現(xiàn)代光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展探討

姚志剛

【摘要】 目前，隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們對信息通信的需求越來越大，光纖通信技術(shù)由于具有杭千擾性強、速度快、傳輸信息量大等優(yōu)點，從而在現(xiàn)代人們生活與工作中得到了廣泛的應(yīng)用。文章簡要介紹了光纖的通信技術(shù)的特點，從中就光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀進行了分析，并提出了光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】 光纖通信技術(shù) 光交換技術(shù) 應(yīng)用 發(fā)展光纖通信作為一種信息傳輸技術(shù)，近年來受到了人們的廣泛關(guān)注，并在諸多領(lǐng)域和行業(yè)中應(yīng)用，成為提升通信質(zhì)量和效率的重要手段。光纖技術(shù)是通信發(fā)展的必然趨勢，光纖通信以壽命長、容量大、安全性高、傳輸質(zhì)量好等優(yōu)點，可以充分適應(yīng)通信行業(yè)發(fā)展的需求。光纖通信技術(shù)主要由光纖光纜技術(shù)、光復(fù)用技術(shù)、光交換技術(shù)和光放大技術(shù)構(gòu)成，在光纖通信技術(shù)發(fā)展的趨勢下，我國通信行業(yè)通過光纖通信技術(shù)的應(yīng)用性研究，目前已達到了世界的先進水平。因此，本文對光纖通信技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展進行探討具有重要的意義。

一、光纖通信技術(shù)概述

光纖采用光波通信，光纖是一種由玻璃或塑料制成的纖維，利用全反射原理來傳輸信息的材料。光纖的發(fā)射裝置的一端采用發(fā)光二極管或者一束激光將光脈沖傳輸至光纖，另一端接收裝置采用光敏元件檢測脈沖信號。光纖又分單模光纖和多模光纖，單模光纖的直徑在8um-10um之間，多模光纖的直徑有50um和62.5um兩種。兩者相比，單模光纖的傳輸距離更長。

二、光纖通信技術(shù)的特點

光纖通信技術(shù)以光纖為傳輸介質(zhì)。光纖不僅可用來傳輸模擬信號和數(shù)字信號，而且可以滿足視頻傳輸?shù)男枨?。目前，光纖傳輸技術(shù)在商用與工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其特點主要有：（1）損耗低、中繼距離長。由于光纖是由石英燈材料組成，所以相對于其他傳輸介質(zhì)而言，在傳輸過程中損耗較低，精準(zhǔn)的測量損耗應(yīng)低于20dB/km，根據(jù)這一特點可以將光纖通信運用于長途傳輸?shù)木€路當(dāng)中，減少整體線路的損耗，同時因其中繼站的數(shù)目很少，在很長的線路距離才會有中繼站，中繼距離增大，所以使用光纖傳輸通信技術(shù)可以降低企業(yè)的投資成本。（2）抗干擾能力強。光纖通信材料是石英制成的絕緣體材料構(gòu)成，不易損壞，絕緣性較好。在實際的運用中，不易受到自然界中的電流影響，也不會受到人為或電離層變化產(chǎn)生的電流影響，因而對電磁有著強大的免疫力。從這一點來看，它能夠與高壓線路平行架設(shè)，能廣泛運用于電信、電力或軍事等方面。（3）無串音干擾。在使用光纖傳輸技術(shù)進行電波傳輸?shù)倪^程中，光信號會被完全限制在光纖里面。即使存在有些電磁波會被泄露，但因其光纖周圍環(huán)繞的都是不透明的塑料皮，因為其泄露的射線可能被塑料皮所吸收，即使在同一電纜中存在不同的光纖電纜，不會出現(xiàn)串音干擾。（4）頻帶極寬、通信容量大。在傳輸帶的優(yōu)勢對比上銅線或者電纜遠不及光纖，而在單波長的光纖通信系統(tǒng)中，由于受到了終端電子瓶頸的限制而不能展現(xiàn)出光纖帶寬大的優(yōu)勢。為了滿足各行各業(yè)對傳輸容量的需求，采取了各種復(fù)雜的輔助技術(shù)增加光纖傳輸?shù)娜萘?，特別是使用密集波分復(fù)合技術(shù)，在很大程度上提高了光纖通信的容量。

三、現(xiàn)代光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀

21世紀(jì)，光纖通信技術(shù)快速發(fā)展起來。光纖通信技術(shù)主要是引入了光纖接入網(wǎng)技術(shù)和波分復(fù)用技術(shù)，從而大大的提高了通信的質(zhì)量和安全性。

3.1 光纖接入網(wǎng)技術(shù)

光纖接入網(wǎng)技術(shù)是光纖通信技術(shù)一個全新的領(lǐng)域，來實現(xiàn)信息快速和高速傳輸，滿足了人們生活的需求。光纖接入網(wǎng)技術(shù)由寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)和用戶接入各部分組成。光纖接入網(wǎng)技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)或者最后一個環(huán)節(jié)就是用戶接入技術(shù)。要想所有用戶實現(xiàn)信息的高速傳輸，滿足用戶的帶寬需求，用戶接入技術(shù)主要是對接入網(wǎng)的用戶終端而言，通過該技術(shù)為用戶提供方便，方便為用戶提高不受限制的寬帶，以滿足用戶需求。光纖接入網(wǎng)技術(shù)除了為網(wǎng)絡(luò)通信主干網(wǎng)負責(zé)數(shù)據(jù)傳輸外，還負責(zé)網(wǎng)絡(luò)中所有用戶接入網(wǎng)絡(luò)的用戶接入技術(shù)。目前，根據(jù)光纖寬帶的接入位置，來進一步區(qū)分光纖，主要有FTTB、FTTC、FTTCab、FTTH等類型。

首先，介紹光纖到戶技術(shù)，簡稱FTTH。光纖到戶技術(shù)主要在光纖寬帶接入方面來提供全光的接入方式。光纖到戶技術(shù)利用光纖帶寬的特點，先收集寬帶信息，接下來整理處理寬帶信息，最后傳輸寬帶信息。通過這樣的操作來給用戶提供所需要的帶寬，來滿足用戶上網(wǎng)需求和信息傳輸需求?？梢?，光纖接入網(wǎng)的最后一個環(huán)節(jié)是光纖到戶技術(shù)。

根據(jù)光纖到戶技術(shù)不同的應(yīng)用來看主要分為光纖有源接入技術(shù)和光纖無源接入技術(shù)兩種形式。光纖有源接入技術(shù)實際上就是點到點的P2P技術(shù)，其主要為用戶可以實現(xiàn)用戶PC到服務(wù)器終端的直接連接，P2P可以實現(xiàn)高帶寬接入；光纖無源接入技術(shù)則為一點到多點的XPON技術(shù)。

3.2 波分復(fù)用技術(shù)

波分復(fù)用技術(shù)是使用波分復(fù)用器，來大大降低光纖的損耗，從而來提高帶寬，傳輸更大的信息量。波分復(fù)用技術(shù)可以使用在不同的光波頻段和不同的波長，將傳輸?shù)牡蛽p耗窗口分為很多個單通信管道。波分復(fù)用技術(shù)同時也在發(fā)送端裝備波分復(fù)用器，利用它把不同的信號一起傳送到光纖中，再利用光纖進行信息的傳輸。同樣也在接收端安裝波分復(fù)用器，其作用是把光纖中輸出的信號再按不同的頻率和波長進行分開處理。

在接收端分離這些不同信號過程中，在同一個信道里的光波信號是獨立的，從而實現(xiàn)不同光波信號在同一個信道里傳輸，即光復(fù)用技術(shù)傳輸。目前，波分復(fù)用技術(shù)在飛速發(fā)展，使用范圍不斷擴大。波分復(fù)用技術(shù)其中的粗波分復(fù)用技術(shù)，其信道間隔為20nm，采用波分復(fù)用技術(shù)中的集體發(fā)送和劃分，從而實現(xiàn)在1260nm-1620nm范圍內(nèi)波長的波分復(fù)用。采用此技術(shù)能夠大大降低光器件的成本，從而提高運營商的經(jīng)濟利益。

3.3 光放大技術(shù)

在光纖接入網(wǎng)技術(shù)和波分復(fù)用技術(shù)兩個技術(shù)成熟的同時，為了更好地通信，進一步引入光放大技術(shù)，光放大技術(shù)主要是采用光放大器對光信號進行放大加強。光放大技術(shù)很大程度上促進了光復(fù)用技術(shù)、光孤子通信以及全光網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展。在放大傳信號之前，應(yīng)該進行OEO變換，即：光電變換及電光變換。

四、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

4.1 超高速系統(tǒng)是光纖通信技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)

目前大型商用光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率已從45Mbps 增加到10Gbps，光纖通信技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)是在未來的十年的內(nèi)將光纖通信速率提高2000倍。

4.2 超大容量系統(tǒng)是光纖通信技術(shù)的建設(shè)目標(biāo)

目前，金屬網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的容量基本已經(jīng)達到技術(shù)性的飽和，再開發(fā)的空間已經(jīng)不大，因此要對光纖通信技術(shù)進行著重研究和開發(fā)，提高光纖通信的容量潛力，建設(shè)大規(guī)模、高容量的光纖通信系統(tǒng)成為今后一段時間內(nèi)通信技術(shù)研究的主要方向。

4.3 光聯(lián)網(wǎng)是光纖通信技術(shù)的目的

光聯(lián)網(wǎng)是通信行業(yè)對未來的一個暢想，用光纖構(gòu)成主要系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)高速、可靠、靈活地接入互聯(lián)網(wǎng)，告別現(xiàn)在設(shè)備老化、技術(shù)陳舊的傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)使用狀態(tài)。

五、結(jié)語

光纖通信作為新型的通信技術(shù)，社會信息傳輸?shù)闹匾侄?。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，為了擴充容量、提高傳輸效率，就要對光纖通信技術(shù)不斷研究，立足現(xiàn)狀，找出問題所在，通過專業(yè)通信人員的努力，光纖通信產(chǎn)業(yè)會成為各行各業(yè)中較具發(fā)展前景的項目，并隨著人們對信息量需求的增加，光纖通信技術(shù)一定會成為信息通信領(lǐng)域中的主流技術(shù)。