光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)

■ 湖北郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司：姚京

光纖通信傳輸技術(shù)主要是以光纜作為傳輸介質(zhì)，把一個(gè)帶有信號(hào)的反射波發(fā)送至規(guī)定的位置，通過(guò)這種技術(shù)，光纖通信技術(shù)的傳遞效率較高，同時(shí)由于光纖通信技術(shù)對(duì)外部干擾的抵抗力很強(qiáng)，也使得信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性很強(qiáng)。因此，光纜傳輸技術(shù)在社會(huì)各行各業(yè)中的使用也是越來(lái)越普遍，不過(guò)對(duì)于較大的信號(hào)容量以及較高的傳播速率等這些特點(diǎn)來(lái)說(shuō)仍然存在著相當(dāng)?shù)牟町?，所以光纖通信技術(shù)還存在不少需要改進(jìn)的地方，未來(lái)要能滿足經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

1.光纖通信傳輸技術(shù)的特點(diǎn)

光纖通信技術(shù)與傳統(tǒng)的以銅線、光纜為材料等傳統(tǒng)輸送工藝技術(shù)相較擁有更大的通信容量，也能夠達(dá)到更寬頻帶的傳送功能。由于光纖通信的容量要比微波通信的容量大許多，所以光纖通信容量可能是微波通信容量的數(shù)十倍之多。假如所使用的光纖通信技術(shù)系統(tǒng)為單波段光的話，則光纖通信的容量將會(huì)更大，不過(guò)有優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)也有壞處，如果使用了單波光長(zhǎng)的話，光纖通信技術(shù)更寬頻帶的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)被忽視，在這個(gè)情形之下，人們才能使用其它的技術(shù)方案來(lái)增加通信的容量。通常我們使用密集波分復(fù)用技術(shù)來(lái)擴(kuò)大數(shù)據(jù)通信設(shè)備容量范圍，但是我們也能夠通過(guò)發(fā)送端與接收端之間的波分復(fù)用器來(lái)克服傳統(tǒng)信息技術(shù)解決不了的問(wèn)題，在單波光長(zhǎng)的情形下，并不妨礙寬帶網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備容量范圍增長(zhǎng)。

電氣波是危害通訊數(shù)據(jù)信號(hào)傳送質(zhì)量的重要原因，很易造成通訊信息的損失或泄漏，危害數(shù)據(jù)信息的安全性，同樣也具備被竊聽(tīng)的重要隱患。不過(guò)光纜技術(shù)主要是以光作為數(shù)據(jù)信息載體，電氣波對(duì)其形成的危害并不明顯。由此可見(jiàn)，光纖通信技術(shù)在安全上仍保留著較大優(yōu)越性，而根據(jù)光纖通信技術(shù)抵抗電磁波能力較強(qiáng)的特性，人們?cè)谶M(jìn)行光纜架設(shè)過(guò)程中，大體上都能做到與高壓線的平行鋪設(shè)、架設(shè)，這將為通信事業(yè)發(fā)展提供了更多契機(jī)。而且，隨著光纜傳輸?shù)牧己靡约翱闺姶琶}沖效應(yīng)的積極作用，它又為現(xiàn)代軍事通訊體系的建立提供了突出貢獻(xiàn)。

2.現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

2.1 頻帶寬通信容量大

現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)具有頻段范圍廣、通訊容量范圍大的優(yōu)點(diǎn)。那么，如何對(duì)現(xiàn)代光纖通信技術(shù)與傳統(tǒng)的光纜傳送工藝技術(shù)加以區(qū)別呢？大致包括了以下兩個(gè)方面，首先，現(xiàn)代光纖通信技術(shù)傳輸設(shè)備的傳送寬度超過(guò)了一般的傳統(tǒng)輸送光纜長(zhǎng)度；第二，由于在通信傳輸技術(shù)方面是采用較傳統(tǒng)的短波長(zhǎng)光來(lái)傳送信號(hào)，往往會(huì)使應(yīng)用系統(tǒng)中形成電子瓶頸效應(yīng)，從而很難將信號(hào)頻帶寬優(yōu)越的工藝技術(shù)特點(diǎn)完全地充分發(fā)揮出來(lái)。

2.2 信息傳輸損耗低

在光纖通信技術(shù)中，石英玻璃材料是其應(yīng)用的重點(diǎn)材質(zhì)，該材質(zhì)已經(jīng)成為了光纖通信技術(shù)中構(gòu)成管線的最主要成分，能夠減少信號(hào)傳送時(shí)產(chǎn)生的能量耗損量。在整個(gè)光纖通信傳輸技術(shù)使用過(guò)程中，任何已知傳送介質(zhì)的效果均低于石英玻璃材料，它的出現(xiàn)也使得整個(gè)信號(hào)傳送流程中的介質(zhì)能量消耗得以顯著減少。也正是由于這種因素，在對(duì)傳送特性要求較高的傳輸線路中，石英材料也獲得了應(yīng)用，通過(guò)由石英材質(zhì)所構(gòu)成的光纜傳送結(jié)構(gòu)，能夠更好、更快的對(duì)信號(hào)進(jìn)行傳送，同時(shí)在一定程度上還達(dá)到了減少線路消耗的目的。在信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中，信號(hào)傳遞中繼站點(diǎn)的數(shù)量也會(huì)因?yàn)榻橘|(zhì)損耗的下降而減小，從而可以有效地減少網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的運(yùn)營(yíng)成本。

2.3 抗干擾能力出眾

通過(guò)了長(zhǎng)期的測(cè)試之后證明，光纖通信技術(shù)的抗干擾技術(shù)能力非常好，尤其是在現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用，就算受到某些原因的影響而被阻礙時(shí)也會(huì)很好地去處理、解決。因?yàn)閷?duì)光纖通信技術(shù)一直以來(lái)都進(jìn)行了不同的優(yōu)化與改進(jìn)，從而在信息傳播的進(jìn)程中發(fā)揮著非常好的保障功能，也極大地提高了信息傳播的質(zhì)量，在一定程度上，利用光纖通信技術(shù)來(lái)傳遞信息，能夠更有效的對(duì)抗各種不同的影響因子。

2.4 保密性良好

在通信流程中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和秘密性是十分關(guān)鍵的，如果發(fā)生了信息安全或者個(gè)人隱私保護(hù)泄漏等重大問(wèn)題，將會(huì)導(dǎo)致巨大的社會(huì)后果或者傷亡。所以，一定要保證信息內(nèi)容的秘密性，如果一種通信技術(shù)手段無(wú)法保證信息內(nèi)容的隱私性，則該項(xiàng)技術(shù)手段也將無(wú)法進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用，一定要對(duì)信號(hào)做好保密工作處理，不然將會(huì)產(chǎn)生不良反應(yīng)和巨大的設(shè)備損壞。而光纖通信技術(shù)的出現(xiàn)，就能夠很好解決上述幾個(gè)問(wèn)題，而且由于該工藝技術(shù)的保密性極好，并且沒(méi)有產(chǎn)生電信號(hào)傳播的現(xiàn)象，從而提高了信號(hào)的保密性。

3.光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用

3.1 在傳媒行業(yè)的光纖通信技術(shù)應(yīng)用

隨著人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)的日益發(fā)達(dá)，人們也開(kāi)始進(jìn)入了信息化社會(huì)，各行各業(yè)的發(fā)展都離不開(kāi)通信傳輸技術(shù)，而現(xiàn)代光纖通信技術(shù)的迅速發(fā)展也恰恰迎合了這一需要，特別是對(duì)傳媒產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，光纖信息技術(shù)的運(yùn)用更是有著重要意義，在這種廣告、資訊迅速傳播的年代里，媒體行業(yè)往往都會(huì)通過(guò)音頻、圖片、視頻這三個(gè)信息來(lái)傳達(dá)吸引大眾的注意。不過(guò)，這三種方式傳遞信息一旦在傳遞的時(shí)候受到了外界的影響，傳播就會(huì)很容易發(fā)生問(wèn)題，信息也會(huì)不穩(wěn)定，比如照片就會(huì)存在模糊不清的現(xiàn)象，音頻就會(huì)存在出現(xiàn)噪音的狀況，或者視頻就會(huì)出現(xiàn)色斑的問(wèn)題，這樣就影響了傳遞效率，也影響了聽(tīng)眾接收信息的品質(zhì)。針對(duì)這種問(wèn)題，傳播業(yè)務(wù)就必須提高信號(hào)傳遞的能力，要提高信號(hào)傳遞服務(wù)質(zhì)量，而光纜的高效率高質(zhì)量恰恰滿足了這一點(diǎn)，所以，光纖通信在傳播業(yè)務(wù)中運(yùn)用的非常普遍。由于光纖通信并不僅僅是有一個(gè)良好的傳輸效果，同時(shí)由于光纜在傳輸信息的時(shí)候?qū)ν獠康母蓴_也有著強(qiáng)大的抵消效果，使得信號(hào)傳輸十分平穩(wěn)。借助于光纖通信的優(yōu)點(diǎn)，信息傳播行業(yè)在傳遞圖像，視頻和聲音的時(shí)候，信號(hào)也可以相對(duì)平穩(wěn)，這樣就可以保持有一個(gè)清晰的視頻畫(huà)面和高清的圖像，同時(shí)聲音中也不能摻有噪音，就可以很好地提升大眾的接受度。

3.2 光纖通信傳輸技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用

21世紀(jì)是一個(gè)大網(wǎng)絡(luò)的年代，在這個(gè)大網(wǎng)絡(luò)的年代，社會(huì)各界都可以利用大網(wǎng)絡(luò)而相互連接，大網(wǎng)絡(luò)所承載的信息運(yùn)輸量也是相當(dāng)大的，而光纖通信技術(shù)就是保障這種巨大信息量互相轉(zhuǎn)化的最基本條件。信息傳遞的工作人員在傳遞信息時(shí)使用了光纖通信的整套裝置，使能量含量巨大的信號(hào)以反射波作為主要技術(shù)載體，從而利用聲光傳遞，就能夠把信息迅速有效地傳送到任何人的手中。由于光纖技術(shù)的高速傳輸，優(yōu)質(zhì)信號(hào)，準(zhǔn)確性高等優(yōu)點(diǎn)，光纖技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)信息傳輸上的廣泛應(yīng)用能夠促使用戶更快速，更精確地接收信號(hào)，從而極大的提高了工作效能。

3.3 在電力系統(tǒng)、醫(yī)藥、石油工業(yè)等領(lǐng)域中的使用

光纖通信技術(shù)有助于發(fā)展電力系統(tǒng)，目前我國(guó)不少地方的動(dòng)力系統(tǒng)信號(hào)傳送方式已逐漸過(guò)渡為通過(guò)光纜傳送。目前我國(guó)最大的專用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，便是使用光纖通信技術(shù)網(wǎng)的動(dòng)力系統(tǒng)，在醫(yī)療領(lǐng)域，基于光纜的高柔性可彎曲特性，并由于其傳光傳像功用較好，已經(jīng)研發(fā)出了光導(dǎo)纖維內(nèi)窺器，可以用來(lái)檢測(cè)患者身上的傷痕，比如在手術(shù)后使用光纖窺鏡可以檢測(cè)患者的創(chuàng)傷修復(fù)狀況，非常便捷；光纖井上井下檢測(cè)技術(shù)，將光纜用于勘探傳感器中能夠節(jié)約巨大的人力物力，勘探效率也更佳，由于以往的勘探手段局限性相當(dāng)大，油井作業(yè)的特殊環(huán)境讓地下水在較深的地方無(wú)法檢測(cè)到，而通過(guò)光纜進(jìn)行傳感檢測(cè)則可以更加深入勘探，從而大大提高了石油工業(yè)原油采收率，此外，光纖探測(cè)技術(shù)還可以節(jié)省成本，并讓石油開(kāi)發(fā)企業(yè)創(chuàng)造出更高的效益。

3.4 波分復(fù)用技術(shù)

單模光纜的低消耗區(qū)擁有相對(duì)充裕的寬帶資源，而波分復(fù)合工藝技術(shù)則是利用這一原理，按照每個(gè)信道光波的頻率范圍或波段不同劃分為多少個(gè)信道，使它們分別作用，使能耗減少，經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)化。在實(shí)際應(yīng)用此工藝時(shí)，將光波作為信息傳播的主要載體，并在傳輸終端上通過(guò)光波分復(fù)用器把各種規(guī)定波段的信號(hào)與光載波結(jié)合在一起送入l根光纜中進(jìn)行傳送，這樣波段數(shù)和傳輸能力就可以獲得很好的增加，光傳播的時(shí)間長(zhǎng)度也就提高了兩倍之多。

4 .光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 單波長(zhǎng)通道向多波長(zhǎng)通道發(fā)展

上述內(nèi)容中的波分復(fù)用技術(shù)不但能將信息傳送效果大大地提高，還可以實(shí)現(xiàn)空分、時(shí)分等多址復(fù)合，而空分重復(fù)運(yùn)用一般的運(yùn)作形式都是通過(guò)余根光纜傳送信息，另外還有頻分重復(fù)運(yùn)用的單模光纜傳送形式，在傳輸通道中，由于要對(duì)傳輸?shù)男畔捰幸欢ǖ南拗?，從而?dǎo)致線路的傳輸速度通常都會(huì)有剩余，所以通過(guò)在通道中設(shè)置多個(gè)頻率共同運(yùn)作，就能夠更充分地使用剩余的傳輸空間，從而使得多種信息能夠同時(shí)傳送。所以，由于頻分復(fù)用的各路信息都是在時(shí)間上交叉而在頻率上不交叉的信息，對(duì)光纜的規(guī)格也提出了一定的要求，平時(shí)鋪設(shè)所使用的光纜為G.652規(guī)格，由于使用的面積比較廣，這一類光纜為了提高信息傳輸效果還必須加強(qiáng)色散調(diào)制，我們?nèi)舨扇☆l分復(fù)合應(yīng)用于G.653尺寸的光纜中，則可能會(huì)產(chǎn)生頻率混淆的現(xiàn)象，因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)混雜會(huì)影響信號(hào)的準(zhǔn)確度，于是人們就設(shè)想出了一個(gè)超大容量波分復(fù)合系統(tǒng)的新型光纜，它可以降低對(duì)四波長(zhǎng)混雜的影響，從而提高了波分復(fù)用技術(shù)的運(yùn)用。

4.2 光網(wǎng)絡(luò)的智能化

計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)在發(fā)展中越來(lái)越完善，而光纖通信技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)必然要與其緊密結(jié)合在一起進(jìn)行智能化管理，以獲取更高效的傳輸速率，即實(shí)現(xiàn)光互聯(lián)網(wǎng)信號(hào)傳送的智能化管理。光互聯(lián)網(wǎng)要想真正做到這一步，就要把自動(dòng)接入管理技術(shù)靈活運(yùn)用，必須同時(shí)具有光互聯(lián)網(wǎng)的自我監(jiān)測(cè)與恢復(fù)等功能，真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與保護(hù)在一起的智能發(fā)展。具體可以通過(guò)調(diào)節(jié)光信道速率的方式來(lái)進(jìn)行自動(dòng)化管理，讓W(xué)DM網(wǎng)絡(luò)柵格中的光信道頻率間隔進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)控，以節(jié)約柵格的頻譜；光波長(zhǎng)通道技術(shù)也要不斷完善，使光通道能夠動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，開(kāi)放接口，光路更有靈活性。

4.3 全光網(wǎng)絡(luò)

指的是信息在光網(wǎng)上傳輸與轉(zhuǎn)換過(guò)程中整個(gè)都是以光的形態(tài)存在，而其它電光形態(tài)則僅在信息走出互聯(lián)網(wǎng)時(shí)存在。而在實(shí)際的光纜傳輸系統(tǒng)中，于節(jié)點(diǎn)連接之間信息就已經(jīng)全面變成了光的形態(tài)，而在互聯(lián)網(wǎng)結(jié)點(diǎn)連接則仍然使用電器件，無(wú)法直接與光信息實(shí)現(xiàn)相互傳遞，這也就造成了光纜通信線路的整體容量不夠，嚴(yán)重影響了傳輸效果。所以未來(lái)的光纜傳輸信息基本都是光信息，而建立光網(wǎng)絡(luò)層就變成了重點(diǎn)任務(wù)，因此需要進(jìn)一步完善WDM技術(shù)和光轉(zhuǎn)換技術(shù)，使電訊號(hào)與光信息之間的轉(zhuǎn)換控制更為靈活。5G的建設(shè)工程正如火如荼地展開(kāi)，也促進(jìn)了中國(guó)光電子器件的產(chǎn)品普及，而華為公司則是中國(guó)光電子器件產(chǎn)品發(fā)展的杰出代表，也標(biāo)志著我國(guó)的主要科技力量，是中國(guó)未來(lái)光纖通信及傳輸科技發(fā)展的領(lǐng)先公司。

4.4 光器件的集成化

若想達(dá)到全光互聯(lián)網(wǎng)，為了提高互聯(lián)網(wǎng)通訊傳遞反應(yīng)速度的進(jìn)一步發(fā)展，光電子元件的集成將是達(dá)到其總體設(shè)計(jì)發(fā)展目標(biāo)的主要發(fā)展工作。但由于現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)科技的高速蓬勃發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)的ADSL接口寬帶網(wǎng)絡(luò)速率已經(jīng)無(wú)法靈活控制，越來(lái)越無(wú)法適應(yīng)實(shí)際的信息傳遞需求，也不適應(yīng)新互聯(lián)網(wǎng)信息時(shí)代的進(jìn)一步發(fā)展節(jié)奏。所以，人們可以采用進(jìn)一步完善光電子元件的性能，來(lái)進(jìn)一步提升信號(hào)傳輸速度，其中光電子器件的高度集成化又能使整個(gè)寬帶構(gòu)成了復(fù)雜的光網(wǎng)絡(luò)，在一條光纜中傳送著幾十乃至到幾百個(gè)波段的光束，而各種波段的高速率信息在傳送過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)發(fā)射、合波、分波、均衡、放大、再生、轉(zhuǎn)換、選擇和改變路徑，同時(shí)還要求對(duì)傳輸信息的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)調(diào)整，這樣才能促進(jìn)光纜傳輸技術(shù)的高速發(fā)展。

5 .結(jié)束語(yǔ)

由于社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，通信用戶的服務(wù)類型也在不斷擴(kuò)充，不同地區(qū)的通信服務(wù)都在發(fā)展，對(duì)滿足用戶的要求也大大提高，所以這就對(duì)光纖通信容量和速率以及光纖通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的寬度都提出了相當(dāng)高的挑戰(zhàn)，因此，光纖通信技術(shù)發(fā)展需要在當(dāng)前的技術(shù)基礎(chǔ)上擴(kuò)大自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，以滿足目前社會(huì)信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，針對(duì)于一些不可以和現(xiàn)在軟件設(shè)備相適應(yīng)的傳統(tǒng)光纖通信技術(shù)，已經(jīng)不可以滿足新客戶的要求，因此我們也需要適時(shí)地拋棄，更新?lián)Q代，使光纖通信技術(shù)朝更快，更高，更強(qiáng)的走向蓬勃發(fā)展。