光纖通信技術(shù)探析

摘 要：隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，光纖已經(jīng)走進(jìn)了人們的生活，當(dāng)前的通信原理主要是以光波信息載體形態(tài)呈現(xiàn)，通過(guò)光纖形成快速傳輸。從運(yùn)行的原理解釋，構(gòu)成光纖通信基本物質(zhì)是光纖、光源和光檢測(cè)器三個(gè)部分。光纖需要復(fù)雜的制作工藝，通過(guò)材料設(shè)計(jì)，按照光學(xué)特性保證使用功能，光纖常按用途可以分為通信光纖和傳感光纖兩種類型。

關(guān)鍵詞：光纖；光纖通信；傳感

近年來(lái)，科學(xué)的進(jìn)步與發(fā)展，人們對(duì)光纖通信需要量增大，其技術(shù)含量不斷提升，特別是當(dāng)前，創(chuàng)新型技術(shù)的發(fā)展，使新技術(shù)在通信能力、通信范圍上不斷提高，光纖通信也不斷形成融合發(fā)展，大大拓展了應(yīng)用。光纖通信是現(xiàn)代通信技術(shù)，其損耗低、傳輸頻帶寬、容量大體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音的優(yōu)勢(shì)，在業(yè)內(nèi)得到快速推廣與應(yīng)用，在眾多技術(shù)應(yīng)用中，發(fā)展非常迅速。

1 光纖通信發(fā)展歷史

光纖發(fā)展速度非?？?，從理論論證開(kāi)始到實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，也就幾十年的時(shí)間。在全球技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，各類試驗(yàn)性結(jié)果得到推廣，技術(shù)上的提升、行業(yè)上的進(jìn)步，推進(jìn)了光纖發(fā)展。1974年，在貝爾實(shí)驗(yàn)室（Bell）采用改進(jìn)的化學(xué)汽相沉積法制出性能非常好的的光纖產(chǎn)品。到1979年，摻鍺石英光纖在1.5千米處的損耗已經(jīng)降到0.2分貝/千米，這一數(shù)值已經(jīng)十分接近石英光纖理論損耗極限。

在長(zhǎng)期的實(shí)踐與發(fā)展過(guò)程中，技術(shù)創(chuàng)新不斷，光纖技術(shù)在兩個(gè)主要方向形成了發(fā)展與推廣，那就是WDM和PON兩項(xiàng)技術(shù)，當(dāng)前，這兩種技術(shù)已經(jīng)非常成熟，出現(xiàn)了多業(yè)務(wù)傳輸發(fā)展平臺(tái)建設(shè)，有效承載以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的市場(chǎng)化業(yè)務(wù)，當(dāng)前，我國(guó)光纖光纜生產(chǎn)能力非常大，形成了產(chǎn)能過(guò)剩的局面，市場(chǎng)出現(xiàn)了供大于求的現(xiàn)狀，但是在生產(chǎn)上，還不能滿足全行業(yè)需求，一些特種光纖FTTH還是需要通過(guò)進(jìn)口才能滿足需要。我國(guó)光纖發(fā)展也經(jīng)歷了較多的努力，在各級(jí)科技人員的實(shí)驗(yàn)中，光通信技術(shù)研究和應(yīng)用有了較快的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了巨大的突破，在原來(lái)沒(méi)有的基礎(chǔ)上，形成了從無(wú)到有、從小到大、從弱到強(qiáng)的歷史性跨越式發(fā)展，我國(guó)光纖技術(shù)綜合實(shí)力得到國(guó)際認(rèn)可。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，光纖通信起著重要的支撐，不但已成為我國(guó)通信網(wǎng)中最主要的傳輸方式，同時(shí)，在各項(xiàng)高新技術(shù)領(lǐng)域也占有一定的國(guó)際地位。

2 光纖通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 普通光纖

光纖的發(fā)展速度非?？欤虝r(shí)期內(nèi)便得到快速擴(kuò)張，傳統(tǒng)意義上的光纖就是普通單模光纖，這是當(dāng)前使用較為廣泛的光纖。在技術(shù)力量的推動(dòng)下，光通信系統(tǒng)不斷得到創(chuàng)新與發(fā)展，光中繼距離和單一波長(zhǎng)信道容量不斷增大，G.652.A光纖各方面性能形成全面的優(yōu)化升級(jí)，ITUTG.654規(guī)定的截止波長(zhǎng)位移單模光纖和符合G.653規(guī)定的色散位移單模光纖實(shí)現(xiàn)了全面的改進(jìn)。

2.2 核心網(wǎng)光纜

我國(guó)技術(shù)的發(fā)展，已在國(guó)家干線、省內(nèi)干線和區(qū)內(nèi)干線中全面實(shí)現(xiàn)了光纜鋪設(shè)，多模光纖較為落后，不適合大面積鋪設(shè)，當(dāng)前全面使用的是更加快速的單模光纖，主要由G.652光纖和G.655光纖兩類構(gòu)成。

2.3 接入網(wǎng)光纜

接入網(wǎng)光纜主要用在短距離傳送中，為了使范圍增加，形成多個(gè)分支，通過(guò)分插形成頻繁的操作，要想使網(wǎng)容量增大，就需要在光纖芯數(shù)上多下功夫，進(jìn)一步強(qiáng)化數(shù)量。如果應(yīng)用到市區(qū)，因?yàn)楣艿廊萘康南拗疲瑑?nèi)徑滿足不了過(guò)多數(shù)量，增加光纖芯數(shù)同時(shí)也要增加光纜光纖集裝密度、減小光纜直徑和重量，這是設(shè)計(jì)的基本原則。一般情況下，接入網(wǎng)對(duì)G.652普通單模光纖和G.652.C低水峰單模光纖使用率較高。

2.4 電力線路通信光纜

光纖是一種介電質(zhì)，光纜也可作為全介質(zhì)，完全無(wú)金屬化處理。全介質(zhì)光纜是未來(lái)發(fā)展的方向。只有這樣，才能形成理想通信線路，滿足多方面要求。全介質(zhì)自承式（ADSS）結(jié)構(gòu)，這類結(jié)構(gòu)架空地線并形成纏繞。

2.5 室內(nèi)光纜

室內(nèi)光纜在人們生活中普通存在，其話音、數(shù)據(jù)和視頻信號(hào)傳輸質(zhì)量的好壞，直接影響著人們生活質(zhì)量。一些科研單位還應(yīng)用到遙測(cè)與傳感器方向上。按照國(guó)際電工委（IEC）在光纜分類中對(duì)室內(nèi)光纜的分析，室內(nèi)光纜主要由局內(nèi)光纜和綜合布線用光纜兩項(xiàng)內(nèi)容構(gòu)成。局用光纜布放主要是在中心局或其他電信機(jī)房?jī)?nèi)，其位置較為穩(wěn)定，形成一定規(guī)則的排放順序。布線光纜布放在用戶端，為用戶提供方便，易損性較大，需要全面考慮綜合布線因素，保證局用光纜有效耐用。

3 光纖通信原理、分類和優(yōu)勢(shì)

3.1 光纖通信

光纖通信是當(dāng)前較為實(shí)用的技術(shù)，主要是通過(guò)光導(dǎo)纖維做好信號(hào)傳輸，距離遠(yuǎn)近不影響通話質(zhì)量，這樣就能形成良好的信息傳遞，成為當(dāng)前人們最為常用的一種通信方式之一。嚴(yán)格意義上看，光導(dǎo)纖維就是光纖通信，我們可以把光纖通信看成是以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的有線光通信。在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中，光纖通信系統(tǒng)的光纖組成較為復(fù)雜，并不是一根光纖能夠完成的，需要用多組光纖形成聚集，以光纜的形式出現(xiàn)。這一技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，需要由光纖光纜技術(shù)、光交換技術(shù)傳輸技術(shù)、光有源器件、光無(wú)源器件以及光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等綜合構(gòu)成。光纖通信系統(tǒng)光波頻率比電波頻率更高，光纖通信的容量要比微波通信大幾十億倍。

3.2 光纖通信優(yōu)點(diǎn)

光纖通信應(yīng)用較為廣泛，其具備自身優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，主要表現(xiàn)為：一是光纜線路自身具有保護(hù)性，在進(jìn)行架設(shè)時(shí)，不用再單獨(dú)進(jìn)行外包保護(hù)，就能實(shí)現(xiàn)自身線路的安全與穩(wěn)定；二是在進(jìn)行光纜切斷連接時(shí)，其相應(yīng)接頭在保證對(duì)齊，使相關(guān)裝置能夠形成有效連接，保證了曲率半徑并減少信號(hào)衰減；三是能夠通過(guò)形態(tài)不同的管道進(jìn)行布控，只要在布防多條光纜時(shí)做好外部保護(hù)，就能減少摩擦力損傷，提高傳輸效果；四是整體技術(shù)強(qiáng)度大，線路中繼距離長(zhǎng)，所需中繼器數(shù)量比電纜線路少的多。

3.3 光纜分類

常用光纜分類：光纜并不是單一品種，按不同的使用功能，由從種類型構(gòu)成，通常按纜芯結(jié)構(gòu)分有層絞式光纜、中心管式和骨架式光纜三類組成；按照使用環(huán)境與場(chǎng)合又會(huì)形成室外光纜、室內(nèi)光纜和特種光纜三種類型；按網(wǎng)絡(luò)層次劃分，又形成了長(zhǎng)途光纜、市內(nèi)光纜、接入網(wǎng)光纜三種形態(tài)；按線路敷設(shè)方法進(jìn)行劃分，又會(huì)出現(xiàn)架空式、管道式、直埋式、隧道光纜和水底光纜多種形態(tài)，不同的形勢(shì)有不同的方法與措施，需要根據(jù)使用、環(huán)境進(jìn)行科學(xué)計(jì)算與鋪設(shè)，這樣才能實(shí)現(xiàn)使用功能，滿足人們生活與科研的需求。

4 光纖通信技術(shù)熱點(diǎn)及趨勢(shì)

4.1 向超高速系統(tǒng)的發(fā)展

當(dāng)前，技術(shù)不斷創(chuàng)新，發(fā)展速度極快，在我國(guó)10Gbps系統(tǒng)形成大規(guī)模試用，在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)了快速普及，但10Gbps系統(tǒng)對(duì)光纜極化模色散有更高的要求，當(dāng)前鋪設(shè)光纜不適合大規(guī)模推廣，需要在基礎(chǔ)性設(shè)施中，形成配套，這樣才能滿足開(kāi)通和使用10Gbps系統(tǒng)的整體工作要求。

4.2 向超大容量WDM系統(tǒng)發(fā)展

多元化發(fā)展，一直是科技的主題，光纖也會(huì)向多個(gè)發(fā)送波長(zhǎng)進(jìn)行發(fā)展，把錯(cuò)開(kāi)的光源信號(hào)能夠同時(shí)在一級(jí)光纖上進(jìn)行快速傳送，不但能夠增加光纖信息傳輸容量，同時(shí)，也能滿足未來(lái)發(fā)展要求，這類技術(shù)是WDM技術(shù)超前設(shè)計(jì)。當(dāng)今全球?qū)嶋H鋪設(shè)WDM系統(tǒng)已超過(guò)3000個(gè)，實(shí)用系統(tǒng)最大容量高達(dá)320Gbps。

4.3 實(shí)現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)

波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)能夠滿足巨大傳輸，是一種超大容量的光纖技術(shù)，是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的服務(wù)系統(tǒng)，在光路上實(shí)現(xiàn)類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能，就會(huì)大大的增加更多威力，實(shí)現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)。通過(guò)光聯(lián)網(wǎng)能實(shí)現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展，極大的增加流通量與業(yè)務(wù)傳輸，光聯(lián)網(wǎng)將是未來(lái)發(fā)展的主攻方向。

5 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前看，通信發(fā)展趨勢(shì)中，光纖通信將成為未來(lái)通信發(fā)展的主流，光通信技術(shù)是信息技術(shù)的主要平臺(tái)，未來(lái)市場(chǎng)會(huì)形成以光通信為主的技術(shù)支撐，人們期望的真正全光網(wǎng)絡(luò)時(shí)代也會(huì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)得到實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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