1、3-1光纤通信技术的应用李斌 08101100219 电子信息工程（2）班摘要：光纤通信因其独有的优势，受到各国的重视，并成为现有的重要通信方式。因此，对光纤特性的研究就显得尤为重要。本文将简述光纤通信的产生及发展以及再生活中的应用。光纤通信是以光波为信息载体，通过光纤来传递的一种通信设施。因为它具有容量大，传输距离远，传输速度快，经济等特点，所以在当今被广泛应用。关键字：光纤 信号传输 光纤接入1、光纤的产生及背景随着社会的发展，信息传输与交换量与日俱增，传统的通信方式已不能满足人们的需要。为了扩大通信容量，通信方式从中波、短波发展到微波、毫米波，这实际上就是通过提高通通信载波频率来扩大通信
2、容量的。要发展光通信，最重要的问题就是要寻找适用于光通信的光源和传输介质。1970 年，光纤和激光器这两个科研成果同时问世，拉开了光纤通信的帷幕，所以我们把 1970 年称为光纤通信的“元年” 。1960 年，美国的梅曼（T.H.Maiman）发明了红宝石激光器，它可以产生单色相干光，使高速信息的光调制成为可能。和普通光相比，激光具有波谱宽度窄，方向性极好，亮度极高，以及频率和相位较一致的良好特性。激光是一种高度相干光，它的特性和无线电波相似，是一种理想的光载波。但是，红宝石激光器发出的光束不容易耦合进光纤中传输，其耦合效率是极低的，因此需要研制小型化的激光光源。激光器的发明和应用，使沉睡了
3、80 年的光通信进入一个崭新的阶段。二、光纤通信技术现状及其发展光纤通信的发展史虽然只有二三十年，但由于它无比的优越性，使它成为了现代化通信网络中最为重要的传输媒介。总体来说，光纤通信的发展大致分为 4 个阶段：第一阶段（19661976 年）是冲基础研究到商业应用的开发时期。 第二阶段（19761986 年）是以提高传输速率和增加传输距离为研究目标的大力推广应用的大发展时期。 第三阶段（19861996 年）是以超大容量超长距离为目标，全面深入开展新技术研究的事情。 第四阶段（1996 年至今）是采用光放大器，波分复用光纤通信系统的超长距离的光弧子通信系统的时期。3、光纤的应用1、光纤在电视
4、传输的应用 在广播电视领域，以光缆网络为基础的网络建设，是事业发展的主要基础。我省东南广播电视网络有限公司已建成了以光缆为传输介质，SDH 为传输平台的传输网络。东南网络是覆盖全省，连接全国，高度信息化的广播电视传输网。光缆网络是城市最可靠的数字电视和数据传输链路，现在，从电视台总控机房到卫星上行站、有线电视网或发射台传输信号都选择使用光缆，其质量高、效果好。通过光纤网络传输电视直播信号，改变了以往只靠微波中继传输的方法，也消除了由于微波中继引起的噪声，而保证了信号的可靠性。 2004 年 12 月，我省五地市高速公路通车的开通典礼上，我们就是利用光纤传输进行直播的。将四个地方的现场信号通过光
5、纤网传输到福州主会场和转播车，同时各地分会场通3-2过光纤接收主会场的信号；转播车导播的通话信号都是建立在光纤的第二路音频通路上。再如，今年四月份，我台的新闻启示录栏目进行了一次通过光纤实施三地同时互动的节目录制过程。三地之间信号都是互通。可以是一地与另一地互通，将本地信号送给其他两地，同时接收其他两地的信号，也可以是一地与两地互通或者是三地同时互通。主持人与三地的嘉宾可以互通交流，以及导播与主持人也可以互通，这些都是通过光纤来传送实现的。当然，通过光纤实现两地传送或直播是最经常的一种电视传送方式。但是，光纤传输时要注意的是视频与音频信号的同步问题，这经过调整可以解决。 光纤传输系统具有传输频
6、带极宽，通信容量很大，衰减低，串扰小，抗干扰能力强的特点，不象微波传送使用中继会产生因中继引起的噪声，而影响信号质量；也不象卫星传送那样接收时信号延时较大，而且容易受干扰。因此，光纤传输系统的优越性是明显的。 2、光纤通信在高速公路中的应用 随着中国经济的快速发展，综合国力不断增强，以高速公路为主骨架的覆盖全国范围的高等级公路网络正在逐步形成。至 2020 年,我国将建成由 7 条首都放射线、9 条南北纵线、18 条东西横线组成的、总长度为 8.5 万 km 的国家高速公路网。 高速公路运输已经成为重要的运输方式之一，在很大程度上缓解了交通在经济建设中的瓶颈制约作用，对国民经济建设起着重要的支
7、撑作用。但是，随着经济的持续快速增长，路网通过能力日益满足不了交通量增长的需要，交通拥挤，阻塞现象日趋严重，交通污染和事故越来越引起社会普遍的关注，交通问题仍十分突出。建成通车后，交通量逐年成倍增长，车到由四车道扩展为六车道。然而，持续不断的交通增长需求显然不能由无止境的车道扩展来满足。国内外实践经验证明，一个国家当交通发展到一定程度，再单纯依靠修建道路设施来解决交通拥挤问题，不仅受投资等诸多条件的制约，而且效果也是有限的。如何实现各类车辆的有效指挥、协调控制和管理已经成为交通运输和安全管理部门面临的一个重要问题。 3、电力通信中的应用 电力通信主要为电网的自动化控制、商业化运营和实现现代化管
8、理服务。它是电网安全稳定控制系统和调度自动化系统的基础,是电力市场运营商业化的保障,是实现电力系统现代化管理的重要前提,也是非电产业经营多样化的基础。光纤通信在电力通信中的应用最初是沿用电信部门传统的地埋、管道、架空等方法敷设普通光缆,构成电力光纤通信系统。众所周知, 电力系统是由电能的生产、输送、分配和消费组成的一个整体。为实现跨区域、长距离电能的输送,电力系统建设了遍及各地的高压输电线路; 为满足城乡广大民众生产生活用电需求,又有纵横交错、密布街道村庄的输配电杆路和沟道。可以说,高、中、低压输配电线路是目前覆盖面最为广大的网络基础设施,而且它基础坚固,较之其它网络如电信、广电网络等有着更高
9、的可靠性。因此,如何充分利用电力系统这一得天独厚的网络资源,是长期以来人们潜心研究的一个重要课题。4、宽带工程及安防电话公司和有线电视公司正在一步步将光纤铺到我们的起居室，我们身边最后一英里的网络线缆换成光纤，也只是时间问题。当前网络服务的两大瓶颈是：上传带宽与服务质量。虽然在过去的这么多年来，网络下载速度已经有所提高，但上传速度却难以有根本改善。下一代网络将彻底消除这些障碍，它将能使上传和下载的过程具有同样的速度，与此同时保证传输的稳定性与以及不变的服务质量，并且降低用户的费用。光纤连接将产生革命性的影响,特别是在家庭报警监控服务方面。随着视频监控向 IP技术过渡，FTTH 将为用户创造更多
10、价值。很多网络已经开始借助光纤提供安防服务。用户可以获得实时图像，从而有可能自己动手构建自己的安防系统，而不再依赖于提供监控服务的公司。3-3有了光纤，也能在很大程度上实现报警自动化。我们不再需要有专人时刻盯着实时画面以防出现意外状况。当智能传感器发现异常并发出警报时，用户或保安公司就能远程了解现场情况，而不用派专人到现场。这样做也降低了由于误报而引起的费用，避免不必要地呼叫安保部门。但是，基于 IP 的家用报警系统高度依赖网络的服务质量。系统需要更加可靠的连接，以便向家用监控系统传送数据。虽然通常 FTTH 网络传输故障率较低，我们仍然要考虑到出现连接中断的可能无线宽带网络可用作后备连接方案
11、，虽然使用它意味着限制主要摄像机视频的输出，或降低画面质量，以便适应无线宽带网络比光纤低得多的上传带宽。5、家庭影音娱乐云电视是应用云计算、云存储技术的电视产品，是云设备的一种。通俗地讲，就是用户不需要单独再为自家的电视配备所有互联网功能或内容，将电视连上宽带网络，就可以随时从外界调取自己需要的资源或信息，比如说，可以在云电视里安装使用各种即时通讯软件，在看电视的同时，进行社交、办公等等。但是云电视如播放高清电影需要占用很大的带宽，需要很高的网速，光纤的产生可以弥补一般电话线上网的不足。四、总结总的来说,光纤的好处可以用三点来概括：1.频带宽，速度快，通信容量大。 光纤可利用的带宽约为 500
12、00GHz，1987年投入使用的1.?7Gb/s 光纤通信系统，一对光纤能同时传输24192路电话，2.4Gb/s 系统，能同时传输30000 多路电话。频带宽，对于传输各种宽频带信息具有十分重要的意义，否则，无法满足未来宽带综合业务数字网(B-ISDN)发展的需要。2.损耗低，中继距离长。 目前实用石英光纤的损耗可低于 0.2dB/km，比其它任何传输介质的损耗都低，若将来采用非石英系极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降至10-9dB/km。由于光纤的损耗低，所以能实现中继距离长，由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多千米，由非石英系极低损耗光纤组成的通信系统，其最大中继距离则可
13、达数千甚至数万千米，这对于降低海底通信的成本、提高可靠性和稳定性具有特别的意义。3.抗电磁干扰。 光纤是绝缘体材料，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受电气化铁路馈电线和高压设备等工业电器的干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。光纤通信的应用给人们带来了一场信息的革命。是整个社会进入了一个信息高速发展的时代。而光纤通信带给我们的不仅仅是高速，还有更为客观的前景，它将带给我们无尽的方便。电话网络系统，电视网络系统和计算机网络系统在不远的未来，即将由光纤通信的发展而更好的结合，那将是光纤通信给人们带来的第二次震撼。参考文献 1. 韦乐平. 智能
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