光纖通信技術(shù)及其應(yīng)用實踐研究

李曉東

摘要：現(xiàn)代社會的發(fā)展與光纖通信技術(shù)的發(fā)展有著密切的關(guān)系，在現(xiàn)代通信行業(yè)中，光纖通信技術(shù)已經(jīng)成為主要的應(yīng)用技術(shù)，它能夠規(guī)避傳統(tǒng)通信技術(shù)存在的弊端，因而能夠彰顯出較大的應(yīng)用優(yōu)勢。在當前社會經(jīng)濟、技術(shù)全面發(fā)展的社會背景下，光纖通信技術(shù)也在不斷發(fā)展，其影響已經(jīng)體現(xiàn)在人們生活的各個方面。本文在對光纖通信技術(shù)進行研究時，介紹了光纖通信技術(shù)的核心理念和基本特征，并分析了其在相關(guān)領(lǐng)域的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù);電力通信;實踐應(yīng)用

中圖分類號：TN929.11 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）08-0015-02

網(wǎng)絡(luò)通信在當前的社會發(fā)展過程中扮演著越來越重要的角色，經(jīng)歷過數(shù)字通信技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)等的發(fā)展之后，光纖通信技術(shù)已經(jīng)成為通信相關(guān)行業(yè)中的重要技術(shù)之一，且逐漸成為主流通信技術(shù)。光纖通信技術(shù)是通過光波利用光電轉(zhuǎn)化來對信息進行傳播，且當前我國大部分因特網(wǎng)都已經(jīng)接入了光纖通信，光纖通信的覆蓋率逐漸提高，對于未來的人工智能和物聯(lián)網(wǎng)的全面覆蓋而言，光纖通信技術(shù)的作用將越來越顯著。

1 光纖通信技術(shù)的核心理念與基本特征

1.1 核心理念

將光纖通信技術(shù)應(yīng)用在行業(yè)發(fā)展中，能夠滿足不同行業(yè)的發(fā)展需求。光纖通信技術(shù)的主要優(yōu)勢在于能夠高效率的進行數(shù)據(jù)傳輸，且能夠承載較大的通信容量和抵抗較強的干擾，且不會造成光電污染等。

1.2 基本特征

光纖通信技術(shù)具有的基本特征主要包括以下幾點：即通信容量大、抗電磁干擾能力強、線路損耗小和節(jié)約空間。首先是通信容量大。光纖是一種能夠承載較大通信容量的材料，一是其帶寬較大，且現(xiàn)代的光纖通信技術(shù)基本使用的是密集波技術(shù)，因而能夠彰顯出更大的通信容量優(yōu)勢;二是針對其抗電磁干擾能力。光纖通信技術(shù)使用的材料一般為石英材料，該材料具有絕緣性和防腐性，具有強大的抗干擾能力，能夠為信息傳輸提供更加穩(wěn)定的渠道;三是線路損耗小，因而成本較低。由于當前光纖通信中最常使用的材料為石英，該材料耐久性較好，因而能夠減少材料損耗，并凸顯施工成本低的優(yōu)勢。光纖傳輸需要依賴芯這一媒介，當前光纖通信技術(shù)中的傳輸方式為多芯傳輸，能夠?qū)⑹褂每臻g控制在合理范圍內(nèi)。且光纖作為一種質(zhì)量較輕的材料，其質(zhì)地較為柔軟，安裝時省時又省力，因而光纖通信技術(shù)已經(jīng)成為受到各個行業(yè)歡迎的技術(shù)形式，需要被進一步廣泛推廣。

2 光纖通信技術(shù)的實踐應(yīng)用

2.1 在電力通信中的應(yīng)用

2.1.1 光纖復(fù)合相線（OPPC）的應(yīng)用

光纖復(fù)合相線，即OPPC，是光纖單元電力線纜組合成的復(fù)合線路，主要作用為保障電力通信線路的有序運行，這種電力線纜有著物理張力突出，用于線路中檔距、弧垂位置，避雷效果突出，抵抗外力阻礙能力強，可以有效保護光纖通信系統(tǒng)。在安裝光纖復(fù)合相線上，需要具有高水平的光纖續(xù)接技術(shù)，提升安裝環(huán)境的安全性與穩(wěn)定性，確保在高壓絕緣狀態(tài)下，保證相線在運行中光纖分離于光電子。同時，這種光纜以絕緣形式進行運行作業(yè)，減少了對電力的消耗，提高了電能應(yīng)用效能，有效維護了電力通信系統(tǒng)的有序、高效運行。

2.1.2 光纖復(fù)合地線（OPGW）的應(yīng)用

光纖復(fù)合地線，即OPGW，也可稱為光纖架空地線，常用于電力傳輸線路通信地線，具有防雷、抗霄閃放電功能，同時提升了光纖傳輸?shù)母咝耘c可靠性。這種形式的地線復(fù)合光纜不用進行經(jīng)常性的后期維護，因此，最適于架空地線的輸配電線路。并且光纖復(fù)合底線屬于光纜與架空地線的結(jié)合，使用成本高，適用于遠距離電力線路。此外，光纖復(fù)合底線還適用于舊線路改造作業(yè)，從而提升電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性，并且其適應(yīng)性極強，惡劣條件下仍可發(fā)揮最大的抗外界阻礙的功能，但是耗資較多?，F(xiàn)如今，光纖復(fù)合地線主要用于電力、信息、數(shù)據(jù)等的傳輸。

2.1.3 自承式（ADSS和MASS）光纜

自承式光纜主要包括ADSS和MASS兩種類型，其一，是小直徑、小密度、絕緣性能佳的全介質(zhì)自承式，即ADSS，同時，這種自承式光纜，基于庭前進行系統(tǒng)控制，此種光纜光學性能穩(wěn)定，抗電磁干擾能力強，耐腐蝕能力顯著，所以，這種非金屬材質(zhì)的特殊光纖，有著極佳的抗彎曲、抗老化性能;其二，結(jié)構(gòu)簡單，工作原理簡單的金屬自承式，即MASS，實際安裝中，無需改進原有輸電線桿塔，工作難度降低，無需大量人力物力，且降低了對輸電線桿塔的荷載。

2.2 在電力系統(tǒng)調(diào)度自動化中的應(yīng)用

2.2.1 在繼電保護中的應(yīng)用

基于光纖通信技術(shù)傳輸繼電保護信號時，可有效提升電力系統(tǒng)調(diào)度的穩(wěn)定性、可靠性與實時性。其中所用的裝置主要由三部分組成，即光纖發(fā)送器、接收器及光纖，其中發(fā)送器能對光信號進行有效監(jiān)測，基于強度信息發(fā)出光信號振幅傳送至光調(diào)制動器，接收器則可將光信號轉(zhuǎn)化為電信號。整個運行過程成本低、靈活性突出，噪音小。光纖主要作用在于傳輸光信號，提高光纖通訊技術(shù)的使用性能。

2.2.2 在電力系統(tǒng)調(diào)度自動化運行中的應(yīng)用

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)調(diào)度與運行中應(yīng)用光纖通信技術(shù)有極大優(yōu)勢，如，可有效提升電力系統(tǒng)調(diào)度的安全性、穩(wěn)定性與可靠性，同時提高了繼電保護要求。電力系統(tǒng)調(diào)動自動化中倘若發(fā)生故障時，需要及時切除故障點，避免電網(wǎng)崩潰。由于光纖通信速度快，容量大，因此，不僅可以有效應(yīng)用于電力系統(tǒng)調(diào)度自動化中，更可服務(wù)于電氣自動化工程中。

2.2.3 在高壓電網(wǎng)中的應(yīng)用

光纖通信抗壓效果突出，抗高溫能力強。電力系統(tǒng)調(diào)度自動化橫跨較大區(qū)域，很多作業(yè)工作人員無法直接進駐現(xiàn)場，而借助光纖通信技術(shù)，可有效收集分析數(shù)據(jù)。此外，高壓電網(wǎng)需要傳輸大量繁雜信息，運用電力光纖通信技術(shù)進行數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)遠程化管理。

2.3 在廣播電視傳輸中的應(yīng)用

2.3.1 非壓縮傳輸

視頻格式的非壓縮傳送是廣播電視節(jié)目的常用傳輸方式，不僅可快速傳送實時信號，更好保證傳輸?shù)姆€(wěn)定性、安全性、完整性。這一傳輸方式從信號發(fā)出到終端沒有處理信號，因此，傳輸中對物理距離要求較高。例如，在直播活動中，利用非壓縮光纖進行傳輸，為提升傳輸效率，需要發(fā)揮雙光纜性能，便需要配備兩套設(shè)備，即主設(shè)備與冷設(shè)備，實現(xiàn)高效的單邊信號傳遞。冷設(shè)備為后備設(shè)備，避免直播過程中因意外導(dǎo)致信號無法及時傳出的情況發(fā)生。因此，非壓縮傳送適合于直播、新聞報道等直播性、突發(fā)性、及時性的電視節(jié)目。新聞現(xiàn)場傳播會在現(xiàn)場增設(shè)信號增強器與轉(zhuǎn)播器，確保傳輸?shù)牧鲿承浴⒓皶r性與準確性。此外，非壓縮傳播中需要用到光端轉(zhuǎn)化設(shè)備，實現(xiàn)對不同信號的轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)電視直播間與事件現(xiàn)場的實時互動?，F(xiàn)今，我國廣播電視傳播有著固定傳輸方式，無需現(xiàn)場連接，有效節(jié)約了人力、物力及時間，出現(xiàn)問題的機率較低，滿足的各類觀眾的差異性需求。

2.3.2 壓縮傳輸

壓縮傳播指的是信號發(fā)出到終端雖未對信號進行處理，但需對光波信號進行壓縮，這就在很大程度上減少了光波信號占用空間。壓縮之后可進一步擴展存儲空間，為后續(xù)光波信號傳輸提供支撐，較之非壓縮傳輸，壓縮傳播信號質(zhì)量稍弱，但是它獨立性強，無需依賴于光纖。同時，廣泛的覆蓋范圍，及時在信號弱、遠距離區(qū)域也可進行信號傳輸，因此，電視節(jié)目的播出往往采取壓縮傳輸方式，借助光端轉(zhuǎn)化器將節(jié)目錄制地光纖與轉(zhuǎn)化器端口相連，開展遠距離傳輸。

2.3.3 非壓縮傳輸結(jié)合壓縮傳輸

上述兩種方式進行優(yōu)勢結(jié)合，實現(xiàn)優(yōu)勢互補、取長補短的目的，同時發(fā)揮二者優(yōu)勢。特別是現(xiàn)如今人們對播出質(zhì)量有著越來越高要求的今天，為迎合受眾多樣化需求，可將非壓縮傳輸結(jié)合壓縮傳播進行信號傳輸，如，現(xiàn)今很多電視晚會在直播中設(shè)置分會場進行直播，且要保證分會場之間的自由切換，將兩種信號傳輸技術(shù)同時應(yīng)用其中，便可實現(xiàn)高質(zhì)量、遠距離、實時化傳輸，且即使發(fā)生意外，也可即使切換冷設(shè)備，確保在同時直播的基礎(chǔ)上實現(xiàn)場景的自由切換，同時保障節(jié)目傳播效果與質(zhì)量。

2.3.4 組網(wǎng)方式

現(xiàn)今，我國廣播電視光纖傳播常用的組網(wǎng)方式主要為單纖雙波、雙纖三波兩類，其中單纖雙波指的是兩個傳輸波段在一條光纖上，在基于IP組播方式進行信號傳輸。在傳輸過程中，需要將DVB信號結(jié)合OTT數(shù)據(jù)流共同構(gòu)成IP包，而后與其他數(shù)據(jù)共同輸入接收端，一根光纖實現(xiàn)了重復(fù)接入。另外，雙纖三波指的是DVB區(qū)分于寬帶數(shù)據(jù)傳輸，其中DVB借助光纖網(wǎng)與機頂盒收集信號，在接受寬帶信號上則利用網(wǎng)關(guān)，終端設(shè)備與機頂盒由其太網(wǎng)提供。

2.4 在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.4.1 PDH光纖通信技術(shù)

準同步數(shù)字英文縮寫為PDH，是最為基礎(chǔ)的光纖通信技術(shù)。這種技術(shù)將高精度時鐘設(shè)置于各個數(shù)字通信網(wǎng)節(jié)點上，因為時鐘信號有些許差別，從而使得信號難以完全同步。近年來，我國鐵路通信網(wǎng)絡(luò)愈益復(fù)雜，使得PDH難以完全契合于鐵路系統(tǒng)多元化的需求，同時伴隨著其他新型光纖通信技術(shù)的興起，PDH將逐步被替代。

2.4.2 SDH光纖通信技術(shù)

SDH光纖通信傳輸速度較高，同步轉(zhuǎn)化數(shù)字信息，該技術(shù)擁有統(tǒng)一接口與比特率，因此，在鐵路通信系統(tǒng)中應(yīng)用此技術(shù)具有極大的橫向兼容性。但是該技術(shù)有著復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓撲技術(shù)，組成方式簡易靈活，即使發(fā)生故障，也可在短時間內(nèi)完成修復(fù)，并且使用該技術(shù)成本低、誤碼率低，便于推廣使用。較之PDH，SDH技術(shù)傳輸速率極快、誤碼少、兼容性強，應(yīng)用到鐵路通信系統(tǒng)之中時占用傳輸頻帶、開銷字節(jié)較大，因此，其指針調(diào)整較為繁雜，安全系數(shù)低。

2.4.3 DWDM技術(shù)

DWDM技術(shù)的應(yīng)用過程中可組合傳輸不同波長的光波，達到一根光纖多路復(fù)用。較之SDH技術(shù)， DWDM在傳輸上速率更高，容量更大，可實現(xiàn)電磁與光波頻率交互。在鐵路通信中應(yīng)用該技術(shù)耗資少，效率高，不易受外部環(huán)境的影響，對設(shè)備要求較低。未來，DWDM技術(shù)在通信領(lǐng)域的應(yīng)用將更為廣泛，通信容量也將顯著增強。

3 結(jié)語

在現(xiàn)代通信技術(shù)中，光纖通信技術(shù)是主要的通信技術(shù)形式，其在信息傳輸、抵抗電磁干擾以及降低線路損耗等方面都能發(fā)揮出較大的優(yōu)勢。相關(guān)行業(yè)負責人應(yīng)積極的對光纖通信技術(shù)的特征進行了解，并在此基礎(chǔ)上，對光纖通信技術(shù)的實踐應(yīng)用進行探討。而在具體行業(yè)發(fā)展過程中，相關(guān)負責人則要尋求將光纖通信技術(shù)與行業(yè)發(fā)展相聯(lián)合的發(fā)展路徑，尤其在現(xiàn)代通信行業(yè)，要充分彰顯出光纖通信技術(shù)的優(yōu)勢，助推行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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Research on Optical Fiber Communication Technology and Its Application Practice

LI Xiao-dong

（Information Support Department， Naval Staff Department， Southern War Zone， Zhanjiang Guangdong? 524000）

Abstract：The development of modern society has a close relationship with the development of optical fiber communication technology. In the modern communication industry， optical fiber communication technology has become the main application technology. It can avoid the disadvantages of traditional communication technology， so it can show greater application advantages. In the current social background of comprehensive development of social economy and technology， optical fiber communication technology is also developing continuously， its impact has been reflected in all aspects of people's lives. In this paper， the core concepts and basic characteristics of optical fiber communication technology are introduced， and its specific applications in related fields are analyzed.

Key words：optical fiber communication technology; power communication; practical application