• 正文
    • 1.光通信的原理
    • 2.光通信的优点
    • 3.光通信的应用
    • 4.光通信发展趋势
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光通信

2022/06/06 作者:eefocus_3781508
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光通信(Optical Communication)是以光波为载波的通信方式。增加光路带宽的方法有两种:一是提高光纤的单信道传输速率;二是增加单光纤中传输的波长数,即波分复用技术(WDM)。

1.光通信的原理

首先,调制装置将原始信息转变为电信号,再经发送端转变为光信号;其次,将处理后的光信号送至光纤等光学信道中进行传输;最后,接收端接受信道中的光信号,将其转换为电信号,并通过解调装置恢复原始信息。

2.光通信的优点

光纤通信之所以受到人们的极大重视,这是因为和其它通信手段相比,具有无以伦比的优越性。
1、通信容量大
从理论上讲,一根仅有头发丝粗细的光纤可以同时传输1000 亿个话路。虽然未达到如此高的传输容量,但用一根光纤同时传输24 万个话路的试验已经取得成功,它比传统的明线、同轴电缆、微波等要高出几十乃至上千倍以上。一根光纤的传输容量如此巨大,而一根光缆中可以包括几十根甚至上千根光纤,如果再加上波分复用技术把一根光纤当作几根、几十根光纤使用,其通信容量之大就更加惊人了。
2、中继距离长
由于光纤具有极低的衰耗系数(商用化石英光纤已达0.19dB/km 以下),若配以适当的光发送与光接收设备,可使其中继距离达数百公里以上。这是传统的电缆(1.5km)、微波(50km)等根本无法与之相比拟的。因此光纤通信特别适用于长途一、二级干线通信。据报导,用一根光纤同时传输24 万个话路、100 公里无中继的试验已经取得成功。此外,已在进行的光孤子通信试验,已达到传输120 万个话路、6000 公里无中继的水平。因此,在不久的将来实现全球无中继的光纤通信是完全可能的。
3、保密性能好
光波在光纤中传输时只在其芯区进行,基本上没有光“泄露”出去,因此其保密性能较好。
4、适应能力强
是指,不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀,可挠性强(弯曲半径大于25 厘米时其性能不受影响)等。
5、体积小,重量轻
便于施工维护便于施工维护便于施工维护便于施工维护 。光缆的敷设方式方便灵活,既可以直埋、管道敷设,又可以水底和架空。
6、原材料来源丰富潜在价格低廉
制造石英光纤的最基本原材料是二氧化硅即砂子,而砂子在大自然界中几乎是取之不尽、用之不竭的。因此其潜在价格是十分低廉的。

3.光通信的应用

1)光纤通信的应用相当广泛,小到城镇有线电视网、共用天线系统,大到全球通信网、各国的公共电信网。除各种信息交换网络外,光纤通信还应用于工业生产现场的监视和调度、交通监视系统的控制与指挥等,甚至可在有腐蚀或辐射的环境中使用。
2)随着光通信技术的逐步成熟,光通信在信息高速公路的建设中逐步占据越来越重要的地位。目前,不仅在陆地上,在大西洋、太平洋海底也铺设了光缆,使得全球通信变得更加简单快捷;在有些国家,还将光缆铺设到住宅前,以实现FTTO(光纤到办公室)、FTTH(光纤到家庭)等技术。

4.光通信发展趋势

1、国内情况
在70年代国外的低损耗光纤获得突破以后,中国从1974年开始了低损耗光纤和光通信的研究工作,并于70年代中期研制出低损耗光纤和室温下可连续发光的半导体激光器。1979年分别在北京和上海建成了市话光缆通信试验系统,这比世界上第一次现场试验只晚两年多。这些成果成为中国光通信研究的良好开端,并使中国成为当时少有的几个拥有光缆通信系统试验段的几个国家之一。到80年代末,中国的光纤通信的关键技术已达到国际先进水平。
从1991年起,中国已不再建长途电缆通信系统,而大力发展光纤通信。在“八五”期间,建成了含22条光缆干线、总长达33000公里的“八横八纵”大容量光纤通信干线传输网。1999年1月,中国第一条最高传输速率的国家一级干线(济南——青岛)8×2.5Gb/s密集波分复用(DWDM)系统建成,使一对光纤的通信容量又扩大了8倍。
我国十分重视光通信器件的研发,通过国家技术发展计划安排专题,组织技术攻关,跟踪国际先进技术等措施的实施,极大地推动了光通信器件的研究开发和产业化工作。随着光器件产业逐渐向中国转移,光通信行业基础设施建设进一步加快,中国已成为全球光电元器件的重要生产销售基地。
光通信器件是构建光通信系统与网络的基础,高速光传输设备、长距离光传输设备和智能光网络的发展、升级以及推广应用,都取决于光通信器件技术进步和产品更新换代的支持。因此,通信技术的更新与升级将促使光通信器件不断发展进步。
2010年中国生产制造的器件已占全球25%以上市场份额;我国光器件市场规模在全球市场中的份额也已从2008年的17%增加到2010年的26%左右,市场规模达到93亿人民币,同比增长率更是高达30%。
光电子器件行业厂商数量相对较多,全球生产光电子器件的厂商250余家,行业整体来看还属于一个完全竞争的市场。随着中小企业的退出和行业收购兼并的进行,行业的市场集中度呈上升趋势,行业的竞争激烈程度趋缓。而国内企业不仅要直面国内本土企业的竞争,还要承受来自国外企业的竞争压力,整体竞争较为激烈。
2、现状
随着宽带中国战略进程的推进,国内三大电信运营商加快光网城市建设的步伐,我国光通信产业呈现出高速增长态势。
我国在光纤光缆方面,得益于三网融合和宽带政策对光纤的大量需求,2012年市场对光纤的需求迅速增加,使得光纤业基本面出现好转。行业总体供需呈弱势均衡、总体偏紧的态势,从而为光纤价格提供了较强支撑,为行业盈利改善提供了基本保障。同时,行业内主要厂商均在2012年实现较大规模光纤预制棒自产产能,使得此部分光纤企业盈利能力得到较大改善。
在光网络系统设备方面,三网融合形势下的FTTH、NGB与双向改造等热潮,将在未来长时间内释放大量光通信设备需求。三网融合将刺激广电及电信运营商对光纤网络建设的投入,国内PON设备、ODN市场需求增大,PTN、OTN网络升级也会带动相应设备需求的上升。
在光器件光模块方面,随着市场的持续升温,光器件产业投资不断扩大,国内涌现出一大批光器件企业。国家对光通信产业加大扶持,企业投入研发比重上升,这无疑是有利于产业长期发展的。在三网融合的大前提下,光器件投资成本占比不断上升,业内分析预计,未来随着光电子器件集成化和智能化的进一步提高,光电子器件占光传输设备成本的比例将达到30%以上。
光通信设备被列入战略性新兴产业指导目录
为贯彻落实《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,更好地指导各部门、各地区开展培育发展战略性新兴产业工作,发展改革委会同相关部门组织编制了《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》。目录涉及战略新兴产业7个行业、24个重点发展方向下的125个子方向,共3100余项细分的产品和服务。细分的产品和服务中包括950项新一代信息技术产业相关产品和服务,其中包含了下一代信息网络产业中的光通信设备。
光通信设备,包括光纤,FTTx用G.657光纤、宽带长途高速大容量光纤传输用G.656光纤、光子晶体光纤、掺稀土光纤(包括掺镱光纤、掺铒光纤、掺铥光纤等)、激光能量传输光纤,以及具有一些特殊性能的新型光纤,包括塑料光纤、聚合物光纤等。
光纤接入设备,无源光网络(PON)、光线路终端(OLT)、光网络单元(ONU)、波分复用器等。
光传输设备,线路速率达到40Gbit/s、100Gbit/s的超大容量(1.6Tb/s及以上)密集波分复用(DWDM)设备,可重构光分差复用设备(ROADM)及波分复用系统用光交叉互连(OXC)设备,大容量高速率OTN光传送网设备以及分组化增强型OTN设备、PTN分组传送网设备、MSTP/MSAP多业务传输和接入设备,高速光器件(有源和无源)。

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