探析光纖通信技術(shù)的特點及其應用

符明

【摘 要】我國的光纖通信技術(shù)隨著經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要而在近年來得到快速的發(fā)展，為我國的信息技術(shù)建設(shè)做出了巨大的貢獻。在良好的發(fā)展態(tài)勢下，基于現(xiàn)有的成就繼續(xù)開展積極有益的探索，更加深層次地研究光纖通信技術(shù)，有利于保持我國光纖通信技術(shù)的地位，以與時俱進的步伐更好地推動社會經(jīng)濟的發(fā)展。積極探索和分析光纖通信技術(shù)的特點和應用領(lǐng)域，為光纖通信技術(shù)的發(fā)展提供有益的思考。

【關(guān)鍵詞】光纖通信技術(shù)；特點；應用

光纖通信技術(shù)的重要性已得到全球范圍的認識和認可，各個國家都在光纖建設(shè)方面不遺余力，投入大量的資金和政策支持，證明了光纖通信技術(shù)的重要性和巨大的未來前景。在我國，近年來國家對互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大力支持，以及三網(wǎng)融合等新應用背景的出現(xiàn)，光纖通信技術(shù)在我國得到了充分的發(fā)展和大量的應用，在未來的作用空間也還非常廣闊。結(jié)合光纖通信的技術(shù)特點，理清光纖通信技術(shù)的應用之路能為我國信息化建設(shè)和光纖通信技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做好理論鋪墊。

一、光纖通信技術(shù)的發(fā)展

自從1966年高錕博士開創(chuàng)性的推論一經(jīng)面世，光纖通信技術(shù)的發(fā)展便一發(fā)不可收。1977年在美國首次成功地進行了光纖通信試驗，并建立了第一代光纖通信系統(tǒng)。隨即在1981年、1984年以及19世紀80年代中后期，光纖通信系統(tǒng)迅速發(fā)展到第四代。第五代光纖通信系統(tǒng)達到了應用的標準，實現(xiàn)了光波的長距離傳輸。我國在光纖通信方面的研究始于1974年，不久便取得突破性的進展。在20世紀70年代至80年代完成了一系列實用工程，這是現(xiàn)如今光纖通信技術(shù)廣泛應用的基礎(chǔ)。在20世紀90年代，我國在光纖通信方面建設(shè)頗多，新興的光纖開始取代傳統(tǒng)的電纜，光纖通信系統(tǒng)的國家干線逐步形成。新千年到來的時候，我國光纜的總長度已經(jīng)達到125萬公里，光纖用量已達到三千萬公里。在光纖技術(shù)及相關(guān)元器件的研制方面，我國也有相當規(guī)模的技術(shù)和研究已進入生產(chǎn)環(huán)節(jié)。[1]

二、光纖通信技術(shù)的特點

光纖通信技術(shù)能夠得以全球范圍的大量應用，與其自身的技術(shù)特點密不可分。光纖通信具有傳統(tǒng)的通信方式所不具備的多方面優(yōu)勢。

1.頻帶寬、通信容量大

比起銅纜和電纜，光纖的傳輸帶寬大了許多，而且由于光波的特定使得光纖傳輸?shù)膿p耗很小。比起微波技術(shù)，光纖傳輸?shù)男盘柸萘看罅藥资?。比起電波，光纖的光波頻率比電波的頻率高了很多。所以，綜合來看，只需要采用先進的技術(shù)手段為光纖傳輸?shù)男畔⒘繑U容，光纖在信號傳遞過程中呈現(xiàn)的信息容量大和傳遞的距離遠的特性就能令其他信號技術(shù)望塵莫及。

2.光纖損耗低、非常有利于降低施工成本

現(xiàn)今普遍采用石英光纖作為常用光纖，因為石英光纖比起其他光纖顯示出損耗低、成本低的優(yōu)勢。加上玻璃材質(zhì)特殊的電氣性質(zhì)，在使用石英光纖進行施工時由于其絕緣性可以不用安裝接地和回路等設(shè)施，有效地降低了成本。從理論上講，石英光纖的傳輸損耗還能降低，這將通過不斷發(fā)展的技術(shù)水平在未來的某一天實現(xiàn)。

3.光纖具有良好的抗干擾能力

光纖通信中使用的石英光纖除了上述的電氣絕緣性的特質(zhì)，還有較好的耐腐蝕能力。但是石英光纖得以廣泛應用的秘密在于其抵抗其他電磁干擾的能力非常強，不論是自然界的太陽黑子活動帶來的電磁干擾，還是人為的如高壓電線釋放的電磁信號，都不能干擾光纖的信號傳輸。所以，光纖通信技術(shù)除了在民用方面應用廣泛，在軍事應用方面也得到了大量的發(fā)展。

4.無串音干擾，保密性好

傳統(tǒng)的電波通信在信號傳輸?shù)倪^程中，非常容易發(fā)生電波泄漏和串擾進而造成信號被截獲，也就是竊聽，其信息傳輸?shù)谋Ｃ苄苑浅２?。而光纖通信技術(shù)的優(yōu)勢是光波在傳輸途中既不會發(fā)生串擾，也不會泄漏，能夠有效地保護傳輸?shù)膬?nèi)容。因此，在傳輸質(zhì)量上光纖通信既不會發(fā)生串音，在通信安全上光纖也有極強的保密性。

5.光纖直徑小、占有空間小

光纖的直徑小，占用的空間也小。為通信系統(tǒng)的施工帶來減輕任務量和減少占用空間的好處，也為通信系統(tǒng)的小型化、集成化發(fā)展提供了有利條件。對于后期維護來說，占用體積小的光纖在各種管道中容易被識別和檢修，緩解了地下管線的復雜性，為檢修和維護簡約了時間成本。此外，光纖的穩(wěn)定性好、壽命長，加上一系列傳統(tǒng)通信技術(shù)無法企及的優(yōu)勢，使得光纖通信技術(shù)在全球范圍內(nèi)普遍應用。

三、光纖通信技術(shù)在多個領(lǐng)域里的廣泛應用

在光纖通信技術(shù)誕生幾十年來，光纖通信技術(shù)得到了飛速的發(fā)展和非常廣泛的應用?；诠饫w通信的諸多優(yōu)點，和在使用光纖通信技術(shù)時其物理屬性帶來的施工便利性和低成本優(yōu)勢，成為光纖通信技術(shù)在多種領(lǐng)域得以應用的原因。

1.廣播電視領(lǐng)域

如上所述，突出的技術(shù)優(yōu)勢使得光纖在廣播電視領(lǐng)域應用廣泛。光纖是廣播電視領(lǐng)域里重要的信號載體，尤其是光纖強大的抗干擾能力為音視頻信號的傳輸提供了可靠的保障?，F(xiàn)如今隨著數(shù)字電視和網(wǎng)絡電視的普及和發(fā)展，通過光纖傳輸電視信號和數(shù)據(jù)成為首選。特別是以光網(wǎng)為基礎(chǔ)建設(shè)的現(xiàn)代廣播電視體系，傳輸過程中不受干擾的可靠信號傳輸為高質(zhì)量的廣播電視建設(shè)鋪墊了服務基礎(chǔ)。[2]

2.軍事領(lǐng)域

軍事通信技術(shù)先進與否在很大程度上決定了一個國家的軍力水平，尤其是在如今強調(diào)以科技武裝軍隊，可靠實用的通信技術(shù)越來越受到軍事方面的重視。從軍事角度看，戰(zhàn)爭的形態(tài)在隨著科學技術(shù)的進步發(fā)生著改變，未來的戰(zhàn)爭將是信息技術(shù)主導一切。因此，光纖通信技術(shù)應該并且已經(jīng)得到軍事領(lǐng)域的大量應用。將光纖通信技術(shù)引用到軍事領(lǐng)域，可大大擴充通信系統(tǒng)的容量和質(zhì)量，在信息傳輸?shù)倪^程中能夠達到軍事級別的保密性，強大的抗干擾能力也是傳統(tǒng)的通信手段不能達到的。由于軍隊的現(xiàn)代化發(fā)展趨勢和對“未來戰(zhàn)爭”的未雨綢繆，光纖通信技術(shù)能夠提供的高效率和少占用等特性也是提供參考的重要因素。此外，另一種無聲的戰(zhàn)爭，信息戰(zhàn)的基礎(chǔ)也需要以光纖通信技術(shù)為基礎(chǔ)的信息化裝備?，F(xiàn)在的軍事已經(jīng)大量使用了光纖通信技術(shù)，相信在未來會應用到更加深的層次和更加廣的領(lǐng)域。

3.電力通信領(lǐng)域

技術(shù)優(yōu)勢讓光纖通信技術(shù)在電力通信領(lǐng)域也得到了廣泛的普及。在我國，電力通信領(lǐng)域正在推廣光纖網(wǎng)絡，并且已經(jīng)完成了部分光纖布局工作。在電力系統(tǒng)中，光纖通信技術(shù)的規(guī)模龐大并且有完善的技術(shù)支持，可承載多種通信業(yè)務。在電力通信領(lǐng)域應用光纖通信技術(shù)的好處是提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保并提高了電力系統(tǒng)的安全性，積極推動了電力系統(tǒng)帶來的生活和生產(chǎn)發(fā)展。

4.電信干線中的應用

科學技術(shù)特別是信息技術(shù)的迅猛發(fā)展對光通信技術(shù)的要求有了進一步的提升，加上各種專業(yè)通信網(wǎng)的發(fā)展需求，使得光纖通信技術(shù)以其優(yōu)勢被應用到各種不同的領(lǐng)域里。就我國來說，以光纖通信技術(shù)成立的進行全國信息傳遞的信息網(wǎng)就是很好的例子。光纖技術(shù)不僅以其廣泛的應用得到大力的發(fā)展，為促進了我國的經(jīng)濟建設(shè)。

5.光纖接入網(wǎng)的應用

互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡建設(shè)走上了FTTX的發(fā)展道路，具體表現(xiàn)為光纖到樓（FTTB）和光纖到戶（FTTH）。光纖到樓是以輻射結(jié)構(gòu)實現(xiàn)一種經(jīng)濟實惠的組網(wǎng)，具體是指用戶的光纖業(yè)務是從住宅小區(qū)內(nèi)連接到家中的，而光網(wǎng)絡單元（ONU）就在小區(qū)內(nèi)。從組網(wǎng)結(jié)構(gòu)和實用性來講，光纖到樓經(jīng)濟實惠。同樣的，光纖到戶則是光網(wǎng)絡單元與用戶相連，其業(yè)務量比較小?？偟膩碚fFTTX能夠?qū)崿F(xiàn)三網(wǎng)合一，是一種現(xiàn)代化的網(wǎng)絡接入形式。

6.光纖通信衍生技術(shù)的應用

基于光纖通信技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展出的新興技術(shù)也為光纖通信技術(shù)的廣泛應用提供了有利因素。比如說全光通信等技術(shù)。強大的全光通信技術(shù)不僅能容納多種業(yè)務模式，還具有通信量大、性能強悍等特點，能夠構(gòu)建生存能力十分強大的網(wǎng)絡環(huán)境。因為不需要光電轉(zhuǎn)換而降低了成本，加上強大的業(yè)務優(yōu)勢和特性，全光通信技術(shù)在未來將得到廣泛的發(fā)展。

四、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

光纖通信技術(shù)的物理屬性和技術(shù)特性都決定它不僅在現(xiàn)在的發(fā)展中得以廣泛應用，也要在未來大展手腳。在未來，光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.超高速系統(tǒng)的演進

光纖通信技術(shù)的發(fā)展迅猛，光纖通信的傳輸速率在十年內(nèi)能提高100倍，到時用戶能夠用上無限帶寬。目前的商用系統(tǒng)中，最普遍的光纖傳輸速率為10Gbit/s，40Gbit/s的傳輸速率也已進入實用階段。更高傳輸速率的160Gbit/s和640Gbit/s還在研究之中，距離投入實用還有一段路要走。受到光纖的物理特性的限制，光纖通信的進一步擴容采用光復用方式。目前光復用方式進入大規(guī)模商用的只有WDM和DWDM。[3]

2.光纖接入網(wǎng)

光纖接入網(wǎng)是信息高速公路“飛入尋常百姓家”的最后一步，是建設(shè)信息高速公路的關(guān)鍵技術(shù)。光纖接入網(wǎng)能夠真正實現(xiàn)信息高速化、服務個性化、帶寬最大化，能夠最大程度地滿足大眾的需求。

3.全光網(wǎng)的前景

光纖通信的最終階段是全光網(wǎng)通信，既是光纖通信發(fā)展的終極目標也是發(fā)展理想。光纖通信的超高速趨勢會使光電轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)成為瓶頸，電信號處理將會大大增加光纖網(wǎng)絡的復雜程度和處理難度。全光網(wǎng)的關(guān)鍵就是信息傳輸?shù)娜^程都保持光的形式，不必經(jīng)歷電的轉(zhuǎn)換，大大促進了高速網(wǎng)絡的超大容量的實現(xiàn)。

五、結(jié)語

光通信技術(shù)特別是光纖通信技術(shù)為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和社會經(jīng)濟的進步提供了強勁的推動力，社會發(fā)展的需求將促進光纖通信技術(shù)的進一步提高。目前光纖通信的信息傳輸速率還在隨著技術(shù)的進步而不斷增長，正在朝著光子網(wǎng)絡的趨勢進發(fā)。我國的光纖通信技術(shù)起步較晚但是發(fā)展迅速，各種相關(guān)研究在持續(xù)突破，相信在不久的將來，億萬用戶將享受到光纖通信的“光速”服務。

參考文獻：

[1]張立東.波分復用技術(shù)及其應用現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].電腦知識與技術(shù)，2004（26）.

[2]張成良.傳送網(wǎng)技術(shù)與光通信的新發(fā)展[J].世界電信，2000（02）.

[3]來國柱.信息化與光纖通信[J].光通信技術(shù)，2001（03）.