光纖通信工程技術研究

南海洋

摘 要：光纖通信也可以叫做光導纖維通信，把信號利用光導纖維傳輸出去為其原理，所以，它也是信息傳遞的新型通信方式。簡而言之，光纖通信的載體是光波，它的傳播媒介是光纖。光纖通信系統(tǒng)是由很多光纖組成的光纜。目前，基于光纖通信強大的承載能力，光纖通信系統(tǒng)已經(jīng)遍布全國各地，比如在信號控制系統(tǒng)、工業(yè)檢測和控制等方面發(fā)揮著重要作用。介紹了光纖通信的定義，詳細分析了光纖通信工程技術的幾大重要特點，深入闡述了光纖技術的廣泛應用和未來的發(fā)展前景。

關鍵詞：光纖通信；多媒體；語言業(yè)務；光纜

中圖分類號：TN929.11 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.08.020

自20世紀70年代以來，光纖技術發(fā)生著日新月異的變化，已經(jīng)成為了當今社會信息傳輸?shù)闹饕侄?，?jīng)過了幾十年的時間，光纖化、寬帶化、數(shù)字化已經(jīng)得到了實現(xiàn)。隨著多媒體業(yè)務的種類越來越多和相關業(yè)務的飛速發(fā)展，很多用戶住宅網(wǎng)的業(yè)務需求不再局限于以往的語言業(yè)務，而是向著數(shù)據(jù)和多媒體等業(yè)務不斷轉(zhuǎn)移，并成為其發(fā)展的必然趨勢。傳統(tǒng)語言業(yè)務接入網(wǎng)制約了信息高速傳播的發(fā)展，阻礙了寬帶發(fā)展以及與之相關的業(yè)務數(shù)字網(wǎng)的開展。所以，光纖通信技術廣泛應用后，信息傳播的速度與強度將得到提高。

1 光纖通信技術介紹

光纖通信的載體是光波，它是用光纖作為了傳輸媒介，這與傳統(tǒng)的通信方式不同。內(nèi)芯和包層組成了光纖，光纖的內(nèi)芯很細，僅僅只有幾十微米甚至幾微米，比頭發(fā)絲還要細很多；包層在最外面，它對光纖起到了保護作用。光纖通信的工作原理為：信息在發(fā)送端先被變成電信號，然后將其調(diào)制到由激光器所發(fā)出的激光束上面，使光強度隨著電信號頻率變化，再利用光纖發(fā)送出去；在接收端，光信號被檢測器收到后再變換為電信號，經(jīng)過解調(diào)再恢復為原來的信息。因為載波有高頻率的光波，作為傳播介質(zhì)，它又有很低的損耗，因此，在容量方面，光纖通信優(yōu)于微波通信。光波有很強的保護作用，無需擔心傳輸?shù)男畔⒈槐I聽。光纖由玻璃材料制成，玻璃屬于電氣絕緣體，不需要擔心出現(xiàn)接地回路的問題。芯細、體積小是光纖本身具備的優(yōu)點，這兩個優(yōu)點在解決地下通信管道空間擁擠的問題上起了不容小覷的作用。

2 光纖通信技術的特點

2.1 頻帶寬

銅線的速率一般是1.54 MHz/s，光纖的速率2.5 GB/s，從這點看，光纖在帶寬上具有很大的優(yōu)勢，且光纖通信系統(tǒng)擁有具有調(diào)制性強、調(diào)制方式多、光纖的色散等。通過光纖傳輸信號不同于單波長光纖通信系統(tǒng)，這種單波長通信系統(tǒng)的終端設備已經(jīng)遇到了瓶頸，制約了其優(yōu)勢的發(fā)揮。為了解決傳輸中如何增加容量這一問題，一般采用比較復雜的技術來增加，如今采用的是密集波分復用技術。

2.2 抗干擾能力強

光纖屬于絕緣體，由石英制成。光纖通信技術有很多優(yōu)點，比如不導電、不受電磁場影響、不易被腐蝕、絕緣性好等。光波導不受電磁干擾的影響這一優(yōu)點是這些優(yōu)點當中最重要的一點，它還對自然界中的雷電、電離層變化和太陽黑子活動這些外部環(huán)境的干擾具有免疫力，且不會被人為釋放的電磁干擾影響。由此可見，高壓輸電線與其平行架設就不會受到干擾，能正常地進行信息傳輸。這一點對于強電領域的通信系統(tǒng)十分有利，在軍事上也發(fā)揮著巨大的作用。

2.3 保密性好

電磁波的保密性差，這是電波傳輸?shù)娜秉c，這些缺點不僅使傳輸通道中的信息受到了干擾，傳輸?shù)男畔⒁惨妆桓`聽。而光波在光纖中傳輸?shù)墓庑盘柨梢员还獠▽ЫY構完美地限制，同時，對于任何射線，都可以被光纖外圍的不透明包皮吸收。相鄰信道的這些串音干擾等不良現(xiàn)象在電波傳輸中會出現(xiàn)，但是即便光纜里的光纖很多，也不會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。正是因為光纖的保密性很好，所以，即使在光纜外面也不可能竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔?。光纖的這些優(yōu)點也決定了它的應用將越來越廣泛。

3 光纖技術的應用與發(fā)展趨勢

3.1 光纖技術的應用

光纖通信在當今社會中占據(jù)著重要地位。數(shù)字信號、模擬信號等都可以用光纖來傳輸，新奇、便捷的光纖技術得到了社會的青睞，并廣泛應用于通信網(wǎng)、光波電視網(wǎng)、計算機網(wǎng)以及其他傳輸系統(tǒng)中。就目前來看，光纖技術中最主要的應用區(qū)域為市話中繼站，因為其很多優(yōu)勢都能體現(xiàn)在這一領域中。光纖通信的各種應用數(shù)不勝數(shù)，大體可概括為3種：①通信網(wǎng)。通信網(wǎng)具備適應用戶呼叫需要的功能。②有線電視的干線和分配網(wǎng)。比如銀行、公安、交通等這些部門的監(jiān)控系統(tǒng)。③計算機局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的構成。比如路由器間的光纖高速傳輸鏈路以及光纖以太網(wǎng)。

3.2 光纖技術的發(fā)展趨勢

近年來，科技發(fā)展的腳步不斷加快，先進的光纖制造技術的發(fā)展尤為迅猛。通過科學家在光纖技術方面的不斷創(chuàng)新研究，已經(jīng)取得了很大的成績，技術和設備的水平也在不斷進步中。以下具體分析了光纖技術發(fā)展的重要方向。

3.2.1 不斷增加的信道容量

光纖通信從PDH發(fā)展到SDH，從155 MB/s發(fā)展到10 GB/s，從信道容量上看，光纖通信系統(tǒng)的容量已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化。以超大容量、超長距離的信道為目標，很多專家和學者仍在全面深入開展新技術的研究，爭取突破現(xiàn)狀。

3.2.2 光纖傳輸距離

一般情況下，越遠的傳輸距離越能體現(xiàn)光纖傳輸?shù)膬?yōu)越性，因為其不存在衰減。即使出現(xiàn)了衰減，也是只存在于Ic或Sc本身的衰減，但這種衰減不會在距離上造成影響，一般情況下，如果范圍在20 db以內(nèi)，可以忽略不計。

3.2.3 向城域網(wǎng)發(fā)展

逐步向城域網(wǎng)發(fā)展是光纖發(fā)展的必然趨勢，光纖傳輸也正在向業(yè)務節(jié)點方向靠近，這種趨勢在生活中、產(chǎn)業(yè)中已經(jīng)成為主流。目前，部分人認為這種光傳輸信息的手段仍然不適用于城域網(wǎng)，但其作為任務節(jié)點，它不僅可以安全傳輸信息，又可以接近用戶，還可以為用戶提供便利服務。

3.2.4 互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

隨著新業(yè)務的出現(xiàn)和通信技術的發(fā)展，IP業(yè)務流量大幅度增長，這導致全球信息容量驟然增長，通信業(yè)務由傳統(tǒng)單一的電話業(yè)務轉(zhuǎn)向高速IP數(shù)據(jù)和多媒體為代表的寬帶業(yè)務，對通信網(wǎng)絡的寬帶和容量提出了越來越高的要求。通信業(yè)嶄新的格局以及新的技術也隨之出現(xiàn)。專家們把目光都聚焦在迅速發(fā)展的IP業(yè)務上，它的增長是推動信息業(yè)快速前進的主要力量。軟件更新?lián)Q代，不斷創(chuàng)新，現(xiàn)代光纖通信向著智能化的方向發(fā)展，越來越多的與之相關的應用會不斷被發(fā)掘出來，并得到使用，給人們帶來更多的方便?？v觀全文，光纖通信豐富的頻帶資源以及優(yōu)異的傳輸性使其成為目前最理想的傳輸介質(zhì)，它能實現(xiàn)大容量、高速、無干擾傳輸。為了讓更多的人滿意，光纖技術將來的發(fā)展必須突破距離的限制以及實現(xiàn)智能化。

4 結束語

目前，光纖在光通信應用中存在的問題還有許多，比如色散、彌散、小色散斜率和負色散等問題，但其前景依舊屬于樂觀范疇，且很多問題都可以隨著技術的創(chuàng)新和完善得到解決；雖然在容量方面光通信網(wǎng)絡的容量比以往大很多，有了很大的突破，但依然存在很多不能應用的領域；隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，信息需求量在快速增長，這勢必會導致網(wǎng)絡滯緩，超出網(wǎng)絡的承受能力。因此，社會在發(fā)展，技術在不斷更新和進步，應將光纖技術推廣在更加廣泛的新領域，科學家與學者必須進一步研究出更加先進的光傳輸手段與技術。這對未來生活中光纖技術在各領域的突破和進一步發(fā)展起到了決定性的作用。

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〔編輯：張思楠〕