光纖對傳輸網(wǎng)傳輸效率的保障與提升效果研究

龐振國

[摘要]當網(wǎng)絡已經(jīng)進入到我們生活的各個層面時，光纖網(wǎng)正作為傳輸媒介為我們傳輸著大量的信息，光纖作為一種極細的玻璃纖維為了每天的信息生活服務，其優(yōu)良的性能不僅推動了傳統(tǒng)傳輸網(wǎng)的發(fā)展與進步，也推動了時代的前進。本文將介紹了傳輸網(wǎng)的發(fā)展、光纖網(wǎng)以及光纖對傳輸網(wǎng)的發(fā)展所起到作用，并分析其優(yōu)點和其所存在的一些隱患。

[關鍵詞]光纖 傳輸網(wǎng) 優(yōu)良性能

[中圖分類號][TN913.7] [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0208-01

1 概述

光纖作為寬帶接入一種主流的方式，有著通信容量大、中繼距離長、保密性能好、適應能力強、體積小重量輕、原材料來源廣價格低廉等的優(yōu)點，光纖寬帶的普及也是大勢所趨。

傳輸網(wǎng)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段：又絞線階段、電纜與雙絞線相結合階段以及光纖傳輸階段。在雙絞線階段時期，語音不能同大規(guī)模數(shù)據(jù)通信混用也適應這樣的數(shù)據(jù)通信；而在電纜與雙絞線相結合的階段，傳輸網(wǎng)能夠進行大量數(shù)據(jù)與視頻的傳輸需求，但同時也需要更多的接入設備，因而成本相對提高許多，另外這種網(wǎng)絡由于不容易擴展，因此難以得到發(fā)展；進入到光纖階段后，傳輸網(wǎng)的各個相應附屬設備趨于完善，數(shù)據(jù)處理能力、擴展性也相應提高，促使傳輸網(wǎng)展成為綜合通信網(wǎng)絡。

2 光纖與傳輸網(wǎng)

2.1 光纖簡介

光纖即光導纖維，它是一種用玻璃或塑料制成的纖維，光在其中通過全反射原理以傳信息。光纖是一種光傳導工具，光在光導纖維的傳輸時損耗比較低，而電在金屬導線傳導的損耗相對較大多，因而光纖很適合被用作長距離的信息傳輸。

光纖一般分為三層：芯徑一般為50μm或62.5μm的中心高折射率玻璃芯，中間層為通常直徑為125μm的低折射率硅玻璃包層，最外層是樹脂涂層以加強防護；一般內層與中間層的折射率不同，通常內芯的折射率比外層玻璃大1%，根據(jù)光的折射和全反射原理可知，在這種情況下，光可在內芯全部反射，幾乎不會有損耗。

光纖傳輸?shù)膬?yōu)點：

1960年，美國科學家Maiman發(fā)明了世界上第一臺激光器，激光從此成為良好的通信光源；其后二十多年，人們終于制成了低損耗的光傳輸介質——光纖，從而奠定了光通訊的基石，光纖也推動了光通訊、傳輸網(wǎng)的飛速發(fā)展。

光纖于傳輸網(wǎng)具有很多突出的優(yōu)點，下面將介紹其中最突出的幾點：

1）頻帶寬；頻帶的寬窄代表傳輸容量的大小，光纖的頻帶比VHF頻段高出一百多萬倍；盡管不同頻率的光在光纖中傳輸也會出現(xiàn)相應的損耗，從而影響頻帶寬度，即使如此光纖的最低損耗區(qū)的頻帶寬度也可達30000GHz；而得用先進的相干光通信技術可以在30000GHz頻寬內加載2000個光載波，再進行波分復用，光纖就可以容納上百萬個頻道。

2）損耗低；與電纜傳輸相比光導纖維的損耗則要小得多，數(shù)據(jù)表明，光纖傳輸比同軸電纜傳輸?shù)钠涔β蕮p耗小一億倍，因此信息在光纖中能傳輸更遠的距離；另外，光纖傳輸在全部有線電視頻道內的損耗相同，不需要引入均衡器像電纜中傳輸那樣進行均衡；其次是溫度的變化不會影響到光纖傳輸?shù)膿p耗，因而當環(huán)境溫度發(fā)生變化時干線電平的波動也不會到影響。

3）重量輕；光纖的芯線直徑一般為4到10微米之間，就算在加上防水層、加強筋、護套等之后，由4～48根光纖所組成的光纜的直徑也還不到13毫米，而標準的同軸電纜的直徑為47毫米，因而玻璃纖維的光纖比起金屬電纜線的重量更加輕。

4）抗干擾能力強；由于石英是構成光纖的基本成分，具有只傳光不導電的特性，而且光信號在其中傳輸時也不會受到電磁場的干擾，因此信號在光纖中傳輸不易被竊聽，利于信息安全。

5）保真度高；信號在光纖中傳輸，只要激光器的線性好，就可高保真地傳輸電視信號；另外光在光纖中傳輸不需要用中繼放大，也就不會因此而引起非線性失真。

6）可靠性強；由于光纖系統(tǒng)所用到的設備相對少，前面提交到不會像在電纜系統(tǒng)中那樣用到幾十個放大器，設備少也就會相應地減少損耗與誤差的出現(xiàn)，因此其可靠性更高，光纖設備可無故障工作達50萬～75萬小時，而光纖系統(tǒng)中壽命最短的光發(fā)射機——激光器的最低壽命也可達10萬小時以上。

7）成本低；有論理認為光纖傳輸信息的帶寬每6個月增加1倍，但其價格降低1倍。與電纜原材料——銅不同的是，石英來源十分豐富，光纖的造價也會隨著技術的進步會進一步降低而不會像銅一樣上漲；這也是光纖傳輸?shù)臉O大優(yōu)勢。

2.2 光纖對傳輸網(wǎng)的作用

電話系統(tǒng)是由光纜和先進的超級計算機交換系統(tǒng)所組成，它已經(jīng)同全國電話網(wǎng)相連；因而可以利用電話網(wǎng)絡來建設“信息高速公路”；光纜系統(tǒng)是“信息高速公路”的骨干，光纜由細長的玻璃纖維構成的，數(shù)字化信息在其中以激光脈沖形式進行傳輸，而在同軸電纜中傳輸?shù)男问絼t為無線電波。由于激光脈沖波長比無線電波的波長短，因而光纖線路具有更大的信息容量。

在當今社會中，光纖系統(tǒng)已廣泛應用于數(shù)字電視、語音和互聯(lián)網(wǎng)信息的傳輸中，光纖已成為商用、工業(yè)等多個領域的地面?zhèn)鬏敇藴?；軍事與防御領域又進步推動了光纖大范圍更新?lián)Q代的重要動力。

2.3 光纖網(wǎng)

光纖傳輸系統(tǒng)一般由光發(fā)送機即光源、傳輸介質、光接收機即檢測器組成。當光纖傳輸用于計算機網(wǎng)絡通信時，光源和檢測器的工作一般都由光纖收發(fā)器完成，光纖收發(fā)器的作用是將雙絞線所傳輸?shù)男盘栟D換成使其能夠通過光纖傳輸?shù)墓庑盘枺且环N用來實現(xiàn)雙絞線與光纖連接的設備，光纖收發(fā)器是雙向的，也能將光信號轉換能夠在雙絞線中傳輸?shù)男盘枴?/p>

當光纖用于普通的視、音頻、數(shù)據(jù)等傳輸時，光源和檢測器的工作則一般是由光端機來完成，光端機負責將多個為E1的中繼線路數(shù)據(jù)傳輸標準的信號轉變成光信號并進行傳輸，光端機的主要用于實現(xiàn)電到光以及光到電的轉換；光端機按其轉換信號的類別分為模擬式和數(shù)字式光端機。

光纖傳輸系統(tǒng)也按傳輸信號的類別分為數(shù)字傳輸系統(tǒng)和模擬傳輸系統(tǒng)；后者是將光強加以模擬調制，將輸入信號轉變?yōu)檎穹?、頻率或相位的連續(xù)變化的傳輸信號；而數(shù)字傳輸系統(tǒng)則是把輸入信號轉變成“1”，“O”的脈沖信號，并將其作為傳輸信號進行傳輸，最后在接受端將其還原成原信號。光纖傳輸系統(tǒng)也其它方式分為：單模光纖、多模光纖；緩變型多模光纖、緩變增強型多模光纖和緩變型單模光纖；階躍型光纖、梯度型光纖、環(huán)形光纖等。

由上面介紹可知，光纖傳輸系統(tǒng)不僅可用來傳輸模擬信號，也可用來傳輸數(shù)字信號，也可以進行視頻傳輸。

任何事物都有它雙面性，光纖傳輸網(wǎng)也存在一些的安全隱患，如：弱光攻擊、強光攻擊等，因機電需要針對不層次的不同問題采取不同的對策加以防范，因而需要增加網(wǎng)絡運營成，需要在成本與安全之間尋找到平衡，針對不同用途的光纖傳輸網(wǎng)采用不同的安全策略和標準。

3 結束語

目前，我國已經(jīng)形成了相對較完善的光纖通信體系，涵蓋了光器件、光模塊、光纖、光纜、光傳輸設備等多個領域，另一方面移動互聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合等新型信息動技術發(fā)展應用也推動了光纖傳輸系統(tǒng)的發(fā)展。光纖傳輸系統(tǒng)經(jīng)過了30多年的發(fā)展，在擴大網(wǎng)絡傳輸容量方面起到了不可替代的作用。

本文通過對光纖對傳輸網(wǎng)發(fā)展作用、光纖網(wǎng)系統(tǒng)以及光纖的進行了一個系統(tǒng)而細致的介紹，并客觀地分析了光纖網(wǎng)所存在的不足；另外也分析了光纖作為傳輸介質的優(yōu)勢以及這些其方式無法達到優(yōu)點使得光纖對傳輸網(wǎng)的發(fā)展的起到了不可替代的巨大推動作用。

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