淺談通信系統(tǒng)光纖技術(shù)及其發(fā)展

宋英翔

中國通信建設(shè)第二工程局有限公司,陜西西安 710119

淺談通信系統(tǒng)光纖技術(shù)及其發(fā)展

宋英翔

中國通信建設(shè)第二工程局有限公司,陜西西安 710119

光纖通信已經(jīng)應(yīng)用到了通信的主干道上，除了用于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，光纖通信還可以運(yùn)用到電力系統(tǒng)中，進(jìn)行工業(yè)監(jiān)測(cè)、控制。本文主要闡述了光纖技術(shù)的發(fā)展過程和特點(diǎn)，并分析了其優(yōu)勢(shì)所在，未我國光纖技術(shù)的發(fā)展提出科學(xué)對(duì)策，探討其光纖通信技術(shù)的未來發(fā)展。

光纖；發(fā)展趨勢(shì)；通信技術(shù)；對(duì)策；應(yīng)用

光纖通信最大的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是信息容量大，且光纖的損耗低、傳輸距離長；光纖通信不易被電磁干擾，對(duì)信息的保密性能好；可以有效節(jié)約有色金屬；光纜尺寸小，便于安裝和運(yùn)輸。在這幾十年的發(fā)展歷程中，光纖通信已經(jīng)成為現(xiàn)現(xiàn)代通信技術(shù)的重點(diǎn)。

1 光纖通信的特點(diǎn)

1.1 頻帶極寬，通信容量大

在光纖技術(shù)中，光纖可以容納50 000GHz傳輸帶寬，光纖通信系統(tǒng)的容許頻帶（帶寬）是由光源的調(diào)制特性、調(diào)制方式和光纖的色散特性決定的。例如：單波長光纖通信系統(tǒng)一般是使用密集波分復(fù)用等一些復(fù)雜的技術(shù)，以便解決通信設(shè)備的電子瓶頸效應(yīng)的問題，保證光纖寬帶可以發(fā)揮更積極的作用，從而增加光纖的信息傳輸量。目前，單波長光纖通信系統(tǒng)的傳輸率已經(jīng)得到了2.5Gbps到 10Gbps。

1.2 抗電磁干擾能力強(qiáng)

光纖的制作材料主要是石英，其絕緣性好，抗腐蝕能力強(qiáng)。因此，光纖有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力，且不受雷電、電離層的變化和太陽黑子活動(dòng)等電磁影響，也不會(huì)被人為釋放的電磁所干擾，這就是石英這種通信材料的最大優(yōu)勢(shì)。除以上有點(diǎn)之外，光纖體積小、質(zhì)量輕，不僅可以節(jié)省空間，還便于安裝；光纖的制作材料資源豐富，成本低；光纖的溫度穩(wěn)定性好，使用壽命長。由于光纖通信的優(yōu)點(diǎn)很多，使其使用范圍也不斷擴(kuò)寬。

2 光纖通信技術(shù)的應(yīng)用

自上世紀(jì)90年代以來，我國光通信技術(shù)已經(jīng)得到了很大的發(fā)展，特別是廣播電視網(wǎng)、電力通信網(wǎng)、電信干線傳輸網(wǎng)等方面更是發(fā)展迅速，促使光纖生產(chǎn)量不斷增加?，F(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)不斷擴(kuò)展和增加，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的管理和維護(hù)，以及設(shè)備的故障判定和排除就顯得更加困難和繁雜。此時(shí)，我們采用SDH＋光纖或ATM＋光纖組成寬帶數(shù)字傳輸系統(tǒng)，這種傳輸系統(tǒng)可以保證環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，鏈路傳輸系統(tǒng)或者組成各種形式的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)，也能滿足各種信息傳輸?shù)男枰ａ槍?duì)電視節(jié)目的傳輸，我們同事是采用的寬帶傳輸系統(tǒng)進(jìn)行傳輸，將主站到地方站的所有數(shù)字信息設(shè)置成廣播的方式，讓同樣的電視節(jié)目可以在不同的地方下載，也能利用網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)的控制，以便不同的站點(diǎn)可以下載不同的節(jié)目。目前，有線電視已經(jīng)在全國普及，在有線電視的網(wǎng)絡(luò)支持下，寬帶多媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)就更容易實(shí)現(xiàn)了，因此，在這種情況下，我們不應(yīng)完全廢除現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)，而是科學(xué)的利用它，滿足人們的需要，將光纖通信技術(shù)融入到千萬家，方便人們的生活。

3 現(xiàn)代通信系統(tǒng)的光纖技術(shù)

3.1 單纖雙向傳輸技術(shù)

單纖雙向傳輸技術(shù)是針對(duì)雙纖雙向傳輸而言的，雙纖傳輸時(shí)，其信號(hào)可以在兩根不同的光纖中傳輸，而單纖傳輸時(shí)，信號(hào)在調(diào)頻過后可在不同的波段后，在同一根光纖里傳輸。現(xiàn)代光纖的傳輸容量不斷增大，從理論上說，光纖傳輸?shù)娜萘渴菬o限的，只是受到設(shè)備等各種因素的影響，傳輸容量大大降低，遠(yuǎn)不及預(yù)期的效果。目前，光纖通信傳送網(wǎng)都是通過雙纖雙向傳輸?shù)?，如果利用單纖雙向傳輸技術(shù)就能有效的節(jié)省一半的光纖資源，而對(duì)于現(xiàn)代龐大的光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)中，可節(jié)省的光纖資源數(shù)量也是十分龐大的。

研發(fā)出成熟的單纖雙向傳輸技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展有十分積極的意義。單纖雙向傳輸技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的使用，但主要用在光纖末端接入設(shè)備：PON無源光網(wǎng)絡(luò)、單纖光收發(fā)器等設(shè)備，骨干傳送網(wǎng)上還沒有使用到這種技術(shù)?？梢?，這也是光纖通信技術(shù)的未來發(fā)展方向。

3.2 光纖到戶（FTTH）接入技術(shù)

高速數(shù)據(jù)通信和高質(zhì)量視頻通信等媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展和拓展，對(duì)現(xiàn)代寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的研究起到了積極的推動(dòng)作用。而今，核心網(wǎng)便成為了以光纖線路為基礎(chǔ)的高速信道，國際權(quán)威專家認(rèn)為，寬帶綜合信息接入網(wǎng)是現(xiàn)代信息高速公路發(fā)展的“最后一公里”，同時(shí)也指出，這是信息通信發(fā)展的又一個(gè)瓶頸。雖然ADSL技術(shù)為現(xiàn)代通信業(yè)務(wù)提供了良好的基礎(chǔ)，但對(duì)于未來將要發(fā)展的通信業(yè)務(wù)，如:網(wǎng)上教育，網(wǎng)上辦公，會(huì)議電視，網(wǎng)上游戲等雙向業(yè)務(wù)和HDTV高清數(shù)字電視，尤其是HDTV，現(xiàn)階段的傳輸率僅為19.2Mbps，用H.264壓縮技術(shù)可以壓縮到5 Mbps～6Mbps。

在實(shí)踐中，QOS有所保證的ADSL的最高傳輸速率是2Mbps，但仍然難以傳輸HDTV高清數(shù)字電視。而使用銅線接入的ADSL的方式已經(jīng)無法再滿足數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)男枨?，采用光纖接入技術(shù)已成為必然趨勢(shì)，是未來通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

4 光纖通信系統(tǒng)中的新技術(shù)探究

4.1 光網(wǎng)絡(luò)的智能化

光網(wǎng)絡(luò)智能化是通信技術(shù)的重要發(fā)展方向，光通信技術(shù)已有40年的發(fā)展歷史，主要是以傳輸為主線的。但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，加上計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到了更高層次的進(jìn)步，現(xiàn)代光網(wǎng)絡(luò)中還加入了自動(dòng)發(fā)現(xiàn)能力、連接控制技術(shù)和更完善的保護(hù)恢復(fù)功能，促使光網(wǎng)絡(luò)的智能化發(fā)展，其中，ASON就是典型的例子。

4.2 全光網(wǎng)絡(luò)

未來的通信網(wǎng)絡(luò)是屬于全光網(wǎng)絡(luò)的世界，全光網(wǎng)是光纖通信技術(shù)發(fā)展的最高層次，也是光纖技術(shù)的最理想發(fā)展階段。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的全光化，但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)處仍采用電器件，限制了光纖通信容量的進(jìn)一步提高，因此，真正的全光網(wǎng)已經(jīng)成為光纖網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的最終極目標(biāo)。

4.3 光器件的集成化

光電子器件的發(fā)展趨勢(shì)是實(shí)現(xiàn)其集成化。想要實(shí)現(xiàn)全光通信網(wǎng)絡(luò)，器件的集成是重點(diǎn)，也是核心，光子集成芯片的制造需要將將激光器、檢測(cè)器、調(diào)制器和其他器件都集成到芯片中，這些集成需要在不同材料多個(gè)薄膜介質(zhì)層上不停的沉積，主要材料有砷化銦鎵、磷化銦等。雖然這是一種復(fù)雜的技術(shù)，但隨著互聯(lián)網(wǎng)多媒體技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的1M-6M的互聯(lián)網(wǎng)接入帶寬變得不足，因此，只通過增加設(shè)備來提高速度擴(kuò)大帶寬已經(jīng)不現(xiàn)實(shí)了，可見，光器件的集成是必須的，也是保證光纖通信技術(shù)發(fā)展的核心內(nèi)容。

5 結(jié)論

光纖通信技術(shù)的發(fā)展可以促進(jìn)城市信息化的形成，而社會(huì)的信息化又進(jìn)一步加速了光纖通信技術(shù)的發(fā)展，大容量、高速率是社會(huì)信息化的兩個(gè)重要特征，新型光通信技術(shù)也正是為了解決現(xiàn)代光纖技術(shù)中的問題而誕生的，這必將使得光纖通信技術(shù)取的更大的發(fā)展。

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