大數(shù)據(jù)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代光纖通信技術(shù)的發(fā)展與挑戰(zhàn)

周磊

摘 要：隨著近年來(lái)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)居民的日常溝通也變得越來(lái)越便捷。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展極大提升了我國(guó)各行各業(yè)的日常工作效率，是企業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)并不是獨(dú)立存在的。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信帶寬需求不斷增加，在有限的帶寬中需要傳遞更多的信息。本文主要分析了常用光纖通信技術(shù)及其應(yīng)用表現(xiàn)，同時(shí)探討了其發(fā)展趨勢(shì)，以期望能夠給人們帶來(lái)更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);光纖通信技術(shù);發(fā)展

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

以數(shù)字化、智能化為特征的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入推進(jìn)的背景下，在政策與行業(yè)推動(dòng)的作用下，信息通信技術(shù)由過(guò)去單點(diǎn)突破進(jìn)入到協(xié)同推進(jìn)、群體性演變的爆發(fā)期。以 5G+F5G 通信網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，通過(guò)與人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、邊緣計(jì)算、區(qū)塊鏈等新型信息通信技術(shù)創(chuàng)新融合為一體，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)向泛在極致、云網(wǎng)一體、敏捷集約、智能開(kāi)放、綠色安全的目標(biāo)演進(jìn)，從感知、通信、計(jì)算、信任四個(gè)維度構(gòu)成數(shù)智化轉(zhuǎn)型下的技術(shù)發(fā)展體系，引領(lǐng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1 光纖通信特點(diǎn)

1）較強(qiáng)的光抗干擾能力。作為絕緣體的光纖有著十分優(yōu)秀的絕緣性，并能夠抗腐蝕和抗干擾。所以，石英光纖能夠有效規(guī)避外部環(huán)境的影響，例如惡劣天氣的干擾不會(huì)影響到信號(hào)的正常傳輸，所以光纖通信技術(shù)被更多的使用。2）損耗小并節(jié)約成本。通常來(lái)說(shuō)，石英材質(zhì)的光纖損耗非常小，該材質(zhì)會(huì)使用到玻璃材質(zhì)，對(duì)比別的介質(zhì)而言，其損耗非常小。另外，玻璃材料也是絕緣體，從而大大增加了光纖的絕緣性，玻璃材料的成本不高，起到成本節(jié)約的好處，同時(shí)有助于提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。3）實(shí)現(xiàn)雙向傳輸。通過(guò)雙向傳輸，能夠達(dá)到交互式的對(duì)話(huà)。光纖本身體積不大且自重輕，有著多種原材料資源的優(yōu)勢(shì)，備受通信業(yè)推崇，并給企業(yè)帶來(lái)明顯的經(jīng)濟(jì)效益。在電力、通信、鐵路和軍事領(lǐng)域得到了普及應(yīng)用。

2 大數(shù)據(jù)時(shí)代光纖通信技術(shù)

2.1 光纖傳感技術(shù)

光在光纖中傳導(dǎo)時(shí)，受到被測(cè)對(duì)象的影響，使得光的強(qiáng)度、波長(zhǎng)、頻率等基本參數(shù)發(fā)生改變。此時(shí)利用光纖傳感器采集光的參數(shù)，將所得數(shù)據(jù)上傳至終端計(jì)算機(jī)，通過(guò)對(duì)比被測(cè)對(duì)象前后光的參數(shù)變化情況，進(jìn)而識(shí)別異常并采取控制措施，保障網(wǎng)絡(luò)通信安全。光纖傳感技術(shù)起源于20世紀(jì)80年代，經(jīng)過(guò)近40年的創(chuàng)新發(fā)展，尤其是新型材料、先進(jìn)微電子設(shè)備的推廣使用，使得光纖傳感器的種類(lèi)更加豐富、功能更加強(qiáng)大、監(jiān)測(cè)靈敏性也進(jìn)一步提高。根據(jù)工作方式的不同，可以分為點(diǎn)式、分布式、準(zhǔn)分布式的光纖傳感器;根據(jù)散射光信號(hào)的不同，又可分為基于瑞利散射、基于拉曼散射、基于布里淵散射的光纖傳感器。光纖溫度的小幅度波動(dòng)不會(huì)對(duì)瑞利散射產(chǎn)生影響，因此該系統(tǒng)的測(cè)溫模塊，使用瑞利散射信號(hào)解決溫度干擾問(wèn)題。基于此，使用瑞利光頻域散射測(cè)量光纖上的隨機(jī)微彎，并以此來(lái)修正布里淵散射中2種光子的衰減系數(shù)，可以得到全光網(wǎng)絡(luò)上的溫度與應(yīng)力分布。另外，由于該系統(tǒng)中的光纖傳感器系統(tǒng)采用單根光纖進(jìn)行光節(jié)點(diǎn)的連接，連接損耗十分微小，可以忽略不計(jì)。

2.2 NFC技術(shù)

NFC技術(shù)早在2003年就由Nokia、Philips、Sony三家公司共同制定了標(biāo)準(zhǔn)，在近年來(lái)隨著通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域得到了擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用。NFC的工作由主設(shè)備和從設(shè)備構(gòu)成，主設(shè)備需要供電，通過(guò)供電產(chǎn)生射頻場(chǎng)能夠?qū)?shù)據(jù)發(fā)送到從設(shè)備中;從設(shè)備不需要供電設(shè)備，可以將主設(shè)備產(chǎn)生的射頻場(chǎng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成電能以后便可以對(duì)從設(shè)備的電路供電并接受其中的信息，其利用負(fù)載調(diào)制技術(shù)能夠?qū)⑿畔骰刂髟O(shè)備。日常生活中常見(jiàn)的NFC主設(shè)備有智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等，常見(jiàn)的NFC從設(shè)備有NFC標(biāo)簽、NFC卡片等。NFC能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、讀卡器、卡模擬三種形式。得益于計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的高度發(fā)展，NFC技術(shù)在我國(guó)居民的日常生活中有著較為廣泛的應(yīng)用，例如模擬電子門(mén)卡、地鐵或公交付款、識(shí)別電子標(biāo)簽、構(gòu)成設(shè)備與設(shè)備之間的連接等，都是NFC技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。

2.3 光纖接入技術(shù)

該技術(shù)有助于促進(jìn)信息更快的傳播，應(yīng)用此技術(shù)的過(guò)程中，因光纖寬帶在接入時(shí)有著光纖不固定以及到達(dá)位置不一致的問(wèn)題，所以把光纖寬帶連接的形式定為光纖到戶(hù)，也就是FTTH。通過(guò)該形式全光接入，能夠使寬帶不再被限制，能夠穩(wěn)定通信并滿(mǎn)足接入需要。

3 光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1）超速系統(tǒng)發(fā)展。從電子通信發(fā)展的情況來(lái)看，長(zhǎng)期存在一個(gè)問(wèn)題的困擾，也就是網(wǎng)絡(luò)容量和傳輸速率間的問(wèn)題，以往光纖通信是按照電的時(shí)分復(fù)用形式展開(kāi)的，而當(dāng)傳輸速率提升四倍的情況下，傳輸每比特成本會(huì)減少13%～40%，所以應(yīng)采用高比特率系統(tǒng)才的能夠獲得更多收益，并會(huì)根據(jù)指數(shù)規(guī)律不斷提升，這是以往不斷提高光纖通信系統(tǒng)傳輸速率最本質(zhì)的問(wèn)題根源。2）光聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。波分復(fù)用系統(tǒng)有著非常高的容量和傳輸?shù)哪芰Γ淙宰鳛辄c(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng)應(yīng)用，可靠性與靈活性仍不足。光聯(lián)網(wǎng)有著十分明顯的意義，實(shí)現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)能夠有助于提高光網(wǎng)絡(luò)的容量，并且能夠起到拓展網(wǎng)絡(luò)的作用，并拓寬網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量，從而使重組網(wǎng)的靈活性更強(qiáng)。并使網(wǎng)絡(luò)更加透明，使各種系統(tǒng)的信號(hào)都能夠連接，讓網(wǎng)絡(luò)更加快速回復(fù)。因光聯(lián)網(wǎng)有著非常好的發(fā)展前景，我國(guó)也加大了對(duì)其的開(kāi)發(fā)和研究力度。

4 結(jié)束語(yǔ)

光纖通信技術(shù)也隨之發(fā)展進(jìn)步，光纖技術(shù)在通信上也體現(xiàn)了十分明顯的價(jià)值，文章主要分析了光纖通信的一些應(yīng)用，而在具體應(yīng)用上光纖通信能夠發(fā)揮出更加出色的作用，這需要相關(guān)人員積極研究光纖通信技術(shù)，并推動(dòng)其更進(jìn)一步的發(fā)展，將其功能充分體現(xiàn)出來(lái)，使之能夠更好地為人們服務(wù)。

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