光纤通信的概念精品(七篇)

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篇(1)

关键词：光纤通信;通信工程专业;教学方法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）45-0082-02

光纤通信由于其具有频带宽、通信容量大、损耗低、中继距离长、抗电磁干扰等优点，已成为现在通信网的支柱。伴随着现在通信技术的发展，光纤通信深刻改变着现代人们的生活方式和生活内容。目前，光纤通信已经成为最主要的有线信道传输方式。光纤通信课程作为通信类、电子类专业开设的一门多学科交叉渗透的专业课，综合了材料、通信、光学和半导体光电子等众多学科内容，其具有内容覆盖面广、基础理论深、知识更新快等特点。而在光纤通信课程的教学过程中，由于其课程本身的特点，使得教与学的难度比较大。加之部分学生基础理论知识不足，使得学生对这门课程的很多概念理解不够，对该门课程的学习感到无从下手。因此，在开设光纤通信这门课程时，需要根据该课程的特点，合理安排课程内容，既抓住重点，又要更新相关知识点，跟上新技术的发展进程。针对光纤通信课程目前面临教与学双向的压力，对本课程的教学改革势在必行。作者通过结合自身教学实践，就当前光纤通信课程教学中存在的一些问题谈谈自己的看法，提出一些尝试性的改革方案，希望对光纤通信课程的教学改革提供帮助。

一、光纤通信教学过程中存在的主要问题

光纤通信课程是一门多学科交叉渗透的专业课，其内容综合了通信、光波导和半导体光电子等相关的理论知识。本课程对本科生的培养要求是：通过对光纤通信的基本原理、光端机、光无源器件以及光网络进行阐述和讲解，使学生掌握光纤通信的基本概念，熟悉光有源器件、光无源器件的工作原理、特性以及光纤通信网基本设计方法，了解光纤通信技术实际应用和最新研究进展。经研究表明目前各专业光纤通信课程在授课过程中，普遍存在一下几个方面的问题：

1.课程设置有一定缺陷。针对通信工程专业的学生，由于数学、物理基础相对薄弱，对课程的学习存在一定的难度。而且光纤通信课程本身与物理、材料、半导体光电子、光刻等技术知识联系密切，很多的知识点都是建立在大量理论物理和数学模型的基础上。如果学生对这些课程没有一定的涉猎，对一些基本器件，如半导体器件、光检测器等没有一定的物理概念的理解或者接触。那学生对光纤通信这门课程的学习将会比较困难。此外，对于通信、电子类专业，对于物理学科不重视，只学过普通物理的课程，导致学生对物理概念的理解以及物理模型的分析能力相对薄弱，造成学生在听课或学习时感觉内容过于抽象，对一些概念和公式理解很模糊，难以真正理解理论知识，往往知其然不知其所以然。

2.教学形式以及教学模式陈旧。光纤通信是一门应用十分广泛的应用学科。但是在目前的教学过程中，教师更多的照本宣科，按书上的内容进行每一章节的讲解，在不自觉中，学生就以为光纤通信就是一门理论课程和讲解器件原理的课程，而忘记了光纤通信课程的实际应用，导致学生更多地认为这是一门与物理、数学相关的课程，特别是对于光纤传导模式内容，学生更多的认为学习的重点是如何求解方程，而不是一门应用类的课程，导致学生认为本课程对于实践指导的意义不大。同时，教材的更新无法和光纤通信发展的实际情况吻合，造成教材的内容过于老化，使得学生对整门课程的学习感觉乏味、枯燥，无法提高对课程的学习兴趣。

3.教学内容设置有缺陷。光纤通信课程是一门交叉学科，涉及的内容很广泛。一般来讲，由于课程教学学时的限制，不可能把所有关于光纤通信的内容以及光纤器件全部囊括。这就导致在教学内容的选择方面存在一定的随意性和盲目性，教师往往根据自身对课程的理解来讲解，或完全依附于所选教材，导致教学的片面性、重点不突出。而对于学生来说，感觉课程的知识点过于零散和繁琐，没有连贯性。

4.教学方法不科学。由于光纤通信课程涉及内容广泛，信息量大，使得教师在授课时主要将注意力放在课堂讲授和板书上。学生在上课过程中的普遍反应是缺乏课堂活力，感觉课程比较枯燥。由于课堂讲授的理论性很强，使得学生不能将所学理论知识和实际应用结合起来，虽然学到了一些理论知识，但不知道这些知识用在何处、如何运用。另外，光纤通信的考试方法比较传统，无法全面涵盖课程的核心内容。

针对教学中出现的上述问题，本文针对教学中出现的上述问题进行了系统深入的研究，提出一个比较合理的课程设置方案，而且提出一个教学模式的改革方案。

二、光纤通信课程教学改革的探索

针对目前光纤通信课程教学过程中出现的问题，结合通信工程专业的学生以及光纤通信这门学科本身的特点，我们主要从优化课程设置、优化教学方法、科研促进课程深化改革以及改进考核体系这四个方面进行考虑，具体的讨论内容如下：

1.优化课程设置。光纤通信课程的应用范围非常广泛，很多专业都开设了光纤通信课程，但不同专业对光纤通信的要求是不一样的，同时各专业掌握的基础知识也差别很大。考虑到光纤通信对材料、物理、数学的要求相对较高，而光纤通信又是一门与通信息息相关的学科，因此学生在学习光纤通信课程之前，应具备一定程度的数学物理通讯基础，使得学生在学习光纤通信课程是有一定通信背景以及数理知识。此外，由于通信工程专业是一门实用性很强的专业，我们培养的学生应该从事通信、电子类的工作，因此也需要开设一些专业课程（如移动通信、现代通信网概论、光网络技术等）来强化光纤通信的运用。

2.优化教学方法，激发学习热情。光纤通信是一门交叉学科，涉及学科知识比较多。因此，教学方法的优化要从理论教学和实践教学两方面来考虑。

理论是学好一门课的基础，对学生充分掌握理解系统、器件本身的特性以及应用具有重要作用。对于学生反映比较难懂的理论，有计划地复习和补充一些前导知识进行理论铺垫。例如信息光学、高等数学、导波光学等知识都是本课程中要用到的重要理论。同时课堂内容的讲授要特别注重思路，对于难以理解的概念采用不同的分析方法，由浅入深，由宏观到微观，先通过介绍器件的理论模型架构，再用严格的理论分析推导，说明器件工作原理、特性以及应用。由于课时的限制，想要把所有的理论内容都讲深讲透是不切实际的。因此，根据专业需要在课堂讲授时，要抓住重点、突破难点，做到主次分明，以点盖面，每次课只讲一个重点内容。不需要所有内容都要面面俱到，在有限的时间内让学生获得最有价值、最重要的信息。在课堂教学中主要采用板书和多媒体相结合的授课方式。传统的板书教学模式使得教学内容框架清晰、重点突出，方便理解，学生有充分的时间整理笔记，思路清晰。其缺点是信息量小、形式古板，内容缺乏生动性和形象性。因此可适时、适当、适度地引入多媒体辅助教学，其优点是有利于提高教学质量和效果，增加上课的趣味性，而且能加快教学速度，减少教学难度，加深理解教材的深度。例如在课件中，插入一些图片、动画、影音等多媒体文件，除了可以帮助学生能够形象直观地理解专业知识、增强教学效果外，还可以增加上课的趣味性，活跃课堂气氛，提高学生学习的兴趣。

实践教学主要从课堂实践、课后团体实践等方面进行加强。通过课堂演示、课堂讨论，强化学习效果，激发学生的思考和探索。例如借助光学仿真软件，在课堂上直接演示光纤色散对光传输线路的影响，通过改变光纤长度来说明光纤色散对光信号传输特性的影响。另外开设实验课，可以借助光学模拟软件以及光纤通信实验设备来进行光纤连接以及光学传输系统特性的操作实验，加深学生对光纤通信系统的理解，提高学生学习的积极性，让学生知道所学知识有什么用，怎么用。

3科研促进课程的深化改革。光纤通信技术由于发展迅速快，专业知识更新快，新技术更新快，导致教材内容相对滞后。教材中现有的新技术主要包括光波分复用技术、光交换技术、光孤子技术和相干光通信、光接入网等，这些技术中有的已经相当的成熟，而且很多技术还在不断更新，同时很多新出现的技术还没有涉及到。为了让学生了解光纤通信技术发展的最近前沿，可以尝试将将最近的科技进展融入到教学方法和教学环节中，课堂上针对不同的教学内容引入最新的研究成果，一方面可以以丰富教学形式，加深学生对相关教学内容的理解，另一方面可以为学生打开一扇科研的窗口，充分发挥学生的创新能力，鼓励和引导探索式、研究式的学习，相应的以科研推动光纤通信精品课程建设。

4改革考核体系。闭卷考试一直是考察学生对所学知识的掌握程度的唯一方式。而这种方式往往易造成学生死记硬背，扼杀学生学习的主动性以及创造性。光纤通信课程的考核方式应当根据课程本身的特点以及教学要求加以重新设置，既要体现学生对基本知识的掌握能力，还要突出学生的实践能力与创新能力。因此在成绩考核方面应当包括基础知识考核、实践能力考核、创新能力考核等方面。基础知识考核可通过学生对每堂课课后习题作业的完成情况来考察;实践能力主要考核学生对光纤系统组建、光纤熔接、光纤损耗测量等实验情况的考察;创新能力考核可通过只提出对于光纤系统的总体要求（传输容量、带宽、响应度等），要求学生通过模拟软件以及试验箱进行相关的仿真实验，同时对仿真过程中出现的问题进行分析，提出改进问题的方法，解决问题。

篇(2)

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

[1]骆文.《光纤通信》课程教学改革与实践[J].长江大学学报：自然科学版，2010（6）：368-369.

[2]黄永清，顾畹仪，等.光纤通信课程的教学改革[J].电气电子教学学报，2010（12）：12-13.

[3]杨祥林，等.光纤通信系统[M].北京：国防工业出版社，2009.

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【关键词】光纤通信技术 发展 应用

一、绪论

回顾光纤通信技术的发展历程，人们大概是从上世纪五十年代开始探索光波通信，不过退后五十年来看的话，当时的条件不足以使得光纤技术得以充分发展。相较于其他的通信设备来说，光纤通信的优势非常明显，首先是容量大，其次传输的频带较宽，这就使得资源能够得到充分而合理的利用；当然了，光纤本身的不导电，耐热，耐腐蚀，抗辐射等各方面的能力都很突出，这样就使得光纤通信技术在传输信息的过程中保密性好，在军事安全领域有着非常广阔的应用前景。光纤技术的发展是整个光纤通信领域前进的原动力。如今，在科研人员的不懈努力下，光纤通信技术获得了长足的发展，而且更多的新技术也在不停地给这个领域注入新的活力，最终使得光纤的应用范围越来越广。

二、光纤通信技术的应用

在当今的社会，随着科技的进步和发展，我国之前不成系统的电信管理体制也有了逐步的改革和完善，电信的应用主要通过以下几个方式来充分实现。

（一）波分复用技术

首先应该明确波分复用技术的概念，即充分利用单模光纤损耗较轻的区域，使得其拥有较大的带宽，这样的话可以充分利用宽带资源。每个通道的波长不同，利用光纤的低耗区域可以划分通道，这样的话，光载波信号发送端波分复用，最终形成完整的光纤传输线路。与此同时，在接收端将波长不同的载波信号进行分离，使之成为相对独立的信号，从而最终在不考虑非线性特性的前提下，实现光纤的多路传输功能。

（二）光纤接入技术

这一特性直接加快了信息的传输速度，充分满足了用户对于信息传输速度的需求。不光如此，光纤技术也使得宽带主干网和用户访问部分相结合，组成了光纤接入网，实现了光纤通信技术领域质的突破。在FTTB.FTTC.FTTCAB和各种光纤到户位置不同，简称为FTTX。其中FTTH是光纤宽带接入的简称，其功能是提供给用户完整访问的无线带宽，这样的话光纤的特质才会充分施展。就目前情况来看，国内的技术发展现状可以提供的带宽已经很客观了。国内的很多企业在实际应用中，最合理快捷的方式非光纤接入莫属了。

（三）单纤双向传输技术

这种技术的另一种应用方向是双纤双向，双纤说白了就是信息收发在不同的信息传输信道里进行，而单纤则是信息收发是在同一个信息传输信道里，只是人为地被调到了不同的频段加以区分。目前来看，基本上光纤通信都是采用双线双向的，对于光纤材料来说是一种浪费，如果加以改进采用单纤双向技术，信道架设的成本就节省了一半。社会发展至今，节约材料早已成为我们做很多事必须要考虑的因素，所以单纤技术的研制必然具有非凡的意义，可以成为里程碑一样的事件，尤其是现在已有的光纤通信网如此庞大，这样算来节省的光纤材料也是巨大的。目前来看，单纤技术的应用并不是很广泛，主要还是集中于分支网络或者PON等，骨干传送网暂时还没有应用。

三、光纤通信技术发展前景

（一）由光入网

这是未来光纤技术发展的一个重要方向，也必然会很快成为网络的重要部分，如果这个得以成功应用，那么未来网络必能实现集成化和智能化。现在的网络接入方式90%以上还是采用双绞线，跟光纤相比有着很大的差别。接入网络是未来网络进一步发展的一个先决条件。从实践的角度来看，光纤接入可以有效的解决这个问题。而且，由光入网能够减少与网络结构适应，使得网络中节点尽量少的同时扩大网络的覆盖率，当然了，这同时也使得网络的故障率有效减少，维护的费用相对也会降低。

（二）光联网

点对点的传输方式是目前比较普遍的信息传递方式，但这种方式的效率低、灵活性低，最重要的是可靠性低，也称为三低。尽管采用了波分复用技术缓解了一部分问题，但是终归是没有完全根治，所以光联网的概念就应运而生了，其实就是在信息传输的叠加层又多放置了一个威力层。这个概念现在还处在萌芽阶段，并没有在现实生活中得到大规模应用。不过，实验室中倒是可以实现光分插复用器和光交叉连接设备，在实验室验证可行性和稳定性之后就会很快应用到现实生活中了。光网络的特点主要是容量大、更加灵活也可以方便扩展以实现更新的功能。

（三）实现波分复用系统

波分复用技术已经在之前的阐述中提到过，它将代替传统的电分复用技术，成为未来光纤通信中的主流技术。但是，事情都有两面性，波分复用也有自己不可避免的劣势。举个例子来说，200纳米的光纤采用波分复用技术就会充分提高带宽利用率，不仅如此，还能实现不同光信号的同时传输，提高了传输的容量。波分复用系统的优势主要是：使得系统与信号功率的调制脱离，以前影响通信的因素将不再那么重要；配合光纤技术，使得大容量传输成为可能，带宽资源有效利用；光纤材料得到有效节省，降低了成本。

四、结束语

从目前来预测光纤通信技术的发展前景，目前正式发展的黄金时间，未来的发展也必然会蓬勃突出的。其实从20世纪中叶开始，光纤通信技术就已经开始起步发展，到如今，其发展的已经到来，处在一个快速上升的阶段，并且日益渗透到人们生活的方方面面，对人们生活的影响越来越彻底，也成为了通信和信息产业的支柱技术，使得信息产业真正成为了社会发展经济繁荣的最强劲的推动力。

参考文献：

[1]胡庆.《光纤通信系统与网络（修订版）》.电子工业出版社，2010-08

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[关键词]光纤通信 保密技术 技术对比

中图分类号：TM121.1.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2015）46-0051-01

当今信息时代，随着各种社会活动和经济行为中的信息载量不断增加，各种用于扩大信息传播容量的通信技术在不断研究推广中，同时提高了信息载体之间的交换和传播速率。光纤通信技术作为当今世界凝聚科技研发力量的前沿技术，在信息化发展中占据重要位置，保障了通信领域中各种业务的快速高效开展。

1 光纤通信系统的相关概念

光纤通信技术也称之为光导纤维通信。其技术原理是利用光导纤维作为信号传输媒介，利用光波作为信息信号的载波，实现信息在不同区域的传递。光导纤维是由高纯度的玻璃经过拉丝工艺制造而成。在实际工程运用中，进行通信的媒介并不是简单的一根光导纤维，而是使用由多根光纤集聚形成的光缆传输通信信号。光纤通信系统正是以光纤通信为基础，实现光电转化，用光来传输信息的通信系统。

光纤通信系统的首要特征就是能够在单位时间内传输更大容量的信息。据理论研究和实际工程测试，一对单模光纤可以确保约36000部电话在同一时间开通，而且可以预见未来随着更先进技术的引入开发，光纤通信的信息储量还将继续扩大。光纤通信系统具有很多技术优点，首先光导纤维的制造材质决定了其体积小、重量轻、金属组成部件少，同时具有传输频率带宽高、抗干扰能力强、传输保密性能优，收发信号的衰减消耗小的特点，在成本费用上，光纤通信在一定范围内使用用户越多，投入的建设费用就越趋于减少。伴随着国际通信产业的不断壮大和互谅网技术的飞速发展，世界社会活动和经济生产必然实现更全面的信息化，而光纤通信的技术腾飞必然为时代信息化提供强大推动力。

2 光纤通信系统的保密技术发展现状

光纤通信系统的通信过程实际是一个光电信号相互转变的过程。光纤通信系统的主要构成部分是光端机、中继机构和传输光缆。光纤通信系统开发保密技术的出发点，正是基于光纤通信系统自身的特性。由于光波传播的波长极短、相对拥有极高的工作频率，这样的特性使得光纤通信的传输频带要求很高，只有在高带宽的通道下采用数字通信，才能使得光纤通信信号快速传递。采用数字通信方式的结果，首先保障了数字信号具有一定的防窃听能力，而且还能持续施加数字加密技术。同时，使用光缆传输通信信息时，电磁效应的影响作用几乎可以忽略不计，信号也不会再电磁场的干扰下失真、丢包或者泄露，因此具有良好的保密性。光纤通信的保密性使得其在国防军事、全球商业贸易等涉及隐私的保密领域通信方面成为最可靠的保密抗干扰通信手段。

3 光纤通信系统的主要保密技术

一般性的保密系统具有相似的构造模型。即首先在系统的发送端加密要发出的消息，通过一定的变换原则，将存在的所有明文序列变为不易查询和更改的密文序列。等信息传送到接收端时，消息将会通过不同的变换原则，将密文解密还原成明文，从而获得信息。在通信过程中消息的窃取行为是指在传输信道中将截获的密文序列通过不同的测试原则进行解密。因此，只有尽量确保整个传输信道的保密性，或者提高明文与密文变换所使用的指令编码原则，才能确保通信系统中的信息不被窃取。

3.1 以混沌掩盖为代表的混沌保密通信技术

混沌保密通信是以混沌动力系统的物理、数学和信息电子工程中运用理论作为依托开展的新型研究。混沌保密通信系统的三部分分别为发送端、接收端和信道。发送端确定发出的有用信息与系统中的混沌信号进行混合调制，在一定的加密作用下形成混沌信号，具有了混沌特性，这时的混沌信号经过信道后到达接收端，再通过一定的解密作用使得有用信息与混沌信息实现分离，获得可用信息。

混沌掩盖作为混沌保密通信系统中的早期技术，实现保密的效果比较明显。混沌信号在混沌掩盖时，一边加强信源的加密操作，一边通过具有特性的载波形式携带信号进行传输。混沌信号本身功率极小，在较高带宽中频谱密度显得相当集中小型化，这样的特质使得混沌载波上的有用信息容易被侵犯窃听。而混沌掩盖的作用就是能够是混沌载波上的有用信号传输时，能够激励产生自适应神经元组织来辅助通信系统收发两端的同步，通信系统的保密性和安全性从而大大提高。通过研究可以发现，越是复杂程度高的混沌动力系统越能提高混沌保密通信系统的安全性能。

3.2 基于光纤光栅的光纤码分多址保密技术

光纤码分多址技术是融合通信领域的码分多址（CDMA）技术与光纤通信技术的实用技术。因为融合了两种不同通信方式的特点，因此具有独特的技术优势。光纤码分多址通信系统框架中，处于系统发送端的每个用户个体对应不同的地址码，一旦在发送端出现信息数据，通信系统就发出超短光波脉冲，能够在信道中产生一系列光脉冲序列并往接收端传送，系统内部设立的耦合装置根据不同网络协议将光网上的光脉冲序列耦合并广播给每个用户，便于用户在接收端解码取信，从而筛选有用信息获取资讯。

光纤码分多址技术拥有独特的系统优势，能够自动实现某段带宽资源的动态分配。光纤码分多址可以直接交换和复用所传输的数据信号，因此系统具有极高传输速率。由于发送端的用户一人对一址，具有不同的码地址且码地址唯一，所以很容易针对地址实现点对点的通信，节点彼此间相对独立，某一节点问题出现不会影响其他节点。同时由于接收端的用户也是一人对一址，具有不同的码地址且码地址唯一，那么接收端和发送端的用户地址码之间必然建立匹配性，确保解密过程的正确进行。因此，光纤码分多址系统的可靠性和保密性实现的关键在于用户的地址码难于破解。

3.3 量子保密通信技术

量子保密通信技术积极运用物理学中的量子属性概念，即理想状态下单个体光子的状态是无法测定的。量子保密系统中，需要在发送端发出的信息，首先通过加密技术形成密文，将密文加载到不确定轨迹的单个光子上。单体光子在信道中快速移动，携带者密文信息直接传输到接收端。接收端根据已知的解密体系，将单光子上的密文获得并解密从而得到信息。在传输过程中，一旦需要窃听，就需要截获加载信息的单体光子。由于单体光子已经无法被分解，一旦在传输中被截获光子，信息也随之丢失，而此时单光子就不会出现在接收端，证明所传信息已经泄密。当然，在截获单光子后，窃听方并不能复制到光子携带的密文信息，这是因为密文信息同母体单光子一样具有了不确定性状态，所以即使已经获得一定的信息也不会有可用的信息被筛选读取。若窃听方想破坏收发光子的通信系统，从光子上新确立的密钥将直接重发给接收端，从而使发送和接收端都能及时发现窃听风险。一旦系统通过重新发送的解密体系未获取信息，则系统会判定信息被迫害，进而采取相应措施应对。由上可见，在量子保密通信系统中，系统能在较短时间内识别窃听方的窃听行为并有效终止，实现通信双方通信的高保密性。

4 结语

上文阐述的三种光纤通信系统保密技术都基于共性原理确保保密性，都不是简单的数据行加密从而能够某种算法解密，都利用了特殊的调制技术对信息进行加密处理。当然，这些保密技术仍然有自己的局限性，可以提升的空间仍然存在。保密方面的良好性能使得光纤通信系统的优越性进一步提高，通过不断研究，光纤通信系统的保密技术必然能得到更多优化和发展。

参考文献

[1] 陈晓蕾.混沌激光保密光纤通信实验研究[D].大连理工大学.2014.

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[关键词]光纤通信；广播电视；通信系统

早在二十世纪中后期，我国的光纤通信技术就已经有了一定的发展。光纤通信技术由于在许多方面优于其他光缆通信，已经成为国内通信不可缺少的一个组成部分。当前，光纤通信技术已经成为我国通信领域的重要发展方向，与国外的差距也正逐渐缩小近几年来，我国经济建设得到了飞速发展，光纤通信产业的发展亦不例外。随着人们对光纤通信的逐步认识，我国很多领域都对光纤通信产生了浓厚兴趣并在各自的领域中加以应用，取得了显著的成绩。但这并不等于说我国的光纤通信技术不需要再提高了，相反的是我们更应保持清醒的头脑，认真分析光纤通信的特点，在实际工作中使光纤通信业得到大的发展。光纤通信技术在各行业中的应用，随着光缆运用的拓宽，它在我国通讯领域已有20多年的运用历史，在这20年期间光纤光缆和光通讯技术都得到了大力的发展。光纤通信与其它通讯方式相比，具有较大传输容量和传输速率，另外体积小、损耗低、重量轻、传输频带宽、抗电磁干扰能力强等这些都是使得光纤通信迅速发展的原因。

随着信息技术的迅速发展，光纤通信网络技术水平也有了极大的提高，其应用范围也不断扩展。光纤通信网络的应用给人们的生产生活带来了极大的便利，但是其应用的过程中也存在生存性和经济性的问题，从这两个角度出发来研究光纤通信网络，能够更好的了解通信技术发展以及光纤通信网络的发展前景。随着一些高质量数据业务的不断兴起，对于通信系统容量的要求在不断提高，为了应对传输带宽增加的要求，高速相干光纤传输系统成为解决问题的重点。高速相干光纤通信系统中调制解调子系统技术研究，具有高效实用性的适用于高速相干光纤通信的调制解调方案为目的，主要对相位调制自相干解调进行了理论研究及仿真，各种应用于相干光纤通信的调制技术，频率调制尚不适合目前的相干光纤通信系统；通过比较各种相位调制、相位与幅度联合调制的具体结构方案，说明目前适合相干光纤通信的调制结构方案及未来技术路线；通过比较实现相干光纤通信的各种相干解调技术，说明自相干解调接收机由于其结构简单，对激光器线宽要求低而具有突出优势。相位调制自相干解调系统，自相干解调接收机噪声、信噪比及系统误码率等。计算了在理想情况下，BPSK调制自相干解调系统及DQPSK调制自相干解调系统的性能，当系统通信速率为10Gbit/s时，BPSK接收功率为-43.4dBm时，系统误码率为10-9；DQPSK接收功率为-37.8dBm时，系统误码率为10-9。分析了马赫泽德干涉仪延时误差对自相干解调系统的影响，对于BPSK调制自相干解调系统，当通信速率为10Gbit/s时，若系统误码率优于10-9，则马赫泽德干涉仪延时臂误差不能超过1%；对于DQPSK调制自相干解调系统，若系统误码率优于10-9，则马赫泽德干涉仪延时臂误差不能超过0.8%。分析了激光器线宽对系统的影响，对于BPSK系统，当通信速率为10Gbit/s时，系统误码率若要优于10-9，激光器线宽必须小于10MHz；对于DQPSK系统，当通信速率为10Gbit/s时，系统误码率若要优于10-9，激光器线宽必须小于3MHz。分析了功率分配误差对系统的影响，证明了采用3dB耦合器时系统信噪比最高。对于BPSK调制自相干解调系统，当功率分配误差小于30%时，对接收机灵敏度影响小于3dB。

通过仿真软件建立了BPSK调制自相干解调的仿真模型，通过仿真计算，发现当通信速率较低时，系统仿真性能和理论计算值符合良好；当通信速率较高时，系统仿真值与理论计算值偏差在1.9dB。仿真验证了马赫泽德干涉仪相位误差、激光器线宽对系统性能的影响，理论值和仿真光纤通信自问世以来，给整个通信领域带来了一场革命，它使高速率、大容量的通信成为可能。目前它已成为一种不可替代的、最主要的信息传输技术。光纤通信的特性和现阶段国内外应用光纤通信的基本情况，比较详细地总结了目前光纤通信主要技术――光波分复用技术、光弧子通信技术和光纤接入技术的基本原理、优势、发展状况和国内外近期所能达到的技术水平，最后论述了未来光纤通信将是朝着光纤到户、全光网络的方向发展，最终会提供更多更好的信息服务。光纤通信自问世以来，给整个通信领域带来了一场革命，它使高速率、大容量的通信成为可能。目前它已成为一种不可替代的、最主要的信息传输技术。光纤通信的特性和现阶段国内外应用光纤通信的基本情况，比较详细地总结了目前光纤通信主要技术――光波分复用技术、光弧子通信技术和光纤接入技术的基本原理、优势、发展状况和国内外近期所能达到的技术水平，最后论述了未来光纤通信将是朝着光纤到户、全光网络的方向发展，最终会提供更多更好的信息服务。

结语

光纤技术在现代通信领域中处于举足轻重的作用，它的出现和发展给全球通信业带来了前所未有的变革。光纤通信技术的发展有力地推动了我国通信的发展，对当今通信行业的发展有着非常显著的作用。随着科技发展，光纤技术在现代通信领域的作用也日益凸显。同时对今后的发展方向进行了分析和研究。

参考文献

[1]李威，杨道驰，张震.关于现代光纤通信系统探究[J]. 科技资讯，2009（17）

[2]李俊.光纤通信的基本组成[J].科技信息，2008（27）

[3]徐俭.浅谈电视信号光纤传输系统应用与维护[J].有线电视技术，2008（06）

[4]袁长建.光纤通信技术在直播室音频机柜联网中的应用[J].视听界（广播电视技术），2007（04）

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关键词：光纤通信技术；特点；发展趋势

1光纤通信技术概念

光纤通信技术是以光信号作为信息载体、以光纤作为传输介质的通信技术。在光纤通信系统中，因光波频率极高以及光纤介质损耗极低，故而光纤通信的容量极大，要比微波等通信方式带宽大上几十倍。光纤主要由纤芯、包层和涂敷层构成。纤芯由高度透明的材料制成，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，它的折射率略小于纤芯，包层的作用就是确保光纤它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路问题;涂敷层的作用是保护光线不受水气侵蚀及机械擦伤，同时增加光线的柔韧性;在涂敷层外，往往加有塑料外套。光纤的内芯非常细小，由多根纤芯组成光缆的直径也非常小，用光缆作为传输通道，可以使传输系统占极小空间，解决目前地下管道空间不够的问题。

2光纤通信技术现状

2．1单模光纤

单模光纤是目前主要应用的一种光纤。80年代后，光纤通信已逐步从短波长的多模光纤转向长波长的单模光纤应用。随着光通信系统的发展，最早实用化的常规单模光纤G．652光纤在降低损耗提升带宽性能方面还有进一步提升空间，而在1．55μm窗口实现最低损耗的色散位移单模光纤G．653实现了这样的改进。90年代后，密集波分复用(DWDM)技术迅速发展，使光纤传输容量极大提高，而四波混频会引起复用信道间串扰，严重影响WDM系统性能，为适应需要，非零色散位移光纤G．655应运而生。

2．2波分复用(WDM)技术

波分复用(WDM)技术是一项90年代在通信网中扮演重要角色的技术。波分复用技术是将一系列载有信息的不同波长的光信号合成一束，让其沿着单根光纤传输;在接收端再将各个不同波长的光信号分开的通信技术。利用该技术大大增加光纤传输容量，降低成本;节省光纤及光中继器，达到对已建成系统扩容目的。2．3光纤接入技术随着社会发展，通信信息量在不断增加，业务的种类也不断丰富，传统的语音业务、短信业务已不能满足人们的信息需求，高速、高保真音视频等多媒体业务越来越受到人们的青睐。光纤接入技术大幅提升了信息传输速度，满足了人们对信息高速传输的需求。光纤接入技术通过主干传输网络和用户接入两部分实现光纤入户，利用光调制解调器，让用户享受到高速带宽资源。

3光纤通信技术发展趋势

3．1多年来，人们对高速率及大容量的追求不断推进着光纤通信技术的发展

如何最大化的拓展光纤带宽，成为各国不断研究目标。目前国际上利用波分复用(WDM)和光时分复用(OTDM)技术提升光纤系统容量。为了提高光纤通信系统的传输容量，光波长分割复用技术经历了三个阶段，即波分复用(WDM)、密集波分复用(DWDM)和光频分复用(OFDM)技术，系统传输容量随着技术的发展成千倍提升，目前容量1．6Tbit/s的波分复用系统已得到大量商用，全光传输的距离也在大幅提升。另一种提升传输容量的方式是采用光时分复用(OTDM)技术，不同于WDM技术通过增加光纤传输信道数量来提升容量，OTDM技术是通过提升信道传输速率来提高容量，其单信道最高速率已达640Gbit/s。利用波分复用技术，把多个OTDM信号进行复用，WDM/OTDM混合传输系统可以进一步提高光纤通信系统的传输容量。偏振复用(PDM)技术可以大幅减弱信道间的相互作用，将频谱效率提高一倍。利用占空较小的归零(RZ)编码信号，降低了光纤通信系统对色散管理分布的要求，且RZ编码适应性较强，因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统通常采用RZ编码作为传输方式。

3．2光孤子通信

在光纤反常色散区，由于色散和非线性效应相互作用而产生光学孤子。孤子是一种特别的波，它可以传输很长距离不变形，特别适用超长距离、超高速的光纤通信系统。光孤子通信就是以光孤子作为载体的通信方式，它实现信号波长在长距离传输过程中无畸变，在零误码的情况下信息可传递万里。光孤子通信未来的前景是利用传输速度方面优势进行超长距离的高速通信，通过时域和频域的超短脉冲控制技术，使现行速率提高十倍以上;利用重定时、整形、再生技术，同时减少ASE，增大传输距离，使传输距离提高到十万公里以上;获得低噪声高输出性能。虽然目前光孤子通信技术仍存在许多难题，但已取得很大进展，人们相信光孤子通信在大容量、超长距、高速、的全光通信中有着巨大的发展前景。

3．3全光通信网

随着人类社会信息化速度加快，人们对通信容量和带宽的需求也呈现加速增长的趋势，通信网两大组成部分，即传输和交换，都在不断发展和革新。随着波分复用技术的成熟，传输系统容量的增长给交换系统的发展带来压力和动力。未来交换系统运行速率会越来越高，而目前电子交换和信息处理网络能力已接近极限，无法满足要求，在交换系统中引入光子技术，实现光交换、光交叉连接和光分叉复用势在必行，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理想阶段，传统的光网络只是实现了节点之间的全光化，但在网络结点处仍采用电器件，从而限制了通信网总容量的提升，真正的全光网已成为科研机构的一个重要课题。目前，全光网络处于初期发展阶段，但它的发展前景是不可估量的。未来光通信发展的趋势是形成一个真正的以WDM技术与光交换技术为主的光网络系统，消除电光瓶颈，建立纯粹的全光网络，这将是通信技术发展的理想阶段。

4结语

随着人类社会信息化程度的不断提高，随着Internet业务和多媒体应用的不断发展，网络的业务量正在以指数级的速度迅速膨胀，光纤通信系统作为信息数据的重要支撑平台，在未来信息社会中起到十分重要的作用。目前，光纤通信系统做为一种最主要的信息传输平台，为人们提供着各类数据信息，保障着人们的生产生活。光纤通信技术的发展也在不断的提升。从现代通信的发展趋势来看，光纤通信技术的发展在不断提升，光纤通信必将成为未来通信发展的主流，真正的全光网络的时代也会在人类科技水平不断地提升下如愿到来。

作者:孙建伟 单位:中国电信股份有限公司东莞分公司

篇(7)

通信技术近年来发展之快，应用面之广，在通信发展史中是非常罕见的，部分通信用户还没有从2G时代过度到3G时代，以TD—LTE和FDD-LTE为标准的4G时代已全面到来。光纤通信在通信行业发展中发挥着极其重要的力量。光纤通信课程涉及内容覆盖面广，要求理论与实践紧密结合，概念多而抽象。

（1）理论和实践脱离日益严重。目前，光纤通信教学仍然以原理讲解为主要教学方法，实验实训环节可以看作是光纤通信中的局部功能体验和仿真。因为光纤通信设备昂贵，更新换代快，很多高校的实验实训基本上有一个实验箱来实现，无法和现行主流的光纤通信接轨，理论和实践脱离严重。

（2）光纤通信考核方式单调。理论和实践的脱离，也降低了光纤通信在部分高校的核心地位，甚至沦为“副科”。一般的课程设计为理论授课和期末考试结合，考核方式为学生理论课程的表现和期末考试，方式单调，无法体现学生思维的创新和理论的实践。

（3）学生缺乏对光纤通信系统的有机认识。高校光纤通信教学和实践脱离日益严重的同时，伴随着学生对现行主流的技术只是存在于认知状态，无法把所学知识串成有机的整体，对不断发展的4G乃至5G缺乏了解和研究，学生的光纤通信学习游离于通信专业和通信行业之外。

2光纤通信项目实践教学改革研究和主要措施

光纤通信实践教学改革应该充分考虑通信行业的发展和市场人才需求的发展趋势，是教学内容和教学手段与时俱进，实现理论和实践的无缝接轨。基于此原则，光纤通信课程应整合好课程体系，将一些基础的理论知识进行增加、删减、合并、更新，建立以面向项目实践的教学手段和过程。

（1）利用现有的实验实训资源，增加案例教学。利用好实验实训设备，作为光纤通信课程的基础入门，巩固学生课程学习根基。在此基础上，对某个重要的知识点进行讲解的时候，尽可能地找出具体的项目实践案例，结合多媒体，将光纤通信中应用到的设备、材料和技术展现给学生。比如在讲解光缆敷设技术的时候，可以塑料子管敷设、光缆配盘、钢管引上及封堵、光缆接头、预留及绑扎、光缆端口标识、ODF架标识、子管布放、各个工序以项目实践的案例出现，让学生了解光缆敷设的质量控制点和检查要求。光缆敷设中，要求敷放子管内径为光缆外径的1.5倍，多根子管的等效总外径宜小于塑料管孔内径的85％。这些因为通信设备资源不足无法现场操作的，可以通过多媒体的方式展示。

（2）应用过程性考核考查方式，适当增加讨论式教学。光纤通信是通信类专业教学计划中的重要组成部分，是通信类专业学生学习中最重要的实践性教学课程之一。光纤通信的学习，主要是使学生充分认识到面向项目实践的重要性，传统的考核方式已经不适合，过程性考核应成为主流的考查方式。在课程的改革设计中，学生平时考核项目占20%，重点考查学生能否提高自身热爱专业、吃苦耐劳的专业素养；项目实践考核占60%，考查学生理论联系实际的动手操作能力，项目考核又分为了光纤接续、光功率测试、光缆敷设、光纤通信线路设计与检查等6个考查项目；期末考试占20%，重视过程考查而不是考试考核。光纤接入技术知识点讲授过程中，也通过项目实践的方式开展。因其运用PON技术可以与多种技术相结合，比如ATM\SDH和以太网等。课程设计中设置了学生小组讨论分析的环节，在巩固专业知识的同时提高学生沟通表达、研究分析能力。

（3）以通信行业发展为导向，结合市场人才需求开展项目实践课程；随着时代的发展，高校培养的是具备项目实践的高素质复合型人才，通信技术专业的学生毕业后大部分是到通信企业就业，从事电子通信设备操作，参与电子通信产业的研发和测试。光纤通信教学中，可以将该课程按照面向项目实践的原则细分方向，结合TD-LTE和FDD-LTE标准，划分为光缆线路规划、光纤到户、光缆熔接、通信线路工程设计等项目进行实践。这种以项目的形式进行光纤通信学习的方式可以有针对性地对学生进行专业技能培养。通信企业代表着通信行业的发展趋势，探究通信市场人才需求就是通信企业的需求。以广东轻工职业技术学院电子通信工程系为例，该系与广东达安工程项目管理股份有限公司建立校企合作关系，定期邀请企业专家到学校给学生做通信行业的讲座。随着学习的深入，穿插相关知识环节的参观和实践。比如光纤的敷设过程、光纤到户配线、光纤设备安装，学生可以到实际的工程现场进行项目实践，让学生了解光纤通信设备应用最前线，提高就业竞争力。

3结语