光通信技术在宽带通信中的应用|量子通信卫星

时间：2019-05-20 03:21:23　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　【摘要】随着光通信技术的发展，其优越性越来越明显，应用也越来越广泛。本文分析了光通信系统的原理、宽带通信技术。重点讲述了网络的宽带化和光纤通信，以及在新领域中的光通信技术。
　　【关键词】光通信；技术；宽带通信
　　
　　引言
　　光通信是一种以光波为传输媒质的通信方式。光波和无线电波同属电磁波，但光波的频率比无线电波的频率高，波长比无线电波的波长短。因此，光通信具有传输频带宽、通信容量大和抗电磁干扰能力强等优点。
　　光波按其波长长短，依次可分为红外线光、可见光和紫外线光。红外线光和紫外线光属不可见光，它们同可见光一样都可用来传输信息。光通信按光源特性可分为激光通信和非激光通信；按照传输媒介的不同，可分为有线光通信和无线光通信。常用的光通信有大气激光通信、光纤通信、蓝绿光通信、红外线通信和紫外线通信。
　　1、光通信系统
　　数据源被传送到远端的某个目的地。数据源的输出波调制到一个光载波上，光载波以光场或光束的形式通过光通道进行传输。在接收端，光场被征集和处理。通常，检测时会伴有噪声干扰、信号变形、内存背景辐射。此系统中传输载波是光波频段，系统的工作方式与其它采用调制方式的通信系统是相同的。而光波系统所采用的器件与无线电射频系统所采用的标准器件大不相同。它们在使用方法、特性方面有很大的差异，需要不同的设计过程[1]。光通信系统方框图如图1所示。
　　
　　2、宽带通信技术
　　宽带通信依托综合化、数字化、宽带化、智能化、多样化的光通信网，向用户提供语音、数据、图像、视频的交互式多媒体信息服务。宽带的通信质量和能力都远远超越了窄带通信系统，表现于数据通信能力和图像通信能力等。
　　宽带通信技术发展趋势和特点：目前我国城市正处于快速发展阶段，农村地区处于市场导入期，潜力巨大。2011年全国农村宽带家庭普及率为10%，预计未来3年加速增长，2012年为14%，2014年将达到20%，随着城市化进程的加快，互联网将成为改变城乡二元结构、缩小城乡差距的重要手段之一。发展宽带通信业务已经成为国内运营商的战略抉择，也将成为国内市场竞争的焦点。未来宽带通信业务的趋势是（1）宽带接入普及率逐渐提高；（2）宽带通信业务趋于个性化；（3）宽带通信业务不断多媒体化、融合化；（4）宽带集成通信业务将快速发展；
　　3、网络的宽带化和光纤通信
　　20世纪70年代后半期，光纤作为使用传输技术引进以来，其研究开发的历史一直走传输容量大和应用领域扩大的路。支撑互联网通信量爆炸性增加的是光纤预计今后将推进图像信息等高速信息流的配送服务和TV会议等丰富的双向多媒体通信等宽带服务的引入，网络的宽带化是必然的，其中，作为构建未来宽带遍布网络的技术，光纤和移动通信无疑是璀璨的双壁[2]。综上所述，可以把光纤通信技术的研究开发动向概括为以下三个方面。
　　（1）传输介质的大容量化。大传输容量技术是极大限度地利用传输介质的能力，以提高传输效率的技术，是以往所有传输系统开发一贯专注的技术。从这方面讲，具有很大潜在传输频带的光纤的大容量化是今后研究的重点。大容量化是光放大波段的扩大，在波段中信道的高密度复用、信道传输速率的高速化、远距离传输技术。即光放大波段扩大是从初期1550nm波段附近的20-30nm，大了1450-1650nm的200nm，将近扩大一个数量级。这与波长信道高密度复用和频率利用率的提高相结合。可以进行超过100信道的波分复用传输。而且每个信道的传输速率也可用以往电子式时分复用，现在达到40Gbit/s。对于光领域的TDM（Time Division Multiplexing）技术，达到了数百吉比特每秒的高速率。为实现宽波段远距离超高速传输，必须实现全信道均匀传输特性，必须进行放大器、传输码、色散管理等技术及其综合技术的研究。
　　（2）网络化技术。随着WDM的引入，因链路的大容量化，而使链路容量超过节点处理能力，则出现电子瓶颈这一新问题。因此，关于网络的研究正在飞速发展。这项研究是将光分插复用器或光交叉连接引入节点内，不仅是链路，而且节点也光化，利用光级别的接通技术，要有效地构建性能价格比很高的网络。光子网络的技术基础是WDM技术。但WDM技术不仅仅是点对点链路技术，其最大特点是作为网络技术来使用[3]。
　　（3）使用光纤的接入系统宽带化的相关技术。目前的光接入系统有两种，一种是改造现有设备的经济上较为合算的系统；另一种是可以提供新服务项目的系统。
　　4、在新领域中的光通信技术
　　以传输速率数十兆比特每秒的中小容量光纤系统的引入为开端，从20世纪70年代的后半期开始，以公用通信网为主，推进了系统高速化和大容量化。对公用通信网之外的领域也研究引入光纤、对飞机、汽车等移动物体内和计算机之间和机器之间也引进了光纤。此时，出现了微波光子学的领域，并针对移动通信、先进道路交通系统、阵列天线、计量等领域的应用进行了研究开发。光空间通信系统是在光纤通信的研究正式开展的20世纪70年代前半期研究的领域。
　　5、总结
　　随着科学技术的发展，光通信技术应用领域越来越广泛。光通信技术在宽带中的应用也越来越成熟。

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