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1、论光纤通信发展的过去、现在和将来摘要本文以光纤长途大容量传输的特点为主线，简要介绍了光纤通信发展的过去，总结了目前正在使用的波分复用技术的基本原理和发展状况，从超大容量、超长距离传输技术和光弧子通信技术等方面论述了光纤通信技术的发展趋势。关键词光纤通信发展趋势1.光纤通信发展史1996年英籍华人高锟发表论文提出用石英制作玻璃丝其损耗可达20dB/km, 可实现大容量的光纤通信。2010年高锟因发明光纤获得诺贝尔奖。1976年Bell实验室在华盛顿亚特兰大建立了一条实验线路,传输速率仅 45Mb/s,只能传输数百路电话,而用中同轴电缆可传输1800路电话。因
2、为当时尚无通信用的激光器, 而是用发光二极管(LED)做光纤通信的光源,所以速率很低。1984年左右,通信用的半导体激光器研制成功,光纤通信的速率达到144Mb/s,可传输 1920路电话。1992年一根光纤传输速率达到 2.5Gb/s,相当3万余路电话。1996年,各种波长的激光器研制成功,可实现多波长多通道的光纤通 信,即所谓波分复用(WDM)技术,也就是在1根 光纤内,传输多个不同波长的光信号。于是光纤通信的传输容量倍增。在2000年,利用WDM技术, 一根光纤光纤传输速率达到640Gb/s。从以上光纤发展史可以看出, 尽管光纤的容量很大,没有高速度
3、的激光器和微电子仍不能发挥光纤超大容量的作用。现在电子器件的速率才达到吉比特/秒量级,各种波长的高速激光器的出现使光纤传输达到太比特/秒量级(1Tb/s= 1000Gb/s),人们才认识到光纤的发明引发了通信技术的一场革命!1.波复用技术波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器汇合在一起并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术。在接收端，经解复用器将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。波复用技术技术可以充分利用单模
4、光纤低损耗区带来的巨大带宽资源。根据每一信道光波的频率（或波长）不同，将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器），将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端，再由一波分复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立（不考虑光纤非线性时），从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。自从上个世纪末，波分复用技术出现以来，由于它能极大地提高光纤传输系统的传输容量，迅速得到了广泛的应用。1.超大容量、超长距离传输技术波分复用技术极大地提高了光纤
5、传输系统的传输容量，在未来跨海光传输系统中有很大的应用前景，这几年波分复用系统发展也确实十分迅猛。目前，1.6Tbit/s的WDM系统已经大量商用，同时，全光传输距离也在大幅度扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用（OTDM）技术，与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同，OTDM技术是通过提高单信道速率提高传输容量，其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。WDM/OTDM系统已成为未来高速、大容量光纤通信系统的一种发展趋势，两者的适当结合应该是实现Tbit/s以上传输的最佳方式。实际上，最近大多数超过3Tbit/s的实验都采
6、用了时分复用（TDM、OTDM、ETDM）和WDM相结合的传输方式。2.光弧子通信光弧子是一种特殊的ps数量级上的超短光脉冲，由于它在光纤的反常色散区，群速度色散和非线性效应相互平衡，因而，经过光纤长距离传输后，波形和速度都保持不变。光弧子通信就是利用光弧子作为载体实现长距离无畸变的通信，在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。在光弧子通信领域内，由于其具有高容量、长距离、误码率低、抗噪声能力强等优点，光弧子通信备受国内外的关注，并大力开展研究工作。光孤子技术未来的前景是：在传输速度方面采用超长距离的高速通信，时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和
7、应用技术使现行速率10～20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE，光学滤波使传输距离提高到100000公里以上；在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。当然，实际的光孤子通信仍然存在许多技术难题，但目前已取得的突破性进展使我们相信，光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系统中，有着光明的发展前景。1.结束语目前，光纤通信已成为一种最主要的信息传输技术，迄今尚未发现可以取代它的更好的技术。即使是在全球通信行业处于低迷时期，光纤通信的发展也从未停滞过，就我国而言，2
8、002年的光通信市场相比2001年仍处增长状态。从现代通信的发展趋
