淺析光纖通信的應(yīng)用前景

張秘

一、信息業(yè)務(wù)種類和數(shù)量需求的增長(zhǎng)趨勢(shì)

在音頻（audio）、視頻（video）、數(shù)據(jù)（data）三大類信息業(yè)務(wù)中，除了傳統(tǒng)的電話經(jīng)過數(shù)字化后仍作為基本通信方式外，隨著計(jì)算機(jī)普及，數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)通信的數(shù)量近年顯著加大， 而圖象和電視的信息業(yè)務(wù)也開始蓬勃發(fā)展和急劇增長(zhǎng)。

二、通信擴(kuò)大建設(shè)對(duì)光纖技術(shù)發(fā)展的原則性要求

2.1光纖無拘束地延長(zhǎng)至需要的傳輸距離

光纖之所以被認(rèn)為是理想傳輸媒介，理由之一是它每公里的損耗遠(yuǎn)小于銅線。尤其是單模光纖工作于長(zhǎng)波長(zhǎng)1.3Lm和1.55Lm，損耗低至0.35～0.2dB/km。對(duì)于長(zhǎng)途光纖通信線路，今后傾向于采用最低損耗波長(zhǎng)1.55Lm的窗口。傳統(tǒng)1.3Lm光纖線路為了延長(zhǎng)傳輸距離，每隔一段距離需設(shè)置再生中繼機(jī)，使電脈沖得到放大和重新整形，并不讓噪聲累積。

2.2分階段加大光纖承擔(dān)傳輸?shù)娜萘?/p>

按照信息業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的規(guī)律，分階段加大光纖承擔(dān)傳輸?shù)娜萘俊Ｔ谝桓饫w上加大容量的傳統(tǒng)辦法，是提高調(diào)制信號(hào)的數(shù)字速率，即提高發(fā)送激光管輸出光載波強(qiáng)度的調(diào)制速率。

2.3已設(shè)光纖容量的利用和新設(shè)光纖設(shè)計(jì)的選擇

已經(jīng)埋設(shè)光纜中未用的光纖應(yīng)該發(fā)掘利用其潛在容量，而計(jì)劃新設(shè)光纜則應(yīng)考慮使用適合長(zhǎng)距離、大容量傳輸?shù)男滦凸饫w。事實(shí)表明，10a前埋設(shè)的光纜，包含一定數(shù)量的常規(guī)單模光纖，其零色散波長(zhǎng)為1.3Lm，其中一部分已經(jīng)實(shí)際運(yùn)用的光纖就是工作于波1.3Lm。

2.4加快研究光子器件和光子集成技術(shù)

光子器件和光子集成技術(shù)關(guān)系到整體光纖通信系統(tǒng)的前進(jìn)步伐，并且對(duì)系統(tǒng)的成本起著決定性作用，必須加快積極研究和開發(fā)。在光子器件中，以有源器件為主要，特別是激光管，它是光發(fā)送機(jī)的核心器件。

三、光纖通信新技術(shù)近年研究實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用的進(jìn)展趨向

進(jìn)入90年代以來，確實(shí)有幾項(xiàng)光纖通信新技術(shù)的研究與實(shí)驗(yàn)得到顯著的突破，而且有些已經(jīng)得到實(shí)踐證明，發(fā)揮了很大作用，為長(zhǎng)距離、大容量數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)鋪平道路。

3.1光纖放大器

早期曾經(jīng)研究過半導(dǎo)體光放大器，取得了一定的結(jié)果，能夠?qū)饫w通信的工作波長(zhǎng)提供一定數(shù)量的增益，但效果還不夠理想，未能應(yīng)用于中、長(zhǎng)途光纖線路作為沿線每隔一定距離的中間放大器以替代原有的再生中繼機(jī)。

3.2密集波分多路

為了充分利用單模光纖在1.55Lm或1.3Lm窗口的潛在容量，光的波分多路（WDM）也即光頻分多路（OFDM）被認(rèn)為是妥善有效的方法。即一根光纖在1.55Lm附近幾個(gè)互相隔開的不同波長(zhǎng)，同時(shí)傳輸n路光載波，總的傳輸速率將是一個(gè)光載波傳輸速率的n倍。

3.3非零色散光纖

在近年對(duì)光纖放大和波分多路結(jié)合一起進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn)的過程中，發(fā)現(xiàn)了許多有意義的和急待解決的技術(shù)問題。

3.4高性能光子器件與集成

四、光纖通信在各種通信網(wǎng)中應(yīng)用

1、骨干網(wǎng)。對(duì)于各種通信網(wǎng)的骨干網(wǎng)，包括長(zhǎng)途通信網(wǎng)主干線和重要分支線的骨干網(wǎng)，市內(nèi)通信網(wǎng)局間線的核心網(wǎng)和有線電視網(wǎng)臺(tái)間線的核心網(wǎng)，主要的沿海岸和越洋海底線路，以及各大單位專用局域網(wǎng)的核心網(wǎng)，按照現(xiàn)在通信建設(shè)趨勢(shì)，無疑地都應(yīng)選用光纖光纜作為傳輸線路，主要是單模光纖工作于長(zhǎng)波長(zhǎng)1.3Lm或1.55Lm。

2、接入網(wǎng)。市內(nèi)通信網(wǎng)中從交換局（CO）或遠(yuǎn)端站（RT）連接至它們各自周圍眾多用戶的線路，組成現(xiàn)時(shí)常稱的接入網(wǎng)（access network）。使用通信的用戶大致可以分為單位用戶和住家用戶兩類。企業(yè)、工廠、機(jī)關(guān)、學(xué)校等用戶屬于單位用戶，單位有大有小。

3、有線電視網(wǎng)。近年來，有線電視廣播業(yè)務(wù)（CATV）正在普遍發(fā)展，用戶收看有線電視的質(zhì)量?jī)?yōu)于無線電視?，F(xiàn)階段有線電視仍是使用模擬電視信號(hào)，依靠副載波頻分多路（SCM）技術(shù)，電視臺(tái)同時(shí)播送很多頻道的電視節(jié)目，由住家用戶挑選收看。不久以后，有線電視廣播將率先使用壓縮編碼的數(shù)字電視，估計(jì)收看質(zhì)量比前更好。

4、專用區(qū)域網(wǎng)。一個(gè)單位在自己的大樓內(nèi)或廠區(qū)內(nèi)建立專用通信網(wǎng)，稱為局域網(wǎng)（LAN），在城市或郊區(qū)內(nèi)較大的自有地區(qū)建立專用通信網(wǎng)，稱為城域網(wǎng)（MAN）。

5、海底通信線路。國際通信在相當(dāng)程度上依靠海底線路的傳送。自從光纖通信開始在陸地通信線路應(yīng)用成功后，很快就敷設(shè)海底光纜以替代過去的海底電纜。特別是太平洋和大西洋的越洋海底光纜，光纖通信系統(tǒng)已有幾次更新?lián)Q代。

五、結(jié)論

中國現(xiàn)在的的光纖通信產(chǎn)業(yè)已經(jīng)初具規(guī)模光纜光纖半導(dǎo)體光電子器件以及光纖通信系統(tǒng)都已經(jīng)能夠自己生產(chǎn)供應(yīng)，不用進(jìn)口我國光纖通信主要干線已經(jīng)建成，光纖通信容量達(dá)到Tbps，幾乎用不完，因此不要發(fā)展光纖通信技術(shù)了但由于光纖本身制造屬性決定，光纖仍然有較大的發(fā)展空間：新光纖研制，光子晶體隨著寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展網(wǎng)絡(luò)需要擴(kuò)容等，光纖通信仍有巨大的市場(chǎng)現(xiàn)在每年光纖通信設(shè)備和光纜的銷售量是上升的。光纖無論是在通信速率還是在傳輸容量上都有突破性進(jìn)展。本篇論文主要介紹了從現(xiàn)代和過去以及未來的技術(shù)方面和材料方面的研究。未來的有線電視、區(qū)域網(wǎng)絡(luò)、海底通信等等方面都做了研究。通過一些器件以及技術(shù)來克服光纖傳輸時(shí)的衰減以及損耗從而達(dá)到最大容量傳輸，技術(shù)主要有光纖傳輸技術(shù)等，還研究新型光纖滿足人們的要求。

總之，光纖通信是人類歷史上的重大突破，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)今的光纖通信已成為信息社會(huì)的神經(jīng)系統(tǒng)，為經(jīng)濟(jì)進(jìn)步，科技發(fā)展，人類文明發(fā)揮自己的作用，未來主要實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)。