【導讀】圍內(nèi)以驚人的速度發(fā)展建立起來。所有這些應用都對大容量通信提出了越來越高的要求，使得光纖通信技術向著速度高、容量大、可伸縮性好的方向發(fā)展。波分復用系統(tǒng)的發(fā)展正是適應了這一時代潮流。纖上傳輸多路信道，從而使通信容量成倍的擴大。不過，隨著摻鉺放大器在系統(tǒng)中。的大量使用，也會帶來一系列相關問題，如：色散、增益失衡、非線性效應等等。在本文中，將討論這些WDM. 系統(tǒng)的關鍵技術，并給出一個WDM光纖通信系統(tǒng)的總體設計。給出系統(tǒng)的詳細參數(shù)并對系統(tǒng)性能進。第三章光纖通信技術原理及存在的問題.........

　　

【正文】 波分復用技術自從九十年代中期進入中國以來 ,從骨干網(wǎng)應用的 DWDM 系統(tǒng)到城域 WDM環(huán)網(wǎng)技術 ,均得到很大發(fā)展。隨著光網(wǎng) 絡向面向連接波長交換光網(wǎng)絡演進再向無連接光分組交換網(wǎng)絡演進 ,新的技術將有廣闊的發(fā)展前景。波分復用是一種在光域上的復用技術 ,形湖北工業(yè)大學本科畢業(yè)（設計）論文 18 成一個光層的網(wǎng)絡既全光網(wǎng) ,將是光通訊的最高階段。建立一個以 WDM 和 OXC(光交叉連接器 )為基礎的光網(wǎng)絡層 ,實現(xiàn)用戶端到端的全光網(wǎng)連接 ,建立智能化的網(wǎng)絡對等模型 ,將是未來的趨勢。 IP業(yè)務的爆炸式增長以及流量的指數(shù)級增加對通信網(wǎng)的承載能力提出了越來越高的要求 .因此 ,利用波分復用系統(tǒng)承載 IP業(yè)務的 IP overWDM 光網(wǎng)絡也將成為一種必然選擇而獲得發(fā)展。 對光纖通信而言，超高速度、超大容量和 超長距離傳輸一直是人們追求的目標，而全光網(wǎng)絡也是人們不懈追求的夢想。 、超長距離傳輸技術 波分復用技術極大地提高了光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量，在未來跨海光傳輸系統(tǒng)中有很大的應用前景，這幾年波分復用系統(tǒng)發(fā)展也確實十分迅猛。目前， 已經(jīng)大量商用，同時，全光傳輸距離也在大幅度擴展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時分復用（ OTDM）技術，與 WDM 通過增加單根光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)來提高其傳輸容量不同， OTDM 技術是通過提高單信道速率提高傳輸容量，其實現(xiàn)的單信道最高速率達640Gbit/s。 僅靠 OTDM 和 WDM 來提高光通信系統(tǒng)的容量畢竟有限，可以把多個 OTDM 信號進行波分復用，從而大大提高傳輸容量。偏振復用（ PDM）技術可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零（ RZ）編碼信號在超高速通信系統(tǒng)中占空較小，降低了對色散管理分布的要求，且 RZ 編碼方式對光纖的非線性和偏振模色散（ PMD）的適應能力較強，因此，現(xiàn)在的超大容量 WDM/OTDM 通信系統(tǒng)基本上都采用 RZ 編碼傳輸方式。 WDM/OTDM 混合傳輸系統(tǒng)需要解決的關鍵技術基本上都包括在 OTDM 和 WDM通信系統(tǒng)的關鍵技術中。歐共體的 RACE 計劃和美國正在執(zhí)行的 ARPA 計劃在發(fā)展寬帶全光網(wǎng)中都部署了 WDM 和 OTDM 混合傳輸方式，以提高通信網(wǎng)絡的帶寬和容量。 WDM/OTDM 系統(tǒng)已成為未來高速、大容量光纖通信系統(tǒng)的一種發(fā)展趨勢，兩者的適當結(jié)合應該是實現(xiàn) Tbit/s 以上傳輸?shù)淖罴逊绞健嶋H上，最近大多數(shù)超過 3Tbit/s 的實驗都采用了時分復用（ TDM、 OTDM、 ETDM）和 WDM 相結(jié)合的傳輸方式 [4]。 光弧子是一種特殊的 ps 數(shù)量級上的超短光脈沖，由于它在光纖的反常色散區(qū)，群速度色散和非線性效應相互平衡，因而，經(jīng)過光纖長距 離傳輸后，波形和速度都保持不變。光弧子通信就是利用光弧子作為載體實現(xiàn)長距離無畸變的通信，在零誤碼的情況下信息傳遞可達萬里之遙。 在光弧子通信領域內(nèi)，由于其具有高容量、長距離、誤碼率低、抗噪聲能力強等優(yōu)點，光弧子通信備受國內(nèi)外的關注，并大力開展研究工作。美國和日本處于世界領先水平。美國貝爾實驗室已經(jīng)成功實現(xiàn)了將激光脈沖信號傳輸 5 920km，還利用光纖環(huán)實現(xiàn)了湖北工業(yè)大學本科畢業(yè)（設計）論文 19 5Gbit/s、傳輸 15 000km 的單信道孤子通信系統(tǒng)和 10Gbit/s、傳輸 11 000km 的雙信道波分復用孤子通信系統(tǒng)；日本利用普通光纜線路成 功地進行了超高 20Tbit/s、遠距離 1 000km的孤立波通信，日本電報電話公司推出了速率為 10 Gbit/s、傳輸 12 000km 的直通光弧子通信實驗系統(tǒng)。在我國，光弧子通信技術的研究也有一定的成果，國家 “863”研究項目成功地進行了 OTDM 光弧子通信關鍵技術的研究，實現(xiàn)了 20Gbit/s、 105km 的傳輸。近年來，時域上的亮孤子、正色散區(qū)的暗孤子、空域上展開的三維光弧子等，由于它們完全由非線性效應決定，不需要任何靜態(tài)介質(zhì)波導而備受國內(nèi)外研究人員的重視 [5]。 光孤子技術未來的前景是：在傳輸速度方面 采用超長距離的高速通信，時域和頻域的超短脈沖控制技術以及超短脈沖的產(chǎn)生和應用技術使現(xiàn)行速率 10～ 20Gbit/s 提高到100Gbit/s 以上；在增大傳輸距離方面采用重定時、整形、再生技術和減少 ASE，光學濾波使傳輸距離提高到 100000 公里以上；在高性能 EDFA 方面是獲得低噪聲高輸出 EDFA。當然，實際的光孤子通信仍然存在許多技術難題，但目前已取得的突破性進展使我們相信，光孤子通信在超長距離、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系統(tǒng)中，有著光明的發(fā)展前景。 未來的高速通信網(wǎng)將是全 光網(wǎng)。全光網(wǎng)是光纖通信技術發(fā)展的最高階段，也是理想階段。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡實現(xiàn)了節(jié)點間的全光化，但在網(wǎng)絡結(jié)點處仍采用電器件，限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康倪M一步提高，因此，真正的全光網(wǎng)成為一個非常重要的課題。 全光網(wǎng)絡以光節(jié)點代替電節(jié)點，節(jié)點之間也是全光化，信息始終以光的形式進行傳輸與交換，交換機對用戶信息的處理不再按比特進行，而是根據(jù)其波長來決定路由。 全光網(wǎng)絡具有良好的透明性、開放性、兼容性、可靠性、可擴展性，并能提供巨大的帶寬、超大容量、極高的處理速度、較低的誤碼率，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)簡單，組網(wǎng)非常靈活，可以隨 時增加新節(jié)點而不必安裝信號的交換和處理設備。當然，全光網(wǎng)絡的發(fā)展并不可能獨立于眾多通信技術之中，它必須要與因特網(wǎng)、 ATM 網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等相融合 [6]。 目前全光網(wǎng)絡的發(fā)展仍處于初期階段，但它已顯示出了良好的發(fā)展前景。從發(fā)展趨勢上看，形成一個真正的、以 WDM 技術與光交換技術為主的光網(wǎng)絡層，建立純粹的全光網(wǎng)絡，消除電光瓶頸已成未來光通信發(fā)展的必然趨勢，更是未來信息網(wǎng)絡的核心，也是通信技術發(fā)展的最高級別，更是理想級別。 湖北工業(yè)大學本科畢業(yè)（設計）論文 20 結(jié) 論 全光纖通信是光纖技術發(fā)展的必然產(chǎn)物 ,是光纖主動性 (有源全光纖器件特性 )與光纖 的被動性 (無源全光纖器件特性 )的有機結(jié)合體。以 FBG 濾波器為基礎的全光纖 OWDM 通信系統(tǒng)研究使復用通信趨于簡單和小型化 ,且更接近全光通信模式。這種簡單、有效且實際可行的方法目前國內(nèi)尚無實驗研究先例。該系統(tǒng)將顯示出全光纖線路的優(yōu)勢 ,即穩(wěn)定可靠、抗震動 ,可做到體積小、器件微型化 ,不受環(huán)境塵埃等影響 ,易于與光纖通信系統(tǒng)耦合連接 ,響應速度快 ,信息容量大 ,功能全 ,效率高 ,對光傳播的附加損耗小 ,可進一步增大陸地或海底光通信容量和無中繼通信距離。降低單路通信設備成本 ,滿足未來寬帶通信的急需 ,有重大的經(jīng)濟價值。在光計算、光 神經(jīng)網(wǎng)絡、多媒體通信、光纖到戶、光信息處理以及實施中的信息高速公路計劃等高技術領域都具有廣泛的應用前景。隨著國內(nèi) FBG 等全光纖器件制作技術的成熟化及國外同類器件性能的提高和成本的降低 ,已商品化并具有較低價位的這類產(chǎn)品的獲得將成為可能。由此將推動全光纖型 OWDM 通信系統(tǒng)的可靠性和實用化進程 ,其廣泛應用定會帶來顯著的經(jīng)濟效益 ,其發(fā)展前景可觀。 湖北工業(yè)大學本科畢業(yè)（設計）論文 21 參考文獻 [1] 劉艷格 ,馮新煥 ,董孝義 ,室溫穩(wěn)定多波長光纖激光器技術的研究新進展 [J].中國激光 ,(7):883894. 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