光纤通信技术和发展趋势new.doc

1、 主 题 词 或 关 键 词 : 信 息 科 学 光 波 光 纤 通 信 技 术 光 纤 由 内 芯 和 包 层 组 成 ， 内 芯 一 般 为 几 十 微 米 或 几 微 米 ， 比 一 根 头 发 丝还 细 ； 外 面 层 称 为 包 层 ， 包 层 的 作 用 就 是 保 护 光 纤 。 编 辑 本 段 发 展 历 史光 纤 通 信 是 利 用 光 波 作 载 波 ， 以 光 纤 作 为 传 输 媒 质 将 信 息 从 一 处 传 至 另一 处 的 通 信 方 式 。 年 英 籍 华 人 高 锟 博 士 发 表 了 一 篇 划 时 代 性 的 论文 ， 他 提 出 利 用 带 有 包 层

2、 材 料 的 石 英 玻 璃 光 学 纤 维 ， 能 作 为 通 信 媒 质 。 从此 ， 开 创 了 光 纤 通 信 领 域 的 研 究 工 作 。 年 美 国 在 芝 加 哥 相 距 米 的 两 电 话 局 之 间 ， 首 次 用 多 模 光 纤 成 功 地 进 行 了 光 纤 通 信 试 验 。 微 米 波 段 的 多 模 光 纤 为 第 一 代 光 纤 通 信 系 统 。 年 又 实 现 了 两电 话 局 间 使 用 . 微 米 多 模 光 纤 的 通 信 系 统 ， 为 第 二 代 光 纤 通 信 系 统 。 年 实 现 了 . 微 米 单 模 光 纤 的 通 信 系 统 ， 即 第

3、 三 代 光 纤 通 信 系 统 。 年 代 中 后 期 又 实 现 了 . 微 米 单 模 光 纤 通 信 系 统 ， 即 第 四 代 光 纤 通信 系 统 。 用 光 波 分 复 用 提 高 速 率 ， 用 光 波 放 大 增 长 传 输 距 离 的 系 统 ， 为 第 五代 光 纤 通 信 系 统 。 新 系 统 中 ， 相 干 光 纤 通 信 系 统 ， 已 达 现 场 实 验 水 平 ， 将 得到 应 用 。 光 孤 子 通 信 系 统 可 以 获 得 极 高 的 速 率 ， 世 纪 末 或 世 纪 初 可能 达 到 实 用 化 。 在 该 系 统 中 加 上 光 纤 放 大 器 有

4、 可 能 实 现 极 高 速 率 和 极 长 距离 的 光 纤 通 信 。 编 辑 本 段 组 成 结 构就 光 纤 通 信 技 术 本 身 来 说 ， 应 该 包 括 以 下 几 个 主 要 部 分 :光 纤 光 缆 技 术 、光 交 换 技 术 传 输 技 术 、 光 有 源 器 件 、 光 无 源 器 件 以 及 光 网 络 技 术 等 。 光 纤 光 缆 技 术光 纤 技 术 的 进 步 可 以 从 两 个 方 面 来 说 明 : 一 是 通 信 系 统 所 用 的 光 纤 ; 二 是 特 种 光 纤 。 早 期 光 纤 的 传 输 窗 口 只 有 3 个 ， 即 850nm(第 一

5、窗 口 )、1310nm(第 二 窗 口 )以 及 1550nm(第 三 窗 口 )。 近 几 年 相 继 开 发 出 第 四 窗 口 (L波 段 )、 第 五 窗 口 (全 波 光 纤 )以 及 S 波 段 窗 口 。 其 中 特 别 重 要 的 是 无 水 峰的 全 波 窗 口 。 这 些 窗 口 开 发 成 功 的 巨 大 意 义 就 在 于 从 1280nm 到 1625nm 的广 阔 的 光 频 范 围 内 ， 都 能 实 现 低 损 耗 、 低 色 散 传 输 ， 使 传 输 容 量 几 百 倍 、 几千 倍 甚 至 上 万 倍 的 增 长 。 这 一 技 术 成 果 将 带 来

6、巨 大 的 经 济 效 益 。 另 一 方 面 是特 种 光 纤 的 开 发 及 其 产 业 化 ， 这 是 一 个 相 当 活 跃 的 领 域 。 特 种 光 纤 具 体 有 以 下 几 种 : 1. 有 源 光 纤 这 类 光 纤 主 要 是 指 掺 有 稀 土 离 子 的 光 纤 。 如 掺 铒 (Er3+)、 掺 钕 (Nb3+)、掺 镨 (Pr3+)、 掺 镱 (Yb3+)、 掺 铥 (Tm3+)等 ， 以 此 构 成 激 光 活 性 物 质 。 这 是制 造 光 纤 光 放 大 器 的 核 心 物 质 。 不 同 掺 杂 的 光 纤 放 大 器 应 用 于 不 同 的 工 作 波段

7、 ， 如 掺 饵 光 纤 放 大 器 (EDFA)应 用 于 1550nm 附 近 (C、 L 波 段 );掺 镨 光 纤 放大 器 (PDFA)主 要 应 用 于 1310nm 波 段 ;掺 铥 光 纤 放 大 器 (TDFA)主 要 应 用 于 S波 段 等 。 这 些 掺 杂 光 纤 放 大 器 与 喇 曼 (Raman)光 纤 放 大 器 一 起 给 光 纤 通 信 技术 带 来 了 革 命 性 的 变 化 。 它 的 显 著 作 用 是 :直 接 放 大 光 信 号 ， 延 长 传 输 距 离 ;在光 纤 通 信 网 和 有 线 电 视 网 (CATV 网 )中 作 分 配 损 耗

8、补 偿 ;此 外 ， 在 波 分 复 用(WDM)系 统 中 及 光 孤 子 通 信 系 统 中 是 不 可 缺 少 的 关 键 元 器 件 。 正 因 为 有 了 光纤 放 大 器 ， 才 能 实 现 无 中 继 器 的 百 万 公 里 的 光 孤 子 传 输 。 也 正 是 有 了 光 纤 放大 器 ， 不 仅 能 使 WDM 传 输 的 距 离 大 幅 度 延 长 ， 而 且 也 使 得 传 输 的 性 能 最 佳 化 。2. 色 散 补 偿 光 纤 (Dispersion Compensation Fiber， DCF) 常 规 G.652 光 纤 在 1550nm 波 长 附 近 的

9、 色 散 为 17ps/nmkm。 当 速 率 超过 2.5Gb/s 时 ， 随 着 传 输 距 离 的 增 加 ， 会 导 致 误 码 。 若 在 CATV 系 统 中 使 用 ，会 使 信 号 失 真 。 其 主 要 原 因 是 正 色 散 值 的 积 累 引 起 色 散 加 剧 ， 从 而 使 传 输 特性 变 坏 。 为 了 克 服 这 一 问 题 ， 必 须 采 用 色 散 值 为 负 的 光 纤 ， 即 将 反 色 散 光纤 串 接 入 系 统 中 以 抵 消 正 色 散 值 ， 从 而 控 制 整 个 系 统 的 色 散 大 小 。 这 里 的 反色 散 光 纤 就 是 所 谓

10、的 色 散 补 偿 光 纤 。 在 1550nm 处 ， 反 色 散 光 纤 的 色 散 值 通常 在 -50200ps/nmkm。 为 了 得 到 如 此 高 的 负 色 散 值 ， 必 须 将 其 芯 径 做 得 很小 ， 相 对 折 射 率 差 做 得 很 大 ， 而 这 种 作 法 往 往 又 会 导 致 光 纤 的 衰 耗 增 加(0.51dB/km)。 色 散 补 偿 光 纤 是 利 用 基 模 波 导 色 散 来 获 得 高 的 负 色 散 值 ， 通常 将 其 色 散 与 衰 减 之 比 称 作 质 量 因 数 ， 质 量 因 数 当 然 越 大 越 好 。 为 了 能 在 整

11、个 波 段 均 匀 补 偿 常 规 单 模 光 纤 的 色 散 ， 最 近 又 开 发 出 一 种 既 补 偿 色 散 又 能 补偿 色 散 斜 率 的 “双 补 偿 “光 纤 (DDCF)。 该 光 纤 的 特 点 是 色 散 斜 率 之 比 (RDE)与 常 规 光 纤 相 同 ， 但 符 号 相 反 ， 所 以 更 适 合 在 整 个 波 形 内 的 均 衡 补 偿 。 3. 光 纤 光 栅 (Fiber Grating) 光 纤 光 栅 是 利 用 光 纤 材 料 的 光 敏 性 在 紫 外 光 的 照 射 (通 常 称 为 紫 外 光 “写 入 “)下 ， 于 光 纤 芯 部 产 生

12、 周 期 性 的 折 射 率 变 化 (即 光 栅 )而 制 成 的 。 使 用的 是 掺 锗 光 纤 ， 在 相 位 掩 膜 板 的 掩 蔽 下 ， 用 紫 外 光 照 射 (在 载 氢 气 氛 中 )，使 纤 芯 的 折 射 率 产 生 周 期 性 的 变 化 ， 然 后 经 退 火 处 理 后 可 长 期 保 存 。 相 位 掩膜 板 实 际 上 为 一 块 特 殊 设 计 的 光 栅 ， 其 正 负 一 级 衍 射 光 相 交 形 成 干 涉 条 纹 ，这 样 就 在 纤 芯 逐 渐 产 生 成 光 栅 。 光 栅 周 期 模 板 周 期 的 二 分 之 一 。 众 所 周 知 ，光

13、栅 本 身 是 一 种 选 频 器 件 ， 利 用 光 纤 光 栅 可 以 制 作 成 许 多 重 要 的 光 无 源 器 件及 光 有 源 器 件 。 例 如 :色 散 补 偿 器 、 增 益 均 衡 器 、 光 分 插 复 用 器 、 光 滤 波 器 、光 波 复 用 器 、 光 模 或 转 换 器 、 光 脉 冲 压 缩 器 、 光 纤 传 感 器 以 及 光 纤 激 光 器 等 。4. 多 芯 单 模 光 纤 (Multi-Coremono-Mode Fiber， MCF) 多 芯 光 纤 是 一 个 共 用 外 包 层 、 内 含 有 多 根 纤 芯 、 而 每 根 纤 芯 又 有

14、自 己 的内 包 层 的 单 模 光 纤 。 这 种 光 纤 的 明 显 优 势 是 成 本 较 低 ,生 产 成 本 较 普 通 的 光纤 约 低 50%。 此 外 ， 这 种 光 纤 可 以 提 高 成 缆 的 集 成 密 度 ， 同 时 也 可 降 低 施 工成 本 。 以 上 是 光 纤 技 术 在 近 几 年 里 所 取 得 的 主 要 成 就 。 至 于 光 缆 方 面 的 成 就 ，我 们 认 为 主 要 表 现 在 带 状 光 缆 的 开 发 成 功 及 批 量 化 生 产 方 面 。 这 种 光 缆 是 光纤 接 入 网 及 局 域 网 中 必 备 的 一 种 光 缆 。 目

15、 前 光 缆 的 含 纤 数 量 达 千 根 以 上 ， 有力 地 保 证 了 接 入 网 的 建 设 。 光 有 源 器 件光 有 源 器 件 的 研 究 与 开 发 本 来 是 一 个 最 为 活 跃 的 领 域 ， 但 由 于 前 几 年 已取 得 辉 煌 的 成 果 ， 所 以 当 今 的 活 动 空 间 已 大 大 缩 小 。 超 晶 格 结 构 材 料 与 量 子阱 器 件 ， 目 前 已 完 全 成 熟 ， 而 且 可 以 大 批 量 生 产 ， 已 完 全 商 品 化 ， 如 多 量 子阱 激 光 器 (MQW-LD， MQW-DFBLD)。 除 此 之 外 ， 目 前 已 在

16、 下 列 几 方 面 取 得 重 大 成 就 。 1. 集 成 器 件 这 里 主 要 指 光 电 集 成 (OEIC)已 开 始 商 品 化 ， 如 分 布 反 馈 激 光 器 (DFB-LD)与 电 吸 收 调 制 器 (EAMD)的 集 成 ， 即 DFB-EA， 已 开 始 商 品 化 ;其 它 发 射 器件 的 集 成 ， 如 DFB-LD、 MQW-LD 分 别 与 MESFET 或 HBT 或 HEMT 的 集 成 ;接 收器 件 的 集 成 主 要 是 PIN、 金 属 、 半 导 体 、 金 属 探 测 器 分 别 与 MESFET 或 HBT或 HEMT 的 前 置 放 大

17、 电 路 的 集 成 。 虽 然 这 些 集 成 都 已 获 得 成 功 ， 但 还 没 有 商品 化 。 2. 垂 直 腔 面 发 射 激 光 器 (VCSEL) 由 于 便 于 集 成 和 高 密 度 应 用 ， 垂 直 腔 面 发 射 激 光 器 受 到 广 泛 重 视 。 这 种结 构 的 器 件 已 在 短 波 长 (ALGaAs/GaAs)方 面 取 得 巨 大 的 成 功 ， 并 开 始 商 品 化 ;在长 波 长 (InGaAsF/InP)方 面 的 研 制 工 作 早 已 开 始 进 行 ， 目 前 也 有 少 量 商 品 。可 以 断 言 ， 垂 直 腔 面 发 射 激 光

18、 器 将 在 接 入 网 、 局 域 网 中 发 挥 重 大 作 用 。 3. 窄 带 响 应 可 调 谐 集 成 光 子 探 测 器 由 于 DWDM 光 网 络 系 统 信 道 间 隔 越 来 越 小 ， 甚 至 到 0.1nm。 为 此 ， 探 测器 的 响 应 谱 半 宽 也 应 基 本 上 达 到 这 个 要 求 。 恰 好 窄 带 探 测 器 有 陡 锐 的 响 应 谱特 性 ， 能 够 满 足 这 一 要 求 。 集 F-P 腔 滤 波 器 和 光 吸 收 有 源 层 于 一 体 的 共 振 腔增 强 (RCE)型 探 测 器 能 提 供 一 个 重 要 的 全 面 解 决 方

19、案 。 4. 基 于 硅 基 的 异 质 材 料 的 多 量 子 阱 器 件 与 集 成 (SiGe/Si MQW) 这 方 面 的 研 究 是 一 大 热 点 。 众 所 周 知 ， 硅 (Si)、 锗 (Ge)是 简 接 带 源 材料 ， 发 光 效 率 很 低 ， 不 适 合 作 光 电 子 器 件 ， 但 是 Si 材 料 的 半 导 体 工 艺 非 常成 熟 。 于 是 人 们 设 想 ， 利 用 能 带 剪 裁 工 程 使 物 质 改 性 ， 以 达 到 在 硅 基 基 础 上制 作 光 电 子 器 件 及 其 集 成 (主 要 是 实 现 光 电 集 成 ， 即 OEIC)的 目

20、 的 ， 这 方 面已 取 得 巨 大 成 就 。 在 理 论 上 有 众 多 的 创 新 ， 在 技 术 上 有 重 大 的 突 破 ， 器 件 水平 日 趋 完 善 。 光 无 源 器 件光 无 源 器 件 与 光 有 源 器 件 同 样 是 不 可 缺 少 的 。 由 于 光 纤 接 入 网 及 全 光网 络 的 发 展 ， 导 致 光 无 源 器 件 的 发 展 空 前 地 热 门 。 常 规 的 常 用 器 件 已 达 到 一定 的 产 业 规 模 ， 品 种 和 性 能 也 得 到 了 极 大 的 扩 展 和 改 善 。 所 谓 光 无 源 器 件 就是 指 光 能 量 消 耗 型

21、 器 件 、 其 种 类 繁 多 、 功 能 各 异 ， 在 光 通 信 系 统 及 光 网 络 中主 要 的 作 用 是 : 连 接 光 波 导 或 光 路 ; 控 制 光 的 传 播 方 向 ;控 制 光 功 率 的 分 配 ; 控 制 光 波 导 之 间 、 器 件 之 间 和 光 波 导 与 器 件 之 间 的 光 耦 合 ; 合 波 与 分 波 ; 光 信 道 的 上 下 与 交 叉 连 接 等 。 早 期 的 几 种 光 无 源 器 件 已 商 品 化 。 其 中 光 纤活 动 连 接 器 无 论 在 品 种 和 产 量 方 面 都 已 有 相 当 大 的 规 模 ， 不 仅 满

22、足 国 内 需 要 ，而 且 有 少 量 出 口 。 光 分 路 器 (功 分 器 )、 光 衰 减 器 和 光 隔 离 器 已 有 小 批 量 生产 。 随 着 光 纤 通 信 技 术 的 发 展 ， 相 继 又 出 现 了 许 多 光 无 源 器 件 ， 如 环 行 器 、色 散 补 偿 器 、 增 益 平 衡 器 、 光 的 上 下 复 用 器 、 光 交 叉 连 接 器 、 阵 列 波 导 光 栅CAWG 等 等 。 这 些 都 还 处 于 研 发 阶 段 或 试 生 产 阶 段 ， 有 的 也 能 提 供 少 量 商 品 。按 光 纤 通 信 技 术 发 展 的 一 般 规 律 来

23、看 ， 当 光 纤 接 入 网 大 规 模 兴 建 时 ， 光 无 源器 件 的 需 求 量 远 远 大 于 对 光 有 源 器 件 的 需 求 。 这 主 要 是 由 于 接 入 网 的 特 点 所决 定 的 。 接 入 网 的 市 场 约 为 整 个 通 信 市 场 的 三 分 之 一 。 因 而 ， 接 入 网 产 品 有巨 大 的 市 场 及 潜 在 的 市 场 。 光 复 用 技 术光 复 用 技 术 种 类 很 多 ， 其 中 最 为 重 要 的 是 波 分 复 用 (WDM)技 术 和 光 时 分复 用 (OTDM)技 术 。 光 复 用 技 术 是 当 今 光 纤 通 信 技

24、术 中 最 为 活 跃 的 一 个 领 域 ，它 的 技 术 进 步 极 大 地 推 动 光 纤 通 信 事 业 的 发 展 ， 给 传 输 技 术 带 来 了 革 命 性 的变 革 。 波 分 复 用 当 前 的 商 业 水 平 是 273 个 或 更 多 的 波 长 ， 研 究 水 平 是 1022个 波 长 (能 传 输 368 亿 路 电 话 )， 近 期 的 潜 在 水 平 为 几 千 个 波 长 ， 理 论 极 限 约为 15000 个 波 长 (包 括 光 的 偏 振 模 色 散 复 用 ， OPDM)。 据 1999 年 5 月 多 伦 多的 Light Management

25、Group Inc ofToronto 演 示 报 导 ， 在 一 根 光 纤 中 传 送了 65536 个 光 波 ， 把 PC 数 字 信 号 传 送 到 200m 的 广 告 板 上 ， 并 采 用 声 光 控制 技 术 ， 这 说 明 了 密 集 波 分 复 用 技 术 的 潜 在 能 力 是 巨 大 的 。 OTDM 是 指 在 一个 光 频 率 上 ， 在 不 同 的 时 刻 传 送 不 同 的 信 道 信 息 。 这 种 复 用 的 传 输 速 度 已 达到 320Gb/s 的 水 平 。 若 将 DWDM 与 OTDM 相 结 合 ， 则 会 使 复 用 的 容 量 增 加 得

26、更 大 ， 如 虎 添 翼 。 光 放 大 技 术光 放 大 器 的 开 发 成 功 及 其 产 业 化 是 光 纤 通 信 技 术 中 的 一 个 非 常 重 要 的 成果 ， 它 大 大 地 促 进 了 光 复 用 技 术 、 光 孤 子 通 信 以 及 全 光 网 络 的 发 展 。 顾 名思 义 ， 光 放 大 器 就 是 放 大 光 信 号 。 在 此 之 前 ， 传 送 信 号 的 放 大 都 是 要 实 现 光电 变 换 及 电 光 变 换 ， 即 O/E/O 变 换 。 有 了 光 放 大 器 后 就 可 直 接 实 现 光 信 号 放大 。 光 放 大 器 主 要 有 3 种

27、 :光 纤 放 大 器 、 拉 曼 放 大 器 以 及 半 导 体 光 放 大 器 。光 纤 放 大 器 就 是 在 光 纤 中 掺 杂 稀 土 离 子 (如 铒 、 镨 、 铥 等 )作 为 激 光 活 性 物质 。 每 一 种 掺 杂 剂 的 增 益 带 宽 是 不 同 的 。 掺 铒 光 纤 放 大 器 的 增 益 带 较 宽 ，覆 盖 S、 C、 L 频 带 ; 掺 铥 光 纤 放 大 器 的 增 益 带 是 S 波 段 ;掺 镨 光 纤 放 大 器 的增 益 带 在 1310nm 附 近 。 而 喇 曼 光 放 大 器 则 是 利 用 喇 曼 散 射 效 应 制 作 成 的 光放 大

28、 器 ， 即 大 功 率 的 激 光 注 入 光 纤 后 ， 会 发 生 非 线 性 效 应 ?喇 曼 散 射 。 在 不断 发 生 散 射 的 过 程 中 ， 把 能 量 转 交 给 信 号 光 ， 从 而 使 信 号 光 得 到 放 大 。 由 此不 难 理 解 ， 喇 曼 放 大 是 一 个 分 布 式 的 放 大 过 程 ， 即 沿 整 个 线 路 逐 渐 放 大 的 。其 工 作 带 宽 可 以 说 是 很 宽 的 ， 几 乎 不 受 限 制 。 这 种 光 放 大 器 已 开 始 商 品 化 了 ，不 过 相 当 昂 贵 。 半 导 体 光 放 大 器 (S0A)一 般 是 指 行

29、 波 光 放 大 器 ， 工 作 原 理 与半 导 体 激 光 器 相 类 似 。 其 工 作 带 宽 是 很 宽 的 。 但 增 益 幅 度 稍 小 一 些 ， 制 造 难度 较 大 。 这 种 光 放 大 器 虽 然 已 实 用 了 ， 但 产 量 很 小 。 到 此 ， 我 们 系 统 、 全 面 地 评 论 了 光 纤 通 信 技 术 的 重 大 进 展 ， 至 于 光 纤 通信 技 术 的 发 展 方 向 ， 可 以 概 括 为 两 个 方 面 : 一 是 超 大 容 量 、 超 长 距 离 的 传输 与 交 换 技 术 ; 二 是 全 光 网 络 技 术 。 光 交 换 技 术随

30、着 通 信 网 络 逐 渐 向 全 光 平 台 发 展 ， 网 络 的 优 化 、 路 由 、 保 护 和 自 愈 功能 在 光 通 信 领 域 中 越 来 越 重 要 。 采 用 光 交 换 技 术 可 以 克 服 电 子 交 换 的 容 量 瓶颈 问 题 ， 实 现 网 络 的 高 速 率 和 协 议 透 明 性 ， 提 高 网 络 的 重 构 灵 活 性 和 生 存 性 ，大 量 节 省 建 网 和 网 络 升 级 成 本 。 目 前 ， 光 交 换 技 术 可 分 成 光 的 电 路 交 换（ OCS） 和 光 分 组 交 换 （ OPS） 两 种 主 要 类 型 。 光 的 电 路

31、交 换 类 似 于 现 存 的 电路 交 换 技 术 ， 采 用 OXC、 OADM 等 光 器 件 设 置 光 通 路 ， 中 间 节 点 不 需 要 使 用 光缓 存 ， 目 前 对 OCS 的 研 究 已 经 较 为 成 熟 。 根 据 交 换 对 象 的 不 同 OCS 又 可 以分 为 ： （ 1） 光 时 分 交 换 技 术 ， 时 分 复 用 是 通 信 网 中 普 遍 采 用 的 一 种 复 用方 式 ， 时 分 光 交 换 就 是 在 时 间 轴 上 将 复 用 的 光 信 号 的 时 间 位 置 t1 转 换 成 另一 个 时 间 位 置 t2 （ 2） 光 波 分 交 换

32、 技 术 ， 是 指 光 信 号 在 网 络 节 点 中 不 经过 光 /电 转 换 ， 直 接 将 所 携 带 的 信 息 从 一 个 波 长 转 移 到 另 一 个 波 长 上 。 （ 3） 光 空 分 交 换 技 术 ， 即 根 据 需 要 在 两 个 或 多 个 点 之 间 建 立 物 理 通 道 ， 这个 通 道 可 以 是 光 波 导 也 可 以 是 自 由 空 间 的 波 束 ， 信 息 交 换 通 过 改 变 传 输 路 径来 完 成 （ 4） 光 码 分 交 换 技 术 ， 光 码 分 复 用 （ OCDMA） 是 一 种 扩 频 通 信 技术 ， 不 同 户 的 信 号 用

33、 互 成 正 交 的 不 同 码 序 列 填 充 ， 接 受 时 只 要 用 与 发 送 方 相同 的 法 序 列 进 行 相 关 接 受 ， 即 可 恢 复 原 用 户 信 息 。 光 码 分 交 换 的 原 理 就 是 将某 个 正 交 码 上 的 光 信 号 交 换 到 另 一 个 正 交 码 上 ， 实 现 不 同 码 子 之 间 的 交 换 。 编 辑 本 段 中 国 光 纤 通 信 发 展 史光 纤 通 信 的 发 展 极 其 迅 速 ， 至 年 底 ， 全 球 已 敷 设 光 缆 万千 米 ， 到 年 已 超 过 万 千 米 。 光 纤 通 信 在 单 位 时 间 内 能 传 输

34、的 信 息 量 大 。 一 对 单 模 光 纤 可 同 时 开 通 个 电 话 ， 而 且 它 还 在 飞 速发 展 。 光 纤 通 信 的 建 设 费 用 正 随 着 使 用 数 量 的 增 大 而 降 低 ， 同 时 它 具 有 体 积小 ， 重 量 轻 ， 使 用 金 属 少 ， 抗 电 磁 干 扰 、 抗 辐 射 性 强 ， 保 密 性 好 ， 频 带 宽 ，抗 干 扰 性 好 ， 防 窃 听 、 价 格 便 宜 等 优 点 。 起 航1973 年 ， 世 界 光 纤 通 信 尚 未 实 用 。 邮 电 部 武 汉 邮 电 科 学 研 究 院 （ 当 时是 武 汉 邮 电 学 院 ）

35、就 开 始 研 究 光 纤 通 信 。 由 于 武 汉 邮 电 科 学 研 究 院 采 用 了 石英 光 纤 、 半 导 体 激 光 器 和 编 码 制 式 通 信 机 正 确 的 技 术 路 线 ， 使 我 国 在 发 展 光纤 通 信 技 术 上 少 走 了 不 少 弯 路 ， 从 而 使 我 国 光 纤 通 信 在 高 新 技 术 中 与 发 达 国家 有 较 小 的 差 距 。 自 主 研 发我 国 研 究 开 发 光 纤 通 信 正 处 于 十 年 动 乱 时 期 ， 处 于 封 闭 状 态 。 国 外 技 术基 本 无 法 借 鉴 ， 纯 属 自 己 摸 索 ， 一 切 都 要 自

36、 己 搞 ， 包 括 光 纤 、 光 电 子 器 件 和光 纤 通 信 系 统 。 就 研 制 光 纤 来 说 ， 原 料 提 纯 、 熔 炼 车 床 、 拉 丝 机 ， 还 包 括 光纤 的 测 试 仪 表 和 接 续 工 具 也 全 都 要 自 己 开 发 ， 困 难 极 大 。 武 汉 邮 电 科 学 研 究院 ， 考 虑 到 保 证 光 纤 通 信 最 终 能 为 经 济 建 设 所 用 ， 开 展 了 全 面 研 究 ， 除 研 制光 纤 外 ， 还 开 展 光 电 子 器 件 和 光 纤 通 信 系 统 的 研 制 ， 使 我 国 至 今 具 有 了 完 整的 光 纤 通 信 产

37、业 。 实 用 期1978 年 改 革 开 放 后 ， 光 纤 通 信 的 研 发 工 作 大 大 加 快 。 上 海 、 北 京 、 武汉 和 桂 林 都 研 制 出 光 纤 通 信 试 验 系 统 。 1982 年 邮 电 部 重 点 科 研 工 程 “八 二工 程 ”在 武 汉 开 通 。 该 工 程 被 称 为 实 用 化 工 程 ， 要 求 一 切 是 商 用 产 品 而 不 是试 验 品 ， 要 符 合 国 际 CCITT 标 准 ， 要 由 设 计 院 设 计 、 工 人 施 工 ， 而 不 是 科 技人 员 施 工 。 从 此 中 国 的 光 纤 通 信 进 入 实 用 阶 段

38、 。 在 20 世 纪 80 年 代 中 期 ， 数 字 光 纤 通 信 的 速 率 已 达 到 144Mb/s， 可 传送 1980 路 电 话 ， 超 过 同 轴 电 缆 载 波 。 于 是 ， 光 纤 通 信 作 为 主 流 被 大 量 采 用 ，在 传 输 干 线 上 全 面 取 代 电 缆 。 经 过 国 家 “六 五 ”、 “七 五 ”、 “八 五 ”和“九 五 ”计 划 ， 中 国 已 建 成 “八 纵 八 横 ”干 线 网 ， 连 通 全 国 各 省 区 市 。 现 在 ，中 国 已 敷 设 光 缆 总 长 约 250 万 公 里 。 光 纤 通 信 已 成 为 中 国 通 信

39、 的 主 要 手 段 。在 国 家 科 技 部 、 计 委 、 经 委 的 安 排 下 ， 1999 年 中 国 生 产 的 82.5Gb/sWDM系 统 首 次 在 青 岛 至 大 连 开 通 ， 随 之 沈 阳 至 大 连 的 322.5Gb/sWDM 光 纤 通 信系 统 开 通 。 2005 年 3.2Tbps 超 大 容 量 的 光 纤 通 信 系 统 在 上 海 至 杭 州 开 通 ，是 至 今 世 界 容 量 最 大 的 实 用 线 路 。 前 景中 国 已 建 立 了 一 定 规 模 的 光 纤 通 信 产 业 。 中 国 生 产 的 光 纤 光 缆 、 半 导体 光 电 子

40、器 件 和 光 纤 通 信 系 统 能 供 国 内 建 设 ， 并 有 少 量 出 口 。 有 人 认 为 ， 我 国 光 纤 通 信 主 要 干 线 已 经 建 成 ， 光 纤 通 信 容 量 达 到Tbps， 几 乎 用 不 完 ， 再 则 2000 年 的 IT 泡 沫 ， 使 光 纤 的 价 格 低 到 每 公 里100 元 ， 几 乎 无 利 可 图 。 因 此 不 要 发 展 光 纤 通 信 技 术 了 。 但 光 纤 本 身 制 造 属 性 决 定 ， 光 纤 仍 然 有 较 大 的 发 展 空 间 ： 新 光 纤 研 制 ，光 子 晶 体 。 实 际 上 ， 特 别 是 中 国 ， 省 内 农 村 有 许 多 空 白 需 要 建 设 ； 3G 移 动 通 信 网的 建 设 也 需 要 光 纤 网 来 支 持 ； 随 着 宽 带 业 务 的 发 展 、 网 络 需 要 扩 容 等 ， 光 纤通 信 仍 有 巨 大 的 市 场 。 现 在 每 年 光 纤 通 信 设 备 和 光 缆 的 销 售 量 是 上 升 的 。