淺談信號在光通信中的傳輸

摘 要：隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)的迅速發(fā)展，人們在生產(chǎn)生活中對信息傳輸質(zhì)量的要求不斷提高，以光為載體的光通信技術(shù)受到越來越多的關(guān)注。其在通信、交通、教育等多個領(lǐng)域都獲得了較為廣泛的應(yīng)用，有效地促進了現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展。但是，我們也必須意識到信號在傳輸過程中，會受到各種因素的影響，必須采取針對性的措施盡可能的減少光信號的損耗。因此，本文就信號在光通信中的傳輸問題展開研究，希望為促進我國通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供一定借鑒。

關(guān)鍵詞：信號；光通信；傳輸

近年來，光通信技術(shù)得到了飛速的發(fā)展和應(yīng)用，它是一種以光為載體的現(xiàn)代通信技術(shù)。在實際應(yīng)用中，具有高速率、大容量、安全性能好、運行穩(wěn)定、成本低廉等特點，已在電信、教育、軍事等多個領(lǐng)域獲得了廣泛地應(yīng)用，有效地促進了現(xiàn)代化信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但是，隨著光通信的推廣應(yīng)用，信號的損失問題也是越來越突出，在信號的傳輸過程中不僅會受到本身因素的影響，還會受到施工及環(huán)境因素的影響，產(chǎn)生很多不必要的損失，如何才能有效減少光信號的損耗，提高信號的質(zhì)量，已成為人們關(guān)注的焦點。

1光纖及光纜概述

光纖是一種高效的光信號傳輸工具，它是利用光脈沖的形式來實現(xiàn)信號的傳遞。一般來說，光纖的關(guān)鍵組成部分是具有較高折射率的玻璃，光束在其中能夠進行穩(wěn)定的傳輸，并在表層進行全反射之后，以“之”字形向外傳輸。光纜則是將相應(yīng)數(shù)量的光纖組合起來構(gòu)成纜心，再包上一定的保護層，以實現(xiàn)信號傳輸?shù)耐ㄐ啪€路。光纖在實際應(yīng)用中，是以光為載體并以模的形式進行信號傳輸?shù)?，這里的模是指線路截面電磁波的具體分布情況。不同的模是以不同的系數(shù)、速率傳輸?shù)模兄髯缘奶攸c。目前，主要包括單模（僅傳輸一種模式）與多模光纖（可傳輸多種模式）兩種類型，在應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)需要進行選擇。

2光纖具有的優(yōu)勢

通過近些年的應(yīng)用，光纖表現(xiàn)出多方面的優(yōu)勢，不僅傳輸?shù)乃俾矢?、?shù)據(jù)容量大，而且安全性、可靠性等方面也非常的理想。相比于電纜，在傳輸帶寬，通信容量，信號質(zhì)量等方面都有著較大的優(yōu)勢。而且中繼距離更長，適用的范圍更廣，在當(dāng)前的很多領(lǐng)域都能得到應(yīng)用。同時，光纖是由玻璃等材料制作而成，相比于電纜在成本上更低，使用價格更便宜，能夠進一步擴大企業(yè)效益。此外，它的絕緣性能，抗腐蝕性能也非常好，能夠適用在各種復(fù)雜的環(huán)境下，并且不會受到周邊電磁的干擾，信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性更強，可靠性更高。此外，光纖傳輸不帶電，在使用時非常安全，即使是易燃、易暴的環(huán)境也可以使用。運行壽命更長，重量更輕，在鋪設(shè)過程中更加方便操作，不僅減少了施工工作量，也避免了可能的危險。這些都推動著光纖的推廣應(yīng)用，并進一步促進了通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進步。

3信號在光通信中的傳輸

光通信技術(shù)有著多方面的優(yōu)勢，但在其應(yīng)用過程中，也不可避免的會產(chǎn)生一定程度的損耗。光纖的傳輸損失，就是光信號在傳輸過程中由于受到各種因素的影響，而造成信號強度的衰減。一般情況下，可用衰減系數(shù)來表示信號損失的程度，其在很大程度上決定了光纖傳輸?shù)木嚯x。

近年來的研究發(fā)現(xiàn)，信號傳輸過程中不僅會受到本身因素的影響，還會受到施工及環(huán)境因素的影響，下面對此進行詳細的描述。

3.1光纖本身因素造成的傳輸損失

在對光信號的損失進行研究時，光纖本身的因素是無法忽略的。研究指出，材料的物質(zhì)特性、使用的摻雜劑、包含的雜質(zhì)等都會造成信號的損耗，原子缺陷、色散等也會對信號的質(zhì)量產(chǎn)生不同程度的影響。實踐證明，光纖本身因素造成的損失是影響傳輸距離、信號穩(wěn)定性的最重要因素，要想進一步改善光通信質(zhì)量，必須加強這方面的研究，提出更加穩(wěn)定、可靠的制作材料及生產(chǎn)工藝。

3.2非本身因素造成的傳輸損失

非本身因素造成的損失，一般是由于光纖在鋪設(shè)過程中受到了彎曲、擠壓，熔接過程中操作不當(dāng)以及其他外部因素影響而產(chǎn)生的損失。

（1）光纖的鋪設(shè)過程中，需要進行一定程度的彎曲、拉伸等操作。盡管光纖是可以進行彎曲的，但彎曲過度時，必然會對其質(zhì)量產(chǎn)生某種影響，即便仍可以使用，但光傳輸?shù)穆窂綍l(fā)生改變，其中的部分光能會無意義的損失掉，進而引發(fā)光信號的損失。一般來說，波長越長，造成的損失越大。光纖在鋪設(shè)中遭受扭曲，或是在安裝硬件設(shè)備進行盤繞時，當(dāng)產(chǎn)生了比其直徑大的多的彎曲就會引發(fā)額外的衰耗。此外，在光纖的生產(chǎn)加工過程中，其接觸面出現(xiàn)比較微小的不規(guī)則時，也會因為應(yīng)力的分布不均衡而帶來光信號的衰耗。

（2）光纖因生產(chǎn)、施工不規(guī)范以及外界環(huán)境變化等也會產(chǎn)生一定程度的損失。在具體的施工過程中，有時候會受到較大的外力牽引、拉扯，就會出現(xiàn)打扣、浪涌等，進而引發(fā)光纖保護層的損傷，而使得部分應(yīng)力出現(xiàn)不均衡，最終就會造成光信號的損失。在外界環(huán)境變化較大時，比如光纖就會受到溫度變化的影響，出現(xiàn)熱脹冷縮等形成細微的彎曲，這也會引發(fā)額外的光信號損失。

（3）光纖熔接過程中，也難免會帶來傳輸損失。在進行熔接時，熱熔保護管會發(fā)生扭曲、變形，光纖會出現(xiàn)移位、傾斜，接觸面的完整度、潔凈度也會受到影響，再加上操作人員的技術(shù)水平參差不齊、施工步驟不規(guī)范、熔接設(shè)備設(shè)置不當(dāng)?shù)?，都有可能引發(fā)光信號的損失。

3.3降低傳輸損失的幾點建議

通過上述分析，我們對引起光信號損失的原因有了一定了解，為提高光傳輸質(zhì)量，應(yīng)針對性的采取措施盡可能的減少損耗的產(chǎn)生。

（1）在光纖的生產(chǎn)制造階段，應(yīng)加強對原材料的管理，確保材料質(zhì)量。同時，要通過技術(shù)上的升級、優(yōu)化，不斷改進生產(chǎn)工藝。

（2）生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)嚴格遵照行業(yè)標準要求進行生產(chǎn)，并確保生產(chǎn)過程的規(guī)范性、標準性，不得為了降低成本而簡化生產(chǎn)流程。

（3）在進行工程設(shè)計時，有關(guān)單位在條件允許的情況下，應(yīng)盡可能選擇優(yōu)質(zhì)的光纖和連接器，且選用同樣批次的光纖產(chǎn)品，以確保光纖工程的整體性能。

（4）在工程施工階段，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境特點選擇鋪設(shè)路線以及光纖連接方式。

4結(jié)語

總的來說，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，對信號傳輸效率、傳輸質(zhì)量的要求不斷提高，以光為載體的光通信技術(shù)得到了越來越廣泛地應(yīng)用。但是，光信號在傳輸過程中，不可避免的會受到各種因素的影響，而出現(xiàn)不同程度的損耗。為此，如何有效的減少信號在光通信中的傳輸損失，是當(dāng)前亟待解決的一個問題，這對于光通信的未來發(fā)展也有著重要意義。

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作者簡介：

彭姿文，出生年月：1998.4，性別：女，民族：漢，籍貫（精確到市）：山東省青島市，學(xué)歷：本科在讀，研究方向：專業(yè)通信工程.