對光纖通信技術應用的分析

高永雄

【摘 要】光纖通信技術的問世與發(fā)展給世界通信業(yè)帶來了革命性的變革。特別是經(jīng)歷近40年的研究開發(fā)，光纖、光纜、器件、系統(tǒng)的品種不斷更新，性能逐漸完善，已使光纖通信成為信息高速公路的傳輸平臺。本文探討了光纖通訊技術的原理、光纖通信技術的應用現(xiàn)狀與面臨的挑戰(zhàn)及光纖通信技術帶動的相關應用服務發(fā)展趨勢。

【關鍵詞】光纖；通信技術；應用；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

1.光纖通訊技術的原理簡介

“光纖（Optical Fiber）”就是一種利用玻璃或塑料的纖維所制造出來當作輸送光線的工具。管徑的大小大約只有萬分之一公尺，只比頭發(fā)稍粗一點，而微細的光纖封裝在塑料護套中，可以讓光纖能夠彎曲而不至于斷裂。作用方面與輸送自來水的水管還有輸送瓦斯的瓦斯管一樣，不過輸送的是“光波”。光纖的材料主要分成塑膠和玻璃，各有不同用途。玻璃光纖品質較好，價格較貴，漏光量較少，可以使用在傳真度較高的訊號傳輸上，例如有線電視、光纖網(wǎng)絡等應用上；塑膠光纖價格較低廉，但相對地漏光量也較大，可以使用在照明的用途上，例如環(huán)繞游泳池的周邊，不但達到省電照明的功效，還有藝術效果。光纖是根據(jù)“全反射”，又稱為“全內反射”的原理來傳輸光波。由于介質的“折射率”不同，所以當光線經(jīng)過兩個不同的介質，光線會在介質的介面上被折射或反射，而全反射只會發(fā)生在當光線從較高折射率的介質進入到較低折射率的介質，及入射角大于臨界角的時候，就是當光線遠離法線時，與法線的角度越大，光線折射的部分則越少，又因沒有折射，都是反射，故稱為全反射。

人類的科技不斷進步，朝著越來越方便、快速的方向發(fā)展。另外，在這信息發(fā)達的時代里，信息的傳遞也是相當重要的，為了節(jié)省時間，傳遞信息的方式也越來越進步，從古代的飛鴿傳書到現(xiàn)代的各種通訊設備，顯現(xiàn)出科技的發(fā)展與進步，而光纖通訊就是近年來應對人們對于信息快速流通以及方便獲取的需求所發(fā)展出的新興技術，而且光纖不受干擾又適合長距離通訊等許多的優(yōu)點，又符合節(jié)省能源的未來趨勢，對于人們在網(wǎng)絡傳輸資料或信息上都有很大的幫助，是不可獲缺的科技。

2.光纖通信技術的應用現(xiàn)狀與面臨的挑戰(zhàn)

為提升民眾生活品質，增加企業(yè)發(fā)展優(yōu)勢，讓社會大眾均可享受多樣化高品質的網(wǎng)絡服務，推動光纖建設已成為必要的規(guī)劃。就光纖公共基金投資而言，全球主要國家包括澳大利亞、新西蘭、、希臘、新加坡、法國和美國等均為建立中立型的國家光纖網(wǎng)絡而投入大量資金，希望刺激產業(yè)界進行良性競爭。以美國為例，2010年5月提出了FCC國家寬頻計劃（FCC National Broadband Plan），預計在2020年，全美家庭網(wǎng)絡速度達4Mbps，能有1億的家庭用戶享受100Mbps的寬頻網(wǎng)絡服務，期望通過全國性寬頻網(wǎng)絡的建設來振興經(jīng)濟并帶動產業(yè)，根據(jù)FTTH Council 2010年最新的調查數(shù)據(jù)，兩千萬戶的北美家庭已可使用光纖網(wǎng)絡，645萬戶的家庭已通過光纖來接收網(wǎng)絡、電視/聲音服務；另根據(jù)RVA市場研究機構調查指出，隨著中小型電信業(yè)者的加入，北美FTTH網(wǎng)絡將會持續(xù)的擴展，超過北美FTTH最大供應商Verizon 2.3億美元的家庭光纖建設計劃（Fiber Optic Service， FiOS）的預期目標。

當然，IDATE（Institut de l1Audiovisuel et des Télécommunications en Europe）電信事業(yè)群表示，由于目前消費者和企業(yè)仍無法體會到光纖所帶來的好處，光纖相關營運商無法預見光纖所帶來的商機，且部分公共事業(yè)群低估了經(jīng)營光纖產業(yè)的復雜性，加上有些當?shù)卣诨I措資金上遭遇困難等，各國在推動光纖建設仍有許多挑戰(zhàn)需要被克服。

3.光纖通信技術帶動的相關應用服務發(fā)展趨勢

Yankee Group將目前網(wǎng)絡相關應用服務分為促成整體服務發(fā)展的促成服務（Enabling Services），加上整體經(jīng)濟服務（Wider-Economy Services）、娛樂服務（Entertainment Services）、溝通服務（Communication Services），共四大領域，整理出網(wǎng)絡服務應用組合：目前較為廣泛應用的網(wǎng)絡服務有IPTV、交通信息服務、網(wǎng)絡電話等，位于成長階段的服務有家庭監(jiān)控、商業(yè)固網(wǎng)行動匯流（Commercial FMC）、網(wǎng)絡電視等，新興應用服務有e化教育、Catch-Up TV、整合性固網(wǎng)行動匯流（Integrated FMC）等，關于未來想像的服務有e化醫(yī)療、3D電視、電視網(wǎng)絡電話、互動式電視內容等。可以發(fā)現(xiàn)其中許多是以電視為主要媒介的網(wǎng)絡應用服務，電視幾乎為每個家庭必備且仰賴的設備，未來的服務發(fā)展仍會以此為主要應用設備，而這些服務皆有賴光纖的環(huán)境來加以支撐。

在服務定位部分，Yankee Group則從兩個方面來探討，一為服務對廠商的獲利程度，另一種為服務對消費者的吸引程度，或是說服務和光纖的連結程度，這兩種力量往往是相互拉扯。以電視為例，電視對消費者來說是訂購各項服務的重要媒介，像是HDTV等，但是對電信廠商是低獲利產品；而寬頻對電信廠商是高獲利產品，但是單只有高速網(wǎng)絡并不能增加消費者申裝光纖的興趣。

有鑒于此，Yankee Group整理三種策略模式的建議，提供服務內容提供商參考：一種為broadband utility策略，旨在提供高品質的網(wǎng)絡接取服務給更多的顧客，如香港寬頻公司，以提供穩(wěn)定高速的寬頻接取服務為主；一種為expand and cash-in策略，提供廣泛的網(wǎng)絡建設加上一點點的應用服務，直到發(fā)現(xiàn)許多客戶有興趣的關鍵服務為止，如法國電信公司Orange在其主要行動通信和寬頻網(wǎng)絡業(yè)務上，提供客戶相關應用服務；第三種為keep it premium策略，在不影響現(xiàn)有收益下提供特定族群高獲利的服務內容，如美國電信商AT&T;推出U-verse服務，針對電視、行動用戶提供固網(wǎng)的數(shù)據(jù)、語音與影音的Triple Play服務，借此擴增營收。

4.小結

由于光纖傳感器不受電磁干擾，傳輸信號安全，可實現(xiàn)非接觸測量，可做成光纖傳光型及光纖敏感型的各式各樣的傳感器，因而它具有高靈敏度、高精度、高速度、高密度，適應各種惡劣環(huán)境下使用以及非接觸、非破壞和使用簡便等特點。近年來，傳感器朝著微型化、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。光纖傳感器具有眾多優(yōu)異的性能，能夠對應變、壓力、溫度、振動、聲場、折射率、加速度、電壓、氣體等各種參數(shù)進行精確測量，適應極端惡劣的環(huán)境。

目前各國陸續(xù)推出國家寬頻計劃和全國性光纖布建計劃，以及衡量通訊發(fā)展的國際評比將光纖相關指標納入其衡量體系內，這如同經(jīng)濟學人（EIU）的數(shù)字經(jīng)濟評比（Digital Economy Rankings），均顯示光纖在發(fā)展信息社會的重要性日益增加。在我國，推動寬頻網(wǎng)絡是政府與相關產業(yè)重要發(fā)展策略之一，根據(jù)FTTH Council的統(tǒng)計，我國光纖普及率已經(jīng)取得了較好的成績，顯示推動措施已達到部分成效。盡管如此，目前我國家庭用戶的寬頻接入技術仍以ASDL為主，許多消費者及企業(yè)仍無法體會光纖帶來的好處。未來，政府除建立合適的法規(guī)，如數(shù)位匯流發(fā)展方案等，協(xié)助光纖鋪設工作外，也應鼓勵光纖服務產業(yè)以及內容產業(yè)的發(fā)展，以開啟民眾對頻寬及各種創(chuàng)新服務的需求，以期形成一個完整的光纖寬頻使用環(huán)境。

【參考文獻】

[1]劉海軍.淺析光纖通信技術的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].科技信息，2009，（31）.

[2]陳虎，石鋒.對光纖通信技術的探討[J].科技信息，2011，（2）.

[3]呂璠.光纖通信的發(fā)展趨勢及應用[J].科技信息，2009，（23）.

[4]陳世賢.擴頻通信技術及其應用[J].寶雞文理學院學報（自然科學版），1998，（4）.