众文网1.光纤通信论文
无线通信技术热点及发展趋势 摘要]由于无线通信网络存在的带宽需求和移动网络带宽不足的矛盾，用户地域分布和对应用需求不平衡的矛盾以及不同技术优势和不足共存的矛盾，因此，决定了发展无线通信网络需要综合运用各种技术手段，从全局和长远的眼光出发，采取一体化的思路规划和建设网络。
发挥不同技术的个性，综合布局，解决不同区域、不同用户群对带宽及业务的不同需求，达成无线通信网络的整体优势和综合能力。对此，我国政府管理部门也应该积极为运营商配备充足的频谱资源，为其综合规划提供有力的支撑和保障。
（正文）一、全球趋势：公众移动保持增长 宽带无线热点不断 当今，全球无线通信产业的两个突出特点体现在：一是公众移动通信保持增长态势，一些国家和地区增势强劲，但存在发展不均衡的现象；二是宽带无线通信技术热点不断，研究和应用十分活跃。 资料显示，在全球电信市场普遍低调的背景下，移动通信依然保持了较好的增长态势。
统计显示，2003年全球移动用户数增长率在17%以上，总计达到13。54亿户。
在市场值方面，全球移动业务市场在2003年已达到4680亿欧元，比上年增长了11。 3%以上。
尽管全球移动市场在增长，但这种增长也呈现出很大的不均衡性。从用户数来看，在北美、欧洲等发达国家和地区，由于移动用户普及率已经很高，因此新增用户数日益减少；而在亚洲、非洲等地区，特别是像中国这样的发展中国家，移动用户数增长迅猛。
从用户创造的价值来看，欧美发达国家的ARPU值远远超过了新兴的发展中国家。从数据新业务市场的增长来看，韩国、日本呈现爆发态势，已成为全球移动通信发展的新热点。
目前，我国的移动通信市场呈现持续快速增长的局面，截至4月底，移动用户总数达到2。 96亿，用户普及率达到20。
9%。考虑闲置的充值卡和一人双机的情况，我国移动通信由于用户普及率相对还比较低，仍有相当巨大和持久的增长空间。
但我国的移动通信领域已进入了全面竞争的时代，GSM、CDMA乃至小灵通等网络激烈争夺用户，这已导致了资费下降，用户ARPU值下降的情况。 目前我国的GPRS、CDMA 1X等2。
5G数据业务发展态势不错，并已逐步培育了用户群。而3G还处在技术试验阶段，政府依然保持谨慎态度。
除传统的公众移动通信外，全球的宽带无线接入领域近期研究和应用十分活跃，热点不断出现，给无线通信业界带来了清新的空气。 这包括宽带固定无线接入技术、WLAN技术、WiMAX技术、UWB技术等等，呈现百花齐放的局面。
这些技术的出现和发展，给整个无线通信产业注入了勃勃生机。 二、热点解析：五大技术引领风骚 应用模式各展所长 前文对全球无线通信领域的发展情况作了概要性介绍，以下将重点就当前无线通信领域的焦点问题和热点技术展开较深入的介绍和分析。
主要包括3G、3。5GHz MMDS、WLAN、WiMax、UWB等五大热点。
1。举世瞩目的3G 今天，第三代移动通信3G格外引人瞩目，成为无线通信产业的最大热点。
首先，从技术角度来看，3G主流技术已经基本成熟。 cdma2000由于技术本身的平滑演进特性，进入3G的障碍不大。
WCDMA以前受版本不断更新的影响，阻碍了商用进程，但目前主体标准已经定型，具备了规模商用的基础。TD-SCDMA技术要相对滞后一些。
总的说来，当前的3G技术已经能够支持规模化的商用网络部署。 其次，目前欧美等运营商已经进入了3G网络部署阶段。
3G网络的商用部署正在全球一步步地铺展开来。截至2004年3月底，就WCDMA而言，全球已经发放了120份牌照，签署了91份商业部署合同，目前已有二十多家网络投入商用，预计到2004年年底总数将超过40家。
目前两家韩国运营商STK和KTF在使用cdma2000 1x EV-DO，日本KDDI也开始了EV-DO网络的商用，而Verizon也即将参与该制式下3G网络的部署。 应该说，2004年已经进入了全球3G的商用部署年。
第三，部分运营商的3G用户数量开始呈现快速增长的局面。 最早推出3G商用业务的NTT DoCoMo近期宣布，在距离突破200万用户仅仅两个月的时间内，他们的3G用户总数就增长至300万大关。
5月中下旬，和记黄埔表示，在过去两个月中，3G用户数出现了快速增加，目前在全球范围内已经达到了173万。截至2004年1月1日，全球使用cdma2000（包括CDMA 1X）系列和WCDMA标准制式的3G用户数已经达到了7300万。
从全球来看，3G商用在部分地区已取得了初步成功。 第四，我国3G处在黎明的前夕。
我国对3G一直采取积极稳健的态度，目前，我国正在进行第二阶段的网络技术试验，或称外场测试。自今年3月起，开始启动WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA的测试工作，由6大运营商分别在北京、上海、广州三地进行。
测试的重点包括：3G网络覆盖、容量等性能试验；不同3G技术之间、3G和2G技术之间的干扰、共存；各种3G业务及业务兼容性试验；3G终端和系统之间互操作试验；3G和2G之间的互操作试验。 预计此阶段试验将在今年10月份完成，试验将对我国对3G的决策工作起到重要的参考作用。
由于此次试验由运营商参与，且属于网络试。
2.光的色散研究
光的色散研究 实验目的 1.巩固调整和使用分光仪的方法 2.掌握用分光仪测量棱镜的顶角的方法 3.掌握用最小偏向角法测量棱镜的折射率 4.学会用分光仪观察光谱，研究光的色散 实验仪器 分光仪、平面镜、三棱镜、高压汞灯 实验原理1.光的色散和色散曲线 光在物质中的传播速度v随波长而改变的现象，称为色散。
因为物质的折射率n可以表示为 ，式中c是真空中的光速。由上式可见，色散现象也表现为物质的折射率随波长的变化，即可以表示为下面的函数形式 上式所表示的关系曲线，也就是折射率随波长的变化曲线，称为色散曲线。
物质的折射率随波长变化的状况和程度，常用色散率dn/d来表征。2.玻璃三棱镜折射率的测量原理 当一单色光经过三棱镜的面AB时发生折射。
SD为入射光线，两次折射后沿ER方向出射。入射光线和出射光线的夹角 叫偏向角，如图可见 所以 因为顶角A相对于空气的折射率n有一定值， 是 的函数，因此 实际上只随 变化，当 为某一个值时， 达到最小，这最小的 称为最小偏向角 。
由折射定律可知，这时， 。因此，当 时 具有极小值。
将 、代入 和 则有 ， ， ， 。用分光仪测出三棱镜的顶角A和棱镜对某单色光的最小偏向角 ，就可以求出棱镜玻璃材料对空气的折射率n.这就是最小偏向角法。
若入射光不是单色光，当它入射到 棱镜时，由于光波长的不同，折射率也 不同，因此经过两次的折射后，原本的 那束复色光会发生色散现象而出现不同 波长的光谱。每一条光谱都可看作为一 条单色光形成的光谱测量。
3.用反射法测量棱镜顶角 如图将棱镜顶角A置于载物台中心 处，并使顶角A对着平行光管，先用眼 睛直接观察，能否见到由AB、AC面反射 的狭缝像。再转动望远镜至反射线T1的 位置，使其叉丝的竖线对准像的中心。
从分光计的两游标处记下读数 ， 。然后，将望远镜转至T2位置，并记下相 应的数据 ， 。
采取两个窗口使为了 消除偏心差。棱镜的顶角4.最小偏向角的测量方法 测定棱镜的顶角后，把顶角A放到 载物平台的中心，棱镜的磨沙面向外，使从平行光管出来的汞灯光能经过棱镜 色散后形成光谱。
先用眼睛直接观察平 行光经过折射后的出射方向，再将望远 镜移到该处，使在望远镜中能清楚地看到光谱。然后缓缓地转动平台，使光谱的偏向角逐渐减小，调节望远镜，使当平台转动时保证能看到光谱。
当载物平台转到某一位置时谱线不随平台转动而移动，而且当继续转动平台谱线会向相反方向移动，也即偏向角反而增大。谱线移动改变的位置就是棱镜对该谱线的最小偏向角。
反复转动平台，准确找到该位置，然后固定平台，转动望远，使十字叉丝的竖线与光谱线重合，记录在该位置的游标读数 和 。移去三棱镜，再转动望远镜，使十字叉丝竖线对准平行光管的狭缝像，记录两游标的读数 和 。
与望远镜的两个位置相应游标之差，即为最小偏向角 。实验内容与步骤 1. 调节分光仪1 目测粗调 目测调整望远镜光轴、平行光管、载物台平面，三者大致垂直于分光计中心旋转轴。
2 望远镜的调焦，使之能接受平行光。具体步骤：1） 目镜调焦 A：通电照明 B：旋转目镜调节手轮，调整目镜与分划板相对位置，使叉丝与小十字变清晰为止2） 物镜调焦 A：将载物台紧贴台基，置平面镜与台上，再使望远镜光轴大致垂直平面镜，平面镜放置时，其平面与载物台下螺钉a2、a3连线垂直，如图 B：调望远镜倾度调节螺钉，左右转动载物台，使之能看到十字反射像 C：松开调焦锁紧螺母，前后调节目镜镜筒并调节分划板与物镜相对位置，使小十字及其反射像皆十分清晰为止 D：消除视差—微调目镜系统。
眼睛左右移动时，小十字反射像与叉丝无相对位移3） 调节望远镜光轴及载物台面垂直于仪器中心转轴 A：旋转载物台，使平面镜前后两面反射的十字反射像皆在视场内。仔细调望远镜倾度调节螺钉，使之前后两面都能看到十字反射像。
设其中一反射像与上十字叉丝距离为h B：调节载物台下a2或a3两螺钉之一，使此h缩短为h/2，再调望远镜倾度调节螺钉，使十字反射像与上十字叉丝重合 C：旋转载物台，用“各半”调节法使另一反射面的十字反射像与“上十字叉丝”重合。2、3可能要反复调整数次，要细心、耐心 D：将平面镜转动90度后放在载物台上。
调节载物台下螺钉a1，使十字反射像与上十字叉丝重合。平面镜镜面正对载物台下螺钉a1，见图示4） 调整平行光管，使之发出平行光，并使其光轴垂直于仪器转轴 A：点燃钠灯，均匀照亮狭缝，改变狭缝与平行光管透镜间距离，使狭缝在视场中清晰成像（呈清晰的狭缝像，且像与叉丝无视差） B：调节螺丝调整狭缝宽度，通过望远镜观察，使狭缝宽约0.3mm，并使狭缝水平 C：调节平行光管下的俯仰调节螺钉，使狭缝像对准叉丝水平中线，调整后转动狭缝与分划板垂直线重合，并固定 2.测量三棱镜的顶角 打开汞灯，用反射法测量三棱镜的顶角A，重复测量5次，求顶角及其平均值和不确定度。
1 2 3 3.测量不同光谱的最小偏向角 测量汞灯各种光谱的最小偏向角 ，求各种光谱的最小偏向角的平均值和三棱镜对于不同光谱的的折射率n，根据折射率n与波长 作出玻璃材料的色散曲线 ，还有要求出。
3.光纤发展趋势未来光纤的应用环境,以及光纤的新材料的使用对通信的
传输容量需求的增加继续驱动传输技术领域的进步，随着密集波分复用（DWDM）技术、光纤放大技术，包括掺铒光纤放大器（EDFA）、分布喇曼光纤放大器（DRFA）、半导体放大器（SOA）和光时分复用（OTDM）技术的发展和广泛应用，光纤通信技术不断向着更高速率、更大容量的通信系统发展，并且逐步向全光网络演进。
2002年OFC会议上报道了速率高达10。92Tbps的273*40Gbps和10。
2Tbps的DWDM系统。DWDM、OTDM、EDFA、DRFA、SOA以及与各种新型光纤和先进信号处理技术的结合将把光纤通信传输容量推向一个更高的水平。
在如此高速率，特别是超长距离系统中，系统传输容量和距离是关键的技术衡量标准。 而先进的光纤对超长距离系统是得到高容量传输最有效的途径之一，既具有能保持稳定可靠传输足够的富余度，又能支持宽带工作，减少非线性损伤，具有高的分布喇曼增益，简化网络管理。
多模光纤由于芯径和数值孔径比单模光纤大，具有较强的集光能力和抗弯曲能力，特别适合于多接头的短距离应用场合，并因多模光纤的系统费用仅为单模系统费用的1/4。 近年来，多模光纤的应用呈逐年上升趋势，这主要是因为世界光纤通信技术将逐步转向纵深发展，并行光互联元件的实用化也大大推动短程多模光缆市场的快速增长，从而使多模光纤的市场份额持续上升。
随着千兆比特以大网的建立，以大网还将从Gbps向10Gbps的超高速率升级，新一代适合激光系统使用的多模光纤将会随之研制并得到广泛应用。 一、单模光纤发展趋势 通信用传输光纤的进步从降低损耗和降低色散开始，不断减少线性效应和非线性效应影响，提升和改进产品质量。
20世纪70年代末到80年代初，普通单模光纤（ITU-T G。652）研制成功；1983年，普通单模光纤商用化，色散位移单模光纤（ITU-T G。
653）研制出来；1985年以后，色散位移单模光纤商用化，大量用于长距离、大容量的通信干线系统。为了适应新一代使用掺铒光纤放大器（EDFA）和密集波分复用（DWDM）通信系统的需要。
1993年以后，先后研制出了色散补偿光纤和非零色散位移单模光纤（ITU-T G。 655），并很快投入商业使用。
1995年前后；开拓了1565~1625nm的L带，称为第四窗口。1998年，朗讯公司推出了全波光纤（All Wave Fiber），该光纤几乎完全消除了OH离子吸收峰，打开了1360~1460nm的第五窗口。
1999年以后，又陆续推出了许多新型光纤品种。 随着更大传输容量的需求和DWDM的继续发展，要求光纤工作在更宽的频率范围，从C波段发展到L波段和S波段；消除1383nm衰减水峰，从O波段扩展到E波段，实现全波段传输。
为了适应这种情况，ITU-T对石英玻璃单模光纤的工作波长范围作出了定义，如表6。 长距离DWDM用的光纤还应具有适宜的色散值、合适色散符号和小的色散斜率，适宜大的有效面积，很低的PMD值和衰减值，并通过不同光纤配置实现色散管理、减少线性影响和非线性损伤、最佳噪声特性等来达到超长距离、超大容量传输。
喇曼光纤放大器（EDFA）的出现和推广应用，进一步改善了光信噪比（OSNR）和扩展了光纤放大器之间的距离，喇曼放大要求设计出在泵埔波段低衰减光纤，以得到高的喇曼效率。 与长途网相比，城域网面临更加复杂多变的业务环境，直接支持大用户，需要服务的人口众多、密集，网络节点分布集中，信息量大，业务密度高，网络的物理半径（相对长途而言）较小，即通信距高较短，地下管道拥挤，网络动态变化幅度大，需要频繁的业务量疏导和带宽管理能力。
因此，提高网络运行效率、降低建设成本和运行费用十分关键。采用密集波分复用（DWDM）技术是一个很有前途的解决方案。
而城域网用光纤类型的选择是运营商和网络设计者应慎重考虑的问题。为了克服信道间隔不能无限变窄对于扩大系统容量的限制，利用具有更宽工作波长范围的单模光纤自然更理想。
已经开发了低水峰单模光纤，也称全波光纤，这种新型光纤属于ITU-T G。652C类型，它在C、L波段的色散太大，不是理想光纤。
康宁、阿尔卡特、住友均推出了城域网用非零色散位移光纤，但是，这些光纤不适于包括在S波段的传输，人们又在开发S-C-L三波段传输的城域网用新型光纤。 二、多模光纤发展趋势 世界上第一根衰减低于20dB/km的石英玻璃光纤，是一根0。
63μm短波长的单模光纤，芯径仅几微米，用如此细的单模光纤来构成通信系统，非常困难，首先是连接、耦合问题不好解决。在这种情况下，人们将主要研究目标转向了多模光纤，并取得了成功。
1971~1980年期间，是多模光纤研究开发的第一个活跃期，70年代末到80年代初长波长多模光纤（ITU-T G。651）商用化，建立了50/125μm梯度多模光纤工业标准。
1981~1995年期间，是多模光纤增加品种、投入规模生产的稳定应用期。 国际上纷纷利用50/125μm梯度多模光纤建立了实用化的局间干线光纤通信系统。
但在1983~1984年，单模光纤（G。652光纤）技术成熟，50/125μm光纤在干线光纤通信系统中的地位迅速地被单模光纤取代，同时，50/125μm光纤转向局域网（LAN）数据传输领域。
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