Optinen kuituviestintäjärjestelmä (viestintätermi)

Optinen kuituviestintä

Optinen kuitu on lyhenne sanoista optinen kuitu. Valokuituviestintä on viestintämenetelmä, jossa valoaaltoja käytetään tiedonsiirtovälineinä ja optisia kuituja siirtovälineinä. Periaatteen näkökulmasta valokuituviestinnän muodostavat perusmateriaalielementit ovat optiset kuidut, valonlähteet ja valoilmaisimet. Valokuitujen valmistusprosessin, materiaalikoostumuksen ja optisten ominaisuuksien mukaisen luokituksen lisäksi optiset kuidut luokitellaan sovelluksissa usein käyttötarkoituksen mukaan, ja ne voidaan jakaa kommunikointia varten optisiin kuituihin ja tunnistuskuituihin. Siirtovälinekuitu on jaettu kahteen yleiseen ja erityiseen tyyppiin, ja toiminnallinen laitekuitu tarkoittaa kuitua, jota käytetään valoaallon vahvistuksen, muotoilun, taajuuden jaon, taajuuden kaksinkertaistamisen, moduloinnin ja optisen värähtelyn toimintojen suorittamiseen, ja sitä käytetään usein tietty toiminnallinen laite. Lomake tulee näkyviin.

Optinen kuituviestintä on viestintämenetelmä, joka käyttää valoaaltoja kantoaaltoina ja valokuitua siirtovälineenä tiedon siirtämiseen paikasta toiseen. Sitä kutsutaan "langalliseksi" optiseksi tiedonsiirroksi. Nykyään optinen kuitu on paljon parempi kuin kaapeli- ja mikroaaltouuniviestinnän siirto siirtotaajuuden kaistanleveyden, korkean häiriönestokyvyn ja alhaisen signaalin vaimennuksen ansiosta. Siitä on tullut maailmanviestinnän tärkein siirtomenetelmä.

Viestintäjärjestelmä

Sanasto

Optinen kuituviestintätekniikka ja tietotekniikka ovat tietotekniikan kaksi ydinpilaria, ja tietokoneet ovat vastuussa tiedon digitoimisesta verkkoon. ; Optinen kuitu vastaa tiedonsiirrosta. Nykyaikaisessa yhteiskunnallisessa ja taloudellisessa kehityksessä tietokapasiteetti kasvaa nopeasti. Tietojen siirtonopeuden ja kapasiteetin parantamiseksi valokuituviestintää käytetään laajalti tietotekniikan kehityksessä ja siitä on tullut tärkeä teknologia informaatiokentässä mikroelektroniikan jälkeen.

Perus optinen kuituviestintäjärjestelmä

Kaikkein yksinkertaisin valokuituviestintäjärjestelmä koostuu tietolähteestä, optisesta lähettimestä, optisesta kanavasta ja optisesta vastaanottimesta. Tietolähde sisältää kaikki signaalilähteet, jotka ovat signaaleja, jotka on saatu lähdekoodauksella palveluille, kuten puhe, kuva ja data; optiset lähettimet ja modulaattorit vastaavat signaalien muuntamisesta optisiksi signaaleiksi, jotka soveltuvat lähetettäväksi optisilla kuiduilla. Peräkkäin käytetyt valoaaltoikkunat ovat 0,85, 1,31 ja 1,55. Optinen kanava sisältää yksinkertaisimman optisen kuidun sekä relevahvistimen EDFA jne.; samalla kun optinen vastaanotin vastaanottaa optisen signaalin, poimii siitä informaatiota ja muuntaa sen sitten sähköiseksi signaaliksi ja lopulta saa vastaavan äänen, kuvan, datan ja muun tiedon.

Digitaalinen valokuituviestintäjärjestelmä

Optinen kuitusiirtojärjestelmä on ihanteellinen kanava digitaaliseen viestintään. Verrattuna analogiseen viestintään digitaalisella tiedonsiirrolla on monia etuja, kuten korkea herkkyys ja hyvä lähetyksen laatu. Siksi useimmat suuren kapasiteetin ja pitkän matkan optiset kuituviestintäjärjestelmät käyttävät digitaalisia siirtomenetelmiä.

Valokuituviestintäjärjestelmässä binäärivalopulssi "0"-koodi ja "1"-koodi lähetetään optisessa kuidussa, joka syntyy valonlähteen päälle-pois-moduloinnilla binäärisellä digitaalisella signaalilla. Digitaalinen signaali generoidaan näytteistäämällä, kvantisoimalla ja koodaamalla jatkuvasti muuttuva analoginen signaali, jota kutsutaan PCM:ksi (pulse code modulation), eli pulssikoodimodulaatioksi. Tällaista sähköistä digitaalista signaalia kutsutaan digitaaliseksi kantataajuussignaaliksi, jonka tuottaa PCM-sähköpääte.

Perusrakenne

(1) Optinen lähetin

Optinen lähetin on optinen lähetin-vastaanotin, joka toteuttaa sähköisen/optisen muunnoksen. Se koostuu valonlähteestä, ohjaimesta ja modulaattorista. Sen tehtävänä on moduloida valonlähteen lähettämä valoaalto sähköliittimestä tulevasta sähkösignaalista moduloiduksi valoaaltoksi ja kytkeä sitten moduloitu valosignaali optiseen kuituun tai kaapeliin lähetystä varten. Sähköpääte on tavanomainen elektroninen viestintälaite.

(2) Optinen vastaanotin

Optinen vastaanotin on optinen lähetin-vastaanotin, joka toteuttaa optisen/sähköisen muunnoksen. Se koostuu optisesta ilmaisimesta ja optisesta vahvistimesta. Sen tehtävänä on muuntaa optisen kuidun tai optisen kaapelin lähettämä optinen signaali valoilmaisimen sähköiseksi signaaliksi ja sitten vahvistaa heikko sähköinen signaali riittävälle tasolle vahvistuspiirin avulla ja lähettää se vastaanottimen sähköiseen päähän. loppu piirtämiseen.

(3) Optinen kuitu tai optinen kaapeli

Optinen kuitu tai optinen kaapeli muodostaa valon siirtotien. Sen tehtävänä on kytkeä himmennetty signaali lähetyspäästä valontunnistimeen vastaanotinpäässä pitkän matkan optisen kuidun tai kaapelin välityksellä tapahtuvan lähetyksen jälkeen tietojen siirtotehtävän suorittamiseksi.

(4) Toistin

Toistin koostuu valoilmaisimesta, valonlähteestä ja päätöksen regenerointipiiristä. Sillä on kaksi tehtävää: toinen on kompensoida optisen signaalin vaimennus, kun se lähetetään optisessa kuidussa; toinen on muotoilla vääristynyt pulssi.

(5) Passiiviset komponentit, kuten optiset kuituliittimet ja kytkimet

Koska valokuidun tai optisen kaapelin pituutta rajoittavat optisen kuidun vetoprosessi ja optisen kaapelin rakennusolosuhteet, ja valokuitu vedetään, myös pituus on rajoitettu (kuten 1 km). Siksi valokuitulinjalla voi olla ongelma useiden optisten kuitujen yhdistämisessä. Siksi optisten kuitujen välinen liitäntä sekä optisen kuidun ja optisen lähetin-vastaanottimen välinen liitäntä ja kytkentä ovat välttämättömiä passiivisten komponenttien, kuten valokuituliittimien ja -kytkimien, käytössä.

Varajärjestelmä

Järjestelmän sujuvan toiminnan varmistamiseksi luodaan yleensä varmuuskopiojärjestelmä, joka on kuin levyvarmuuskopio. Normaaleissa olosuhteissa vain pääjärjestelmä toimii. Kun pääjärjestelmä epäonnistuu, se voidaan vaihtaa välittömästi varajärjestelmään, jotta sujuva ja oikea tiedonsiirto voidaan taata.

Apuvälineet

Apulaitteet ovat järjestelmän täydellisyyttä, joka sisältää valvonnan hallintajärjestelmän, virallisen viestintäjärjestelmän, automaattisen kytkentäjärjestelmän, hälytyksen käsittelyjärjestelmän, virtalähdejärjestelmän jne.

Niistä valvonta- ja hallintajärjestelmä voi automaattisesti valvoa optisen kuidun siirtojärjestelmän muodostavien eri laitteiden suorituskykyä ja toimintatilaa. Vian sattuessa se hälyttää ja käsittelee sen automaattisesti ja ohjaa automaattisesti suojauskytkentäjärjestelmää. Pitkän matkan tietoliikennelinjoissa, joissa on useita välitysasemia ja linjahuollon keskustoimistoissa, joissa on pääsy useisiin suuntiin ja useisiin järjestelmiin, keskitetty valvonta on välttämätön huoltomenetelmä.

Yleiskatsaus

Optinen kuituviestintä on viestintämenetelmä, joka käyttää valoaaltoja kantoaaltoina ja valokuitua siirtovälineenä tiedon siirtämiseen paikasta toiseen. Sitä kutsutaan "langalliseksi" optiseksi tiedonsiirroksi. Nykyään optinen kuitu on paljon parempi kuin kaapeli- ja mikroaaltouuniviestinnän siirto sen lähetystaajuuden kaistanleveyden, korkean häiriönestokyvyn ja alhaisen signaalin vaimennuksen ansiosta, ja siitä on tullut tärkein siirtomenetelmä maailman viestinnässä.

Vuonna 1966 brittiläinen kiinalainen Charles Kao julkaisi paperin ja ehdotti kvartsin käyttöä lasifilamenttien (optisten kuitujen) valmistamiseksi, joiden häviö voi olla 20 dB/km, mikä voi toteuttaa suuren kapasiteetin optisen kuituviestinnän. Tuolloin vain harvat ihmiset maailmassa uskoivat, kuten British Standard Telecommunications Laboratory (STL), American Corning Glass Company, Bell Labs ja muut johtajat. Vuonna 2009 Gao Kun voitti Nobel-palkinnon optisen kuidun keksinnöstä. Vuonna 1970 Corning kehitti kvartsioptisen kuidun, jonka häviö on vain 20 dB/km ja jonka pituus oli noin 30 metriä. Sen kerrotaan maksavan 30 miljoonaa dollaria. Vuonna 1976 Bell Labs perusti kokeellisen linjan Atlantaan, Washingtoniin, jonka siirtonopeus on vain 45 Mb/s ja joka pystyy lähettämään vain satoja puhelimia, kun taas käytetty koaksiaalikaapeli voi lähettää 1800 puhelinta. Koska tällä hetkellä ei ole laseria viestintään, valokuituviestinnän valonlähteenä käytetään valodiodeja (LED), joten nopeus on erittäin alhainen. Noin 1984 puolijohdelaser viestintään kehitettiin menestyksekkäästi. Optisen kuituviestinnän nopeus saavutti 144 Mb/s, joka pystyi lähettämään 1920 puhelinta. Vuonna 1992 optisen kuidun siirtonopeus saavutti 2,5 Gb/s, mikä vastaa yli 30 000 puhelinlinjaa. Vuonna 1996 kehitettiin menestyksekkäästi eri aallonpituisia lasereita, joilla voidaan toteuttaa moniaallonpituinen ja monikanavainen optinen kuituviestintä, niin sanottu "aallonpituusjakoinen multipleksointi" (WDM) -tekniikka, mikä tarkoittaa, että lähetetään useita eri aallonpituuksilla olevia optisia signaaleja. yhdessä optisessa kuidussa. . Tämän seurauksena valokuituviestinnän siirtokapasiteetti kaksinkertaistuu. Vuonna 2000 optisen kuidun siirtonopeus saavutti WDM-tekniikalla 640 Gb/s. Jotkut ihmiset epäilevät suuresti Gao Kunia, joka keksi valokuidun vuonna 1976, mutta voitti Nobel-palkinnon vasta vuonna 2010. Itse asiassa yllä olevasta valokuitujen kehityshistoriasta voidaan nähdä, että valokuitujen suuresta kapasiteetista huolimatta ultra- suurta kapasiteettia optisia kuituja ei voida pelata ilman nopeita lasereita ja mikroelektroniikkaa. Elektronisten laitteiden nopeus on saavuttanut luokkaa gigabittiä sekunnissa. Eri aallonpituuksilla olevien nopeiden lasereiden ilmaantuminen on mahdollistanut optisen kuidun siirron luokkaa terabittiä sekunnissa (1Tb/s=1000Gb/s). Viestintätekniikan vallankumous!"

ominaisuudet

①Tiedon määrä, joka voidaan lähettää aikayksikköä kohti, on suuri. Valokuituviestinnän käytännön tason informaationopeus 1990-luvun alussa oli 2,488 Gbit/s, eli yksimuotoinen valokuitupari voi avata 35 000 puhelinta samanaikaisesti, ja se kehittyy edelleen nopeasti; ② Talous. Valokuituviestinnän rakennuskustannukset laskevat käyttömäärien lisääntyessä; ③ Pieni koko, kevyt, kätevä rakentaminen ja huolto jne.; ④Vähemmän metallin käyttö, voimakas anti-sähkömagneettinen häiriö, voimakas säteilyn esto, hyvä luottamuksellisuus jne.

Peruskoostumus

Perinteisen valokuituviestintäjärjestelmän pääkomponentit ovat valokuitu, valonlähde ja valonilmaisin. Optiset kuidut sisältävät yksimuotoisia ja monimuotoisia kuituja, ja valonlähteitä ovat puolijohdelaserit ja valodiodit. Keski- ja pitkän matkan järjestelmissä käytetään yksimuotokuitu- ja puolijohdelasereita, äskettäin kehitetyissä suurnopeuksissa DFB-lasereita ja lyhyen matkan järjestelmissä monimuotokuituja ja valodiodeja.

Perinteisellä valokuituviestintäjärjestelmällä tarkoitetaan järjestelmää, jossa lähetyspää moduloi valonlähteen intensiteettiä ja vastaanottopää käyttää valoilmaisinta vastaanotetun optisen signaalin (IM/DD) ilmaisemiseen suoraan, joka tunnetaan myös nimellä suora intensiteettimodulaatio. tethered wave optinen kuituviestintäjärjestelmä, joka oli todellisen käytön mestari 1990-luvun alussa. Sen perusrakenne ottaa esimerkkinä 2,488 Gbit/s järjestelmän, kuten kuvassa 2 näkyy.

Kuvan 2 vasemmalla puolella on lähetyspäässä oleva sähköinen aikajakomultiplekseri, joka yhdistää 155 Mbit/s tulosignaalin 2,488 Gbit/s signaaliksi. Signaalin intensiteetti moduloi suoraan hajautettua palautelaseria ja lähettää sitten himmennetyn lähdön yksimuotokuituun. Kuvan 2 oikealla puolella oleva valosähköilmaisin havaitsee suoraan himmennetyn valon ja saa 2,488 Gbit/S digitaalisen signaalin ja hajottaa sitten multiplekserin ajan kuluessa saadakseen joukon digitaalisia signaaleja, joiden nopeus on 155 Mbit/s.

Perinteisen valokuituviestintäjärjestelmän relelaitteisto on esitetty kuvassa 3.

2.2 Soveltamisala

Valokuituviestintää sovelletaan ensin puhelintoimistojen välillä paikallisen valokuituverkon muodostamiseen ja sitten kaukoviestintään muodostamaan valtakunnallinen valokuituverkko, josta tulee laajakaistainen viestintäverkko Skeleton. Merenalaisia optisia kaapelijärjestelmiä on myös kehitetty valtameren välistä viestintää tai lyhyen matkan viestintää varten saarten ja rannikoiden yli. Kuuluisat sukellusveneiden optiset kaapeliviestintäjärjestelmät, jotka kattavat Atlantin ja Tyynenmeren. Esimerkiksi ensimmäisessä transatlanttisessa järjestelmässä TAT-8, joka kaupallistettiin joulukuussa 1988, on 3 paria optisia kuituja optisessa kaapelissa, 2 paria käytettäväksi ja 1 pari valmiustilaan. Kunkin parin tiedonsiirtonopeus on 280 Mbit/s. Kokonaispituus on 6700 km, keskimääräinen välitysasemien välinen etäisyys on 67 knu ja aallonpituus 1,3 μm ja käytössä on perinteinen yksimuotokuitu.

Kehittyneet maat suunnittelevat, suunnittelevat ja rakentavat kuituoptisia käyttäjäverkkoja, eli kuitu-kotiin (FTTH) tai kuitu-tienvarteen (FTTC). Muut sovellukset, kuten valokuitu lähiverkot eri mittakaavassa ja sovelluksia eri tilanteissa.

Tekninen ala

(1) Suuri viestintäkapasiteetti ja pitkä lähetysetäisyys; optisen kuidun mahdollinen kaistanleveys voi olla 20 THz. Tällaisella kaistanleveydellä kestää vain noin sekunti kaikkien ihmisten, muinaisten ja nykyaikaisten, tekstitietojen välittämiseen sekä kotimaassa että ulkomailla. 400 Gbit/s järjestelmä on otettu kaupalliseen käyttöön. Optisen kuidun häviö on erittäin pieni. Kvartsikuidun häviö voi olla alle 0,2 dB/km lähellä 1,55 μm:n valon aallonpituutta, mikä on pienempi kuin minkä tahansa lähetysväliaineen häviö. Siksi ei-relelähetysetäisyys voi olla kymmeniä tai jopa satoja kilometrejä.

(2) Pieni signaalihäiriö, hyvä turvallisuussuorituskyky;

(3) Anti-sähkömagneettiset häiriöt, hyvä lähetyksen laatu, sähköinen viestintä ei pysty ratkaisemaan erilaisia sähkömagneettisia häiriöongelmia, vain optinen kuituviestintä Ei altistu kaikenlaisille sähkömagneettisille häiriöille.

(4) Optinen kuitu on kooltaan pieni, kevyt, helppo asentaa ja kuljettaa;

(5) Materiaalilähde on runsas ja ympäristönsuojelu on hyvä, mikä edistää ei-rautametallikuparin säästämistä.

(6) Säteilyä ei ole ja sitä on vaikea salakuunnella, koska valokuidun lähettämät valoaallot eivät pääse karkaamaan valokuidun ulkopuolelle.

(7) Optisella kaapelilla on vahva sopeutumiskyky ja pitkä käyttöikä.

(8) Rakenne on hauras ja mekaaninen lujuus on huono.

(9) Optisen kuidun leikkaaminen ja liittäminen vaatii tiettyjä työkaluja, laitteita ja tekniikkaa.

Optinen kuituviestintä system (communication term)

(10) Vaihto ja kytkentä eivät ole joustavia.

(11) The bending radius of the fiber optic cable should not be too small (>20cm)

(12) Virransyötössä on ongelmia.

Viestintämenetelmä, joka käyttää valoaaltoja tiedon välittämiseen optisissa kuiduissa. Koska laserilla on merkittäviä etuja, kuten korkea suuntaavuus, korkea koherenssi, korkea monokromaattisuus jne., valoaalto valokuituviestinnässä on pääasiassa laseria, joten sitä kutsutaan myös laserkuituviestinnäksi.

Periaate ja sovellus

Optisen kuituviestinnän periaate on: lähetyspäässä lähetetty tieto (kuten ääni) on ensin muutettava sähköisiksi signaaleiksi ja sitten moduloitava laserin lähettämään lasersäteeseen. Valon intensiteetti muuttuu amplitudin mukaan. sähköisen signaalin (taajuus) ja se lähetetään ulos optisen kuidun kautta; vastaanottopäässä ilmaisin muuntaa valosignaalin sähköiseksi signaaliksi vastaanotettuaan sen ja palauttaa alkuperäisen tiedon demoduloinnin jälkeen.

Tietotekniikan siirtonopeuden päivittyessä päivä päivältä valokuitutekniikkaa on arvostettu ja sovellettu laajalti. Monitietokoneisessa hissijärjestelmässä optisen kuidun sovellus täyttää täysin vaatimukset suurelle määrälle oikeaa, luotettavaa, nopeaa tiedonsiirtoa ja tiedonsiirtoa. Valokuitutekniikan soveltaminen hisseissä parantaa merkittävästi koko ohjausjärjestelmän vastenopeutta ja parantaa merkittävästi hissijärjestelmän rinnakkaisryhmäohjauksen suorituskykyä. Hississä käytettävä valokuituviestintälaite koostuu pääosin valonlähteestä, valosähköisestä vastaanottimesta ja optisesta kuidusta.

Valonlähde

Mikrotietokoneen ohjausjärjestelmän antama signaali on sähköinen signaali, kun taas valokuitujärjestelmä lähettää optista signaalia. Siksi mikrotietokonejärjestelmän generoiman sähköisen signaalin siirtämiseksi optisessa kuidussa on ensin muutettava sähköiset signaalit optisiksi signaaleiksi. Valonlähde on tällainen sähköoptinen muunnoslaite.

Valonlähde muuntaa ensin sähköisen signaalin optiseksi signaaliksi ja lähettää sitten optisen signaalin optiseen kuituun. Kuituoptisessa järjestelmässä valonlähteellä on erittäin tärkeä asema. Valokuituvalolähteinä voidaan käyttää hehkulamppuja, lasereita ja puolijohdevalolähteitä. Puolijohdevalolähteet käyttävät puolijohde-PN-liitoksia sähköenergian muuttamiseksi valoenergiaksi. Yleisesti käytettyjä puolijohdevalolähteitä ovat puolijohdevalodiodit (LED) ja laserdiodit (LD).

Puolijohdevalolähteitä on käytetty laajalti optisissa kuitujen siirtojärjestelmissä niiden pienen koon, keveyden, yksinkertaisen rakenteen, kätevän käytön ja helpon yhteensopivuuden vuoksi optisten kuitujen kanssa.

Valosähköinen vastaanotin

Optisessa kuidussa lähetetty optinen signaali on ensin palautettava vastaavaksi sähköiseksi signaaliksi ennen kuin se vastaanottaa mikrotietokonejärjestelmän. Tämä muunnos saadaan aikaan optisen vastaanottimen avulla. Optisen vastaanottimen tehtävänä on muuntaa optisen kuidun lähettämä optinen signaali sähköiseksi signaaliksi, jonka jälkeen sähköinen signaali luovutetaan ohjausjärjestelmän käsittelyyn. Optinen vastaanotin perustuu valosähköisen vaikutuksen periaatteeseen, joka säteilyttää puolijohteen PN-liitoksen valolla, ja puolijohteen PN-liitos tuottaa kantoaaltoja absorboituaan valoenergiaa, jolloin syntyy PN-liitoksen valosähköinen vaikutus, mikä muuntaa optinen signaali sähköiseksi signaaliksi. Optisissa kuitujärjestelmissä käytettävät puolijohdevastaanottimet sisältävät pääasiassa puolijohdevalodiodeja, valotransistoreja, valomonistimia ja aurinkokennoja. Valotransistori ei voi vain muuntaa tulevan valosignaalin sähköiseksi signaaliksi, vaan myös vahvistaa sähköistä signaalia, jotta se voidaan sovittaa hyvin ohjausjärjestelmän liitäntäpiiriin, joten fototransistori on laajimmin käytetty.

Optinen kuitu

Optinen kuitu on optisen signaalin siirtokanava ja valokuituviestinnän avainmateriaali.

Optinen kuitu koostuu ytimestä, kuoresta, pinnoitteesta ja vaipasta ja on symmetrinen sylinteri, jossa on monikerroksinen dielektrinen rakenne. Ytimen pääosa on piidioksidia, joka on seostettu pienellä määrällä muita materiaaleja materiaalin optisen taitekertoimen lisäämiseksi. Ytimen ulkopuolella on suojakerros, ja verhouksella ja ytimellä on erilaiset optiset taitekertoimet. Ytimen optinen taitekerroin on korkeampi sen varmistamiseksi, että optinen signaali lähetetään pääasiassa ytimessä. Verhouksen ulkopuolella on päällystekerros, jota käytetään pääasiassa lisäämään valokuidun mekaanista lujuutta, jotta valokuitu ei vaurioidu ulkopuolelta. Optisen kuidun uloin kerros on vaippa, jolla on myös suojaava rooli.

Optisen kuidun kaksi pääominaisuutta ovat häviö ja dispersio. Häviö on optisen signaalin vaimeneminen tai häviö pituusyksikköä kohti ilmaistuna db/km. Tämä parametri liittyy optisen signaalin lähetysetäisyyteen. Mitä suurempi häviö, sitä lyhyempi lähetysetäisyys. Monen mikrotietokoneen hissien ohjausjärjestelmillä on yleensä lyhyet lähetysetäisyydet, joten kustannusten vähentämiseksi käytetään enimmäkseen muovisia optisia kuituja. Kuidun dispersio liittyy pääasiassa pulssin levenemiseen. Mitsubishin hissien ohjausjärjestelmässä valokuitutietoliikennettä käytetään pääasiassa tiedonsiirtoon ryhmäohjauksen ja yksittäisen hissin välillä sekä tiedonsiirtoon kahden rinnakkaisen yksittäisen hissin välillä. Mitsubishi Elevatorin käyttämä valokuitulaite koostuu pääasiassa valonlähteestä, valovastaanottimesta ja valokuidusta. Valonlähde ja valovastaanotin on kapseloitu optisen kuituliittimen kiinteään pistokkeeseen ja valokuitu on kytketty liikkuvaan pistokkeeseen.

Työskentelyprosessi

Lähetä: CPU sarjoittaa rinnakkaistiedot erillisen IC-sirun kautta ja lisää vastaavan bittikoodin (aloitus, lopetus, tarkistusnumero jne.) viestintämuodon mukaan. Lähtö TXD lähettää signaalin optiseen kuituliittimeen (eli kiinteään pistokkeeseen ), ja sitten valonlähde valokuituliittimessä suorittaa sähkö-optisen muunnoksen. Muunnettu optinen signaali lähettää optisen signaalin optiseen kuituun optisen kuidun liikkuvan pistokkeen kautta, ja optinen signaali on optisessa kuidussa. Leviäminen eteenpäin.

Vastaanota: Optinen signaali optisesta kuidusta lähetetään kiinteän pistokkeen vastaanottimeen optisen kuituliittimen liikkuvan pistokkeen kautta, ja vastaanotin suorittaa vastaanotetun optisen signaalin valosähköisen palautuksen saadakseen vastaavan sähköisen signaalin. signaali lähetetään erillisen IC-sirun RXD-tuloliittimeen, ja sarjadata muutetaan rinnakkaisdataksi erillisellä IC-sirulla ja lähetetään sitten CPU:lle.

Sovelluskenttä

Optisen kuituviestinnän sovellusalue on erittäin laaja. Sitä käytetään pääasiassa paikallisiin puhelinjohtoihin. Optisen kuituviestinnän edut voidaan hyödyntää täysimääräisesti, asteittain korvaten kaapeleita ja ovat laajalti käytössä. Sitä käytettiin aiemmin myös pitkän matkan runkoviestintään, joka perustui pääasiassa kaapeleihin, mikroaaltouuniin ja satelliittiviestintään. Nyt se käyttää asteittain optista kuituviestintää ja on muodostanut maailmanlaajuisesti hallitsevan bittisiirtomenetelmän; sitä käytetään maailmanlaajuisissa viestintäverkoissa ja yleisissä tietoliikenneverkoissa eri maissa (kuten Kiinan kansallinen ensimmäinen Sitä käytetään myös korkealaatuiseen väritelevisiolähetykseen, teollisen tuotantopaikan valvontaan ja lähettämiseen, liikenteen valvontaan ja ohjaukseen, kaupunkien kaapelitelevisioverkkoon, ja yhteinen antenni (CATV) -järjestelmä. Sitä käytetään valokuitu lähiverkossa ja muissa, kuten lentokoneissa, avaruusaluksissa, laivoissa, maanalaisissa kaivoksissa, sähkövoimaosastoissa, armeijassa, korroosiossa ja säteilyssä jne.

Valokuitusiirtojärjestelmä koostuu pääasiassa: optisesta lähettimestä, optisesta vastaanottimesta, optisen kaapelin siirtolinjasta, optisesta toistimesta ja erilaisista passiivisista optisista laitteista. Viestinnän saavuttamiseksi sähköpäätteen on käsiteltävä kantataajuussignaali ja lähetettävä se valokuitusiirtojärjestelmään viestintäprosessin viimeistelemiseksi.

Se soveltuu optiseen kuituanalogiseen viestintäjärjestelmään, mutta sopii myös optiseen kuituun digitaaliseen viestintäjärjestelmään ja tietoliikennejärjestelmään. Valokuituanalogisessa viestintäjärjestelmässä sähköinen signaalinkäsittely tarkoittaa käsittelyä, kuten kantataajuisten signaalien vahvistusta ja esimodulointia, kun taas sähköinen signaalin käänteinen käsittely on käänteistä lähtökäsittelyä, eli käsittelyä, kuten demodulointia ja vahvistusta. Optisissa digitaalisissa viestintäjärjestelmissä sähköisellä signaalinkäsittelyllä tarkoitetaan kantataajuisten signaalien vahvistamista, näytteenottoa ja kvantisointia, eli pulssikoodimodulaatiota (PCM) ja linjakoodien koodauskäsittelyä jne., ja sähköinen signaalin käänteiskäsittely on myös signaalin käänteinen prosessi. alkuperä. Valokuituviestinnässä sähköinen signaalinkäsittely sisältää pääasiassa signaalin vahvistamisen, joka eroaa digitaalisesta viestintäjärjestelmästä siinä, että se ei vaadi koodin muuntamista.

Kehitys

Valokuituviestintä on nykyaikaisen viestintäverkon tärkein siirtomenetelmä. Sen kehityshistoria on vain kymmenen tai kaksikymmentä vuotta. Se on kokenut kolme sukupolvea: lyhytaallonpituinen monimuotovalokuitu, pitkäaaltoinen monimuotovalokuitu ja pitkäaaltoinen yksimuotovalokuitu. Valokuituviestinnän käyttö on suuri muutos viestinnän historiassa. Yli 20 maata, mukaan lukien Yhdysvallat, Japani, Iso-Britannia ja Ranska, ovat ilmoittaneet, että ne eivät enää rakenna kaapeliviestintälinjoja ja ovat sitoutuneet kehittämään valokuituviestintää. Kiinan valokuituviestintä on siirtynyt käytännön vaiheeseen.

Valokuituviestinnän synty ja kehitys on tärkeä vallankumous televiestinnän historiassa. Satelliittiviestintä ja matkaviestintä rinnastettiin tekniikoina 1990-luvulla. 2000-luvulle tulleen Internet-palvelujen nopean kehityksen ja ääni-, video-, data- ja multimediasovellusten kasvun vuoksi on olemassa entistä kiireellisempi tarve suurelle kapasiteetille (erittäin nopeille ja erittäin pitkille) etäisyys) valoaaltojen lähetysjärjestelmät ja verkot.

Optinen kuituviestintä on uusin viestintätekniikka, joka käyttää valoaaltoja kantoaaltoina tiedon välittämiseen ja valokuitua siirtovälineenä tiedonsiirron saavuttamiseksi ja viestinnän tarkoituksen saavuttamiseksi.

Viestinnän kehitysprosessi on prosessi, jossa kantoaaltotaajuutta jatkuvasti lisätään viestintäkapasiteetin laajentamiseksi. Kantoaaltotaajuutena optinen taajuus on saavuttanut tietoliikennekantoaallon ylärajan. Koska valo on erittäin korkeataajuinen sähkömagneettinen aalto, se käyttää valoa. Operaattorina viestintäkapasiteetti on valtava, mikä on tuhansia kertoja aiempaan viestintämenetelmään verrattuna, ja sillä on suuri vetovoima. Optinen viestintä on tavoite, johon ihmiset ovat jo pitkään pyrkineet, ja se on myös väistämätön viestintäkehityksen suunta.

Edelliseen sähköiseen viestintään verrattuna optisen kuituviestinnän tärkein ero on, että sillä on monia etuja: sen lähetystaajuuden kaistanleveys, suuri viestintäkapasiteetti; pieni lähetyshäviö, pitkä releetäisyys; ohut langan halkaisija, kevyt, raaka-aineet Se on kvartsi, joka säästää metallimateriaaleja ja edistää resurssien järkevää käyttöä; sillä on vahva eristys ja sähkömagneettisten häiriöiden estokyky; sillä on myös etuja vahva korroosionkestävyys, vahva säteilynkestävyys, hyvä tuulettavuus, ei kipinöitä, pieni vuoto, vahva luottamuksellisuus jne., Voidaan käyttää erityisessä ympäristössä tai armeijassa.

Trendi

FTTH voi tarjota käyttäjille erittäin runsaan kaistanleveyden, joten sitä on aina pidetty ihanteellisena pääsytapana. Sillä on tärkeä rooli tietoyhteiskunnan toteuttamisessa. Se tarvitsee myös laajamittaista edistämistä ja rakentamista. FTTH:lle tarvittava kuitu voi olla 2–3 kertaa suurempi kuin olemassa oleva kuitu. Aiemmin FTTH:n korkeiden kustannusten, laajakaistavideopalveluiden ja laajakaistasisällön puutteen vuoksi FTTH ei ole ollut esityslistalla, ja vain muutamia kokeita. Optoelektronisten laitteiden kehityksen ansiosta optisten lähetin-vastaanotinmoduulien ja optisten kuitujen hinta on laskenut huomattavasti; yhdistettynä laajakaistasisällön helppouteen, kaikki ovat nopeuttaneet FTTH:n käytännön prosessia.

The views of developed countries on FTTH are not exactly the same: AT&T in the United States believes that the FTTH market is small, and 0F62003 declared that FTTH will not have a market until 20-50 years later. US operators Verizon and Sprint are more active and will adopt FTTH to transform their networks within 10-12 years. Japan's NTT is the first to develop FTTH and has nearly 2 million users. China's FTTH is in the pilot phase.

FTTH kohtaa haasteita

Laajalti käytetyllä ADSL-tekniikalla on edelleen tiettyjä etuja laajakaistapalvelujen tarjoamisessa

Verrattuna FTTH:hen: ①Alhainen hinta ②Käytä alkuperäistä Kuparilankaverkko tekee projektin rakentamisesta yksinkertaista ③Se pystyy vastaamaan 1Mbps-500kbps elokuva- ja televisio-ohjelmien lähetystarpeen. FTTH:n joukkomainonta on rajoitettua.

Lähitulevaisuudessa kehitettäviin laajakaistapalveluihin, kuten verkkokoulutus, verkkotoimisto, konferenssi-tv, online-pelit, etädiagnoosi ja -hoito sekä muut kaksisuuntaiset palvelut ja HDTV-digitelevisio, uplink- ja downlink-lähetyksen epäsymmetrinen liiketoiminta , ADSL on vaikea tyydyttää. Varsinkin HDTV, pakkauksen jälkeen sen siirtonopeus tarvitsee edelleen 19,2 Mbps. Sitä kehitetään H.264-tekniikalla ja se voidaan pakata 5-6 Mbps:n nopeuteen. Yleisesti uskotaan, että ADSL:n korkein siirtonopeus, joka takaa QOS:n, on 2 Mbps, ja HDTV:n lähettäminen on edelleen vaikeaa. Voidaan katsoa, että HDTV on FTTH:n tärkein liikkeellepaneva voima. Eli HDTV-palvelujen saapuessa FTTH on pakollinen.

FTTH ratkaisut

P2P-pisteestä pisteeseen ja PON-passiivisia optisia verkkoja on yleensä kaksi luokkaa.

F2P-järjestelmän edut: jokainen käyttäjä lähettää itsenäisesti, ei vaikuta toisiinsa ja järjestelmä on joustava; voidaan käyttää edullisia hitaita optoelektronisia moduuleja; ja lähetysetäisyys on pitkä. Haitat: Käyttäjien suoraan toimistoon viemien optisten kuitujen ja putkien määrän vähentämiseksi käyttäjäalueelle on sijoitettava aktiivinen solmu, joka tekee yhteenvedon käyttäjistä.

PON-ratkaisun edut: Passiivinen verkon ylläpito on yksinkertaista; periaatteessa se voi säästää optoelektronisia laitteita ja optisia kuituja. Haitat: tarve käyttää kalliita nopeita optoelektronisia moduuleja; on käytettävä elektronisia moduuleja, jotka erottavat käyttäjät eri etäisyyksiltä, jotta vältetään ristiriidat käyttäjien uplink-signaalien välillä; lähetysetäisyys lyhenee PON-suhteella; kunkin käyttäjän alaslinkin kaistanleveys varaa toisensa, jos käyttäjän kaistanleveys on Kun takuuta ei ole, verkon laajennusta ei vaadita, vaan myös PON ja käyttäjämoduuli on vaihdettava ongelman ratkaisemiseksi. (Markkinahinnan mukaan PEP on edullisempi kuin PON)

PON-tyyppejä on monenlaisia, yleensä seuraavasti: (1) APON: nimittäin ATM-PON, sopii ATM-kytkentäverkkoon. (2) BPON: Laajakaista PON. (3) OPON: OFP-PON yleisellä kehyskäsittelyllä. (4) EPON: Ethernet-tekniikkaa käyttävä PON, GPON on Gigabit Ethernet PON. (5) WDM-PON: Käytä aallonpituusjakoista multipleksointia käyttäjien PON:ien erottamiseen. Koska käyttäjät liittyvät aallonpituuksiin, sitä on hankala ylläpitää ja sitä käytetään harvoin FTTH:ssa.

Langaton pääsyteknologia kehittyy nopeasti. Sitä voidaan käyttää WLAN-verkon IEEE802.11g-protokollana, jonka siirtokaistanleveys on jopa 54 Mbps ja peittoalue yli 100 metriä, mikä on jo kaupallisesti saatavilla. Jos langatonta pääsyä WLAN-verkkoon käytetään käyttäjän tiedonsiirtoon, mukaan lukien: uplink- ja downlink-data ja VOD-uplink-data on demand TV, ylälinkki ei ole suuri tavallisille käyttäjille, ja IEEE802.11g riittää. Optista kuitua käyttävä FTTH on pääasiassa ratkaisemaan HDTV-laajakaistavideon downlink-lähetystä, tietysti se voi sisältää myös jonkin verran downlink-dataa tarvittaessa. Tämä muodostaa "kuitu kotiin + langaton yhteys" (FTTH + langaton yhteys) kotiverkon. Jos tällainen kotiverkko ottaa käyttöön PON:n, se on erityisen yksinkertaista, koska tällä PON:lla ei ole ylävirran signaalia, se ei tarvitse etäisyyden mittauksen elektronista moduulia, kustannukset pienenevät huomattavasti, ylläpito on yksinkertaista. Jos PONiin kuuluva käyttäjäryhmä on langattoman pääkaupunkiseudun WiMAX-verkon (1EEE802.16) kattama ja sitä voidaan käyttää, ei erillistä WLAN-verkkoa tarvitse rakentaa. Langattoman liityntäverkon käyttö on trendi, mutta langattoman liityntäverkon tukena on edelleen käyttäjien lähelle hajallaan oleva valokuituverkko, joka on lähes sama kuin FTTH. Langaton FTTH+ -yhteys on tulevaisuuden kehitystrendi.

Optisen kytkennän kehitys

Itse asiassa se voidaan ilmaista seuraavasti: viestintätulo + vaihto.

Optinen kuitu ratkaisee vain siirto-ongelman, mutta sen on myös ratkaistava optinen kytkentäongelma. Aikaisemmin viestintäverkot koostuivat metallikaapeleista, jotka välittivät sähköisiä signaaleja ja joissa käytettiin sähköisiä kytkimiä vaihtoon. Viestintäverkko, lukuun ottamatta lyhyttä osaa käyttäjän päässä, on koko valokuitu, joka lähettää optisia signaaleja. Järkevässä menetelmässä tulisi käyttää optista vaihtoa. Kuitenkin optisten kytkinlaitteiden epäkypsyyden vuoksi ainoa tapa ratkaista optinen verkkovaihto on "optical-electrical-optical", eli optinen signaali muunnetaan sähköiseksi signaaliksi ja sitten optinen signaali vaihdetaan takaisin. optiseen signaaliin elektronisen vaihdon jälkeen. Ilmeisesti kohtuuton menetelmä, se ei ole tehokas ja epätaloudellinen. Suurikapasiteettisia optisia kytkimiä kehitetään toteuttamaan optisia kytkentäverkkoja, erityisesti niin sanottuja ASON-automaattisia kytkentäisiä optisia verkkoja.

Optisessa verkossa välitettävä tieto on yleensä xGbps nopeudella, eivätkä elektroniset kytkimet pysty käsittelemään sitä. Yleensä sähköinen vaihto tulisi toteuttaa alemman kertaluokan ryhmässä. Optinen kytkin voi toteuttaa nopean XGbD:n vaihdon. Tämä ei tietenkään tarkoita, että kaikki on vaihdettava valoon, varsinkin hitaan, pienhiukkasten signaalin vaihtoon, kypsää elektronista vaihtoa tulisi käyttää, eikä epäkypsää ei tarvitse käyttää.

suurikapasiteettinen optinen vaihto. Tällä hetkellä dataverkossa signaalit näkyvät "pakettien" muodossa käyttämällä niin kutsuttua "pakettikytkentää". Pussin hiukkaset ovat suhteellisen pieniä ja ne voidaan vaihtaa sähköisesti. Kuitenkin sen jälkeen, kun suuri määrä samaan suuntaan olevia paketteja on koottu, kun määrä on suuri, tulisi käyttää suurikapasiteettista optista kytkintä.

Optinen kytkentä vähemmällä kanavalla ja suurella kapasiteetilla on ollut käytännöllistä. Sitä käytetään esimerkiksi suojaukseen, pudotukseen ja pienen volyymin kanavien ajoitukseen. Yleensä tämän saavuttamiseksi käytetään mekaanisia optisia kytkimiä ja termooptisia kytkimiä. Näiden optisten kytkimien äänenvoimakkuuden, virrankulutuksen ja integroinnin rajoituksista johtuen kanavien lukumäärä on yleensä 8-16.

Sähköisessä vaihdossa on yleensä "avaruusjako"- ja "aikajako"-menetelmiä. Optisessa kytkennässä on "avaruusjako", "aikajako" ja "aallonpituusvaihto". Optista aikajakokytkentää käytetään harvoin valokuituviestinnässä.

Optinen tilanjakokytkentä: Yleensä optisia kytkimiä voidaan käyttää optisten signaalien siirtämiseen kuidusta toiseen. Ilmanerotuksen optisia kytkimiä ovat mekaaniset, puolijohde- ja termooptiset kytkimet. Integroidun teknologian avulla kehitettiin MEM-mikromoottorioptinen kytkin, jonka tilavuus on jopa mm. 1296x1296MEM optinen kytkin (Lucent) on kehitetty, joka on kokeellinen.

Optinen aallonpituuden vaihto: määritä kullekin vaihtoobjektille tietty aallonpituus. Siten lähettämällä tietyn aallonpituuden on mahdollista kommunikoida tietyn kohteen kanssa. Avain optisen aallonpituuskytkennän toteuttamiseen on tarve kehittää käytännöllisiä vaihtuvan aallonpituuden valonlähteitä, optisia suodattimia ja integroituja matalatehoisia luotettavia optisia kytkinryhmiä. On kehitetty ristikytkentätestijärjestelmä (corning), jossa yhdistyvät 640x640 puolijohdeoptinen kytkin + AWG-avaruusjako ja aallonpituus. Optista avaruusjakoa ja optista aallonpituusjakoa käyttämällä voidaan muodostaa erittäin joustava optinen kytkentäverkko. Japanin NTT suoritti kenttätestin käyttäen aallonpituusreititystä ja vaihtoa Chitose Cityssä, jonka säde oli 5 kilometriä, yhteensä 43 päätesolmua (yritti 5 solmua) ja nopeus 2,5 Gbps.

Automaattisen kytkennän optinen verkko, ASON, on jatkokehityksen suunta.

Integroitujen optoelektronisten laitteiden kehittäminen

Kuten elektroniset laitteet, myös optoelektroniset laitteet on integroitava. Vaikka kaikkia optoelektronisia laitteita ei tarvitse integroida, huomattava osa niistä tarvitaan ja voidaan integroida. Kehitteillä oleva PLC-tasomainen optinen aaltoputkipiiri on kuin piirilevy, jolle optoelektronisia laitteita voidaan koota tai integroida suoraan optoelektroniseen laitteeseen. Toteutetaanpa sitten FTTH tai ASON, uusia, pieniä, edullisia ja integroituja optoelektronisia laitteita tarvitaan.

Valokuituviestinnän markkinat

Kuten kaikki tiedämme, IT-alan kupla vuonna 2000 aiheutti valokuituviestintäteollisuuden räjähdysmäisen kehityksen ja tuotteiden ylituotannon. Optisten siirtolaitteiden, optoelektronisten laitteiden ja valokuitujen hinnat ovat romahtaneet. Erityisesti valokuidun kilometrihinta oli kuplakaudella 1200 € ja kuparilankaa halvempi kilometri noin 100 €. Milloin valokuituviestintämarkkinat elpyvät?

RHK:n Pohjois-Amerikan viestintäalan investointeja koskevien tilastojen ja ennusteiden mukaan 2002 oli alin kohta, mikä vastaa neljän vuoden regressiota. Palautumista on tapahtunut, mutta sitä ei vielä saada takaisin. Tämän spekulaation perusteella se kunnostetaan vasta vuosina 2007-2008. Myös valokuituviestintämarkkinat paranevat IT-markkinoiden myötä. Nämä parannukset ovat olleet suurelta osin FTTH:n ja laajakaistaisen digi-TV:n takana.

FTTH on loppujen lopuksi tietoyhteiskunnan kysyntää, ja valokuituviestintämarkkinoilla täytyy olla kaunis maisema. FTTH:n rakentaminen kehittyneissä maissa on alkanut ja sillä on jo huomattavat markkinat. Yleisesti ottaen laitteiden ja laitteiden tuotot piristyvät vähitellen markkinoiden tarpeiden mukaan ja vuodet 2007-2008 voivat olla hyvät. Kuitenkin valokuituteollisuudessa polkumyynnin menestyksestä huolimatta hinta on edelleen hidas ja voitto on hyvin pieni. Itse asiassa maailmassa valokuitujen tuotantoasteikko on liian suuri, ja FTTH:n kehitysnopeuteen vaikuttaa sosiaalinen ympäristö, mukaan lukien kansalaisten taloudelliset olosuhteet ja digitaalisen television kehitys, ja nousu on hidasta. On selvää, että jotkut suuret yritykset ovat sulkeneet useita valokuitutehtaita ja voivat aloittaa tuotannon milloin tahansa markkinaolosuhteiden mukaan. Tämän seurauksena tarjonta ylittää aina kysynnän. Normaali markkinalaki on nostaa hintoja, kun tarjonta ylittää kysynnän. Näin ollen, jos valokuituteollisuus haluaa tehdä huomattavia voittoja, siitä voi olla kysymys vuoden 2009 jälkeen. Kiinan taloudellisesti alikehittyneillä alueilla ja pikkukaupungeissa on vielä rakennettava valokuitulinjoja, mutta valokuitujen määrä on edelleen ylitarjonnan rajoissa.

Kiinan markkinoilla FTTH viivästyy ADSL:n haasteiden ja digitaalisen TV HDTV:n kehityksen vuoksi. Sosiaalinen ympäristö ja olosuhteet FTTH:n massiiviselle rakentamiselle Kiinassa eivät ole vielä saatavilla, ja saattaa kestää jonkin aikaa. Pekingin olympialaiset edellyttävät kuitenkin HDTV:n edistämistä ja laitehintojen laskua, mikä edistää FTTH:n kehitystä. FTTH:n myynnin odotetaan alkavan Kiinassa vuosina 2007-2008. Joissakin suurissa kaupungeissa on kuitenkin myös ns. keskusyritysalueiden CBD:itä, joilla on suhteellisen vahva taloudellinen voima ja jotka ovat jo ottaneet käyttöön fiber-to-residence PTTP:n rakentamiseen. Yleisesti ottaen Kiinan FTTH on pilottivaiheessa. Pilotin tehtävänä on toisaalta tutkia teknologiaa ja rakennuskokemusta, toisaalta sillä on rooli myös kilpailussa käyttäjien haltuunottamisesta. Siksi teleyritykset ja paikalliset omistajat pilotoivat aktiivisesti FTTH:ta kehittääkseen laajakaistapalveluita. Siksi lähetystoiminnan harjoittajat ovat valtavien haasteiden edessä. Lähetystoiminnan harjoittajien tulisi nopeuttaa digi-TV:n kehittämistä, rikastuttaa ohjelmien sisältöä ja omaksua kilpailukykyinen liiketoimintamalli. Jos lähetystoiminnan harjoittajat haluavat kehittää VOD on-demand -televisiota, niiden on myös muutettava kaapelitelevisioverkkoa molempiin suuntiin. Jos valokuituverkko otetaan käyttöön, se voi mukautua paremmin tulevaan teknologiseen kehitykseen ja markkinoiden kysyntään.

Kiinan laajakaistastrategia

Teollisuus- ja tietotekniikan ministeriön toukokuussa 2012 julkaisemassa "Laajakaistaverkkoinfrastruktuurin kahdestoista viisivuotissuunnitelmassa" Totea "Kaupunkikuitu rakennukseen kotiin, maaseudun laajakaista kylään kylään". Kaupunkitalouksien pääsykaistanleveys on 20 Mbit/s ja maaseututalouksien liittymäkaistanleveys 4 Mbit/s. Kuitu-kotiin-peitto saavuttaa 200 miljoonaa kotitaloutta, joissa on yli 40 miljoonaa käyttäjää, ja uusien asuintalojen valokuituyhteys kaupungeissa on yli 60 %.

"Maani laajakaistamarkkinoiden käyttötapa ja tekniikka ovat pääasiassa ADSL:ää, kun taas muut maat, joissa on nopea laajakaistayhteys, ovat periaatteessa kuituyhteyksiä." sanoi Zhao Zisen, Kiinan tekniikan akatemian akateemikko, ymmärtäessään kuitua kotiin Se on tärkein osa laajakaistastrategiaa.

Kiinan tiedeakatemian akateemikko Gan Fuxi sanoi, että valokuituviestinnän etuna on suuri tietokapasiteetti, pitkä lähetysetäisyys ja pieni signaalihäiriö. Maailman viestintäjärjestelmissä yli 90 % tiedosta välitetään optisten kuitujen kautta. Seuraavien 5-10 vuoden aikana kotimaani laajamittainen kuitujen käyttöönotto vaatii kuitua vuosittain yli 100 miljoonaa kilometriä, mikä tuo hyvät mahdollisuudet kotimaisen valokuituviestintäteollisuuden kehitykseen.

Kansainvälisen televiestintäliiton viimeisimpien tilastojen mukaan 112 maata ja taloutta on käynnistänyt laajakaistastrategian maailmassa. Laajakaistastrategian toimeenpano tuo varmasti valokuituyhteyksien suuren kehityksen ja tekee valokuitulaajakaistateollisuudesta yhden nopeimmin kasvavan ja suurimman kehitysalueen koko tieto- ja viestintäalan toimialoista.

展望

光纤通信发展总趋势为：不断提高信息率和增长中继距离。系统的优值用“信息率”与“距离”的乘积表示，该值每年约增加一倍；发展光纤网，特别是光纤用户网-光纤到户；采用新技术，特别是掺稀土金属的光纤放大器，光电集成和光集成。

①90年代初商用光纤通信系统的最高水平为2.488Gbit/s系统。实验室里实验系统信息率为8、10、16Gbit/s，相应的无中继距离为76、80、65km，信息率已高达20Gbit/s。单机的速率过高，大规模集成电路的电时分复用和解复器的速率将提高，要求激光器必须能在极高速率下稳定工作。如采用1.55μm波长，用常规单模光纤，将出现色散过大，码间干扰过大等都是技术上的困难。经济上也不合算。可采用光波分复用（OWDM）来提高信息率，实验室里复用数量用高达100个622Mbit/s的系统作复用，波长间隔为0.lnm，传输距离为50km，用非相干接收。还可采用副载波调制（SCM）来增加系统容量，将在光缆电视系统中应用。

掺稀土金属铒的单模光纤放大器的成功，大大增加了系统的灵敏度和传输距离。近期发表的常规系统的环路试验，在此环路里有4支掺铒光纤放大器，传输速率为2.4Gbit/s和5Gbit/s，计算结果表明传输距离达21000km和9000km。波长为1.55μm，采用色散位移光纤。这个试验系统将在新的横跨太平洋和大西洋的光缆系统里实用。

用光波分复用提高速率，用光放大增长传输距离的系统，为第五代光纤通信系统。

新系系统中，相干光纤通信系统，已达现场实验水平，将得到应用。光孤子通信系统可以获得极高的速率，实验结果已达32Gbit/s，20世纪末或21世纪初可能达到实用化。在该系统中加上光纤放大器有可能实现极高速率和极长距离的光纤通信。

②光纤用户网-光纤到户，采用同步光纤网（SONET）或同步数字体系（SDH）和建立光纤用户网是实现宽带业务的两大步骤。

光纤用户网有不同结构，其中之一如图5所示，中心局与远区局的连接，即本地网，可以用环状网路以提高网路的灵活性和效率。远区局到用户的网可以单星形或双星形网路。

③掺铒光纤放大器具有增益高、带宽宽、噪音低、易与传输光纤连接、易于制造等优点，可作前置放大、线路放大和末级放大。可提高系统灵敏度，增长传输距离。把它用在用户网里，可扩大网的范围，也可增加用户数量，对光纤通信的发展将起重大作用。掺铒光纤放大器只工作在1.55μm，还需探索掺另一种稀土金属的光纤，得到在1.3μm工作的放大器。

另外，为提高系统的可靠性和经济性，需要光电集成和光集成，对此已有不少实验成果。