通信網(wǎng)絡(luò)光纖傳輸技術(shù)的應(yīng)用分析

劉 巖

（河北遠(yuǎn)東通信系統(tǒng)工程有限公司，河北 石家莊 050200）

0 引 言

網(wǎng)絡(luò)光纖傳輸技術(shù)是現(xiàn)代信息通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，對通信網(wǎng)絡(luò)的使用起到了很大的促進(jìn)作用。隨著時代的進(jìn)步與科技水平的不斷提高，光纖通信技術(shù)也取得了一定的突破和創(chuàng)新，并且已經(jīng)逐漸運用于人們的生活工作中，為人們帶來更加便捷高效的信息交流方式。

1 光纖通信系統(tǒng)

光纖是光導(dǎo)纖維的簡稱，是一種由玻璃或陶瓷材料制成的光波導(dǎo)，具有耐高溫、耐腐蝕、耐輻射以及使用壽命長的特點[1]。由于光纖本身所具備的眾多優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)中，并逐漸成為通信領(lǐng)域中一種不可缺少的技術(shù)類型。結(jié)合光纖固有特性，使得其具備良好的抗電磁干擾能力，光纖傳輸不受電磁場的干擾，可以鋪設(shè)于高壓線周圍。

光纖通信系統(tǒng)由光電探測器、放大器、濾波器以及控制電路組成，可分為無源光傳輸系統(tǒng)和有源光傳輸系統(tǒng)。光纖傳輸技術(shù)以光波為信息的主要載體，利用光纖這一傳輸介質(zhì)進(jìn)行信息的綜合傳輸。由于光纖傳輸具有速度快、距離遠(yuǎn)、可靠性強(qiáng)以及安全性高等優(yōu)點，并且具備較強(qiáng)的抗電磁干擾能力，因此利用光纖傳輸技術(shù)來傳輸信號已經(jīng)成為一種重要趨勢。

2 光纖傳輸技術(shù)的特點

結(jié)合光纖自身的特性，光纖傳輸技術(shù)的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）在光纖傳輸技術(shù)中，數(shù)據(jù)信息具有更大的傳輸容量，并且傳輸信號攜帶的頻道更廣[2]。與傳統(tǒng)電纜相比，其能夠提供更大的速率以及更長的數(shù)據(jù)傳遞距離，因此得到社會各界的廣泛關(guān)注。除此之外，光纖通信系統(tǒng)還能提供高速率以及高質(zhì)量的圖像傳輸服務(wù)，減少噪聲干擾。

（2）在特定信息的傳輸過程中，光纖傳輸技術(shù)具有信息損耗低的特點。由于光纖內(nèi)芯為非金屬材質(zhì)，重量輕、信息損耗少，光纖內(nèi)部還有一層特殊結(jié)構(gòu)的保護(hù)層，可防止外界物質(zhì)侵入，有效避免了信號損失問題，從而確保整個通信系統(tǒng)能夠正常高效運行。另外，對于減少通信組網(wǎng)規(guī)劃、線路維護(hù)等相關(guān)建設(shè)成本有著十分重要的作用。

（3）由于光纖具備良好的抗拉能力，使得它在保證安全性方面有著明顯的優(yōu)勢。在光纖傳輸技術(shù)中，傳輸數(shù)據(jù)的保密性極強(qiáng)，所有數(shù)據(jù)信號在傳輸時都會在一定程度上被減弱，但通過利用光纖傳輸技術(shù)能使通信網(wǎng)絡(luò)運行時產(chǎn)生的電磁波泄漏情況得到一定程度上的減少。這是因為光纖結(jié)構(gòu)自身傳輸信號效果更佳，傳輸過程中的光信號被完全地保留在光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，任何可能泄漏的信號都會被環(huán)繞光纖的不透明包皮所吸收，可以有效保證整個傳輸系統(tǒng)運行時不會出現(xiàn)信號減弱現(xiàn)象，這樣就有效減少了光波泄漏帶來的安全風(fēng)險問題。因此，通過光纖的傳導(dǎo)能夠有效避免信號傳輸過程中發(fā)生信息泄露、被竊聽等情況。

（4）由于光纖自身材質(zhì)特點及與之相關(guān)的光學(xué)特性，保證了光纖能夠適用于各種不同的環(huán)境條件，進(jìn)行安全高效的信息傳輸。同時由于光纖材料中含有石英材質(zhì)，該材料絕緣性極強(qiáng)，使得光纖成為一種非常好的抗電磁干擾器件，幾乎不會產(chǎn)生電磁干擾等問題[3]。因為光纖本身具有很強(qiáng)的抗干擾性能，也確保了信息傳輸?shù)慕邮张c發(fā)送變得更加便捷化和多樣化。當(dāng)前，人們生活和工作中對信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性要求越來越高，這就要求光纖傳輸技術(shù)在信息傳遞方面的抗干擾能力也要不斷優(yōu)化和提升。

（5）工作可靠性高。對任何一個工作系統(tǒng)而言，自身裝置越多，復(fù)雜性越強(qiáng)，發(fā)生故障的概率就越高。而對于光纖傳輸技術(shù)，它所用的輔助器材較少，主要原因在于光纖傳導(dǎo)的過程中無須使用中間繼電器來對信號進(jìn)行放大或縮小，從而保證了數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)目煽啃愿鼜?qiáng)。相關(guān)調(diào)查研究表明，應(yīng)用現(xiàn)代光纖傳輸技術(shù)后可將信息損耗降低到20 dB/km以內(nèi)，足以說明其傳遞的可靠性。

3 光纖傳輸技術(shù)應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)

光纖傳輸技術(shù)應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)，主要包括以下幾個方面。

3.1 光電復(fù)合纜

當(dāng)前，光纖通信系統(tǒng)已逐步從原來單一使用電纜發(fā)展到了以光纖為主線、其他多種傳輸方式為輔的綜合通信網(wǎng)路體系[4]。隨著光纖技術(shù)的日益發(fā)展，推動了中國通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的革新。光電復(fù)合纜以自身所具備的優(yōu)勢成為當(dāng)前通信網(wǎng)建設(shè)過程中重要的組成部分之一，是由多根不同波長、長度以及質(zhì)量特性的光纖構(gòu)成的一種新型傳輸介質(zhì)。目前，使用最普遍的光電復(fù)合纜能夠?qū)㈦娦盘栟D(zhuǎn)換為電磁波信號，再通過光導(dǎo)纖維進(jìn)行傳遞。將光纜與電纜進(jìn)行結(jié)合，形成一個完整的光網(wǎng)系統(tǒng)，通信效率相對較高，因此多用于移動通信基站的建設(shè)。

3.2 用于FTTH的蝶形入戶光纜

光纖接入技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)通信的最后一環(huán)，如果想要確保通信效果達(dá)到理想狀態(tài)，就必須要保證光纖入戶系統(tǒng)具備穩(wěn)定高效的性能。因此，需針對特定需求選用合理入戶技術(shù)，一般選用蝶形入戶光纜。它具備較好的抗拉能力和抗彎曲性能，并且具有傳輸損耗小、安裝方便并易于維護(hù)等優(yōu)勢，在目前的通信建設(shè)工作開展過程中被廣泛應(yīng)用。通過蝶形入戶光纜技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)光纖到x（Fiber To The x，F(xiàn)TTx）網(wǎng)絡(luò)整體穩(wěn)定性提高，適用于密度大、用量多的住宅區(qū)。網(wǎng)絡(luò)訪問時，必須根據(jù)項目的實際情況選擇光纖到路邊（Fiber-To-The-Curb，F(xiàn)TTC）、光纖到戶（Fiber To The Home，F(xiàn)TTH）或其他相關(guān)的接入技術(shù)，一般視光纖接入的地點而定。FTTH技術(shù)是一種光纖到戶接入技術(shù)，它是在原有有線電視網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行改造升級后形成的一種新型技術(shù)，能夠為用戶提供更為豐富多樣的服務(wù)[5]。在光纖到戶干預(yù)方式下，利用蝶形光纜與FTTH光纖連接組合，可進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定程度，提高信息傳遞效率。

4 光纖通信技術(shù)應(yīng)用研究

光纖通信傳輸技術(shù)具有優(yōu)良的特性和較長的使用壽命，在我國電力、電信、工業(yè)智能控制以及廣播電視網(wǎng)絡(luò)等多個領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。目前，光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷開發(fā)，具有廣闊的發(fā)展前景。

4.1 應(yīng)用于廣播電視網(wǎng)絡(luò)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，廣播電視網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸成為人們生活和工作中不可缺少的一部分[6]。隨著廣播電視在我國的發(fā)展，廣播電視音頻制作要求提供較高品質(zhì)的電視信號，構(gòu)建一個新的傳輸網(wǎng)絡(luò)。在實際運行過程中，由于傳統(tǒng)傳輸線路存在一定弊端，導(dǎo)致其無法滿足當(dāng)前廣播電視節(jié)目質(zhì)量及穩(wěn)定性的需求，使廣播電視網(wǎng)絡(luò)傳輸效率降低。利用光纖傳輸技術(shù)能夠進(jìn)一步提高廣播電視網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，提升電視信號質(zhì)量，光纖電纜已成為不可或缺的電視信號傳播媒介。

4.2 應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)

目前，我國的通信技術(shù)得到快速發(fā)展，同時人們對信息傳遞速率要求越來越高，傳統(tǒng)的通信方式已不能滿足當(dāng)前的需求。5G通信技術(shù)使信息傳輸速度實現(xiàn)質(zhì)的飛躍，由此對光纖傳輸技術(shù)運用的要求更高。光纖傳輸能夠?qū)崿F(xiàn)光波發(fā)射器向光波中繼器傳遞信息，使用光波接收器達(dá)到接收信號的目的[7]。在實際工作中，光發(fā)射機(jī)是信息接收系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的部分之一，其主要功能就是完成光能的發(fā)射以及接收過程，并為整個系統(tǒng)提供動力支持。在5G時代來臨之際，經(jīng)由信號基站發(fā)送消息，有必要提高基站傳遞信息的速度，以推動信息傳輸技術(shù)發(fā)展。

4.3 應(yīng)用于工業(yè)智能控制

隨著科技的不斷進(jìn)步，人們對生產(chǎn)、生活中使用到的自動化控制系統(tǒng)也提出了更高的要求，使得工業(yè)智能化程度越來越高[8]。工業(yè)智能控制領(lǐng)域（圖1）是我國現(xiàn)階段光纖傳輸技術(shù)發(fā)展的一個重要方向，通常情況下，電話通信、機(jī)電馬達(dá)及其他設(shè)備在日常工作中受電磁影響很大，易產(chǎn)生復(fù)合型干擾，影響加工精度。將光纖傳輸技術(shù)運用到工業(yè)智能控制領(lǐng)域中，能夠提高工業(yè)設(shè)備運行的準(zhǔn)確性，并且有利于增加裝置使用壽命，達(dá)到智能控制的目的。光纖通信傳輸技術(shù)特別適用于遠(yuǎn)距離控制機(jī)械設(shè)備，可以降低外界因素對其造成的影響，增強(qiáng)信號強(qiáng)度，有利于推動工業(yè)智能控制方式發(fā)生變革[9]。

圖1 工業(yè)智能控制系統(tǒng)

4.4 應(yīng)用于電力通信

目前，我國的電力系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了自動化，并且逐漸朝著智能化方向前進(jìn)。光纖傳輸技術(shù)用于電力通信領(lǐng)域能夠切實解決電力通信問題，確保通信質(zhì)量。在電力調(diào)度方面，可采用光纖通信傳輸技術(shù)將電力調(diào)度信息實時傳遞給相關(guān)人員，對于推動電力行業(yè)發(fā)展具有很大的促進(jìn)作用。此外，光纖通信傳輸技術(shù)還能確保電力系統(tǒng)內(nèi)部各設(shè)備之間保持良好的連接關(guān)系，使得整個電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運行。

5 光纖通信傳輸技術(shù)發(fā)展動向

隨著光纖技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對網(wǎng)絡(luò)需求越來越大，由此出現(xiàn)了許多不同種類的光纖[10]。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，我國在光纖接入網(wǎng)方面取得了很大成就，但在開發(fā)過程中仍然存在許多困難亟待解決，如對于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的選址就是一個關(guān)鍵難點，若繼續(xù)采用電器元件，則將會導(dǎo)致通信干線總?cè)萘繑U(kuò)充的難度加大。因此要不斷強(qiáng)化光纖通信傳輸技術(shù)研究，盡快沖破重重阻礙，達(dá)到全光網(wǎng)絡(luò)化的通信傳輸。當(dāng)前，世界范圍內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了許多不同類型的全光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并且隨著人們對通信傳輸需求的日益增長，其應(yīng)用和發(fā)展前景將十分廣闊。全光網(wǎng)技術(shù)減少了由于網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點處理問題而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)信息負(fù)載量受限情況，同時還能有效提升光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的整體利用率。但目前我國對全光網(wǎng)技術(shù)的研究還存在一些空白區(qū)域，對此需要繼續(xù)加大研究力度，以推動我國光纖通信傳輸技術(shù)邁入全新時代。

6 結(jié) 論

以通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的光纖傳輸技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，光纖傳輸逐漸朝著智能化與自動化方向發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，要全面認(rèn)識光纖傳輸技術(shù)的特性，掌握光纖傳輸技術(shù)的應(yīng)用，逐步提高光纖傳輸性能，改善光纖傳輸信息品質(zhì)，以推動光纖通信傳輸技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。