光介質(zhì)通信的技術(shù)研究

孫長迪

摘要：現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展速度不斷加快，人們對數(shù)據(jù)處理及信息傳輸?shù)囊笠苍絹碓礁?，以光為介質(zhì)的通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而出，并憑借自身優(yōu)勢快速融入到各行業(yè)。本文將結(jié)合光介質(zhì)通信的特點(diǎn)，討論光弧子通信、光纜種類選用、光纖傳輸組網(wǎng)等技術(shù)，為進(jìn)一步分析光纖通信技術(shù)，提高通信質(zhì)量提供參考意見。

關(guān)鍵詞：光介質(zhì);通信技術(shù);光纖通信技術(shù)

中圖分類號(hào)：TN929.1?? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? 文章編號(hào)：1672-9129（2020）12-0036-01

引言：傳統(tǒng)通信方式多使用電子設(shè)備為媒介，信息數(shù)據(jù)的傳輸效果很容易因?yàn)殡娋€的尺寸、形狀而受到干擾，傳輸距離遠(yuǎn)，線橫截面小，則導(dǎo)體電阻對應(yīng)更大。受到條件限制，通信傳輸距離無法縮短，電線橫截面也不能無限加大，所以為了確保信號(hào)傳輸質(zhì)量，以光為介質(zhì)的通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而出，給通信行業(yè)帶來了新可能。

1 關(guān)于光介質(zhì)通信的概述

光介質(zhì)通信顧名思義就是通過光和光纖完成信息傳輸行為，光纖由光纖芯包層、涂覆層、套塑保護(hù)層、單根玻璃光纖共同組成，當(dāng)內(nèi)部介質(zhì)的對光折射率高于環(huán)繞介質(zhì)，就會(huì)發(fā)生光反射現(xiàn)象，經(jīng)過調(diào)變后，可以實(shí)現(xiàn)信息攜帶，相比較于傳統(tǒng)的電子通信模式，光介質(zhì)通信的傳輸容量更大、速度更快、支持距離更長且傳輸過程中對信息的保密性更高，如今光介質(zhì)通信技術(shù)已經(jīng)被廣泛使用在軍事、醫(yī)療、社會(huì)生活生產(chǎn)等多個(gè)行業(yè)中。1977年美國芝加哥首次使用光纖技術(shù)完成了兩個(gè)相隔7000m距離的電話局通信，這次通信實(shí)驗(yàn)采用了085微米波段的多模光纖設(shè)備，這也是第一代光纖通信體統(tǒng)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在21世紀(jì)初期，第五代光纖通信系統(tǒng)被開發(fā)出來，無論是光波傳輸速度，還是光波傳輸距離都有了質(zhì)的飛躍，光孤子通信系統(tǒng)的傳輸速率更高，配合使用放大器能夠?qū)崿F(xiàn)超長距離之間的信息傳輸。光介質(zhì)通信技術(shù)發(fā)展以來，給傳統(tǒng)通信領(lǐng)域帶來了巨大變革，隨著我國信息技術(shù)的發(fā)展，用戶對信息通信服務(wù)的要求也越來越高，科學(xué)使用光介質(zhì)通信技術(shù)可以確保信息傳輸?shù)陌踩约胺€(wěn)定性。且光纖技術(shù)在使用過程中，不容易受到外界環(huán)境因素的干擾，對多種自然條件都有良好的適應(yīng)性，符合現(xiàn)代通信行業(yè)的發(fā)展需求[1]。

2 光介質(zhì)通信的技術(shù)研究

2.1光弧子通信技術(shù)。孤子也叫做孤立波，是一種獨(dú)特的超短脈沖形式，弧子可以做到在傳播過程中保持脈沖裝行波的形狀、幅度和速度的穩(wěn)定性，不發(fā)生任何變化。經(jīng)過學(xué)者測試可發(fā)現(xiàn)，當(dāng)孤子與其他同類孤立波相遇后，能一并維持同類孤立波的幅度、形狀和速度不變。光弧子技術(shù)就是利用光纖的色散與非線性效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對光波的相互補(bǔ)償，進(jìn)而完成無畸變的傳輸光脈沖操作。無論是光纖正常色散區(qū)還是反常色散區(qū)，在進(jìn)行光脈沖傳輸工作時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)脈沖展寬現(xiàn)象。所以光纖傳輸通信中的光纖損耗如果可以被提供一定能量的補(bǔ)償，那么耐沖幅度與寬度就會(huì)降低變化程度，從而完成無損傳輸。因此，就理想狀態(tài)下的情況分析來看，光脈沖能在光線中無限制地達(dá)到無畸變傳輸?shù)男Ч?，簡化成絕熱放大的過程，使得中繼設(shè)備被有效的簡化，具有高效性、經(jīng)濟(jì)性與簡便性，而且能實(shí)現(xiàn)長距離的傳輸和高保真度，按照科學(xué)理論來看，在使用了光弧子通信技術(shù)后，光介質(zhì)的通訊速率可以被提升到 1Tbit/s。

2.2光纜種類選用?？茖W(xué)使用光介質(zhì)通信技術(shù)可以確保信息傳輸?shù)陌踩约胺€(wěn)定性。光介質(zhì)通信因?yàn)樽陨砜垢蓴_性強(qiáng)、容量大、損耗率低等優(yōu)勢被各行各業(yè)所應(yīng)用，隨著技術(shù)人員對光介質(zhì)通信的不斷研究，更多的光纖技術(shù)產(chǎn)品被開發(fā)出來，在實(shí)際通信工程中，根據(jù)需求選擇合適的光纜產(chǎn)品，可以幫助提高通信速度，確保通信質(zhì)量。目前常見光纜產(chǎn)品有：地線復(fù)合光纜、地城纏繞光纜、全介質(zhì)自承式光纜等。首選地線復(fù)合光纜就是在架空的底線內(nèi)使用光纖技術(shù)，大面積的光纜都安裝在地下，這樣布局可以有效減少外界環(huán)境給光纜設(shè)備帶來的物力損害，同時(shí)還能確保地線設(shè)備不受干擾。常見地線復(fù)合光纜有骨架光纜和海底光纜兩種。其次是地城纏繞光纜，就是在架空地線上方纏繞光纜，這種布局的信息傳輸穩(wěn)定性更好，而且消耗能源少，但是容易受到干擾，所以日常要做好管理工作。最后是全介質(zhì)自承式光纜，這種光纜模式的色散范圍很廣，而且具有良好的機(jī)械性，即使遭遇惡劣天氣或地質(zhì)災(zāi)害，自承式光纜依然能實(shí)現(xiàn)通信工作，而且此類光纜的可彎曲性更大[2]。

2.3傳輸組網(wǎng)技術(shù)。當(dāng)前通信工程的常用組網(wǎng)技術(shù)有：密集波分復(fù)用技術(shù)和同步數(shù)字體系兩種，密集波分復(fù)用技術(shù)（DWDM）可以在同一個(gè)光纜上完成不同波長的多個(gè)信號(hào)復(fù)合傳輸，而且傳輸距離越短，所能承載的信號(hào)波長越多。只需要在光纖發(fā)送端設(shè)置多個(gè)光源，按照光源類型就可以發(fā)送光信號(hào)，然后復(fù)合器將所有光信號(hào)整理到統(tǒng)一信號(hào)譜中，耦合到光纖內(nèi)，就可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理。而同步數(shù)字技術(shù)（SDH）則是一種集傳輸、交換、復(fù)接多個(gè)功能于一體的線路傳輸方法，在SDH技術(shù)的基礎(chǔ)上，技術(shù)人員可以套用復(fù)用組網(wǎng)技術(shù)，建成一個(gè)靈活、可靠、能夠進(jìn)行遙控管理的全國電信傳輸網(wǎng)以至全世界的電信傳輸網(wǎng)。

結(jié)論：綜上所述，目前我國的光纖通信產(chǎn)業(yè)已經(jīng)具備較大規(guī)模，國內(nèi)所生產(chǎn)的半導(dǎo)體光電子設(shè)備、光纖、光纜、通信系統(tǒng)已經(jīng)可以為國內(nèi)通信建設(shè)提供充足支持，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)少量出口。中國光纖主干線的通信容量更是高達(dá)Tbps，基于其制造屬性，未來光介質(zhì)通信仍有較大發(fā)展空間，需要工作人員更加努力研發(fā)新技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁苑，孔德鵬，賀正權(quán)，等.聚合物中空環(huán)芯光纖中OAM模式傳輸?shù)膸缀稳莶钐匦匝芯縖J].光子學(xué)報(bào)，2020，49（06）：18-26.

[2]何衛(wèi)華，王宏.基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的光纖通信系統(tǒng)安全態(tài)勢預(yù)測[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2020，43（07）：6-9.