移动通信技术新.doc
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1、个人收集整理 勿做商业用途通信系2013届毕业设计论文 题 目: 未来光通信技术的研究与探索 专 业: 移动通信技术 班 级: 学生姓名: 导师姓名: 起止时间:20 12 年12月1日 至2013年5月15 日通信系2010级毕业设计(论文)任务书论文题目未来光通信技术研究与探索指导教师电 话Email办公室通信技术教研室时间要求论文初稿电子版上交指导教师邮箱,时间截止:2013年4月1日;论文终稿纸质版上交指导教师本人,时间截止:2013年5月15日。要求:1、光纤通信技术的研究现状;2、未来光通信关键技术;3、未来光通信发展趋势.*论文字数不少于8000字!参考资料: 毕业设计的封面、任
2、务书、成绩评定表以及格式要求等相关资料,须在陕邮职院通信系网站进行下载,格式必须按照要求书写、打印、装订,如不符合要求的将按不合格处理;在毕业设计中严禁出现相互抄袭、雷同的情况,如有发现,将按照零分处理。陕邮职院通信系2013届毕业设计论文成绩评定表学生姓名性别女系别通 信 系专业移动通信课题名称未来光通信技术的研究与探索班级移动1032起止时间 2012 年 12 月 2013 年 5月 指导教师课题任务完成情况论文 9(千字); 图纸 1 (张);其它(含附件):表 0 (张),流程图 1 (张)指导教师意见评阅成绩: 评阅/指导教师(签字): 年 月 日学生实得成绩(百分制)评 阅 成
3、绩 评 定 级 别 (级别为“优秀”、“合格、“不合格三档)目 录摘 要1引 言2第一章 光纤通信31。1 什么是光纤通信31.2 光纤通信的发展简史31。3 光纤通信的特点51.4 光纤通信技术的应用51。5 目前光纤通信的发展趋势61.6 光纤通信取得的重大突破7第二章 光纤通信的主要技术92。1 波分复用技术92。2 光纤接入技术9第三章 未来光纤通信技术的发展趋势103.1 发展方向103.1.1 向超高速系统的发展103。1。2 向超大容量WDM系统的演进113。1。3 实现光联网113。1.4 新一代的光纤123.2 光接入网12致 谢13参考文献1414摘 要分析光纤通信技术的发
4、展历史与发展现状,并对光纤通信技术的发展趋势进行了展望。光纤是通信网络的优良传输介质,光纤通信是以很高频率(1014Hz数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信,光纤通信的问世使高速率、大容量的通信成为可能,目前它已成为最主要的信息传输技术。介绍我国光纤通信技术的现状,总结光纤通信技术的几种关键技术,并对光纤通信技术的发展趋势进行论述。 论文关键词:光纤通信技术 发展 现状 趋势 展望引 言随着以IP为主流的数据业务量的继续爆长,安全可靠性要求的提高以及TDM语音业务量的逐渐萎缩,现有的传送网络技术呈现出一些明显的不足,典型的如传统的电域宽带技术已不能满足大带宽(如单用户百兆量级)业务
5、量的接入、传统SDH技术已不能满足大颗粒业务(1Gbit/s及其以上量级)的交换要求、MSTP技术已不能完全满足面向连接的电信以太网的传送要求、而传统的WDM技术无法实现光层信号的监控和管理等。另外,随着光网络技术的日益完善,如何拓展光网络通信的应用范畴也是目前业界讨论的热点问题,如光子网格技术,同时如何采用新机理,如量子力学等实现更高容量的未来光通信技术,也是科学家们努力研究企图取得突破性进展的研究领域。因此,本文主要从光网络基本功能的结构出发,分别从传送平面、控制平面、管理平面3个层面,以及网格应用新技术、量子通信技术等方面逐步探讨新一代通信技术及其应用策略和发展趋势。第一章 光纤通信1。
6、1 什么是光纤通信 光纤通信技术是通过光学纤维传输信息的通信技术。在发信端信息被转换和处理成便于传输的电信号,电信号控制光源,要使发出的光信号具有所要传输的信号的特点,从而实现信号的电一光转换.信号发送器发出的光信号通过光纤传输出到远方的收信端,经光电二极管等转换成电信号,从而实现信号的光-电转换.光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。近年来,光纤技术得到了长足发展,新技术不断涌现,这大幅提高了通信能力,并使光纤的应用范围不断扩大.光纤通信在我国已有20多年的使用历史,这段历史也就是光通信技术的发展史和光纤光缆的发展史。光纤通信因其具有的损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰
7、、不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展非常迅速。(如图:11所示)图1-1 光纤通信系统图目前,光纤通信技术在用户之间的应用越来越多通过简单的光传输设备就能使用户A1和用户A2实现通信,而且光纤光缆已经进入了有线通信的各个领域,包括邮电通信、广播通信、电力通信、石油通信和军用通信等领域.相信在未来光纤通信将会进入更多的领域使其得到长足的发展.1.2 光纤通信的发展简史1880年,AG贝尔发明了利用太阳光作为光源的通话装置,光波在大气中传输. 1966年,高锟等人提示了实现低衰耗光导纤维的可能性. 1966年出生在中国上海的英籍华人高锟,发表论文光频介质纤维表面波导,提出用石英玻璃纤维(光纤)
8、传送光信号来进行通信,可实现长距离、大容量通信.于1970年损失为20db/km的光纤研制出来了。据说康宁公司花费3000万美元,得到30米光纤样品,认为非常值得。这一突破,引起整个通信界的震动,世界发达国家开始投入巨大力量研究光纤通信。1976年,美国贝尔实验室在亚特兰大到华盛顿间建立了世界第一条实用化的光纤通信线路,速率为45Mb/s,采用的是多模光纤,光源用的是发光管LED,波长是0.85微米的红外光。在上世纪70年代末,大容量的单模光纤和长寿命的半导体激光器研制成功。光纤通信系统开始显示出长距离、大容量无比的优越性.1996年WDM技术取得突破,贝尔实验室发展了WDM技术,美国MCI公
9、司在1997年开通了商用的WDM线路.光纤通信系统的速率从单波长的2。5Gb/s和10Gb/s爆炸性地发展到多波长的Tb/s(1Tb/s=1000Gb/s)传输。当今实验室光系统速率已达10Tb/s,几乎是用之不尽的,所以它的前景辉煌。1970年,美国研制出衰耗为20分贝/公里的石英光纤和体积很小的半导体激光器.此后,光纤及激光器等部件的质量逐年迅速提高,因而以半导体激光器作为光源,以石英光纤作为光的传输媒介,以半导体光电二极管作为接收器件的光源通信系统迅速发展起来.80年代,以短波长光源和多模光纤为标志的第一代光通信技术已很成熟,无中断通信距离约为10公里,通信线路约为1000路,已用作市话
10、局之间的中继线,也用于城市间的通信系统,但中继站较多,站距较短。以长波长光源和单模光纤为标志的第二代光纤通信技术也已成熟,无中继通信距离约为30公里,通信容量约为5000路,适用于长途干线通信。1973年,世界光纤通信尚未实用。邮电部武汉邮电科学研究院(当时是武汉邮电学院)就开始研究光纤通信.由于武汉邮电科学研究院采用了石英光纤、半导体激光器和编码制式通信机正确的技术路线,使我国在发展光纤通信技术上少走了不少弯路,从而使我国光纤通信在高新技术中与发达国家有较小的差距.在20世纪80年代中期,数字光纤通信的速率已达到144Mb/s,可传送1980路电话,超过同轴电缆载波。于是,光纤通信作为主流被
11、大量采用,在传输干线上全面取代电缆。经过国家“六五”、“七五”、“八五”和“九五计划,中国已建成“八纵八横”干线网,连通全国各省区市.现在,中国已敷设光缆总长约250万公里.光纤通信已成为中国通信的主要手段。在国家科技部、计委、经委的安排下,1999年中国生产的82。5Gb/s WDM系统首次在青岛至大连开通,随之沈阳至大连的322.5Gb/s WDM光纤通信系统开通。2005年3。2Tbps超大容量的光纤通信系统在上海至杭州开通,是至今世界容量最大的实用线路。全光化和光集成化的光纤通信技术正在研究之中。全光化指的是在中继器中光信号直接被放大,省去了光电转换和电光转换过程.全光化的光集成化功能
12、大大减少中断器和光端机的体积,降低功耗和成本,提高可靠性。1.3 光纤通信的特点信息传输容量大、质量高、速度快(带宽,容纳的信道多10Gbit、40Gbit)线路损耗低、抗干扰能力强、寿命长可以在同一条通路上进行双向传输(光纤不仅可以在陆地上使用,而且已广泛用于海洋。)材料费用低,价格便宜(用光缆代替电缆,1千米可节约1吨铜的费用.日本用光缆比用普通电缆降低造价30%,美国的贝尔公司可降低50)易于安装,使用方便(光缆轻,体积小,因此易于施工,很容易装入密集的地下电缆管道,对于干,湿,冷和热等环境都较铜线有强得多的适应能力.在容量相同的情况下,光缆直径只有电缆的1到0.1%,信号串扰小、保密性
13、能好且安全性高、可靠性高、不易被窃听.1。4 光纤通信技术的应用在信息高速公路上,铺作路面的,并不是交通高速公路使用的钢筋混凝土和沥青,而是以光学玻璃细丝为媒介,激光光纤通信技术是通过光学纤维传输信息的通信技术.在发信端,信息被转换和处理成便于传输的电信号,电信号控制光源,信号发出端发出的光信号具有所要传输的信号的特点,从而实现信号的电一光转换.发信端发出的光信号通过光纤传输出到远方的收信端,经光电二极管等转换成电信号,从而实现信号的光-电转换.1880年,AG贝尔发明了利用太阳光作为光源的通话装置,光波在大气中传输。 1966年,高锟等人提示了实现低衰耗光导纤维的可能性。1970年,美国研制
14、出衰耗为20分贝/公里的石英光纤和体积很小的半导体激光器。此后,光纤及激光器等部件的质量逐年迅速提高,因而以半导体激光器作为光源,以石英光纤作为光的传输媒介,以半导体光电二极管作为接收器件的光源通信系统迅速发展起来。80年代,以短波长光源和多模光纤为标志的第一代光通信技术已很成熟,无中断通信距离约为10公里,通信线路约为1000路,已用作市话局之间的中继线,也用于城市间的通信系统,但中继站较多,站距较短.以长波长光源和单模光纤为标志的第二代光纤通信技术也已成熟,无中继通信距离约为30公里,通信容量约为5000路,适用于长途干线通信。全光化和光集成化的光纤通信技术正在研究之中。全光化指的是在中继
15、器中光信号直接被放大,省去了光电转换和电光转换过程.全光化的光集成化功能大大减少中断器和光端机的体积,降低功耗和成本,提高可靠性。信息传输容量大、质量高、速度快(带宽,容纳的信道多10Gbit,40Gbit,)线路损耗低,抗干扰能力强,寿命长可以在同一条通路上进行双向传输(光纤不仅可以在陆地上使用,而且已广泛用于海洋.)材料费用低,价格便宜(用光缆代替电缆,1千米可节约1吨铜的费用.日本用光缆比用普通电缆降低造价30,美国的贝尔公司可降低50%)易于安装,使用方便(光缆轻,体积小,因此易于施工,很容易装入密集的地下电缆管道,对于干,湿,冷和热等环境都较铜线有强得多的适应能力。在容量相同的情况下
16、,光缆直径只有电缆的1%到0.1%,且安全性好,可靠性高,不易被窃听)在信息高速公路上,铺作”路面的,并不是交通高速公路使用的钢筋混凝土和沥青,而是以光学玻璃细丝为媒介。脉冲射束为数据载体的光导纤维.目前,世界各国掀起了铺设光纤信息高速公路的热潮,美国光缆总长度已达1303.5万千米,法国光缆总长度达104。6万千米,日本的光缆总长度也达54.7万千米.然而与这些国家信息高速公路的要求相比,现有光缆系统的传输能力远远不够,因此,各国增铺光缆线路的势头都很猛烈,法国计划在2000年把光缆线路增加到200万千米。可见,在名符其实的全国信息高速公路出现之前,这些光缆系统必须要增容,而所传输的信息则要
17、数字化和加以标识,这样才能省电,并且精确地传输给电话通信系统和高速公路上的用户。本文为互联网收集,请勿用作商业用途本文为互联网收集,请勿用作商业用途未来的信息高速公路将首先在现有光纤通道基础上,增设”大道”,先将光缆铺到公路旁,住宅前,最终目标是实现光纤进入千家万户.目前,光缆线路铺设的最大问题不在于干线,而在于入户,即连结每一户居民.如果要把全美国9600万个住户入户铜芯同轴电缆都改成光缆,估计需要2000亿美元,要花费20年甚至更多的时间,这是信息高速公路最大的瓶颈之一.光纤通信是现代化通信网络的基础平台。光导纤维的巨大潜力,将使信息高速公路不仅成为数据传输媒介,还将输送电视,电话,教育,
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