什么是光通信

光通信是一種利用光波傳輸信息的通信方式。它主要通過光纖來傳遞光信號，這些信號可以攜帶大量的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)高速度和大容量的通信。光通信的基本組成包括：

發(fā)送機：將電信號轉(zhuǎn)換成光信號。

光纖：作為傳輸媒介，光信號在其中傳播。

接收機：將光信號轉(zhuǎn)換回電信號。

光通信的基本結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個部分：

光發(fā)射機：負責將電信號轉(zhuǎn)化為光信號，并將其注入光纖中進行傳輸。一般由光源、調(diào)制器和信道耦合器組成。

光纖信道：作為傳輸媒介，光信號在其中傳播。光纖的基本特性參數(shù)包括損耗與色散，為了實現(xiàn)高速長距離傳輸，光纖需要具有低損耗和低色散特性。

光接收機：負責將從光纖輸出的光信號轉(zhuǎn)化為電信號。一般由信道耦合器、光電探測器和解調(diào)器組成。

光通信相對于傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)具有許多顯著優(yōu)點，主要包括：

更高的帶寬：光波長更短，可以在同樣的頻段內(nèi)傳輸更多的信息。

更遠的傳輸距離：光在介質(zhì)中傳播時衰減更小，可以在更遠的距離內(nèi)進行傳輸。

更高的安全性：光信號不會像電信號一樣通過電磁波被竊聽，傳輸過程中更加安全可靠。

低功耗：得益于光纖的低衰減，在傳輸中可以用較小的功率消耗實現(xiàn)遠距離的信號傳輸。

低干擾：光信號即使在電磁場下也能傳輸，光纖中的光信號幾乎不受外界電磁場的影響。

體積更小，重量更輕：相對于同樣功能的銅線，光纖占用的體積更小，重量也更輕。

1）傳輸距離長：光在介質(zhì)中傳播時衰減更小，可以在更遠的距離內(nèi)進行傳輸。

比如說，現(xiàn)在和國外的朋友通話或上網(wǎng)聊天時，感覺與在國內(nèi)通話沒什么兩樣。不像以前那樣聲音會滯后。在只有電通信的時代，一次能傳輸?shù)木嚯x短而且傳輸?shù)男畔⒘可?，國際間的通信主要通過人造衛(wèi)星作為中繼傳輸。但是，使用光通信的話，一次性傳輸?shù)木嚯x長而且傳輸?shù)男畔⒘慷?，因此，通過使用鋪設(shè)在海底的光纖光纜，就能實現(xiàn)與海外自然暢通的通信。（電波和光的速度相同。但是，由于經(jīng)由衛(wèi)星的話傳輸路徑會變長，信號到達較慢。海底電纜的距離短很多，所以信號會更快達到。）

2）一次性傳輸海量信息

3）通信速度快：光信號即使在電磁場下也能傳輸，光纖中的光信號幾乎不受外界電磁場的影響

光通信用在什么地方

光通信技術(shù)主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，特別是在大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G等技術(shù)興起的背景下，數(shù)據(jù)流量的迅猛增長使得數(shù)據(jù)中心和移動通信的光互連成為了光通信行業(yè)的研究熱點。此外，光通信還廣泛應(yīng)用于以下幾個方面：

數(shù)據(jù)中心：連接服務(wù)器和存儲設(shè)備，支持大量數(shù)據(jù)的快速傳輸。

移動通信：提供高速的移動網(wǎng)絡(luò)連接，支持5G等先進通信技術(shù)。

長途干線通信：替代傳統(tǒng)的電纜和衛(wèi)星通信，通過光纖實現(xiàn)更遠距離、更高質(zhì)量的通信。

城市有線電視網(wǎng)：提供高質(zhì)量的電視信號傳輸。

局域網(wǎng)：在辦公室、學校等場所內(nèi)部連接各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

特殊環(huán)境通信：如飛機、航天器、艦艇內(nèi)部，以及礦井、電力部門、軍事等特殊環(huán)境中的通信

光通信存在于身邊乃至世界互聯(lián)網(wǎng)、手機、IP電話等使用網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，將每個人與其所在地區(qū)、與整個國家聯(lián)系起來，甚至連接至全球通信網(wǎng)。比如說，電腦和手機發(fā)出的信號聚集在本地通信運營商的基站和網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商，再通過海底光纜中的光纖傳輸至世界各地。

連接網(wǎng)絡(luò)的各種設(shè)備我們平常所使用的各種設(shè)備都能聯(lián)網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，讓我們的生活變得更加舒適便捷。

為什么需要光通信

光通信技術(shù)之所以重要，是因為它具有以下幾個顯著優(yōu)點：

高速傳輸：光通信能夠以接近光速的速度傳輸數(shù)據(jù)，這意味著信息可以在極短的時間內(nèi)跨越長距離。

大容量：光纖可以同時傳輸大量數(shù)據(jù)流，這使得它能夠處理當前互聯(lián)網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò)中日益增長的數(shù)據(jù)需求。

低損耗：與傳統(tǒng)的電纜相比，光纖在傳輸過程中的信號衰減更小，這允許信號在不增加中繼器的情況下傳輸更遠的距離。

抗干擾性強：光通信不易受到電磁干擾，這對于保持通信的穩(wěn)定性和安全性至關(guān)重要。

經(jīng)濟節(jié)能：由于光纖傳輸?shù)母咝?，它可以在較低的能耗下實現(xiàn)遠距離的數(shù)據(jù)傳輸。

1秒鐘內(nèi)的國內(nèi)通信量

據(jù)總務(wù)省統(tǒng)計，1秒鐘內(nèi)的通信量高達812.9GB（約為21張存儲容量4.7GB的DVD）。與三年前相比，通信量增加了3倍。我們平時使用手機、短信、接收圖像、網(wǎng)絡(luò)（虛擬）商店時進行信息交流。設(shè)備性能逐年改善，使用方法也隨之改變。我們可以想象，今后的通信量還會不斷增大。光通信技術(shù)就運用于信息交流中。

（摘自：總務(wù)省綜合通信基盤局電氣通信事業(yè)部數(shù)據(jù)通信科，2007年11月統(tǒng)計）

傳輸量

傳輸量通常指的是在單位時間內(nèi)成功傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)量。它可以用比特、字節(jié)或分組等單位來衡量。在計算機網(wǎng)絡(luò)中，傳輸量與傳輸速率、帶寬和信道容量等概念密切相關(guān)。傳輸速率指的是單位時間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，而帶寬則是信道可以傳輸數(shù)據(jù)的能力。信道容量是指在特定的信噪比和帶寬條件下，信道能夠傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量。
例如，如果一個網(wǎng)絡(luò)連接的傳輸速率是100Mbps，那么在理想狀態(tài)下，每秒可以傳輸100兆比特的數(shù)據(jù)。但實際的傳輸量可能會因為網(wǎng)絡(luò)擁堵、信號質(zhì)量、傳輸距離等因素而有所不同。傳輸量是評估網(wǎng)絡(luò)性能和設(shè)備性能的一個重要指標。

光傳輸裝置是做什么的呢

光通信網(wǎng)的關(guān)鍵部位裝有光傳輸裝置。這個裝置發(fā)揮著許多作用。

光傳輸裝置的主要作用是在發(fā)送方和接收方之間以光信號形態(tài)進行傳輸?shù)募夹g(shù)。它通過將各種信號轉(zhuǎn)換成光信號，并在光纖上傳輸這些信號?，F(xiàn)代光傳輸裝置通常包括以下幾種設(shè)備：

光端機：可以同時將多個信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘柌鬏敵鋈ァ?/p>

光MODEM：用于調(diào)制和解調(diào)光信號。

光纖收發(fā)器：負責發(fā)送和接收光信號。

光交換機：用于路由光信號到正確的目的地。

PDH、SDH、PTN：這些是不同類型的光傳輸設(shè)備，用于同步傳輸信號。

光傳輸裝置(例：FLASHWAVE 7500)

裝置中安裝了各種部件。

1.轉(zhuǎn)換（發(fā)送信號）
將接收的電信號轉(zhuǎn)換成光信號。

2.復用
復用多個信號同時發(fā)送。

3.中繼
傳輸過程中，信號的波形和強度發(fā)生劣化，因此需要將波形復原到原信號那樣整齊的波形，加大光強。
如果波形劣化嚴重，就需要暫時將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，波形錯誤修正后，重新轉(zhuǎn)換成光信號進行傳輸。

4.轉(zhuǎn)向
根據(jù)信號的去向，光開關(guān)切換光信號的傳輸方向。

5.解復用
將復用的信號分解成原來的單獨信號。

6.轉(zhuǎn)換（接收信號）
將接收的光信號轉(zhuǎn)換成電信號。

通信方式（現(xiàn)在與將來）

下面通過汽車和車道來說明通信方式。假設(shè)汽車代表占有車道的時間（1區(qū)間）、貨物代表每次搬運的信息量（比特數(shù)）、車道代表光的一個波長。

現(xiàn)在的通信速度：每波長傳輸10Gbps、40Gbps

?時分復用法（TDM: Time Division Multiplexing)

因為每次可以傳輸?shù)男畔⒂邢?，所以需要分時段傳輸。比如說，多個用戶同時發(fā)送信息時，搬運信息的車道只有一條，因此裝載不同信息包裹的貨車需要排成一列進行搬運。車道出現(xiàn)堵塞時，傳輸速度就會變慢。

?波分復用法(WDM: Wavelength Division Multiplexing)

一次能傳輸?shù)男畔⒘枯^多，通過改變波長，可同時傳輸多位用戶的信息。比如說，即使多位用戶同時發(fā)送信息，只要分布著多條車道就不易造成堵塞，能夠流暢地運送貨物（比特數(shù)），而且傳輸速度比較平穩(wěn)。

?多級調(diào)制法 (MM:Multi-level Modulation)

在1波長的1個區(qū)間傳輸多個信號的方法。通過改變光的波形，在同一波長上傳輸多位用戶的信息。具有代表性的技術(shù)是四相差分相移鍵控調(diào)制法（DQPSK:Differential Quadrature Phase-Shift-Keying)。通常情況下，每輛貨車裝載的貨物是1比特，但是，使用“DQPSK”時，每輛貨車可裝載2比特貨物。

將來的通信速度：每波長傳輸100Gbps

100Gbps相當于約0.4秒傳輸一張DVD的速度。（假設(shè)換算成容量為4.7GB的DVD）

?偏振復用法(Polarization multiplexing)

光在振動的同時向前進。振動的方向叫做“偏波”，分成垂直振動前進的光（垂直偏波）和水平振動前進的光（水平偏波）兩種。偏波中包含的信息不會互相干擾，可傳輸大量信息。比如說，1條車道上同時行駛著2輛貨車，這2輛貨車在傳輸信息時不會發(fā)生碰撞。

神通廣大的光網(wǎng)絡(luò)（實例介紹）

光纖遍布全世界，我們在各種場合都能獲得高質(zhì)量的服務(wù)。接下來介紹相關(guān)實例。

產(chǎn)品推薦

在當今的光通信領(lǐng)域，ADOP的波分設(shè)備以其創(chuàng)新性和高效率而脫穎而出。波分復用技術(shù)（WDM）是光通信中的一項核心技術(shù)，它通過在單根光纖中同時傳輸多個不同波長的光信號，極大地提高了光纖的利用率和傳輸容量。ADOP的波分設(shè)備正是基于這一技術(shù)，提供了一系列高性能的解決方案。

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審核編輯 黃宇