現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用探討

李 彬，趙靜娟

（①重慶郵電大學(xué)信科公司，重慶 401121；②中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)重慶有限公司，重慶 401121）

0 引言

在現(xiàn)代的電信網(wǎng)中有著重要地位的光纖通信已經(jīng)成為主要的通信技術(shù)，近幾年發(fā)展速度非常快，而且在實(shí)際中取得了良好的效益。采用光纖通信是通信史上的巨大變革，由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，多媒體以及數(shù)據(jù)等應(yīng)用不斷增加，使用大容量的傳輸技術(shù)已是迫切需求，所以很多國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始大力發(fā)展光纖通信，并在各領(lǐng)域中取得了重大成就。

1 光纖通信傳輸技術(shù)的特點(diǎn)

（1）損耗低、中繼距離長(zhǎng)

由于光纖是由石英燈材料組成，所以相對(duì)于其他傳輸介質(zhì)而言，在傳輸過(guò)程中損耗較低[1]，精準(zhǔn)的測(cè)量損耗應(yīng)低于20 dB/km，根據(jù)這一特點(diǎn)可以將光纖通信運(yùn)用于長(zhǎng)途傳輸?shù)木€路當(dāng)中，減少整體線路的損耗，同時(shí)因其中繼站的數(shù)目很少[2]，在很長(zhǎng)的線路距離才會(huì)有中繼站，中繼距離增大，所以使用光纖傳輸通信技術(shù)可以降低企業(yè)的投資成本。

（2）抗干擾能力強(qiáng)

根據(jù)石英材料自身特點(diǎn)，在光纖應(yīng)用中具備良好的絕緣性，所以實(shí)際中應(yīng)用可以避免外界環(huán)境的電流影響，同樣也不會(huì)受到電離層變化產(chǎn)生的電流影響。根據(jù)這一特性可以與高壓線路一同架設(shè)，這在電力通信中有著重要作用[3]。比較特殊的光纜如OPGW，在電力工業(yè)中承擔(dān)著重要任務(wù)，如果電纜發(fā)生中斷，不僅會(huì)對(duì)電力通信系統(tǒng)造成很大影響，而且后期的修復(fù)工作也非常繁瑣，所以其安全問(wèn)題要引起高度注意。國(guó)化準(zhǔn)電500 kV母線回路光纖OPGW光纜，其主要作用就是傳送電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)信息，在傳送過(guò)程中保證每個(gè)部位各盡其責(zé)，能夠減少災(zāi)難性通信事故的發(fā)生。主要安全措施可以概括為幾點(diǎn):工程設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量管理，預(yù)防性維護(hù)，產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)以及光纜糾正性維護(hù)等。

（3）無(wú)串音干擾

在光纖傳輸過(guò)程中，光纖中的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)可以容納光信號(hào)，在所有地方包括轉(zhuǎn)彎處也可以利用光纖的不透明包皮吸收，相對(duì)傳統(tǒng)的電波傳輸，避免了重要信息的泄漏，即使光纜中的光纖數(shù)量非常大，光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)也可以限制里面的光信號(hào)不被泄漏，外界無(wú)法竊聽(tīng)光纖中傳輸?shù)男畔4]。

（4）頻帶極寬、通信容量大

在傳輸帶的優(yōu)勢(shì)對(duì)比上銅線或者電纜遠(yuǎn)不及光纖，而在單波長(zhǎng)的光纖通信系統(tǒng)中，由于受到了終端電子瓶頸的限制而不能展現(xiàn)出光纖帶寬大的優(yōu)勢(shì)。為了滿足各行各業(yè)對(duì)傳輸容量的需求，采取了各種復(fù)雜的輔助技術(shù)增加光纖傳輸?shù)娜萘?，特別是使用密集波分復(fù)合技術(shù)，在很大程度上提高了光纖通信的容量。

2 現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用

（1）單纖雙向傳輸技術(shù)

這種技術(shù)的主要工作原理就是將收發(fā)信號(hào)調(diào)制到不同的波段當(dāng)中，然后使用一根光纖進(jìn)行傳輸，可以降低光纖能源的消耗。雖然對(duì)于光纖容量的擴(kuò)充一直不斷增加，且光纖的容量在輔助技術(shù)的使用下可以無(wú)限增加，但是由于設(shè)備器件的限制使傳輸容量大大降低，不能夠?qū)崿F(xiàn)理論上的無(wú)限增加。目前各行各業(yè)使用的光纖都是雙纖雙向傳輸，改用單纖雙向傳輸技術(shù)可以節(jié)省光纖的能源[5]，通過(guò)對(duì)這種技術(shù)的不斷改進(jìn)，現(xiàn)主要適用于光纖末端的設(shè)備接入，比如PON無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)、單纖光收發(fā)器等設(shè)備。

（2）光纖到戶接入技術(shù)

隨著信息的快速傳輸和視頻通信的不斷崛起，在很大程度上帶動(dòng)了寬帶業(yè)的發(fā)展。使用寬帶的網(wǎng)絡(luò)傳輸已經(jīng)不能滿足新時(shí)代消費(fèi)者的使用要求，為了滿足用戶這一要求，必須使光纖到戶的接入及時(shí)，提高網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度。光纖到戶的應(yīng)用方案主要有兩種:①是PON無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)；②是P2P點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或者多對(duì)點(diǎn)。PON無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)勢(shì)在于網(wǎng)絡(luò)上的維修方便，而且不容易損壞，所以可以節(jié)省很多的光電器件和光纖，而缺點(diǎn)是在于高速電子模塊的造價(jià)非常高，性價(jià)比不對(duì)等。P2P的優(yōu)勢(shì)在于每個(gè)用戶之間的網(wǎng)絡(luò)傳輸相互獨(dú)立，沒(méi)有任何影響，而且使用性價(jià)比高的低速電子的模塊，滿足了用戶的需求，而缺點(diǎn)就是要在每戶安裝一個(gè)匯總的有源節(jié)點(diǎn)，避免用戶直接到局的光纖和管道，比較麻煩。

（3）骨干節(jié)點(diǎn)的光交換技術(shù)

光纖技術(shù)的主要難點(diǎn)是解決傳輸和光信號(hào)交換問(wèn)題。傳統(tǒng)的通信網(wǎng)都是采用金屬線構(gòu)成的電纜，傳輸速度非常慢，而且采用交換機(jī)對(duì)電子進(jìn)行交換。目前的光信號(hào)交換的過(guò)程采用的是光—電—光的形式，不僅中途轉(zhuǎn)換過(guò)程消耗了能源，而且效率不是很高，所以正在研制大容量的光開(kāi)關(guān)器件解決這個(gè)技術(shù)問(wèn)題。通常光在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸速度非?？?，這就要使用大容量的光開(kāi)關(guān)器件，但是對(duì)于小顆粒的信號(hào)交換是可以采用電子交換技術(shù)的，在當(dāng)前的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，隨著對(duì)通信技術(shù)的不斷研究，使用包交換的方式，自動(dòng)交換的光網(wǎng)絡(luò)ASON是光纖通信發(fā)展的重要方向。

（4）在電力通信中的應(yīng)用

據(jù)專(zhuān)家分析，以后電力通信的發(fā)展趨勢(shì)主要是以內(nèi)部需求為主，外部拓展為輔。在電網(wǎng)內(nèi)部，不僅要重視通信的重要性，還要降低建設(shè)成本和運(yùn)行成本；在電網(wǎng)外部，既要克服外界不利因素的影響，還要面對(duì)市場(chǎng)的不斷變革。這就要求電力通信工作者一方面要不斷提升自己的專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平；另一方面還要積極做好各項(xiàng)溝通工作，才能保證電力通信的正常運(yùn)行。在通信技術(shù)和管理水平不斷提升的前提下，專(zhuān)用的通信網(wǎng)將會(huì)從電話業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)橐詳?shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主，逐漸形成多媒體的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)[6]。在目前具有較好發(fā)展前景的就是電力線通信 PLC，這是一種非常好的寬帶接入技術(shù)，在這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)過(guò)程中，可以充分利用電力設(shè)施，大力發(fā)展電力通信，為電信用戶提供更加方便、合理的接入方式，能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)以及電力四種功能，具有非常廣闊的前景。

3 現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（1）光網(wǎng)絡(luò)的智能化

光纖通信技術(shù)主要采取的是以傳輸為主線，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)的作用顯得非常重要。在現(xiàn)代的光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，將信息自動(dòng)化以及連接控制技術(shù)等融入到其中，使其系統(tǒng)功能更加完善，促進(jìn)光網(wǎng)絡(luò)智能化的快速發(fā)展。

（2）全光網(wǎng)絡(luò)

全光網(wǎng)絡(luò)就是指光纖在傳輸和交換的過(guò)程中都是以光的形式出現(xiàn)的。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)中雖然提高了傳輸速度，但是在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中仍然使用了電器件，這就阻礙了光纖通信總?cè)萘康臄U(kuò)充[7]。為了實(shí)現(xiàn)全光的網(wǎng)絡(luò)就必須要建立一個(gè)以WDM技術(shù)和光轉(zhuǎn)技術(shù)為主的光網(wǎng)絡(luò)層。

（3）光器件集成化

光器件集成化也是全光網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的重要基礎(chǔ)。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的ADSL寬帶接入已經(jīng)不能夠滿足用戶的需求，為了提高傳輸?shù)男屎唾|(zhì)量，就必須采用光器件集成化技術(shù)來(lái)解決這個(gè)難題，同時(shí)光器件的集成化也能夠推動(dòng)光纖通信技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，光纖通信作為新型的通信技術(shù)，社會(huì)信息傳輸?shù)闹匾侄?。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，為了擴(kuò)充容量、提高傳輸效率，就要對(duì)光纖通信技術(shù)不斷研究，立足現(xiàn)狀，找出問(wèn)題所在，通過(guò)專(zhuān)業(yè)通信人員的努力，光纖通信產(chǎn)業(yè)會(huì)成為各行各業(yè)中較具發(fā)展前景的項(xiàng)目，并隨著人們對(duì)信息量需求的增加，光纖通信技術(shù)一定會(huì)成為信息通信領(lǐng)域中的主流技術(shù)。

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