光纖通信的關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展趨勢探討

邱欣盛

（浙江沸藍(lán)通信工程監(jiān)理有限公司,杭州 310000）

光纖通信技術(shù)在通訊技術(shù)與光纖光纜的大力支持下獲得了迅猛發(fā)展，不斷完善和優(yōu)化的光纖通信技術(shù)在通訊領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，其應(yīng)用領(lǐng)域也得到了廣泛的拓寬，涉及郵電、石油、軍用等通信領(lǐng)域。因此，深入了解光纖通信中的關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)一步思考和探討光纖通信及其技術(shù)的發(fā)展趨勢具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 光纖通信

當(dāng)前，通信領(lǐng)域的競爭愈加激烈，在相對寬松的電信管制政策與逐漸開放的接入網(wǎng)市場發(fā)展背景下，通信領(lǐng)域只有不斷拓展新業(yè)務(wù)、提高服務(wù)質(zhì)量才能在激烈的市場競爭環(huán)境中占據(jù)優(yōu)勢。而在此基礎(chǔ)上各種通訊技術(shù)如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)和發(fā)展，光纖通信這種利用光和光纖傳遞資訊的有線通信方式及技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢脫穎而出，贏得了人們的高度認(rèn)可。其中，通信傳輸容量大、保密性好、抗電磁干擾能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定是光纖通信及其技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)，也正是如此光纖通信一躍成為當(dāng)前有線通信領(lǐng)域中的一種主要方式和技術(shù)，具有很好的發(fā)展前景。

2 光纖通信的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 波分復(fù)用技術(shù)

單模光纖通信在有些區(qū)域存在著低損耗的不足，而借助波分復(fù)用技術(shù)則能很好的解決這一問題，實(shí)現(xiàn)損耗資源轉(zhuǎn)化為寬帶資源的有效利用。波分復(fù)用技術(shù)的原理是：首先在發(fā)射端上運(yùn)用波分復(fù)用器來匯合多種自帶信息中的不同波長光載波信號(hào)，利用復(fù)用器來耦合不同的光載波信號(hào)使其能夠以40G-100Gbit/s的速率在一根光線中傳輸。其次，在接收端收集各波長的光載波信號(hào)，運(yùn)用波分復(fù)合器、收光機(jī)分別來進(jìn)行信號(hào)分析及處理。波分復(fù)用技術(shù)可以同時(shí)滿足高速率、大容量、長中繼距離的要求，利于大幅度提高光纖的傳輸容量，有效控制經(jīng)濟(jì)成本。

2.2 光源波長穩(wěn)定技術(shù)

在光纖通信中，波分復(fù)用通信是一種常用的方式，但因其使用半導(dǎo)體激光刺激器光源來構(gòu)建光發(fā)送機(jī)，進(jìn)而提高了應(yīng)用該通信方式的條件。為了防止信道間的信號(hào)產(chǎn)生互相串?dāng)_的問題，波分復(fù)用通信的應(yīng)用需要滿足較窄工作線寬、較高穩(wěn)定性光源波長的條件，于是催生了光源波長穩(wěn)定技術(shù)的開發(fā)。光源波長穩(wěn)定技術(shù)充分利用波長和溫度反饋控制法來提供可靠性、穩(wěn)定性的工作條件，從而保障波分復(fù)用通信系統(tǒng)的正常、高效運(yùn)行。

2.3 EDFA（摻鉺光纖放大器）

為優(yōu)化波分復(fù)用技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)波分復(fù)用光纖通信的高速率、大容量、長距離，相關(guān)技術(shù)人員努力研制成功了EDFA（摻鉺光纖放大器）。EDFA的運(yùn)行程序包括三個(gè)步驟：一是分析前端發(fā)射機(jī)中的輸出光；二是對各個(gè)方向的光纖進(jìn)行光線傳輸?shù)暮侠矸峙洌蝗窃谇岸说囊欢ň嚯x處將EDFA接入，使其發(fā)揮線路放大器的作用，進(jìn)而完成分支損耗補(bǔ)償?shù)哪康?。目前，EDFA所具備的補(bǔ)償功能使其在光纖通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

3 光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 傳輸技術(shù)的優(yōu)化升級

在光纖通信系統(tǒng)和應(yīng)用領(lǐng)域當(dāng)中，超大傳輸容量、超長傳輸距離是人們提出的新要求，也是光纖通信領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)研究人員致力追求的目標(biāo)?；诖?，諸如密集波分復(fù)用技術(shù)、光時(shí)分復(fù)用技術(shù)等傳輸技術(shù)不斷研發(fā)及使用，在一定程度上有效提高了光纖的傳輸容量，最大化提高了單信道的傳輸速率，充分實(shí)現(xiàn)了WDM系統(tǒng)的1.6Tbit商業(yè)化，大幅度擴(kuò)展了傳輸距離。不過這些傳輸技術(shù)的功能性還存在相應(yīng)的局限，因而光纖通信在未來的發(fā)展道路上還需要不斷優(yōu)化和升級傳輸技術(shù)，研發(fā)多樣性的傳輸技術(shù)，有效實(shí)現(xiàn)傳輸容量、傳輸距離的最大優(yōu)化，最大限度的滿足發(fā)展需求。

3.2 光孤子通信

全光非線性通信是今后光纖通信領(lǐng)域的發(fā)展設(shè)想，而光孤子技術(shù)的研發(fā)為該設(shè)想的實(shí)現(xiàn)提供了可能。其中，光纖折射率的非線性效應(yīng)是光孤子技術(shù)的原理依據(jù)，該效應(yīng)可實(shí)現(xiàn)壓縮光脈沖使之平衡于因群速色散而產(chǎn)生的光脈沖展寬，此時(shí)若滿足相應(yīng)條件（即光纖反常色散區(qū)、脈沖光功率密度），在光纖傳輸過程中光孤子可以滿足長距離不變性的性能，如此打破了傳輸距離的局限。而在未來的光孤子通信發(fā)展中，最大程度實(shí)現(xiàn)10-100Gbit/s的運(yùn)行效率，努力達(dá)到超于100000km的傳輸距離，這是光孤子通信和技術(shù)需要實(shí)現(xiàn)的發(fā)展目標(biāo)。

3.3 全光網(wǎng)絡(luò)

高速通信網(wǎng)、超高的信息傳輸效率是人們對光纖通信及其技術(shù)提出的時(shí)代發(fā)展要求，為滿足這些時(shí)代發(fā)展需求研究與發(fā)展全光網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)主要的突破方向。光纖通信及其技術(shù)若能夠?qū)崿F(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)也是達(dá)到發(fā)展極致的高度，而通過全光化節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)，這是傳統(tǒng)全光網(wǎng)的實(shí)踐方案，不過因電器件是實(shí)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中節(jié)點(diǎn)的構(gòu)成元素，這種電節(jié)點(diǎn)在一定程度上限制了通信網(wǎng)干線的容量。于是，在此基礎(chǔ)上研究人員對全光網(wǎng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了重新改良，充分使用光節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的全光化，通過光的形式來實(shí)現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)之間的傳輸及交換，依據(jù)波長來判斷和處理用戶信息，以此來提高信息傳輸效率，有效實(shí)現(xiàn)高速全光網(wǎng)絡(luò)通信。

4 結(jié)語

綜上所述，我們對光纖通信及其關(guān)鍵技術(shù)有了一定的了解，對于光纖通信技術(shù)的功能性和優(yōu)勢有了一定的把握，正因?yàn)楣饫w通信及其技術(shù)具備較高的發(fā)展優(yōu)勢，因而其在通信市場上呈現(xiàn)著不斷上升的發(fā)展趨勢。同時(shí)，通過分析和探討光纖通信及其技術(shù)在今后的發(fā)展方向和趨勢，從而為人們明確今后光纖通信及其技術(shù)的發(fā)展提供相關(guān)參考依據(jù)。

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