1、大连水产学院毕业设计(论文)开题报告表课题名称 光纤光缆和通讯电缆技术发展与思考 题目性质 模拟( 虚拟)题目类型 设计 开发 题目来源 生产学生姓名 专 业 自动化 导 师报告内容：作为光纤在传输线路的最终应用，光缆的产品和技术也越来越成熟，其重要地位已为运营商所关注。在行业竞争愈发激烈的背景下，在许多大型重要线路的招标项目中，价格成为各家供应商的杀手锏，但是对于用户来说， “价廉” 的同时如何“ 物美”才是最为重要的。所以在 2005 年运营商招标的大型项目中，对于用量最大的管道、架空、直埋光缆，不少运营商采用集团集中采购的方法统一选型，光缆采购逐步规范化和通用化，光缆制造商想以此获取丰厚
2、利润已不大可能，根据业务需求开发新的产品、实现自身多元化，并给用户网络提供新的支持成为光缆厂商唯一的可行之道。指导教师签名： 年 月 日教务处制表毕业设计光纤光缆和通讯电缆技术发展与思考学 生 姓 名：指 导 教 师 ：合 作 指 导 教 师：专 业 名 称 ：所 在 学 院 ：*年*月*日大连水产学院专科毕业设计 目录目录摘要4前言6一 光纤技术发展的特点 1.1 网络的发展对光纤提出新的要求71.2 光纤标准的细分促进了光纤的准确应用 71.3 新型光纤在不断出现 8二 光缆技术的发展特点2.1 光网络的发展使得光缆的新结构不断涌现9 2.2 光缆的自动维护、适时监测系统已逐渐完善，可保证
3、大容量高速率的光缆不中断传输11三 通信电缆的发展特点 3.1 宽带的 HYA 通信电缆需要更好地为数字通信新业务服务 123.2 超 5 类及 6 类电缆将替代 5 类电缆成为布线系统发展的超蛰133.3 物理发泡射频同轴电缆及漏泄同轴电缆将具有较好的发展前景13四 光纤光缆及通信电缆技术与产业发展中几个值得思考的问题 4.1 积极创新开发具有自主知识产权的新技术134.2 开发具有先进技术水平、与使用环境、施工技术相配套的新产品13大连水产学院专科毕业设计 目录- 3 -4.3 利用已有设备与技术,改善 HYA 市话电缆的相应特性,为数字业务提供更好的服务134.4 改进光缆电缆的施工和维
4、护方法134.5 冷静地审视当前电信市场的发展，促进光纤光缆和通信电缆产业的发展154.6 抓住西部大开发的大好机遇，发展光缆电缆技术与产业15结论 16致谢17参考文献 18摘要大连水产学院专科毕业设计 摘要- 4 -过去的几年，可以说是光纤光缆行业最为艰苦的几年，然而在这样的环境下，产业的各环节依然在不断努力，针对新的应用业务，相关的技术、标准进展也非常迅速，为制造商的产品开发、运营商的网络建设与运营提供了指导性策略。G.652D 已经被运营商、制造商广泛看好，是未来 G.652 的主力产品；G.655 的技术和市场相对稳定，这与运营商的干线网络建设逐渐放缓密切相关。新型的光纤，包括 G.
5、656，ITU-T 已经于去年颁布了正式的 G.656 建议；塑料光纤、光缆的标准，国内相关部门也在积极制定之中，其大规模产业化、应用将会带来很好的市场规模；光子晶体光纤的实验室研究进展亦非常迅速，国内已经有一些产品的样品推出，但是正式应用还需要技术的进一步成熟以及整个光通信系统技术的突破性进展。FTTH 出色的三网合一的业务承载能力，将撬动巨大的用户市场，成为光纤光缆行业摆脱当前困境的巨大契机。在用户接入端，相关的光缆产品与技术正在稳步发展，借着 FTTH 的春风，有望获得突破性进展。关键词:光纤光缆， 通信电缆， ITU-T 建议， 技术发展Abstract大连水产学院专科毕业设计 Abs
6、tract- 5 -Over the past few years, optical fiber and cable can be said to be the most difficult years the industry, but in such an environment, the industry is still in the different aspects of the ongoing efforts, the application of the new business, related technology, standards are also very rapi
7、d progress, in order to the manufacturers product development, the network operators to provide guidance and operating strategy. Has been G.652D operators, manufacturers optimistic about the broad future G.652 main products; G.655 technology and the market is relatively stable, with the operators tr
8、unk network construction is closely related to a gradual slowdown. New type of fiber, including G.656, ITU-T has been in the last year of the promulgation of a formal recommendation G.656; plastic optical fiber, optical cable standards, the relevant departments are also actively developed, and its l
9、arge-scale industrialization, the application will be bring a good market; photonic crystal fiber research laboratory is also very rapidly, already there are some samples of the product launch, but also the need for formal application of technology to further mature as well as the optical communicat
10、ion system of breakthrough technologies. Triple-play FTTH business excellent carrying capacity, users will be leveraging the enormous market of optical fiber and cable industry has become out of the current plight of the great opportunity. End user access, cable-related products and technologies are
11、 developing steadily, and by the spring FTTH is expected to get a breakthrough.Key words: optical fiber cable， communication cable， ITU-T ，recommendations of technological development大连水产学院专科毕业设计 前言- 6 -前言经过了 2000 年的大热大噪，泡沫破灭之后的全球光纤市场呈现严重的供大于求之势，在光通信市场趋于平稳饱和的今天，虽然上述情况有所改善，但是受通信业大环境的影响，国内光纤光缆市场的发展仍然相
12、对平淡。虽然平淡但也有亮点，为了市场的需求和技术的发展，业内人士依然没有放弃努力，并取得了显著的成果：光纤方面，2003 年 G.652D、G.655C 光纤的ITU-T 建议出台，2004 年 G.656 光纤建议浮出水面，支持万兆以太网的 G.651 光纤受到业内人士关注，同时，新型光纤，如塑料光纤，光子晶体光纤的研究与应用工作也正在如火如荼地进行；光缆方面，随着光纤光缆价格的不断下降以及奥运所带来的业务应用机遇，光纤到户的试验工程已经开始启动，设备的接入技术也正在趋于实用；电力光缆依然炙手可热，成为低迷的光缆行业中为数不多的亮点；一些新型光缆，如微型光缆、雨水管道光缆、路面开槽光缆等亦成
13、为业内用户关注、制造商正在研究与实施的方向。作为光纤在传输线路的最终应用，光缆的产品和技术也越来越成熟，其重要地位已为运营商所关注。在行业竞争愈发激烈的背景下，在许多大型重要线路的招标项目中，价格成为各家供应商的杀手锏，但是对于用户来说， “价廉”的同时如何“物美”才是最为重要的。所以在2005 年运营商招标的大型项目中，对于用量最大的管道、架空、直埋光缆，不少运营商采用集团集中采购的方法统一选型，光缆采购逐步规范化和通用化，光缆制造商想以此获取丰厚利润已不大可能，根据业务需求开发新的产品、实现自身多元化，并给用户网络提供新的支持成为光缆厂商唯一的可行之道。大连水产学院专科毕业设计 光纤技术发
14、展的特点- 7 -一光纤技术发展的特点 1.1 网络的发展对光纤提出新的要求 下一代网络（NGN）引发了许多的观点和争论。有的专家预言，不管下一代网络如何发展，一定将要达到三个世界，即服务层面上的 IP 世界、传送层面上的光的世界和接入层面上的无线世界。下一代传送网要求更高的速率、更大的容量，这非光纤网莫属，但高速骨干传输的发展也对光纤提出了新的要求。1.1.1扩大单一波长的传输容量 目前，单一波长的传输容量已达到 40 Gbit/s，并已开始进行 160 Gbit/s 的研究。40Gbit/s 以上传输对光纤的 PMD 将提出一定的要求，2002 年的 ITU-T SG15 会议上，美国已提
15、出对 40Gbit/s 系统引入一个新的光纤类别（G.655.C）的提议，并建议对其 PMD 传输中的一些问题进行深入探讨，也许不久的将来就会出现一种专门的 40Gbit/s 光纤类型。1.1.2实现超长距离传输 无中继传输是骨干传输网的理想，目前有的公司已能够采用色散齐理技术，实现20005000km 的无电中继传输。有的公司正进一步改善光纤指标，采用拉曼光放大技术，可以更大地延长光传输的距离。1.1.3适应 DWDM技术的运用 目前 322.5Gbit/s DWDM 系统已经运用，642.5Gbit/s 及 3210Gbit/s 系统已在开发并取得很好的进展。DWDM 系统的大量使用，对光
16、纤的非线性指标提出了更高的要求。ITU-T 对光纤的非线性属性及测试方法的标准（G.650.2）最近也已完成，当光纤的非线性测试指标明确之后，对光纤的有效面积将会提出相应指标，特别是对 G.655 光纤的非线性特性会有进一步改善的要求。 1.2 光纤标准的细分促进了光纤的准确应用 2000 年世界电信标准大会批准将原 G.652 光纤重新分为 G.652.A、G.652.8 和 G.652.C 3 类光纤；将 G.655 光纤重新分为 G.655.A 和 G.655.B 两类光纤。这种光纤标准的细分促进了光纤的准确使用，细化标准的同时也提高了一些光纤的指标要求（如有些光纤几何参数的容差变小）
17、，明确了对不同的网络层次和不同的传输系统中使用的光纤的不同指标要求（如 PMD 值的规定） ，并提出了一些新的指标概念（如“色散纵向均匀性”等） ，对合理使用光纤取得了很好的作用。所有这些建议的修改、子建议的出现及新子建议的起草，都意味着光纤分类及指标、测试方法有某些改进，或有重要的提升；都标志着要求光纤质量的提高或运用方向上的调整，是值得注意的光纤技术新动向。大连水产学院专科毕业设计 光纤技术发展的特点- 8 -1.3 新型光纤在不断出现 为了适应市场的需要，光纤的技术指标在不断改进，各种新型光纤在不断涌现，同时各大公司正加紧开发新品种。 1.3.1用于长途通信的新型大容量长距离光纤 主要是
18、一些大有效面积、低色散维护的新型 G.655 光纤，其 PMD 值极低，可以使现有传输系统的容量方便地升级至 1040Gbit/s，并便于在光纤上采用分布式拉曼效应放大，使光信号的传输距离大大延长。如康宁公司推出的 Pure Mode PM 系列新型光纤利用了偏振传输和复合包层，用于 10 Gbit/s 以上的 DWDM 系统中，据称很适合于拉曼放大器的开发与应用。Alcatel cable 推出的 Teralight Ultra 光纤，据介绍已有传输 100km 长度以上单信道 40Gbits、总容量 10.2 Tbits 的记录。还有一些公司开发负色散大有效面积的光纤，提高了非线性指标的要
19、求，并简化了色散补偿的方案，在长距离无再生的传输中表现出很好的性能，在海底光缆的长距离通信中效果也很好。1.3.2用于城域网通信的新型低水峰光纤 城域网设计中需要考虑简化设备和降低成本，还需要考虑非波分复用技术（CWDM）应用的可能性。低水峰光纤在 13601460nm 的延伸波段使带宽被大大扩展，使 CWDM 系统被极大地优化，增大了传输信道、增长了传输距离。一些城域网的设计可能不仅要求光纤的水峰低，还要求光纤具有负色散值，一方面可以抵消光源光器件的正色散，另一方面可以组合运用这种负色散光纤与 G.652 光纤或 G.655 标准光纤，利用它来做色散补偿，从而避免复杂的色散补偿设计，节约成本
20、。如果将来在城域网光纤中采用拉曼放大技术，这种网络也将具有明显的优势。但是毕竟城域网的规范还不是很成熟，所以城域网光纤的规格将会随着城域网模式的变化而不断变化。接入网中采用光接入网的主要目的是：减少维护管理费用和故障率；开发新设备，增加新收入；配合本地网络结构的调整，减少节点，扩大覆盖；充分利用光纤化所带来的一系列好处；建设透明光网络，迎接多媒体时代。 所谓光接入网从广义上可以包括光数字环路载波系统（ODLC）和无源光网络（PON）两类。数字环路载波系统 DLC 不是一种新技术，但结合了开放接口 VS.1V5.2，并在光纤上传输综合的 DLC（IDLC） ，显示了很大的生命力，以美国为例，目前
21、的 1.3 亿用户线中，DLCIDLC已占据 3600 万线，其中 IDLC 占 2700 万线。特别是新增用户线中 50为 IDLC，每年约 500 万线。至于无源光 网络技术主要是在德国和日本受到重视。德国在 1996 年底前共敷设了约 230 万线光接入网系统，其中 PON 约占 100 万线。日本更是把 PON 作为其网络光纤化的主要技术，坚持不懈攻关十多年，采取一系列技术和工艺措施，将无源光网络成本降至与铜缆绞线成本相当的水平，并已在 1998 年全面启动光接入网建设，将于 2010 年达到 6000 万线，基本普及光纤通信网，以此作为振兴 21 世纪经济的对策。近来又计划再争取提前
22、到 2005 年实现光纤通信网。在无源光网络的发展进程中，近来又出现了一种以 ATM 为基础的宽带无源光网络（APON） ，大连水产学院专科毕业设计 光纤技术发展的特点- 9 -这种技术将 ATM 和 PON 的优势相互结合，传输速率可达 622155Mbps，可以提供一个经济高效的多媒体业务传送平台并有效地利用网络资源，代表了多媒体时代接入网发展的一个重要战略方向。目前国际电联已经基本完成了标准化工作，预计 1999 年就会有商用设备问世。可以相信，在未来的无源光 网络技术中，APON 将会占据越来越大的份额，成为面向 21 世纪的宽带投入技术的主要发展方向。1.3.3用于局域网的新型多模光
23、纤 由于局域网和用户驻地网的高速发展，大量的综合布线系统也采用了多模光纤来代替数字电缆，因此多模光纤的市场份额会逐渐加大。之所以选用多模光纤，是因为局域网传输距离较短，虽然多模光纤比单模光纤价格贵 50100，但是它所配套的光器件可选用发光二极管，价格则比激光管便宜很多，而且多模光纤有较大的芯径与数值孔径，容易连接与耦合，相应的连接器、耦合器等元器件价格也低得多。ITU-T 至今未接受 62.5/125m 型多模光纤标准，但由于局域网发展的需要，它仍然得到了广泛使用。而 ITU-T 推荐的 G.651 光纤，即 50/125m 的标准型多模光纤，其芯径较小、耦合与连接相应困难一些，虽然在部分欧
24、洲国家和日本有一些应用，但在北美及欧洲大多数国家很少采用。针对这些问题，目前有的公司已进行了改进，研制出新型的 5O/125m 光纤渐变型（G1）光纤，区别于传统的 50/125m 光纤纤芯的梯度折射率分布，它将带宽的正态分布进行了调整，以配合 850nm 和 1300nm 两个窗口的运用，这种改进可能会为 50/125pm 光纤在局域网运用找到新的市场。 局域网光纤性能强调的是工作带宽和接续费用。特别是随着吉比特以太网和 10G 比特以太网快速发展多模光纤已经成为首选传输媒质。国内外光纤厂家如，康宁、阿尔卡特、烽火、长飞等先后推出了吉比特以太网多模光纤并已经大量商用。2002 年 IEEE
25、在 802.3ae 标准中，又提出了一种高带宽 50/125m 多模光纤。它提高了 850nm 波长的带宽，在链路中选用低价格的850nm 波长垂直腔表面发射激光器（VCSEL）和两级编码技术，这种多模光纤的“激光器带宽”为 2000MHz.km，足以支持 10Gb/s 以太网传输达 300m。当前，高带宽 50/125m 多模光纤正在成为吉比特以太网采用的主要光纤。1.3.4前途未卜的空芯光纤 据报道，美国一些公司及大学研究所正在开发一种新的空芯光纤，即光是在光纤的空气够传输。从理论上讲，这种光纤没有纤芯，减小了衰耗，增长了通信距离，防止了色散导致的干扰现象，可以支持更多的波段，并且它允许较强的光功率注入，预计其通信能力可达到目前光纤的 100 倍。欧洲和日本的一些业界人士也十分关注这一技术的发展，越来越多的研究证明空芯光纤似有可能。如果真能实用，就能解决现有光纤系统长距离传输的问题，并大大降低光通信的成本。但是，这种光纤使用起来还会遇到许多棘手的问题，比如光纤的稳定性、侧压性能及弯曲损耗的增大等。因此，对于这种光纤的现场使用还需做进一步的探讨。二 光缆技术的发展特点
