就光纖通信技術本身來說，應該包括以下幾個主要部分：光纖光纜技術、光交換技術傳輸技術、光有源器件、光無源器件以及光網絡技術等。

光纖技術的進步可以從兩個方面來說明： 一是通信系統所用的光纖； 二是特種光纖。早期光纖的傳輸窗口只有3個，即850nm（第一窗口）、1310nm（第二窗口）以及1550nm（第三窗口）。近幾年相繼開發出第四窗口（L波段）、第五窗口（全波光纖）以及S波段窗口。其中特別重要的是無水峰的全波窗口。這些窗口開發成功的巨大意義就在于從1280nm到1625nm的廣闊的光頻范圍內，都能實現低損耗、低色散傳輸，使傳輸容量幾百倍、幾千倍甚至上萬倍的增長。這一技術成果將帶來巨大的經濟效益。另一方面是特種光纖的開發及其產業化，這是一個相當活躍的領域。

特種光纖具體有以下幾種：

1. 有源光纖

這類光纖主要是指摻有稀土離子的光纖。如摻鉺（Er3+）、摻釹（Nb3+）、摻鐠（Pr3+）、摻鐿（Yb3+）、摻銩（Tm3+）等，以此構成激光活性物質。這是制造光纖光放大器的核心物質。不同摻雜的光纖放大器應用于不同的工作波段，如摻餌光纖放大器(EDFA）應用于1550nm附近（C、L波段）；摻鐠光纖放大器（PDFA）主要應用于1310nm波段；摻銩光纖放大器（TDFA）主要應用于S波段等。這些摻雜光纖放大器與喇曼（Raman）光纖放大器一起給光纖通信技術帶來了革命性的變化。它的顯著作用是：直接放大光信號，延長傳輸距離；在光纖通信網和有線電視網（CATV網）中作分配損耗補償；此外，在波分復用（WDM）系統中及光孤子通信系統中是不可缺少的關鍵元器件。正因為有了光纖放大器，才能實現無中繼器的百萬公里的光孤子傳輸。也正是有了光纖放大器，不僅能使WDM傳輸的距離大幅度延長，而且也使得傳輸的性能最佳化。

2. 色散補償光纖(Dispersion Compensation Fiber，DCF)

常規G.652光纖在1550nm波長附近的色散為17ps/nm×km。當速率超過2.5Gb/s時，隨著傳輸距離的增加，會導致誤碼。若在CATV系統中使用，會使信號失真。其主要原因是正色散值的積累引起色散加劇，從而使傳輸特性變壞。為了克服這一問題，必須采用色散值為負的光纖，即將反色散光纖串接入系統中以抵消正色散值，從而控制整個系統的色散大小。這里的反色散光纖就是所謂的色散補償光纖。在1550nm處，反色散光纖的色散值通常在-50~200ps/nm×km。為了得到如此高的負色散值，必須將其芯徑做得很小，相對折射率差做得很大，而這種作法往往又會導致光纖的衰耗增加（0.5~1dB/km）。色散補償光纖是利用基模波導色散來獲得高的負色散值，通常將其色散與衰減之比稱作質量因數，質量因數當然越大越好。為了能在整個波段均勻補償常規單模光纖的色散，最近又開發出一種既補償色散又能補償色散斜率的"雙補償"光纖（DDCF）。該光纖的特點是色散斜率之比（RDE）與常規光纖相同，但符號相反，所以更適合在整個波形內的均衡補償。

3. 光纖光柵（Fiber Grating)

光纖光柵是利用光纖材料的光敏性在紫外光的照射（通常稱為紫外光"寫入")下，于光纖芯部產生周期性的折射率變化（即光柵）而制成的。使用的是摻鍺光纖，在相位掩膜板的掩蔽下，用紫外光照射（在載氫氣氛中），使纖芯的折射率產生周期性的變化，然后經退火處理后可長期保存。相位掩膜板實際上為一塊特殊設計的光柵，其正負一級衍射光相交形成干涉條紋，這樣就在纖芯逐漸產生成光柵。光柵周期模板周期的二分之一。眾所周知，光柵本身是一種選頻器件，利用光纖光柵可以制作成許多重要的光無源器件及光有源器件。例如：色散補償器、增益均衡器、光分插復用器、光濾波器、光波復用器、光模或轉換器、光脈沖壓縮器、光纖傳感器以及光纖激光器等。

4. 多芯單模光纖（Multi-Coremono-Mode Fiber，MCF)

多芯光纖是一個共用外包層、內含有多根纖芯、而每根纖芯又有自己的內包層的單模光纖。這種光纖的明顯優勢是成本較低，生產成本較普通的光纖約低50%。此外，這種光纖可以提高成纜的集成密度，同時也可降低施工成本。以上是光纖技術在近幾年里所取得的主要成就。至于光纜方面的成就，我們認為主要表現在帶狀光纜的開發成功及批量化生產方面。這種光纜是光纖接入網及局域網中必備的一種光纜。目前光纜的含纖數量達千根以上，有力地保證了接入網的建設。

光有源器件的研究與開發本來是一個最為活躍的領域，但由于前幾年已取得輝煌的成果，所以當今的活動空間已大大縮小。超晶格結構材料與量子阱器件，目前已完全成熟，而且可以大批量生產，已完全商品化，如多量子阱激光器（MQW-LD，MQW-DFBLD）。

除此之外，目前已在下列幾方面取得重大成就。

1. 集成器件

這里主要指光電集成（OEIC）已開始商品化，如分布反饋激光器(DFB-LD）與電吸收調制器(EAMD）的集成，即DFB-EA，已開始商品化；其它發射器件的集成，如DFB-LD、MQW-LD分別與MESFET或HBT或HEMT的集成；接收器件的集成主要是PIN、金屬、半導體、金屬探測器分別與MESFET或HBT或HEMT的前置放大電路的集成。雖然這些集成都已獲得成功，但還沒有商品化。

2. 垂直腔面發射激光器(VCSEL)

由于便于集成和高密度應用，垂直腔面發射激光器受到廣泛重視。這種結構的器件已在短波長（ALGaAs/GaAs）方面取得巨大的成功，并開始商品化；在長波長（InGaAsF/InP）方面的研制工作早已開始進行，目前也有少量商品。可以斷言，垂直腔面發射激光器將在接入網、局域網中發揮重大作用。

3. 窄帶響應可調諧集成光子探測器

由于DWDM光網絡系統信道間隔越來越小，甚至到0.1nm。為此，探測器的響應譜半寬也應基本上達到這個要求。恰好窄帶探測器有陡銳的響應譜特性，能夠滿足這一要求。集F-P腔濾波器和光吸收有源層于一體的共振腔增強（RCE）型探測器能提供一個重要的全面解決方案。

4. 基于硅基的異質材料的多量子阱器件與集成（SiGe/Si MQW)

這方面的研究是一大熱點。眾所周知，硅（Si）、鍺（Ge）是間接帶隙材料，發光效率很低，不適合作光電子器件，但是Si材料的半導體工藝非常成熟。于是人們設想，利用能帶剪裁工程使物質改性，以達到在硅基基礎上制作光電子器件及其集成（主要是實現光電集成，即OEIC）的目的，這方面已取得巨大成就。在理論上有眾多的創新，在技術上有重大的突破，器件水平日趨完善。

光無源器件與光有源器件同樣是不可缺少的。由于光纖接入網及全光網絡的發展，導致光無源器件的發展空前地熱門。常規的常用器件已達到一定的產業規模，品種和性能也得到了極大的擴展和改善。所謂光無源器件就是指光能量消耗型器件、其種類繁多、功能各異，在光通信系統及光網絡中主要的作用是： 連接光波導或光路； 控制光的傳播方向；控制光功率的分配； 控制光波導之間、器件之間和光波導與器件之間的光耦合； 合波與分波； 光信道的上下與交叉連接等。早期的幾種光無源器件已商品化。其中光纖活動連接器無論在品種和產量方面都已有相當大的規模，不僅滿足國內需要，而且有少量出口。光分路器（功分器）、光衰減器和光隔離器已有小批量生產。隨著光纖通信技術的發展，相繼又出現了許多光無源器件，如環行器、色散補償器、增益平衡器、光的上下復用器、光交叉連接器、陣列波導光柵CAWG等等。這些都還處于研發階段或試生產階段，有的也能提供少量商品。按光纖通信技術發展的一般規律來看，當光纖接入網大規模興建時，光無源器件的需求量遠遠大于對光有源器件的需求。這主要是由于接入網的特點所決定的。接入網的市場約為整個通信市場的三分之一。因而，接入網產品有巨大的市場及潛在的市場。

光復用技術種類很多，其中最為重要的是波分復用（WDM）技術和光時分復用（OTDM）技術。光復用技術是當今光纖通信技術中最為活躍的一個領域，它的技術進步極大地推動光纖通信事業的發展，給傳輸技術帶來了革命性的變革。波分復用當前的商業水平是273個或更多的波長，研究水平是1022個波長（能傳輸368億路電話），近期的潛在水平為幾千個波長，理論極限約為15000個波長（包括光的偏振模色散復用，OPDM）。據1999年5月多倫多的Light Management Group Inc ofToronto演示報導，在一根光纖中傳送了65536個光波，把PC數字信號傳送到200m的廣告板上，并采用聲光控制技術，這說明了密集波分復用技術的潛在能力是巨大的。OTDM是指在一個光頻率上，在不同的時刻傳送不同的信道信息。這種復用的傳輸速度已達到320Gb/s的水平。若將DWDM與OTDM相結合，則會使復用的容量增加得更大，如虎添翼。

光放大器的開發成功及其產業化是光纖通信技術中的一個非常重要的成果，它大大地促進了光復用技術、光孤子通信以及全光網絡的發展。顧名思義，光放大器就是放大光信號。在此之前，傳送信號的放大都是要實現光電變換及電光變換，即O/E/O變換。有了光放大器后就可直接實現光信號放大。光放大器主要有3種：光纖放大器、拉曼放大器以及半導體光放大器。光纖放大器就是在光纖中摻雜稀土離子（如鉺、鐠、銩等）作為激光活性物質。每一種摻雜劑的增益帶寬是不同的。摻鉺光纖放大器的增益帶較寬，覆蓋S、C、L頻帶； 摻銩光纖放大器的增益帶是S波段；摻鐠光纖放大器的增益帶在1310nm附近。而喇曼光放大器則是利用喇曼散射效應制作成的光放大器，即大功率的激光注入光纖后，會發生非線性效應?喇曼散射。在不斷發生散射的過程中，把能量轉交給信號光，從而使信號光得到放大。由此不難理解，喇曼放大是一個分布式的放大過程，即沿整個線路逐漸放大的。其工作帶寬可以說是很寬的，幾乎不受限制。這種光放大器已開始商品化了，不過相當昂貴。半導體光放大器（S0A）一般是指行波光放大器，工作原理與半導體激光器相類似。其工作帶寬是很寬的。但增益幅度稍小一些，制造難度較大。這種光放大器雖然已實用了，但產量很小。

到此，我們系統、全面地評論了光纖通信技術的重大進展，至于光纖通信技術的發展方向，可以概括為兩個方面： 一是超大容量、超長距離的傳輸與交換技術； 二是全光網絡技術。

隨著通信網絡逐漸向全光平臺發展，網絡的優化、路由、保護和自愈功能在光通信領域中越來越重要。采用光交換技術可以克服電子交換的容量瓶頸問題，實現網絡的高速率和協議透明性，提高網絡的重構靈活性和生存性，大量節省建網和網絡升級成本。目前，光交換技術可分成光的電路交換（OCS）和光分組交換（OPS）兩種主要類型。光的電路交換類似于現存的電路交換技術，采用OXC、OADM等光器件設置光通路，中間節點不需要使用光緩存，目前對OCS的研究已經較為成熟。根據交換對象的不同OCS又可以分為：　⑴ 光時分交換技術，時分復用是通信網中普遍采用的一種復用方式，時分光交換就是在時間軸上將復用的光信號的時間位置t1轉換成另一個時間位置t2 ⑵ 光波分交換技術，是指光信號在網絡節點中不經過光/電轉換，直接將所攜帶的信息從一個波長轉移到另一個波長上。　⑶ 光空分交換技術，即根據需要在兩個或多個點之間建立物理通道，這個通道可以是光波導也可以是自由空間的波束，信息交換通過改變傳輸路徑來完成　⑷ 光碼分交換技術，光碼分復用（OCDMA）是一種擴頻通信技術，不同戶的信號用互成正交的不同碼序列填充，接受時只要用與發送方相同的法序列進行相關接受，即可恢復原用戶信息。光碼分交換的原理就是將某個正交碼上的光信號交換到另一個正交碼上，實現不同碼子之間的交換。

名稱： 光纖通信技術

主題詞或關鍵詞： 信息科學 光波 光纖 通信技術

光纖由纖芯，包層和涂層組成，內芯一般為幾十微米或幾微米，比一根頭發絲還細；中間層稱為包層，通過纖芯和包層的折射率不同，從而實現光信號在纖芯內的全反射也就是光信號的傳輸；涂層的作用就是增加光纖的韌性保護光纖。

書 名： 光纖通信技術

作　者：柳春鋒

出版社：北京理工大學出版社

出版時間：2010-1-1

ISBN: 9787564011369

開本：16開

定價： 32.00元

本書是為高等學校“光纖通信”課程而編寫的基礎教材。根據應用型本科人才培養的特點和要求，在內容體例上做了一些新的嘗試，即“理論+應用+研究+實訓”。在內容上，不僅介紹光纖、光纜、光器件等方面的基本概念、工作原理等基礎理論，而且結合工程應用，介紹光纖通信系統工程方面的知識，如光纜選型、再生段計算、光纜敷設、光纖接續等，同時安排了研究項目和實訓章節，以培養學生的專業素質，尤其是實踐技能。

全書共9章，主要包括光纖光纜結構及其特性、導光原理、光器件的結構原理及其特性、光端機的結構及其技術指標、再生段計算、光纜敷設、光纖接續等。各章除附有習題供讀者練習外，還安排有研究項目。

本書可供本科生和研究生使用，也可供從事光纖通信系統和網絡研究、教學、規劃、設計、使用、管理和維護的有關人員參考，還可作為培訓教材使用。

電路與信號、通訊電子線路、算法語言級軟件基礎、微機原理、數字通信、程控交換、光纖通信、移動通信、數據通信。

本自考專業培養具有較高的綜合素質及綜合職業能力，面向通信業務部門、應用部門、工程部門、行業管理部門、通信及IT產品生產部門培養掌握現代通信技術的基礎理論和專業技能的應用型高級技術人才和管理人才。

《光纖通信技術概論》內容簡介:近幾年，通信網絡技術有較大的發展，光器件也有新的發展。《光纖通信技術概論》概要地介紹了光纖通信技術，包括光纖光纜、光纖通信所用的器件、光纖通信系統和光纖通信網絡。《光纖通信技術概論》的特點是內容新穎，簡明扼要。《光纖通信技術概論》內容通俗易懂，適合通信專業人員、學生和教師參考，也可供非通信專業人員閱讀學習。

第1章 概述

1.1 光纖通信的概念

1.1.1 什么是光纖通信

1.1.2 光纖通信系統的組成

1.2 光纖通信的發展歷史

1.2.1 光纖通信的里程碑

1.2.2 爆炸性發展

1.3 現代光纖通信技術

1.3.1 光纖通信技術特點

1.3.2 現代光纖通信技術角色

習題與思考題

第2章 光纖

2.1 光纖概述

2.1.1 光纖的構造

2.1.2 光纖的分類

2.2 光纖的傳輸原理

2.2.1 光線理論

2.2.2 波動理論

2.3 光纖的傳輸特性

2.3.1 帶寬和色散 2.3.2 光纖的損耗

2.3.3 光纖的非線性效應

2.4 幾種常用于光纖通信系統的光纖

2.4.1 g.652光纖

2.4.2 g.653光纖

2.4.3 g.655光纖

習題與思考題

第3章 光發送機和光接收機

3.1 激光產生的物理基礎

3.1.1 能級的躍遷

3.1.2 激光器的一般工作原理

3.2 半導體激光器和發光電二極管

3.2.1 半導體激光器的發光機理

3.2.2 半導體激光器的工作特性

3.2.3 半導體發光電二極管的發光機理

3.2.4 半導體發光電二極管的工作特性

3.3 光源的調制

3.3.1 光源的直接調制

3.3.2 光源的間接調制

3.4 光發送機

3.4.1 光發送機的結構組成

3.4.2 光發送機的主要技術指標

3.5 光檢測器件

3.5.1 光纖通信對光檢測器件的要求

3.5.2 pin光電二極管的工作機理

3.5.3 pin光電二極管的特性參數及特點

3.5.4 apd光電二極管的工作機理

3.5.5 apd光電二極管的特性參數及特點

3.6 光接收機

3.6.1 光接收機的結構組成

3.6.2 前置放大器

3.6.3 光接收機的主要技術指標

習題與思考題

第4章 光放大器

4.1 光放大器基本概述

4.1.1 增益頻譜和帶寬

4.1.2 增益飽和度

4.1.3 放大器噪聲

4.2 摻鉺光纖放大器

4.2.1 泵浦需求

4.2.2 增益頻譜

4.2.3 基本原理和基本特性

4，2.4 多通道放大

4.2.5 分布式放大器

4.3 光纖拉曼放大器

4.3.1 拉曼增益和帶寬

4.3.2 拉曼放大器特性

4.3.3 拉曼放大器性能

4.4 半導體光放大器

4.4.1 放大器設計

4.4.2 放大器特性

4.4.3 系統應用

4.5 幾種新型放大器

4.5.1 摻銩光纖放大器

4.5.2 光波導放大器

4.5.3 光子晶體光纖放大器

4.6 光放大器的測試

4.6.1 摻鉺光纖放大器

4.6.2 光纖拉曼放大器

4.6.3 半導體光放大器

習題與思考題

第5章 光器件

5.1 光器件概述

5.2 光連接器與衰減器

5.2.1 光連接器

5.2.2 光衰減器

5.3 耦合器與分束器

5.4 復用器

5.4.1 衍射光柵型

5.4.2 dtf型

5.4.3 熔錐型

5.4.4 集成光波導型

5.5 光隔離器與環形器

5.5.1 光隔離器

5.5.2 光環形器

5.6 光開關與光交叉連接器

5.6.1 光開關

5.6.2 光交叉連接器

5.7 光波長轉換器

5.8 光器件測試

5.8.1 插入損耗的測量

5.8.2 回波損耗的測量

5.8.3 隔離度的測量

5.8.4 方向性的測量

5.8.5 偏振相關損耗的測量

習題與思考題

第6章 sdh傳輸技術及網絡

6.1 兩種數字光纖通信系統傳輸系列:pdh和sdh

6.2 sdh技術

6.2.1 sdh的產生

6.2.2 sdh的主要特點

6.2.3 sdh的幀結構

6.2.4 sdh的復用結構和步驟

6.2.5 sdh的傳輸網結構和自愈能力

6.3 城域光網絡

6.3.1 城域光網絡的概念及特點

6.3.2 城域光網絡的發展

6.3.3 基于sdh的多業務傳送平臺

6.3.4 彈性分組環技術

6.4 光接入網技術

6.4.1 光接入網的結構

6.4.2 光接入網的特點和傳輸技術

6.4.3 基于sdh的光接入網

6.5 sdh光接口的測試

6.5.1 測試儀表

6.5.2 平均光發送功率的測試

6.5.3 消光比的測試

6.5.4 光源器件的譜寬和工作波長的測試

6.5.5 光接收機靈敏度的測試

6.5.6 光接收機過載光功率和動態范圍的測試

習題與思考題

第7章 光纖通信復用技術

7.1 光波分復用的基本概念

7.1.1 基本概念

7，1.2 密集與稀疏

7.2 wdm系統的工作原理與基本結構

7.2.1 wdm系統的工作原理

7.2.2 wdm系統的基本結構

7.3 光波分復用系統的關鍵技術

7.3.1 關鍵器件

7.3.2 波長路由

7.3.3 信道串擾

7.3.4 wdm光信道監控和網絡安全性

7.4 光時分復用

7.4.1 基本概念

7.4.2 超短脈沖光源

7.4.3 通道復用

7.4.4 通道解復用

7.4.5 otdm系統性能

7.5 光碼分復用

7.5.1 基本概念

7.5.2 擴頻碼技術

7.5.3 編/解碼技術

7.5.4 ocdm系統性能

7.6 wdm測試

7.6.1 wdm的測試指標

7.6.2 wdm的測試儀器和測試方法

習題與思考題

第8章 光纖通信系統性能與設計

8.1 光纖通信系統的概念

8.1.1 基本光纖通信系統結構

8.1.2 光纖傳輸特性對系統的影響

8.2 數字光纖通信系統性能及測試

8.2.1 數字光纖通信系統的主要性能指標

8.2.2 系統傳輸性能指標的測試

8.3 單通道數字光纖通信系統結構與設計

8.3.1 系統結構

8.3.2 光纖通信系統設計的總體考慮

8.3.3 單通道系統中繼距離設計

8.4 多通道數字光纖通信系統設計

8.4.1 系統設計中應注意的問題

8.4.2 wdm+edfa系統中繼距離設計

習題與思考題

第9章 光纖通信新技術

9.1 下一代光網絡

9.1.1 下一代網絡的基本概念

9.1.2 下一代網絡中的光傳送網

9.2 光交換技術

9.2.1 空分光交換

9.2.2 時分光交換

9.2.3 波分光交換

9.2.4 碼分光交換

9.2.5 光分組交換

9.3 智能光網絡

9.3.1 智能光網絡的基本概念

9.3.2 智能光網絡的體系結構

9.3.3 智能光網絡的控制信令協議

9.3.4 智能光網絡的路由

9.3.5 智能光網絡的演進

9.4 全光網通信

9.4.1 全光網的概念及特點

9.4.2 全光網的分類及結構

9.4.3 全光通信的關鍵技術

9.4.4 全光網管理

9.4.5 全光網的安全性

9.5 量子光通信技術

9.5.1 量子光通信基礎

9.5.2 量子光通信特點

9.5.3 量子光通信研究進展及熱點

習題與思考題

附錄 光纖通信常用英文縮寫及中英文對照

主要參考文獻

《光纖通信技術與設備》是段智文編的機械工程出版社出版的高職高專用教科書。是以通信專業的需要為基礎編寫的，內容全面，能為教師和學生提供較大的信息量，選擇性強。各院校可根據具體情況靈活安排教學內容。充分體現了高職教育教材的特色，具有較強的針對性、實用性，既可作為高職高專院校通信類、電子信息類相關專業的教材，也可作為光纖通信技術的培訓用書，也可供光纖通信行業的工程人員參考。

《光纖通信技術與設備》是為適應當前高職高專教學改革的需要，在總結多年教學、科研和生產實踐經驗的基礎上編寫而成的。本教材系統地介紹了光纖通信的基礎知識，詳細地闡述了光纖與光纜、通信光器件、光端機、SDH傳輸網、光纖通信系統、中興ZXMPS320光端機及其例行維護操作、光纖通信新技術及光纖通信實訓等。

本教材理論緊密結合實際，通俗易懂。教材編寫以"會用、管用"為目標，理論以"必需、夠用"為原則，在此基礎上對傳統教材的內容進行精選、整合、優化，突出創新性，力爭緊跟科學發展前沿，同時設置了較多實訓內容，能夠更好地適應高職教育的需要。

本教材是以通信專業的需要為基礎編寫的，內容全面，能為教師和學生提供較大的信息量，選擇性強。各院校可根據具體情況靈活安排教學內容。

本教材充分體現了高職教育教材的特色，具有較強的針對性、實用性，既可作為高職高專院校通信類、電子信息類相關專業的教材，也可作為光纖通信技術的培訓用書，也可供光纖通信行業的工程人員參考。