淺議光纖通信技術(shù)

秦云瑞

摘 要：光纖通信技術(shù)的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高速率，大容量的通信，隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，光纖通信的應(yīng)用范圍將更加廣泛，其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展也將受到更廣泛的關(guān)注。文章通過論述光纖通信技術(shù)的概念，優(yōu)點(diǎn)，以及光纖通信相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)光纖通信技術(shù)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了概述。

關(guān)鍵詞：光纖通信；通信系統(tǒng)；優(yōu)點(diǎn)；發(fā)展

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，通信領(lǐng)域內(nèi)的各種新型技術(shù)悄無聲息的進(jìn)行著演化，光纖通信技術(shù)的出現(xiàn)給通信領(lǐng)域帶來了一場(chǎng)革命，使利用光纖作為傳輸媒介實(shí)現(xiàn)光傳輸變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)了高速率，大容量的數(shù)據(jù)通信，光纖通信因此得到了業(yè)內(nèi)人士的青睞，得到了快速的發(fā)展。經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的研發(fā)，光纖通信技術(shù)應(yīng)用于生活中的各個(gè)領(lǐng)域，但就目前的光纖通信技術(shù)而言，人類開發(fā)的僅是其潛在能力的5%左右，仍有巨大的潛力等待開發(fā)，因此光纖通信技術(shù)的應(yīng)用前景將十分廣闊，光纖通信技術(shù)將向更高水平，更深層次發(fā)展。

1 光纖通信技術(shù)概述

光纖通信技術(shù)，即利用光波作為信息載體，使用光導(dǎo)纖維作為傳輸媒介進(jìn)行信號(hào)傳輸，達(dá)到信息的傳遞，其中光導(dǎo)纖維由纖芯，包層和涂層組成，利用纖芯和包層的折射率不同，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)在纖芯內(nèi)的全反射進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的傳輸。從原理上看，光纖通信系統(tǒng)由光源，光發(fā)射機(jī)，光纖，光接收機(jī)和光檢波器構(gòu)成，光纖通信系統(tǒng)可以分為模擬光纖通信系統(tǒng)和數(shù)字光纖通信系統(tǒng)，其中數(shù)字光纖通信系統(tǒng)應(yīng)用更為廣泛，所有數(shù)字光纖通信系統(tǒng)都是以一連串的“0”和“1”組成的比特流方式進(jìn)行通信。數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的原理是，在信號(hào)的發(fā)送端將所要發(fā)送的信息進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，利用轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)調(diào)制光源器件，經(jīng)調(diào)制后的光源器件會(huì)發(fā)出攜帶信息的光波，即當(dāng)數(shù)字信號(hào)為“1”時(shí)，光源器件發(fā)送一個(gè)光脈沖，當(dāng)數(shù)字信號(hào)為“0”時(shí)，光源器件不發(fā)送脈沖，光波經(jīng)光纖傳輸后到達(dá)接收端，在接收端，光接收機(jī)通過光檢波器檢測(cè)所需信號(hào)，再進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，恢復(fù)為原來的信息，完成信息的一次傳遞。

2 光纖通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

2.1 通信容量大，傳輸距離遠(yuǎn)

光纖通信技術(shù)采用光導(dǎo)纖維來傳遞信號(hào)，與傳統(tǒng)的同軸電纜，銅線相比，光纖的傳輸帶寬要大的多，通信容量的大小與光纖的直徑?jīng)]有關(guān)系，理論上講，一根僅有頭發(fā)絲粗細(xì)的光纖可以傳輸高達(dá)1000億個(gè)話路，是傳統(tǒng)電纜，銅線的幾百甚至千倍，而且，一根光纜中包含了許多根光纖，可見光導(dǎo)纖維的通信容量要比一般的通信方式大得多。在傳輸過程中，光纖的損耗也是極小的，其使用的中繼器也比較少，所以光纖通信適用于遠(yuǎn)距離傳輸，這是傳統(tǒng)的電纜，微波等無法比擬的。

2.2 抗電磁干擾能力強(qiáng)，信號(hào)干擾小

信號(hào)在光導(dǎo)纖維傳遞的過程中，利用全反射原理在纖芯內(nèi)進(jìn)行傳輸，不受外界環(huán)境因素的影響，不會(huì)發(fā)生串?dāng)_現(xiàn)象，保密性比較好。光導(dǎo)纖維的外部一般采用石英，石英具有較強(qiáng)的絕緣性和抗腐蝕性，所以光纖不怕外界電磁場(chǎng)的干擾，耐腐蝕，尤其適合于強(qiáng)電領(lǐng)域內(nèi)的通信應(yīng)用。

3 光纖通信技術(shù)的發(fā)展

3.1 光纖光纜技術(shù)

我國(guó)光纖通信技術(shù)的發(fā)展，大概可以分為單模光纜，接入網(wǎng)光纜，室內(nèi)光纜，通信光纜，塑料光纜五個(gè)階段，每一個(gè)階段的發(fā)展都代表著我國(guó)光纖通信技術(shù)的進(jìn)步。從最初的普通單模光纜，其對(duì)光源的頻譜寬度與穩(wěn)定性都有較高的要求，到完全無金屬光纜，塑料光纜，其傳輸速度比較快，而且成本低，再到今天的產(chǎn)業(yè)化的全波光纖，可以實(shí)現(xiàn)低損耗，低色散的傳輸，極大的提高了傳輸容量，每一次光纜技術(shù)的革命都是光纖通信技術(shù)的進(jìn)一步提高。

3.2 光復(fù)用技術(shù)

復(fù)用技術(shù)是為了提高通信線路的通信容量，而采用的在同一條傳輸線路同時(shí)傳輸多路不同信號(hào)的技術(shù)。光復(fù)用技術(shù)一般分為光波分復(fù)用和光時(shí)分復(fù)用兩種，光纖波分復(fù)用技術(shù)是指在同一條光纖上運(yùn)用多束激光進(jìn)行不同波長(zhǎng)傳輸?shù)囊环N光波技術(shù)，其根據(jù)每一條信道光波的頻率或波長(zhǎng)不同，在發(fā)送端通過合波器將不同波長(zhǎng)的光波合為一束波進(jìn)行傳輸，在接收端利用分波器將幾種的光波再分別輸入各個(gè)分系統(tǒng)，并經(jīng)過進(jìn)一步處理，恢復(fù)出原信號(hào)。光時(shí)分復(fù)用，是指把一條復(fù)用信道分成若干個(gè)時(shí)隙，每個(gè)基帶數(shù)據(jù)光脈沖流分配占用一個(gè)時(shí)隙，然后將多條基帶信號(hào)復(fù)用成高速光數(shù)據(jù)流信號(hào)進(jìn)行傳輸，光纖時(shí)分復(fù)用即將高速的各支路數(shù)據(jù)流直接復(fù)用進(jìn)光域，產(chǎn)生極高比特率的合成光數(shù)據(jù)流，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

3.3 光交換技術(shù)

光交換技術(shù)是指在光域內(nèi)用光纖來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，信號(hào)傳輸?shù)慕粨Q傳輸技術(shù)。光交換技術(shù)可以分為光路交換技術(shù)和分組交換技術(shù)，光路交換又可分為時(shí)分交換方式，空間分交換方式和波分交換方式三種。光時(shí)分交換方式原理與電子學(xué)的時(shí)分交換原理基本相同，均采用信號(hào)時(shí)隙互換而完成交換，不過光時(shí)分交換是在光域內(nèi)完成的。光空間交換方式基本原理是通過控制交換節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)輸入端與輸出端的連接與斷開，進(jìn)一步完成光信號(hào)的交換。光波分交換采用光波長(zhǎng)互換原理，即通過信號(hào)檢波器檢測(cè)所需要的光信號(hào)波長(zhǎng)，并將其調(diào)制到另一波長(zhǎng)上進(jìn)行傳輸，光波分交換充分利用了光路的寬帶特性，不需要高速率交換，技術(shù)上比較容易實(shí)現(xiàn)。由于各種光交換技術(shù)均有其各自的優(yōu)點(diǎn)，因此將幾種光交換技術(shù)結(jié)合在一起可以更好的發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，即形成了復(fù)合型光交換技術(shù)，復(fù)合型光交換技術(shù)在未來將得到更廣泛的應(yīng)用。

3.4 光纖接入技術(shù)

光纖接入技術(shù)是實(shí)現(xiàn)將信息從主干網(wǎng)傳入用戶的關(guān)鍵技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)信息的高速率傳輸，滿足普通用戶的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)，用戶接入部分更是關(guān)鍵，根據(jù)光纖到達(dá)的位置不同，可以分為FTTH（光纖到戶），F(xiàn)TTB（光纖到樓），F(xiàn)TTC（光纖到路邊），F(xiàn)TTCab（光纖到交接箱）等不同的應(yīng)用，統(tǒng)稱FTTx，。在FTTH中，主要采用點(diǎn)到點(diǎn)的P2P技術(shù)和點(diǎn)到多點(diǎn)的PON技術(shù)，P2P技術(shù)主要采用媒介轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)用戶和局部的直接連接，為用戶提供寬帶的接入。PON技術(shù)稱為無源光網(wǎng)絡(luò)，可以與其他技術(shù)結(jié)合，如與以太網(wǎng)結(jié)合產(chǎn)生EPON，與同步數(shù)字體系結(jié)合產(chǎn)生GPON，與異步傳輸技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生APON，各種結(jié)合技術(shù)個(gè)有利弊，在未來的光纖通信系統(tǒng)中需用事實(shí)證明哪種技術(shù)更好。

4 結(jié)束語

21世紀(jì)以來，光纖通信技術(shù)得到了快速的發(fā)展，光纖通信的許多技術(shù)由理論知識(shí)變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)。可以說，光纖技術(shù)已成為新世紀(jì)的全新技術(shù)的核心，它不僅成為了現(xiàn)代通信的主要傳輸手段，而且還應(yīng)用于生活中各個(gè)領(lǐng)域。隨著光纖通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，必將對(duì)整個(gè)通信領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的影響，促使通信領(lǐng)域的進(jìn)步，甚至影響著整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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