光纖通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

劉子杰，蘇銀，朱靈靈，袁唐杰，萬志毅，張成峰中國人民解放軍73698部隊(duì)

光纖通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

劉子杰，蘇銀，朱靈靈，袁唐杰，萬志毅，張成峰
中國人民解放軍73698部隊(duì)

當(dāng)前，我國通信事業(yè)快速發(fā)展，其中光纖技術(shù)憑借傳輸容量大、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢在在通信領(lǐng)域獨(dú)樹一幟。經(jīng)過二十幾年的發(fā)展，我國光纖通信技術(shù)不斷進(jìn)步。本文在論述光纖通信技術(shù)構(gòu)成和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，歸納分析我國國光纖通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來的發(fā)展趨勢。

光纖；通信技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀；趨勢

近年來，我國光纖通信技術(shù)獲得了長足發(fā)展，其憑借自身諸多優(yōu)勢在我國多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。光纖通信技術(shù)給人們的生產(chǎn)生活帶來諸多便利，研究其發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，對(duì)推動(dòng)我國通信事業(yè)的發(fā)展有非常重要的意義。

1.光纖通信技術(shù)概述

光纖通信技術(shù)指的是以光為主要信息載體，通過廣島纖維傳播信息的通信技術(shù)。光纖通信技術(shù)光纜技術(shù)、光復(fù)用技術(shù)、光放大技術(shù)、光交換技術(shù)構(gòu)成。相比其他通信技術(shù)，光纖通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)非常突出：一是光纖通信技術(shù)傳輸距離非常遠(yuǎn)且在傳輸過程中損耗低，通信容量大能夠滿足大量通信傳輸?shù)囊?；二是該技術(shù)在傳輸過程中具有優(yōu)良的抗電磁干擾能力，信息保密性能稿；三是該技術(shù)所依賴的光纖物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、重量較輕，不易損壞，使用壽命長；四是光纖取材廣泛，有利于環(huán)境保護(hù)。當(dāng)然，光纖通信技術(shù)也還存在一定的不足，如技術(shù)還未達(dá)到成熟，“最后一公里”問題還沒有完全解決，光纖的彎曲度不夠限制了施工設(shè)計(jì)等等。

2.光纖通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀

從上世紀(jì)光纖技術(shù)產(chǎn)生以來，其發(fā)展速度非常迅速，是通信領(lǐng)域新的變革。當(dāng)前，我國光纖通信技術(shù)已經(jīng)取得了諸多成就，其發(fā)展現(xiàn)狀主要有以下幾個(gè)方面：

2.1 光纖接入技術(shù)

光纖寬帶接入網(wǎng)是告訴信息進(jìn)入千家萬戶的關(guān)鍵技術(shù)。隨著高清視頻通信媒體業(yè)務(wù)的推廣，數(shù)據(jù)傳輸速度明顯加快，這有效推動(dòng)了寬帶技術(shù)的發(fā)展。網(wǎng)上辦公、網(wǎng)上學(xué)習(xí)、游戲等逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ畹闹黧w，傳統(tǒng)的用戶接入方式的數(shù)據(jù)傳輸速度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們網(wǎng)絡(luò)交流的需求。光纖接入網(wǎng)的低故障發(fā)生頻率、維護(hù)次數(shù)少、費(fèi)用低的特征有效解決了人們網(wǎng)絡(luò)交流需求的問題。光纖接入技術(shù)能夠有效解決通信傳輸?shù)钠款i問題，給大量的企業(yè)用戶和居民用戶提供了極大的便利，滿足了人們對(duì)通信質(zhì)量和信息安全的需求，已經(jīng)成為對(duì)人們?nèi)粘Ｉ钣绊懽钌羁痰募夹g(shù)，是光纖通信技術(shù)發(fā)展的重要成果。

《規(guī)范》第3章針對(duì)不同性質(zhì)的防護(hù)區(qū)域應(yīng)采用的系統(tǒng)類型、泵組所負(fù)擔(dān)的系統(tǒng)噴頭數(shù)量、系統(tǒng)噴霧強(qiáng)度、噴頭工作壓力、噴頭安裝高度等均有新的規(guī)定。對(duì)方案產(chǎn)生較大影響的條文主要包括第3.1.3條、3.4.2條、3.4.3條、3.4.4條、3.4.5條和3.4.10條等，除第3.1.3條外，其他幾條的描述中基本都采用了“應(yīng)”。具體條文及相關(guān)分析詳見表2。

當(dāng)前，光纖通信技術(shù)紅的光交換技術(shù)不斷發(fā)展。光纖通信傳輸?shù)氖枪庑盘?hào)，如何實(shí)現(xiàn)光的交換是必須解決的技術(shù)問題。在光交換技術(shù)中，光的產(chǎn)生、再生、緩存都是必須解決的問題。實(shí)現(xiàn)光傳輸與光交換技術(shù)的融合是光纖通信技術(shù)的重要問題。光交換技術(shù)為不同終端之間提供光通道或無線傳輸，其利用DWDM技術(shù)的寬帶潛力正不斷被廣泛開發(fā)。

新一輪課改更加關(guān)注利用幾何課程提升學(xué)生的直觀想象、邏輯推理等核心素養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生以基本圖形為載體認(rèn)識(shí)事物的位置關(guān)系、形態(tài)變化與運(yùn)動(dòng)規(guī)律；利用圖形描述、分析數(shù)學(xué)問題；建立數(shù)與形的聯(lián)系，構(gòu)建數(shù)學(xué)問題的直觀模型，探索解決問題的思路.這里，雖然在語言表達(dá)上有一些變化，更加關(guān)注“過程”，注重發(fā)展學(xué)生認(rèn)識(shí)和解決幾何問題的能力，但本質(zhì)上還是以幾何知識(shí)為載體，使學(xué)生在掌握雙基的過程中發(fā)展相關(guān)的能力.筆者認(rèn)為，在確定幾何課程的教學(xué)目標(biāo)時(shí)，還是要注意發(fā)揮幾何的獨(dú)特育人功能，更加注重幾何直觀、空間想象和邏輯推理等方面的能力.

一般情況下，信息經(jīng)過長距離傳輸護(hù)，其波形和速度將發(fā)生改變，進(jìn)而影響通信質(zhì)量，而光孤子通信技術(shù)可以改變這一情況。該技術(shù)中的孤子抗干擾能力非常強(qiáng)，既能抑制極化模色散，也能通過光纖非線性來平衡色散。光孤子傳輸技術(shù)正是利用光孤子的這一特性來改善色散，保證信息的波長和速度在長距離傳輸后不會(huì)改變，實(shí)現(xiàn)零誤碼遠(yuǎn)距離傳輸，有效改善信息傳輸質(zhì)量。當(dāng)前，該技術(shù)在美日等國取得了廣泛的研究，這也是未來我國光纖通信技術(shù)必須關(guān)注的領(lǐng)域。雖然該技術(shù)仍然有很多的難題還沒有解決，但光孤子技術(shù)在未來大容量、長距離以及高速全光通信中必然有廣闊的發(fā)展空間。

2.3 波分復(fù)用技術(shù)

3.我國光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 超大容量WDM系統(tǒng)

3.2 光孤子通信技術(shù)

2.2 光交換技術(shù)

當(dāng)前，我國光纖通信技術(shù)不斷發(fā)展，很大程度上滿足了用戶的需求。但是，光纖通信的優(yōu)勢還沒有得到完全發(fā)揮，相關(guān)的通信技術(shù)還在不斷完善。在電信市場不斷發(fā)展的今天，必須進(jìn)一步改善通信網(wǎng)絡(luò)市場。未來光纖通信技術(shù)將表現(xiàn)一定的發(fā)展趨勢。

當(dāng)前，波分復(fù)用技術(shù)在我國諸多領(lǐng)域得以應(yīng)用，其發(fā)展非?？焖?。未來超大容量的WDM系統(tǒng)是光纖通信技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。光時(shí)復(fù)分技術(shù)與波分復(fù)用技術(shù)對(duì)于通過增加傳輸信道來大幅提升傳輸容量和傳輸速率，從而為超大容量的WDM系統(tǒng)發(fā)展提供基礎(chǔ)。超大容量WDM系統(tǒng)對(duì)于增大光纖容量、降低光纖成本、高生存能力的光聯(lián)網(wǎng)發(fā)展有重要作用。

一方面節(jié)約了授課醫(yī)師的課上時(shí)間，把可能需要大段時(shí)間講解的內(nèi)容省略掉，只講解內(nèi)容的重點(diǎn)難點(diǎn)。所需上課時(shí)間靈活機(jī)動(dòng)，不需要擠出大段時(shí)間影響正常的醫(yī)療工作。而規(guī)培醫(yī)師也可以通過提前的線上學(xué)習(xí)，在課堂授課學(xué)習(xí)時(shí)快速掌握更多的知識(shí)。

波分復(fù)用技術(shù)（WDM技術(shù)）的應(yīng)用，大大提升了光纖的傳輸容量。波分復(fù)用技術(shù)以光波為載體，根據(jù)不同的光波波長和光波頻率作為信道劃分的基礎(chǔ)，把光纖的低損耗窗口規(guī)劃為眾多單獨(dú)的通信管道，通過波分復(fù)用器將不同波長的信號(hào)光載波進(jìn)行合并，并將合并后的光波通過光纖傳輸，再通過接收端的復(fù)用器將承載的諸多光載波再分開，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)光纖中多路光信號(hào)的傳輸?shù)膯栴}。可見，波分復(fù)用技術(shù)有效發(fā)揮了單模光纖低損耗區(qū)的優(yōu)勢，獲得了大的帶寬資源。

首先，自然是需要判斷需要轉(zhuǎn)型的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)是否適合使用“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)思維?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)是個(gè)金礦，但是也需要看挖礦者是否掌控了挖掘的技術(shù)和方法。比如鋼鐵行業(yè)在轉(zhuǎn)型升級(jí)之前，要針對(duì)消費(fèi)者需求、市場需求、行業(yè)發(fā)展趨勢等進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)研與評(píng)估。在此之后結(jié)合行業(yè)當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀，思考和分析使用“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)思維的必要性與可行性，評(píng)估“互聯(lián)網(wǎng)+”與大數(shù)據(jù)能否成為行業(yè)、企業(yè)發(fā)展的資產(chǎn)，尤其是需要分析如何進(jìn)行“互聯(lián)網(wǎng)+”大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化等。

3.3 全光網(wǎng)絡(luò)

模擬系統(tǒng)運(yùn)行100次，每次產(chǎn)生觀測序列的長度為50，系統(tǒng)安全性概率閾值為0.95，如果當(dāng)前系統(tǒng)安全性概率低于閾值，監(jiān)控器根據(jù)當(dāng)前的監(jiān)控情況產(chǎn)生長度為10的反例并終止本次運(yùn)行.在100次運(yùn)行中，共計(jì)探測到4次系統(tǒng)安全性概率低于給定的閾值，表2列出了當(dāng)系統(tǒng)安全性概率低于閾值時(shí)的觀測序列及產(chǎn)生的反例.

在不久的未來，全光網(wǎng)絡(luò)必然會(huì)成為光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢，它是光纖通信技術(shù)最終的發(fā)展方向。盡管傳統(tǒng)光纖通信技術(shù)已經(jīng)解決了節(jié)點(diǎn)的全光化難題，但其在節(jié)點(diǎn)仍需要用電器件進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)使得光纖通信傳輸容量受到影響。而全光網(wǎng)絡(luò)通過光節(jié)點(diǎn)代替原來的電節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)通信線路的全光化，信息從發(fā)送到接收都是以光的形式進(jìn)行傳輸，根據(jù)信息的波長來選擇路由。全光網(wǎng)絡(luò)無論在帶寬、容量、速率、可擴(kuò)展性、兼容性上都具有非常明顯的優(yōu)勢，在增加新節(jié)點(diǎn)的同時(shí)無需安裝設(shè)備，大大節(jié)約了成本。在未來全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中，還必須攻克與因特網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等的融合，才能更好地為人類服務(wù)。

總之，隨著人們對(duì)通信質(zhì)量要求的提升，作為通信領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的光纖通信技術(shù)在應(yīng)用需求的推動(dòng)下將不斷向前發(fā)展。通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新，光纖通信技術(shù)必然會(huì)在信息化時(shí)代的社會(huì)中發(fā)揮重要作用。

[1]張晶.光纖通信技術(shù)的構(gòu)成和發(fā)展趨向分析[J].高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展2014(15).

[2]程竹.光纖通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].人資社科,2014 (1).

[3]岳曉鐘.闡述光纖通信技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].互聯(lián)網(wǎng)通信，2016(1).

[4]李巖.探討光纖通信技術(shù)的應(yīng)用及未來發(fā)展趨勢[J].城市建設(shè)理論研究，2014（15）.

劉子杰(1980-)山西聊城人，工程師；

蘇銀(1985-)福建福州人，助理工程師；

朱靈靈（1991-）安徽黃山人，助理工程師；

袁唐杰（1992-）四川成都人，助理工程師；

萬志毅（1989-）湖北襄樊人，助理工程師；

張成峰（1991-）安徽蕪湖人，助理工程師。