁|(zhì)量高低直接影響到信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該考慮環(huán)境變化對(duì)系統(tǒng)的影響。
參考文獻(xiàn)
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論文摘要：通信技術(shù)的發(fā)展引領(lǐng)著社會(huì)生活的進(jìn)步。本文主要探討了高新技術(shù)在有線通信系統(tǒng)和光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。
從20世紀(jì)90年代初以來(lái)，全球向信息密集的工作方式和生活方式的轉(zhuǎn)變，推動(dòng)了通信技術(shù)的發(fā)展。然而，在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)技術(shù)知識(shí)爆炸的時(shí)代，隨著行業(yè)及社會(huì)對(duì)信息需求的不斷增長(zhǎng)和應(yīng)用的不斷深化，只有實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)在技術(shù)科技方面不斷更新，加快通信系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)化、體系化與融合化方向的演進(jìn)，才能突顯通信系統(tǒng)在社會(huì)生活領(lǐng)域支撐引領(lǐng)的作用和地位，創(chuàng)造更好的發(fā)展空間。本文筆者結(jié)合工作實(shí)踐，主要探討了現(xiàn)代高新技術(shù)在有線通信系統(tǒng)和光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。
1、分?jǐn)?shù)階Fourier變換技術(shù)在有線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
有線通信是利用電線或者光纜作為通訊傳導(dǎo)的通信形式，它通過(guò)對(duì)現(xiàn)有各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行技術(shù)改造，與下一代新建網(wǎng)絡(luò)互通和融合，成為現(xiàn)代通信系統(tǒng)的重要支柱。然而，在有線通信信道中存在各種噪聲，如果不對(duì)其進(jìn)行處理則會(huì)使誤碼率增加。因此，要消除不理想信道和噪聲對(duì)信號(hào)的影響，必須應(yīng)用新技術(shù)。分?jǐn)?shù)階Fourier變換(FRFT)的通信技術(shù)原理是以線性調(diào)頻信號(hào)(chirp)作為調(diào)制信號(hào)，利用線性調(diào)頻信號(hào)在分?jǐn)?shù)階里變換域的能量聚焦特性，通過(guò)接收機(jī)進(jìn)行路徑分集接收抑制有線通信信道多途效應(yīng)所產(chǎn)生的碼間干擾，從而提高系統(tǒng)的抗噪聲干擾和頻率選擇性衰減的能力。具體應(yīng)用程序如下：
1.1信號(hào)檢測(cè)與參數(shù)估計(jì)
分?jǐn)?shù)階Fourier變換作為一種新型的線性時(shí)頻工具，其實(shí)質(zhì)是信號(hào)在時(shí)間軸上逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)任意角度到U軸上的表示(U軸被稱為分?jǐn)?shù)階Fourier(FRF)域)，而該核是U域上的一組正交的chirp基，這就是分?jǐn)?shù)階Fourier變換的chirp基分解特性。所以，在適當(dāng)?shù)姆謹(jǐn)?shù)階Fourier域中，一個(gè)chirp信號(hào)將表現(xiàn)一個(gè)沖擊函數(shù)，即分?jǐn)?shù)階Fourier變換過(guò)程中，某個(gè)分?jǐn)?shù)階Fourier域?qū)?yīng)的chirp信號(hào)具有很好的能量聚焦性，而這種能量聚焦性對(duì)chirp信號(hào)的監(jiān)測(cè)和估計(jì)具有很好的作用。因此，在信號(hào)檢測(cè)與參數(shù)估計(jì)中，我們的基本思路是以旋轉(zhuǎn)角口為變量進(jìn)行掃描，求出觀測(cè)信號(hào)所有階次的分?jǐn)?shù)階Fourier變換，于是形成信號(hào)能量在由分?jǐn)?shù)階域U和分?jǐn)?shù)階次P組成的二維參數(shù)平面上的分布。然后，我們按域值在在此平面上進(jìn)行二維搜索，找出最大峰值位置。并根據(jù)最大峰值坐標(biāo)可以檢測(cè)出chirp信號(hào)，并估計(jì)出峰值所對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)階次P和分?jǐn)?shù)階域坐標(biāo)，估計(jì)出信號(hào)的參數(shù)。
1.2分集接收
分集接收是利用信號(hào)和信道的性質(zhì)，將接收到的多徑信號(hào)分離成互不相關(guān)的多路信號(hào)，然后將多徑衰落信道分散的能量更有效的接收起來(lái)，處理之后進(jìn)行判決，從而達(dá)到抗衰落的目的。本文采用分集合并技術(shù)，即取出那些幅度明顯大于噪聲背景的多徑分量，對(duì)它們進(jìn)行延時(shí)相加，使之在某一時(shí)刻對(duì)齊并按一定的準(zhǔn)則合并，提高多徑分集的效果。在通信系統(tǒng)中，RAKE接收機(jī)由N個(gè)并行相關(guān)器和個(gè)合并器組成，每個(gè)相關(guān)器與發(fā)射信號(hào)的一個(gè)多徑分量匹配。在N個(gè)相關(guān)器前增加時(shí)移單元，就可在時(shí)間上將所有分量對(duì)齊，從而采用相同的本地參考信號(hào)。然后，相關(guān)器組的輸出送給合并器，將合并器輸出的判決變量送到檢測(cè)器進(jìn)行判決。最后，根據(jù)接收機(jī)使用的不同合并方法，在選擇性合并方式下，在多支路接收信號(hào)中，選取信噪比最高的的支路信號(hào)作為輸出信號(hào)。
1.3峰值輸出
信噪比系數(shù)呈現(xiàn)出一個(gè)典型的振蕩特性，且振蕩頻率與振蕩幅度與時(shí)頻面的旋轉(zhuǎn)角度和輸入信號(hào)相關(guān)。因此在采用分?jǐn)?shù)階Fourier變換技術(shù)的實(shí)際使用中，在進(jìn)行近似計(jì)算處理時(shí)需要特別注意，必須對(duì)近似處理帶來(lái)的誤差進(jìn)行評(píng)估。
2、ATP系統(tǒng)在光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
隨著科技發(fā)展的日新月異，自由激光空間光通信已經(jīng)成為現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展的新熱點(diǎn)。但從技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面來(lái)講，由于激光通信具有信號(hào)光束窄、發(fā)散角小這樣的特點(diǎn)，從而導(dǎo)致APT（Acquisition Pointing Tracking)捕獲、跟蹤、瞄準(zhǔn)相距較遠(yuǎn)的運(yùn)動(dòng)體上的較窄信號(hào)光束相當(dāng)困難。ATP系統(tǒng)是由粗跟蹤和精跟蹤單元構(gòu)成的復(fù)合跟蹤系統(tǒng)，其主要功能是在粗跟蹤單元實(shí)現(xiàn)初始的捕獲和跟蹤，并將信標(biāo)光引入精跟蹤的視場(chǎng)范圍內(nèi)，然后精跟蹤單元實(shí)現(xiàn)更高帶寬的跟瞄，再將信標(biāo)光穩(wěn)定在可通信的視場(chǎng)之內(nèi)，為最終空間站光通信系統(tǒng)工程實(shí)現(xiàn)奠定了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。
2.1粗跟蹤單元
粗瞄準(zhǔn)單元由一個(gè)安裝在精密光機(jī)組件上的收發(fā)天線，萬(wàn)向支架驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及粗跟蹤探測(cè)器（CCD）組成，主要作用是捕獲目標(biāo)和完成對(duì)目標(biāo)的粗跟蹤。在捕獲階段，粗瞄準(zhǔn)機(jī)構(gòu)接收由上位機(jī)根據(jù)已知的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌跡或星歷表給出的命令信號(hào)，將望遠(yuǎn)鏡定位到對(duì)方通信終端的方向上。為確保入射的信標(biāo)光在精跟瞄控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)，必須根據(jù)粗跟蹤探測(cè)器給出的目標(biāo)脫靶量來(lái)控制萬(wàn)向支架上的望遠(yuǎn)鏡，使它的跟蹤精度必須保證系統(tǒng)的光軸處于精跟蹤探測(cè)器視場(chǎng)內(nèi)，從而把信標(biāo)光引入精跟蹤探測(cè)器的視場(chǎng)內(nèi)。
2.2精跟蹤單元
精跟蹤單元的跟蹤精度將決定整個(gè)系統(tǒng)的跟蹤精度，它要求帶寬非常高，帶寬越高，對(duì)干擾的抑制能力就越強(qiáng)，從而可加快系統(tǒng)的反應(yīng)速度，加強(qiáng)跟蹤精度。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)高帶寬高精度的精跟蹤環(huán)是整個(gè)ATP系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。在這一單元我們可采用高幀頻、高靈敏度、具有跳躍式讀出模式的面陣電荷耦合器件（CCD）傳感器。它基于深埋溝道移位寄存器技術(shù)，可以獲得非常高的讀出速率、非常低的噪聲和非常高的動(dòng)態(tài)范圍。通過(guò)由捕獲探測(cè)器（CCD）和定位探測(cè)器（OPI N）組成探測(cè)接收單元轉(zhuǎn)換，CCD完成捕獲與粗跟蹤，并將接收光引導(dǎo)至OPI N上，在OPI N中進(jìn)行誤差信號(hào)的檢測(cè)，從而提高信標(biāo)光捕捉精度。
2.3控制單元
將捕捉的信號(hào)經(jīng)放大、整形和A／D變換處理后，在計(jì)算機(jī)中按一定的數(shù)據(jù)分配流程將信號(hào)輸入。然后通過(guò)計(jì)算機(jī)給出的速度控制信號(hào)和加速度控制信號(hào)，又經(jīng)數(shù)據(jù)分配接口送入D／A轉(zhuǎn)換與處理網(wǎng)絡(luò)，使伺服電機(jī)按要求轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)天線轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)分別在水平和俯仰兩個(gè)方位轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)整天線的位置，達(dá)到自動(dòng)捕獲、跟蹤、瞄準(zhǔn)的目的。
3、結(jié)語(yǔ)
通信技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了社會(huì)生活的進(jìn)步，在未來(lái)通信技術(shù)的研究上，應(yīng)不斷探索、創(chuàng)新，追求高新技術(shù)在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】 衛(wèi)星通訊 發(fā)展方向 發(fā)展前景
一、衛(wèi)星通訊的當(dāng)前情況
1964年，國(guó)際通訊衛(wèi)星組織INTEL-SAT在美國(guó)總部成立，同年發(fā)射了地球上有史以來(lái)第一顆商用衛(wèi)星，經(jīng)過(guò)大半個(gè)世紀(jì)的不斷發(fā)展的壯大，相比較二十世紀(jì)五十年代的衛(wèi)星通訊，如今的衛(wèi)星通訊取得了許多突破性進(jìn)展。衛(wèi)星通訊被大范圍的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、商業(yè)和軍事等各個(gè)與我們息息相關(guān)的方面。在日常生活中，衛(wèi)星通訊占據(jù)了很高的地位，例如精彩絕倫語(yǔ)音廣播和電視廣播都是靠衛(wèi)星通訊提供技術(shù)支持，為偏遠(yuǎn)地區(qū)提供了必不可少的通信，也為發(fā)生了嚴(yán)重自然災(zāi)害的地方提供了緊急通信，并為各種重大事件提供了及時(shí)的實(shí)況直播。
總之，為人們?nèi)粘５纳钐峁┝司薮蟊憷?。在軍事領(lǐng)域，衛(wèi)星通訊也發(fā)揮著巨大能力。新世紀(jì)的到來(lái)，科學(xué)技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展，生產(chǎn)力也隨之增長(zhǎng)，這也為衛(wèi)星通訊技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的理論支撐和科技幫助。
二、衛(wèi)星通訊新技術(shù)
2.1星上信號(hào)處理
早期，采用透明轉(zhuǎn)發(fā)器實(shí)現(xiàn)中級(jí)傳輸是GEO衛(wèi)星通訊的常用手段，用戶可以根據(jù)自身需要，租用不同頻率的轉(zhuǎn)發(fā)器，有較強(qiáng)的靈活性是這種信道資源的一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。
2.2星上交換
支持星上交換是OBP最重要的一個(gè)作用。其中，再生式的OBP由于其能獲得各路信號(hào)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流，能支持任何方式的交換，比如程控電路交換、ATM交換和IP交換等等。特別是，IP交換的技術(shù)若能在星上實(shí)現(xiàn)，那么地面因特網(wǎng)和衛(wèi)星網(wǎng)之間的鏈接就會(huì)變得非常簡(jiǎn)單和方便。
2.3空間激光通信技術(shù)
空間激光通信技術(shù)是一項(xiàng)用激光束作為載體在自由空間進(jìn)行通信的技術(shù)，既可作為衛(wèi)星與地面之間的通信鏈路，也可以作為衛(wèi)星與衛(wèi)星之間的告訴傳輸鏈路。但由于前者在存在較濃的云霧或降雨的情況下，無(wú)法完成正常的通信，所以空間激光通信技術(shù)作為衛(wèi)星與地面的通信鏈路時(shí)，信息傳輸?shù)乃俾什惶摺４思夹g(shù)將攜帶信息的電信號(hào)調(diào)制到光束上發(fā)送，通過(guò)初定位和調(diào)整，再經(jīng)過(guò)光束的捕獲、瞄準(zhǔn)和跟蹤，在通信的兩端建立起光鏈路，從而進(jìn)行信息傳遞。
三、衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展前景
骨干網(wǎng)由計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)、有線電視網(wǎng)以及有線電信網(wǎng)三部分融合組成，除此之外，地面移動(dòng)通信蜂窩網(wǎng)通過(guò)其自身的無(wú)線核心網(wǎng)與骨干網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)，衛(wèi)星通訊網(wǎng)也通過(guò)無(wú)線核心網(wǎng)與骨干網(wǎng)建立了鏈接。近幾年，IP化是大勢(shì)所趨，正是由于衛(wèi)星通訊不斷IP化，各種各樣的不同性質(zhì)與不同業(yè)務(wù)的衛(wèi)星通訊終端都變成了類(lèi)似的因特網(wǎng)接入設(shè)備，由此可見(jiàn)一斑。需要指出的是，@里所說(shuō)的IP化不代表衛(wèi)星通訊網(wǎng)內(nèi)部的傳輸和交換全部實(shí)現(xiàn)IP化，而是將其特別的傳輸和交換方式保留，這樣對(duì)于發(fā)揮衛(wèi)星通訊的特點(diǎn)而獲得更高的衛(wèi)星資源利用率和達(dá)到更高水平的業(yè)務(wù)質(zhì)量都更有利。隨著Ka頻段的LEO衛(wèi)星群蜂窩網(wǎng)的不斷發(fā)展，使得頻率資源和通信容量大幅度增長(zhǎng)，同時(shí)，也在一定程度上降低了用戶終端的成本，衛(wèi)星通訊無(wú)線覆蓋的優(yōu)勢(shì)也得以體現(xiàn)，基于此，衛(wèi)星通訊技術(shù)在國(guó)際民用通信市場(chǎng)上占據(jù)了一席之位。但是，在我國(guó)情況有所不同，原因在于相比于國(guó)外大多數(shù)國(guó)家，我國(guó)的4G地面蜂網(wǎng)在我國(guó)民用通信市場(chǎng)上占有很大比例，使得衛(wèi)星通信接入互聯(lián)網(wǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力遠(yuǎn)不如4G。
根據(jù)我國(guó)目前的情況，衛(wèi)星通訊技術(shù)可實(shí)現(xiàn)的可用頻率的地域覆蓋密度，相比4G的地域覆蓋密度，要低好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。
數(shù)字通信和個(gè)人通信的飛快發(fā)展。在移動(dòng)衛(wèi)星通訊中，中低軌衛(wèi)星通訊有很大的發(fā)展前景，能為未來(lái)“全球個(gè)人通訊”的實(shí)現(xiàn)助力，使得人們真正地進(jìn)入個(gè)人通信時(shí)代。伴隨衛(wèi)星通信容量和速率的持續(xù)增加，以及先進(jìn)的數(shù)字通訊技術(shù)的不斷影響，數(shù)字衛(wèi)星廣播的數(shù)量的質(zhì)量都得到了很大改善，衛(wèi)星電視廣播業(yè)務(wù)的空間有十分充足，人們的文化生活水平也得到了提高。
通信衛(wèi)星的功能隨著衛(wèi)星高新技術(shù)的不斷出現(xiàn)、推廣和利用而擴(kuò)大，所應(yīng)用的領(lǐng)域也正在不斷擴(kuò)寬。在二十一世紀(jì)，衛(wèi)星通訊將擁有更廣闊的發(fā)展空間，并占據(jù)更加重要的地位。與光纖通信一起，發(fā)展成為一項(xiàng)供未來(lái)人類(lèi)通信的最為重要的手段。
參 考 文 獻(xiàn)
論文摘要：光電子器件和部件廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)距離大容量光纖通信、光存儲(chǔ)、光顯示、光互聯(lián)、光信息處理、激光加工、激光醫(yī)療和軍事武器裝備，預(yù)期還會(huì)在未來(lái)的光計(jì)算中發(fā)揮重要作用。本文將介紹國(guó)內(nèi)外光電子技術(shù)及光電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
如果說(shuō)微電子技術(shù)推動(dòng)了以計(jì)算機(jī)、因特網(wǎng)、光纖通信等為代表的信息技術(shù)的高速發(fā)展，改變了人們的生活方式，使得知識(shí)經(jīng)濟(jì)初見(jiàn)端倪，那么隨著信息技術(shù)的發(fā)展，大容量光纖通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，光電子技術(shù)將起到越來(lái)越重要的作用。美國(guó)商務(wù)部指出：“90年代，全世界的光子產(chǎn)業(yè)以比微電子產(chǎn)業(yè)高得多的速度發(fā)展，誰(shuí)在光電子產(chǎn)業(yè)方面取得主動(dòng)權(quán)，誰(shuí)就將在21世紀(jì)的尖端科技較量中奪魁”。日本《呼聲》月刊也有類(lèi)似的評(píng)論：“21世紀(jì)具有代表意義的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，第一是光電子產(chǎn)業(yè)，第二是信息通信產(chǎn)業(yè)，第三是健康和福利產(chǎn)業(yè)……”，可以斷言，光電子技術(shù)將繼微電子技術(shù)之后再次推動(dòng)人類(lèi)科學(xué)技術(shù)的革命。
1世界光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
光纖通信技術(shù)的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)當(dāng)初人們的預(yù)料，光纖已經(jīng)成為通信網(wǎng)的重要傳輸媒介，現(xiàn)在世界上大約有60%的通信業(yè)務(wù)經(jīng)光纖傳輸，到20世紀(jì)末將達(dá)到85%，但從目前光纖通信的整體水平來(lái)看，仍處于初級(jí)階段，光纖通信的巨大潛力還沒(méi)有完全開(kāi)發(fā)出來(lái)。目前，各種新技術(shù)層出不窮，密集波分復(fù)用技術(shù)（DWDM，在同一根光纖內(nèi)傳輸多路不同波長(zhǎng)的光信號(hào)，以提高單根光纖的傳輸能力）、摻鉺光纖放大器技術(shù)（EDFA，可將光信號(hào)直接放大，具有輸出功率高、噪聲小，增益帶寬等優(yōu)點(diǎn)）已取得突破性進(jìn)展并得到廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)在DWDM系統(tǒng)和光傳輸設(shè)備中，光電技術(shù)的比例將從過(guò)去比重不到10%達(dá)到90%。一種全新的、無(wú)需進(jìn)行任何光電變換的光波通信——“全光通信”，由于波分復(fù)用技術(shù)和摻鉺光纖放大器技術(shù)的進(jìn)展，也日趨成熟，將在橫跨太平洋和大西洋的通信系統(tǒng)上首次使用，給全球的通信業(yè)帶來(lái)蓬勃生機(jī)。為此提供支撐的就是半導(dǎo)體光電子器件和部件。光電子器件和技術(shù)已形成一個(gè)快速增長(zhǎng)的、巨大的光電子產(chǎn)業(yè)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著越來(lái)越大的作用。美國(guó)光電子產(chǎn)業(yè)振興協(xié)會(huì)估計(jì)，到2003年，光電子產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值將達(dá)2000億美元。
Internet應(yīng)用的飛速增長(zhǎng)對(duì)電信骨干網(wǎng)帶寬提出越來(lái)越高的需求，為滿足需求的增長(zhǎng)，人們可以鋪設(shè)更多的光纖，或靠提高單路光的信息運(yùn)載量（現(xiàn)在主干網(wǎng)可以分別工作在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性設(shè)備）。但更主要的方法卻是靠發(fā)展波分復(fù)用技術(shù)，增加光纖內(nèi)通光的路數(shù)（光波分復(fù)用的實(shí)驗(yàn)記錄已經(jīng)達(dá)到2.64Tbps）。波分復(fù)用技術(shù)的普遍運(yùn)用為光電子器件和部件提供了廣闊的、快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)。無(wú)限戰(zhàn)略公司的報(bào)告指出：“信號(hào)傳輸用1.31μm和1.55μm激光器市場(chǎng)1999年達(dá)到13億美元，比去年增加23%；1.48μm信號(hào)放大用激光器1999年市場(chǎng)份額達(dá)到1.6億美元，比去年增加33%；980nm信號(hào)放大用激光器銷(xiāo)售額達(dá)2.9億美元，比去年增長(zhǎng)121%。整個(gè)激光器市場(chǎng)的份額1999年達(dá)18億美元，預(yù)期2003年將達(dá)到30億美元”。美國(guó)通信工業(yè)研究公司（CIR）的研究預(yù)測(cè)，北美市場(chǎng)光電子部件的市場(chǎng)規(guī)模將由目前的28億美元增長(zhǎng)到2003年的61億美元，約每年增長(zhǎng)18.5%。密集波分復(fù)用設(shè)備銷(xiāo)售額也將從1998年的22億美元增加到2004年的94億美元。報(bào)告稱雖然10年內(nèi)全光通信還不會(huì)全面商業(yè)化，但是全光交換將在幾年內(nèi)成為市場(chǎng)主流，報(bào)告也指出盡管光學(xué)部件市場(chǎng)被大公司所占據(jù)，但仍有創(chuàng)新性公司進(jìn)入的可能。
2我國(guó)的光電子技術(shù)和產(chǎn)業(yè)
近10年來(lái)我國(guó)光電子技術(shù)研究在國(guó)家“863”計(jì)劃和有關(guān)部門(mén)的支持下有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展，在很多領(lǐng)域同國(guó)外先進(jìn)國(guó)家只有兩三年的距離，個(gè)別領(lǐng)域還處于世界領(lǐng)先地位國(guó)內(nèi)光電子有關(guān)產(chǎn)業(yè)基地在光電子器件、部件和子系統(tǒng)（如激光器、探測(cè)器、光收發(fā)模塊、EDFA、無(wú)源光器件）等已經(jīng)占領(lǐng)了國(guó)內(nèi)較大的市場(chǎng)份額，初步具備同國(guó)外大公司競(jìng)爭(zhēng)的能力，在毫無(wú)市場(chǎng)保護(hù)的情況下，靠自己的力量爭(zhēng)得了一席之地，市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)逐年有較大的增長(zhǎng)，個(gè)別產(chǎn)品還取得國(guó)際市場(chǎng)相關(guān)產(chǎn)品中的銷(xiāo)量最大的成績(jī)。我國(guó)相應(yīng)研究發(fā)展基地和本領(lǐng)域高技術(shù)公司的許多產(chǎn)品填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品的空白，打破國(guó)外產(chǎn)品在市場(chǎng)上的壟斷地位，同時(shí)爭(zhēng)取進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)。
摻鉺光纖放大器（EDFA）是高速大容量光纖通信系統(tǒng)必需的關(guān)鍵部件，國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)40%的份額。我國(guó)也是目前國(guó)際上少數(shù)幾個(gè)有能力研制PIC和OEIC的國(guó)家。808nm大功率激光器及其泵浦的固體綠光激光器，670nm紅光激光器已產(chǎn)品化和商品化并批量占領(lǐng)國(guó)際市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)移動(dòng)通信的光纖直放站所用的光電器件，90%使用國(guó)產(chǎn)器件，國(guó)產(chǎn)1.55μmDFB激光器戰(zhàn)勝了國(guó)外器件，占領(lǐng)了100%的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。
但是，我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到在我國(guó)光電子技術(shù)發(fā)展中，光電子器件、部件雖是光通信、光顯示、光存儲(chǔ)等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵部分，但在整個(gè)系統(tǒng)和設(shè)備成本中所占的比重較小，其產(chǎn)值較低，目前科研開(kāi)發(fā)主要處于跟蹤和小批量生產(chǎn)階段，光電子產(chǎn)業(yè)所需的規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)目前還未有實(shí)質(zhì)突破；國(guó)內(nèi)研究生產(chǎn)的光電器件和部件有相當(dāng)部分還未能滿足整機(jī)和系統(tǒng)的要求，導(dǎo)致國(guó)外器件占據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)相當(dāng)多的份額；在機(jī)制上仍未擺脫科研、生產(chǎn)、市場(chǎng)相互脫離的狀況。
關(guān)鍵詞：DWDM，光分波/合波器，光放大器
1．引言
隨著話音業(yè)務(wù)的飛速增長(zhǎng)和各種新業(yè)務(wù)的不斷涌現(xiàn)，特別是IP技術(shù)的日新月異，網(wǎng)絡(luò)容量將會(huì)受到嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。隨著EDFA進(jìn)入實(shí)用階段，DWDM――目前解決通信網(wǎng)絡(luò)容量危機(jī)的最佳方案--復(fù)用波分技術(shù)得到了極大的發(fā)展。
波分復(fù)用(WDM)技術(shù)，尤其是其中的密集波分復(fù)用(DMDM)技術(shù)除了能經(jīng)濟(jì)地使光網(wǎng)絡(luò)獲得超大傳輸容量外，還有應(yīng)用靈活方便的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)镈MDM系統(tǒng)各信道上的光信號(hào)可以具有彼此獨(dú)立的比特率和體系。用一根光纖能夠同時(shí)傳輸不同體系、不同速率（低速、高速、超高速）、不同業(yè)務(wù)類(lèi)型（圖像、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)）的多種信號(hào)。至2000年，DWDM技術(shù)已在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，該技術(shù)正邁向成熟。
2．光波分復(fù)用的基本概念
WDM是指在一根光纖中同時(shí)傳輸多波長(zhǎng)光信號(hào)的一項(xiàng)技術(shù)。
DWDM指在同一窗口中信道間隔較小的波分復(fù)用。該系統(tǒng)是在1550nm波長(zhǎng)區(qū)段內(nèi)(見(jiàn)圖1)，同時(shí)用8，16或更多個(gè)波長(zhǎng)，在一對(duì)光纖上(也可采用單光纖)構(gòu)成的光通信系統(tǒng)，其中每個(gè)波長(zhǎng)之間的間隔為1.6nm，0.8nm或更低，其對(duì)應(yīng)的帶寬約為200GHz，100GHz或更窄。
現(xiàn)在，也有用WDM來(lái)稱呼DWDM系統(tǒng)的。從本質(zhì)上講，DWDM只是WDM的一種形式，WDM更具有普遍性，DWDM缺乏很明確和準(zhǔn)確的定義。一般情況下，如果不特指1310nm/1550nm的兩波分WDM系統(tǒng)，人們談?wù)摰腤DM系統(tǒng)就是指DWDM系統(tǒng)。
3．光波分復(fù)用的關(guān)鍵技術(shù)
DWDM技術(shù)把光波作為信號(hào)的載波，在發(fā)送端采用波分復(fù)用器（合波器）將規(guī)定的不同波長(zhǎng)的信號(hào)光載波合并起來(lái)送入一根光纖進(jìn)行傳輸。在接收端，再由波分解復(fù)用器（分波器）將這些不同波長(zhǎng)承載不同信號(hào)的光載波分開(kāi)的復(fù)用方式。根據(jù)波分復(fù)用器的不同，可以復(fù)用的波長(zhǎng)數(shù)也不同。如圖1所示。論文格式，光放大器。。
DWDM系統(tǒng)中的光電器件主要包括激光器、波分復(fù)用/解復(fù)用器和光纖放大器。
圖 1 DWDM技術(shù)
3.1波分復(fù)用系統(tǒng)對(duì)光纖光源的要求
由于單模光纖具有內(nèi)部損耗低、帶寬大、易于升級(jí)擴(kuò)容和成本低的優(yōu)點(diǎn)，國(guó)際上已一致認(rèn)同DWDM系統(tǒng)將只使用單模光纖作為傳輸媒質(zhì)。目前，ITU-T已經(jīng)在G.652、G.653、G.654和G.655建議中分別定義了4種不同設(shè)計(jì)的單模光纖。
波分系統(tǒng)的光源的兩個(gè)基本要求是：①光源有標(biāo)準(zhǔn)的、穩(wěn)定的光波長(zhǎng)。②光源需要滿足長(zhǎng)距離傳輸要求。
目前最適合傳輸DWDM系統(tǒng)的光纖是G.655光纖，但在我國(guó)因?yàn)榇罅夸佋O(shè)的是G.652尾纖，所以在上10G及以上速率的信號(hào)時(shí)，需要用色散補(bǔ)償。
3.2波分復(fù)用系統(tǒng)關(guān)鍵器件--分波/合波器
波分系統(tǒng)的關(guān)鍵器件是分波/合波器。論文格式，光放大器。。合波器的主要作用是將多個(gè)信號(hào)波長(zhǎng)合在一根光纖中傳輸；分波器的主要作用是將在一根光纖中傳輸?shù)亩鄠€(gè)波長(zhǎng)信號(hào)分離。
3.3 光放大技術(shù)
光放大技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用是DWDM技術(shù)得以應(yīng)用的主要因素。
在光纖通信中光信號(hào)不失真地傳送得越遠(yuǎn)越好。由于光纖存在一定的損耗和色散，從而限制了光纖通信系統(tǒng)的傳送距離。為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的光纖傳輸，需要采用光放大器。
迄今為止，人們已研究出3種光放大器，即半導(dǎo)體激光放大器（SOA）、光纖拉曼放大器（RAMAN）和摻稀土元素的光纖放大器。摻稀土元素的光纖放大器主要有摻鉺光纖放大器（EDFA）和摻鐠光纖放大器（PDFA），其中EDFA適合于長(zhǎng)波長(zhǎng)1550nm窗口的光信號(hào)放大，而PDFA適用于1310nm窗口的光信號(hào)。論文格式，光放大器。。目前已經(jīng)達(dá)到實(shí)用化水平并在DWDM系統(tǒng)應(yīng)用的就是EDFA。PDFA尚未達(dá)到商用水平。半導(dǎo)體激光放大器（SOA），集成性好，但其放大器噪聲較大是一個(gè)急待解決的問(wèn)題；RAMAN在高速率系統(tǒng)和海底通信系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用前景。
3.4 DWDM設(shè)備工作方式
3.4.1 雙纖雙向傳輸
雙纖雙向傳輸是指一根光纖只完成一個(gè)方向光信號(hào)的傳輸，反向光信號(hào)的傳輸由另一根光纖來(lái)完成。因此，同一波長(zhǎng)在兩個(gè)方向上可以重復(fù)利用。
這種DWDM系統(tǒng)可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使一根光纖的傳輸容量擴(kuò)大幾倍至幾十倍。在長(zhǎng)途網(wǎng)中，可以根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)量的需要逐步增加波長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容，十分靈活。
3.4.2 單纖雙向傳輸
單纖雙向傳輸是指在一根光纖中實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向光信號(hào)的同時(shí)傳輸，兩個(gè)方向光信號(hào)應(yīng)安排在不同波長(zhǎng)上。單纖雙向傳輸允許單根光纖攜帶全雙工通路，通常可以比單向傳輸節(jié)約一半的光纖器件。論文格式，光放大器。。由于兩個(gè)方向傳輸?shù)男盘?hào)不交互產(chǎn)生FWM（四波混頻）產(chǎn)物，因此其總的FWM產(chǎn)物比雙纖單向傳輸少很多，但缺點(diǎn)是該系統(tǒng)需要采用特殊的措施來(lái)對(duì)付光反射，以防多徑干擾；當(dāng)需要將光信號(hào)放大以延長(zhǎng)傳輸距離時(shí)，必須采用雙向光纖放大器以及光環(huán)形器等元件，但其噪聲系數(shù)稍差。論文格式，光放大器。。
4．結(jié)論：密集波分復(fù)用是光纖通信的發(fā)展方向
一百年來(lái)，電信網(wǎng)技術(shù)發(fā)生了巨大變化，其中交換網(wǎng)、傳輸網(wǎng)經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字、從電纜到光纜、從PDH到SDH、……總之,從業(yè)務(wù)形態(tài)來(lái)說(shuō),核心通信業(yè)務(wù)的發(fā)展遵循了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從窄到寬發(fā)展的規(guī)律。論文格式，光放大器。。DWDM的成功推出是必然趨勢(shì)，DWDM技術(shù)第一次把復(fù)用方式從電信號(hào)轉(zhuǎn)移到光信號(hào)，在光域上用波分復(fù)用的方式提高傳輸速率，光信號(hào)實(shí)現(xiàn)了直接復(fù)用和放大，并且各個(gè)波長(zhǎng)彼此獨(dú)立，對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式透明，從某種意義上講，WDM技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)志著光通信時(shí)代的“真正”來(lái)臨。在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，基于WDM技術(shù)的光選路、交換技術(shù)也將得到大規(guī)劃應(yīng)用，作為通信領(lǐng)域發(fā)展最為迅速的前沿技術(shù)，WDM具有不可估量的發(fā)展?jié)摿凸饷髑巴?。所以說(shuō)光波分復(fù)用是光纖通信發(fā)展的方向。
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光纖通信的誕生與發(fā)展是電信史上的一次重要革命。光纖從提出理論到技術(shù)實(shí)現(xiàn)和今天的高速光纖通信也不過(guò)幾十年的時(shí)間。從國(guó)外的發(fā)展歷程我們可以看出，20世紀(jì)60年代中期，所研制的最好的光纖損耗在400分貝以上，1966年英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)電信研究所高錕及Hockham從理論上預(yù)言光纖損耗可降至20分貝/千米以下，日本于1969年研制出第一根通信用光纖損耗為100分貝/千米，1970年康寧公司(Corning)采用“粉末法”先后獲得了損耗低于20分貝／千米和4分貝/千米的低損耗石英光纖，1974年貝爾實(shí)驗(yàn)室(Bell)采用改進(jìn)的化學(xué)汽相沉積法制出性能優(yōu)于康寧公司的光纖產(chǎn)品。到1979年，摻鍺石英光纖在1.55千米處的損耗已經(jīng)降到0.2分貝/千米，這一數(shù)值已經(jīng)十分接近由Rayleigh散射所決定的石英光纖理論損耗極限。
目前國(guó)內(nèi)光纖光纜的生產(chǎn)能力過(guò)剩，供大于求。特種光纖如FTTH用光纖仍需進(jìn)口，但總量不大，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)光纖光纜價(jià)格與國(guó)際市場(chǎng)沒(méi)有差別，成本無(wú)法再降，已經(jīng)是零利潤(rùn)，在國(guó)際市場(chǎng)沒(méi)有太強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，出口量很小。二十年來(lái)的光技術(shù)的兩個(gè)主要發(fā)展，WDM和PON，這兩個(gè)已經(jīng)相對(duì)比較成熟。多業(yè)務(wù)傳輸發(fā)展平臺(tái)兩個(gè)方面，一方面是更有效承載以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，另一方面是向業(yè)務(wù)方面發(fā)展。AS0N的現(xiàn)狀是目前的系統(tǒng)只是在設(shè)備中，或是在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)了一些功能，但是一些核心作用還沒(méi)有達(dá)到。
二、光纖通信技術(shù)的趨勢(shì)及展望
目前在光通信領(lǐng)域有幾個(gè)發(fā)展熱點(diǎn)即超高速傳輸系統(tǒng)、超大容量WDM系統(tǒng)、光傳送聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、新一代的光纖、IPoverOptical以及光接入網(wǎng)技術(shù)。
（一）向超高速系統(tǒng)的發(fā)展
目前10Gbps系統(tǒng)已開(kāi)始大批量裝備網(wǎng)絡(luò)，主要在北美，在歐洲、日本和澳大利亞也已開(kāi)始大量應(yīng)用。但是，10Gbps系統(tǒng)對(duì)于光纜極化模色散比較敏感，而已經(jīng)鋪設(shè)的光纜并不一定都能滿足開(kāi)通和使用10Gbps系統(tǒng)的要求，需要實(shí)際測(cè)試，驗(yàn)證合格后才能安裝開(kāi)通。它的比較現(xiàn)實(shí)的出路是轉(zhuǎn)向光的復(fù)用方式。光復(fù)用方式有很多種，但目前只有波分復(fù)用(WDM)方式進(jìn)入了大規(guī)模商用階段，而其它方式尚處于試驗(yàn)研究階段。
（二）向超大容量WDM系統(tǒng)的演進(jìn)
采用電的時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)的擴(kuò)容潛力已盡，然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用率低于1％，還有99％的資源尚待發(fā)掘。如果將多個(gè)發(fā)送波長(zhǎng)適當(dāng)錯(cuò)開(kāi)的光源信號(hào)同時(shí)在一級(jí)光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復(fù)用(WDM)的基本思路。基于WDM應(yīng)用的巨大好處及近幾年來(lái)技術(shù)上的重大突破和市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)，波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展十分迅速。目前全球?qū)嶋H鋪設(shè)的WDM系統(tǒng)已超過(guò)3000個(gè)，而實(shí)用化系統(tǒng)的最大容量已達(dá)320Gbps(2×16×10Gbps)，美國(guó)朗訊公司已宣布將推出80個(gè)波長(zhǎng)的WDM系統(tǒng)，其總?cè)萘靠蛇_(dá)200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。實(shí)驗(yàn)室的最高水平則已達(dá)到2.6Tbps(13×20Gbps)。預(yù)計(jì)不久的將來(lái)，實(shí)用化系統(tǒng)的容量即可達(dá)到1Tbps的水平。
（三）實(shí)現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)
上述實(shí)用化的波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)盡管具有巨大的傳輸容量，但基本上是以點(diǎn)到點(diǎn)通信為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實(shí)現(xiàn)類(lèi)似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話，無(wú)疑將增加新一層的威力。根據(jù)這一基本思路，光光聯(lián)網(wǎng)既可以實(shí)現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性、重構(gòu)性、透明性，又允許網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)和業(yè)務(wù)量的不斷增長(zhǎng)、互連任何系統(tǒng)和不同制式的信號(hào)。
由于光聯(lián)網(wǎng)具有潛在的巨大優(yōu)勢(shì)，美歐日等發(fā)達(dá)國(guó)家投入了大量的人力、物力和財(cái)力進(jìn)行預(yù)研，特別是美國(guó)國(guó)防部預(yù)研局(DARPA)資助了一系列光聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目。光聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為繼SDH電聯(lián)網(wǎng)以后的又一新的光通信發(fā)展。建設(shè)一個(gè)最大透明的、高度靈活的和超大容量的國(guó)家骨干光網(wǎng)絡(luò)，不僅可以為未來(lái)的國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施(NJJ)奠定一個(gè)堅(jiān)實(shí)的物理基礎(chǔ)，而且也對(duì)我國(guó)下一世紀(jì)的信息產(chǎn)業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛以及國(guó)家的安全有極其重要的戰(zhàn)略意義。
（四）開(kāi)發(fā)新代的光纖
傳統(tǒng)的G.652單模光纖在適應(yīng)上述超高速長(zhǎng)距離傳送網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需要方面已暴露出力不從心的態(tài)勢(shì)，開(kāi)發(fā)新型光纖已成為開(kāi)發(fā)下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。目前，為了適應(yīng)干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的不同發(fā)展需要，已出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖，即非零色散光(G.655光纖)和無(wú)水吸收峰光纖(全波光纖)。其中，全波光纖將是以后開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)，也是現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，BPON技術(shù)無(wú)可爭(zhēng)議地將是未來(lái)寬帶接入技術(shù)的發(fā)展方向，但從當(dāng)前技術(shù)發(fā)展、成本及應(yīng)用需求的實(shí)際狀況看，它距離實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用于電信接入網(wǎng)絡(luò)這一最終目標(biāo)還會(huì)有一個(gè)較長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程。
（五）IPoverSDH與IpoverOptical
以lP業(yè)務(wù)為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是當(dāng)前世界信息業(yè)發(fā)展的主要推動(dòng)力，因而能否有效地支持JP業(yè)務(wù)已成為新技術(shù)能否有長(zhǎng)遠(yuǎn)技術(shù)壽命的標(biāo)志。目前，ATM和SDH均能支持lP，分別稱為IPoverATM和IPoverSDH兩者各有千秋。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，當(dāng)IP業(yè)務(wù)量逐漸增加，需要高于2．4吉位每秒的鏈路容量時(shí)，則有可能最終會(huì)省掉中間的SDH層，IP直接在光路上跑，形成十分簡(jiǎn)單統(tǒng)一的IP網(wǎng)結(jié)構(gòu)(IPoverOptical)。三種IP傳送技術(shù)都將在電信網(wǎng)發(fā)展的不同時(shí)期和網(wǎng)絡(luò)的不同部分發(fā)揮自己應(yīng)有的歷史作用。但從面向未來(lái)的視角看。IPoverOptical將是最具長(zhǎng)遠(yuǎn)生命力的技術(shù)。特別是隨著IP業(yè)務(wù)逐漸成為網(wǎng)絡(luò)的主導(dǎo)業(yè)務(wù)后，這種對(duì)JP業(yè)務(wù)最理想的傳送技術(shù)將會(huì)成為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)特別是骨干網(wǎng)的主導(dǎo)傳送技術(shù)。
（六）解決全網(wǎng)瓶頸的手段一光接入網(wǎng)
近幾年，網(wǎng)絡(luò)的核心部分發(fā)生了翻天覆地的變化，無(wú)論是交換，還是傳輸都己更新了好幾代。不久，網(wǎng)絡(luò)的這一部分將成為全數(shù)字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網(wǎng)絡(luò)，而另一方面，現(xiàn)存的接入網(wǎng)仍然是被雙絞線銅線主宰的(90％以上)、原始落后的模擬系統(tǒng)。兩者在技術(shù)上存在巨大的反差，制約全網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。為了能從根本上徹底解決這一問(wèn)題，必須大力發(fā)展光接入網(wǎng)技術(shù)。因?yàn)楣饨尤刖W(wǎng)有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）減少維護(hù)管理費(fèi)用和故障率；（2）配合本地網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，減少節(jié)點(diǎn)，擴(kuò)大覆蓋；（3）充分利用光纖化所帶來(lái)的一系列好處；（4）建設(shè)透明光網(wǎng)絡(luò)，迎接多媒體時(shí)代。
參考文獻(xiàn)：
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