淺談現(xiàn)代光纖通信技術

李習球 楊再國

摘要：光纖通信是一種信息傳遞的方式，可以作為寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)的傳輸基礎，很多國家投入大量的技術和資金進行光纖通信的研究。本文從光纖通信技術的概念、發(fā)展歷史、技術優(yōu)勢、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢等方面進行了闡述。

關鍵詞：光纖通信現(xiàn)狀技術優(yōu)勢

光纖通信技術是目前通信行業(yè)應用的主要技術，光纖通信跟傳統(tǒng)通信方式比較具有很強的優(yōu)勢，已廣泛應用于許多領域。近年來，光纖通信技術作為一種全新的通信技術，實現(xiàn)了高速率、大容量的通信，并逐步成為最主要的信息傳輸技術，對推動我國信息技術的快速發(fā)展意義重大。

1 光纖通信技術的定義和內(nèi)涵

光纖通信技術以光為信息載體，通過光纖來進行信息傳輸，具有容量大、速率高等特點。光纖通信系統(tǒng)中，光波所載的信息量比無線電波多，其頻率遠高于無線電波的頻率，與同軸的電纜或導波管相比，光纖可以有效地降低損耗，從而大大提高了通信容量。光纖以玻璃材料為主要構成材料。這種材料是一種電氣絕緣體，不會出現(xiàn)接地回路問題。而光纖由于其中串繞較小，在光波傳輸過程中有效地避免了因光信號泄漏而造成的信息竊聽問題。另外，光纖由于其直徑較小，占據(jù)的存儲空間也相對較小，解決了以往地下管道擁堵的問題。

2 光纖通信技術的發(fā)展歷史[1]

隨著中國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人民的物質文化生活水平不斷提高，廣大人民群眾需求信息的質量也在不斷提高，信息的生產(chǎn)、傳播和交流已成為世界性的熱潮。近幾年發(fā)展起來的光纖通信受到了廣大人民群眾的一致好評，具有傳輸速度快、兼容量大、誤差小、傳輸安全等優(yōu)良特點，所以光纖通信已成為未來通信的主流。雖然在中國的發(fā)展速度光纖通信是非?？斓?，但仍有很多細節(jié)問題，所以我們作為一個光纖通信技術相關的工作人員，我們必須先了解光纖通信技術的發(fā)展歷史。光纖通信技術起源于上個世紀人類的第三次工業(yè)革命，五、六十年代剛開始研制光纖損耗358分貝/公里，經(jīng)過數(shù)年的研究，英國通信研究所提出了光纖通信技術，將光纖通信光纖損耗降低至19分貝/千米，但這只是在理論上英國科學家的推測，之后日本人成功開發(fā)了相比于第一光纖減少一半的光纖損耗即為100分貝/千米的光纖，接著是英國電信研究院研制了20分貝/千米以下的石英光纖，到最近的摻鍺石英光纖損耗下降到0.29分貝/千米，靠近石英光纖提出的理論最大損失。從以上的發(fā)展細節(jié)我們可以看到，在最近的十年，光纖技術的推廣應用已經(jīng)得到全面快速的發(fā)展，新技術的發(fā)明與利用，在很大程度上改善了傳統(tǒng)的信息通信速度和能力?？梢哉f，光纖通信技術是我們?nèi)祟悮v史上一個重要的發(fā)明，從此我們?nèi)祟愡M入到了高度信息化交流時代。

3 光纖通信的技術優(yōu)勢[2]

3.1 傳輸頻帶寬、通信容量較大

與傳統(tǒng)的通信材料相比，光纖通信采用光纖作為信息傳輸介質，其傳輸頻帶較寬，單模光纖具有幾十GHz·km的寬帶。目前，單波長光纖通信系統(tǒng)可達到2.5Gbps-10

Gbps的傳輸速率，而多波長傳輸系統(tǒng)的傳輸速率是單波長的數(shù)百倍。單模光纖以其帶寬優(yōu)勢受到了許多寬帶綜合業(yè)務網(wǎng)的青睞。

3.2 傳輸損耗低，中繼距離較長

目前，光纖通信系統(tǒng)主要以石英光纖為通信材料，它可以有效地降低光纖損耗，最低可降至0.20分貝／km，其傳輸損耗是傳輸介質中最低的。因此，光纖通信系統(tǒng)的中繼距離也較其他介質構成的系統(tǒng)長。

3.3 擁有極強的抗電磁干擾能力極 光纖的原材料主要為石英制成，它是一種超強絕緣體材料，耐腐蝕性好，且具有極強的絕緣性。而光波導的抗電磁干擾能力較強，它是一種非導電的介質，不會產(chǎn)生噪音干擾傳輸線號的正常傳輸，有利于強電領域的通信系統(tǒng)建設。

3.4 光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設 由于光纖的芯徑很細，光纜的直徑也較小，遠遠低于標準的同軸電纜，有效地節(jié)約了存儲空間，避免了地下管道擁堵，有效節(jié)約了地下管道的投資費用。此外，光纖還具有輕便、柔韌性好、易于鋪設等優(yōu)點。

3.5 保密性能好 傳統(tǒng)的電信通信很容易出現(xiàn)信息被竊取的情況，而光纖通信由于其設計的特殊性，其傳送光波被緊緊限制在光纖的纖芯和包層附近，有效地避免了信息泄露的情況。另外，光纖外的護套多為橡膠材料或包有金屬的防潮層，這些均為不透光材料，保密性能好。

4 光纖通信技術的發(fā)展現(xiàn)狀[3]

光纖通信技術發(fā)展非常快。據(jù)相關統(tǒng)計，截至1991年，來自世界各地鋪設光纖已達到5.63億米，到1995年鋪設距離猛增到1000多萬平方米。除了不斷擴大光纖通信技術規(guī)模之外，也有效地擴大了光纖通信技術單位時間內(nèi)傳輸容量。從上個世紀七十年代，我國開始將光纖通信技術應用到國內(nèi)的網(wǎng)絡系統(tǒng)中。僅僅經(jīng)歷了短短幾十年的發(fā)展，光纖通信技術已經(jīng)成為我國網(wǎng)絡通信的一種非常重要的手段。在四十年的發(fā)展過程中，光纖通信技術的發(fā)展過程并不容易，在發(fā)展中經(jīng)歷了很多挫折和困難，但仍然取得了長足的發(fā)展進程。目前，中國相關的光纖通信設備都得到了很大的發(fā)展，滿足了網(wǎng)絡發(fā)展的需要。同時，中國的光纖通信技術的不斷發(fā)展也為推動世界光纖通信技術向前發(fā)展作出了巨大的貢獻。目前，我國光纖通信技術的發(fā)展水平與國際上先進的光纖通信技術的差距在逐漸縮小，已經(jīng)自主開發(fā)了一系列的相關設備，同時在網(wǎng)絡化系統(tǒng)當中，具有了自身的一些顯著特色，在光纖通信技術當中取得的一系列成就，為我國今后光纖通信技術的發(fā)展奠定了非常堅實的基礎。為了進一步改善光纖通信技術以及讓光纖通信技術最大限度的滿足社會發(fā)展的需要，光纖通信技術的指標也在進行著不斷的改進與完善。除此之外，隨著科學技術的不斷發(fā)展和光纖通信技術的不斷成熟，已經(jīng)涌現(xiàn)出了大量的新型光纖。國家也頒布了相應的政策鼓勵光纖通信技術的應用與開發(fā)。我國現(xiàn)在已經(jīng)有非常多的大中型企業(yè)展開了光纖通信技術的開發(fā)與研究工作，并且都取得了較大的成就。

5 光纖通信技術的發(fā)展趨勢[4]

5.1 高速長距離光傳輸光纖通信技術作為一種長距離的光傳輸技術，有效地解決了互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展和寬帶的傳輸問題，技術人員在未來的發(fā)展中必然會進一步開發(fā)和研究超大容量的長距離通信技術、寬帶RFA的優(yōu)化結構與實現(xiàn)技術以及多波長泵浦光源的優(yōu)化配置方案與實現(xiàn)技術等，最終掌握WDM長距離光傳輸?shù)暮诵募夹g。

5.2 光交換 光交換作為全光網(wǎng)的重要組成之一，主要由空分光交換。時分光交換、波分光交換三種類型。傳統(tǒng)的電交換主要指電信號的交換處理，它主要通過電子計算機和大規(guī)模的集成電路來完成。受其電子器件的工作速度、時延以及載流子轉換速率的限制和影響，其極限處理速率可達到20Gbit／s。因此，為進一步滿足高速率、大容量的光通信技術的發(fā)展需要，光信息直接交換技術將逐漸成為光纖通信技術的未來發(fā)展趨勢，受到開發(fā)運營商的廣泛關注。

5.3 全光網(wǎng) 全光網(wǎng)代表了光纖通信技術的未來發(fā)展趨勢。全光網(wǎng)主要利用光的形式實現(xiàn)了光信息的網(wǎng)絡傳輸和交換，信息的傳播主要在光域內(nèi)完成。全光網(wǎng)主要包括光傳輸線路、光交換系統(tǒng)以及選路的光節(jié)點。其主要特點為容量大、光節(jié)點處理能力強，可以直接處理不同類型的光信號，而邊緣網(wǎng)絡的節(jié)點或者節(jié)點系統(tǒng)中可以直接通過光通道實現(xiàn)與網(wǎng)絡的連接，光節(jié)點無需按照信元或數(shù)據(jù)包進行電子處理，其信息處理能力較強，光網(wǎng)絡的保護能力較強，網(wǎng)絡傳輸可靠度較高。

5.4 智能光聯(lián)網(wǎng)技術 以ASON為代表的智能化光網(wǎng)絡是新一代光網(wǎng)絡。它代表了光通信的發(fā)展方向。在具體研究過程中將重點研究ASON，掌握核心技術，研制節(jié)點設備，提出相關規(guī)范，完成系統(tǒng)及組網(wǎng)實驗。尤其是對ASON的控制平面、傳送平面和管理平面技術進行深入研究。攻克多粒度光交換動態(tài)波長選路與連接類型、接口單元(NNI、UNI)、業(yè)務適配與接入、自動資源發(fā)現(xiàn)、控制協(xié)議、接口與信令、鏈路監(jiān)控與管理組網(wǎng)與生存性核心功能軟件與網(wǎng)絡管理系統(tǒng)等關鍵技術，同時在測試技術方面，研究ASON的總體技術要求、性能評估方法和相應的測試方法。完成包括光接口、光節(jié)點、光網(wǎng)絡等不同層面的功能測試、性能測試、協(xié)議測試和聯(lián)網(wǎng)測試等。

6 結束語

光纖通信自出現(xiàn)以來就受到了業(yè)內(nèi)人士的廣泛親睞，發(fā)展勢頭良好。目前，光傳輸速率正以極快的速度增長，在過去的十年中，其傳輸速率約提高了100倍。光通信技術的發(fā)展逐步成為我國市場復蘇的動力。而隨著我國光通信技術的進一步發(fā)展，我國的通信行業(yè)也必將邁向一個新臺階[5]。

參考文獻：

[1]馮偉華.現(xiàn)代光纖通信技術現(xiàn)狀分析[J].無線互聯(lián)科技，2013：50.

[2]陳玉蘭，鑒玉英.光纖通信技術及其發(fā)展趨勢[J].通信技術，2011，7：25.

[3]劉鵬，劉微，高永慧.光纖通信技術的現(xiàn)狀及趨勢探究[J].消費電子，2012，16：64.

[4]傅偉明.探討新時期光纖通信技術的發(fā)展[J].理論與探討，2010，7：230，233.

[5]嚴曉明.淺談電信光纖通信技術[J].科學實踐，2013:260.