基于通信網(wǎng)絡(luò)光纖傳輸技術(shù)的應(yīng)用

郭一格

摘要：信息技術(shù)的不斷發(fā)展改變了人們的生活，目前全球化信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，逐漸帶領(lǐng)人類進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，每天產(chǎn)生大量多樣化的數(shù)據(jù)，運(yùn)用傳統(tǒng)的信息技術(shù)已經(jīng)無法對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的處理和分析。大數(shù)據(jù)時(shí)代數(shù)據(jù)傳輸需求量爆炸式增長，這就需要運(yùn)用光纖傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更大的網(wǎng)絡(luò)帶寬，來滿足高質(zhì)量的信息傳輸。因此在當(dāng)今信息化大數(shù)據(jù)時(shí)代，大力發(fā)展和應(yīng)用光纖傳輸技術(shù)是必然趨勢。通過通信網(wǎng)絡(luò)中光纖傳輸技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了信息傳遞速度的全面提升，滿足了人們對信息的高速率、高質(zhì)量傳輸?shù)男枨?。本文對光纖的概念進(jìn)行了全面綜述，結(jié)合光纖技術(shù)的發(fā)展情況進(jìn)行了全面分析和研究，并對光纖通信傳輸技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行了針對性分析。在文章的最后，對現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行了全面研究，更好地理解光纖傳輸技術(shù)的重要作用。

關(guān)鍵詞：通信網(wǎng)絡(luò);光纖傳輸技術(shù);應(yīng)用;分析;研究

中圖分類號： TP393? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）32-0059-02

1 光纖的綜述

所謂的光纖就是將微細(xì)的光導(dǎo)纖維封閉在塑料護(hù)套中，確保其能夠輕微彎曲而不至于斷裂。光纖的一端所使用的是發(fā)光二極管，通過激光將光脈沖傳送至光纖內(nèi)部，在光纖的另一端是接收器中的光敏元件，實(shí)現(xiàn)信號的全面收集和檢測。與以往的電信號傳輸模式相比，光纖本身可以實(shí)現(xiàn)多數(shù)據(jù)長距離的信息傳輸，不會出現(xiàn)信息的丟失。光纖有良好的絕緣性，不僅具有很強(qiáng)的抗干擾能力，而且相比電信號傳輸?shù)碾娎|其具有質(zhì)量輕、傳輸速度快、傳輸距離長、傳輸可靠性高、傳輸安全性強(qiáng)的優(yōu)勢。由于光纖傳輸不會受到電磁場干擾，所以其可敷設(shè)在高壓線附近。目前移動通信技術(shù)發(fā)展迅猛，延伸出一個(gè)新的問題，電磁場的輻射是否會對人體產(chǎn)生不良影響。如果實(shí)現(xiàn)全光化網(wǎng)絡(luò)，用光纖光纜代替雙絞線電纜實(shí)現(xiàn)通信全程光波傳輸，這樣不僅提高了通信速度，提高了通信質(zhì)量，更重要的是很好地解決了電磁場輻射這一問題。光纖技術(shù)的發(fā)展與研究雖然已經(jīng)取得了一定的成果，但對于真正實(shí)現(xiàn)全光化網(wǎng)絡(luò)還有一定的距離。目前光纖的研發(fā)與應(yīng)用，已經(jīng)改變了人們的生活，實(shí)現(xiàn)了信息傳遞方式的改變，在未來光纖的研發(fā)會持續(xù)進(jìn)行中，并將向?qū)崿F(xiàn)全光化網(wǎng)絡(luò)邁進(jìn)。

2 光纖通信技術(shù)的發(fā)展情況分析

1870年英國物理學(xué)家丁達(dá)爾在皇家學(xué)會的演講廳內(nèi)部講述光的全反射原理，并做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，就是這個(gè)實(shí)驗(yàn)，使人們發(fā)現(xiàn)了光能夠?qū)崿F(xiàn)全反射，而且整個(gè)反射的過程中，能量的損耗較小。九十六年后，英籍華裔學(xué)者高錕計(jì)算出了光波在光導(dǎo)纖維中的傳輸距離以及衰減程度，并首次提出光纖可以運(yùn)用到通訊傳輸設(shè)備中這一想法。后來人們開始利用透明度極高的玻璃纖維作為光導(dǎo)體，選擇光線的合適角度射入玻璃纖維內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)玻璃纖維對光纖的傳導(dǎo)。目前我國對光纖技術(shù)的研發(fā)十分重視，逐步實(shí)現(xiàn)了自主研發(fā)。

不同行業(yè)對光纖技術(shù)的要求存在差異，因此光纖的種類比較多。傳統(tǒng)的單模光纖模傳導(dǎo)過程，不會出現(xiàn)模間色散和信號混淆的問題，可以實(shí)現(xiàn)信息保密程度的提升，但由于單模光纖存在波導(dǎo)色散和材料色散，所以其對光源的要求比較高，要求光源的譜寬窄、穩(wěn)定性好。雖然單模光纖具有傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸性能穩(wěn)定的優(yōu)勢，但其對光端機(jī)要求較高導(dǎo)致其使用成本比較高，所以在某些短距離傳輸情況下，使用多模光纖即可。我國目前的光纖技術(shù)已經(jīng)逐步開始實(shí)現(xiàn)獨(dú)立發(fā)展，減少了對傳統(tǒng)電纜的依賴，更好地傳輸數(shù)據(jù)，提升了數(shù)據(jù)的保密性。目前我國的光纖傳輸技術(shù)正在逐步實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合發(fā)展，逐步達(dá)到與用戶的零距離，更好地適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展要求，滿足人們對信息的需求。

3 光纖通信傳輸技術(shù)的特點(diǎn)

3.1 傳輸容量大、速度快、損耗低

對于通信網(wǎng)絡(luò)光纖傳輸技術(shù)來說，其本身的重要參數(shù)就是頻帶的寬度，寬度越大自身的信息容量越大，因此可以同時(shí)傳輸?shù)男盘柫吭礁?。一般來說，對于光纖的VHF頻段，其本身的初始載波頻率為48.5MHz～300Mhz。在十幾年前所應(yīng)用的250MHz寬帶，所能夠傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)量就是27套電視，由此可以看出，不同的頻帶寬度，決定了信息的穿度速度。但是對于光纖來說，其本身的光頻率可以達(dá)到100000GHz，這與傳統(tǒng)的VHF寬帶相比有天壤之別。雖然光纖本身對于不同的頻率的光有一定的損耗，會導(dǎo)致頻帶本身的寬度受到一定影響，導(dǎo)致就算是將折算計(jì)算在內(nèi)，光纖本身的頻帶寬度也可以達(dá)到30000GHz以上。對于同軸電纜系統(tǒng)來說，就算是最好的電纜，在進(jìn)行信號傳輸?shù)臅r(shí)候，采用800MHz信號傳輸時(shí)，每公里損耗為40dB以上。光纖在進(jìn)行信號傳輸?shù)臅r(shí)候，每公里的損耗為0.35dB以下。光纖信號傳輸與同軸電纜信號傳輸相比，損耗小一億倍。光纖信息傳播技術(shù)，不需要像電纜干線那樣必須引入均衡器進(jìn)行均衡，可以實(shí)現(xiàn)有線電視頻道內(nèi)具有相同的損耗。再加上光纖信號的傳輸并不會導(dǎo)致信息的流失，而且還不會產(chǎn)生電磁反應(yīng)，信號的傳輸安全性更高。

3.2 抗干擾能力強(qiáng)

對于光纖來說，其本身的主要材料是非金屬的二氧化硅石英玻璃，這種材料是絕緣的，不導(dǎo)電的，所以不會受到電磁場的干擾，不怕雷電和高壓。另外，光纖傳輸?shù)氖穷l率較高的光波，我們常用的電纜傳輸?shù)氖请娦盘枺娦盘柕念l率較低是無法干擾到頻率較高的光波的。所以從信號源的角度來看，光纖不會受到電信號的干擾。因此光纖傳輸?shù)倪^程對于周邊電磁干擾和工業(yè)干擾的抵抗能力較強(qiáng)。利用光信號進(jìn)行傳導(dǎo)可以有效地避免對于電信號傳輸中出現(xiàn)的信息泄露和竊聽的問題。光纖傳輸一般是不需要再進(jìn)行中繼和放大的，因此不會出現(xiàn)中繼過程中的信息失真。

3.3 工作可靠性較強(qiáng)

對于任何工作系統(tǒng)來說，其本身所存在的設(shè)備數(shù)量越多，就會導(dǎo)致故障的發(fā)生概率越高。對于光纖傳輸技術(shù)來說，其本身所使用的設(shè)備數(shù)量比較少，這主要是由于整個(gè)信息的傳導(dǎo)過程不需要利用中繼器實(shí)現(xiàn)信號的放大和縮小，因此信息的可靠性比較高。而且對于光纖傳輸技術(shù)來說，其內(nèi)部的設(shè)備一般使用壽命都是比較長的，最短的工作時(shí)間也可以達(dá)到50萬小時(shí)。在所有的設(shè)備中，工作時(shí)間最短的設(shè)備就是激光發(fā)射器，工作時(shí)間為10萬個(gè)小時(shí)，只要調(diào)試運(yùn)行良好，光纖傳輸系統(tǒng)運(yùn)行可靠性較高。再加上光纖信息傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展，硬件和軟件技術(shù)的發(fā)展速度很快，這使得運(yùn)行成本和設(shè)備成本不斷降低，使得光纖傳輸逐步發(fā)揮出其本身的優(yōu)質(zhì)作用。

4現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用

4.1 光纖復(fù)合纜的應(yīng)用

隨著光纖技術(shù)的不斷發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中光纖復(fù)合技術(shù)開始被大量應(yīng)用，各種光纜技術(shù)逐步普及和大量應(yīng)用。對于光纖復(fù)合纜技術(shù)的應(yīng)用，主要是利用了波分復(fù)用技術(shù)，提升了光纖技術(shù)應(yīng)用的適用性，提升了光纖技術(shù)的應(yīng)用效率。光纖復(fù)合纜技術(shù)的應(yīng)用，一般主要是引用在移動通信基站的建設(shè)中，其本身的應(yīng)用較為良好，可以降低客戶的采購成本，減少施工費(fèi)用，而且本身具有良好的彎曲性能，可以更好地承受壓強(qiáng)。通過光纖和輸電銅線一體化操作，實(shí)現(xiàn)了寬帶接入問題的全面解決。

4.2 蝶形入戶光纜的應(yīng)用

蝶形光纜是一種新型用戶接入光纜，從鋪設(shè)環(huán)境和條件入手，逐步融合光纜結(jié)構(gòu)與參數(shù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)光纜與自承式光纜技術(shù)的全面融合。通過使用蝶形入戶光纜技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)FTTX網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的全面提升，尤其是針對密度使用量較大的住宅區(qū)，更能夠發(fā)揮出光纜的重要信息傳輸功能。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)中，光纖入戶是最后的技術(shù)環(huán)節(jié)。因此在整個(gè)接入的過程中，需要根據(jù)具體的需要，逐步選擇合理的入戶技術(shù)。一般來說，所采用的就是蝶形入戶光纜技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的提升，提高信息的傳輸效率。

5 光纖通信技術(shù)的應(yīng)用

5.1 在廣播電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

由于廣播電視網(wǎng)絡(luò)采用光纖光纜或電纜傳送廣播電視信號，所以其具有容量大、頻帶寬、多功能、低成本、抗干擾能力強(qiáng)和傳輸業(yè)務(wù)多樣化等優(yōu)勢。光纖通信技術(shù)在廣播電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，確保了電視信號的高質(zhì)量、高穩(wěn)定性。我國目前的廣播電視技術(shù)正處在高速發(fā)展的階段，在進(jìn)行廣播電視音視頻制作的過程中，需要實(shí)現(xiàn)較大的信息傳輸，因此需要大量地運(yùn)用光纖技術(shù)逐步建立新型的傳輸模式，從而實(shí)現(xiàn)了多媒體傳輸方式的轉(zhuǎn)變。光纖傳輸是電視信號的重要傳輸方式，通過電視網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)了光纖網(wǎng)絡(luò)單元模塊為主體的應(yīng)用構(gòu)建，提升了我國網(wǎng)絡(luò)電視行業(yè)的發(fā)展速度。光纖技術(shù)的不斷應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)廣播電視網(wǎng)絡(luò)信息傳輸方式的轉(zhuǎn)變，從而滿足其數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的需求。

5.2 在通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

目前我國通信技術(shù)發(fā)展迅猛，人們的生活也因此有了翻天覆地的變化。數(shù)字網(wǎng)絡(luò)正在逐步改變?nèi)藗兊纳睿?G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)完全普及，國內(nèi)目前正在大力發(fā)展5G通信技術(shù)。5G通信技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了信息傳輸速度質(zhì)的提升，因此這需要將光纖傳輸技術(shù)應(yīng)用其中，更好地保障我國通信技術(shù)的穩(wěn)定與發(fā)展。對于通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來說，可以實(shí)現(xiàn)光波發(fā)射器到光波中繼器的信息傳輸，利用光波接收器，實(shí)現(xiàn)信號的接受。隨著5G時(shí)代的到來，通過基站傳輸信息的同時(shí)，需要提升基站對信息的傳遞速度，才能夠更好地發(fā)揮出信息傳輸?shù)闹匾饔谩?/p>

5.3 在計(jì)算機(jī)通信領(lǐng)域的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的應(yīng)用，改變了人們的生活。目前計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)已經(jīng)成為國家經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐。從我國計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的發(fā)展情況來看，目前正在朝著多元化的發(fā)展方向快速發(fā)展。計(jì)算機(jī)通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)光纜對信息的基礎(chǔ)傳輸，通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸速度的提升，發(fā)揮出光點(diǎn)復(fù)合技術(shù)和室內(nèi)光纜綜合布線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)通信方式的全面提升。對于光纖傳輸技術(shù)來說，目前在計(jì)算機(jī)通信技術(shù)中的應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛，發(fā)展的方向有了較為明顯的改變。通過不斷加強(qiáng)通信內(nèi)容的創(chuàng)新，可以實(shí)現(xiàn)通信模式的合理配置，更好地發(fā)揮出光纖傳輸通信技術(shù)的重要作用。

5.4 在工業(yè)智能控制領(lǐng)域的應(yīng)用

工業(yè)智能控制領(lǐng)域是目前我國光纖傳輸技術(shù)的重要發(fā)展方向，一般來說電話通信、機(jī)電馬達(dá)等設(shè)備的日常運(yùn)行受到電磁環(huán)境的影響較大，容易出現(xiàn)復(fù)合型的干擾，影響加工的精度。因此將光纖傳輸技術(shù)合理的應(yīng)用在工業(yè)智能控制領(lǐng)域，可以更好的提升工業(yè)設(shè)備的運(yùn)行精度，提高設(shè)備的使用壽命，實(shí)現(xiàn)智能控制。尤其是在進(jìn)行機(jī)械設(shè)備遠(yuǎn)距離控制的時(shí)候，更能減少外界因素的影響，提升信號的強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)工業(yè)智能控制方式的轉(zhuǎn)變。

6 結(jié)束語

隨著移動通信的發(fā)展，人們迎來了大數(shù)據(jù)信息時(shí)代，信息時(shí)代的到來，改變了人們的生活。人們以往所采用的交流方式信息的傳遞速度并不快。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷普及，手機(jī)、電腦平板等電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，逐步改變了人們的生活。人們通過電子產(chǎn)品的使用，不但提升了生活的便利程度，而且實(shí)現(xiàn)了信息的快速傳輸。繼續(xù)采用傳統(tǒng)的信息傳遞方式已經(jīng)無法滿足人們的需要，因此開始將光纖傳輸技術(shù)應(yīng)用在通信網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)了信息傳遞量和傳遞速度的全面提升，更好地滿足了人們對高質(zhì)量、高速率信息傳遞的需要。目前光纖通信技術(shù)已經(jīng)在廣播電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)通信領(lǐng)域和工業(yè)智能領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，不斷發(fā)揮著其重要作用。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】