光纖通訊技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及分類探討

摘 ?要：光導(dǎo)纖維通信是指利用光導(dǎo)纖維進(jìn)行信號(hào)傳輸，從而達(dá)到信息傳遞的目的，這種通信方式被稱為光纖通信，以光導(dǎo)纖維作為傳輸媒介的通信技術(shù)是未來通信行業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)。基于此，本文以光纖通訊技術(shù)作為研究對(duì)象，結(jié)合技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析，分別從光纖光纜技術(shù)、光有源和無源器件等方面闡述光纖通訊技術(shù)的分類。

關(guān)鍵詞：光纖通訊技術(shù);通訊保護(hù);光纖傳感器

引言

信息化時(shí)代背景下，隨著技術(shù)的發(fā)展信息的傳遞速度也在不斷提升，從以往的電子媒介傳播到當(dāng)前光傳播，光纖通訊技術(shù)為人們的生活與工作提供了便利，各行業(yè)和領(lǐng)域的信息傳遞都離不開光纖通訊技術(shù)的作用。光纖通訊技術(shù)不僅容量大、頻帶寬，且施工成本較低，不會(huì)產(chǎn)生過多的損耗，這是過去的電纜不具備的優(yōu)勢(shì)。

1.光纖通訊技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.1光纖通訊技術(shù)容量大、頻帶寬

光纖通信以光波為載波，光纖作為信息的傳輸媒介，以最短的時(shí)間將信息從一處傳遞到另一處。與其他傳輸介質(zhì)相比，光纖容量大、頻帶寬。光纖傳輸信號(hào)比微波技術(shù)容量大出幾十倍，光波頻率比電波的高出十幾倍。光纖頻帶寬度比電纜與銅纜的帶寬多處很多，傳輸時(shí)不會(huì)造成過多的損耗。1977年美國(guó)芝加哥兩個(gè)電話局之間相距7000米，人們應(yīng)用多模光纖完成光纖通信實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了光纖通訊技術(shù)容量大與頻帶寬的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)?，F(xiàn)如今，光纖可用于大容量與長(zhǎng)距離的長(zhǎng)途通信，新型G.655光纖PMD值低，可將傳輸系統(tǒng)容量提升到每秒40Gbit，在分布式拉曼效應(yīng)的作用下，光纖信號(hào)傳輸距離可持續(xù)延長(zhǎng)[1]。

1.2光纖損耗低、經(jīng)濟(jì)適用

行業(yè)生產(chǎn)與日常生活中，最常見的光線材料就是石英光纖。石英光纖損耗低，經(jīng)濟(jì)適用，可以有效降低施工成本，玻璃材質(zhì)擁有特殊電器性質(zhì)，與石英光纖一同施工時(shí)可以達(dá)到絕緣效果，施工時(shí)無需安裝接地與回路設(shè)施。針對(duì)城域網(wǎng)設(shè)計(jì)的低水峰光纖不僅可以簡(jiǎn)化設(shè)備，還能夠降低施工成本，使其在1460nm延伸波段中擴(kuò)大帶寬，優(yōu)化CWDM系統(tǒng)，正常信息傳輸距離。針對(duì)局域網(wǎng)設(shè)計(jì)的新型多模光纖，多模光纖在綜合布線上代替了數(shù)字電纜，局域網(wǎng)信息傳輸距離比較短，雖然多模光纖成本較高，但配套的光器件可使用發(fā)光二極管，這比激光管價(jià)格便宜。不僅如此，多模光纖芯徑和數(shù)值空徑比較大，連接和耦合更加容易，與之相關(guān)的耦合器價(jià)格較低。

2.光纖通訊技術(shù)的分類

2.1光纖光纜技術(shù)

光纖通訊技術(shù)的發(fā)展主要分為通信系統(tǒng)所用光纖和特種光纖兩部分。以往的光纖傳輸串口只有850/1310/1550nm三個(gè)窗口，隨著L波段、全波光纖和S波段窗口的開發(fā)，當(dāng)前光纖通訊技術(shù)開始應(yīng)用無水峰全波窗口。新型窗口的開發(fā)使光纖通訊技術(shù)的光頻范圍從1280nm拓展到了1625nm，在實(shí)現(xiàn)低損耗和低色散傳輸?shù)耐瑫r(shí)，擴(kuò)大了百倍以上的傳輸容量。

2.2光檢測(cè)器

光信號(hào)在光纖通訊傳輸作用下到達(dá)了接收端，接收端需要有一個(gè)用于接收信號(hào)的元器件。但人們無法直接將光信號(hào)還原為原有的信號(hào)，這之間需要有一個(gè)將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再實(shí)現(xiàn)電子線路放大的過程，最后再將信號(hào)還原，這就是光檢測(cè)器，比如PN和PIN光電二極管。光纖通訊技術(shù)下的光纖通信系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)需要用到光檢測(cè)器，設(shè)備靈敏度高、響應(yīng)速度快、噪音小、穩(wěn)定可靠，可以將光功率快速轉(zhuǎn)化為電流，光接收機(jī)中，光纖傳來的信號(hào)很弱，光纖通信系統(tǒng)傳輸速率的提升使光檢測(cè)器的性能更加完善。

2.3光無源器件

光纖接入網(wǎng)絡(luò)后，光無源器件得到發(fā)展空間。常用的器件目前已經(jīng)形成一定生產(chǎn)規(guī)模，產(chǎn)品的性能得到改善，光無源器件使光能量消耗器件，產(chǎn)品不僅種類繁多，且功能豐富。光通信系統(tǒng)可以將光路與光波導(dǎo)連接，對(duì)光的傳播方向、光的分配進(jìn)行控制，也能夠?qū)獠▽?dǎo)、器件以及雙方光耦合實(shí)時(shí)控制。當(dāng)前光纖活動(dòng)連接器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)，光分路器、光衰減器、光隔離器實(shí)現(xiàn)了小批量生產(chǎn)。隨著光纖通訊技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，當(dāng)前頁(yè)出現(xiàn)了環(huán)形器、增益平衡器、上下復(fù)用器、色散補(bǔ)償器、光交叉連接器等新興光無源器件。

2.4光復(fù)用技術(shù)

光纖通訊技術(shù)中，光復(fù)用技術(shù)的種類比較多，其中波分復(fù)用技術(shù)與光時(shí)分復(fù)用技術(shù)最重要。這是當(dāng)前光纖通訊技術(shù)最活躍的領(lǐng)域之一，光復(fù)用技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了整個(gè)光纖通訊行業(yè)的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了傳輸技術(shù)的變革。目前波分復(fù)用技術(shù)商業(yè)水平已達(dá)到237以上的波長(zhǎng)，研究水平為1022波長(zhǎng)，理論極限為15000個(gè)波長(zhǎng)，其中包含了光的偏振模色散復(fù)用，這是在同一個(gè)光頻率中可實(shí)現(xiàn)不同時(shí)刻、不同信道的信息傳輸。光復(fù)用技術(shù)傳輸速度已超過每秒320Gb，將光時(shí)分復(fù)用技術(shù)DWDN技術(shù)結(jié)合，可增加復(fù)用容量，拓寬光復(fù)用技術(shù)的使用領(lǐng)域。

2.5光放大技術(shù)

EDFA光纖功率放大器是光放大技術(shù)下的產(chǎn)物，產(chǎn)品具有高平坦性特點(diǎn)，核心器件采用Pump激光器、自動(dòng)功率控制和自動(dòng)溫度控制電路使輸出功率更加穩(wěn)定可靠。光纖功率放大器的光路設(shè)計(jì)可確保光纖通訊擁有優(yōu)秀的光路指標(biāo)，微處理器系統(tǒng)高精度、可調(diào)節(jié)。光纖功率放大器轉(zhuǎn)為光纖通訊技術(shù)和數(shù)字光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的光路具有以下特點(diǎn)：噪聲指數(shù)低、輸出功率功放大、提升系統(tǒng)鏈路損耗預(yù)算、高輸入功率范圍、輸出功率現(xiàn)場(chǎng)可調(diào)，在光纖通訊工程中光放大技術(shù)的兼容性更加顯著。雙電源混插熱插拔設(shè)計(jì)使光纖功率放大器成為雙電源產(chǎn)品，在提升光纖功率放大器平均故障間隔時(shí)間的同時(shí)，可對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)電源系統(tǒng)完成備份。光放大器需要應(yīng)用專門的智能溫控系統(tǒng)，當(dāng)設(shè)備溫度超過45℃時(shí)，強(qiáng)力風(fēng)扇啟動(dòng);當(dāng)設(shè)備溫度低于40℃時(shí)，風(fēng)扇停止工作，以此保證智能溫控系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和強(qiáng)力風(fēng)扇的使用壽命，且光放大器具有專業(yè)的散熱風(fēng)道設(shè)計(jì)可以保證設(shè)備運(yùn)行溫度穩(wěn)定。智能化監(jiān)控系統(tǒng)擁有RS232、RS485、以太網(wǎng)接口，網(wǎng)管可口開放，能夠與其他系統(tǒng)相連，兼容SNMP協(xié)議，支持網(wǎng)管Agent熱插拔，方便軟件升級(jí)。光纖功率放大器可用于SDH長(zhǎng)途干線網(wǎng)、城域網(wǎng)、千兆以太數(shù)據(jù)網(wǎng)、接入網(wǎng)以及DWDM傳輸系統(tǒng)，設(shè)備具有高輸出光功率、低噪聲、低功耗、工作波長(zhǎng)范圍寬的特點(diǎn)，是光放大技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，推動(dòng)了光纖通訊技術(shù)的進(jìn)步[2]。

總結(jié)：

總而言之，光纖通訊技術(shù)的發(fā)展需要依靠光纖技術(shù)水平的提升，光纖通信已成為通信傳輸中的重要形式，為滿足信息時(shí)代的高需求，光纖通訊技術(shù)需要不斷改進(jìn)。光纖光纜技術(shù)、光檢測(cè)器、光無源器件、光復(fù)用技術(shù)、光放大技術(shù)的成功發(fā)展為光纖通訊技術(shù)拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，在給人們的生活帶來便利的同時(shí)，也推動(dòng)了國(guó)家信息技術(shù)的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1] ?張勇.光纖技術(shù)通訊技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展分析[J].中國(guó)管理信息化，2019，22（15）：163-165.

[2] ?王京京，任賽賽，梁根宏.光纖通信技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展探究[J].電子世界，2017（11）：59.

作者簡(jiǎn)介：龔毅敏（1999.08-），男，漢族，江西南昌人，武漢工程大學(xué)，學(xué)生，本科，專業(yè)為光電信息科學(xué)與工程。