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？
关键词：光纤通信；实践教学；教学效果
作者简介：王文珍（1977-），女，山东烟台人，中南民族大学电子与信息工程学院，讲师。（湖北 武汉 430074）
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）01-0134-01
光纤通信是以光波为载波，以光纤为传输介质的一种信息传输方式。光纤通信系统因其巨大的带宽、优良的传输特性已成为信息社会最重要的通信传输手段。[1]“光纤通信技术”是电子信息、通信工程、光电子等专业的重要专业课，培养具有光纤通信理论和一定实际操作能力的人才， [2]该课程主要讲述了光纤的传输理论、光纤通信系统的组成及工作原理、光纤通信的新技术等。为了进一步提高“光纤通信原理”课程的教学质量，开设了光纤通信实验课，使学生进一步消化课堂上学到的理论知识，加深学生对光纤通信系统工作原理的理解，并为以后从事实践技术工作奠定基础。[3]
在教学过程中，理论部分采用引入主动式的教学方法，使学生积极主动地参与教学活动，保持与前沿知识同步，实践教学部分除了利用光纤通信实验系统开出的固定的基础实验之外，还通过光纤通信仿真软件OptiSystem，对实验设备无法满足的实验进行仿真验证，取得了满意的教学效果。
一、光纤通信实验系统介绍
光纤通信实验系统由光无源器件实验平台、模拟图像传输系统、计算机数据传输系统、光终端机、电终端机以及误码测试模块、OTDR功能等几大部分组成。系统布局如图1所示。
光无源器件主要由两个波分复用器，一个分路器，一个衰减器，两个连接器和多根尾纤，用这些器件可以构成单芯双向光纤通信系统以及波分复用光纤通信系统等。
模拟传输系统把来自摄像头的视频基带信号进行适当地处理，送入光发送模块。经过光纤传输，进入光接收模块进行视频基带处理后，由监视器显示来自发端的视频信号。模拟传输系统主要由图像传输（收／发）模块组成。
计算机数据传输系统是一个双向双工的不对称信道。它把来自计算机1的数据经过数字光纤信道，发送到计算机2。计算机2可把数据通过直通信道，传送到计算机1。
光终端把来自电终端的信号经过线路接口电路（HDB3编译码）后，进行扰码（解扰）、光纤线路编码（CMI／5B6B编译码），然后进入光收发模块，经过光纤之后，可以通过光无源器件，传输到对端。
电终端首先把各路基带信号复接为E1标准的群路电信号，通过光终端发送电路变换为光信号，然后经光纤传输到接收端，在接收端再经光终端的光检测电路变换为电信号，送入电终端分路处理。
在实验系统中，系统的组成、功能电路、信息流程与实际光纤通信系统在技术上保持基本一致。学生通过实验能够较全面地掌握光纤通信的系统组成、基本原理、关键技术以及主要技术指标的测量方法。这对学生理解与掌握光纤通信理论和技术，提高实验教学质量具有重要意义。
以5B6B码型变换的实验为例，该实验的主要目的是让学生熟悉5B6B线路码型的编码、译码的基本原理。图2给出了示波器的观察结果：（a）是编码输入数据的波形；（b）发送分组指示的波形；（c）编码输出数据的波形；（d）是接收译码输出数据的波形。两信号完全同步，但存在时延。
二、软件仿真
对实验设备无法满足的实验，利用软件仿真的方式，可以比较直观形象地掌握各个参数对光纤线路或通信系统的性能影响，弥补试验设备的局限性，拓宽学生的视野和知识面。鉴于复杂光通信系统和网络研发和工程规划的需要，学习通信工程专业的学生在大学专业课程学习过程中，辅修一些软件分析和设计光通信系统的知识也是非常必要的。光通信系统的软件辅助分析设计工具在行业中已发展多年，相关软件产品品种较多。其中商业化应用较为成功的是由加拿大OptiWave生产的OptiSystem软件，OptiSystem是一款光通信系统模拟软件包，它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通信系统到LANS和MANS都能使用的一个基于实际光纤通信系统模型的系统级模拟器。
OptiSystem开启，图形用户界面如图3所示。
创建一个由外调制激光器所组成的光发送器模型。如图4所示。OptiSystem提供了多种观察仿真结果的途径，通过展开Component Library下的Visualizer Library菜单，可以浏览后处理仿真结果。可视化根据输入信号的不同分为电可视化和光可视化。在时域中利用示波器（图5（a））观察电信号，在频域内用光谱分析仪观察光信号的光谱（图5（b）），在时域内用光纤观测仪观察光信号（图5（c））。
三、结论
本文结合光纤通信技术的特点，对实验系统从实验箱和仿真软件两个方面进行了论述。学生通过在实验箱上测试，把理论和实践联系起来，能更好地理解整个光纤传输过程、掌握光纤相关理论及具体性能测试。而且，实验系统具有扩充功能，能和计算机连接，实现图像传输及图像处理等功能。同时对实验设备无法满足的实验，利用软件仿真的方式，可以比较直观形象地掌握各个参数对光纤线路或通信系统的性能影响，拓宽学生的视野和知识面。
参考文献：
[1]邓大鹏。光纤通信原理[M].北京：人民邮电出版社，2006.
[2]李萍，邹念育，杨轶。光纤通信实验教学改革与实践[J].实验室科学，2010，（6）：35-36.
（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：
[1]辛化梅、李忠，论光纤通信技术的现状及发展[J].山东师范大学学报（自然科学版），2003，（04）
[2]毛谦，我国光纤通信技术发展的现状和前景[J].电信科学，2006,(8).
[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.
关键词：光电子；课程体系；实验与实训；课程设计
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2015）12-0207-02
引言
光电子技术专业具有“理”“工”结合的特色，理论及实验教学课程的设置亦通常遵循“理论”与“应用”并重的原则。然而，随着近年来本科生就业形势日趋严峻，以“工程应用”为目标的实训类实验课程受到追捧，并在各高校尤其是地方高校得到广泛开展。时逢黑龙江大学本科教学计划修订，我们抓住此契机，对本专业的传统实验课程体系进行了修订与建设。通过增设“实训与实践课程设计”，实现了“专业基础实验”与本科“毕业设计”的有效连接。修订后的实验课程具有如下特色，（1）“并”――将“专业基础实验”中的部分实验进行了合并与精简，为“实训类”课程的开设在时间和空间上提供必要保证；（2）“增”――增设6门实训类课程设计，覆盖光学设计、光纤应用和光电设计三大领域；（3）“精”――采用“分组集中”模式，在短期内对学生所参与的实训类课程进行高强度培训，强化其对应的专业设计技能水平；（4）“连”――形成“专业基础实验”，“实训与实践课程设计”，“本科毕业设计”三者的有效衔接，互为支撑；（5）“活”――课程设置灵活，必修与选修结合，不增加学生课业负担。
一、实验实训课程体系建设方案
实验实训课程体系建设的核心是增设“实训与实践课程设计”，实现“专业基础实验”与“毕业设计”间有效过渡。建设的宗旨是“总学时不变”。为此，一方面精简了“基础实验”，另一方面则采用必修课程与选修课程相结合的方式，限定“课程设计”的学时数，整体上不增加学生的课业负担。建设的目标是“基础实验”“课程设计”与“毕业设计”三者递进式结合，“一体两翼”，提升学生专业知识与技能水平。
1.专业基础实验修订
原有专业实验包含基础实验（物理光学、激光原理和激光技术实验）、应用实验（光电器件和光纤通信实验）、综合设计性实验（半导体光源驱动电路设计与测试实验、光学高反射金属膜的获取实验），共计20小项，66学时。该实验内容已执行10余年，面临内容陈旧、仪器设备老化、可操行性低等问题，且占用了大量课程资源，已无法满足新时期本科实验教学的要求。
基于此，我们对原有的实验内容进行精简与合并（见图1），具体操作方法如下：（1）合并激光原理与激光器件实验，将设备老旧、无法保证开设的“氦氖激光器模式的测量分析”“激光器谐振腔调整实验”删除，实验数目降为4，学时数减少为8；（2）由于原有光通信实验系统已损坏，无法维修，遂将“光纤通信实验”内容调整为“光纤测试实验”，侧重于普通单模/多模光纤的切割、熔接、损耗和断点测试等，实验数目为4，学时数为8；（3）保留“物理光学”和“光电器件实验”，增设“应用光学实验”，为后续实训课程奠定基础，实验数目为8，学时调整为16学时；（4）删除“综合设计实验”，将原有内容转至实训实践类课程设计中。综上，修订后的“专业基础实验”共含16小项，总计32学时，节省课程资源共计34学时。
2.实训与实践类课程设计
在原有实验教学计划中，实训与实践是弱项（仅有“光学系统设计”和“光网络认证工程师”），远不能体现专业特色。为满足实验教学及学生技能水平强化的需求。在新的教学计划中，增设了“实训与实践”课程模块，共计40学时。如图2所示，该模块共包含“光学设计模块”、“光纤应用模块”和“光电设计模块”三部分。
具体地，在“光学设计模块”中，保留了原有的“光学系统设计”，将原有实验中的“镀膜工艺”扩充为“光学设计与镀膜”，增设了“高等光学仿真”课程，与“光学系统设计”课程互为补充，强化学生的仿真设计能力。将原有“半导体光源驱动设计与测试实验”扩充为“光电系统电路设计”模块，系统地开设从光源、光放大器、到光接收器的电路设计课程。
强化专业特色，增设“光纤应用模块”。首先，利用专业先进的磨抛光纤设备、光纤拉锥设备开设“光纤制备与加工”课程设计，增强学生的设备使用能力。进而，升级原有“光纤传感实验”为“光纤传感实训”，结合专业现有光纤工程应用中心，强化实训与实践的结合。最后，考虑光通信领域的快速更新与高成本，将原有光通信实验改为以仿真为基础的“光通信专业仿真设计”课程，令学生可在短期内快速地掌握光通信系统的基本组成，熟悉关键光通信设备的性能，了解分析及优化系统性能的基本方法。
上述三个模块分别覆盖了仿真设计、光学加工、工程实训三大方面，学生通过“进阶式”学习，可完成从理论到实践的知识积累与转变。“实训与实践”课程在实施方法上，实行必修与选修相结合的方式。为取得相关课程学分，学生需至少完成1门必修课程（“光通信仿真设计”或“光电系统电路设计”，均20学时），并完成1-2门选修课程（10-20学时）。可见，“实训与实践”类课程为学生提供了大量课程设计与工程实训的机会，其专业技能水平必可得到一定程度地增强。同时，所增加的40学时与专业基础实验所节省的34学时基本相当，学生的课业负担没有增加。
二、实验实训课程对毕业设计的支撑
毕业设计是检验理工类本科生学业综合水平的有效体现方式。本专业依据自身专业特点与实验室建制情况，多年来已形成四个较稳定的毕业设计研究方向，即光纤传感与通信，超快激光，表面等离子体共振传感器和光电检测。因此，“专业基础实验”和“实训与实践课程”在建设上亦需服务于上述研究方向。具体如图3所示，针对“光纤传感与通信”方向，以“光纤测试实验”为基础，以“光纤制备加工”“光纤传感实训”“光纤通信仿真”为进阶，为开展较为深入的“光纤传感”和“光纤通信”的毕业设计研究奠定深厚理论和实践基础。类似地，在其他三个研究方向中，基础实验、仿真设计实验、“实训与实践”课程设计均称为相关毕业设计内容的前期基础。
通过“专业基础实验”“实训与实践课程”和“毕业设计”三者前后有序的配合，使得光电子专业本科生可以从二年级至四年级不间断地得到实验及实训课程的训练，理论与实践的融合能力得到提升，专业的技能水平得到强化，毕业设计内容的深度和广度得到不断拓展，真正成为满足光电行业需求，有理论、有技能的合格本科毕业生。
三、结论
通过精简原有“专业基础实验”，节省了大量课程资源；通过引入“实训与实践课程设计”，有效改善了当前高等教育中理论与实践知识脱节的难题。“实训与实践课程设计”的开设保证了本科生实验实践课程的三年连贯性学习，实现了“基础实验”与“毕业设计”的有效连接，可显著提升本科生毕业设计的质量，强化学生的专业知识与技能水平。
参考文献：
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[4]周玉松，曹慧。整合实验实训中心培养技能创新型人才[J].实验室研究与探索，2014，33（1）：199-202.
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。
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。
“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！
关键词：光纤通信技术特点发展趋势光纤链路现场测试
一、光纤通信技术
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。可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。光纤由内芯和包层组成，内芯一般为几十微米或几微米，比一根头发丝还细；外面层称为包层，包层的作用就是保护光纤。实际上光纤通信系统使用的不是单根的光纤，而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。由于玻璃材料是制作光纤的主要材料，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路；光波在光纤中传输，不会发生信息传播中的信息泄露现象；光纤很细，占用的体积小，这就解决了实施的空间问题。
二、光纤通信技术的特点
2.1频带极宽，通信容量大。光纤的传输带宽比铜线或电缆大得多。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的限制往往发挥不出带宽大的优势。因此需要技术来增加传输的容量，密集波分复用技术就能解决这个问题。
2.2损耗低，中继距离长。目前，商品石英光纤和其它传输介质相比的损耗是最低的；如果将来使用非石英极低损耗传输介质，理论上传输的损耗还可以降到更低的水平。这就表明通过光纤通信系统可以减少系统的施工成本，带来更好的经济效益。
2.3抗电磁干扰能力强。石英有很强的抗腐蚀性，而且绝缘性好。而且它还有一个重要的特性就是抗电磁干扰的能力很强，它不受外部环境的影响，也不受人为架设的电缆等干扰。这一点对于在强电领域的通讯应用特别有用，而且在军事上也大有用处。
2.4无串音干扰，保密性好。在电波传输的过程中，电磁波的传播容易泄露，保密性差。而光波在光纤中传播，不会发生串扰的现象，保密性强。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。正是因为光纤的这些优点，光纤的应用范围越来越广。
三、不断发展的光纤通信技术
3.1SDH系统光通信从一开始就是为传送基于电路交换的信息的，所以客户信号一般是TDM的连续码流，如PDH、SDH等。伴随着科技的进步，特别是计算机网络技术的发展，传输数据也越来越大。分组信号与连续码流的特点完全不同，它具有不确定性，因此传送这种信号，是光通信技术需要解决的难题。而且两种传送设备也是有很大区别的。
3.2不断增加的信道容量光通信系统能从PDH发展到SDH，从155Mb/s发展到lOGb/s，近来，4OGB/s已实现商品化。专家们在研究更大容量的，如160Gb/s(单波道)系统已经试验成功，目前还在为其制定相应的标准。此外，科学家还在研究系统容量更大的通讯技术。
3.3光纤传输距离从宏观上说，光纤的传输距离是越远越好，因此研究光纤的研究人员们，一直在这方面努力。在光纤放大器投入使用后，不断有对光纤传输距离的突破，为增大无再生中继距离创造了条件。
3.4向城域网发展光传输目前正从骨干网向城域网发展，光传输逐渐靠近业务节点。而人们通常认为光传输作为一种传输信息的手段还不适应城域网。作为业务节点，既接近用户，又能保证信息的安全传输，而用户还希望光传输能带来更多的便利服务。
3.5互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势近年来，互联网业发展迅速，IP业务也随之火爆。研究表明，随着IP业的迅速发展，通信业将面临“洗牌”，并孕育着新技术的出现。随着软件控制的进一步开发和发展，现代的光通信正逐步向智能化发展，它能灵活的让营运者自由的管理光传输。而且还会有更多的相关应用应运而生，为人们的使用带来更多的方便。综上所述，以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心，并面向IP互联网应用的光波技术是目前光纤传输的研究热点，而在以后，科学家还会继续对这一领域的研究和开发。从未来的应用来看，光网络将向着服务多元化和资源配置的方向发展，为了满足客户的需求，光纤通信的发展不仅要突破距离的限制，更要向智能化迈进。
四、光纤链路的现场测试
4.1现场测试的目的对光纤安装现场测试是光纤链路安装的必须措施，是保证电缆支持网络协议的重要方式。它的目的在于检测光纤连接的质量是否符合标准，并且减少故障因素。
4.2现场测试标准目前光纤链路现场测试标准分为两大类：光纤系统标准和应用系统标准。①光纤系统标准：光纤系统标准是独立于应用的光纤链路现场测试标准。对于不同的光纤系统，它的标准也不同。目前大多数的光纤链路现场检测应用的就是这个标准。②光纤应用系统标准：光纤应用系统标准是基于安装光纤的特定应用的光纤链路现场测试标准。这种测试的标准是固定的，不
4.3光纤链路现场测试光纤通信应用的是光传输，它不会受到磁场等外界因素的干扰，所以对它的测试不同于对普通的铜线电缆的测试。在光纤的测试中，虽然光纤的种类很多，但它们的测试参数都是基本一致的。在光纤链路现场测试中，主要是对光纤的光学特性和传输特性进行测试。光纤的光学特性和传输特性对光纤通信系统对光纤的传输质量有重大的影响。但由于光纤的特性不受安装的影响，因此在安装时不需测试，而是由生产商在生产时进行测试。
4.4现场测试工具①光源：目前的光源主要有LED（发光二极管）光源和激光光源两种。②光功率计：光功率计是测量光纤上传送的信号强度的设备，用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗。在光纤系统中，测量光功率是最基本的。光功率计的原理非常像电子学中的万用表，只不过万用表测量的是电子，而光功率计测量的是光。通过测量发射端机或光网络的绝对功率，一台光功率计就能够评价光端设备的性能。用光功率计与稳定光源组合使用，组成光损失测试器，则能够测量连接损耗、检验连续性，并帮助评估光纤链路传输质量。③光时域反射计：OTDR根据光的后向散射原理制作，利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息，可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等。从某种意义上来说，光时域反射计(OTDR)的作用类似于在电缆测试中使用的时域反射计（TDR），只不过TDR测量的是由阻抗引起的信号反射，而OTDR测量的则是由光子的反向散射引起的信号反射。反向散射是对所有光纤都有影响的一种现象，是由于光子在光纤中发生反射所引起的。
虽然目前光通信的容量已经非常大，但仍有大量应用能力闲置，伴随着社会经济和科学技术的进一步发展，对信息的需求也会随之增加，并会超过现在的网络承载能力，因此我们必须进一步努力研究更加先进的光传输手段。因此，在经济社会发展的推动下，光通信一定会有更加长久的发展。
参考文献：
[1]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).
[2]何淑贞，王晓梅。光通信技术的新飞跃[J].网络电信。2004.(2).
关键词：光纤通信；工作过程；课程设计
作者简介：李云松（1975-），男，河南郑州人，郑州电力高等专科学校，讲师；郭雷岗（1983-），男，河南郑州人，郑州电力高等专科学校，助教。（河南 郑州 450004）
中图分类号：G712?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）31-0065-01
高职“光纤通信技术”课程理论知识深奥，内容涉及学科知识多，虽历经改革但始终难以引起学生的兴趣，学生缺少主动学习的热情，难以学以致用。究其原因主要是课程设置没有和企业的工作过程有机地结合起来，与社会的职业需求还没有建立起有机的联系，没有完全达到高等职业院校设定的人才培养目标，同时众多企业难以招到合适的在一线工作的高素质应用型人才。
本课题根据“基于能力培养，面向岗位群”的高职教育理念，坚持以职业综合能力为中心，以岗位（群）所必备的知识、能力和职业素质为依据，对“光纤通信技术”课程按照“人才培养目标确定—课程体系开发—学习领域构建—学习情境设计—评价体系建立”等阶段进行开发和设计，使整个课程开发过程构成一个有序的循环过程。
本课题的实施不仅使学生加深对理论知识的理解，锻炼学生的科学实践能力和创新能力，而且还能够提高学生自主学习的积极性，为以后的就业打下坚实的基础。
一、课程设置分析
近几年，电子信息工程技术专业教师调研了中国移动公司、中国电信公司、华为通信、中兴通信等多家通信技术企业，访谈了多个通信企业在岗职工和通信企业人力资源负责人，对通信技术服务人才需求进行预测分析，对本专业面向通信技术服务人才需求、专业定位、通信技术服务岗位群进行分析论证，从而确定通信设备安装、调测、维护等岗位的工作职责、工作任务、知识、职业能力和职业素质。
“光纤通信技术”课程的设置可以满足本专业就业的需要，考虑到学生已学过通信原理、电子技术基础、电工学等相关专业知识，接受新事物的能力强，学习光纤通信技术的相关知识并不困难，但一定要通过实践性教学活动才能培养对本学科的兴趣。通过实践教学和现场教学，构建学习领域，设置典型的工作任务，使学生获得工作技能，以满足企业需求。
二、课程教学体系设计
针对电子信息工程技术专业面向的通信设备安装、调试、运行维护和通信产品销售4个职业岗位构成的岗位群进行工作任务分析，解构学科体系，从职业情境中的典型工作任务归纳合并行动领域，再根据认知及职业成长规律递进重构，使 本学习领域课程构建通过完成源于职业岗位典型的工作任务，培养学生具有对光学元器件的电气特性和光传输线路及其设备维护等专业能力的同时，获得工作过程知识。
1.职业的选择与工作过程分析
电子信息工程技术专业培养目标是使学生掌握本专业必备的基础理论知识及工作技能，具有较强的光纤通信技术服务意识与创新意识，具有一定的分析综合能力和逻辑思维能力。以计算机为主要信息处理工具，运用光纤通信系统相关理论技术与实践技术，在生产现场解决实际问题，主要面向从事通信设备生产、安装、测试、监控、采购和运行维护的工作岗位。
通过对工作岗位的分析，发现学生首先应该熟悉光纤光缆技术、光有源器件、光无源器件，光传输技术、光网络技术的功能及应用等，知道每个设备及应用技术要注意的事项；其次是如何选用必要的通信元器件及传输网络对电路进行连接，测试电路的电气特征，完成传输控制系统的调试；最后与客户移交，进行总体的安装与调试，进入销售与售后服务维护环节。
2.制定行动领域
对工作过程进行详细分析，从中导出行动领域。每个工作过程涉及产品生产及应用信息，即要做什么，然后进行决策、计划，知道如何做，最后确定方案，进行实施，最终完成产品检测及评估。以光纤传输链路的组成与测试为例，首先对传输链路的图纸进行分析，熟知所需产品设备及测试工具的性能，制定详细的工作任务以及产品工艺需求，然后对信息传输链路装配、调试，达到性能完备。通过对每项工作的严格细致的分析，完成行动领域的构建。
3.构建学习领域
学习领域是工作任务和行动过程的主题单元，明确工作领域，设计工作任务，实现职业能力是学习领域构建的核心。“光纤通信技术”课程可以构建五个学习领域，分别是光缆系统工程、光传输链路组成与测试、光纤传输系统组建与测试、SDH设备应用、SDH接口测试及组网配置、光纤通信新技术应用。以光纤传输链路组成与测试为例进行学习领域的构建，如表1所示。
表1 学习领域的构建
工作领域 工作任务 职业能力 学习领域
光
纤
通
信
技
术 光无源器件的连接和电平调整 知道光连接器、光衰减器和光纤
跳线器的各种特性 光纤传输链路组成与测试
掌握光连接器、光衰减器和光纤
跳线器的应用方法
波分复用系统的性能测试、电平调整 掌握WDM器件的各种特性
WDM器件的的使用与测试
波分复用系统的链路的建立及系统电平测试、调整方法
电终端的认识 电终端接口、仪器仪表的使用
用户电话接口功能、信令
光端机的认识 光终端机重要指标及指标测量方法
熟悉光端机的组成原理、性能指标
其他电机 局间电话交换系统的建立与测试
局间电话交换、信令处理过程测试
4.学习领域目标的实现
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。
关键词：虚拟实验教学；光通信技术；教学改革
中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1002-2589（2015）15-0212-02
光通信技术是当今信息技术领域的前沿与支撑技术之一。2013年，国务院颁布“宽带中国”计划，进一步提升了光通信技术在国家发展战略中的地位。简言之，光通信技术是光纤技术与通信技术的综合体，它具有高速、大容量的优点，但亦存在高成本、高复杂度和多学科交叉的特点。这成为该门课程实践教学开展的主要困难。而且，对于省属地方高等院校，同时面临生源基数大、实验教学经费短缺、设备更新缓慢等难题，使得该问题更加凸显。为缓解这一问题所带来的影响，基于专业光通信仿真软件，引入虚拟实验教学时必然趋势。
一、虚拟实验教学改革的背景与意义
作者所在的黑龙江大学电子工程学院，《光通信技术》实验需为两个本科专业（光电子技术系和通信工程系）学生（约180人/年）提供课程资源。原有《光通信技术》包含“光纤低损耗熔接”“光纤纤芯分布测量”“光纤微弯损耗测量”“光时域分布反射测量”和“可视光通信传输系统演示”5个基础专业实验，仅能覆盖《光纤技术》和《光通信技术》两门专业必修课程的实验教学任务，学生缺乏对“光电子器件”应用的认知。而且，光纤与光通信技术是本专业最重要的两个研究方向之一，是专业学生就业与求学的主要支撑技术。近10年来，光通信技术在“光传输”“光交换”“光接入”和“可见光电力线通信”等领域高速发展。然而，现有实验教学设备多购置于2001年，部分已陈旧、老化。与此同时，面临教学经费不足，设备台套数有限，仪器价格昂贵，由于普通高校扩招导致生源剧增的双重压力，对应的实验内容无法得到更新，课程讲授内容与实验教学脱节，学生学习兴趣低下。
图1 原有专业基础实验方案
与之相比，专业仿真软件具有价格低廉，覆盖领域广，专业性强，灵活性、操作性好等系列优点，可实现光放大器设计，光电转换器件测试，多光通信系统实时在线模拟等功能，与本专业光纤技术、光电器件与检测、光通信技术课程内容吻合。鉴于此，将虚拟实验与原有的专业实验相结合，以专业实验为基础，虚拟实验为进阶，二者相互补充、取长补短，将可有效缓解专业实验教学中所面临的困难。
二、虚拟实验教学改革的具体实施方法
（一）方案设计与实验室建设
1.保留原有的“光纤低损耗熔接”“光纤纤芯分布测量”“光纤微弯损耗测量”作为基础实验，删除“光时域分布反射测量”和“可视光通信传输系统演示”两个实验，节省6学时的课程资源。
2.开设“光通信仿真设计”课程设计，以虚拟实验教学方式提高学生对于“光通信系统架构”“光纤放大器设计”“光电子器件工作特性”的掌握能力。课程设计采用机房集中教学模式，包含“光发射机/光接收机的实现”，“误码率与质量因子评价”“色散补偿特性测试”“光放大器性能优化”“格式生成与转换”五个模块，共计32学时。其中，讲授学时8学时，实验学时24学时，第一、二模块为必选，后三个模块至少任选其一。
3.将原有机房进行升级与改造，新购置计算机50台套，服务器1台套，投影教学设备1台套。更新原有网络布线与系统，实现教师与学生互动能力，提升学生间的交互学习能力，改善学生个人的实验学习平台环境。购置专业光通信仿真软件OptiSystem（12.0版）1套，可同时满足30人在线仿真需求。
图2 虚拟实验设计方案
（二）虚拟实验教学实施方法
在实际的教学过程中，该门课程对于光电子技术专业学生（年均60人）为必修课程，分成2个教学班级循环教学；对于通信工程专业学生为选修课程，根据以往统计，选修课程人员约60―80人，亦分成2个教学班级循环教学。除讲授8学时外，学生需在2周内完成24实验学时，教学资源采用开放模式提供，学生可自行安排学习时间，学时计算由智能管理系统完成。教学模式除课上教学、实验外，还包括师生在线交流与在线答疑。课程考试采用报告模式提交，3人一组，需分工明确，格式统一，数据与分析清楚有效。
图3 虚拟实验教学的实施与执行
三、效果与评价
对于通信工程专业，该门课程设置在第六学期，需学习前期的光纤基础实验。对于光电子技术专业，该门课程设置在第七学期。作为中间环节，他是专业实验的进阶，同时作为本科毕业设计的前期训练，起到承上启下作用。运行一年来，效果显著。主要体现在：（1）增加了实验教学资源，缓解了实验设备台套数少的困难，提升了学生的实践实训能力；（2）完成了课堂教学与实验教学的完整对接，教学内容与深度得到进一步提升；（3）激发学生学习兴趣，为教师的科学研究提供有效辅助。截至2014年12月，已有11名专业学生参与到教师的科研团队中，并在光通信设计领域发表EI检索科研论文3篇，申报发明专利1项，获授权实用新型专利2项，获批省级、校级创新创业课题2项。
四、结论
针对省属高等院校理工科实验教学的实际情况，以“光通信技术”课程为例，引入了虚拟教学环节，有效弥补了原有专业基础实验教学在内容更新、基础设备受限等方面的不足。虚拟实验教学作为专业实验的进阶，可有效提升本科学生毕业设计的质量，成为二者间连接的纽带，承上启下。此外，虚拟实验教学还具有投入低、见效快的特点，它应作为一种重点的教学模式在今后的理工科实验教学课程中得到广泛推广。
参考文献：
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[4]周玉松，曹慧。整合实验实训中心培养技能创新型人才[J].实验室研究与探索，2014，33（1）：199-202.
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。
关键词：光纤通讯 教学改革 课程设置
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-2117（2014）14-00-02
近年来，我国信息技术飞速发展，带来了信息科技与技术高速发展的时代。信息科技产业发展的重点是光纤通信技术，它是一门飞速发展的技术学科。为了适应信息科技飞速发展和通信行业对人才需求的变化，我国许多高等学府都设立了光电信息通信类的专业。这些专业都以光信息科学技术为核心。光信息科学是一门综合性很强的学科，它包括光子技术、电子技术、通信技术和信息技术等。
光纤是大量信息传输的重要媒介和人们实现信息获取的重要途径。因此，在其专业课程的设置中，专业的核心主干课程应为光纤类课程，它既是专业类课程也是学科上的特色课程。我国高等学府对光纤传输的物理基础和光纤技术的应用进行全面的阐述并都设置了光纤类学科的课程。但是，由于光纤类学科课程在教学内容、课程设置上与社会所需人才培养上存在着一些问题，致使此类学科的改革刻不容缓。
1 光纤类学科课程体系的构建
当今社会经济、政治都发生了深刻的变化以及科技飞速的发展导致光电通信行业对人才的需求越来越多样化。多样化的人才需求促使我国的高等教育要实行改革，要向基础化和综合化的方向不断地发展。在人才培养上要加强专业基础理论的设置、扩宽专业口径的学习和素质教育。要实现宽口径、厚基础、强素质、广适应的信息人才的培养[1]。
1.1 光纤光学是获取信息的物理基础
专业的基础学科是培养过程中传授学科的基础知识，是高等教育的基本工作。在人才培养的过程中高等学府设置基础课程“光纤光学”，为学生提供宽厚的光导纤维的基础理论知识，讨论传输的模式理论、模耦合理论和光纤的传输特性。在这门专业基础课程的教学中，我们要着重强调基本理论的讲解。基本理论是整个学科的基础，在讲解上要尽量运用实例进行分析，这样才能让学生更加透彻地了解基本概念。理论是应用的基础，只有理论牢固，才能更好地学习以后的光纤技术应用的课程。
1.2 光纤通信和光纤传感是光纤技术的应用
光纤技术从信息领域的角度考察，主要是设计两个方面的内容，即信息的传输和采集。信息的传输是属于光纤通信技术，而信息的采集则是属于光纤传感技术。为了紧跟信息技术的发展，高等学府在教学设计和教学内容的设置上，应随着光纤信息技术的发展而发生变化。在课程设置上应有正确的定位，要通过光纤的基本原理和光器件原理对通讯网络进行阐述和讲解，使学生能够掌握光纤通信的基本原理。只有在原理的基础上方能够对信息的传播和采集有深刻的理解。总之在课程的设置上要把握研究光信息科学发展的基本规律与技术专业人才培养的机制，要以科学的方法为基础，更要把握国内外光纤类学科设置的现状、问题以及趋势，调整光纤类课程的结构体系，建立起基础性强、可操作性强的光纤类学科课程体系[2]。
2 教学课程内容的组织和融合
光纤通讯的人才是具有创新思维和创新能力的高素质、高能力的复合型人才。在光纤系列课程的设置上要针对以上特点并根据光电信息专业人才所需的知识、技术和能力从整体的高度打破传统的教学模式和课程体系，根据行业所需的人才设置光纤类学科课程，进而将其具体化。此外，还应该解决原来各课程中对单一对象和知识进行整合的问题，避免其内容的重复化，重新建立课程结构体系和内容，将教学的内容有机的结合，使其更加丰富。
2.1 理论教学内容的设置
由于光信息科学的发展有着自身的规律，在光纤通讯的课程的设置上要符合这一规律。在课程设置上要将光纤结构知识模块化，只有将其具体的模块化才能更加清晰地进行课程设置，具体分为以下模块：光纤传输理论模块、光纤特性模块、光纤器模块、光纤通信原理模块、光纤通信技术模块、光纤传感原理模块和光纤传感应用模块。见表1。
通过对光纤光学、光纤通讯原理与技术、光纤传感测试技术等三个课程的教学内容进行重新的组织和编排，使这三个课程相辅相成，形成一体。在对各个课程体系安排的同时要对每个课程的侧重点进行明显的突出，使其做到特点鲜明、协调统一。
2.2 实验教学内容的设置
现代人才的培养不仅要强调基础知识、对其创新意识和动手能力都有着一定的要求。实践教学过程已� 光信息学科是一门理论与技术相结合的新型学科，对于教学内容的设置上既要有理论知识，同时也要重视实验教学项目。在实验课程的设置上，好的实验仪器是必不可少的，如应配备光纤熔接机、光时域反射仪、光纤信息及传感实验系统等[3]。
（1）光纤基础操作实验。光纤基础实验是学生要掌握的基本实验内容。在实操时要在一定程度上能操作整个实验，这是这个学科实操的重点。基本操作实验是指：光纤数值孔径的性质和测量实验；管线传输耗损性质与测量实验、光源与光纤耦合方法实验、光纤可调衰减器特性实验、光纤隔离器特性及参数实验、半导体激光器和发光二极管特性测试实验、模拟信号光纤传输实验、数字信号光纤传输实验等基础的实验项目。这些实验都是本学科的基础，对学生了解光纤的基础知识有着重要的帮助，应将其内容设置到教学的课程中，要求学生能够掌握。
（2）特种光纤及模式功率分布传感原理实验、光纤分束器参数及MZ干涉仪原理实验、光纤传感的压力测量实验等。这里技术光纤技术实验的内容都为必修的实验内容。
在实验的操作中学校要给学生提供方便，对仪器的操作教师都应尽量地进行实际的指导，并对实验室进行全面开放，帮助学生进行仿真模拟实验。还可以根据学生的特点和兴趣点，选择一些实验项目或者以组单位自己搭建实验系统，这样不仅能够提高高校仪器是使用率，更重要的是培养学生做实验的兴趣和提升学生实际操作的能力[4]。
综上所述，光纤通讯是一个综合性强的学科，对理论和实际操作的能力都有着一定的要求。我们在该学科的设置上要符合光信息科学发展的基本规律，还要结合光信息科学与技术专业人才培养的机制。更要把握我国光纤教学现状以及问题，根据实际情况，构建适合光纤类课程的结构体系。在整个课程的设置方面要强调基础、突出应用。要将理论基础与实践教学相融合，同时教学改革思路也要遵循该原则对整个课程进行设置。要加强实验环节，要运用多种教学手段进行创新教育，使学生对原理知识理解的同时，努力提高对应用环节的操作，培养其动手的能力，使其学以致用。同时要有特色的教学内容，让学生对光纤通讯技术产生兴趣，把枯燥的知识变得有趣，使其适应社会的需求。
参考文献：
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[3]胡昌奎，杨应平，黎敏，刘辛，易迎彦。光电信息类专业光纤系列课程教学内容与课程体系的改革[J].高等理科教育，2008(02):16-18.
通过这一实验可以观察当偏置电流变化从而改变弛豫频率时，高速光纤传输系统的性能变化情况[8]，仿真模型如图3所示。图3中，Ith=33.45mA，τsp=1ns，τph=3ps，I0=IB=40mA，Sequencelength128bits，Samplesperbit512。仿真结果：在直接光强度调制下弛豫频率与有源区内的电子寿命和谐振腔内的光子寿命的关系为（3）根据仿真模型设定的参数可以得到弛豫频率fres≈1.3GHz。图4给出了系统性能与调制频率的关系。当调制频率为1.3GHz时如图4（a）所示；当调制频率为5GHz时如图4（b）所示。由图4可看出，当调制频率高于弛豫频率后，系统性能严重变坏。
2掺铒光纤放大器（EDFA）实验
本研究用于分析EDFA的频率特性和噪声性能[9]，仿真模型如图5所示。在仿真模型中掺铒光纤参数：Length7m，Corera-dius2.2m，Ermetastablelifetime10ms，Erdopingradius2.2m，Eriondensity1e+025m3，Numericalaperture0.24。仿真结果如图6所示。图6中，（a）为CW激光器的频率与EDFA增益的关系曲线，（b）为信号输入功率与EDFA增益曲线，（c）为功率噪声曲线。光接收机实验光接收机主要的性能指标是灵敏度和动态范围。本研究的目的是了解光接收机灵敏度与误码率的关系及灵敏度与最小输入功率的关系[10]，仿真模型如图7所示。
3WDM系统实验
波分复用是光纤通信系统扩大传输容量，提高传输速率的主要途径之一，仿真模型如图9所示。图9中，利用Mach-Zehnder调制器进行外调制，16路复用，光发射器参数：Bitrate40Gb/s。线路由50km单模光纤与10km色散补偿光纤构成循环单元，采用掺饵光纤放大器。解复用器参数：Bandwidth8e+010Hz，Depth100dB，FiltertypeBessel，Filterorder6。图10为WDM系统实验仿真结果，图中给出了解复用器之前光纤线路之后的光谱图，图中较低的部分为噪声部分。
4结束语
本文根据光纤通信课程的理论教学内容选出了上述5个仿真实验作为实验教学项目。实践表明，OptiSystem仿真实验直观明了，可以反复观察练习，提高了学生的学习兴趣，有利于学生对抽象的光纤通信理论教学内容的理解，同时可以节省较高的实验费用，在实验教学中取得了较好效果。
关键字 信息时代；网络通信；三值光纤；通信原理
【中图分类号】TN929.11文献标识码：B文章编号：1673-8500（2013）01-0025-02
对于三值光纤通信是现代通信技术中一中新的通信技术，其主要是采用了线偏光的两个互相垂直的稳定的偏振趋向和零光强来完成光的三值编码调制出三值码元进行网络信息传输，这项新的技术进一步的提高了传统光纤的通信容量，同时这项技术实现了先偏光等通信手段的实用化，进一步加强了光纤的通信能力，极大的发展了通信技术，而且光的多值码元的编码还能提高光数字网络的信息传输率和频带的利用率。
1线偏振光的波动理论和在光纤中的传输原理
1.1三值光纤通信是一种新的通信技术，其理论基础主要是线偏振光在光纤中的波动理论。光纤通信中采用了电磁波频谱近红外光区的1300nm和1500nm两个低损耗的波段，但在光纤的通信中一般都是用经典的电磁波理论作为光纤通信的理论基础。光波属于横波，是由垂直于传播方向的，也是由其中相互正交的电场矢量和磁场矢量的简谐振动交替变换而产生的一种矢量波。当光波在物质间相互作用时，电场对物质的电场力要远大于磁场对电子的作用力，所以一般使用电场强度的振动�
1.2在研究线偏振光的波动中，光束中的光线的偏振状态在时间和空间中的变化是相同的，所以光束都完全是偏振光。同时光波的偏振形态一般分为完全偏振光、非偏振光、部分偏振光、有线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、有自然光、有部分线偏振光、部分圆偏振光、部分椭圆偏振光等七种，由于是在不同的媒质中对光波进行形态的描述，因此我们可以采用米勒矩阵法、复平面法、琼斯矩阵法等表述方法对光波在传输过程中的偏振形态进行表示。
1.3在光纤的波动理论中，一般采用Maxwell的方程作为理论基础来研究电磁波在光纤波动中光纤的波动，来解释光纤理论和波动原理。同时由于存在不同的光纤材料和某些环境的因素对光波的线偏振态的产生了一定程度的影响，使光纤的纤芯在光纤的横截面上的折射率的分布造成了影响，致使折射率发生了一定程度的变化，使其变成沿轴向不均匀的分布，对光波的偏振形态造成了影响。
2三值光纤通信原理
2.1三值光纤通信是采用了束线偏振光承载信息的方式，利用水平线偏振态、垂直线偏振态和零光强来表示不同的信息值，形成了三值的光信号，通过有关的通信元器件，来完成信息的加工和三值光纤通信，一起组合成了完整的三值光纤通信技术。由于存在光纤的材料、通信元器件和外界环境等因素，光信号的线偏振态在传输过程中会受到这些因素的影响而发生变化，需要使用偏振控制器才能获得稳定的光信号，所以三值光纤实现了可以直接利用卫星激光进行通信，同时还能提高通信容量。
2.2对于三值光纤通信的系统原理，其主要是由三值光信号编码器、光信号解码器、偏振补偿器、电信号转换电路等组成。（如图1所示）。
图中所表示的是在发射端输入电信号输入变换器，转换成控制信号通过控制三值光纤信号编码器，其中在光源处再输出线偏光调制成三值光脉冲序列，配合前面的步骤就输出三值光信号进入光纤网络传输到接收端口，然后利用偏置电压控制器来控制偏振补偿器对接收的三值光信号进行有关调整，再传输进入三值光信号解码器输出有关的电信号来反馈一定的信号传输进入偏置电压控制器，偏置电压控制器就会根据电信号进行相应的调整来再次对偏振补偿器进行相应的调整，当得到稳定的电信号后传入电信号输出变化器中，最后接收电信号。其中三值光信号的编码器是在电信号的控制下，利用旋光器中电控旋光效应等来调整光源所发出的线偏光来获取三值光脉冲序列。而三值光信号解码器是把接收的三值光信号使用偏振分光棱镜，沿两个不同的光路对光信号进行解码并传输。同时偏振补偿器是接收的三值光的同步码序列，分两个不同的线路的固定的相位差来补偿电信号，通过识别同步码的信号，是否启动偏振补偿器，并不断地调整偏置电压控制器，促使零光强脉冲宽度达到设计的标准宽度，通过控制接收的光信号来使输出光时设计的偏振光。
2.3在三值光纤通信过程中会使用到到光学元器件（包括偏振分光镜、旋光器和偏振片等），其中旋光器是利用SLM通过对线偏振光的振动面旋转90°来获得互相垂直的线偏振光。而三值光缆的通信系统的主要是由三值光发送机、三值光接收器和再生器等组成，其中基本上是通过对两值光缆网对三值光纤通信进行纵向编码来实现三值光纤通信的信息传输量和频带的利用率。同时三值光信号的发送机原理是通过直接调制或间接调制三值光发送机，来使机器不间断的输入光信号，以达到对三值光信号的发送。其次是三值光信号的接收机是通过直接检波的原理来完成对三值光信号的接收工作。在整个三值光纤通信过程中，衔接的都比较紧密，而且每个环节都需要严格按照规范的操作进行，这样才能保证获取稳定的三值光信号，以保证整个三值光信号的传输通信。
总结：本文主要对三值光纤通信原理进行了浅要地论述和探讨，进一步研究和了解了三值光纤的通信技术。在对进行网络通信技术的研究过程中，我们需要掌握过硬的专业知识，并结合国内外先进的光纤通信技术，进一步对光电子信息技术、计算机科技和光纤通信技术等进行研究，认真分析研究三值光纤的通信原理，加强对三值光纤的利用，使我国在光电子信息技术能够得到长足的发展和进步。
参考文献
[1]徐坤，谢世钟。《高速光纤通信中的偏振模色散及其补偿技术》[J]，半导体光电，2000年01期
[2]金翊。《三值光计算机原理和结构》[D]，西北工业大学，2002年
[3]张华清。《通信网时钟同步方案》[J]，北京广播学院学报（自然科学版），1999年02期
光纤通信作为现代通信的基础，无论是政府、企业、交通、金融等多个领域都需要光纤通信作为支撑，光纤通信设备成为现代信息社会重要的关键基础设施。为了适应社会对通信人才的需求，各高职院校通信与信息类专业均开设光纤通信及设备课程，并将它列为专业必修课。通过开设该课程，让学生掌握光纤通信的基本概念、基本原理和相关设备的操作技能等，使学生毕业后能够从事光纤数字通信设备的操作、维护、故障排查，以及简单的工程设计、施工等工作。然而，在光纤通信及设备课程的教学过程中，一方面，由于办学经费的不足，多数院校光传输设备较少，教学过程中不得不进行分批，分组进行，使得用于设备操作的教学时间效率低；另一方面，理论内容比较抽象，例如光传输、光信号放大、光电转换和信号利用等原理比较抽象，让学生理解比较困难；另外，现在的光纤通信技术发展非常快，学校的教学设备也很难与时俱进，无法跟上行业发展的速度，造成学生学习的技能与行业需求脱节。为了跟上通信发展让学生更容易掌握光纤通信的原理和设备的操作，可以建设“微课”模式的《光纤通信及设备》教学资源库，方便学生通过智能手机无线上网就能轻松地学习，提高学生的学习效率和学习兴趣，还便于进行教学资源的更新和维护。
二、“微课”模式的“光纤通信及设备”课程教学资源库建设
(一)建设思路
1．多角度、多层次的课程分析
为了让《光纤通信及设备》课程教学资源库符合当前通信发展的特点，真正服务于学生，并适合学生学习和教学内容符合企业需要，组成了由企业专家、教育专家和信息技术工程师的团队，采用头脑风暴法对课程进行分析。企业专家从企业和行业的用人角度出发，按毕业生应掌握的专业知识和操作技能的程度，将该课程理论和实训教学内容的重要程度分层不同等级或不同层次，再结合当前光纤通信技术发展及应用的现状，将理论知识和操作能力按职业岗位由低到高进行逐级递进进行序化排列，形成课程知识和技能的初、中、高三个层次，为后面的结构设计提供参考，也给学生根据自己的情况分段学习，也为教师因材施教或分层次考核提供依据。
2．按“微课”特点将教学内容的分解和细化
为了便于“微课”制作和体现短小、精炼和高效的特点，需要对理论知识按一定的规律进行细化，也为了让每一个“微课”和其他“微课”之间符合学习规律和教学规律，请教育专家按学生的对理论教学和实训教学的内容进行分解和细化，并针对一些难点和重点提出教学设计和教学方法建议；针对相关的实践操作进行了分析和研讨，确定该“微课”要突出的步骤和细节，给“微课”的录制提出相应的要求。
3．高质量的“微课”录像与制作
根据前一阶段提出的教学设计准备好相关素材和练习测试题，然后制作课件，采用直接录像或采用录屏软件来制作“微课”的原始视频文件，再进行后期的编辑和美化处理。为了保证视频的清晰度和视频的质量，一方面摄录设备要质量可靠、稳定，即可以保障质量还可以避免重复次数，减轻工作量；另一方面，尽量采用多个摄录设备从多个角度来录像，以达到更多的效果；此外，要选择技术过硬的摄影师来录制，他们对设备操作和软件操作比较熟练，“微课”录制的成功效率会更高，质量也比较有保障。
4．以学生为本的教学资源库组建
由信息技术工程师和专业教师通过信息技术和手段把各个“微课”小模块，按光纤通信系统的组成将知识点进行逻辑联系，将光纤通信系统各部份的功能、主要器件、相关原理和关键技术进行相关联，形成导航链接的交互，同时也插入相应的练习测试来检查学生学习的情况，并在学生做练习时和学习“微课”时进行积分统计，以便能对学生进行评估和给出相应的等级。在制作时还应充分考虑以学生使用为主体，既方便他们使用，也要有一定的挑战性和趣味性，更好的吸引学生自主学习。
(二)教学资源库内容及结构
1．教学资源库的基本内容
课程教学资源按模块化设计的理念，以服务老师教学、便于学生自主学习的原则，将教学部分分成理论与实践两模块，在学生自学部分有学习指导、习题、考核和能力拓展四个模块。理论教学模块以分成基本概念、基本原理、关键技术、基本结构和主要参数五个部份；对于实践教学模块分为仪器使用、参数测试、工程实践三个部份，工程实践又可以按设备认知，到利用设备组网，再到进行相关参数测试与评价，最后进行管理维护、故障分析处理，让学生从了解设备开始逐步到组成传输网络，对网络进行配置和维护故障。具体内容包括2M头制作、光纤熔接、设备安装与调试、管理软件安装操作、业务配置、网络保护配置、时钟配置、公务配置等相关的“微课”来让学生学习和模仿操作。学习指导模块结合考核目标，针对知识点、操作技能分为课前的问题与思考和课后的小结与复习，针对一些重点的习题可以制作成微课，将解题的思路与步骤展示给学生，同时与相关的知识点形成导航链接，加强学生的理解，让学生了解思维的过程和解决问题的步骤，培养学生自主学习、增强分析问题和解决问题的能力。为了检查学生学习的情况，在学生自学模块还有考核部分，一方面按课程标准和职业技能要求明确考核的相关内容和考核大纲，另一方面通过试题库自动生成相关试题，让学生独立完成考核测试，针对考核情况给出评估报告和错题的参考答案，让学生知道还要加强哪些方面的学习和了解自己对相关知识的理解情况。
2．教学资源库的结构设计
按学习积分进行等级划分的结构设计，学生在学习过程中，可以根据通过课件学习模式，也可以根据“微课”学习模式，或者测试练习模式，完成相应的级别练习，按练习完成的数量和质量给出等级评定和累计积分，积分高则相对级别也高，就可以具备更多新技术的学习资格，从而促进学生自觉学习和了解新技术发展。这些积分也与企业专家对职业岗位由低到高进行逐级递进进行关联，让学生可以知道自己的水平和能力情况，激发学生不断追求的动力。
三、结论与思考
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 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。
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
1.1网络的发展对光纤提出新的要求
下一代网络（NGN）引发了许多的观点和争论。有的专家预言，不管下一代网络如何发展，一定将要达到三个世界，即服务层面上的IP世界、传送层面上的光的世界和接入层面上的无线世界。下一代传送网要求更高的速率、更大的容量，这非光纤网莫属，但高速骨干传输的发展也对光纤提出了新的要求。
（1）扩大单一波长的传输容量
目前，单一波长的传输容量已达到40Gbit/s，并已开始进行160Gbit/s的研究。40Gbit/s以上传输对光纤的PMD将提出一定的要求，2002年的ITU-TSG15会议上，美国已提出对40Gbit/s系统引入一个新的光纤类别（G.655.C）的提议，并建议对其PMD传输中的一些问题进行深入探讨，也许不久的将来就会出现一种专门的40Gbit/s光纤类型。
（2）实现超长距离传输
无中继传输是骨干传输网的理想，目前有的公司已能够采用色散齐理技术，实现2000～5000km的无电中继传输。有的公司正进一步改善光纤指标，采用拉曼光放大技术，可以更大地延长光传输的距离。
（3）适应DWDM技术的运用
目前32×2.5Gbit/sDWDM系统已经运用，64×2.5Gbit/s及32×10Gbit/s系统已在开发并取得很好的进展。DWDM系统的大量使用，对光纤的非线性指标提出了更高的要求。ITU-T对光纤的非线性属性及测试方法的标准（G.650.2）最近也已完成，当光纤的非线性测试指标明确之后，对光纤的有效面积将会提出相应指标，特别是对G.655光纤的非线性特性会有进一步改善的要求。
1.2光纤标准的细分促进了光纤的准确应用
2000年世界电信标准大会批准将原G.652光纤重新分为G.652.A、G.652.8和G.652.C3类光纤；将G.655光纤重新分为G.655.A和G.655.B两类光纤。这种光纤标准的细分促进了光纤的准确使用，细化标准的同时也提高了一些光纤的指标要求（如有些光纤几何参数的容差变小），明确了对不同的网络层次和不同的传输系统中使用的光纤的不同指标要求（如PMD值的规定），并提出了一些新的指标概念（如“色散纵向均匀性”等），对合理使用光纤取得了很好的作用。所有这些建议的修改、子建议的出现及新子建议的起草，都意味着光纤分类及指标、测试方法有某些改进，或有重要的提升；都标志着要求光纤质量的提高或运用方向上的调整，是值得注意的光纤技术新动向。
1.3新型光纤在不断出现
为了适应市场的需要，光纤的技术指标在不断改进，各种新型光纤在不断涌现，同时各大公司正加紧开发新品种。
（1）用于长途通信的新型大容量长距离光纤
主要是一些大有效面积、低色散维护的新型G.655光纤，其PMD值极低，可以使现有传输系统的容量方便地升级至10～40Gbit/s，并便于在光纤上采用分布式拉曼效应放大，使光信号的传输距离大大延长。如康宁公司推出的PureModePM系列新型光纤利用了偏振传输和复合包层，用于10Gbit/s以上的DWDM系统中，据称很适合于拉曼放大器的开发与应用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纤，据介绍已有传输100km长度以上单信道40Gbit／s、总容量10.2Tbit／s的记录。还有一些公司开发负色散大有效面积的光纤，提高了非线性指标的要求，并简化了色散补偿的方案，在长距离无再生的传输中表现出很好的性能，在海底光缆的长距离通信中效果也很好。
（2）用于城域网通信的新型低水峰光纤
城域网设计中需要考虑简化设备和降低成本，还需要考虑非波分复用技术（CWDM）应用的可能性。低水峰光纤在1360～1460nm的延伸波段使带宽被大大扩展，使CWDM系统被极大地优化，增大了传输信道、增长了传输距离。一些城域网的设计可能不仅要求光纤的水峰低，还要求光纤具有负色散值，一方面可以抵消光源光器件的正色散，另一方面可以组合运用这种负色散光纤与G.652光纤或G.655标准光纤，利用它来做色散补偿，从而避免复杂的色散补偿设计，节约成本。如果将来在城域网光纤中采用拉曼放大技术，这种网络也将具有明显的优势。但是毕竟城域网的规范还不是很成熟，所以城域网光纤的规格将会随着城域网模式的变化而不断变化。
（3）用于局域网的新型多模光纤
由于局域网和用户驻地网的高速发展，大量的综合布线系统也采用了多模光纤来代替数字电缆，因此多模光纤的市场份额会逐渐加大。之所以选用多模光纤，是因为局域网传输距离较短，虽然多模光纤比单模光纤价格贵50％～100％，但是它所配套的光器件可选用发光二极管，价格则比激光管便宜很多，而且多模光纤有较大的芯径与数值孔径，容易连接与耦合，相应的连接器、耦合器等元器件价格也低得多。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纤标准，但由于局域网发展的需要，它仍然得到了广泛使用。而ITU-T推荐的G.651光纤，即50/125μm的标准型多模光纤，其芯径较小、耦合与连接相应困难一些，虽然在部分欧洲国家和日本有一些应用，但在北美及欧洲大多数国家很少采用。针对这些问题，目前有的公司已进行了改进，研制出新型的5O/125μm光纤渐变型（G1）光纤，区别于传统的50/125μm光纤纤芯的梯度折射率分布，它将带宽的正态分布进行了调整，以配合850nm和1300nm两个窗口的运用，这种改进可能会为50/125pm光纤在局域网运用找到新的市场。
（4）前途未卜的空芯光纤
据报道，美国一些公司及大学研究所正在开发一种新的空芯光纤，即光是在光纤的空气够传输。从理论上讲，这种光纤没有纤芯，减小了衰耗，增长了通信距离，防止了色散导致的干扰现象，可以支持更多的波段，并且它允许较强的光功率注入，预计其通信能力可达到目前光纤的100倍。欧洲和日本的一些业界人士也十分关注这一技术的发展，越来越多的研究证明空芯光纤似有可能。如果真能实用，就能解决现有光纤系统长距离传输的问题，并大大降低光通信的成本。但是，这种光纤使用起来还会遇到许多棘手的问题，比如光纤的稳定性、侧压性能及弯曲损耗的增大等。因此，对于这种光纤的现场使用还需做进一步的探讨。
2光缆技术的发展特点
2.1光网络的发展使得光缆的新结构不断涌现
光缆的结构总是随着光网络的发展、使用环境的要求而发展的。新一代的全光网络要求光缆提供更宽的带宽、容纳更多的波长、传送更高的速率、便于安装维护、使用寿命更长等。近年来，光缆结构的发展可归纳为以下一些特点。
1）光缆结构根据使用的网络环境有了明确的光纤类型的选择，如干线网光纤、城域网光纤、接入网光纤、局域网光纤等，这决定了大范围内光缆光纤传输特性的要求，具体运用的条件还有可依据的细分的标准及指标；
2）光缆结构除考虑光缆使用环境条件以外，越来越多的与其施工方法、维护方法有关，必须统一考虑，配套设计；
3）光缆新材料的出现，促进了光缆结构的改进，如干式阻水料、纳米材料、阻燃材料等的采用，使光缆性能有明显改进。
不同的场合和不同的要求造成了光缆的多结构的发展趋势，新的光缆结构以及在现有结构上不断改进的各种结构也在不断涌现，出现了如下一些类型。
·“干缆芯”式光缆：所谓“干缆芯”即区别于常用的填充管型的光缆缆芯。这种缆的阻水功能主要靠阻水带、阻水纱和涂层组合来完成，其防水性能、渗水性能都与传统的光缆相同，但它具有生产、运输、施工和维护上的一些优点。首先是方便，因为阻水材料不含粘性脂类，操作使用比较方便安全；其次，干式光缆重量轻、易接续、易搬运，设备投资小、成本低，生产使用中也显得干净卫生，在长期使用中还可减少缆芯中各种元件之间的相对移动。特别是在接入网室内缆和用户缆中，好处更加明显。
·生态光缆：一些公司从环境保护及阻燃性能的要求出发，开发了生态光缆，应用于室内、楼房及家庭。现有光缆中使用的一些材料已不符合环保的要求，如PVC燃烧时会放出有毒性气体，光缆稳定剂中有时含铅，都是对人体及环境有害的。2001年ITU-T已通过了一项L45建议——“使电信网外部设备对环境的影响最小化”建议，通过对光缆、电缆光器件及电杆等基于寿命周期怦估（LifeCycleAnalysis，LCA）的方法来确定产品对环境的影响。由于环境因素正日益受到重视，对通信外部设备，特别是光缆产品规定这样的指标已提到日程上来，如果不在材料和工艺上下功夫就难以达到环保的要求。因此已有不少公司针对此类问题开发了一些新材料，如对室内用缆，开发了含有阻燃添加剂的聚酞胺化合物，以及无卤性阻燃塑料等。
·海底光缆：海底光缆近年来有根快的发展，它要求长距离、低衰减的传输，而且要适应海底的环境，对抗水压、抗气损、抗拉伸、抗冲击的要求都特别严格。
·浅水光缆（MarinizedTerrestrailCable，MTC）：浅水光缆是区别于海底光缆而提出来的另一类结构的水下光缆，适合于在海岸边上、浅水中安装，无需中继、通信距离比较短的水下（如岛屿间、沿海岸边上的城市）敷设使用。这种光缆区别于海底光缆的环境，需要的光纤数不多（中等），但要求结构简单、成本较低，易于安装和运输，便于修复和维护。ITU-T在2001年提出了ITU-TG.972定义下的浅水光缆建议，为建设类似的水下光缆提供了一组规范，随后也有可能形成相应的国际标准。
·微型光缆：为了配合气压安装（或水压安装）施工系统的运用，各种微型的光缆结构已在设计和使用中。对于气压安装的微型光缆，要求光缆与管道之间有一定的系数，光缆重量要准确，具有一定的硬度等。这种微型光缆和自动安装的方式是未来接入网，特别是用户驻地网络中综合布线系统很有潜力的一种方式，如在智能建筑中运用的智能管道中就非常适合这种安装。
·采用了纳米材料的光缆：近来，一些厂商已开发出纳米光纤涂料、纳米光纤油膏、纳米护套用聚乙烯（PE）及光纤护套管用纳米PBT等材料。采用纳米材料的光缆，利用了纳米材料所具有的许多优异性能，对光缆的抗机械冲击性能、阻水、阻气性都有一定的改善，并可延长光缆的使用寿命。目前此类材料尚处于试用阶段。
·全介质自承式光缆（ADSS）：全介质光缆对防止电磁影响及防雷电都有优良的特性，而且重量轻、外径小，架空使用非常方便，在电力通信网中已得到大量的应用。预计2000～2005年，每年电力部门对ADSS光缆需求约15000km。ADSS同时也是电信部门在对抗电磁干扰及雷暴日高的敷设环境中一种很好的光缆类型的选择。在今后一段时间内，如何在满足要求的前提下，尽量减小ADSS光缆的外径，减轻光缆的重量，提高其耐电压性能是ADSS光缆研究改进的课题。
·架空地线光缆（OPGW）：OPGW已出现了很长一段时间，近年来一直在改进和提高之中。OPGW的光纤单元中采用PBT，于套管外面再加上一层不锈钢管，有的还在塑料套管与不锈钢管之间加上一层热塑胶，不锈钢管用激光焊接长度可达数十公里，光纤在这样的多层保护管中得到了充分的机械保护。预计从现在到2005年，OPGW光缆的需求将会逐年上升，每年增加约2500km，到2005年预计可达到20000km。当然对OPGW光纤的防雷问题一直是业界十分关注的问题，也应配合具体环境和使用条件加以考虑，使之得到充分保护。
2.2光缆的自动维护、适时监测系统已逐渐完善，可保证大容量高速率的光缆不中断传输
光缆的维护对于保证网络的可靠性是十分重要。在已开通的光网络中，光缆的维护和监测应该是在不中断通信的前提下进行的，一般通过监测空闲光纤（暗光纤）的方式来检测在用光纤的状态，更有效的方式是直接监测正在通信的光纤。虽然ITU-T长时间收集和讨论了国际上的最新资料，于1996年了L.25光缆网络维护的建议书，对光缆的预防性维护和故障后维护规定了详细的维护范围和功能，但已经不能满足当前的需要，目前最新的建议是2001年12月IUT-TSG16会议通过的“光缆网络的维护监测系统”（L.40建议）。为了进一步缩短检测及修复时间，美国朗讯公司曾提出了新一代光纤测试及监控系统，能在1s内发出故障告警，3min内找到故障点，且工作人员可以遥控操作，据称该系统还将开发有故障预测及对断纤（缆）的快速反应能力。日本、意大利等国电信企业也提出了一些系统方案。
·日本NTT方案：在局内运用光纤选择器与系统的测试设备和传输设备相连形成了一种可对光纤状况进行实时监测的系统，保证有用信号在通过光纤选择器测试证明良好的光纤上传输，对有故障的光纤可以预选监测出来及时传送到维护中心进行适当处理，避免不良状况进入有用的光传输信道，从而起到在运行中对整个光通信系统的支撑作用；在局外通过水敏传感器装置可监测外部设备光缆线路接头盒浸水的位置，水敏传感器安装在空闲的光纤上，水敏传感器中装有吸水性膨胀物，当水渗人接头盒时，吸水性物质会膨胀使得接头盒中的光纤受力，也就是使得这一空闲光纤弯曲，从而使光纤的损耗增加，在监测中心的OTDR上就会反映出来。
·意大利的方案：此方案是一种综合处理的新型连续光缆监测系统。主要特点是将光缆网络、光纤及光缆护套的监测综合在一起，既利用了OTDR系统周期性地对光纤的衰减进行监测，发现有衰减变化即发出警报，并进行故障定位，同时也能连续监测光缆护套的完整性，包括护套对地绝缘电阻的监测，发现问题（如护套进水等）即马上告警，达到更全面地预告故障发生的目的。
比较日本和意大利电信部门提出的光缆维护支撑系统的方案可见：日本方案在OTDR自动适时测试光纤的基础上，加入了光纤选择器，在外线上装设水敏传感器并进行护套监测，形成了一套较完整的自动维护、支撑系统，真正做到不中断光通信的维护。意大利的方案中除监测光纤性能以外，还考虑了护套绝缘电阻的自动监测。由此两例可以看出全自动的光缆维护应是一种发展方向。
3通信电缆的发展特点
3.1宽带的HYA通信电缆需要更� 对于新的网络当然是以光纤为主，对于光纤所不能达到的地方或因各种原因仍然要新建电缆网络的地区，应该考虑新型宽带结构的HYA电缆（铜芯聚乙烯绝缘综合护套市内通信电缆），以便更能符合新业务发展的需要。一些公司对现有的电缆高频特性作了测试，他们得到的结论是所研究的电缆（即现有的HYA市话电缆）不能达到5类电缆的技术要求，户外电缆要实现j类电缆的特性，必须通过特殊的设计和制造来达到。但在20MHz以下，所有电缆都显示出充分适宜的传输性能。
美国已在1997年制定了用于宽带的对绞通信电缆标准（ANSI/ICEAS-98-688-1997及S-99-689-1997），包括非填充和填充两种型式。传输频宽已扩展到100MHz，可供数字网络使用。IEC对此问题也进行过较长时间的讨论，2001年，IEC62255-1文件“用于高比特频率数字接入电信网络的多对数电缆”提出了0.4～个0.8mm线径、1～150对、最高频率30MHz等指标的建议，此建议的提出也许会为这种电缆开辟一个新的空间，我国也开始了这方面的探讨和研制，并正在建立相应的标准。
3.2超5类及6类电缆将替代5类电缆成为布线系统发展的超蛰
随着智能化大楼、智能化建筑小区对宽带布线的要求愈来愈高，超5类和6类电缆己逐渐成为布线系统中的主流。超5类电缆与5类电缆的频带都是100MHz，但其具有双向通信的能力，用户可以同时收发宽带信息。因此超5类电缆比5类电缆在电阻不平衡性、绝缘电阻、对地电容不平衡性、传输速度等指标上都有提高，并且增加了近端串音衰减功率和等电平远端串音功率等一些指标，因此在工艺和结构上要做一定的改进才能达到。6类电缆在超5类的基础上，又提高了传输频带，达到250MHz，其相应的指标也有较大的提高。同时，6类电缆要求不但有严格的工艺，而且不少厂商在结构上也有一定的改进和创新，如采用泡沫皮绝缘芯线或皮泡皮绝缘芯线、骨架式结构隔离线对等都改善了电缆的高频特性。
3.3物理发泡射频同轴电缆及漏泄同轴电缆将具有较好的发展前景
由于移动通信的高速发展，无线电基路用物理发泡射频同轴电缆，特别是超柔形结构的室内电缆、路由连结电缆都有了较大的市场需求。同时，随着移动通信信号覆盖面的不断扩大，基站站数的增多，以及边缘地区（电梯、地铁、地下建筑、高层建筑室内等用户）对移动信号的要求不断提高，预计这类电缆将会有较好的发展前景。但对电缆指标的要求（如驻波比、屏蔽衰耗等要求）已明显提高，要求电缆的工艺及结构应不断改进，以与之适应。
4光纤光缆及通信电缆技术与产业发展中几个值得思考的问题
4.1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。有资料统计，1997～1999年国内企业申请光通信专利的有132件，其中光纤38件，光缆只有19件，而同期外国公司在中国申请光通信专利达550件，其中光纤光缆37件。还有资料报道：从1997年以来，国内光通信核心技术专利是90件，我国自主申请的只有9件，仅占10％。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。
4.2开发具有先进技术水平、与使用环境、施工技术相配套的新产品
电信网络在不断发展的同时也对光缆电缆产品不断提出新的要求。不难发现，光缆的结构越来越依赖于使用的环境条件及施工的具体要求，在海底光缆、浅水光缆、ADSS及OPGW光缆的开发中，会对这一点有深刻的体会。而今后光缆建设的重点将会随着接入网、用户驻地网的建设不断展开，新一代的光缆结构和施工技术也会基于如微型光缆、吹入或漂浮安装及迷你型微管或小管系统的全套技术而有一系列新的变化，以便有限的敷设空间得到充分、灵活的利用。这当中也包含了若干光缆设计、制造工艺、光纤光缆材料、施工安装方面的新的技术课题。一些国家或公司已取得了一些经验，正逐渐形成新的系统技术专利。我国的用户众多，接入网和用户驻地网具有很多的特色，对接入光缆也会有更多的要求，为我们研究和创新接入网和用户驻地网光缆结构提供了很好的机会。应该说，多数光缆技术我们是跟在国外最新技术的后面，虽然紧跟了先进技术，但自我创新的成份太少。今后应当在这方面下些功夫，走自己的创新之路。在有中国特色的接入网及用户驻地网中多采用一些有中国特色的光电缆产品。
4.3利用已有设备与技术，改善HYA市话电缆的相应特性，为数字业务提供更好的服务
对于已经敷设的铜电缆，我们只能在现有条件下尽量利用其特性开通数字新业务。而现有的HYA电缆，虽然亦可开通ADSL等一些新业务，但是容量有限，当ADSL数量增大到一定限度后还是会出现干扰问题，而且还会影响以前开通的业务。因此，对新敷设的铜电缆，希望能提出一些新的宽带指标要求，为将来开通更多更好的新业务作好准备。现有的市话电缆生产厂商应深入研究自身的生产工艺，在不改变（或不大改变）生产设备的情况下，认真设计和精心制造，把现有电缆的技术水平提高一个档次，以提供更宽频带的电缆，为更多更好地开拓数字新业务提供高质量的通道。
4.4改进光缆电缆的施工和维护方法
目前，为了适应城市施工的特点，国际上较重视不挖沟的方式施工光、电缆，采用小地沟或微地沟技术安装光缆，同时对光缆网进行自动监测，保证光缆网络不中断通信维护。与此相适应的是需要开发相应的元器件、工具和设备，并且要在体制上作一些改进与之相适应。ITU对NH开发光缆用浸水传感器、光纤自动测试时的光纤选择器以及美国提出的1s告警、3min内定位的指标及意大利提出的光纤纤芯与光缆护套指标综合监测等方案都十分重视。在现代化的光网络中，这些方式已经起到明显的作用。由此可见，为了保证光缆网络工作的可靠性，在施工和维护中降低成本、节省劳力、节省时间，逐步推广新的施工方法，逐步完善光缆网络的自动监测维护系统和提高光缆网络的不中断维护水平已势在必行。
4.5冷静地审视当前电信市场的发展，促进光纤光缆和通信电缆产业的发展
2001年下半年以来，光纤光缆需求下降，这当然与世界电信行业的整体下滑以及宽带网络泡沫的破灭有很大关系，但更多的则是受到从1999年下半年起由于光纤紧缺而各大公司扩产过多的影响。据资料介绍，在2000年，全球光纤厂商的投资额达到26亿美元，为1999年的6倍，按推算到2002年全球光纤的产能将达到1.65～1.75亿光纤公里，远远超过了实际需求。加上当前电信基础建设的不景气，光纤过剩的现象不可避免。
光纤光缆及通信电缆的市场走势虽然受到国际经济大形势发展的影响，特别是与整个电信行业的发展有密切的关系，但应看到，在挤出了网络泡沫的水份之后，随着光纤网络从骨干网的扩建到接入网、城域网的扩散以及向用户驻地网的不断延伸，光纤光缆及宽带数字电缆的市场必将增长。据KMI预计，2003年世界光纤市场将开始有较大的增长，而到2004年的市场规模将超过敷设量最高的2000年。
应该看到，信息通信业是一个充满生机与活力的朝阳产业，网络经济有着强大的生命力，信息技术、网络技术的发展，仍然是推动社会进步的重要动力，信息网络化仍然是当今世界经济、社会发展的强大趋势。因此我们应树立信心，在全球经济好转、通信市场复苏及我国西部开发等有利条件下抓住机遇，促进光纤光缆和通信电缆技术与产业取得更大的进展。
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
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。
参考文献：
[1]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)
[2]何淑贞，王晓梅。光通信技术的新飞跃[J].网络电信，2004，(2)
[3]辛化梅，李忠。论光纤通信技术的现状及发展。山东师范大学学报，2003，4
[4]李超。浅谈光纤通信技术发展的现状与趋势。沿海企业与科技，2007，7
光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。光纤从提出理论到技术实现和今天的高速光纤通信也不过几十年的时间。从国外的发展历程我们可以看出，20世纪60年代中期，所研制的最好的光纤损耗在400分贝以上，1966年英国标准电信研究所高锟及Hockham从理论上预言光纤损耗可降至20分贝/千米以下，日本于1969年研制出第一根通信用光纤损耗为100分贝/千米，1970年康宁公司(Corning)采用“粉末法”先后获得了损耗低于20分贝／千米和4分贝/千米的低损耗石英光纤，1974年贝尔实验室(Bell)采用改进的化学汽相沉积法制出性能优于康宁公司的光纤产品。到1979年，掺锗石英光纤在1.55千米处的损耗已经降到0.2分贝/千米，这一数值已经十分接近由Rayleigh散射所决定的石英光纤理论损耗极限。
目前国内光纤光缆的生产能力过剩，供大于求。特种光纤如FTTH用光纤仍需进口，但总量不大，国内生产光纤光缆价格与国际市场没有差别，成本无法再降，已经是零利润，在国际市场没有太强竞争力，出口量很小。二十年来的光技术的两个主要发展，WDM和PON，这两个已经相对比较成熟。多业务传输发展平台两个方面，一方面是更有效承载以太网业务、数据业务，另一方面是向业务方面发展。AS0N的现状是目前的系统只是在设备中，或是在网络中实现了一些功能，但是一些核心作用还没有达到。
二、光纤通信技术的趋势及展望
目前在光通信领域有几个发展热点即超高速传输系统、超大容量WDM系统、光传送联网技术、新一代的光纤、IPoverOptical以及光接入网技术。
（一）向超高速系统的发展
目前10Gbps系统已开始大批量装备网络，主要在北美，在欧洲、日本和澳大利亚也已开始大量应用。但是，10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感，而已经铺设的光缆并不一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求，需要实际测试，验证合格后才能安装开通。它的比较现实的出路是转向光的复用方式。光复用方式有很多种，但目前只有波分复用(WDM)方式进入了大规模商用阶段，而其它方式尚处于试验研究阶段。
（二）向超大容量WDM系统的演进
采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽，然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用率低于1％，还有99％的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一级光纤上传送，则可大大增加光纤的信息传输容量，这就是波分复用(WDM)的基本思路。基于WDM应用的巨大好处及近几年来技术上的重大突破和市场的驱动，波分复用系统发展十分迅速。目前全球实际铺设的WDM系统已超过3000个，而实用化系统的最大容量已达320Gbps(2×16×10Gbps)，美国朗讯公司已宣布将推出80个波长的WDM系统，其总容量可达200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。实验室的最高水平则已达到2.6Tbps(13×20Gbps)。预计不久的将来，实用化系统的容量即可达到1Tbps的水平。
（三）实现光联网
上述实用化的波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量，但基本上是以点到点通信为基础的系统，其灵活性和可靠性还不够理想。如果在光路上也能实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能的话，无疑将增加新一层的威力。根据这一基本思路，光光联网既可以实现超大容量光网络和网络扩展性、重构性、透明性，又允许网络的节点数和业务量的不断增长、互连任何系统和不同制式的信号。
由于光联网具有潜在的巨大优势，美欧日等发达国家投入了大量的人力、物力和财力进行预研，特别是美国国防部预研局(DARPA)资助了一系列光联网项目。光联网已� 建设一个最大透明的、高度灵活的和超大容量的国家骨干光网络，不仅可以为未来的国家信息基础设施(NJJ)奠定一个坚实的物理基础，而且也对我国下一世纪的信息产业和国民经济的腾飞以及国家的安全有极其重要的战略意义。
（四）开发新代的光纤
传统的G.652单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势，开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。目前，为了适应干线网和城域网的不同发展需要，已出现了两种不同的新型光纤，即非零色散光(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤)。其中，全波光纤将是以后开发的重点，也是现在研究的热点。从长远来看，BPON技术无可争议地将是未来宽带接入技术的发展方向，但从当前技术发展、成本及应用需求的实际状况看，它距离实现广泛应用于电信接入网络这一最终目标还会有一个较长的发展过程。
（五）IPoverSDH与IpoverOptical
以lP业务为主的数据业务是当前世界信息业发展的主要推动力，因而能否有效地支持JP业务已成为新技术能否有长远技术寿命的标志。目前，ATM和SDH均能支持lP，分别称为IPoverATM和IPoverSDH两者各有千秋。但从长远看，当IP业务量逐渐增加，需要高于2．4吉位每秒的链路容量时，则有可能最终会省掉中间的SDH层，IP直接在光路上跑，形成十分简单统一的IP网结构(IPoverOptical)。三种IP传送技术都将在电信网发展的不同时期和网络的不同部分发挥自己应有的历史作用。但从面向未来的视角看。IPoverOptical将是最具长远生命力的技术。特别是随着IP业务逐渐成为网络的主导业务后，这种对JP业务最理想的传送技术将
（六）解决全网瓶颈的手段一光接入网
近几年，网络的核心部分发生了翻天覆地的变化，无论是交换，还是传输都己更新了好几代。不久，网络的这一部分将成为全数字化的、软件主宰和控制的、高度集成和智能化的网络，而另一方面，现存的接入网仍然是被双绞线铜线主宰的(90％以上)、原始落后的模拟系统。两者在技术上存在巨大的反差，制约全网的进一步发展。为了能从根本上彻底解决这一问题，必须大力发展光接入网技术。因为光接入网有以下几个优点：（1）减少维护管理费用和故障率；（2）配合本地网络结构的调整，减少节点，扩大覆盖；（3）充分利用光纤化所带来的一系列好处；（4）建设透明光网络，迎接多媒体时代。
参考文献：
[1]赵兴富，现代光纤通信技术的发展与趋势。电力系统通信[J].2005(11):27-28.
[2]韦乐平，光纤通信技术的发展与展望。电信技术[J].2006(11):13-17.
（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：
[1]辛化梅、李忠，论光纤通信技术的现状及发展[J].山东师范大学学报（自然科学版），2003，（04）
[2]毛谦，我国光纤通信技术发展的现状和前景[J].电信科学，2006,(8).
[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.
[论文关键词]光纤通信核心网接入网光孤子通信全光网络
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。
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。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
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。
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
西部大开发是国家的重大策略，国家制定了有利的政策，政府对发展通信等行业也给予了大力的支持。西部是一个地域复杂、分布较宽、通信相对落后的地区。经济大发展中，通信要先行，需要一些与之相适应的光纤光缆及通信电缆的先进产品来配合发展的需求。因此，符合条件的产品将会在这里找到很好的市场，光纤光缆和通信电缆的各种技术、产品及成果都会在西部开发中得到发挥。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
西部大开发是国家的重大策略，国家制定了有利的政策，政府对发展通信等行业也给予了大力的支持。西部是一个地域复杂、分布较宽、通信相对落后的地区。经济大发展中，通信要先行，需要一些与之相适应的光纤光缆及通信电缆的先进产品来配合发展的需求。因此，符合条件的产品将会在这里找到很好的市场，光纤光缆和通信电缆的各种技术、产品及成果都会在西部开发中得到发挥。
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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[4]黄震，等。光纤通信教学实践与总结[J].教学研究，2011（5）：58-59.
为了适应网络发展和传输流量提高的需求，传输系统供应商都在技术开发上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纤上进行了55x20Gbit/s传输的研究，实现了1.1Tbit/s的传输。NEC公司进行了132x20Gbit/s、120km传输的研究，实现了2.64Thit/s的传输。NTT公司实现了3Thit/s的传输。目前，以日本为代表的发达国家，在光纤传输方面实现了10.96Thit/s(274xGbit/s)的实验系统，对超长距离的传输已达到4000km无电中继的技术水平。在光网络方面，光网技术合作计划(ONTC)、多波长光网络(MONET)、泛欧光子传送重叠网(PHOTON)、泛欧光网络(OPEN)、光通信网管理(MOON)、光城域通信网(MTON)、波长捷变光传送和接入网(WOTAN)等一系列研究项目的相继启动、实施与完成，为下一代宽带信息网络，尤其为承载未来IP业务的下一代光通信网络奠定了良好的基础。
(一)复用技术
光传输系统中，要提高光纤带宽的利用率，必须依靠多信道系统。常用的复用方式有：时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、频分复用(FDM)、空分复用(SDM)和码分复用(CDM)。目前的光通信领域中，WDM技术比较成熟，它能几十倍上百倍地提高传输容量。
(二)宽带放大器技术
掺饵光纤放大器(EDFA)是WDM技术实用化的关键，它具有对偏振不敏感、无串扰、噪声接近量子噪声极限等优点。但是普通的EDFA放大带宽较窄，约有35nm(1530～1565nm)，这就限制了能容纳的波长信道数。进一步提高传输容量、增大光放大器带宽的方法有：(1)掺饵氟化物光纤放大器(EDFFA)，它可实现75nm的放大带宽；(2)碲化物光纤放大器，它可实现76nm的放大带宽；(3)控制掺饵光纤放大器与普通的EDFA组合起来，可放大带宽约80nm；(4)拉曼光纤放大器(RFA)，它可在任何波长处提供增益，将拉曼放大器与EDFA结合起来，可放大带宽大于100nm。
(三)色散补偿技术
对高速信道来说，在1550nm波段约18ps(mmokm)的色散将导致脉冲展宽而引起误码，限制高速信号长距离传输。对采用常规光纤的10Gbit/s系统来说，色散限制仅仅为50km。因此，长距离传输中必须采用色散补偿技术。
(四)孤子WDM传输技术
超大容量传输系统中，色散是限制传输距离和容量的一个主要因素。在高速光纤通信系统中，使用孤子传输技术的好处是可以利用光纤本身的非线性来平衡光纤的色散，因而可以显著增加无中继传输距离。孤子还有抗干扰能力强、能抑制极化模色散等优点。色散管理和孤子技术的结合，凸出了以往孤子只在长距离传输上具有的优势，继而向高速、宽带、长距离方向发展。
(五)光纤接入技术
随着通信业务量的增加，业务种类更加丰富。人们不仅需要语音业务，而且高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已得到用户青睐。这些业务不仅要有宽带的主干传输网络，用户接人部分更是关键。传统的接入方式已经满足不了需求，只有带宽能力强的光纤接人才能将瓶颈打开，核心网和城域网的容量潜力才能真正发挥出来。光纤接入中极有优势的PON技术早就出现了，它可与多种技术相结合，例如ATM、SDH、以太网等，分别产生APON、GPON和EPON。由于ATM技术受到IP技术的挑战等问题，APON发展基本上停滞不前，甚至走下坡路。但有报道指出由于ATM交换在美国广泛应用，APON将用于实现FITH方案。GPON对电路交换性的业务支持最有优势，又可充分利用现有的SDH，但是技术比较复杂，成本偏高。EPON继承了以太网的优势，成本相对较低，但对TDM类业务的支持难度相对较大。所谓EPON就是把全部数据装在以太网帧内传送的网络技术。现今95％的局域网都使用以太网，所以选择以太网技术应用于对IP数据最佳的接入网是很合乎逻辑的，并且原有的以太网只限于局域网，而且MAC技术是点对点的连接，在和光传输技术相结合后的EPON不再只限于局域网，还可扩展到城域网，甚至广域网，EPON众多的MAC技术是点对多点的连接。另外光纤到户也采用EPON技术。
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、超长距离一直都是人们追求的目标，光纤到户和全光网络也是人们追求的梦想。
(一)光纤到户
现在移动通信发展速度惊人，因其带宽有限，终端体积不可能太大，显示屏幕受限等因素，人们依然追求陸能相对占优的固定终端，希望实现光纤到户。光纤到户的魅力在于它有极大的带宽，它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。随着技术的更新换代，光纤到户的成本大大降低，不久可降到与DSL和HFC网相当，这使FITH的实用化成为可能。据报道，1997年日本NTT公司就开始发展FTTH，2000年后由于成本降低而使用户数量大增。美国在2002年前后的12个月中，FTTH的安装数量增加了200％以上。在我国，光纤到户也是势在必行，光纤到户的实验网已在武汉、成都等市开展，预计2012年前后，我国从沿海到内地将兴起光纤到户建设高潮。可以说光纤到户是光纤通信的一个亮点，伴随着相应技术的成熟与实用化，成本降低到能承受的水平时，FTTH的大趋势是不可阻挡的。
(二)全光网络
传统的光网络实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍用电器件，限制了目前通信网干线总容量的提高，因此真正的全光网络成为非常重要的课题。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。全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性，并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率，网络结构简单，组网非常灵活，可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。当然全光网络的发展并不可能独立于众多通信技术，它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。目前全光网络的发展仍处于初期阶段，但已显示出良好的发展前景。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。在国内各研发机构、科研院所、大学的科研人员的共同努力下，我国已研制开发了一些具有自主知识产权的光通信高技术产品，取得了一批重要的研究与应用成果。这些研究工作和突出成果为O-TIME(光时代)计划的实施奠定了坚实的基础，有望在“十一五”期间取得更多的成果，为我国的信息基础设施建设做出贡献。[论文关键词]光纤通信技术；趋势；光纤到户；全光网络
[关键词]光纤通信核心网接入网光孤子通信全光网络
近年来，光纤通信技术得到了长足的发展，新技术不断涌现，这大幅提高了通信能力，并使光纤通信的应用范围不断扩大。
一、我国光纤光缆发展的现状
1.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。
2.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。
3.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。
4.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。并且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。结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。
5.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。
1.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。
2.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。
3.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：
辛化梅，李忠。论光纤通信技术的现状及发展[J].山东师范大学学报(自然科学版)，2003，(04).
论文摘要：光纤通信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。本文探讨了光纤通信技术的主要特征及应用。
1.光纤通信技术
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
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。
参考文献：
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[2]何淑贞，王晓梅。光通信技术的新飞跃[J].网络电信，2004,(2)
关键词 光纤；发展趋势；通信技术；对策；应用
中图分类号TN914 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)30-0246-02
光纤通信最大的技术优点是信息容量大，且光纤的损耗低、传输距离长；光纤通信不易被电磁干扰，对信息的保密性能好；可以有效节约有色金属；光缆尺寸小，便于安装和运输。在这几十年的发展历程中，光纤通信已�
1 光纤通信的特点
1.1 频带极宽，通信容量大
在光纤技术中，光纤可以容纳50 000GHz传输带宽，光纤通信系统的容许频带(带宽)是由光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性决定的。例如：单波长光纤通信系统一般是使用密集波分复用等一些复杂的技术，以便解决通信设备的电子瓶颈效应的问题，保证光纤宽带可以发挥更积极的作用，从而增加光纤的信息传输量。目前，单波长光纤通信系统的传输率已经得到了2.5Gbps到10Gbps。
1.2 抗电磁干扰能力强
光纤的制作材料主要是石英，其绝缘性好，抗腐蚀能力强。因此，光纤有较强的抗电磁干扰能力，且不受雷电、电离层的变化和太阳黑子活动等电磁影响，也不会被人为释放的电磁所干扰，这就是石英这种通信材料的最大优势。除以上有点之外，光纤体积小、质量轻，不仅可以节省空间，还便于安装；光纤的制作材料资源丰富，成本低；光纤的温度稳定性好，使用寿命长。由于光纤通信的优点很多，使其使用范围也不断扩宽。
2 光纤通信技术的应用
自上世纪90年代以来，我国光通信技术已经得到了很大的发展，特别是广播电视网、电力通信网、电信干线传输网等方面更是发展迅速，促使光纤生产量不断增加。现代信息网络通信系统不断扩展和增加，导致网络的管理和维护，以及设备的故障判定和排除就显得更加困难和繁杂。此时，我们采用SDH+光纤或ATM+光纤组成宽带数字传输系统，这种传输系统可以保证环网传输的稳定性，链路传输系统或者组成各种形式的复合网络，也能满足各种信息传输的需要。针对电视节目的传输，我们同事是采用的宽带传输系统进行传输，将主站到地方站的所有数字信息设置成广播的方式，让同样的电视节目可以在不同的地方下载，也能利用网络管理平台的控制，以便不同的站点可以下载不同的节目。目前，有线电视已经在全国普及，在有线电视的网络支持下，宽带多媒体传输网络就更容易实现了，因此，在这种情况下，我们不应完全废除现有的有线电视网，而是科学的利用它，满足人们的需要，将光纤通信技术融入到千万家，方便人们的生活。
3 现代通信系统的光纤技术
3.1 单纤双向传输技术
单纤双向传输技术是针对双纤双向传输而言的，双纤传输时，其信号可以在两根不同的光纤中传输，而单纤传输时，信号在调频过后可在不同的波段后，在同一根光纤里传输。现代光纤的传输容量不断增大，从理论上说，光纤传输的容量是无限的，只是受到设备等各种因素的影响，传输容量大大降低，远不及预期的效果。目前，光纤通信传送网都是通过双纤双向传输的，如果利用单纤双向传输技术就能有效的节省一半的光纤资源，而对于现代庞大的光纤网络传输系统中，可节省的光纤资源数量也是十分庞大的。
研发出成熟的单纤双向传输技术对网络通信的发展有十分积极的意义。单纤双向传输技术已经得到了广泛的使用，但主要用在光纤末端接入设备：PON无源光网络、单纤光收发器等设备，骨干传送网上还没有使用到这种技术。可见，这也是光纤通信技术的未来发展方向。
3.2 光纤到户(FTTH)接入技术
高速数据通信和高质量视频通信等媒体业务的发展和拓展，对现代宽带综合业务网的研究起到了积极的推动作用。而今，核心网 虽然ADSL技术为现代通信业务提供了良好的基础，但对于未来将要发展的通信业务，如：网上教育，网上办公，会议电视，网上游戏等双向业务和HDTV高清数字电视，尤其是HDTV,现阶段的传输率仅为19.2Mbps,用H.264压缩技术可以压缩到5 Mbps~6Mbps。
在实践中，QOS有所保证的ADSL的最高传输速率是2Mbps,但仍然难以传输HDTV高清数字电视。而使用铜线接入的ADSL的方式已经无法再满足数据高速传输的需求，采用光纤接入技术已成为必然趋势，是未来通信技术的发展趋势。
4 光纤通信系统中的新技术探究
4.1 光网络的智能化
光网络智能化是通信技术的重要发展方向，光通信技术已有40年的发展历史，主要是以传输为主线的。但随着计算机技术的发展，加上计算机技术与通信技术的结合，网络技术得到了更高层次的进步，现代光网络中还加入了自动发现能力、连接控制技术和更完善的保护恢复功能，促使光网络的智能化发展，其中，ASON就是典型的例子。
4.2 全光网络
未来的通信网络是属于全光网络的世界，全光网是光纤通信技术发展的最高层次，也是光纤技术的最理想发展阶段。传统的光网络可以实现节点间的全光化，但在网络结点处仍采用电器件，限制了光纤通信容量的进一步提高，因此，真正的全光网已�
4.3 光器件的集成化
光电子器件的发展趋势是实现其集成化。想要实现全光通信网络，器件的集成是重点，也是核心，光子集成芯片的制造需要将将激光器、检测器、调制器和其他器件都集成到芯片中，这些集成需要在不同材料多个薄膜介质层上不停的沉积，主要材料有砷化铟镓、磷化铟等。虽然这是一种复杂的技术，但随着互联网多媒体技术的发展，传统的1M-6M的互联网接入带宽变得不足，因此，只通过增加设备来提高速度扩大带宽已经不现实了，可见，光器件的集成是必须的，也是保证光纤通信技术发展的核心内容。
5 结论
光纤通信技术的发展可以促进城市信息化的形成，而社会的信息化又进一步加速了光纤通信技术的发展，大容量、高速率是社会信息化的两个重要特征，新型光通信技术也正是为了解决现代光纤技术中的问题而诞生的，这必将使得光纤通信技术取的更大的发展。
参考文献
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1.1光纤保护的分类和主要内容光纤通信运用在电力系统继电保护中主要分为以下两类。第一，光纤保护主要就是为传送电气物理量信息的一种光纤纵联差动保护装置。第二，主要用来传送故障元件的信息的一种纵联方向保护与纵联距离保护装置。线路的纵联距离保护装置主要传送的是线路故障方向和地址码，且都是逻辑信号，内容较为单一。而纵差保护装置则是传送三相电流相量、地址码以及通信时标。
1.2继电保护对于光纤通道延迟的要求对于电力系统的继电保护来说，相关的标准对于继电保护动作发生的具体时间有一定的要求。继电保护的“四性”给出了各种保护方案中传递信息的最大允许时间，其中纵联保护对故障发生时的位置判断只与电气信号的值有关，时间长短与光纤通道的延迟无关。但在对故障发生地点的判断上是基于本侧的电气信息进行分析的，当得出故障发生在本侧时还要分析故障的方向。其次，纵联保护是根据相关的信息来分析故障发生在对侧的方向，只有保障两条分析都在同一方向时，才能确定故障发生的区域。由此可见，电力系统的继电保护时间就纵联保护来说是有叠加现象的。而就纵差保护来说，光纤延迟对继电保护的相应时间也分为两个因素。一方面，在继电保护系统对电气信息进行分析和计算的过程中，当发现电流并不等于两侧电流的总和时，实际上接收到的是对边电流与同一时刻本侧电流的和。另一方面，在本侧发生保护动作前，不仅需要本侧的差动数据满足，更需要对侧的数据保障，以避免突然断线引起的错误动作，从而影响电力系统运行。
1.3专用光纤通信方式对于电力系统来说，利用光纤通信需要为继电保护装置敷设专用的光纤通道，并且在此通道中只允许传输继电保护信息。因光的收、发接口工作距离限制和敷设的光缆成本的限制，用于继电保护装置的通信距离通常在100km以内。专用通道由光缆中断箱直接接入继电保护设备的光收发口，省去了复杂的中间环节，不需要其他的专业设备，就能实现简单、可靠的信息传输，管理起来也比较方便，因此被逐渐运用到了电力系统继电保护系统中。
2光纤通信通道异常对机电保护的影响
2.1线路交互错位影响在实际的电力系统运行过程中，如果出现光纤线路非致命性的故障时，线路自身拥有功能能够进行自动检查与修复，这也就是常说的可自愈网络。通过线路交互错位的方式，当系统的主线路出现了故障需要进行及时检修时，系统将会自动把负荷调整到备用的线路上，再通过备用的线路将数据传输到调度中心，等到主线路的故障得到修复并调整至原来的状态后即可恢复。
2.2M线路时限参数选择影响在电力系统运行的过程中，输送线路或者相应中断的异常运行很可能给SDH输送网络造成影响。通常，这种影响主要表现在线路交互错位、线路错误率变高两个层面，而如果不及时针对存在的异常进行处理，很有可能导致整个线路无法正常运行。由上述可知，SDH输送网络相较于传统的相比拥有无法超越的优势，但在实际的运用过程中，不能完全按照该种网络系统中的PDH分支线路输出信号来调整时限。因分支线路中一旦出现VC信号极易导致输出信号过大波动而难以精准对故障进行定位，其实，进行时限调整的目的就是为了将即时网络时间信息与数据信息统一传送至分支线路中。具体可参考图1所示。就我国目前的形式来看，继电保护装置就是为了实现线路进出信息的一致性，一般通过在PHD分支线路上附上实现控制设备来实现。对于这种情况，线路出口与入口上起到保护作用的PCM需要保持一致的高度，否则将会影响到保护装置的正常使用。为了保证线路保护时限的一致性，通过更改时间记录、校正记录信息以及更正系统时间等方式来进行操作，保证线路两端的响应一直。更改事件记录的方式需要通过限流信息时差和线路两端时间记录时差的对比，并根据对比的结果进行分析，以修正辅助装置的操作时间。
2.3误码产生的影响相较于电力线路或者微波通道来说，光纤通信通道不仅传输的质量高、误码率低，且频带宽、传输信息的容量较大、抗电磁干扰能力强。事实上，光纤通信通道技术也会因长时间持续工作或者其他原因影响下，有一定的误码情况。包括各种噪声源的印象、色散引起的码间干扰、定位抖动产生的误码以及复用器、较差连接设备等设备都有可能引起误码。而具体来说，通道对于保护判据产生的影响有三个方面。第一，误码会导致报文内容或CRC校验值的某一个值发生错误，最终导致报文不能通过校验。第二，误码可能使得报文头或尾部的某一个值发生错误，对报文的完整性进行破坏，导致通信控制芯片出现“报文出错”现象。此外，一般来说报文的比特位数应是8的整数倍，如果出现通道滑码，可能导致比特位数的增加或者丢失，从而导致通信控制芯片出现“非完整报文”的现象。在电力系统的纵差保护中，一旦检测出非完整报文等问题，则必须重新对通道时延进行检测，以保证两侧装置采集的数据实现同步。一方面对于单个的随机误码而言，因其可能影响报文的完整性，从而使得线路的纵差保护没有发生变化，也需要重新启动新的同步过程。另一方面，线路的纵联距离与方向保护则需要交换数据，这种数据只需要允许信号而不会有通道时延一致上的要求，且不必要同步两侧装置的采样时刻。误码可能对当前的通信报文正确性产生了一定的影响，但也不会影响后续通信报文的使用。
3结论