淺談光纖通信技術(shù)研究

穆乃剛

（中油遼河工程有限公司，遼寧 盤錦 124010）

隨著傳輸技術(shù)的不斷進步，核心網(wǎng)已基本實現(xiàn)了光纖化、數(shù)字化和寬帶化。同時，隨著業(yè)務(wù)的迅速增長和多媒體業(yè)務(wù)的日益豐富，使得用戶住宅網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求也不只局限于原來的語音業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的需求已成為不可阻擋的趨勢，現(xiàn)有的語音業(yè)務(wù)接入網(wǎng)越來越成為制約信息高速公路建設(shè)的瓶頸，成為發(fā)展寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的障礙。

1 光纖通信技術(shù)概述

光纖是用玻璃材料構(gòu)造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路，光纖之間的中繞非常小，光波在光纖中傳輸，不會因為光信號泄漏而擔心傳輸?shù)男畔⒈蝗烁`聽，光纖的芯很細，由多芯組成光纜的直徑也很小，所以用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題。光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ帕κ?。在光纖通信系統(tǒng)中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質(zhì)的光纖又比同軸電纜或?qū)Рü艿膿p耗低得多，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。

2 光纖通信技術(shù)特點

2.1 損耗低，中繼距離長。實用的光纖通信系統(tǒng)使用的光纖多為石英光纖，此類光纖損耗可低于0.20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都低，因此，由其組成的光纖通信系統(tǒng)的中繼距離也較其他介質(zhì)構(gòu)成的系統(tǒng)長得多。如果將來采用非石英系統(tǒng)極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無中繼距離;對于一個長途傳輸線路，由于中繼站數(shù)目的減少，系統(tǒng)成本和復雜性可大大降低。目前，由石英光纖組成的光纖通信系統(tǒng)最大中繼距離可達200多km，由極低損耗光纖組成的通信系至數(shù)公里，這對于降低通信系統(tǒng)的成本、提高可靠性和穩(wěn)定性具有特別重要的意義。

2.2 頻帶極寬，通信容量大。光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，光纖通信系統(tǒng)的于光源的調(diào)制特性、調(diào)制方式和光纖的色散特性。散波長窗口，單模光纖具有幾十GHz·km的寬帶。對于單波長光纖通信系統(tǒng)，由于終端設(shè)備的電子瓶頸效應(yīng)而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢。通常采用各種復雜技術(shù)來增加傳輸?shù)娜萘?，特別是現(xiàn)在的密集波分復用技術(shù)極大地增加了光纖的傳輸容量。采用密集波分復術(shù)可以擴大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目前，單波長光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到10Gbps，采用密集波分復術(shù)實現(xiàn)的多波長傳輸系統(tǒng)的傳輸速率已經(jīng)達到單波長傳輸系統(tǒng)的數(shù)百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的首選介質(zhì)。

2.3 抗電磁干擾能力強。光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯(lián)系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設(shè)或與電力導體復合構(gòu)成復合光纜。它是一種非導電的介質(zhì)，電磁波在其中不會產(chǎn)生感生電動勢，即不會產(chǎn)生與信號無關(guān)的噪聲。這樣，就是把它平行鋪設(shè)到高壓電線和電氣鐵路附近，也不會受到電磁干擾。這一點對于強電領(lǐng)域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利。

2.4 保密性能好。對通信系統(tǒng)的重要要求之一是保密性好。然而，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，電通信方式很容易被人竊聽，只要在明線或電纜附近設(shè)置一個特別的接收裝置，就可以獲取明線或電纜中傳送的信息，更不用去說無線通信方式。光纖通信與電通信不同，由于光纖的特殊設(shè)計，光纖中傳送的光波被限制在光纖的纖芯和包層附近傳送，很少會跑到光纖之外。即使在彎曲半徑很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的。并且成纜以后光纖在外面包有金屬做的防潮層和橡膠材料的護套，這些均是不透光的，因此，泄漏到光纜外的光幾乎沒有。更何況長途光纜和中繼光纜一般均埋于地下。所以光纖的保密性能好。此外，由于光纖中的光信號一般不會泄漏，因此電通信中常見的線路之間的串話現(xiàn)象也可忽略。

2.5 光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)。光纖的芯徑很細，約為0.1mm，由多芯光纖組成光纜的直徑也很小，8芯光纜的橫截面直徑約為10mm，而標準同軸電纜為47mm。這樣采用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題，節(jié)約了地下管道建設(shè)投資。此外，光纖的重量輕，柔韌性好，光纜的重量要比電纜輕得多，在飛機、宇宙飛船和人造衛(wèi)星上使用光纖通信可以減輕飛機、輪船、飛船的重量，顯得更有意義。還有，光纖柔軟可繞，容易成束，能得到直徑小的高密度光纜。

3 光纖接入技術(shù)

為實現(xiàn)信息傳輸?shù)母咚倩?，滿足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)，用戶接入部分更是關(guān)鍵，光纖接入網(wǎng)是高速信息流進千家萬戶的關(guān)鍵技術(shù)。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達置的不同，有FTB、FTTC，F(xiàn)TTCab和FTTH等不同的應(yīng)用，統(tǒng)稱FTTx。 光纖接入網(wǎng)可分為有源光網(wǎng)絡(luò)A(ON)和無源光網(wǎng)絡(luò)((PON。)采用SDH技術(shù)、ATM技術(shù)、以太網(wǎng)技術(shù)在光接入網(wǎng)系統(tǒng)中稱為有源光網(wǎng)絡(luò)。若光配線網(wǎng)(ODN全)部由無源器件組成，不包括任何有源節(jié)點，則這種光接入網(wǎng)就是無源光網(wǎng)絡(luò)。無源光網(wǎng)絡(luò)P(ON)技術(shù)是實現(xiàn)FT－Tx的主流技術(shù)，典型的PON系統(tǒng)由局側(cè)OLT光(線路終端)、用戶側(cè)ONUO/NT(光網(wǎng)絡(luò)單元)以及ODN-OrgnizationDevelopment Network(光分配網(wǎng)絡(luò))組成。PON技術(shù)可節(jié)省主干光纖資源和網(wǎng)絡(luò)層次，在長距離傳輸條件夏可提供雙向高帶寬能力，接入業(yè)務(wù)種類豐富，運維成本大幅降低，適合于用戶區(qū)域較分散而每一區(qū)域內(nèi)用戶又相對集中的小面積密集用戶地區(qū)。在FTTH應(yīng)用中，主要采用兩種技術(shù)，即點到點的P2P技術(shù)和點到多點的xPON技術(shù)，亦可稱為光纖有源接入技術(shù)和光纖無源接入技術(shù)。P2P技術(shù)主要采用通常所說的MC(媒介轉(zhuǎn)換器)實現(xiàn)用戶和局端的自接連接，它可以為用戶提供高帶寬的接入。光纖是通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)，光纖通信是以很高頻率(1014Hz數(shù)量級)的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質(zhì)的通信，光纖通信技術(shù)的出現(xiàn)使高速率、大容量的通信成為可能，目前它已成為最主要的信息傳輸技術(shù)。

[1]光纖通信技術(shù).人民郵電出版社.2008.

[2]光纖通信基本理論與技術(shù).華中科技大學出版社.2008.