光通信、红外光、紫外光路带宽的方法有哪些？

光通信在当今社会得到广泛应用。 今天给大家带来的内容将帮助您快速了解光通信。 喜欢的朋友可以收藏转发！

光通信是一种利用光波作为载波的通信方式。

提高光路带宽有两种方法：一是提高光纤的单路传输速率；二是提高光纤的单路传输速率。 另一种是增加单根光纤中传输的波长数量，即波分复用技术（WDM）。

根据光源特性可分为激光通信和非激光通信； 按传输介质可分为大气激光通信和光纤通信； 按传输频段可分为可见光通信、红外光通信和紫外光通信。

光是电磁波的一种，其波长通常在1×103～5×10-3微米范围内。 光的频率高，光通信的频率带宽大，通信容量大，抗电磁干扰的能力强。 激光通信利用激光来传输信息，激光是一种高度方向性的相干光； 非激光通信利用普通光源（非激光）来传输信息，例如照明通信。

大气激光通信不需要敷设线路，易于机动，但易受气候和外界影响。 适用于地面短距离通信和通过卫星反射进行全球通信。 采用激光器作为光源的光纤通信不受外界干扰，保密性好，应用范围广泛。 适用于陆地和跨洋的长距离、大容量集群数字通信。 采用发光管作为光源的光纤通信属于非激光通信，适用于短距离、中小容量的模拟或数字通信。

可见光通信利用可见光（波长0.76～0.39微米）来传输信息。 早期的可见光通信采用普通光源，如火光通信、灯光通信、信号弹等。由于普通光源发射角度大，通信距离短，只能作为线路内的辅助通信。视线。

现代可见光通信包括氦氖激光（红色）通信和蓝绿激光通信。 红外光通信利用红外线（波长1000～0.76微米）来传输信息。 紫外通信利用紫外光（波长0.39～5×10-3微米）来传输信息。 一般来说，红外光通信和紫外光通信都属于非激光通信。 用于此类通信的设备结构简单、体积小、重量轻、价格低廉，但在大气信道中传输时易受气候影响，因此适用于沿海岛屿之间的辅助通信。 红外光通信还可用于短距离遥控、机内广播以及航天飞机中宇航员之间的通信。 随着科学技术的发展，非激光通信已部分被激光通信取代。 使用信标和灯光传输信息的方法是简单的可见光通信。

1880年，美国人AG贝尔发明了光电话。 第二次世界大战期间，光纤电话被用于军队。 该光源为非相干光源，其在大气中的传输受气候影响较大。 可靠性差、通信距离短、通信质量差，限制了其发展和应用。 1960年，激光器的出现解决了光通信的光源问题。 由于光在大气通道中传输的缺点，人们转向了光传输线的研究，探索了各种空心波导和透镜线，同时也开始了光纤的研究。

1966年，中国科学家高锟预测光纤损耗可降至20dB/km以下。 1970年，美国康宁玻璃公司生产出损耗为20dB/km的光纤，使光通信进入了以光纤为传输介质的新阶段。 随着半导体激光器寿命的不断延长和光纤损耗的不断降低，各种类型的光纤通信系统已投入使用。 光纤通信将向长波长、单模、超低损耗、密集波分复用、超大容量、相干外差探测、光集成和无光电转换的全光通信方向发展。

继国外20世纪70年代在低损耗光纤方面取得突破后，我国于1974年开始低损耗光纤和光通信研究，并于20世纪70年代中期研制出可在室温下连续发光的低损耗光纤和半导体激光器。 20 世纪 70 年代。

1979年，北京和上海分别建成了本地光缆通信测试系统，仅比世界上首次现场测试晚了两年多。 这些成果为我国光通信研究开了一个好头，使我国成为当时为数不多的拥有光缆通信系统实验场的国家之一。 到20世纪80年代末，我国光纤通信关键技术已达到国际先进水平。

自1991年起，我国不再建设长途有线通信系统，大力发展光纤通信。 “八五”期间，建成了包含22条光缆干线、总长3.3万公里的“八横八纵”大容量光纤通信干线传输网络。

1999年1月，我国第一条传输速率最高的国家一级干线——8×2.5Gb/s密集波分复用（DWDM）系统建成，扩大了一对一的通信容量光纤。 8次。

我国高度重视光通信器件的研发。 通过国家技术发展计划安排专题，组织技术攻关，跟踪国际先进技术的实施，极大地促进了光通信器件的研发和产业化。 随着光器件产业逐步向中国转移，光通信产业基础设施建设进一步加快，中国已成为全球光电子器件的重要生产和销售基地。

光通信器件是构建光通信系统和网络的基础。 高速光传输设备、长距离光传输设备和智能光网络的发展、升级和推广，都依赖于光通信器件的技术进步和产品升级的支撑。 因此，通信技术的更新和升级将推动光通信器件的不断发展和进步。

2010年，中国制造的设备占全球市场份额超过25%； 我国光器件在全球市场的份额也从2008年的17%增长到2010年的26​​%左右，市场规模达到93亿元。 ，同比增速高达30%。

光电器件行业生产企业数量较多。 全球有超过250家生产光电器件的制造商。 整个行业仍然是一个完全竞争的市场。 随着中小企业的退出和行业收购兼并的进展，行业市场集中度呈上升趋势，行业竞争强度有所放缓。 国内企业不仅要面对国内本土企业的竞争，还要承受来自国外企业的竞争压力。 整体竞争还是比较激烈的。

随着宽带中国战略的推进，国内三大电信运营商加快光网络城市建设步伐，我国光通信产业呈现快速增长。

光纤光缆方面，2012年我国光纤市场需求快速增长，得益于三网融合和宽带政策对光纤的大量需求，带动光纤基本面好转行业。 行业整体供需弱平衡，总体偏紧，这为光纤价格提供了有力支撑，为行业盈利能力的提升提供了基本保障。 同时，行业内主要厂商在2012年都实现了光纤预制棒的规模化自产，使得这部分光纤企业的盈利能力大幅提升。

光网络系统设备方面，三网融合形势下的FTTH、NGB和双向改造热潮将在未来很长一段时间内释放大量的光通信设备需求。 三网融合将刺激广电、电信运营商对光纤网络建设的投资。 国内市场对PON设备和ODN的需求将会增加，PTN和OTN网络的升级也将带动相应设备的需求增加。

在光器件和光模块方面，随着市场持续升温，光器件行业投资不断扩大，国内涌现出一大批光器件企业。 国家加大对光通信行业的支持力度，企业投入研发的比例提高，这无疑有利于行业的长期发展。 在三网融合的前提下，光器件的投资成本比重持续上升。 业内分析人士预测，未来随着光电器件集成度和智能化程度的进一步提高，光电器件占光传输设备成本的比重将达到30%以上。

《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》涉及战略性新兴产业7个行业、24个重点发展方向125个子方向，共计3100多个细分产品和服务。 细分产品和服务包括下一代信息技术产业相关的950种产品和服务，其中包括下一代信息网络产业中的光通信设备。

光通信设备，包括光纤、用于FTTx的G.657光纤、用于宽带长距离高速大容量光纤传输的G.656光纤、光子晶体光纤、稀土掺杂光纤（包括掺镱光纤、掺铒光纤、掺铥光纤等）、激光能量传输光纤，以及具有一些特殊性能的新型光纤，包括塑料光纤、聚合物光纤等。

光纤接入设备、无源光网络（PON）、光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）、波分复用器等。

光传输设备、超大容量（1.6Tb/s及以上）线路速率/s、/s的密集波分复用（DWDM）设备、可重构光差分复用设备（ROADM）及波分复用系统光交叉连接（OXC）设备、大容量高速OTN光传送网络设备、分组化增强型OTN设备、PTN分组传送网络设备、MSTP/MSAP多业务传送接入设备、高速光设备（源端和端端）被动的）。

最基本的光纤通信系统由数据源、光发射机、光通道和光接收机组成。 数据源包括所有信号源，是对语音、图像、数据等业务进行信源编码得到的信号； 光发射机和调制器负责将信号转换成适合在光纤上传输的光信号。 已使用的光波窗包括0.85μm、1.31μm和1.55μm。 光通道包括最基本的光纤，还有中继放大器EDFA等； 光接收器接收光信号，从中提取信息，然后将其转换为电信号，最终获得相应的语音、图像、数据等信息。 。

人类的想象力和创造力是无穷无尽的。 当人们通过艰苦的探索掌握了光纤通信的秘密，并用一束束玻璃丝将地球牢牢包裹起来后，人们把目光投向了地球之外。 宇宙的，这就是宇宙激光通讯。

由于太空中没有大气层和灰尘，激光在太空中传输时的衰减比在大气层中小得多。 因此，激光在空间通信中的应用既优越又经济。 这引起了各国的广泛关注，大批科学家投入到这项研究中。 现场。

当我们冷静回顾光通信的发展历史时，不难发现，人们曾经使用过的光通信传输介质包括大气、水、液体光纤导管、玻璃纤维、光缆，甚至还尝试利用外太空; 光通信的波长范围从红外线、可见光到高频射线。 人类孜孜不倦的尝试和丰富的想象力启发我们：我们总能找到比以前更好的传输介质！ 我们还可以充分利用广阔的电磁波频谱！

应该认识到，人类的发明创造通常是基于对以往认识的改造和创新。 虽然目前光纤在光通信传输领域占据主导地位，但这并不意味着采用其他方式。 消除了，只要我们展开想象的翅膀，我们仍然可以找到更好的传输介质。 当然，我们也可以考虑对以前尝试过的传输介质进行新的处理，以获得比光纤更好的传输性能。 比如人类正在探索的宇宙光通信，不也同样闪耀着BELL光手机的灵感之光吗？

光纤定律 摩尔定律

早在1964年，英特尔创始人戈登·摩尔（Moore）就在一篇简短的论文中断言：每18个月，集成电路的性能将翻一番，而其价格将下降一半。 这就是著名的摩尔定律。

因此，微处理器的速度每 18 个月就会翻一番。 这意味着每 5 年速度就会快 10 倍，每 10 年速度就会快 100 倍。 相同价格的微处理器将变得越来越快，相同速度的微处理器将变得越来越便宜。

可以想象，未来世界各地的人们不仅可以通过自己的电脑访问互联网，还可以通过电视、手机、电子书和电子钱包访问互联网。 作为迄今为止半导体发展史上影响最深远的定律，摩尔定律得到了近40年集成电路发展历史的准确验证。

吉尔德定律

George Gilder曾预测，未来25年，骨干网的带宽每6个月就会翻一番。 其增长速度超过摩尔定律预测的CPU增长速度的3倍。 几乎所有知名电信公司都在兴高采烈地铺设电缆。 当带宽变得足够充裕时，访问互联网的成本也会下降。 在美国，许多ISP已经向用户提供免费的互联网服务。

梅特卡夫定律

以太网的发明者鲍勃·梅特卡夫告诉我们：网络的价值与网络用户数量的平方成正比。 如果机器连接到网络中，网络上的每个人都可以看到其他人的内容。 每100个人可以看到100个人的内容，所以效率是10000。 一万人的效率是。

联合国“1999世界电信论坛大会”副主席约翰·罗斯10日在论坛开幕致辞中提出了“新摩尔定律”——光纤法。 互联网带宽每9个月容量就会增加一倍，但成本却降低一半，比每18个月更换一次芯片的速度还要快。

摩尔定律用于描述半导体技术的快速变化。 平均每18个月，芯片的容量就会增加一倍，但成本会降低一半； “光纤定律”用于描述网络技术。

传输网络的最终目标是建设全光网络，在接入网、城域网、骨干网中彻底实现“光纤传输代替铜线传输”。

骨干网是网络中对速度、距离和容量要求最高的部分。 将ASON技术应用于骨干网是实现光网络智能化的重要一步。 其基本思想是在过去的光传输网络上引入智能控制平面，从而实现资源的按需分配。 DWDM还将在骨干网中发挥作用，未来可能完全取代SDH。

城域网将成为运营商提供带宽和服务的瓶颈。 同时，城域网也将成为最大的市场机会。 基于SDH的MSTP技术成熟，兼容性好。 特别是采用RPR、GFP、LCAS、MPLS等新标准后，可以灵活有效地支持各种数据业务。

对于接入网络来说，FTTH（光纤到户）是理想的长期解决方案。 FTTx的演进路线将是光纤逐渐贴近用户的过程，即从FTTN（光纤到社区）到FTTC（光纤到路边）、FTTB（光纤到公寓），最后到FTTP （光纤到户）。 当然，这将是一个漫长的过渡期，在此期间光纤接入将与ADSL/ADSL2+共存。

基于上述全光网络架构有很多核心技术，将引导光通信未来的发展。 下面重点介绍ASON、FTTH、DWM、RPR这四种最重要的技术。

一个儿子

无论国内的研发进展、商用试验，还是国外的发展经验，国内运营商将ASON技术大规模引入传输网络将是必然趋势。 ASON（智能光网络）是一种光传送网络技术。 产品和市场情况表明ASON技术已经达到可以商用的成熟水平。 随着3G和NGN的大规模部署，业务需求将进一步推动传送网技术的发展。 预计2007年ASON将得到更广泛的商用。

2006年，主要设备提供商华为、中兴、烽火等都推出了商用的ASON产品。 中国电信、中国网通、中国移动、中国联通、中国铁通先后开展了ASON应用测试和小规模商用。

ASON在国外的成功商用经验表明，ASON将在骨干传送网中发挥不可替代的作用。 例如，AT&T的140个节点覆盖了美国的骨干传输网络； BT已建成21CN网络，建成40个ASON节点； AT&T的131个节点覆盖了英国的ASON骨干传输网等。

然而，ASON在路由、自动发现、ENNI接口等方面的标准化工作尚未完成，这已成为制约ASON技术发展和商用的重要因素。 未来，我国将参与更多的ASON标准化工作。 同时，ASON标准化特别是ENNI标准化将取得突破性进展。

光纤到户

FTTH（光纤到户）是下一代宽带接入的最终目标。 在实现FTTH的技术中，EPON（）将成为未来我国的主流技术，其中GPON（-）发展潜力最大。

EPON采用封装方式，非常适合承载IP业务，符合IP网络快速发展的趋势。 国家已将EPON作为“863”计划重大项目，并已率先商用。

GPON比EPON更注重支持多种业务的能力，因此更适合未来融合网络和融合业务的发展。 但目前还不够成熟，价格过高，难以在国内大规模推广。

我国FTTH仍处于市场启动阶段，距离大规模商用部署还有一段距离。 在未来产业化发展中，运营商对本地网络“最后一公里”的垄断是制约FTTH发展的重要因素。 采取“用户驻地网络运营商与房地产开发商合作”的形式将更有利于FTTH产业的发展。 健康发展。 从日本、美国、欧洲、韩国等国家的FTTH发展经验来看，FTTH的核心驱动力在于网络提供的丰富内容，政府对应用和内容的监控和管理政策也会制约FTTH的发展。

波分复用

WDM突破了传统SDH网络的容量限制，将成为未来光网络的核心传输技术。

根据信道间隔的不同，WDM（波分复用）​​可分为两种技术：DWDM（密集波分复用）​​和CWDM（稀疏波分复用）​​。 DWDM是当今光纤传输领域的首选技术，但CWDM也有一席之地。

2006年，烽火、华为等设备厂商推出了自己的DWDM系统，国内运营商也开展了相关测试和小规模商用。 未来，DWDM在传输速率要求严格的网络中将发挥不可替代的作用，例如采用DWDM构建骨干网。

与DWDM相比，CWDM具有成本低、功耗低、体积小、对光纤要求低等优点。 未来几年，电信运营商将严格控制网络建设成本。 这时，CWDM技术就有了自己的生存空间。 适用于城域及本地接入网、中小企业等快速、低成本的多业务网络建设。 城市地铁核心网等

RPR

弹性分组环(RPR)将成为未来重要的光城域网技术。 国内外许多传输设备制造商都开发了内置RPR功能的MSTP设备。 RPR技术得到了大量芯片制造商、设备制造商和运营商的支持和参与。

标准化方面，.17 RPR标准已得到全行业认可，国内相关标准化工作仍在进行中。 未来RPR将主要应用于城域网的骨干和接入方面。 它还可以用于去中心化的政府网络、企业网络和校园网络，以及IDC和ISP。

光纤通信之所以受到人们的高度重视，是因为它与其他通信方式相比具有无可比拟的优势。

1、通讯容量大

理论上，一根像头发丝一样细的光纤可以同时传输1000亿个语音通道。 虽然还没有达到这么高的传输容量，但用一根光纤同时传输24万个语音通道的实验已经成功了。 比传统的明线、同轴电缆、微波等高出几十甚至上千倍。一根光纤的传输容量是如此巨大，一根光缆可以包含几十根甚至上千根光纤。 如果加上波分复用技术，一根光纤可以当几根或几十根光纤使用。 沟通能力更是惊人。

2、中继距离长

由于光纤具有极低的衰减系数（商用石英光纤已达到0.19dB/km以下），如果配备适当的光发射和光接收设备，中继距离可达数百公里。 这根本是传统电缆（1.5km）、微波（50km）等无法比拟的。因此，光纤通信特别适合长距离一、二次干线通信。 据悉，利用一根光纤同时传输24万路语音通道、100公里无中继的实验已经成功。 此外，已经在进行的光孤子通信测试已达到传输120万个语音通道和6000公里无中继的水平。 因此，在不久的将来实现全球无中继光纤通信是完全有可能的。

3、保密性能好

光波在光纤中传输时，仅在纤芯区域进行，基本没有光“泄漏”出去，因此其保密性能较好。

4、适应性强

意味着不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀、柔韧性强（弯曲半径大于25厘米时其性能不受影响）等。

5、体积小、重量轻

施工、维护方便。 光缆的敷设方式方便、灵活。 可直埋、管敷设、水下或架空敷设。

6、原料来源丰富，价格潜在潜力低

制造石英光纤最基本的原料是二氧化硅，也就是沙子，而沙子在自然界中几乎是取之不竭的。 因此其潜在价格非常低。

我们知道没有什么是完美的。 其缺点如下：

1、质地脆，机械强度差。

2、光纤的切割和熔接需要一定的工具、设备和技术。

3. 分支和耦合不灵活。

4、光缆的弯曲半径不能太小（>20cm）。

5、供电困难。