試論有線通信的光纖接入技術(shù)

黃建芬 田從權(quán)

中國通信建設(shè)第三工程局有限公司 湖北 武漢 430000

引言

電纜通信是我們?nèi)粘Ｉ钪凶钇毡榈耐ㄐ判问剑蛯拵щ娎|通信一樣，是最具代表性的有線通信形式。在有線通信過程中，以電信號(hào)的形式傳輸數(shù)據(jù)或介電信息需要金屬或光纖，以及傳輸過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)。電纜傳輸數(shù)據(jù)的接收保證了有線通信的穩(wěn)定性，避免了其他信號(hào)的干擾，保證了高傳輸速度。

1 光纖接入網(wǎng)定義

在光纖接入網(wǎng)中，拓?fù)涫切畔鬏斅窂胶凸?jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的圖像，可以清楚地定義網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的分布以及影響光纖通信網(wǎng)絡(luò)配置質(zhì)量和成本的因素。一般來說，電信光纖網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為線性結(jié)構(gòu)、星形結(jié)構(gòu)和環(huán)形結(jié)構(gòu)[1]。線性結(jié)構(gòu)由光纖組成，每個(gè)終端接口直接與總線連接，星形結(jié)構(gòu)在中心配備相應(yīng)的終端設(shè)備，控制信息的傳輸。在環(huán)形結(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)分布在同一根光纖上，光纖端部采用閉合相位環(huán)的形狀。與一般網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)相比，光纖網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)有效地滿足了不同用戶的建立需求，具有良好的抗電磁干擾能力和相對(duì)較低的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)光纖技術(shù)應(yīng)用的自動(dòng)化，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的有效控制和傳輸。然而，光纖網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)存在一些缺陷，如技術(shù)能力有限、成本高、有關(guān)管道建設(shè)的必要性，因此還需要相關(guān)人員深入研究。

2 光纖通信傳輸中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 光波復(fù)用技術(shù)

光波復(fù)用技術(shù)包含頻分復(fù)用和波分復(fù)用，是光纖通信傳輸技術(shù)的中心內(nèi)容之一。其有限應(yīng)用可能有助于減少使用時(shí)的損失[2]。光波復(fù)用技術(shù)常被用來實(shí)現(xiàn)波的合成和分離。光纖的一端安裝了波形比較器，光纖的另一端安裝了分路器，以達(dá)到相應(yīng)的束分裂或結(jié)合效果。在單模光纖技術(shù)的應(yīng)用中，波比較器通常用于傳輸端的載波信號(hào)合成，而波形比較器用于將合成信號(hào)傳輸?shù)搅硪还饫w通道進(jìn)行進(jìn)一步傳輸。利用信號(hào)波長差的特性，實(shí)現(xiàn)了接收端信號(hào)的分離和光信號(hào)對(duì)光信號(hào)的單模多路復(fù)用纖維。

2.2 有源光網(wǎng)絡(luò)

首先有源光網(wǎng)絡(luò)是我國廣泛使用的網(wǎng)絡(luò)。有源光網(wǎng)絡(luò)通常是指通過光電開關(guān)設(shè)備將信號(hào)從站終端傳輸?shù)接脩舻拈_關(guān)設(shè)備。根據(jù)定義，有源光網(wǎng)絡(luò)傳輸依賴于局設(shè)備的遠(yuǎn)程傳輸，通過光電轉(zhuǎn)換信道傳輸，同時(shí)保留數(shù)據(jù)和信號(hào)，以及局端設(shè)備的安全保密，數(shù)據(jù)和信號(hào)處理深度方便，應(yīng)用范圍更廣。

2.3 無源光網(wǎng)絡(luò)

無源光網(wǎng)絡(luò)顧名思義是一個(gè)獨(dú)立的信息網(wǎng)絡(luò)，專門從事光纖網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)。換句話說，不需要光學(xué)元件。由于沒有電介質(zhì)，無源光網(wǎng)絡(luò)不受惡劣天氣條件的影響，避免了現(xiàn)有電纜網(wǎng)絡(luò)易受電磁干擾的影響。無源光網(wǎng)絡(luò)不需要依賴環(huán)境，因此設(shè)備和線路的故障率較低，大大提高了系統(tǒng)的安全性，降低了設(shè)備維護(hù)成本。無源光網(wǎng)絡(luò)即使在極端天氣條件下也能執(zhí)行各種通信任務(wù)。再加上獨(dú)立于媒體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是非常靈活的，可以推動(dòng)未來的發(fā)展。

3 有線通信的光纖接入技術(shù)研究

3.1 有線通信的光纖接入技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

應(yīng)用光纖到有線通信技術(shù)時(shí)，通過以太網(wǎng)無線光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)有線通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。在有線通信的光纖接入網(wǎng)絡(luò)中，相關(guān)的光信號(hào)可以快速傳播，結(jié)合數(shù)據(jù)協(xié)議，可以快速轉(zhuǎn)換承載光信號(hào)的信息，從而提高相關(guān)信息的傳輸質(zhì)量。在信息傳輸方面，光纖接入有線通信的應(yīng)用可以極大地保證信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性，提高用戶使用的質(zhì)量。在建筑成本方面，與建立傳統(tǒng)系統(tǒng)如光纜相比，光纖接入網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本差異很大，可以在很大程度上為有線通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。從使用角度看，光纖接入技術(shù)的應(yīng)用不僅可以大大提高相關(guān)信息的傳輸效率，但也可迅速完成各類信息的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)有線通信下信息傳輸?shù)母鞣N變化。

3.2 有線通信光纖接入的發(fā)展

由于面向有線通信網(wǎng)絡(luò)的用戶眾多，在實(shí)際應(yīng)用中，相關(guān)信道的配置是影響應(yīng)用的關(guān)鍵。將EPON單板應(yīng)用于有線通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，可以快速建立主光纜傳輸?shù)墓饫w信號(hào)通道，并分發(fā)該信息，完成相關(guān)網(wǎng)絡(luò)疊加，確保每個(gè)用戶的應(yīng)用質(zhì)量。目前，我國的光纖通信采用混合型有線通信網(wǎng)絡(luò)，將光纖和電纜結(jié)合起來傳輸相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。此外，通過使用EPON單板與其他類型的分光器組合，傳輸其他光信號(hào)，大大提高了信號(hào)傳輸速度。目前，在光纖接入技術(shù)在有線通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用中，有線通信網(wǎng)絡(luò)是一種分布式的光信號(hào)傳輸方式，低層架構(gòu)通過中心局，通過協(xié)調(diào)完成信息傳輸。在有限的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，采用單一的光纜網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方式，建設(shè)成本能夠得到有效控制，但由于光纜材料的特殊性，難以抵御破壞影響。而在光纖接入用戶端，我國每個(gè)運(yùn)營商單元的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)規(guī)范是一主一備的配置形式，通過兩根光纖的接入，用戶可以提高在接入時(shí)發(fā)生意外的風(fēng)險(xiǎn)，提升實(shí)際使用風(fēng)險(xiǎn)抵御能力。在光纖接入的應(yīng)用中，往往由于用戶數(shù)量眾多以及客觀建設(shè)環(huán)境的限制，子單元必須采用串行連接的形式接入光纖，保證網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)，防止光衰減過大。

4 通信工程中常用的有線傳輸技術(shù)形式及特點(diǎn)分析

在實(shí)際操作過程中，電纜傳輸系統(tǒng)通常依靠介質(zhì)的物理特性，連接不同的載體，達(dá)到有線傳輸?shù)哪康?，提供終端之間的緊密連接。目前，我國有線傳輸技術(shù)發(fā)展迅速，技術(shù)系統(tǒng)越來越成熟，通信用戶可以進(jìn)行相應(yīng)的改革和升級(jí)[3]。目前，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和電纜傳輸創(chuàng)新技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的雙線傳輸已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的要求，積極使用同軸電纜或光纖材料。補(bǔ)充了現(xiàn)有的電纜，以改善通信信號(hào)的傳輸，更好地滿足人們對(duì)效率和可靠性的需求。但由于不同條件下對(duì)電纜傳輸技術(shù)的要求不同，其特點(diǎn)和功能也有較大差異。

5 有線通信發(fā)展所面臨的困境

5.1 有線通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)缺少科學(xué)性管理

在當(dāng)前三網(wǎng)融合、5G網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展的背景下，我國網(wǎng)絡(luò)發(fā)展正處于關(guān)鍵性轉(zhuǎn)型期。在轉(zhuǎn)換過程中不斷出現(xiàn)問題，三網(wǎng)運(yùn)營商不同的管理模式相互矛盾，嚴(yán)重影響光纖網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展，給有線通信的應(yīng)用和發(fā)展帶來挑戰(zhàn)。由于這些問題影響整個(gè)通信行業(yè)的發(fā)展，有線通信行業(yè)整體的科學(xué)發(fā)展及其系統(tǒng)管理在很大程度上制約了有線通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和應(yīng)用。

5.2 運(yùn)用的成本仍然巨大，甚至造成社會(huì)問題

首先，銅線是過去傳統(tǒng)通信技術(shù)中使用的一種信息傳輸手段。銅材料具有良好的性能和優(yōu)點(diǎn)，但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，銅價(jià)上漲的趨勢越來越明顯。其次，接入網(wǎng)建設(shè)占用了很多信號(hào)管道，在鋪設(shè)過程中投入了大量資源。更重要的是，銅材料由于其金屬性質(zhì)，在接入網(wǎng)運(yùn)行一段時(shí)間后需要進(jìn)行維修。此外，社會(huì)上也有一些不法分子，以非法利益為誘餌，偷盜銅纜，進(jìn)行買賣，嚴(yán)重?fù)p害了有線通信網(wǎng)絡(luò)的合法運(yùn)行。

6 有線通信光纖接入網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

6.1 接入安裝

光纖接入網(wǎng)絡(luò)在電信技術(shù)中的應(yīng)用需要考慮一定的安裝要求，準(zhǔn)備所有必要的材料，并接受文件設(shè)計(jì)要求和實(shí)際設(shè)備線。同時(shí)，這些架構(gòu)現(xiàn)時(shí)可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，有效地建立起來，通過日常使用或多年通信技術(shù)積累。特別是在貨架設(shè)計(jì)上，需要提供足夠的空間容納門。在光纖設(shè)備設(shè)計(jì)中，不能選用電纜等設(shè)備，需要充分利用刻度，以保證光纖網(wǎng)絡(luò)連接的穩(wěn)定性。同時(shí)，當(dāng)通信設(shè)備安裝好后，安裝工作電阻器，采用更有效的絕緣板，隔離線路設(shè)備；通信設(shè)備安裝后，可能是理想的工作狀態(tài)。在一些操作中，主要應(yīng)用光纖SDMX技術(shù)，SDMX技術(shù)可以直接實(shí)現(xiàn)數(shù)字系統(tǒng)的同步運(yùn)行。在光纖數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的應(yīng)用過程中，SDMX的應(yīng)用水平不盡相同，傳輸效率也不盡相同。與以前應(yīng)用的PDH光纖通信技術(shù)相比，其更容易更快地實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間的通信。此外，還可以將許多先進(jìn)技術(shù)融入具體任務(wù)中，有效提高通信手段的安全性、可靠性和有效性。

6.2 光纖接入所負(fù)責(zé)的業(yè)務(wù)

至于現(xiàn)時(shí)通信業(yè)在光纖網(wǎng)絡(luò)方面的應(yīng)用，負(fù)責(zé)的工作主要有兩方面[4]：一是業(yè)務(wù)信息共享，開展企業(yè)間的信息共享活動(dòng)，幫助管理人員快速獲取和利用信息。二是專用業(yè)務(wù)內(nèi)容。通信領(lǐng)域的主要任務(wù)是滿足不同行業(yè)或業(yè)務(wù)發(fā)展部門對(duì)快速聚集、快速轉(zhuǎn)移的需求，快速分析和快速合成專業(yè)數(shù)據(jù)，快速完成跨崗位信息通信聯(lián)絡(luò)。在通信技術(shù)中使用光學(xué)接入時(shí)，首先要保證信息的準(zhǔn)確性。只有在確認(rèn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性后，才能及時(shí)進(jìn)行信息交換和數(shù)據(jù)傳輸，不斷提高通信工作的效率。

6.3 軟件的測試

在通信技術(shù)中使用光纖接入時(shí)，軟件測試是優(yōu)先考慮的問題之一，而且在信息時(shí)代，許多先進(jìn)技術(shù)和計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。因此，要保證軟件的運(yùn)行質(zhì)量，就需要做好軟件檢查，及時(shí)消除缺陷。軟件測試應(yīng)檢查設(shè)備的正確運(yùn)行情況，檢查設(shè)備的充電情況，檢查電路板和其他設(shè)備的安裝調(diào)試情況，檢查設(shè)備連接，避免混淆。通過獨(dú)立測試準(zhǔn)確地確定每個(gè)儀器的行為，并記錄軟件測試結(jié)果，并以此作為評(píng)估依據(jù)。

6.4 通信工程的整體測試

在整個(gè)測試過程中，專門的測試服務(wù)必須負(fù)責(zé)對(duì)訪問操作系統(tǒng)進(jìn)行綜合系統(tǒng)分析和測試光纖網(wǎng)絡(luò)，主要采用專用網(wǎng)站的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或其他設(shè)備。完成獨(dú)立檢查后，及時(shí)連接設(shè)備，首先檢查光纖管，然后滿足安裝標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)要求，之后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸檢查，最后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和設(shè)備的接收操作。目前，網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)有兩種廣泛采用的方式：一是漏洞檢測，二是防火墻技術(shù)。這兩項(xiàng)技術(shù)都很好地應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)安全防御領(lǐng)域，已經(jīng)發(fā)展到足以有效防止外部攻擊和黑客滲透[5]。為了最大限度地保證NTM系統(tǒng)的運(yùn)行安全，網(wǎng)絡(luò)終端安全系統(tǒng)在實(shí)施時(shí)可用于保護(hù)網(wǎng)絡(luò)終端防止和影響非法入侵的通信項(xiàng)目。此外，系統(tǒng)運(yùn)行過程中的特洛伊木馬病毒可能危及執(zhí)行程序的安全性和可靠性，為確保網(wǎng)絡(luò)中眾多集成技術(shù)的有效運(yùn)行，需要建立NTM系統(tǒng)的安全機(jī)制，根據(jù)免疫系統(tǒng)模型對(duì)網(wǎng)絡(luò)終端的操作過程進(jìn)行全面的審查。為了獲得認(rèn)證文件，必須對(duì)TNM系統(tǒng)進(jìn)行安全檢查，該系統(tǒng)建議在網(wǎng)絡(luò)終端上永久運(yùn)行。這種方法可以降低黑客攻擊、病毒入侵等問題，從技術(shù)上講可以提高互聯(lián)網(wǎng)集成技術(shù)各種應(yīng)用的安全性和穩(wěn)定性。

6.5 信號(hào)傳輸距離的優(yōu)化策略

近年來，以以人為本的理念為核心，對(duì)信息傳輸?shù)陌踩院唾|(zhì)量要求越來越高，在通信建設(shè)中，在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，對(duì)信號(hào)傳輸距離進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，可進(jìn)行優(yōu)化，滿足遠(yuǎn)程、跨區(qū)域和海上信號(hào)傳輸?shù)男枨?。此外，為了有效提高遠(yuǎn)距離傳輸過程中的信號(hào)傳輸安全性，有必要改進(jìn)和優(yōu)化有線傳輸技術(shù)，通過設(shè)置密碼避免數(shù)據(jù)傳輸風(fēng)險(xiǎn)，滿足不同的使用需求，更好地提高通信工作的質(zhì)量。

6.6 優(yōu)化通信設(shè)備

通信設(shè)備是基于硬件傳播網(wǎng)絡(luò)信息的，因此為了提高有線傳輸質(zhì)量，應(yīng)注意通信設(shè)備的優(yōu)化。從通信工程實(shí)踐來看，傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要根據(jù)實(shí)際需要和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行選擇，傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能和功能各不相同。在實(shí)際應(yīng)用過程中，必須嚴(yán)格按照相關(guān)要求選用設(shè)備，使其能夠滿足網(wǎng)絡(luò)通信需求，提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。

7 結(jié)束語

通信公司必須不斷發(fā)展創(chuàng)新，以滿足人們對(duì)使用通信網(wǎng)絡(luò)的需求，充分利用有線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸，促進(jìn)通信企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文論述了有線傳輸技術(shù)在電信工程中的實(shí)際應(yīng)用，指出了其應(yīng)用領(lǐng)域的不足。要積極完善現(xiàn)有技術(shù)，拓展通信服務(wù)，帶動(dòng)行業(yè)整體發(fā)展。