无论是在学习还是在工作中，大家或多或少都会接触过论文吧，论文的类型很多，包括学年论文、毕业论文、学位论文、科技论文、成果论文等。一篇什么样的论文才能称为优秀论文呢？下面是编辑帮大家整理的光纤通信课程论文范文通用10篇，欢迎借鉴，希望能够帮助到大家。
（一）普通光纤
普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展，光中继距离和单一波长信道容量增大，G.652.A光纤的性能还有可能进一步优化，表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合ITUTG.654规定的截止波长位移单模光纤和符合G.653规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。
（二）核心网光缆
我国已在干线(包括国家干线、省内干线和区内干线)上全面采用光缆，其中多模光纤已被淘汰，全部采用单模光纤，包括G.652光纤和G.655光纤。G.653光纤虽然在我国曾经采用过，但今后不会再发展。G.654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量，它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤，不采用光纤带。干线光缆主要用于室外，在这些光缆中，曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构，目前已停止使用。
（三）接入网光缆
接入网中的光缆距离短，分支多，分插频繁，为了增加网的容量，通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中，由于管道内径有限，在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量，是很重要的。接入网使用G.652普通单模光纤和G.652.C低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用，目前在我国已有少量的使用。
（四）室内光缆
室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。并目还可能用于遥测与传感器。国际电工委员会(IEC)在光缆分类中所指的室内光缆，笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在中心局或其他电信机房内，布放紧密有序和位置相对固定。综合布线光缆布放在用户端的室内，主要由用户使用，因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。
（五）电力线路中的通信光缆
光纤是介电质，光缆也可作成全介质，完全无金属。这样的全介质光缆将是电力系统最理想的通信线路。用于电力线杆路敷设的全介质光缆有两种结构：即全介质自承式(ADSS)结构和用于架空地线上的缠绕式结构。ADSS光缆因其可以单独布放，适应范围广，在当前我国电力输电系统改造中得到了广泛的应用。ADSS光缆在国内的近期需求量较大，是目前的一种热门产品。
二、光纤通信技术的发展趋势
对光纤通信而言，超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标，而全光网络也是人们不懈追求的梦想。
（一）超大容量、超长距离传输技术波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量，在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛，目前1.6Tbit/的WDM系统已经大量商用，同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用(OTDM)技术，与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同，OTDM技术是通过提高单信道速率来提高传输容量，其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。
仅靠OTDM和WDM来提高光通信系统的容量毕竟有限，可以把多个OTDM信号进行波分复用，从而大幅提高传输容量。偏振复用（PDM）技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零（RZ）编码信号在超高速通信系统中占空较小，降低了对色散管理分布的要求，且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散（PMD）的适应能力较强，因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。
（二）光孤子通信。光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲，由于它在光纤的反常色散区，群速度色散和非线性效应相互平衡，因而经过光纤长距离传输后，波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信，在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。
光孤子技术未来的前景是：在传输速度方面采用超长距离的高速通信，时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE，光学滤波使传输距离提高到100000km以上；在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。当然实际的光孤子通信仍然存在许多技术难题，但目前已取得的突破性进展使人们相信，光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系统中，有着光明的发展前景。
（三）全光网络。未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段，也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍采用电器件，限制了目前通信网干线总容量的进一步提高，因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。
全光网络以光节点代替电节点，节点之间也是全光化，信息始终以光的形式进行传输与交换，交换机对用户信息的处理不再按比特进行，而是根据其波长来决定路由。
目前，全光网络的发展仍处于初期阶段，但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看，形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层，建立纯粹的全光网络，消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势，更是未来信息网络的核心，也是通信技术发展的最高级别，更是理想级别。
三、结语
光通信技术作为信息技术的重要支撑平台，在未来信息社会中将起到重要作用。虽然经历了全球光通信的“冬天”但今后光通信市场仍然将呈现上升趋势。从现代通信的发展趋势来看，光纤通信也将成为未来通信发展的主流。人们期望的真正的全光网络的时代也会在不远的将来到来。
参考文献：
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[3]王磊、裴丽，光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息，2006，（4）：59-60.
“剪刀差”原是指工农业产品交换时，工业产品价格高于价值，农产品价格低于价值所出出现的差额，因用图表表示呈剪刀张开形态而得名。由此可见，“剪刀差” 的存在，势必对弱势一方存在更多的不利因素，影响其进一步的发展。在高等教育快速发展的今天，高校本科生的光纤通信教学同样存在诸多“剪刀差”。
一、光纤通信教学剪刀差典型表现
光纤通信作为一门应用型课程，对学生的实践操作能力要求较高，但一般的教学中存在着注重理论教学轻视实验实践环节，形成剪刀差之一；在实践教学中，实验教学硬件设施与光纤通信理论发展速度不相称，此为剪刀差现象之二。
1.重理课论轻实践课的剪刀差
目前高校中，光纤通信课程一般为48-64学时不等，但是实践课一般为12学时，也有部分高校将实践课设置为24学时(总学时为64学时)，可见实践课在总教学中所占比例为三分之一至四分之一之间，中国矿业大学光纤课程为48学时，实习课为4学时，远低于最低的12学时。重视理论课轻视实践课，不仅影响教学目标的实现，也与培养高素质技能型人才的课程目标不相符合。
2.实验教学硬件设施落后光纤发展
在工科院校“光纤通信”教学实践过程中，一个最突出的问题就是随着光纤通信新理论和新技术不断产生和发展，实验硬件更新升级落后、实验设备陈旧、实验项目单一，实验内容老化等。另外，采用封装性强、集成化程度试验箱型的实验方式在方便操作的同时却无法让学生深入了解光纤通信系统全貌。
二、改进举措
根据光线通信课程本身的特点，首先从课堂教学、实验与实践教学的内容上进行重新的选择与确定；其次创设良好的实验环境，来进一步缩小光纤通信教学现状与其发展要求之间的“剪刀差”。
1、“两结合”，注重课堂教学实效性 。
“两结合”是指教材基础知识教学与实践教学的结合以及科研与课堂教学的结合课堂教学的时效性首先体现在教学内容选择上。要根据光纤通课程和学生的特点，在重点突出基本基础知识的同时，注重与实践的结合，促使学生从知识型向能力型转变，养成正确的思维方法及分析解决问题的能力，为创造能力的养成打下坚实基础。
课堂教学以“系统如何构成和性能如何提高为主线”，结合通信发展趋势和前沿研究的典型问题让学生讨论探究。这就要求光纤通信的课堂教学不仅要注重科研与教学的有效融合，更应注重课上与课下教学的融合，积极构建课后学习研究与探讨的教学平台。这样不仅促使学生的学习变被动为主动，更可以有效的丰富教学与学习内容，及时把握光纤通信最新的发展方向和发展动态，进一步提高教学的时效性。
2、“两建设”，保障实验教学落到实处
“两建设”指的是光纤通信实验教学设备的建设和实验教学内容建设，其中实验教学设备建设是将实验教学落到实处的保障。
众所周知，由于光纤通信设备价格昂贵，引进或建设专业实验室难度较大，因此在实验教学中，可模仿中北大学的实验教学改革模式：实验教学在改革现有的实验项目的基础上。利用OptiSystem仿真平台，增加了创新型仿真实验内容(包括发射机设计、光接收机设计、光纤色散特性及补偿设计、 EDEA增益优化设计和40G单模光纤的单信号道传输系统设计)，逐步构建“基础型、综合设计型、创新型”的分层次实践教学体系。
构建OptiSystem仿真实验教学平台，不仅有效缓解实验室建设的资金问题，改善了实验教学条件，更重要的是，在融入仿真技术后，不仅会提高学生综合应用所学知识和独立设计的能力，并会极大的促进光纤通信课堂教学的时效性，有助于课程教学质量的提升。
三、结束语
虽然学校类型以及培养目标的不同，其教学内容也会有所不同，但光纤通信课程的性质决定了它是一门理论性和实践性都很强的课程，因此在教学中要不断探索和改进，结合培养目标，不断提升学生的实践能力和创新能力！
光波分复用（WavelengthDivisionMultiplexing，WDM）技术是在一根光纤中同时同时多个波长的光载波信号，而每个光载波可以通过FDM或TDM方式，各自承载多路模拟或多路数字信号。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来（复用），并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将这些组合在一起的不同波长的信号分开（解复用），并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。因此将此项技术称为光波长分割复用，简称光波分复用技术。
WDM技术对网络的扩容升级，发展宽带业务，挖掘光纤带宽能力，实现超高速通信等均具有十分重要的意义，尤其是加上掺铒光纤放大器（EDFA）的WDM对现代信息网络更具有强大的吸引力。
二、WDM系统的基本构成
WDM系统的基本构成主要分双纤单向传输和单纤双向传输两种方式。单向WDM是指所有光通路同时在一根光纤上沿同一方向传送，在发送端将载有各种信息的具有不同波长的已调光信号通过光延长用器组合在一起，并在一根光纤中单向传输，由于各信号是通过不同波长的光携带的，所以彼此间不会混淆，在接收端通过光的复用器将不同波长的光信号分开，完成多路光信号的传输，而反方向则通过另一根光纤传送。双向WDM是指光通路在一要光纤上同时向两个不同的方向传输，所用的波长相互分开，以实现彼此双方全双工的通信联络。目前单向的WDM系统在开发和应用方面都比较广泛，而双向WDM由于在设计和应用时受各通道干扰、光反射影响、双向通路间的隔离和串话等因素的影响，目前实际应用较少。
三、双纤单向WDM系统的组成
以双纤单向WDM系统为例，一般而言，WDM系统主要由以下5部分组成：光发射机、光中继放大器、光接收机、光监控信道和网络管理系统。
1.光发射机
光发射机是WDM系统的核心，除了对WDM系统中发射激光器的中心波长有特殊的要求外，还应根据WDM系统的不同应用（主要是传输光纤的类型和传输距离）来选择具有一定色度色散容量的发射机。在发送端首先将来自终端设备输出的光信号利用光转发器把非特定波长的光信号转换成具有稳定的特定波长的信号，再利用合波器合成多通路光信号，通过光功率放大器（BA）放大输出。
2.光中继放大器
经过长距离（80~120km）光纤传输后，需要对光信号进行光中继放大，目前使用的光放大器多数为掺铒光纤光放大器（EDFA）。在WDM系统中必须采用增益平坦技术，使EDFA对不同波长的光信号具有相同的放大增益，并保证光信道的增益竞争不影响传输性能。
3.光接收机
在接收端，光前置放大器（PA）放大经传输而衰减的主信道信号，采用分波器从主信道光信号中分出特定波长的光信道，接收机不但要满足对光信号灵敏度、过载功率等参数的要求，还要能承受一定光噪声的信号，要有足够的电带宽性能。
4.光监控信道
光监控信道的主要功能是监控系统内各信道的传输情况。在发送端插入本节点产生的波长为λs（1550nm）的光监控信号，与主信道的光信号合波输出。在接收端，将接收到的光信号分波，分别输出λs（1550nm）波长的光监控信号和业务信道光信号。帧同步字节、公务字节和网管使用的开销字节都是通过光监控信道来传递的。
5.网络管理系统
网络管理系统通过光监控信道传送开销字节到其他节点或接收来自其他节点的开销字节对WDM系统进行管理，实现配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等功能。
四、光波分复用器和解复用器
在整个WDM系统中，光波分复用器和解复用器是WDM技术中的关键部件，其性能的优劣对系统的传输质量具有决定性作用。将不同光源波长的信号结合在一起经一根传输光纤输出的器件称为复用器；反之，将同一传输光纤送来的多波长信号分解为个别波长分别输出的器件称为解复用器。从原理上说，该器件是互易（双向可逆）的，即只要将解复用器的输出端和输入端反过来使用，就是复用器。光波分复用器性能指标主要有接入损耗和串扰，要求损耗及频偏要小，接入损耗要小于1.0~2.5db，信道间的串扰小，隔离度大，不同波长信号间影响小。
在目前实际应用的WDM系统中，主要有光栅型光波分复用器和介质膜滤波器型光波分复用器。
1.光栅型光波分复用器
闪耀光栅是在一块能够透射或反射的平面上刻划平等且等距的槽痕，其刻槽具有小阶梯似的形状。当含有多波长的光信号通过光栅产生衍射时，不同波长成分的光信号将以不同的角度射出。当光纤中的光信号经透镜以平行光束射向闪耀光栅时，由于光栅的衍射作用，不同波长的光信号以方向略有差异的各种平行光返回透镜传输，再经透镜聚焦后，以一定规律分别注入输出光纤，从而将不同波长的光信号分别以不同的光纤传输，达到解复用的目的。根据互易原理，将光波分复用输入和输出互换即可达到复用的目的。
2.介质膜滤波器型光波分复用器
目前WDM系统工作在1550nm波长区段内，用8，16或更多个波长，在一对光纤上（也可用单光纤）构成光通信系统。其波长与光纤损耗的关系见图4。每个波长之间为1.6nm、0.8nm或更窄的间隔，对应200GHz、100GHz或更窄的带宽。
五、WDM技术的主要特点
1.充分利用光纤的巨大带宽资源，使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几倍到几十倍，从而增加光纤的传输容量，降低成本，具有很大的应用价值和经济价值。
2.由于WDM技术中使用的各波长相互独立，因而可以传输特性完全不同的信号，完成各种信号的综合和分离，实现多媒体信号混合传输。
3.由于许多通信都采用全双式方式，因此采用WDM技术可节省大量线路投资。
4.根据需要，WDM技术可以有很多应用形式，如长途干线网、广播式分配网络，多路多地局域网等，因此对网络应用十分重要。
5.随着传输速率不断提高，许多光电器件的响应速度明显不足，使用WDM技术可以降低对一些器件在性能上的极高要求，同时又可实现大容量传输。
6.利用WDM技术选路，实现网络交换和恢复。
虽然“光纤通信”课程是一门理论与实践相结合的课程［4］，但是基础理论的掌握对以后实践起着极其重要的作用。可以说基础理论的广度和深度直接影响以后从事实用型工作还是创造型研究。“光纤通信”总学时为92学时，其中基础理论占56学时，实验教学为36学时，最后设置了两周课程设计内容。理论教学内容主要包括光纤传输理论、通信用光器件、光端机、数字光纤通信系统、模拟光纤通信系统、光纤通信新技术和光纤通信网络等。实验教学主要包括以光纤端面处理与熔接实验、单模光纤结构设计光纤光缆的识别与使用、光纤损耗系数和事件点参数测量、光发送机的参数测试、光纤电话传输实验、光纤视频传输实验、波分复用光纤传输实验和掺铒光纤放大器实验为代表的十二个题目。本课程最后一个教学环节为课程设计，主要是针对所学内容进行选择性深入学习和研究，并独立设计完成指定题目。
二、“光纤通信”课程理论教学方法与实践
1.理论教学过程中的理论分析应从简单递进难度。例如，我们在教学实践过程中学习光纤中的光传输理论时，先讨论学生较熟悉的几何光学法的全反射传输理论，再分析光在光纤中遵循的电磁理论，提出麦克斯韦方程组，并进行严格推导和详细讨论。
2.教学中应适当展开课堂讨论。对于一些较简单并有一定重复性的内容，可以采取课堂讨论的教学模式。由于，光纤制造和光缆制作工艺相对简单易懂，制造过程和方法有很多种。因此，对以上内容进行课堂讨论形式教学。预先把学生分成几组，每组选择2~3个题目，之后收集资料、制作PPT、充分备课。课堂上每组选出1~2个学生，上讲台利用15~25分钟的时间对特定题目进行讲解，讲完后其他成员可以提问，相互讨论。通过以上教学环节，本是一些繁杂的内容从不同讲解者的不同风格再现出来，课堂气氛积极活跃，讲授内容丰富多彩。同时讲解者完成了选题目、制作PPT及备课讲课等全过程，这对即将毕业的学生是一个展现自己、锻炼自己的好机会。
3.教学过程中适当展示实际器件或相关案例。光纤通信是一门要求理论与实践相结合的课程。除了规定的实验课外，在理论教学过程中应该注意理论与实际相结合。在理论教学过程中，涉及一些实际光学元件和设备时，比如，连接器、耦合器、光纤光栅和激光器等，课堂上尽量展示实物及说明书，并说明其在通信网络中的具置和作用。不仅可以活跃课堂气氛，还可以巩固教学内容，留下深刻印象。比如，设计光纤分类和工艺等内容时，我们尽量引入许多国内外的著名企业并展示其相关光纤产品。我国已拥有长飞、亨通、烽火、富通、中天、永鼎、通光、汇源等光缆企业及特发、成康、北康、侯马、富春江、天虹、宏安、华伦、华达、华新、港龙、通鼎、西古、法尔胜等一大批骨干企业。2006年，国内市场光缆总量达2000万芯公里，出口光缆470万芯公里，总产销2470万芯公里以上。2000~2012年，我国光纤需求量增加了整整24倍，年增长率达30%。2006年中国光纤需求量仅占全球的25%左右，至2012年，这一市场份额已超过了50%。光缆总体技术水平已达国际先进水平，主要企业的主要产品指标领先国际先进水平，产品种类规格基本齐全（海底越洋光缆尚差）［5］。
4.概念与其背景相联系。每一学科与每一门课程都具有相应的概念和理论。其中一些现象的发现、一些概念的提出有其历史背景和条件。在光通信，特别是光孤子通信属于这一类，孤子这个名词首先是在流体力学中提出的，其概念可以追溯到1844年英国工程师SocttRussel在《波动论》中记录的一段于1834年8月在爱丁堡一戈拉斯高运河上的一次经历。讲授该内容时，我们抓住其独特的历史，回顾一下当年的发现，活跃课堂气氛，形象准确地理解概念。
5.理论分析与科研成果相联系。在教学实践中应用科技论文，可以使学生对教学内容掌握得更好，同时对科技论文的查阅、内容格式和写作等进一步了解，对以后毕业论文，乃至科研工作有一定的引导作用。对科技论文的选取要注意以下几点：文章的主题符合课程相关内容；科技论文的难度要适当；科技论文作者及其单位在行业有一定的影响力；最后，科技论文内容为该领域研究热点［2］。比如，讲授完光纤结构、制造工艺和传输理论之后，组织学生学进延（烽火通信科技有限公司）的《S-C-L三波段传输新型单模光纤的设计和研究》和专利《一种新型低色散光纤》［3］。通过分析科技论文巩固所学知识，进一步理解提出问题、解决问题，并把成果撰写成科技论文或申请专利的整体过程，提升学生的科学素养，培养学生综合能力。
6.实验、课程设计和仿真模拟。在实践教学环节，我们针对性地开设了12个典型实验。除此之外，结合理论与实践，设置了计算机仿真的课程设计内容。仿真是利用模型复现实际系统中发生的本质过程，并通过对系统模型的实验研究存在的或设计中的系统［6］。很多情况下，因受到实验条件限制，光纤通信中经实际操作，用实验结果证实和分析的内容有限。此时，我们可以学习和利用仿真技术，主要是利用一些光纤通信领域功能较强的模拟软件设计光纤通信器件和光纤通信系统。对光纤通信网络的模拟，参数调整和结果分析加深对实际通信网络的了解，分析其存在的问题，提出解决方案。
三、结语
经过近几年理论教学实践和探索，有效改进了教学方法和手段，丰富了课堂教学内容，理论、实践和仿真模拟有效结合，拉近了教学与科研实践、与实际通信领域的距离，取得了较好的教学效果。
（一）光通信史的第一步
1880年，贝尔发明了一种利用光波作载波传递话音信息的“光电话”，它证明了利用光波作载波传递信息的可能性。他利用太阳光作光源，大气为传输媒质，用硒晶体作为光接收器件，成功地进行了光电话的实验，通话距离最远达到了213米。1881年，贝尔宣读了一篇题为《关于利用光线进行声音的产生与复制》的论文，报道了他的光电话装置。
（二）激光器的出现
激光器出现之前，光学中普遍使用普通的相干性较差的普通光源，这种光源谱线很宽，无法进行通信。1960年，美国科学家梅曼(Meiman)发明了第一个红宝石激光器。与普通光相比，激光谱线很窄，方向性及相干性极好，是一种理想的相干光源和光载波。由激光发展起来的激光通信有高度的相干性和空间定向性，通信容量大、体积较小并且有较高的保密性。所以激光是光通信的理想光源，它的出现是光通信发展的重要一步。
二、发展阶段
由于光纤的发展，光纤系统也渐渐发展起来。1976年，美国在亚特兰大(Atlanta)进行了世界上第一个实用光纤通信系统的现场试验。1980年，美国标准化FT-3光纤通信系统投入商业应用。1976年和1978年，日本先后进行了速率为34Mb/s的突变型多模光纤通信系统，以及速率为100Mb/s的渐变型多模光纤通信系统的试验。1983年敷设了纵贯日本南北的光缆长途干线。随后，由美、日、英、法发起的第一条横跨大西洋TAT-8海底光缆通信系统于1988年建成。第一条横跨太平洋TPC-3/HAW-4海底光缆通信系统于1989年建成。从此，海底光缆通信系统的建设得到了全面展开，促进了全球通信网的发展。
近几年，随着网络中数据业务分量的持续加重，SDH多业务平台正逐渐从简单地支持数据业务的固定封装和透传的方式向更加灵活有效支持数据业务的下一代SDH系统演进和发展。最新的发展是支持集成通用组帧程序(GFP)、链路容量调节方案(LCAS)和自动交换光网络(ASON)标准。GFP是一种可以透明地将各种数据信号封装进现有网络的通用标准信号适配映射技术，简单灵活，开销低，效率高，有利于多厂家设备互联互通，能够对用户数据实施统计复用。LCAS则定义了一种可以平滑地改变传送网中虚级联信号带宽的方法，以自动适应有效业务带宽，信令传输由普通的SDH网元和网管系统完成。ASON可以动态地实施连接建立和管理，使网络具有自动选路和指配功能。由于在城域网领域正面临光以太网的竞争压力，迫使MSTP在降低设备成本和提高业务提供灵活性上继续改进。重要的趋势之一是结合MPLS，使MSTP和MPLS能互相依托共同向网络边缘扩展，从而可以充分利用MPLS灵活跨域支持数据联网的一系列优点。
另外还有光以太网，它是一类光纤上运行的新型以太网技术，源于局域网。从结构上看，以太网是一种端到端的解决方案，在网络各个部分统一处理二层交换、流量工程和业务配置，省去了网络边界处的格式变换。其次，以太网的扩展性很好，在网络边缘通过改变流量策略参数即可迅速按需以1Mbit/s的带宽颗粒逐步提供所需的带宽，从10Mbit/s，100Mbit/s，1Gbit/s直至10Gbit/s。从管理上看，由于同样的系统可以应用在网络各个层面上，因此网络管理可以大大简化，新业务可以拓展得更快。
总的来看，光纤通信的发展可以粗略地分为三个阶段：第一阶段(1966~1976年)，这是从基础研究到商业应用的开发时期。第二阶段(1976~1986年)，这是以提高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期。第三阶段(1986~1996年)，这是以超大容量超长距离为目标、全面深入开展新技术研究的时期
三、光通信的展望
目前基于SDH的ASON技术已经基本成熟，其网络节点设备最大交叉容量可达1.28Tbit/s，典型倒换时间远小于50ms，在我国和国际上也都已经有了许多应用的实例，但是尚缺乏大规模网络的应用经验，特别是各种连接功能的应用缺乏实例。从技术层面上看，目前的ASON系统还可以支持多种业务，可以认为是ASON与MSTP的完美结合。有些ASON还具有40Gbit/s接口能力，使其传输容量大大提高，可适应网络的长期发展需求。其中光网络的智能化和电信机的以太网传输是光通信较为重要的发展方向。
（一）光网络智能化是重要发展方向
光通信技术近40年的发展历史，主要是以传输为主线的。但是随着计算机技术与通信技术结合越来越紧密，以及光网络组网、调度、控制、生存性等各方面的需要，在光网络中加入自动发现能力、连接控制技术和更完善的保护恢复功能，即光网络的智能化是今后发展的重要目标。其中，ASON就是典型的例子。
（二）电信级以太网的光传输将成为热点
由电路型交换向分组型交换演变，是电信网的发展方向。因此，作为电信网主要传输方式的光传输网，其承载信号也要从以传输电路型信号向传输分组型信号过渡。以太网是最常用的分组信号，自1973年以太网发明以来的30多年里，以太网本身也经历了一次次改进和变异，有了很大的发展。随着以太网被广泛使用，特别在电信网中使用，它必须适应电信网的要求而发生变化，于是电信级以太网应运而生。因此国际上众多的标准化组织，都在制订有关电信级以太网的标准。另一方面，原来为传送电路型信号而建设的光传输网络，也要适应传输以太网的要求而采用相应的技术。总的来说，之所以以太网发展为电信级，主要是要吸取原电信网面向连接的一些特性，提高网络的可靠性、可管理性、可维护性、可运营性和安全性等等。而现有的光传输网络在这些方面都是有保证的，主要是需要适应分组型的以太网信号的传输。
参考文献：
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[论文关键词]光纤光源光纤通信系统
关键词 光纤通信；教学改革；OptiSystem仿真
中图分类号：TP391.9 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2013）24-0104-02
1 引言
光纤通信课程是高等工科院校通信工程专业的一门主要专业必修课，其基本理论是某些交叉学科的生长点和新兴边缘学科发展的基础，具有理论基础深、知识更新快、理论与实际联系紧密等特点。
随着光纤通信技术的迅猛发展，目前在教学过程中暴露出一些问题：1）现有实验设备不生动，仅是对基本原理的简单验证；2）光纤通信设备价格昂贵，引进或建设专业实验室难度较大；3）专业课知识更新速度快，课本及现有设备难于反映最新的发展成果；4）学生难于验证、实践对知识的构想。
基于以上原因，本课程的教学改革立足于将OptiSystem仿真技术融入光纤通信的教学中。
2 理论教学探索
光纤通信课程以培养和提高本科生的应用能力、创新能力和科研能力为基本目标。培养要求是：使学生较全面地掌握光纤通信的基本概念、基本理论和关键技术，理解和掌握光纤通信系统的性能分析和系统设计方法，了解现代光纤通信新技术的发展及应用情况。
根据培养目标和培养要求，该课程设置的教学内容包括：1）光纤传输理论；2）半导体光器件、光无源器件及光放大器的工作原理及特性；3）光端机的基本组成及各部件功能；4）光纤通信系统的组成和系统设计方法；5）光传输网及光纤通信新技术的基本原理及应用。
光纤通信的整个理论教学体系中，很多定理都伴随严格的数学证明和复杂的概念，并且很多概念比较抽象。比如：光在光纤中传输的波动光学理论，涉及电磁场与电磁波的知识，其公式推导繁琐抽象，致使学生理解起来比较困难。针对这一类问题，教师在备课时不仅需要精心设计教学内容，将重点、难点和抽象不容易理解的内容提炼出来，而且要根据这些知识点的特征采用恰当的教学方法和教学手段，比如采用传统黑板教学方式和技术相对成熟的多媒体教学方式相结合。实践证明，这样的教学方式已经取得比较满意的教学效果，并且在该课程组教师的共同努力下，与课程配套的多媒体网络课件在中北大学及全国多媒体课件大赛上获奖。
为进一步提高学生学习效率，在课堂教学中融入OptiSystem仿真技术。OptiSystem作为一款功能强大的光通信系统模拟软件，提供从元件到系统水平在传输层光通信系统的设计和预研，同时呈现可视化的分析结果。如光纤的非线性效应“四波混频FWM”，采用图1所示仿真原理图给学生讲解，两路光信号（波长分别为1540 nm和1540.5 nm）经过75千米单模光纤（SMF-28）传输，传输前后信号的光谱分别如图2和图3所示。图3显示，在1539.5 nm和1541 nm波长处出现新的频率成份，直观地表达了四波混频的概念：光纤中不同波长的光波相互作用，导致在其他波长上产生所谓混频产物或边带的新光波的现象。
另外，光纤的自相位调制、互相位调制、拉曼散射等非线性效应，掺铒光纤放大器（EDFA）的增益平坦特性，波分复用系统等相对抽象难理解的知识点，也采用了演示仿真原理图并对比波形的授课形式，具体程序不一一举出。
课程结束后，调查显示：绝大多数（83.26%）学生对课堂教学中融入OptiSystem仿真做出了积极评价，一致反映利用仿真技术把抽象的问题具体化，能够激发学习兴趣，从而优化课堂教学效果。
3 实验教学改革
实验教学是课堂理论教学的重要补充，是培养学生科学实践能力的重要环节。目前，中北大学开设的光纤通信实验项目分为基础型和综合设计型两类，实验室现有设备仅能满足固定功能的实验，不容易升级改进，不能充分体现光纤通信的优势。因此，实验教学改革是在现有实验项目的基础上，利用OptiSystem仿真平台，增加了创新型仿真实验内容（包括光发射机设计、光接收机设计、光纤色散特性及补偿设计、EDFA增益优化设计和40 G单模光纤的单信道传输系统设计），逐步构建“基础型、综合设计型、创新型”的分层次实践教学体系。
创新型仿真实验项目改革在具体实施的过程中，要求学生根据题目的难易程度独立或合作完成，并完成详细的实验报告，包括设计思路、设计框图、选用模块和参数设置的原因，仿真结果及实验现象分析并得出结论等内容。
关于仿真实验项目的改革已经实施两届，通过和学生的交流以及对实验报告的统计分析，结果显示：
1）增设的创新型仿真实验项目吸引的学生数量逐年增加（09级学生比08级学生增加30%）；
2）学生在设计实验的过程中，如何选用模块并设置参数都与理论知识紧密结合，这样促进了理论与实践的有效结合；
3）与硬件实验相比较，仿真过程更具体，仿真结果更生动，实验效果得到明显改善；
4）学生敢于验证自己的构想，弥补了硬件设备的不足。
4 结束语
通过积极实行教学改革，在光纤通信课程理论和实验教学方面都取得一定成效。课堂教学方面，由于一些抽象难理解的知识点融入了仿真演示，提高了学生的学习积极性，明显改善了课堂教学效果；实验教学方面，融入仿真技术后，不仅提高了学生综合应用所学知识和独立设计的能力，而且极大地促进了光纤通信的基础理论研究，为学生走向工作岗位前进行工程素质的培养提供了理想手段，还能有效节省教学投资费用。
参考文献
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关键词信息技术；光纤通信系统；课程整合
信息技术已经渗透到人们生活和学习的方方面面，对教育也产生着深刻的影响，高职院校的教与学将产生重大的变革。我国信息技术与学科课程整合的研究已经开展十余年，但大多数为理论研究，结合具体课程教学的实践应用较少。张景中指出：“只有深入到具体学科中去，才能发掘出真正的需求，才能认识到学科教学的规律和学生认识的特点，进而找到整合的模式、方法和技术手段[1]。”如何将信息技术与学科课程的整合落到实处，推动教学模式改革，激发学生的主动性、积极性与创造性，持续提高课程教学质量和教学效果，培养高校专业人才的创新精神与实践能力，本文将进行深入探讨。
1光纤通信系统课程现状分析
《光纤通信系统》课程是高职院校通信技术专业的核心课程，开设的目的是使学生掌握光纤通信设备的安装与维护管理知识和技能，培养学生光纤通信设备的日常维护能力和综合应用能力，使学生能适应光纤通信系统的安装和维护岗位的工作要求。高职教育目的在于培养适应经济发展、满足企业需求的高素质技术型、创新型的技术技能人才。进行课程设置时，《光纤通信系统》课程坚持以实践为主、理论够用的原则，摒弃了原理推导的理论知识。
1.1传统教学方式以教师为主体，学生缺乏主动性
传统的《光纤通信系统》课程教学方法以传授知识为中心，教学过程中以教师讲授为主，学生处于被动接受状态。理论课堂上，教师利用教学PPT结合板书上课，课堂气氛沉闷，学生趴倒一片的现象比比皆是。教师也尝试采用不同的教学方法，学生当时听懂了，但是过后就忘，记忆不深刻。实践课堂上，由于光纤通信设备昂贵，受经费限制，实际可供学生使用的设备台套数严重缺乏。普遍采用的教学手段是学生围成一圈观看教师演示，然后轮流实践。教师演示时，仅有站在前面的学生能清楚看到整个操作过程，站在后面的同学只能听见却看不见。整节课中教师一直处于忙碌状态，不停地重复演示和讲解。学生的实践操作只是停留在简单地模仿，掌握单个技能都有困难，创新更无从谈起。
1.2原有课程资源单一，学生缺乏创造性
教材是传统的《光纤通信系统》课程的主要资源。当教师会扩充一些教材以外的内容，学生来不及记笔记，听得糊里糊涂。有时候老师也会布置学生课外查阅资料，但是学生基础薄弱，不知如何从的网络“大海”中去其糟粕，取其精华。1.3原有评价方式注重结果，学生缺少积极性传统的《光纤通信系统》课程采用结果性评价方式，由平时考勤加期末理论考试、操作考试组成。期末试卷由任课教师自己出卷，具有片面性。学生基本上在考前突击，通过死记硬背来应付考试。整门课学完以后，绝大部分同学对课程一知半解，只记住了几个名词。传统的光纤通信系统课程中忽视了学生的主体地位，全方位的课程变革迫在眉睫。信息技术与学科课程的整合就是通过将信息技术有效地融合于各学科的教学过程来营造一种新型教学环境，实现一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的以“自主、探究、合作”为特征的教与学方式，从而把学生的主动性、积极性、创造性较充分地发挥出来，使传统的以教师为中心的课堂教学结构发生根本性变革，从而使学生的创新精神与实践能力的培养真正落到实处[2]。
2信息技术与学科课程整合实践
信息技术与《光纤通信系统》课程整合实践主要体现在课程目标能力化、任务实施项目化、课程资源数字化、教学手段现代化、考核方式过程化五个方面。
2.1课程目标能力化
在社会信息化的视野下，确定以提高学生能力为重点的课程目标，并将数字化内容与该目标联系起来。让学生参与到课程目标的确定中来，使得课程目标符合学习者的意愿。以行业和岗位需求为导向，有效地融合“知识、技能、态度、素质”能力四个要素，学生具备光纤通信系统组建、维护能力和职业综合能力，形成一定的学习能力和项目实现能力，以及提高学生综合运用专业知识技能的素质，培养学生诚实、守信、合作、敬业等优良品质。
2.2任务实施项目化
基于课程目标，以职业需求为导向，在专业人才需求调研和专业建设改革的基础上，对光纤通信设备维护岗位的任务和职业能力进行分析分解，进行职业化教学设计，按职业典型工作过程划分实践项目，设置光纤通信系统认知、SDH传输系统组建、波分传输系统组建、传输系统维护与管理四个项目。课程项目完全模拟企业的真实工作情景，即以某公司传输网运行中开局的工作过程来序化教学内容，贯穿了传输系统的设计、建设、开局到维护全过程。每个项目由若干任务组成，任务设计从最基本的实用系统出发，从实际问题入手进行技能训练，从而引入相关知识和理论，使学生掌握分析问题与解决问题的基本方法，以完成工作任务作为学习结果。每个项目都安排了必做任务和拓展任务，拓展任务供学生选做进一步深入练习。随着教学过程的进行，任务难度逐渐提高，学生不断获得成就感，逐步成为教学过程中的主体。在任务实施过程中教师扮演组织者、引导者、协助者和激励者的角色，学生是具体实施者和执行者。教师引导学生不断发现问题、思考问题，协助学生小组共同完成项目任务，让学生在完成项目任务中学习知识和技能，学生的求知欲、责任心和团队协作意识都大大提高。
2.3课程资源数字化
数字化学习的关键是要把信息技术作为学习的认知工具[3]。在互联网+和大数据时代，现代信息技术为课程资源的建设拓宽了开发途径。我们在已有教学PPT的基础上，开发微课、三维动画模型、任务导入视频、操作视频、试题库等数字化课程资源，依托于微信公众号、QQ群、精品资源共享课平台等营造共享的学习环境，促使课程走向共享和开放。（1）微课是按照教学标准和实践环节的要求，利用视频拍摄技术，记录教师在课堂内绕某个知识点或者教学环节展开的精彩教学过程[4]。课程中的重点内容非常适合制作成文字、声音、图像结合的微课，例如光纤导光原理、光纤器件工作原理、光发送机组成、光接收机组成、SDH帧结构、传输系统时钟、网络保护机制分析等等，这些内容都具有内容较少、相互独立的特性，可以拍摄成10分钟左右的微课，供学生在课后利用零散的时间学习。（2）三维动画是随计算机软硬件技术的发展而形成的新兴信息技术，其过程首先由设计师在一个虚拟的三维世界中按照原物的形状尺寸建立模型或设计场景，再确定模型的运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其他动画参数，最后为模型加上材质、打上灯光，将无法重现的镜头通过三维动画来模拟完成[5]。在整合实践中，三维动画用于突破《光纤通信系统》课程教学中的难点。该课程涵盖了十余种光纤器件，它们体积较小，却内部结构精密，有着各自独特的性能参数。每一个光纤器件都是光纤通信系统这栋“高楼大厦”中不可缺少的“螺丝钉”，光纤器件性能参数的细微变化将影响光纤通信系统整体性能。这部分内容一直是课程的难点，仅通过实物展示学生很难理解光纤器件的内部结构以及性能参数的作用，容易相互混淆，造成使用时器件损坏，且频繁出错。通过制作光纤器件三维动画模型，将内部结构直观地展现在学生跟前。我们还增加了互动环节，学生通过选择不同的参数，不同的效果将立即呈现出来。（3）视频泛指将一系列静态影像以电信号的方式加以捕捉、纪录、处理、储存、传送与重现的各种技术。本实践开发了任务导入视频和操作视频。任务导入视频是利用多媒体制作软件，拍摄项目任务的情景视频，创设形象生动的工作情景，用于导入项目任务，让学生跟随主角，去探索和解决实际问题，激发学生的学习兴趣，促进学生对知识的理解和掌握。学生通过手机终端的微信公众号、精品资源共享平台进入教师事先设计好的情景，对任务进行探究。操作视频是将所有的实践操作任务拍摄成视频，加上语音讲解和文字说明，学生可以反复播放，观看操作细节。对于易错的操作步骤，利用摄像机镜头的拉近功能，进行特写拍摄，并辅以恰当的音乐，引起学生重视，减少实际操作时的错误率，提高了学习效率。学生在观看过程中，对于不理解技术解释和操作环节可以选择暂停或重播。（4）试题库是按照一定的教育测量理论，在计算机系统中实现的某个学科题目的集合，除了具有录入存储试题的功能外，还具备查询功能、智能组卷、分析反馈等功能。通过组织多名课程组教师按照知识点划分来建立课程试题库，融合理论知识和实践操作两部分内容。每个知识点开发出三十道以上试题，可以随机组合成十余套测验卷，供学生及时预习、复习、查漏补缺。若某道题学生在练习时做错，后台将推送不少于三题相应知识点的测验题，便于学生透彻理解知识点，实现个性化学习。教师可以根据测验题的统计分析结果，了解学生对知识点的掌握情况，有针对性地进行强化指导。
2.4教学手段现代化
课程重视教学手段现代化的理论研究与实践运用，特别是在实践上如何卓有成效地推进信息化教学手段的现代化进程。（1）开发精品资源共享平台，集教学中心、学习中心和考试中心于一体。教师将课程标准、授课计划、PPT课件、微课、三维动画模型、操作视频库、知识点资料库等优秀的教学资源至于教学中心，学生通过学习中心了解课程目标、项目任务，观看任务导入视频、微课、三维动画、操作视频。试题库至于考试中心，学生通过考试中心进行按知识点分类的自由练习、进阶练习、进阶模拟考、错题集和课程考试。进阶练习设置课前测、课堂测、课后测多个关卡。每个关卡若有错题，第二天将在后台推送若干题同一知识点的试题，直至全部正确。完成所有关卡后，方可通关，给学生一种闯关的体验。（2）开发仿真实验系统，降低实验设备成本。只需要在一台计算机上安装仿真软件，学生可完成课程中绝大部分的操作任务，实验成本低，解决了该课程三十多年来台套数不足的问题，学生可以得到充分的训练。（3）利用随机抽取软件，配以美妙的音乐，活跃课堂气氛，同时又可以完成对学生出勤情况的考查。（4）充分利用电子教室、微信公众号、QQ群、网络论坛等网络信息资源，扩大师生的交互空间，使教学从单一媒体向多种媒体转变，学生单独学习向合作学习转变。
2.5考核方式过程化
实施教学评价过程化，重点评价学生的职业能力。结合仿真软件中学生的完成记录、精品资源共享平台提供的学习进度监测和测试题统计分析、多媒体教室监控设备全程录下的学生训练过程等多个方面，从平时表现、实践操作、项目完成和职业规范等多个因素进行评价，注重评价学生动手能力和实践中分析问题、解决问题能力的考核。
3信息技术与光纤通信系统课程整合实践的建议
整个课程完成后，学生的知识掌握情况、个人实践能力、职业素养都得到了不同程度的提高和锻炼。在实践过程中，我们也遇到了或多或少的问题，特此提出以下建议：（1）课程整合不停留在表面。花费了大量时间和精力建设的新型课程，不能仅仅用于公开课、教学比赛，流行于形式，而是要落到实处，实实在在地应用于教学，使所有教师和学生从中获益。（2）多媒体教学与传统板书相结合。有些教师为了追求信息技术的多样化，盲目大量使用信息技术，忽视了传统的板书，整节课下来黑板一尘不染。如光纤的归一化频率计算，课堂教学中就可以使用传统的板书，一步一步地讲解计算过程，用不同的颜色标出易错点，并安排课堂练习供学生消化和理解，课后再辅以简短的微课进行巩固和深化。（3）视频演示和现场演示相结合。操作视频常使用书面语讲解，有的学生本身对概念掌握欠佳，无法理解某个关键的词语，使得实践操作不能顺利进行。教师在课堂教学中要适时地进行现场演示，当即解决学生心中的疑惑。（4）网络交流与面对面交流相结合。我们要避免课堂上完全依赖于网络，没有师生互动，没有语言交流。课堂应注重面对面交流，教师和学生尽可能地利用一切机会进行面对面、一对一的交流。
4结语
本课题立足于教学一线实际，将信息技术与光纤通信系统课程整合，改变教师灌输、学生被动地接受的教学模式，建立以学生为主体的新型教学方式。实践过程中，我们要紧扣现代信息技术与课程整合研究的理论内涵，不断探索和创新，不断总结经验，以促进高职理论与实践教学高度融合，推动高职教育科学发展。
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关键词：光纤；通信；发展；趋势；对策
1光纤通信发展历程
光纤通信是利用光波作载波，以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式。1966年英籍华人高锟博士发表了一篇划时代性的论文，他提出利用带有包层材料的石英玻璃光学纤维，能作为通信媒质。从此，开创了光纤通信领域的研究工作。1977年美国在芝加哥相距7000米的两电话局之间，首次用多模光纤成功地进行了光纤通信试验。85微米波段的多模光波为第一代光纤通信系统。1981年又实现了两电话局间使用1.3微米多模光纤的通信系统，为第二代光纤通信系统。1984年实现了1.3微米单模光纤的通信系统，即第三代光纤通信系统。80年代中后期又实现了1.55微米单模光纤通信系统，即第四代光纤通信系统。用光波分复用提高速率，用光波放大增长传输距离的系统，为第五代光纤通信系统。新系统中，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，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光纤通信与卫星通信、无线电通信优势比较
现代通信网的3大支柱是光纤通信、卫星通信和无线电通信，而其中光纤通信是主体，这是因为光纤通信本身具有许多突出的优点：
（1）频带宽，通信容量大。光纤可利用的带宽约为50000GHz，1987年投入使用的1.7Gb/s光纤通信系统，一对光纤能同时传输24192路电话，2.4Gb/s系统，能同时传输30000多路电话。频带宽，对于传输各种宽频带信息具有十分重要的意义，否则，无法满足未来宽带综合业务数字网(B-ISDN)发展的需要。
（2）损耗低，中继距离长。目前实用石英光纤的损耗可低于0.2dB/km，比其它任何传输介质的损耗都低，若将来采用非石英系极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降至10-9dB/km。由于光纤的损耗低，所以能实现中继距离长，由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多千米，由非石英系极低损耗光纤组成的通信系统，其最大中继距离则可达数千甚至数万千米，这对于降低海底通信的成本、提高可靠性和稳定性具有特别的意义。
（3）抗电磁干扰。光纤是绝缘体材料，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受电气化铁路馈电线和高压设备等工业电器的干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。
（4）无串音干扰，保密性好。光波在光缆中传输，很难从光纤中泄漏出来，即使在转弯处，弯曲半径很小时，漏出的光波也十分微弱，若在光纤或光缆的表面涂上一层消光剂效果更好，这样，即使光缆内光纤总数很多，也可实现无串音干扰，在光缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。
（5）光纤线径细、重量轻、柔软，使传输系统所占空间小，解决地下管道拥挤的问题，节约地下管道建设投资。此外，光纤的重量轻，光缆的重要比电缆轻得多。
（6）光纤的原材料资源丰富，用光纤可节约金属材料。转321世纪初光通信及基础产业发展的主攻方向
波长就是一个信号系统，把从前的电路交换，换成当前的光路交换。这种交换系统就是把光的传输和交换融为一体，把交换给取消了。希望今年能作出一个演示系统。这个问题是最简单最有效的解决如此困惑传输高速路的问题，宽带推广应用就有很好的基础。
今后一定要研究支持大通信容量廉价的光器件。第一个是可变波长激光器、高频调制器；第二是波分复用/解复用器/滤波器；第三是增益平坦和锁定的SCL波段放大器；第四是RAMAN放大器；第五是高频光探测器、MEMS光开关。我国建立环保型的微电子和光电子的生产基地，我国的硅石材料是非常丰富的。多晶硅是未来最清洁的能源。
21世纪，要发展光网络与移动通信式的结合，这是一个很大的商机。光网络与毫米波的结合，如果成功的话，也是很大的具有革命性的进步。再一个是制造高精度的光纤陀螺。这不仅仅是未来航空系统，导弹系统要用它，国外的汽车里面也有陀螺。此外，新型实用化电流传感器、电压传感器，光纤光栅应力传感器，光纤光栅温度传感器。
4我国要积极创新开发具有自主知识产权的新技术
虽然这几年来，我国光缆电缆技术有很大发展，有一些具有自主知识产权的技术已在发挥作用，但是应该看到这种比例仍是很小的，国内有近200家光纤光缆厂，但大多产品单一，没有自主的知识产权，技术含量较低，竞争力不强。实际上我国的光纤光缆技术应该说与国际水平己差距下大，因此我们作为世界第二的光缆大国，应该把开发具有自主知识产权的技术作为我们工作的重中之重，争取创造更多的光纤光缆专利。
5抓住西部大开发的大好机遇，发展光缆电缆技术与产业
光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路，光纤之间的串绕非常小；光波在光纤中传输，不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听；光纤的芯很细，由多芯组成光缆的直径也很小，所以用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题。
光纤通信在技术功能构成上主要分为：(1)信号的发射；(2)信号的合波；(3)信号的传输和放大；(4)信号的分离；(5)信号的接收。
2.光纤通信技术的特点
(1)频带极宽，通信容量大。光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽，光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量，特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps。
(2)损耗低，中继距离长。目前，商品石英光纤损耗可低于0～20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低；若将来采用非石英系统极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离；对于一个长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂性可大大降低。
(3)抗电磁干扰能力强。光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。由于能免除电磁脉冲效应，光纤传输系还特别适合于军事应用。
(4)无串音干扰，保密性好。在电波传输的过程中，电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰，而容易被窃听，保密性差。光波在光纤中传输，因为光信号被完善地限制在光波导结构中，而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收，即使在转弯处，漏出的光波也十分微弱，即使光缆内光纤总数很多，相邻信道也不会出现串音干扰，同时在光缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。
除以上特点之外，还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设；光纤的原材料资源丰富，成本低；温度稳定性好、寿命长。由于光纤通信具有以上的独特优点，其不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力通信控制系统中，进行工业监测、控制，而且在军事领域的用途也越来越为广泛。
3.光纤通信技术在有线电视网络中的应用
20世纪90年代以来，我国光通信产业发展极其迅速，特别是广播电视网、电力通信网、电信干线传输网等的急速扩展，促使光纤光缆用量剧增。广电综合信息网规模的扩大和系统复杂程度的增加，全网的管理和维护，设备的故障判定和排除就变得越来越困难。可以采用SDH＋光纤或ATM＋光纤组成宽带数字传输系统。该传输网可以采用带有保护功能的环网传输系统，链路传输系统或者组成各种形式的复合网络，可以满足各种综合信息传输。对于电视节目的广播，采用的宽带传输系统可以将主站到地方站的所需数字，通道设置成广播方式，同样的电视节目在各地都可以下载，也可以通过网络管理平台控制不同的站下载不同的电视节目。
有线电视网络在全国各地已基本形成，在有线电视网络现有的基础上，比较容易地实现宽带多媒体传输网络，因此在目前的情况下，不应完全废除现有的有线电视网，而用少量的投资来完善和改造它，满足人们的目前需要。很多地区的CATV已经是光纤传输，到用户端也是同轴电缆进入千万家。但是现在建设的CATV大多是单向传输，上行信号不能在现有的有线电视网中传送。可以通过电信网PSTN中语音通道或数据通道形成上行信号的传送，也可以通过语音接入系统来完成。将电话接到各用户，这样各用户间即可以打电话，也可以利用广电自己的综合信息网中的宽带传输系统构成广电网中自己的上行信号的传送，组成了双向应用的Internet网。
现在光通信网络的容量虽然已经很大，但还有许多应用能力在闲置，今后随着社会经济的不断发展，作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长，一定会超过现有网络能力，推动通信网络的继续发展。因此，光纤通信技术在应用需求的推动下，一定不断会有新的发展。
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笔者认为，光纤通信技术尚有很大的发展空间，今后会有很大的需求和市场。主要是：光纤到家庭FTTH、光交换和集成光电子器件方面会有较大的发展。在此主要讨论光纤通信的发展趋势和市场。
光纤通信的发展趋势
1、光纤到家庭(FTTH)的发展
FTTH可向用户提供极丰富的带宽，所以一直被认为是理想的接入方式，对于实现信息社会有重要作用，还需要大规模推广和建设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2～3倍。过去由于FTTH成本高，缺少宽带视频业务和宽带内容等原因，使FTTH还未能提到日程上来，只有少量的试验。近来，由于光电子器件的进步，光收发模块和光纤的价格大大降低；加上宽带内容有所缓解，都加速了FTTH的实用化进程。
发达国家对FTTH的看法不完全相同：美国AT&T认为FTTH市场较小，在0F62003宣称：FTTH在20-50年后才有市场。美国运行商Verizon和Sprint比较积极，要在10—12年内采用FTTH改造网络。日本NTT发展FTTH最早，现在已经有近200万用户。目前中国FTTH处于试点阶段。
FTTH[遇到的挑战：现在广泛采用的ADSL技术提供宽带业务尚有一定优势。与FTTH相比：①价格便宜②利用原有铜线网使工程建设简单③对于目前1Mbps—500kbps影视节目的传输可满足需求。FTTH目前大量推广受制约。
对于不久的将来要发展的宽带业务，如：网上教育，网上办公，会议电视，网上游戏，远程诊疗等双向业务和HDTV高清数字电视，上下行传输不对称的业务，AD8L就难以满足。尤其是HDTV,经过压缩，目前其传输速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技术开发，可压缩到5～6Mbps。通常认为对QOS有所保证的ADSL的最高传输速串是2Mbps,仍难以传输HDTV。可以认为HDTV是FTTH的主要推动力。即HDTV业务到来时，非FTTH不可。
FTTH的解决方案：通常有P2P点对点和PON无源光网络两大类。
F2P方案一一优点：各用户独立传输，互不影响，体制变动灵活；可以采用廉价的低速光电子模块；传输距离长。缺点：为了减少用户直接到局的光纤和管道，需要在用户区安置1个汇总用户的有源节点。
PON方案——优点：无源网络维护简单；原则上可以节省光电子器件和光纤。缺点：需要采用昂贵的高速光电子模块；需要采用区分用户距离不同的电子模块，以避免各用户上行信号互相冲突；传输距离受PON分比而缩短；各用户的下行带宽互相占用，如果用户带宽得不到保证时，不单是要网络扩容，还需要更换PON和更换用户模块来解决。(按照目前市场价格，PEP比PON经济)。
PON有多种，一般有如下几种：(1)APON:即ATM-PON,适合ATM交换网络。(2)BPON:即宽带的PON。(3)OPON:采用通用帧处理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太网技术的PON,0EPON是千兆毕以太网的PON。(5)WDM-PON:采用波分复用来区分用户的PON,由于用户与波长有关，使维护不便，在FTTH中很少采用。
发达国家发展FTTH的计划和技术方案，根据各国具体情况有所不同。美国主要采用A-PON,因为ATM交换在美国应用广泛。日本NTT有一个B-FLETts计划，采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多种技术。SCM-PON:是采用副载波调制作为多信道复用的PON。
中国ATM使用远比STM的SDH少，一般不考虑APON。我们可以考虑的是P2P、GPON和EPON。P2P方案的优缺点前面已经说过，目前比较经济，使用灵活，传输距离远等；宜采用。而比较GPON和EPON,各有利弊。GPON:采用GFP技术网络效率高；可以有电话，适合SDH网络，与IP结合没有EPON好，但目前GPON技术不很成熟。EPON:与IP结合好，可用户电话，如用电话需要借助lAD技术。目前，中国的FTTH试点采用EPON比较多。FTTH技术方案的采用，还需要根据用户的具体情况不同而不同。
近来，无线接入技术发展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g协议，传输带宽可达54Mbps,覆盖范围达100米以上，目前已可商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输，包括：上下行数据和点播电视VOD的上行数据，对于一般用户其上行不大，IEEES02.11g是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输，当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+无线接入”(FTTH+无线接入)的家庭网络。这种家庭网络，如果采用PON,就特别简单，因为此PON无上行信号，就不需要测距的电子模块，成本大大降低，维护简单。如果，所属PON的用户群体，被无线城域网WiMAX(1EEE802.16)覆盖而可利用，那么可不必建设专用的WLAN。接入网采用无线是趋势，但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑，与FTTH相差无几。FTTH+无线接入是未来的发展趋势。
2、光交换的发展什么是通信？
实际上可表示为：通信输+交换。
光纤只是解决传输问题，还需要解决光的交换问题。过去，通信网都是由金属线缆构成的，传输的是电子信号，交换是采用电子交换机。现在，通信网除了用户末端一小段外，都是光纤，传输的是光信号。合理的方法应该采用光交换。但目前，由于目前光开关器件不成熟，只能采用的是“光-电-光”方式来解决光网的交换，即把光信号变成电信号，用电子交换后，再变还光信号。显然是不合理的办法，是效串不高和不经济的。正在开发大容量的光开关，以实现光交换网络，特别是所谓ASON-自动交换光网络。
通常在光网里传输的信息，一般速度都是xGbps的，电子开关不能胜任。一般要在低次群中实现电子交换。而光交换可实现高速XGbDs的交换。当然，也不是说，一切都要用光交换，特别是低速，颗粒小的信号的交换，应采用成熟的电子交换，没有必要采用不成熟的
大容量的光交换。当前，在数据网中，信号以“包”的形式出现，采用所谓“包交换”。包的颗粒比较小，可采用电子交换。然而，在大量同方向的包汇总后，数量很大时，就应该采用容量大的光交换。目前，少通道大容量的光交换已有实用。如用于保护、下路和小量通路调度等。一般采用机械光开关、热光开关来实现。目前，由于这些光开关的体积、功耗和集成度的限制，通路数一般在8—16个。
电子交换一般有“空分”和“时分”方式。在光交换中有“空分”、“时分”和“波长交换”。光纤通信很少采用光时分交换。
光空分交换：一般采用光开关可以把光信号从某一光纤转到另一光纤。空分的光开关有机械的、半导体的和热光开关等。近来，采用集成技术，开发出MEM微电机光开关，其体积小到mm。已开发出1296x1296MEM光交换机(Lucent),属于试验性质的。
光波长交换：是对各交换对象赋于1个特定的波长。于是，发送某1特定波长就可对某特定对象通信。实现光波长交换的关键是需要开发实用化的可变波长的光源，光滤波器和集成的低功耗的可靠的光开关阵列等。已开发出640x640半导体光开关+AWG的空分与波长的相结合的交叉连接试验系统(corning)。采用光空分和光波分可构成非常灵活的光交换网。日本NTT在Chitose市进行了采用波长路由交换的现场试验，半径5公里，共有43个终端节，(试用5个节点),速率为2.5Gbps。
自动交换的光网，称为ASON,是进一步发展的方向。
3、集成光电子器件的发展
如同电子器件那样，光电子器件也要走向集成化。虽然不是所有的光电子器件都要集成，但会有相当的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在发展的PLC-平面光波导线路，如同一块印刷电路板，可以把光电子器件组装于其上，也可以直接集成为一个光电子器件。要实现FTTH也好，ASON也好，都需要有新的、体积小的和廉价的和集成的光电子器件。
日本NTT采用PLO技术研制出16x16热光开关；1x128热光开关阵列；用集成和混合集成工艺把32通路的AWG+可变光衰减器+光功率监测集成在一起；8波长每波速串为80Gbps的WDM的复用和去复用分别集成在1块芯片上，尺寸仅15x7mm,如图1。NTT采用以上集成器件构成32通路的OADM。其中有些已经商用。近几年，集成光电子器件有比较大的改进。
中国的集成光电子器件也有一定进展。集成的小通道光开关和属于PLO技术的AWG有所突破。但与发达国家尚有较大差距。如果我们不迎头赶上，就会重复如同微电子落后的被动局面。
光纤通信的市场
众所周知，2000年IT行业泡沫，使光纤通信产业生产规模爆炸性地发展，产品生产过剩。无论是光传输设备，光电子器件和光纤的价格都狂跌。特别是光纤，每公里泡沫时期价格为羊1200,现在价格Y100左右1公里，比铜线还便宜。光纤通信的市场何时能恢复？
根据RHK的对北美通信产业投入的统计和预测，如图2.在2002年是最低谷，相当于倒退4年。现在有所回升，但还不能恢复。按此推测，在2007-2008年才能复元。光纤通信的市场也随IT市场好转。这些好转，在相当大的程度是由FTTH和宽带数字电视所带动的。