光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢

李剛

【摘要】 本文以光纖通信傳輸技術(shù)的基本特性為切入點(diǎn)，簡要分析了該技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀以及不足之處，進(jìn)而據(jù)此展望光纖通信傳輸技術(shù)的正確發(fā)展趨勢，以期提高光纖通信傳輸技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，更好地滿足社會整體對于通信傳輸方面的要求。

【關(guān)鍵詞】 光纖通信 傳輸技術(shù) 全光網(wǎng)絡(luò) 發(fā)展趨勢

上世紀(jì)六十年代，著名華人物理學(xué)家高錕先生提出“光傳輸理論”，實(shí)用化的光纖傳輸產(chǎn)品則始于1976年，經(jīng)歷了PDH→SDH→DWDM→ASON→MSTP的發(fā)展歷程。本世紀(jì)初期，ASON/OADM 技術(shù)已在通信技術(shù)當(dāng)中廣泛應(yīng)用，逐漸發(fā)展成為以骨干網(wǎng)絡(luò)傳輸為介質(zhì)的ROADM技術(shù)。

一、光纖通信傳輸技術(shù)的基本特性

1.1物理損耗低，中繼距離長

光纖的主要構(gòu)成材料是石英，與其他的傳輸介質(zhì)相比較，其所產(chǎn)生的損耗更低，整體低于20Db/km。由此可見，在長途傳輸線路當(dāng)中應(yīng)用光纖通信技術(shù)，因?yàn)橹欣^站減少，所以中繼距離得以延長，降低成本。

1.2抗干擾性能較強(qiáng)

光纖通信材料屬于絕緣體材的范疇，基本上不會出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象，具備良好的絕緣性。在實(shí)際的應(yīng)用過程當(dāng)中，其受外界電流影響非常小，同時也不會受到電離層電流的制約，對電磁的“免疫力”比較理想。僅此而言，可實(shí)現(xiàn)和高壓線路平行架設(shè)的目的，在電信，電力，甚至是軍事方面均可廣泛應(yīng)用。

1.3不存在串音干擾

光纖四周環(huán)繞的均是不透明塑料皮，可吸收所泄露的電磁波射線。因此，即便是在同一條電纜之中存在不同的光纖電纜，亦不會出現(xiàn)串音干擾的問題，針對電纜外部而言，也難以竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔ⅲ杀ＷC通信信息安全。

二、光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及不足

在三網(wǎng)融合的的發(fā)展趨勢之下，光纖通信傳輸技術(shù)取得了較大的進(jìn)步。但是依舊存在著部分的不足，需要向光纖到戶接入技術(shù)以及單纖雙向傳輸技術(shù)兩個方面轉(zhuǎn)變，具體如下：

2.1光纖到戶接入技術(shù)

針對現(xiàn)代寬帶業(yè)務(wù)領(lǐng)域的研究逐漸深入，基于更好地適應(yīng)用戶的通信要求，所采用的通信技術(shù)一要具備寬帶主干傳輸網(wǎng)絡(luò)，還要具備光纖到戶接入技術(shù)，后者是保證信息傳送得以進(jìn)入千家萬戶的重要保障之一，鑒于此，大部分業(yè)內(nèi)人士均認(rèn)為，信息接入網(wǎng)是信息高速公路發(fā)展的“臨門一腳”，在肯定了光纖到戶接入技術(shù)的重要性的同時，也指出了信息通信領(lǐng)域的瓶頸所在。

2.2單纖雙向傳輸技術(shù)

在應(yīng)用雙纖傳輸技術(shù)之時，信號處于分散傳輸?shù)臓顟B(tài)，即是信號在兩根光纖當(dāng)中進(jìn)行傳輸。而應(yīng)用單纖傳輸技術(shù)，全部的信號均在一根光纖當(dāng)中完成傳輸。根據(jù)現(xiàn)代光纖傳輸理論可得知，光纖傳輸?shù)娜萘渴遣淮嬖谏舷薜?，但是在傳輸設(shè)備的制約之下，導(dǎo)致光纖傳輸?shù)娜萘恳恢睙o法達(dá)到理想的水平。目前，我國的通信領(lǐng)域采用的基本上都是雙纖傳輸技術(shù)，導(dǎo)致寶貴的光纖資源被嚴(yán)重浪費(fèi)?，F(xiàn)階段，單纖雙向傳輸技術(shù)的主要應(yīng)用方向是光纖末端接入設(shè)備方面，包括PON無源光網(wǎng)絡(luò)、單纖光收發(fā)器等，應(yīng)用程度有待深化。

三、光纖通信傳輸技術(shù)的主要發(fā)展趨勢

光纖通信傳輸技術(shù)未來的主要發(fā)展趨勢集中體現(xiàn)在集成光器件、全光網(wǎng)絡(luò)、光網(wǎng)絡(luò)智能化、多波長通道四個方面，具體如下：

3.1集成光器件

為了全面提高光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用水平，必須要實(shí)現(xiàn)光器件的集成化目標(biāo)，這也是其余的發(fā)展趨勢得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵前提之一。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的背景之下，現(xiàn)有的ADSL接入寬帶已經(jīng)難以滿足實(shí)際的信息傳輸需求了，實(shí)現(xiàn)光器件的集成化，可顯著改善光器件的工作性能，進(jìn)而提高其傳輸信息的速度，推動光纖通信傳輸技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步。實(shí)現(xiàn)光器件的集成化，主要的方向是采用相對成熟的新工藝，在硅襯底之上進(jìn)行光學(xué)器件的制作，包括波導(dǎo)與光纖耦合器等重要的無源器件，在一塊硅芯片之上實(shí)現(xiàn)全部光學(xué)器件模塊的集成處理。

3.2全光網(wǎng)絡(luò)

廣義上的 “全光網(wǎng)絡(luò)”指的是無論在網(wǎng)絡(luò)傳輸還是網(wǎng)絡(luò)交換的過程當(dāng)中，網(wǎng)絡(luò)信號均是以光的形式存在的，其進(jìn)行電光或者是光電轉(zhuǎn)換的步驟僅限于進(jìn)/出網(wǎng)絡(luò)之時。目前，我國部分的光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，雖然在各個節(jié)點(diǎn)之間基本上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全光化的目的，但是在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的位置，其所采用的依舊是電器件，而非光器件，對光纖通信干線的總?cè)萘吭斐闪溯^大的限制。鑒于此，未來的光纖通信技術(shù)必須要實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)，關(guān)鍵在于創(chuàng)建完善的光網(wǎng)絡(luò)層，光網(wǎng)絡(luò)層的核心技術(shù)為光轉(zhuǎn)換技術(shù)與WDM技術(shù)兩項(xiàng)，同時將電光瓶頸盡數(shù)消除。在4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展建設(shè)的推動之下，我國的光器件產(chǎn)業(yè)逐漸趨向完善，目前市面上無論是有源光器件，還是無源光器件均實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)與商業(yè)應(yīng)用，如華為、中興、光迅等知名電子科技企業(yè)均代表著我國光器件生產(chǎn)的最高水平。

3.3光網(wǎng)絡(luò)智能化

我國的光纖通信素以傳輸為主線，伴隨現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，其在網(wǎng)絡(luò)通信當(dāng)中所起到的作用將會越來越重要以及明顯，因此必須要實(shí)現(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的智能化，提高網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用高度。針對現(xiàn)代光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言，實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)智能化，其關(guān)鍵在于將自動連接控制技術(shù)以及自動發(fā)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用到其中，輔以通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的自我保護(hù)與恢復(fù)功能，以期全面實(shí)現(xiàn)光纖通信傳輸技術(shù)的高度智能化。實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)智能化，核心思路在于提高 固定柵格頻譜的利用率，在傳統(tǒng)的WDM網(wǎng)絡(luò)的固定柵格之下，各種速率的光通道支撐為50GHz的頻譜間隔，針對100Gb/s的通道而言，這樣的頻譜間隔是合理的，但是對于80Gb/s以下的通道而言，則會造成固定柵格頻譜的浪費(fèi)。此外還要建立完善的波長通道，實(shí)現(xiàn)光信道的動態(tài)調(diào)整，開放接口，實(shí)現(xiàn)資源云化，打造靈活的彈性光路。

3.4多波長通道

在光纖通信傳輸技術(shù)當(dāng)中，存在一種衍生技術(shù)“波分復(fù)用技術(shù)”，其核心作用在于對光波通信的信息容量實(shí)現(xiàn)有效的拓展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)時分與空分多址復(fù)用的目的。其中，空分復(fù)用需要依靠多根光纖進(jìn)行信號的傳輸，與單根光纖復(fù)用相比較，空分復(fù)用還需要借助頻分或者是碼分復(fù)用來實(shí)現(xiàn)。在現(xiàn)代商業(yè)當(dāng)中，頻分復(fù)用的應(yīng)用范圍比較廣，針對傳統(tǒng)的G.653光纖而言，采用色散調(diào)節(jié)技術(shù)確實(shí)可以提高其傳輸速度以及拓展其信息容量，但是在正常的使用過程當(dāng)中非常容易出現(xiàn)FWM（四波混合）的問題，這是光纖放大器不合理使用而直接導(dǎo)致的結(jié)果。FWM的原理可細(xì)分為三點(diǎn)：一是后向參量放大和振蕩、二是三個泵浦場的不規(guī)則作用情況、三是入射光中的某一個波長上的光改變了光纖的折射率。FWM所帶來的負(fù)面影響主要是衍生出新的波長，進(jìn)而導(dǎo)致串音干擾，削弱傳輸信號，不利于波分復(fù)合技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。鑒于此，需要研發(fā)可抗御FWM影響，并且集超大容量與超快速度等優(yōu)點(diǎn)于一身的新型光纖，以提高波分復(fù)用技術(shù)在光纖通信傳輸?shù)膽?yīng)用水平。研究表明，采用G.652光纖可抗御FWM所帶來的負(fù)面影響，但是鑒于其存在色散的問題，因此需要加強(qiáng)色散補(bǔ)償，這是現(xiàn)階段業(yè)內(nèi)抗御FWM影響的主要技術(shù)方向。

四、結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段光纖通信傳輸技術(shù)雖然取得了長足的進(jìn)步，但是依舊存在著部分的不足。相關(guān)的下從業(yè)人員需要在明確其不足的基礎(chǔ)上，立足于集成光器件、全光網(wǎng)絡(luò)、光網(wǎng)絡(luò)智能化、多波長通道等方面，切實(shí)提高光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用水平。

參 考 文 獻(xiàn)

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