光纤通信技术论文

想必大家在写论文的时候都会遇到烦恼，小编特意整理了一些《光纤通信技术论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。【摘要】随着我国经济社会的不断发展，为科学技术的发展提供了强大的经济基础，尤其是在通信技术方面的发展，目前我国速度最快的通信技术就是光纤通信技术，它的工作原理就是利用光波作为载波的媒介，光纤作为传输的媒质，准确的将要传送的信息安全送达目的地的一种现代通信方式，基于此光纤通信技术被广泛的称作“有线”光通信。

第一篇：光纤通信技术论文

光纤通信中光纤器件的运用分析

摘要：管线通信系统中，长距离、高速率、大容量信息传输需求迅速增长，这对光纤器件的性能和功能提出了更为严格的要求。下面本文就以常见的光纤器件为例，对光纤通信中光纤器件的运用进行分析，并就其光纤器件的发展方向加以论述，以对光纤器件在光纤通信中的实践运用加以明确。

关键词：光纤通信;光纤器件;运用

Optical Fiber Communication Devices Using Analysis

Wang Xingchen

(School of Electrical Engineering,Northwest University for Nationalities,Lanzhou730030,China)

光网络在经历了寒冬的洗礼后，逐渐迎来其生机盎然的春天。光网络的发展是同光纤器件分不开的，现代光网络对光纤器件提出了新的要求，这即是推动光模块和光器具进展的动力和方向。至今为止，光纤器件已经伴随着光纤通信的发展走过了几十年，其不仅是光纤网络的基石，且在很大程度上促进了光纤通信产业和技术的迅速发展。相信随着光纤器件技术的不断发展和应用的日渐成熟必将进一步促进光纤通信产业的发展。

一、光纤通信中光纤器件的运用

(一)光纤耦合器的运用。随着化学腐蚀、机械抛磨、熔融拉锥等耦合器制造工艺的出现，进一步推动了光纤耦合器的发展，出现了各种功能优良、结构丰富的光纤耦合器。依据光的耦合机理已经设计出形式多样的光纤耦合器结构，如布拉格、光电子、光纤光栅、双包层、星型、X型光纤耦合器等。光纤耦合器作为一种无源器件，其在光纤通信中的运用主要是传送与分配光信号，从而实现合波模式耦合、光场分波及光信号传播的方向性。当前，我国的耦合器的生产工艺已经趋于成熟，这为实现光纤耦合器生产的规模化提供了技术保障。(二)光纤放大器的运用。光纤放大器是增加可用宽带的主要光器件，其成本占据了光纤通信系统总成本的三分之一。当前，光纤通信中主要应用的是EDFA(掺饵光纤放大器)，其的增益介质为掺饵光纤，泵浦源为LD，实现了铒离子的粒子数反转。WSM技术的采用使得每根光纤可用宽度得到增加。信息数量进而增加，从而实现了大容量的信息传输。但是在DWDM系统中进行信号传输时，会降低信号能量。而光纤放大器的运用便可对光信号功率进行直接放大，不但延伸了光传输的距离，降低了系统成本，亦简化了系统构成，实现了传输线路的透明化。(三)光开关的运用。作为重要的光波导器件，光开关与光开关阵列具有串音低、插入损耗小、开关功耗小、开关速度快、寿命长、重复性好、结构小型化等优势。在DWDM传送网中，光开关得到了广泛的运用。在光纤路由备份大容量传送网中，光纤传输链路一旦失效，通过光开关便可迅速完成倒换，对路由进行重新选择，从而避免了信息的丢失。且随着光微电机械开关的不断发展，光开关将能够同微处理器实现连接，来使光电子器件实现集成化。(四)波分复用器的运用。波分复用器指的是一种在一条光纤上使用多数激光进行不同波长同时传输的光波技术，无需新光纤线路的铺设，就可在很大程度上提高光纤通信系统的传输容量，且可进行随时的扩容升级，来将现有网络不断叠加于光网络上。按功能和应用波分复用器可分为光纤扩大器、粗波复用器、分插复用器和密集波复用器等。(五)光纤光栅的运用。光纤光栅是通过紫光外曝光形式，利于光纤材料敏感性，来形成周期性的折射率变化，构成相位光栅的永久性空间。其实质作用是形成纤芯内窄带的反射镜或滤波器。光纤光栅具有对偏振不敏感、插入损耗低、光谱响应动态可控、同普通光纤续接简便等特点。作为高性能滤波元件，光纤光栅在光纤放大器、光纤光栅激光器、光分插复用器、密集波分复用器、偏振模色散补偿器和光交叉连接器等光纤通信网络元件中作用十分重要。如通过利用其选频特性，来制造出性能各异的滤波器，从而应用于网络器件的波长选择。

二、光纤器件的发展方向

(一)单根光纤传输成为主流，容量进一步提升。光纤通信将在光传输功能的基础上向大容量、高速度的方向发展，其内涵包括单一通道传输速度的提升和传输信道数在同一根光纤中的增加。这一趋势下，对于光纤器件提出了更高的技术要求，即不断创新来满足光纤通信的发展需求。(二)实现光交换。全光网络的兴起于发展表面当前的光纤通信的研究重点已经开始从光传输想光交接发生转移。光纤通信网络的变化与增强对于光纤器件提出了更高的要求，即服务于光纤通信光交换的实现。(三)集成光器件将大力推动光纤通信技术的普及。对于光纤通信来将，光集成器件的兴起于发展对其有着极大的推动作用，是光纤器件在今后发展的一个重要坐标。因光集成器件便于自动化生产，可实现规模化加工、多功能集成，故能够实现光纤器件的多功能和低成本化。在从分立式光纤器件过度到光集成器件的过程当中会对分立式半导体向大规模与集成电路的演化过程加以反映，其具有无量的前程。从而使得对于集成光器件的研发应成为日后工作的重要内容。(四)为推行光纤器件的普遍，决定了价格低廉是其努力的方向。光纤通信网络的建设重点开始逐步由长途骨干网转移到接入网和城域网，这一转移对光纤器件自身性能提出了更高的要求，即是对其价格低廉的需求，从而使其满足光纤器件的不断发展，实现早日普及。

三、结语

当前，我国在光纤器件的生产与研发上已取得不少成绩，有了一定的基础，但相比于一些发达国家，仍存在着一定的差距。这就要求我们走创新发展之路，强化对光纤器件的研发投入力度，从而为光纤通信系统奠定了一个可靠坚实的基础，促进光纤通信网络建设向前继续推进。

参考文献：

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[5]王亚南.光纤器件及其在光纤通信方面的应用[J].信息通信,2011,2

[作者简介]王兴晨(1990-)，男，甘肃兰州，西北民族大学电气工程学院，2008级通信工程专业。

作者：王兴晨

第二篇：光纤通信中光纤特性分析

【摘要】随着我国经济社会的不断发展，为科学技术的发展提供了强大的经济基础，尤其是在通信技术方面的发展，目前我国速度最快的通信技术就是光纤通信技术，它的工作原理就是利用光波作为载波的媒介，光纤作为传输的媒质，准确的将要传送的信息安全送达目的地的一种现代通信方式，基于此光纤通信技术被广泛的称作“有线”光通信。在当今社会中，光纤技术相比其他通信技术，比如电缆、微波通信的传输技术，在传输频带宽、抗干扰性和信号等方面都有着自己的优势，已经在世界范围内通信传输方式中占据主导地位。然而，就当前我国的光纤通信技术而言，它的潜在能力并没有全部被开发出来，在实际运用当中的技术还只是光纤通信技术本身的百分之二左右，剩下的巨大潜力还在等待人们去开发利用。因此，为了更好的开发利用光纤通信技术，本文就光纤通信技术中光纤的特性进行分析，并对其应用进行简要的探析。

【关键词】光纤通信;光纤特性;分析

光纤通信技术自1970年在我国开始用于通信传输，发展到现在只有短短的三十年时间，但是却已经取得了极其惊人的发展。由于光纤通信较之其他通信方式具有通信容量大、中继距离长、保密性好且适应能力强等优点，且是选用带宽极宽的光波作为传送信息的载体，为光纤通信技术在我国的推广和使用提供了必要的前提条件。为了能够更好的认识光纤通信技术，让光纤通信技术向着更高水平的、更高阶段的方向发展，我们可以从光纤的几个特性开始入手。经过多年的研究和发展，相关工作人员发现光纤的特性主要体现在三个方面，分别是在几何方面的特性、光学方面的特性与传输方面的特性，这三方面特性中又有着极具代表性的特性，分别是非线性特性、色散以及衰耗系数。

一、光纤通信技术

第一，光纤通信技术的概述。从光纤通信的组成结构上来看，主要是由光纤、光源和光检测器这三种通信的基本物质要素构成的，由于是以一种光导纤维为传输媒介的“有线”光通信，所以又可以称之为光导纤维通信。其中光纤又是包含了内芯和包层两个主要部分。内芯一般为几十微米直至几微米，所占用的体积非常小，而外面层主要是起保护光纤的作用，因为光纤通信系统所使用的光缆不同于普通的使用单根的光纤的光缆，它使用的是由许多光纤聚集在一起的组成的一组光缆，很有效的杜绝了信息在传播过程中出现信息泄露的现象。其中在实际应用中，不仅根据光纤自身的制造工艺进行分类，还可以按照光纤的组成材料和光学特性进行分类。总之，光纤通信技术在我国的发展正在不断的完善过程中。

第二，光纤通信技术的特点：首先是拥有相比于铜线或电缆的极宽频带和超大容量的通信存储空间，科学技术快速发展的今天，我们已经能够使用密集波分复用技术最大化地增添了了光纤的传输容量，解决因终端设备的电子瓶颈效导致光纤自身的巨大优势未被使用的问题，尤其是对于单波长光纤通信系统。然后是合适的长中继距离，传输损耗比其它任何传输介质的损耗都要低出很多，而且如果将来能够采用非石英系统极低损耗光纤，将让光纤通信技术的低损耗更上一层楼。再然后是抗电磁干扰能力强，因为光纤原材料是由石英材料制成的绝缘体材料，可以让光波导对电磁干扰具有强大的免疫力，还不容易被腐蚀损耗。最后是在光纤中的传输过程中光信号可以被完善地限制在光波导结构中，可以保证光缆外面窃听不到光纤中传输的信息，并避免出现串音干扰的状况。

二、光纤通信中的光纤特性

第一，衰耗系数。衰耗系数也就是每公里光纤对光信号功率的衰减值，这是区分多模光纤和单模光纤在传输过程中对特性研究的重要参数之一，对光纤的中继距离在很大程度上有直接的影响。由于它的重要地位，我们必须对其做出深入的研究，找到使光纤产生衰耗的原因，延长光纤的使用寿命。其中引起光纤产生衰耗的主要因素有：其一是吸收型的光纤衰耗，其主体是杂质，因为光纤的制作材料在制作过程中的纯度没有完全达到限定范围，这些杂质对光的吸收能力十分强大，造成杂质在光纤通信过程中容易对光信号的功率进行大量消耗，吸收型的衰耗也是导致光信号快速衰减最主要的原因。其二是散射型的衰耗，主要包括线性散射、非线性散射和结构不完整散射，在光纤通信传输过程中会严重影响光纤的使用效果。其三是其它类型的衰耗，主要包括微弯曲衰耗，这种类型的衰耗在光纤通信传输过程中起到作用是相对较小的。三种重要类型的衰耗方式中最容易引起且产生的影响较大的是第一种吸收型的光纤衰耗，因此为了在以后能够减少这种原因引起的光纤消耗，必须对制造光纤用的原材料二氧化硅进行十分严格的化学提纯操作，让造成散射损耗的光纤材料密度发生变化，以获得高纯度低衰耗的光纤，保证材料中的杂质含量始终保持在可控范围之内，降低杂质吸收的机率。或者在制造光纤的过程中，在纤芯和包层交界面上残留一些气泡和气痕，这样可以通过引起与波长无关的散射损耗让整个光纤损耗谱曲线上移来减小散射的损耗。

第二，色散。经过多年对光纤的研究发展，色散是光纤的一个重要特性，对于色散有它的定义，我们都知道在在多模光纤传输过程中的多模光在这个过程中存在着许多种传输模式，但是每一种传输模式都有各自对应的不同的传播速度和相位，所以就算在输入端同时输入光脉冲信号，也会因为光脉冲的前端和后端在光纤中传输的距离不一致，造成最终通信信息到达接收端时的时间都是不一样的，这种产生了脉冲展宽的现象就叫做色散。它是引起光纤带宽变窄的主要原因，而光纤带宽的变化对光纤的传输容量产生直接的影响，同时通过光纤链路的现场测试发现 光纤带宽变窄不仅对光纤的传输容量能起到限制的作用，同时还会对光信号的传输距离产生直接的影响。为了进一步了解光纤的色散特性，我们通过研究发现光纤的色散根据形式的不一样可以分为三种类型。一是模式色散，这种类型的色散主要是针对多模光纤起作用，因为它的光纤通信传输方式多种多样，而对于单模光纤这种只有一个模式传播的光纤传输技术，则不存在模式色散的问题。二是材料色散，顾名思义，材料色散主要是指制作光纤的主要材料二氧化硅本身所产生的色散，这种色散虽然是不可避免的，但是产生的影响较小，在光纤的色散特性中不占主导地位。三是波导色散，它是是指由光纤的波导结构所引起的色散，这种形式的色散对于多模光纤来说影响甚小。总而言之，就是色散大都是对多模光纤产生影响，主要形式是模式色散。对于光纤的色散特性需要注意的是对于单模光纤传输这种只是一个单模的传输方式，是不存在模式色散，模式色散为零，所以在单模光纤传输过程中考主要考虑的就是是材料色散和波导色散对其造成的影响。

第三，光纤传输的非线性效应。与光纤的衰耗和色散特性呈线性变化所形成的现行效应不同，光线的带宽系数与光纤长度都是呈非线性变化的，称之为非线性效应。以此为依据光纤中的非线性效应可以分为两种类型。

首先是散射效应，即受激布里渊散射SBS和受激拉曼散射SRS，众所周知，时间的任何物质从本质上来说都是是由分子、原子等基本组成单元组成的，这些基本组成单元在常温条件下一直处于不断地作自发热运动和振动中，因此，作为散射效应的重要组成部分，受激布里渊散射SBS和受激拉曼散射SRS在产生原理上是完全不一样的。前者受激布里渊散射SBS纤中泵浦光与声子间相互作用的结果，在使用光源的强度调制系统过程中，必须保证信号光功率在受激布里渊散射SBS的控制范围，否则将出现后向散射功率也会出现急剧的增加的现象，发生受激拉曼散射SRS状况。而后者受激拉曼散射SRS的产生原理是是光与硅原子振动模式间相互作用有关的宽带效应，不管在什么样的情况下，在这个过程中懂得短波长信号都会有所衰减，而长波长信号却会增强。由于受激拉曼散射SRS激发的是光频支声子，且门限值较大，在单信道和多信道系统中，一般情况下不容易发生。但是如果在传输过程中随着传输距离的增长和复用波数的不断增加，会造成光信号功率不断接近受激拉曼散射SRS的门限值，增加SRS发生的几率。

其次是与克尔效应相关的影响，即与折射率密切相关，主要包括自相位调制SPM、交叉相位调制XPM、四波混频效应FWM。自相位调制是因光纤中激光强度的变化所导致光纤折射率发生变化，从而引起光信号自身的相位调整的一种效应，也就是说光纤中的克尔效应是一种折射率的非线性效应。交叉相位调制XPM是指在多波长系统中，一个信道的相位变化不仅与本信道的光强有关，也与其它相邻信道的光强有关，它的出现通常是由于相邻信道间的相互作用导致相位相互调制。四波混频FWM还可以叫做四声子混合，它是是光纤介质三阶极化实部作用产生的一种光波间耦合效应，所产生的影响远远大于其他的效应。

结语

光纤通信技术是我国现阶段发展过程中的一项重要技术，对我国的发展起到重要推动作用，而光纤是其中的重要组成部分，为了能够进一步了解相关技术，发挥其应有的作用，需要对其有所了解，尤其是在它的特性方面，因此，在未来的发展道路上，还需要不断努力去探索。

参考文献

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作者：袁峭林

第三篇：浅论光纤通信技术

摘 要：光纤通信是以光波作为信息载体以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外在应用中光纤常按用途进行分类可分为通信用光纤和传感用光纤。

关键词：光纤；光纤通信

1 光纤通信的原理、分类和优势

1.1 光纤通信

光纤通信就是利用光导纤维传输信号，以实现信息传递的一种通信方式。光导纤维通信简称光纤通信。可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的有线光通信。实际上光纤通信系统使用的不是单根的光纤，而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。它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。

在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高的多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或波导管的损耗低得多，所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十亿倍。

1.2 光纤通信的优点

⑴光缆线路的中继距离长，所需中继器数量比电缆线路少的多，在本地网布线及综合布线中一般不需设中继器。

⑵光缆线路一般无需进行充气维护。

⑶光缆接头装置及剩余光缆的放置必须按规定方法进行，以保证光纤应有的曲率半径，尽可能减少信号衰减。

⑷在水泥管控中布防多条光缆是均需加塑料子管保护，减少摩擦力对光缆护层的损伤，同时能防止光缆被扭曲而使光纤收到损伤。

⑸光纤的接续方法与设备均比电缆线路复杂，技术含量高。

⑹光缆线路架空铺设时要采取比电纜线路更为严格的保护措施。

1.3 光缆的分类

常用光缆的分类：

⑴ 按缆芯结构分层绞式光缆、中心管式和骨架式光缆

⑵ 按线路敷设方式分架空式、管道式、直埋式、隧道光缆和水底光缆

⑶按使用环境与场合分室外光缆、室内光缆和特种光缆

⑷按网络层次分长途光缆、市内光缆、接入网光缆。

2 光纤通信的发展历史

光纤从提出理论到技术实现和今天的高速光纤通信也不过几十年的时间。随着不断的实践和技术的提高，1974年贝尔实验室（Bell）采用改进的化学汽相沉积法制出性能非常好的的光纤产品。到1979年，掺锗石英光纤在1.5千米处的损耗已经降到0.2分贝/千米，这一数值已经十分接近石英光纤理论损耗极限。

经过多年的发展，光技术的两个主要方向WDM和PON已经相对比较成熟。多业务传输发展平台两个方面也有了很大的发展，一方面是更有效承载以太网业务、数据业务，另一方面是向业务方面发展。在我们国内，光纤光缆的生产能力过剩，供大于求但是特种光纤如FTTH光纤仍需进口，但总量不大，国内生产光纤光缆价格与国际市场没有差别。

3 光纤通信技术的热点和发展趋势

3.1 向超大容量WDM系统的发展

将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一级光纤上传送，则可大大增加光纤的信息传输容量，这就是波分复用（WDM）的基本思路。基于WDM应用的巨大好处及近几年来技术上的重大突破和市场的驱动，波分复用系统发展十分迅速。目前全球实际铺设的WDM系统已超过3000个，而实用化系统的最大容量已达320Gbps。

3.2 向超高速系统的发展

10Gbps系统已开始大批量装备网络，但是，10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感，而已经铺设的光缆并不一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求，需要实际测试，验证合格后才能安装开通，光复用方式有很多种，但目前只有波分复用（WDM）方式进入了大规模商用阶段。

3.3 实现光联网

波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量，但基本上是以点到点通信为基础的系统，其灵活性和可靠性还不够理想。如果在光路上也能实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能的话，无疑将增加新一层的威力。光联网既可以实现超大容量光网络和网络扩展性、重构性、透明性，又允许网络的节点数和业务量的不断增长、互连任何系统和不同制式的信号，光联网已经成为继SDH电联网以后的又一新的光通信发展高潮。

4 我国的光纤发展

经过科技人员长期不懈的艰苦努力，我国在光通信技术的研究和应用上都已取得了巨大成功，实现了从无到有、从小到大、从弱到强的历史性跨越，综合实力显著增强。目前，光纤通信不但已成为我国通信网中最主要的传输技术，而且也是我国高新技术中与国外差距最小的领域之一，并且这一差距正随着我国光纤通信技术的快速发展而越来越小。

作者：孔扬