現(xiàn)代光通信發(fā)展趨勢(shì)研究

孫魯兵

摘要：光纖通信在現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)中占有重要地位，已成為當(dāng)今社會(huì)的主要通信技術(shù)。隨著信息理論的不斷發(fā)展和通信技術(shù)的不斷提高，現(xiàn)代光纖通信在通信領(lǐng)域越來(lái)越受到重視和廣泛應(yīng)用。本文主要從現(xiàn)代光纖通信的概念、特點(diǎn)、應(yīng)用以及發(fā)展趨勢(shì)四個(gè)方面展開論述。

關(guān)鍵詞：光纖通信的特點(diǎn)、光纖通信發(fā)展趨勢(shì)

一、光纖通信的概念

光纖通信是一種以光波為信息載體，以光纖為傳輸介質(zhì)，將信息從一端傳輸?shù)搅硪欢说耐ㄐ欧绞?。它已成為世界范圍?nèi)最常見的一種通信傳輸方式。時(shí)至今日，光纖通信已經(jīng)過(guò)了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展歷程。它徹底改變了人們的通信方式，是當(dāng)代通信技術(shù)的重要標(biāo)志[1]。

二、現(xiàn)代光纖通信的特點(diǎn)

現(xiàn)代光纖通信具備以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：（1）保密性能強(qiáng)。由于普通電纜在傳輸信號(hào)時(shí)容易發(fā)生電磁信號(hào)泄露，如果有探測(cè)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，很容易監(jiān)聽到信號(hào)內(nèi)容。并且隨著使用年限的增加，電纜線會(huì)發(fā)生線路老化，進(jìn)而容易受到外界電磁環(huán)境的干擾，降低信號(hào)傳輸質(zhì)量。這些都容易造成泄密問(wèn)題。光纖通信是根據(jù)全光反射原理將光信號(hào)完全限制在光導(dǎo)纖維中，封閉性強(qiáng)。加之外部環(huán)繞的保護(hù)層，使其保密性能大大增強(qiáng)。（2）通信容量大。由于光頻譜擁有非常寬的帶寬，高達(dá)太赫茲，相比傳統(tǒng)的通信方式帶寬增加了一百多倍。這進(jìn)一步促進(jìn)了密集波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展，使得單根光纖傳輸容量高達(dá)上百吉赫茲。（3）抗干擾能力強(qiáng)。光纖的組成原料是二氧化硅，是組成沙子的主要材質(zhì)，其具有較強(qiáng)的抗腐性。所以能保證其長(zhǎng)距離傳輸時(shí)不受干擾。除此之外，由于光纖通信是依據(jù)全光反射來(lái)進(jìn)行信號(hào)傳輸，因此也能防止外界電磁波的干擾。（4）通信距離遠(yuǎn)。光纖在傳輸過(guò)程中損耗極低，目前單模光纖最大通信距離可達(dá)幾十甚至幾百公里[2-3]。

三、現(xiàn)代光纖通信的應(yīng)用

現(xiàn)代光纖通信的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）光纖接入網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)逐漸向光纖接入網(wǎng)的方向發(fā)展，即光纖到戶、光纖到樓等形式。光纖到樓是指光網(wǎng)絡(luò)單元直接進(jìn)入商樓或住宅小區(qū)，然后通過(guò)多對(duì)絞線將光纖業(yè)務(wù)接入商樓或住宅的各用戶。它是一個(gè)從一點(diǎn)到多點(diǎn)的放射狀結(jié)構(gòu)，相比傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)更經(jīng)濟(jì)。（2）全光交換（OXC）技術(shù)。光纖通信技術(shù)的難點(diǎn)主要是解決光信號(hào)交換和傳輸?shù)膯?wèn)題。傳統(tǒng)的通信網(wǎng)在進(jìn)行光信號(hào)交換時(shí)，往往采用“光-電-光”轉(zhuǎn)換的方式進(jìn)行交換。這樣不僅浪費(fèi)能源，而且效率低下。隨著全光交換技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，在傳輸交換節(jié)點(diǎn)將實(shí)現(xiàn)“光-光”的直接轉(zhuǎn)換。（3）單纖雙向傳輸技術(shù)。目前大部分行業(yè)使用的光纖是雙纖雙向的傳輸技術(shù)。通過(guò)將收發(fā)信號(hào)調(diào)制到不同的光信號(hào)波段中，可以實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸?shù)男Ч?。這樣可以進(jìn)一步節(jié)省光纖資源。

四、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著通信網(wǎng)的不斷擴(kuò)大以及通信技術(shù)的發(fā)展，傳輸網(wǎng)中的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)大大增加，光纖通信網(wǎng)絡(luò)也開始慢慢顯現(xiàn)帶寬不足的問(wèn)題。如何才能更好的解決光纖網(wǎng)的傳輸帶寬問(wèn)題？從總體來(lái)看，還是兩個(gè)思路。一，是通過(guò)更先進(jìn)的技術(shù)，把傳輸網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的物理帶寬變得更大。二，是加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度能力，提升效率。目前，光纖通信的單波100G已經(jīng)廣泛商用。200G、400G的光模塊光通道，基本上都是基于單波100G。400G光模塊在2019年左右就已經(jīng)成熟商用，國(guó)內(nèi)并沒(méi)有廣泛采用400G，一方面是因?yàn)橐驖u進(jìn)（考慮成本），另一方面是基于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的需求。未來(lái)，單波400G將是下一代OTN技術(shù)的基礎(chǔ)傳輸速率。從底層技術(shù)來(lái)看，一方面可以采用更先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)，或者使用更大的頻譜帶寬。一般情況下，波道采用C波段，頻譜資源是4THz。如果采用C+L波段，是11THz，相比C波段提升了175%。這可以顯著提升光纖資源的利用率。另一方面研發(fā)新型光纖，提高單根光纖中的纖芯數(shù)，或引入材料學(xué)技術(shù)，降低光纖傳輸過(guò)程中的損耗。此外，人工智能技術(shù)的發(fā)展也有可能改善網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維環(huán)境。通過(guò)建立人工智能算法模型，使得AI能夠接管網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維工作，真正形成智能化網(wǎng)絡(luò)[4]。

五、結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代光纖通信具有安全性強(qiáng)、通信容量大、抗干擾性能好、傳輸距離長(zhǎng)等特點(diǎn)。它已廣泛應(yīng)用于通信領(lǐng)域。在日常生活中，計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議、數(shù)字電視、移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)和可視電話都將通過(guò)現(xiàn)代光纖通信技術(shù)傳輸信息。隨著人們對(duì)各種通信服務(wù)需求的不斷增加，光纖通信技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步必將進(jìn)一步推動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]呂向東，梁雪瑞，喻千塵，馬衛(wèi)東.光通信技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].電信科學(xué)，2019.

[2]李可.淺析光纖通信技術(shù)及其應(yīng)用[J].通信設(shè)計(jì)與應(yīng)用.2019.

[3]王佳璇.淺析現(xiàn)代光纖通信的特點(diǎn)及其應(yīng)用[J].中國(guó)新通信.2013.

[4]姚志剛.現(xiàn)代光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展探討[J].中國(guó)新通信.2015.