淺論光纖傳輸系統(tǒng)性能對光纖通信的影響

摘 要：現(xiàn)代通信系統(tǒng)對光纖傳輸系統(tǒng)提出了更高的需求，需對系統(tǒng)的傳輸性能進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)。同時通過對光纖的損耗的主要因素對通信系統(tǒng)的影響的研究，對信號的傳輸做相應(yīng)的改善，從而提高光纖通信的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：光纖通信；傳輸系統(tǒng)；性能；方法

科技的不斷發(fā)展推動著光纖通信技術(shù)不斷地發(fā)展，技術(shù)通信系統(tǒng)有了很大的改善，但是還有許多因素對光纖通信系統(tǒng)的性能造成影響，影響著傳輸?shù)乃俾?，信號的傳輸需要進(jìn)一步的改善。而且我國許多光纜受到了不同程度的破壞，帶來了巨大損失，目前通信的各個環(huán)節(jié)需要不斷地進(jìn)行改善。

一、光纖的主要傳輸系統(tǒng)

目前主要的光纖系統(tǒng)有電復(fù)用光纖傳輸系統(tǒng)和光復(fù)用光纖傳輸系統(tǒng)，這兩個主要的傳輸系統(tǒng)依然占著主要的地位。下面主要介紹兩個系統(tǒng)的主要原理：

一是電復(fù)用光纖傳輸系統(tǒng)，主要有頻分復(fù)用光纖傳輸系統(tǒng)和微波副載波復(fù)用光纖傳輸系統(tǒng)。其中頻分復(fù)用這個系統(tǒng)即在先用各路信號模擬或者數(shù)字調(diào)制不同的副載波，再把電路上復(fù)合后去調(diào)制光載波，這種傳輸系統(tǒng)可以在單根光纖上傳輸多個不同波長的光載波。這節(jié)約了成本，同時加大了信號的傳輸。而微波副載波復(fù)用光纖傳輸系統(tǒng)是N個頻道的模擬基帶電視信號，分別調(diào)制頻率為fl，f2，f3，…，fN的射頻（RF）信號，把N個帶有電視信號的副載波f1s，f2s，f3s，…，fNs組合成多路寬帶信號，再用這個寬帶信號對光源（一般為LD）進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制，實(shí)現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)換。光信號經(jīng)光纖傳輸后，由光接收機(jī)實(shí)現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換，經(jīng)分離和解調(diào)，最后輸出N個頻道的電視信號。

二是光復(fù)用光纖傳輸系統(tǒng)，主要有波分復(fù)用（WDM）光纖傳輸系統(tǒng)，光時分復(fù)用（OTDMA）光纖傳輸系統(tǒng)和光碼復(fù)用（OCDM）光纖傳輸系統(tǒng)。其中波分復(fù)用（WDM）光纖傳輸系統(tǒng)是在發(fā)送端將把不同的光信號進(jìn)行復(fù)用，并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進(jìn)行傳輸，同時在接收端又將不同的波長信號分開，所以WDM技術(shù)對以后的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展寬帶業(yè)務(wù)有著十分重要的意義。光時分復(fù)用（OTDMA）光纖傳輸系統(tǒng)是把各支路光信號變成高速率、超窄的短脈沖信號，然后插入復(fù)用信道中已經(jīng)分配好的時隙上，因?yàn)檎麄€過程是不需要光電轉(zhuǎn)化的，所以這樣的傳輸系統(tǒng)也減少了系統(tǒng)的損耗，使信號更加高質(zhì)量的傳輸。光碼復(fù)用（OC-DM）光纖傳輸系統(tǒng)是用一組包含互相正交的碼字碼組攜帶多路信號的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的頻譜資源利用率高，如果和WDM結(jié)合，可以大大增加系統(tǒng)的容量。

二、對系統(tǒng)影響的主要因素

一些因素影響著系統(tǒng)的性能，我們應(yīng)該對這些因素的產(chǎn)生原因進(jìn)行研究，這對以后的改善光纖通信的性能有著很大幫助。這些因素主要分為內(nèi)在和外在因素。

一是內(nèi)在因素：對系統(tǒng)造成影響的主要有色散、損耗和噪聲。色散就是指不同顏色（不同頻率）的光在光纖中傳輸時，由于具有不同的傳播速度而相互分離。色散主要有模式色散、材料色散和波導(dǎo)色散。雖然技術(shù)在不斷地進(jìn)步但是還是存在著色散。損耗是指光纖每單位長度上的衰減。由于存在損耗使得模擬信號和數(shù)字信號的幅度都減小。損耗主要有連接損耗和非連接損耗。這嚴(yán)重的制約通信系統(tǒng)的性能。噪聲是由于傳播的逛功率不理想所導(dǎo)致的，主要是由模式噪聲和反色激光器光導(dǎo)致光功率損耗。

二是外在因素：主要是對光纖造成了破壞，由于施工等原因會對光纜造成破壞。同時光纖的彎曲也會影響著通信的性能，彎曲到一定程度的時候，會使光的傳輸途徑受到改變，從而使得光纖產(chǎn)生損耗。光纖通信系統(tǒng)中，系統(tǒng)的噪聲往往是影響接收靈敏度的主要因素，也是衡量系統(tǒng)性能的一個重要參數(shù)。在光纖通信系統(tǒng)中出現(xiàn)的噪聲，噪聲主要有熱噪聲和散彈噪聲。熱噪聲：由帶電粒子在導(dǎo)電媒介中的布朗運(yùn)動引起的，包括發(fā)生于有源器件內(nèi)部的載流子或電子發(fā)射的隨機(jī)性而形成散彈效應(yīng)起伏過程的散彈噪聲和引起電路中電流或電路兩點(diǎn)間電位差不停起伏的電阻熱噪聲。因此，熱噪聲存在絕對零度以上的系統(tǒng)之中，熱噪聲即所謂的白噪聲，是屬于高斯正態(tài)分布的，經(jīng)研究表明，一般信噪比大于15DB，信號的功率只要有很小的變化，誤碼率將會發(fā)生很多大的改變，這可以幫助我們改善系統(tǒng)的傳輸性能，即降低少量的系統(tǒng)損耗。散彈噪聲：是由真空電子管和同半導(dǎo)體器件中電子發(fā)射的不均勻性引起的，散彈噪聲會隨著入射電功率的增加而增加，一般我們?yōu)榱私档蜕椩肼暱梢允褂玫屯V波器使得接收信道的帶寬變寬。同時，誤碼率是衡量一個系統(tǒng)穩(wěn)定的重要參數(shù)，因?yàn)檎`碼率反應(yīng)的是光纖通信系統(tǒng)傳輸質(zhì)量的重要指標(biāo)，誤碼率是指傳輸?shù)亩M(jìn)制碼流中出現(xiàn)錯誤的概率。因?yàn)檎`碼率會隨時間而產(chǎn)生變化所以應(yīng)該采用誤碼時間百分?jǐn)?shù)和誤碼秒百分?jǐn)?shù)的方法用于實(shí)際的監(jiān)測。

三、提高光纖通信系統(tǒng)性能的方法

影響光纖通信的因素很多，但是我們主要從色散、衰減對光纖的影響和一些影響光纖通信是外在因素進(jìn)行改善。這樣能讓我們的通信性能得到大幅度提高。首先對減少色散來提高性能的主要方法有以下四種：①采用色散補(bǔ)償光纖——通過接負(fù)色散的色散補(bǔ)償光纖進(jìn)行色散補(bǔ)償，使得色散接近零，更好的提高了光纖通信的性能。②我們可以采用光纖光柵——在纖芯內(nèi)形成一個窄帶濾波器來減少色散。③對光源實(shí)現(xiàn)預(yù)啁啾——可以延長系統(tǒng)的傳輸距離來減少色散。④利用自相位調(diào)制效應(yīng)—使得信號頻譜逐漸展寬來減少色散。主要通過這幾種方法來減少色散損耗，可以很好的改善光纖的通信性能。其次，對影響光纖通信的外在因素進(jìn)行改善。要使光纖通信能夠在日常生活中穩(wěn)定的工作，就必須要加強(qiáng)光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控管理，通過合理的檢測每個光纖，在最短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題。這樣會在最短的時間內(nèi)修復(fù)損壞的光纖，減少損失，同時在進(jìn)行光纖布線的施工時候要有完備的設(shè)計(jì)圖紙，這樣做能夠在施工的時候盡量減少對光纖造成破壞。雖然衰減也在光纖中存在，但是隨著科技的發(fā)展自從出現(xiàn)光放大器后，光的衰減將不再是問題了，使得光纖能更好的

傳輸信號。

作者簡介：陳奕玲，中國聯(lián)通吉林市分公司。endprint