光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀研究

張歆，陸飛飛，朱信剛，劉英

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司 徐州供電分公司，江蘇 徐州 221005）

光纖通信技術(shù)原理是利用光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)信息傳遞的一種通信手段，該技術(shù)主要部分為光線光纜技術(shù)、光交換技術(shù)、光無源器件、光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光有源器件等，每一環(huán)節(jié)都不可缺少，若其中一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，都會(huì)使得信息傳遞中斷。該技術(shù)主要將傳遞信息變成電信號(hào)形式，再調(diào)制到激光器上發(fā)出激光束，利用光在光纖內(nèi)芯、包層界面上的折射、全反射原理，從而使得光信息從一端傳到另一端。通過該技術(shù)傳遞信息，在資源消耗上較少，并且使用壽命較長，從而使光纖通信技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛。另外，隨著對(duì)科學(xué)技術(shù)、人們信息傳遞需求的增加，更促使光纖通信技術(shù)的發(fā)展，并根據(jù)其技術(shù)特點(diǎn)呈現(xiàn)出不同的應(yīng)用方式。本文對(duì)光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行觀察，并分析當(dāng)前在應(yīng)用上的現(xiàn)狀，以為通信技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展提供有價(jià)值的信息參考。

1 光線通信技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 通信容量大

通信容量大是光纖通信技術(shù)的主要優(yōu)勢，與電纜線、銅線的傳輸寬度不同，其傳輸寬度較大，使得容納、傳輸?shù)男畔⑤^多，可提高信息傳輸?shù)男?。另一方面，該技術(shù)可有效地避免信息接受用戶、消息傳遞事物出現(xiàn)混亂的現(xiàn)象，主要與其高微波頻率，再加上其通信容量大的優(yōu)勢相關(guān)，從而使信息用戶線路的連接方式更為優(yōu)質(zhì)。傳統(tǒng)電線裝置中，每一根裝置都是獨(dú)立存在的用戶，當(dāng)電路信息進(jìn)入工作狀態(tài)模式時(shí)，各裝置設(shè)備無相互干擾的問題，但各設(shè)置均在同一中心系統(tǒng)下分配，當(dāng)信息的接收頻率、容量不均時(shí)，有可能導(dǎo)致信息傳遞事物、用戶發(fā)生混亂，從而導(dǎo)致通信信息發(fā)生錯(cuò)亂，一定程度上影響著人們的信息交流。近年來，隨著光纖通信容量的不斷優(yōu)化，在使用空間上，比傳統(tǒng)的電纜技術(shù)更為系統(tǒng)，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)較大容量的電視信號(hào)、網(wǎng)絡(luò)用戶端口在同一個(gè)光纖上接收，從而為信息用戶提供更便捷、有效的通信技術(shù)，并可降低信息傳遞混亂的機(jī)率。

1.2 信息傳輸損耗低、傳遞距離長

光纖信息主要的輸出工具是一種光學(xué)纖維鋼絲，根據(jù)其用途、性能及功能可分成不同類型，但制作、應(yīng)用的原則上基本相同，該技術(shù)不受輸出距離長短影響，只要有光纖存在，均可利用其進(jìn)行信息傳輸，不僅可保證信息長距離傳輸，還可保證信息傳輸過程中的完整性，以減少信息遭受環(huán)境誤差等因素影響。另一方面，我國光纖材質(zhì)多使用石英制作，是一種高折射的純石英玻璃材料，并以低折射率的材料作為包皮，其傳輸波長范圍較寬，可從近紫外到近紅外，波長約為0．38～2．1μm，且可容易與光源進(jìn)行耦合，故而在測量技術(shù)、激光醫(yī)療、信息傳輸中均有廣泛應(yīng)用。此外，石英光纖的成本較低、且能源消耗較少，并與同類光纖材質(zhì)相比，其應(yīng)用價(jià)值較高，可有效體現(xiàn)光纖通信技術(shù)的優(yōu)勢，從而有利于光纖通信技術(shù)的進(jìn)步，并為其發(fā)展奠定良好的材質(zhì)基礎(chǔ)。

1.3 抗電磁干擾能力強(qiáng)

在傳統(tǒng)的信息傳輸過程中，除了與信息傳輸距離長度因素相關(guān)，還與信息用戶所處的環(huán)境有密切關(guān)系，其中電磁能力干擾更是阻礙信息傳輸?shù)闹匾蛩?。在?shí)際的信息傳輸過程中，有較多干擾源，最常見的是自然干擾源，主要源于大氣層的天電噪聲或是地球外層空間的宇宙噪聲。傳統(tǒng)上多應(yīng)用電纜通信技術(shù)，其信息傳輸過程中，若遇到雷雨天氣，大氣層電磁干擾作用嚴(yán)重，從而導(dǎo)致信息傳輸中斷或頻率較弱，從而影響信息傳輸?shù)耐暾?，并延長信息的傳輸時(shí)間。但對(duì)于光纖通信技術(shù)而言，該技術(shù)在傳輸過程中不受電磁干擾影響，并具有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力，從而保證信息傳輸?shù)馁|(zhì)量、速度。我國普遍使用的光纖材質(zhì)為石英材質(zhì)，該類材質(zhì)外層具有良好絕緣性，可有效地避免信息傳輸遭受電磁干擾的影響，并在絕緣性保護(hù)下，可使光纖較好地抵抗各種侵害，從而保證信息傳輸?shù)陌踩?。另外，該材質(zhì)光纖可敏感地感應(yīng)到特殊性聲波信號(hào)，并可自動(dòng)排除干擾因素，在軍事測量、探查中發(fā)揮著重要作用。

1.4 技術(shù)性強(qiáng)

在光纖通信技術(shù)中，其傳輸過程尤為重要，是信息最終傳遞成功的關(guān)鍵，但是該過程較為復(fù)雜、繁瑣，從而對(duì)其相關(guān)技術(shù)的要求較為嚴(yán)格，以確保信息傳輸?shù)馁|(zhì)量、效率。在光纖線路中有一條重要的傳輸系統(tǒng)，它處于整個(gè)傳輸過程的中心位置，信息源在其傳輸過程中，利用中繼站輸出信號(hào)載體，再通過光線連接端口，從而將信息傳輸?shù)矫课挥脩?，而在整個(gè)傳輸過程中，光纖系統(tǒng)都可接收到感應(yīng)，從而隨時(shí)與相對(duì)的指令進(jìn)行跟蹤。若信息在傳輸途徑中發(fā)生誤差、不完整，其感應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)將及時(shí)利用中繼站對(duì)傳輸中的信息進(jìn)行檢查，待恢復(fù)正常后才繼續(xù)運(yùn)行，可有效避免信息傳遞的失誤。

2 應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 普通光纖應(yīng)用

普通光纖多為單膜光纖，其中心玻璃芯較細(xì)，在遠(yuǎn)程通訊模式上具有良好的作用，但單模光纖存在一定局限性，其傳輸距離超過5000m以上的成本較高。今年來隨著光通信系統(tǒng)的不斷發(fā)展，其單一波長信道容量、光中繼距離增加，使普通光纖的性能有所優(yōu)化，從而確保了普通光纖被廣泛應(yīng)用的可行性，如G．652．A光纖四網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)用較多的一種光纖，有進(jìn)一步優(yōu)化的發(fā)展趨勢，可有效利用1550r/min區(qū)的低衰減系數(shù)，并使零色散點(diǎn)、光纖最低衰減系數(shù)處于同一區(qū)域內(nèi)，從而保證信息傳輸更有效。目前，ITUTG．654光纖、G．653光纖已實(shí)現(xiàn)此優(yōu)化模式，為充分利用單模光纖創(chuàng)造了良好的機(jī)會(huì)。

2.2 核心網(wǎng)、接入網(wǎng)光纖

目前，我國區(qū)內(nèi)、省內(nèi)干線已實(shí)現(xiàn)光纜通信技術(shù)，而在核心網(wǎng)光纜的使用上，多應(yīng)用單模光纖，并根據(jù)不同性能、用途分成不同類型，并以分立光纖代替光纖帶，從而使區(qū)域信息傳輸效率、質(zhì)量更優(yōu)，并且該技術(shù)的優(yōu)化技術(shù)在不斷改進(jìn)，可有效地促進(jìn)光纖通信技術(shù)的發(fā)展。另外，在接入網(wǎng)技術(shù)具有分支多、分插頻繁及傳輸距離短的特點(diǎn)，但通過增加光纖芯數(shù)，可有效提高光纜的容量，從而使得區(qū)域間的信息傳輸更為便捷、頻繁，以充分發(fā)揮接入網(wǎng)、核心網(wǎng)光纜優(yōu)勢。

2.3 電力線路中光纖通信技術(shù)的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，光纖通信技術(shù)發(fā)揮了重要的作用，該系統(tǒng)對(duì)光纜的要求較為嚴(yán)格，最理想的材質(zhì)是全材質(zhì)、無金屬性的光纜，從而減少運(yùn)行過程中不利因素的影響，以保障系統(tǒng)正常、穩(wěn)定運(yùn)行。ADSS光纜在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用較為普遍，可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)布網(wǎng)的要求，但該技術(shù)在耐電弧性、光纜蠕動(dòng)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上還存在一定局限性。為此，建設(shè)規(guī)范化的電力系統(tǒng)，還需進(jìn)一步優(yōu)化光纜技術(shù)、布局，從而使整體的電力系統(tǒng)建設(shè)有所發(fā)展，以滿足更高的實(shí)際需求。

2.4 室內(nèi)光纖技術(shù)

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，及光纖通信技術(shù)的發(fā)展，其技術(shù)作用對(duì)人們?nèi)粘Ｉ钤絹碓酱螅覂?nèi)光纖技術(shù)的廣泛應(yīng)用，給人們生活帶來巨大變化。如網(wǎng)絡(luò)視頻、語音功能的實(shí)現(xiàn)，可使傳輸?shù)男畔⒇S富多樣，且打破了空間距離的局限性，使得信息傳輸飛速。另外，該技術(shù)可根據(jù)室內(nèi)通信的特點(diǎn)，為其選擇多模光纖，從而保證信息傳輸?shù)乃俣?、質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上，對(duì)室內(nèi)光纖通信技術(shù)進(jìn)行研究，以增強(qiáng)用戶信息傳遞的體驗(yàn)感，可對(duì)光纖通信技術(shù)的發(fā)展帶來一定影響。

3 光纖通信技術(shù)的發(fā)展方向

根據(jù)對(duì)光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)、應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行研究，以總結(jié)其發(fā)展方向。如超大容量傳輸技術(shù)、智能化、全光網(wǎng)絡(luò)、光弧子通信等，以促使光纖通信技術(shù)在各領(lǐng)域、行業(yè)均得以進(jìn)一步發(fā)展，從而提高我國整體通信工程質(zhì)量。超大容量傳輸技術(shù)是通信技術(shù)必需優(yōu)化的關(guān)鍵，更是評(píng)價(jià)通信技術(shù)的基本標(biāo)準(zhǔn)，目前OTDM技術(shù)將單個(gè)信道傳輸速率提高，從而有效地提高了容量；而WDM技術(shù)則將光纖中傳輸信道數(shù)量增加而提高容量，以兩種技術(shù)進(jìn)行配合，可有效地改善光纖傳輸容量。另外，光弧子通信的發(fā)展，可實(shí)現(xiàn)超長距離的信號(hào)傳輸，并保證信號(hào)無畸變，可有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)技術(shù)中斷傳輸?shù)染窒扌裕摷夹g(shù)目前處于探索階段，但隨著技術(shù)的不斷成熟，其技術(shù)實(shí)現(xiàn)可促進(jìn)通信技術(shù)發(fā)展。同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)與光纖通信技術(shù)的進(jìn)一步結(jié)合，不僅可發(fā)揮各自技術(shù)的優(yōu)勢，使人們的生活更便捷、更智能化，還可促使光線通信技術(shù)智能化，使得技術(shù)在傳輸過程中具備更多的新功能，如自我監(jiān)管、修復(fù)及控制等，從而減輕了通信工程的工作量，使得光纖通信技術(shù)更具人性化。

4 結(jié)語

本文通過分析光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)，探析該技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，以探索光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢，從而更好地為人們提供通訊服務(wù)，并促使通信工程發(fā)展。通過了解當(dāng)前光纖通信技術(shù)中通信容量大、信息傳輸損耗低、傳遞距離長、抗電磁干擾能力強(qiáng)及技術(shù)性強(qiáng)的特點(diǎn)，并觀察光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)、核心網(wǎng)、接入網(wǎng)、室內(nèi)光纖等應(yīng)用的情況，以建設(shè)性總結(jié)光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢，如與計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步結(jié)合，超容量傳輸技術(shù)研究等，以發(fā)揮光纖通信技術(shù)的強(qiáng)大功能，從而更好的為社會(huì)通信服務(wù)。