淺析光纖通信技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)展前景

王麗娜 火箭軍士官學(xué)校 山東青州 262500

一、光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)

光纖通信技術(shù)是通過光導(dǎo)纖維傳輸信息的通信技術(shù)，隨著基礎(chǔ)光纖通信技術(shù)的不斷成熟，大容量、高速率也成為光纖技術(shù)的顯著特點(diǎn)，且在傳輸?shù)倪^程中具備信號(hào)低損耗、抗電磁干擾等優(yōu)良特性，被廣泛應(yīng)用在通信行業(yè)中。

（一）損耗低，通信距離遠(yuǎn)

現(xiàn)階段光纖材質(zhì)多為石英材料，而石英材質(zhì)實(shí)現(xiàn)的光纖已經(jīng)和理論值相差不多。目前，商品石英光纖損耗可低于0~20db/km，其傳輸損耗比任何傳輸介質(zhì)的損耗都低。但在應(yīng)對(duì)大容量和遠(yuǎn)距離通信方面，現(xiàn)階段的光纖通信顯然在通信技術(shù)上難以滿足。若將采用非石英系統(tǒng)極低的損耗光纖，其理論分析損耗可下降更低，隨著光纖通信新技術(shù)的融入，意味著光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無中繼距離，對(duì)于一個(gè)長途傳輸線路，由于中繼站數(shù)目的減少，系統(tǒng)成本和復(fù)雜性可大大降低。

（二）頻帶寬和通信容量大

隨著信息化的發(fā)展，要實(shí)現(xiàn)信息在最短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)傳遞，必須對(duì)光纖的通信容量和傳輸速率提出較高的要求。當(dāng)前的光纖通信技術(shù)發(fā)展方向也正朝著傳輸誤碼率低、高容量、高傳輸速率方向發(fā)展。對(duì)于單波長的光纖通信系統(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(shì)。迫切的需要通過光纖通信新技術(shù)的融入，來實(shí)現(xiàn)光纖通信的寬頻帶、高容量的目的。

（三）高抗電磁干擾、保密性強(qiáng)

信息傳輸?shù)哪康氖翘岣咝畔鬏斚到y(tǒng)的穩(wěn)定性，保證數(shù)據(jù)不受外界環(huán)境的影響，且具有良好的保密性。光波在光纖中傳輸不易向外泄露，即使在轉(zhuǎn)彎處，漏出的光波業(yè)十分微弱，同時(shí)在光纖外面也無法竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔?。光纖的原材料是石英制成的絕緣材料，不易被腐蝕，絕緣性好，它不受自然界的雷電干擾，電離層的變化和太陽黑子活動(dòng)等干擾，也不受人為釋放的電磁干擾。

除此之外，還有光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、光纖材料資源豐富、成本低、溫度穩(wěn)定性好、壽命長，由于光纖獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，適用光纖通信的領(lǐng)域越來越廣泛。

二、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（一）波分復(fù)用技術(shù)

波分復(fù)用系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)對(duì)單模光纖在低損耗區(qū)的最大應(yīng)用，使得單模光纖具備巨大的帶寬。也就是按照信道光波波長以及頻率的級(jí)別，實(shí)現(xiàn)在光纖低損耗窗口進(jìn)行若干個(gè)信道的的劃分，借助波分復(fù)用終端實(shí)現(xiàn)不同波長光載波信號(hào)的合并，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在單個(gè)光纖中的通信傳輸。而在光纖的另一端接收端，在通過波分復(fù)用器實(shí)現(xiàn)對(duì)合并光載波信號(hào)的分開，此過程便是光纖通信過程的波分復(fù)用的簡單原理。這種技術(shù)的應(yīng)用能夠最大程度上行提高光纖的利用率，目前，波分復(fù)用技術(shù)和系統(tǒng)迅速發(fā)展，極大提高了光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量?，F(xiàn)階段具備1.6Tbit／s的時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)已經(jīng)得到了很廣泛的商業(yè)應(yīng)用。不過，在相關(guān)的調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段的應(yīng)用較為廣泛的時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)所能夠在容量方面的提升是時(shí)分有限的，可以在應(yīng)用光時(shí)分復(fù)用的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)光載波信號(hào)的波分復(fù)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更大傳輸容量的提高。因此，未來光時(shí)分復(fù)用和波分復(fù)用綜合系統(tǒng)將是未來光纖通信技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)。

（二）光弧子通信

光弧子通信是將光弧子作為信息傳輸?shù)妮d體，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)長距離無畸形通信目的，光弧子通信具有長距離、高容量以及高抗干擾能力。光弧子通信是用于解決非線性通信過程中色散的重要方案，基本過程是利用光纖折射率存在的非線性效應(yīng)產(chǎn)生的對(duì)光脈沖壓縮現(xiàn)象，能夠很好的抵消由于群速色散造成的光脈沖脈寬。假設(shè)在無誤碼的條件下這種通信方式能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離不變形信息傳輸。同時(shí)還能夠完全脫離光纖色散造成的傳輸速率以及容量的限制，是現(xiàn)階段能夠?qū)崿F(xiàn)大容量傳輸?shù)牧己媒鉀Q方案，中繼距離能夠高達(dá)幾百公里。

（三）光聯(lián)網(wǎng)

未來的高速通信網(wǎng)將是全光網(wǎng)。全光網(wǎng)是光纖通信技術(shù)發(fā)展的最高階段，也是理想的階段。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)網(wǎng)的全光化，但在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處仍采用電器件，限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康倪M(jìn)一步提高。DWDM通信技術(shù)發(fā)展至今，技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟且應(yīng)用十分廣泛，但是由于自身系統(tǒng)的特點(diǎn)，在一定程度上會(huì)制約自身的發(fā)展，例如結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本昂貴，無法實(shí)現(xiàn)全光無中繼傳輸。因此則需要更完備的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)光纖通信過程中的全光網(wǎng)絡(luò)傳輸，因此業(yè)界也提出了全光網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的概念，以其實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)光纖傳遞過程中的弊端，同時(shí)還能在一定程度上降低構(gòu)建系統(tǒng)的成本，實(shí)現(xiàn)更高速率的光信號(hào)傳輸。

光纖通信技術(shù)發(fā)展到到現(xiàn)階段，已經(jīng)成為世界各國光纖通信行業(yè)中的重要發(fā)展對(duì)象，并且光纖通信應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓展。因此我們必須在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，不斷拓寬視野，積極發(fā)展光纖通信技術(shù)，滿足日趨增長的信息化需求。