淺談光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)

朱永杰

摘要：隨著社會(huì)科技的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的通信傳輸技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)愈發(fā)龐大的信息傳輸需求。在此背景之下，光纖由于傳輸信息量大、傳輸穩(wěn)定及損耗低等優(yōu)勢(shì)逐漸成為人們廣泛運(yùn)用于生活中的通信技術(shù)，通過(guò)將其運(yùn)用在通信的主干道上，可以大幅度提升通信量和通信速度。本文筆者就光纖通信的特點(diǎn)結(jié)合我國(guó)當(dāng)前的通信所需，綜合的來(lái)對(duì)光纖通信的發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè)。

關(guān)鍵詞：信息傳輸 ?光纖通信 ?技術(shù)特點(diǎn) ?發(fā)展趨勢(shì)

引言

光纖全稱(chēng)為光導(dǎo)纖維，是一種采用光波作為信息載體，并以光纖作為媒介的通信傳輸方式。從本質(zhì)上來(lái)看，光纖和光源以及光檢測(cè)器是組成光纖通信的幾項(xiàng)基本要素，光纖的類(lèi)別除了按照制造工藝、材料組成和光學(xué)特性來(lái)進(jìn)行分類(lèi)外，還可以根據(jù)用途將光纖分為通信用光纖和傳感用光纖。通信用光纖具有傳輸信息量大，傳輸速度快和損耗小等特點(diǎn)，成為現(xiàn)代社會(huì)中非常普遍的一種通信技術(shù)。相較于傳統(tǒng)的通信技術(shù)，光纖技術(shù)還擁有更高的傳輸保密性以及便捷的安裝性，這也是當(dāng)前越來(lái)越多的企業(yè)和個(gè)體廣泛采用光纖技術(shù)作為主要通信技術(shù)的原因之一，光纖通信技術(shù)不僅提高了工作效率，更為人們的生活帶來(lái)便利。

一、光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)

（一）光纖通信容量大、傳輸遠(yuǎn)

社會(huì)的高速發(fā)展推動(dòng)著信息技術(shù)的進(jìn)步，如今一根光纖就有20THz的潛在寬帶，可容納50000GHz的傳輸帶寬。并且光纖通信的損耗非常低，主要是因?yàn)樵诠饫w中的光波長(zhǎng)為1.55μm左右，而石英光纖損耗將會(huì)低于0.2dB/km，這個(gè)損耗量比任何傳輸?shù)拿浇閾p耗都要低很好，所以才能使得光纖通信的無(wú)中繼傳輸距離達(dá)到幾十甚至上百公里。為了解決電子瓶頸效應(yīng)在通信設(shè)備方面的問(wèn)題，人們通常會(huì)采用一些較為復(fù)雜的技術(shù)來(lái)保證傳輸效果，例如光波分復(fù)用技術(shù)。

（二）能抵抗電磁干擾且應(yīng)用廣泛

傳統(tǒng)的電通信技術(shù)經(jīng)常會(huì)受到電磁的干擾從而影響傳輸，但目前的光纖通信因?yàn)檫x用穩(wěn)定性較高、絕緣性和抗腐蝕性較強(qiáng)的石英作為其主要制作材料，使得光纖對(duì)電磁干擾產(chǎn)生了一定抗性，能夠在很大程度上抵抗電磁的干擾。再加上石英本身的價(jià)格不高，光纖制作成本低，也是光纖的一大優(yōu)勢(shì)。除此之外，光纖通信技術(shù)還具有質(zhì)量輕、體積小等特點(diǎn)，可以幫助企業(yè)或個(gè)人更加便捷的進(jìn)行安裝和使用，這些優(yōu)勢(shì)都是光纖在當(dāng)前社會(huì)應(yīng)用廣泛的原因。

二、光纖通信的應(yīng)用技術(shù)

（一）光波分復(fù)用技術(shù)

光波分復(fù)用技術(shù)是指在一條光纖上同時(shí)將多個(gè)不同波長(zhǎng)的光波進(jìn)行傳輸，這樣可以極大的提高光纖通信傳輸?shù)娜萘?。根?jù)不同波長(zhǎng)長(zhǎng)度的光波，可以將光纖通信的低損耗窗口分成不同的信道，并將光波作為信號(hào)的載波。在發(fā)送的一端使用波分復(fù)用器的合波器，將波長(zhǎng)不同的信號(hào)載波合并到一起，并同時(shí)送入到一根光纖內(nèi)進(jìn)行傳輸過(guò)程;在接收的一端使用波分復(fù)用器，將發(fā)送過(guò)來(lái)的信號(hào)載波加以分離。

（二）光纖接入技術(shù)

光纖接入技術(shù)是廣大網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)最常使用的主干技術(shù)，由于接入光纖的位置不同，導(dǎo)致產(chǎn)生包含F(xiàn)TTB，F(xiàn)TTC和FTTCab 以及 FTTH 等不同應(yīng)用，這些應(yīng)用統(tǒng)稱(chēng)為 FTTx。FTTH即光纖到戶(hù)，是光纖接入的最終方式，它提供的是全光的接入方式。目前國(guó)內(nèi)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)為用戶(hù)提供FE 或 GE 的帶寬，這些技術(shù)對(duì)于大中型企業(yè)用戶(hù)來(lái)說(shuō)是非常理想的接入方式。

（三）光孤子通信技術(shù)

光波是一種特殊量級(jí)的超短脈沖，在光纖內(nèi)進(jìn)行長(zhǎng)距離的傳輸后，波的波形和速度都是不會(huì)發(fā)生改變的。而光孤子通信技術(shù)就是利用了這一原理，將光孤子作為載體，從而實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離的無(wú)變化通信，這一技術(shù)可在萬(wàn)里信息傳遞的情況下達(dá)到零誤碼。

三、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（一）往超高速方向發(fā)展

光纖之所以能被大眾廣泛認(rèn)可是因?yàn)楣饫w通信滿(mǎn)足了用戶(hù)對(duì)于高速度和大容量的需求，從光纖通信的發(fā)展歷史來(lái)看，通信容量和傳輸速度的需求量一直處于提升狀態(tài)，從前的光纖通信通常都是采用電的時(shí)分復(fù)用（TDM）方式。這就導(dǎo)致每當(dāng)傳輸速度提升四倍，每bit的成本大概會(huì)下降三到四成，這樣一來(lái)bit率越高的系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益越會(huì)趨于指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)，也就可以解釋為什么光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率在過(guò)去幾十年內(nèi)一直處于持續(xù)增加的狀態(tài)?，F(xiàn)在我國(guó)商用系統(tǒng)的光纖通信已經(jīng)達(dá)到了10Gbps，其速率是原來(lái)45Mbps的兩千多倍，照這樣發(fā)展下去，其速率還會(huì)進(jìn)行不斷地提升。

（二）往超大容量方向發(fā)展

當(dāng)前，電的時(shí)分復(fù)用（TDM）系統(tǒng)基本已經(jīng)開(kāi)發(fā)完畢，但在帶寬方面的資源仍然存在很大程度上的有待開(kāi)發(fā)空間，因此，將來(lái)采用波分復(fù)用系統(tǒng)是必然趨勢(shì)，因?yàn)椴ǚ謴?fù)用系統(tǒng)不僅可以充分高效的利用光纖的帶寬資源，還能在傳輸?shù)耐瑫r(shí)節(jié)省出大量的光纖材料和再生器，使得通信成本能夠?qū)崿F(xiàn)最大程度的降低。

（三）往光聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展

為了利用好波分復(fù)用系統(tǒng)的大容量傳輸優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)有的光纖通信技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始逐步對(duì)波分復(fù)用系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，其中一些重要設(shè)備，例如：光的分插復(fù)用器（OADM）和光的交叉連接器（OXC）都已經(jīng)研制成功，光的分插復(fù)用器已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際的試用階段。這樣在往光聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展時(shí)既可以保持原有的大容量光網(wǎng)絡(luò)，又可以滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)容量需求和速度需求，而且在出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)狀況時(shí)還可以迅速的進(jìn)行修復(fù)，達(dá)到靈活使用網(wǎng)絡(luò)的目的。這樣既滿(mǎn)足了用戶(hù)的需求，又為運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)管理帶去便利。

（四）往新一代光纖發(fā)展

伴隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，我國(guó)近幾十年來(lái)的IP業(yè)務(wù)數(shù)量也開(kāi)始出現(xiàn)爆炸式的增長(zhǎng)，導(dǎo)致目前的光纖技術(shù)可能無(wú)法支撐如此高強(qiáng)度的增長(zhǎng)情況，這給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商們提供了一個(gè)非常好的發(fā)展機(jī)遇。我國(guó)的電信網(wǎng)絡(luò)正在開(kāi)始向新一代的光纖技術(shù)方向發(fā)展，構(gòu)筑了能傳輸大容量光纖的基礎(chǔ)設(shè)施，為了能夠更好的建設(shè)下一代網(wǎng)絡(luò)。隨著技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出非零色散光纖（G.655 光纖）和無(wú)水吸收峰光纖（全波光纖）這兩種不同的新一代光纖來(lái)滿(mǎn)足干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的不同發(fā)展需求。相信未來(lái)隨著科技信息和技術(shù)的高速發(fā)展，在一段時(shí)間之內(nèi)一定還會(huì)開(kāi)發(fā)出更多的新一代光纖。

（五）光接入網(wǎng)

在過(guò)去的幾十年內(nèi)，國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了翻天覆地的變化，不論是信息的傳輸功能還是儲(chǔ)存功能，都已經(jīng)進(jìn)行了無(wú)數(shù)次的更新。伴隨著時(shí)間的推移，國(guó)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)也將會(huì)變得越來(lái)越智能化。但這時(shí)原有的入網(wǎng)技術(shù)就無(wú)法再滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展了，此時(shí)接入網(wǎng)的技術(shù)就急需進(jìn)一步的更新和發(fā)展。相信隨著科技的進(jìn)步，光接入網(wǎng)的技術(shù)很快就能普及并且替代掉原有的接入網(wǎng)技術(shù)，以滿(mǎn)足現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的繁榮和穩(wěn)步發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也在不斷的拓展出新，現(xiàn)有的光纖通信技術(shù)不僅為個(gè)體用戶(hù)和企業(yè)帶來(lái)了一定程度的便捷，同時(shí)也為國(guó)家的發(fā)展提供了強(qiáng)大的助力，光纖通信自身成本低、高容量、抗干擾等優(yōu)勢(shì)使其在當(dāng)前社會(huì)中被廣泛運(yùn)用，并扮演著十分重要的角色，相信在未來(lái)社會(huì)中，光纖通信技術(shù)會(huì)被越來(lái)越多的企業(yè)或個(gè)人所需要，并伴隨社會(huì)和科技的進(jìn)步一同發(fā)展壯大。

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