光通信论文发表

光纤通信光源技术论文篇二 我国光纤通信技术综述 光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。近年来,光纤通信技术得到了长足的发展,新技术不断涌现,这大幅提高了通信能力,并使光纤通信的应用范围不断扩大。 1. 我国光纤光缆发展的现状 1.1普通光纤 普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展,光中继距离和单一波长信道容量增大,G.652.A光纤的性能还有可能进一步优化,表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合ITUTG.654规定的截止波长位移单模光纤和符合G.653规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。 1.2核心网光缆 我国已在干线(包括国家干线、省内干线和区内干线)上全面采用光缆,其中多模光纤已被淘汰,全部采用单模光纤,包括G.652光纤和G.655光纤。G.653光纤虽然在我国曾经采用过,但今后不会再发展。G.654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量,它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤,不采用光纤带。干线光缆主要用于室外,在这些光缆中,曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构,目前已停止使用。 1.3接入网光缆 接入网中的光缆距离短,分支多,分插频繁,为了增加网的容量,通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中,由于管道内径有限,在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量,是很重要的。接入网使用G.652普通单模光纤和G.652.C低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用,目前在我国已有少量的使用。 1.4室内光缆 室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。并目还可能用于遥测与传感器。国际电工委员会(IEC)在光缆分类中所指的室内光缆,笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在中心局或其他电信机房内,布放紧密有序和位置相对固定。综合布线光缆布放在用户端的室内,主要由用户使用,因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。 1.5电力线路中的通信光缆 光纤是介电质,光缆也可作成全介质,完全无金属。这样的全介质光缆将是电力系统最理想的通信线路。用于电力线杆路敷设的全介质光缆有两种结构:即全介质自承式(ADSS)结构和用于架空地线上的缠绕式结构。ADSS光缆因其可以单独布放,适应范围广,在当前我国电力输电系统改造中得到了广泛的应用。国内已能生产多种ADSS光缆满足市场需要。但在产品结构和性能方面,例如大志数光缆结构、光缆蠕变和耐电弧性能等方面,还有待进一步完善。ADSS光缆在国内的近期需求量较大,是目前的一种热门产品。 2. 光纤通信技术的发展趋势 对光纤通信而言,超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标,而全光网络也是人们不懈追求的梦想。 2.1超大容量、超长距离传输技术波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量,在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛,目前1.6Tbit/的WDM系统已经大量商用,同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用(OTDM)技术,与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同,OTDM技术是通过提高单信道速率来提高传输容量,其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。 仅靠OTDM和WDM来提高光通信系统的容量毕竟有限,可以把多个OTDM信号进行波分复用,从而大幅提高传输容量。偏振复用(PDM)技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零(RZ)编码信号在超高速通信系统中占空较小,降低了对色散管理分布的要求,且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散(PMD)的适应能力较强,因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。 2.2光孤子通信 光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲,由于它在光纤的反常色散区,群速度色散和非线性效应相互平衡,因而经过光纤长距离传输后,波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信,在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。 光孤子技术未来的前景是:在传输速度方面采用超长距离的高速通信,时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上;在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE,光学滤波使传输距离提高到100000km以上;在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。当然实际的光孤子通信仍然存在许多技术难题,但目前已取得的突破性进展使人们相信,光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中,尤其在海底光通信系统中,有着光明的发展前景。 2.3全光网络 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最高阶段,也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化,但在网络结点处仍采用电器件,限制了目前通信网干线总容量的进一步提高,因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。 全光网络以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。 目前,全光网络的发展仍处于初期阶段,但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看,形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层,建立纯粹的全光网络,消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。 结语 光通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到重要作用。虽然经历了全球光通信的"冬天"但今后光通信市场仍然将呈现上升趋势。从现代通信的发展趋势来看,光纤通信也将成为未来通信发展的主流。人们期望的真正的全光网络的时代也会在不远的将来如愿到来。 看了“光纤通信光源技术论文”的人还看： 1. 光通信技术论文 2. 光纤技术论文 3. 光纤传感技术论文 4. 光通信技术论文(2) 5. 电力系统光纤通信技术论文

（原标题：潘建伟团队再突破：下一代量子通信卫星不再怕光，能白天上岗）

升空数月内，“墨子号”量子科学实验卫星就已完成了世界首次星地量子通信实验。不过，要真正实现实用化的覆盖全球的量子通信网络，仅靠单颗“墨子号”还不够，科学家们还要解决一些重要的问题：比如解决“墨子号”怕光问题、构建卫星星座网络，扩展通信时间等。。

中国科学技术大学潘建伟院士。 上海观察 图

“墨子号”十分“怕光”，目前的量子通信实验，都是在晴朗的夜晚中完成的。从三个方面发展关键技术，中国科学技术大学潘建伟团队在青海湖实现了白天远距离（53公里）自由空间里的量子密钥分发，令下一代量子通信卫星有望克服“怕光”的弱点，实现白天上岗。

相关论文发表在7月24日的英国《自然·光子学》期刊（Nature Photonics）上。

论文的第一作者、中科大副研究员廖胜凯告诉澎湃新闻（），在设计“墨子号”的时候，他们就知道了“墨子号”无法白天工作。现在，“墨子号”大约有68%的时间暴露在阳光下，也就是说，只有不到一半的时间能够工作。而轨道越高的卫星如在地球同步轨道的通信卫星，能“躲”在地球阴影里的时间不到1%。

因此，攻克白天远距离自由空间里的量子密钥分发，给有效扩展量子卫星的通信时间，提高实用性，进一步为搭建覆盖全球的量子通信星座打下了坚实的基础。

三方面突破，解决“怕光”问题

那么，“墨子号”到底为什么“怕光”呢？这是因为，白天阳光造成的噪声，比夜晚要高5个数量级。而基于量子不可克隆原理，量子通信信号无法像普通的通信信号一样放大。因而，保持足够高的信噪比，是白天量子通信要攻克的核心问题，廖胜凯介绍道。

另一方面，在星地这样的远距离中，通信链路损耗较大，典型值大于40dB（dB是描述损耗倍数的单位，40dB和20bB差了两个数量级）。此前的白天量子密钥分发实验，最多只能在链路损耗约为20dB的状态下成码。

为了解决信噪比的问题，潘建伟团队从三个方面实现突破。首先，选择最合适波段的光子。阳光背景噪声主要包括太阳光直射部分和经大气分子散射部分，这其中，波长为1550nm的成分较低，大气散射对该波段散射也较小。团队用这个波段的光子，代替了之前的700-900nm波段，并优化了光学系统，将噪声降低超过一个数量级。

其次，团队在探测器方面，利用频率上转换单光子探测技术，在保持单光子高效探测的同时，实现了光谱窄带滤波，降低噪声约两个数量级。

最后，团队发展自由空间光束单模光纤耦合技术。这是自由空间光通信的关键技术之一，能使自由空间光束的能量能最大限度地耦合到接收单模光纤中区。不过，以往实验中的耦合效率极低，难以满足量子通信的需要。这次，团队兼顾高效耦合和空间维度的窄视场滤波，降低噪声约两个数量级。

综合这三项技术，潘建伟团队在青海湖相距53公里的两点间完成了白天阳光背景下的量子密钥分发实验，在全链路衰减48dB（大于星地、星间链路衰减）情况下，误码率保持在1.65%左右，安全密钥成码率达到150bps。

通向量子通信星座的必经一步

目前，“墨子号”位于500公里高的近地轨道上，运行速度较快，而且受阳光、阴雨天气条件的限制，至少需要三天才能完成全球站点覆盖。廖胜凯介绍道，为了搭建全球量子通信网络，必须发射更多低轨或高轨的量子通信卫星，组建星座，尽可能实现在地球上的任意地点，只要天气条件合适，即可实践量子通信。

随着星座中卫星轨道升高，对地面覆盖范围增加，同时卫星被太阳光照射的概率增大，如轨道高度36000km的地球同步轨道卫星被太阳光照射的概率达99.4%。可以说，实现白天自由空间远距离的量子密钥分发，证实了阳光下星地、星间量子通信的可行性，是通向量子通信星座的必经一步。

文章转载于澎湃新闻

本文讨论了非线性激光系统中的混沌同步现象以及利用混沌同步进行保密通讯 的方法。文中分析了利用两台单模激光的混沌同步进行通讯的成功方案，讨论了利用 两台多模激光混沌同步进行通讯的几种方式，介绍了这一领域的研究进展和前景。 在单模激光的混沌同步通讯中，接收器激光的强度输出和信号的载体同步而不和 接收器激光的光输入(即信号+载体)同步，这样在信号接收端就可以利用接收器激 光的强度输入和输出的差值来进行解码，这时接收器激光的作用就类似于一个信号过 滤器。 在多模激光的混沌同步通讯中，通常有两种方法，一种是把信号叠加在多模激光 的总强度上，另外一种是把信号叠加在多模激光中每一个模式的强度上，从而实现两 台多模激光之间的多通道信号传输。当把信号叠加在总强度上时，由于信号有延迟效 应，所以用原来在单模激光之间传输信号的成功办法就出现了问题。为此我们可以在 传输一个信号以后，等待一小段时间，在这段时间里将信号的这种延迟效应消除掉，从而解决这个问题。这种办法虽然能保证信号传输的准确率，但是降低了信号传输的 速度。另外也可以在解码时考虑到信号的延迟效应，从而利用信号的延迟效应来改进 信号的解码方法，这样不仅能保证信号传输的准确率，而且信号传输的速度也没有降低。当把信号叠加在多模激光中每一个模式的强度上时，由于多模激光之间总强度的 混沌同步是建立在每个对应模式的强度的混沌同步的基础上，所以这就给利用每一个 模式的强度进行多通道信号传输带来可能。