【正文】 光纖通信與IP傳送技術(shù)學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號： 專 業(yè) 班 級： 指 導(dǎo) 教 師： 西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）摘要本文對光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀作一簡要總結(jié)與分析，并對未來的可能發(fā)展趨勢作了展望；結(jié)合ATM，SDH，WDM等技術(shù)特點討論了幾種IP傳送新技術(shù)。關(guān)鍵詞：光纖通信；IP傳送 1 光纖通信與IP傳送技術(shù)目錄摘要 1 引言 1 2 2 2 3 5 6 6 7 8 8 9 11 11 11 11 12 12 12 13 over ATM 14 ATM面向連接與IP非連接的統(tǒng)一 15 OSI第3層與第2層的捆綁 16 路由與交換的優(yōu)化結(jié)合 18 IP over SDH 18 IP over SDH概述 18 問題的提出 18 關(guān)于SDH幀結(jié)構(gòu)中的信號標(biāo)簽 19 IPoverSDH與IpoverOptical 19結(jié)束語 20致謝 21參考文獻(xiàn) 22I光纖通信與IP傳送技術(shù)引言在當(dāng)今世界向知識經(jīng)濟(jì)時代邁進(jìn)過程中，計算機互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用成為重要的促進(jìn)因素，它的不斷發(fā)展形成推動世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展新的源動力。隨著國民經(jīng)濟(jì)信息化進(jìn)程的深入發(fā)展，整個社會對現(xiàn)代化通信需求進(jìn)一步增加，新一代寬帶通信網(wǎng)絡(luò)將成為新一代電信的明顯特征，寬帶IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)運而生。隨著技術(shù)條件的成熟，網(wǎng)絡(luò)的融合正成為電信發(fā)展的大趨勢。首先是數(shù)字技術(shù)的迅速發(fā)展和全面采用，使電話、數(shù)據(jù)和圖像信號都可以通過統(tǒng)一編碼進(jìn)行傳輸和交換。其次是光通信技術(shù)的發(fā)展，為綜合傳送各種業(yè)務(wù)信息提供了必要的帶寬和傳輸質(zhì)量，是三網(wǎng)業(yè)務(wù)的理想平臺。再就是軟件技術(shù)的發(fā)展，使得三大網(wǎng)及其終端都能通過軟件變更最終支持各種用戶所需的特性、功能和業(yè)務(wù)。最后，也是最重要的是統(tǒng)一的TCP/IP協(xié)議的普遍采用，使得各種以IP為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)都能在不同的網(wǎng)上實現(xiàn)互通。人類首次具有了統(tǒng)一的為三大網(wǎng)都能接受的通信協(xié)議，從技術(shù)上為三網(wǎng)融合奠定了最堅實的基礎(chǔ)。 各種電信號對光波進(jìn)行調(diào)制后，通過光纖進(jìn)行傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?，稱光纖通信。光纖通信不同于有線電通信，后者是利用金屬媒體傳輸信號，光纖通信則是利用透明的光纖傳輸光波。雖然光和電都是電磁波，但頻率范圍相差很大。一般通信電纜最高 使用頻率約924兆赫(10(6)Hz)，光纖工作頻率在10(14)10(15))Hz之間。 光纖通信最主要的優(yōu)點是：(1) 容量大。光纖工作頻率比目前電纜使用的工作頻率高出89個數(shù)量級，故所開發(fā)的容量很大。(2) 衰減小。光纖每公里衰減比目前容量最大的通信同軸電纜的每公里衰減要低一個數(shù)量級以上。(3) 體積小，重量輕。 同時有利于施工和運輸。(4) 防干擾性能好。光纖不受強電干擾、電氣化鐵道干擾 和雷電干擾，抗電磁脈沖能力也很強，保密性好。(5) 節(jié)約有色金屬。一般通信電 纜要耗用大量的銅、鋁或鉛等有色金屬。光纖本身是非金屬，光纖通信的發(fā)展將為國家 節(jié)約大量有色金屬。(6) 成本低。目前市場上各種電纜金屬材料價格不斷上漲，而 光纖價格卻有所下降。這為光纖通信得到迅速發(fā)展創(chuàng)造了重要的前提條件。 光纖通信首先應(yīng)用于市內(nèi)電話局之間的光纖中繼線路，繼而廣泛地用于長途干線網(wǎng)上，成為寬帶通信的基礎(chǔ)。光纖通信尤其適用于國家之間大容量、遠(yuǎn)距離的通信，包括 國內(nèi)沿海通信和國際間長距離海底光纖通信系統(tǒng)。目前，各國還在進(jìn)一步研究、開發(fā)用于廣大用戶接入網(wǎng)上的光纖通信系統(tǒng)。 隨著光纖放大器、光波分復(fù)用技術(shù)、光弧子通信技術(shù)、光電集成和光集成等許多新技術(shù)不斷取得進(jìn)展，光纖通信將會得到更快的發(fā)展。 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。光纖通信是利用光波作載波，以光纖作為傳輸媒質(zhì)將信息從一處傳至另一處的通信方式。1966年英籍華人高錕博士發(fā)表了一篇劃時代性的論文，他提出利用帶有包層材料的石英玻璃光學(xué)纖維，能作為通信媒質(zhì)。從此，開創(chuàng)了光纖通信領(lǐng)域的研究工作。1977年美國在芝加哥相距7000米的兩電話局之間，首次用多模光纖成功地進(jìn)行了光纖通信試驗。85微米波段的多模光纖為第一代光纖通信系統(tǒng)。1981年又實現(xiàn)了兩電話局間使用103微米多模光纖的通信系統(tǒng)，為第二代光纖通信系統(tǒng)。，即第三代光纖通信系統(tǒng)。，即第四代光纖通信系統(tǒng)。用光波分復(fù)用提高速率，用光波放大增長傳輸距離的系統(tǒng)，為第五代光纖通信系統(tǒng)。新系統(tǒng)中，相干光纖通信系統(tǒng)，已達(dá)現(xiàn)場實驗水平，將得到應(yīng)用。光孤子通信系統(tǒng)可以獲得極高的速率，20世紀(jì)末或21世紀(jì)初可能達(dá)到實用化。在該系統(tǒng)中加上光纖放大器有可能實現(xiàn)極高速率和極長距離的光纖通信。 就光纖通信技術(shù)本身來說，應(yīng)該包括以下幾個主要部分:光纖光纜技術(shù)、傳輸技術(shù)、光有源器件、光無源器件以及光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。光纖技術(shù)的進(jìn)步可以從兩個方面來說明: 一是通信系統(tǒng)所用的光纖。 二是特種光纖。早期光纖的傳輸窗口只有3個，即850nm(第一窗口)、1310nm(第二窗口)以及1550nm(第三窗口)。近幾年相繼開發(fā)出第四窗口(L波段)、第五窗口(全波光纖)以及S波段窗口。其中特別重要的是無水峰的全波窗口。這些窗口開發(fā)成功的巨大意義就在于從1280nm到1625nm的廣闊的光頻范圍內(nèi)，都能實現(xiàn)低損耗、低色散傳輸，使傳輸容量幾百倍、幾千倍甚至上萬倍的增長。這一技術(shù)成果將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。另一方面是特種光纖的開發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化，這是一個相當(dāng)活躍的領(lǐng)域。特種光纖具體有以下幾種: . 有源光纖這類光纖主要是指摻有稀土離子的光纖。如摻鉺(Er3+)、摻釹(Nb3+)、摻鐠(Pr3+)、摻鐿(Yb3+)、摻銩(Tm3+)等，以此構(gòu)成激光活性物質(zhì)。這是制造光纖光放大器的核心物質(zhì)。不同摻雜的光纖放大器應(yīng)用于不同的工作波段，如摻餌光纖放大器(EDFA)應(yīng)用于1550nm附近(C、L波段)。摻鐠光纖放大器(PDFA)主要應(yīng)用于1310nm波段。摻銩光纖放大器(TDFA)主要應(yīng)用于S波段等。這些摻雜光纖放大器與喇曼(Raman)光纖放大器一起給光纖通信技術(shù)帶來了革命性的變化。它的顯著作用是:直接放大光信號，延長傳輸距離。在光纖通信網(wǎng)和有線電視網(wǎng)(CATV網(wǎng))中作分配損耗補償。此外，在波分復(fù)用(WDM)系統(tǒng)中及光孤子通信系統(tǒng)中是不可缺少的關(guān)鍵元器件。正因為有了光纖放大器，才能實現(xiàn)無中繼器的百萬公里的光孤子傳輸。也正是有了光纖放大器，不僅能使WDM傳輸?shù)木嚯x大幅度延長，而且也使得傳輸?shù)男阅茏罴鸦? 色散補償光纖(Dispersion Compensation Fiber，DCF)km。，隨著傳輸距離的增加，會導(dǎo)致誤碼。若在CATV系統(tǒng)中使用，會使信號失真。其主要原因是正色散值的積累引起色散加劇，從而使傳輸特性變壞。為了克服這一問題，必須采用色散值為負(fù)的光纖，即將反色散光纖串接入系統(tǒng)中以抵消正色散值，從而控制整個系統(tǒng)的色散大小。這里的反色散光纖就是所謂的色散補償光纖。在1550nm處，反色散光纖的色散值通常在50~200ps/nmkm。為了得到如此高的負(fù)色散值，必須將其芯徑做得很小，相對折射率差做得很大，而這種作法往往又會導(dǎo)致光纖的衰耗增加(~1dB/km)。色散補償光纖是利用基模波導(dǎo)色散來獲得高的負(fù)色散值，通常將其色散與衰減之比稱作質(zhì)量因數(shù)，質(zhì)量因數(shù)當(dāng)然越大越好。為了能在整個波段均勻補償常規(guī)單模光纖的色散，最近又開發(fā)出一種既補償色散又能補償色散斜率的雙補償光纖(DDCF)。該光纖的特點是色散斜率之比(RDE)與常規(guī)光纖相同，但符號相反，所以更適合在整個波形內(nèi)的均衡補償。. 光纖光柵(Fiber Grating)光纖光柵是利用光纖材料的光敏性在紫外光的照射(通常稱為紫外光寫入)下，于光纖芯部產(chǎn)生周期性的折射率變化(即光柵)而制成的。使用的是摻鍺光纖，在相位掩膜板的掩蔽下，用紫外光照射(在載氫氣氛中)，使纖芯的折射率產(chǎn)生周期性的變化，然后經(jīng)退火處理后可長期保存。相位掩膜板實際上為一塊特殊設(shè)計的光柵，其正負(fù)一級衍射光相交形成干涉條紋，這樣就在纖芯逐漸產(chǎn)生成光柵。光柵周期模板周期的二分之一。眾所周知，光柵本身是一種選頻器件，利用光纖光柵可以制作成許多重要的光無