通信工程中光纖技術(shù)的設(shè)計(jì)分析

雷斯琪

（四川郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610000）

1 光纖技術(shù)概述

光纖技術(shù)具體表示經(jīng)由地下光纜對(duì)信息予以傳輸，是以光波為載體，把信號(hào)由一端傳送至另一端的信號(hào)傳輸模式。隨著光纖技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，現(xiàn)代光纖技術(shù)已從以往的單層光纖傳輸發(fā)展到多層光纖傳輸，并和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)字信號(hào)協(xié)同作用，形成一個(gè)信息傳輸體。現(xiàn)階段光纖技術(shù)的運(yùn)用存在如下特征。

1.1 具備較好的抗干擾性

光纖原材料即通過(guò)石英制成的絕緣體材料，抗腐蝕性強(qiáng)且具備較好的絕緣性。其關(guān)鍵特質(zhì)即光波導(dǎo)具有極強(qiáng)的免疫性，不被自然因素如雷電、太陽(yáng)黑子活動(dòng)等影響，對(duì)人為釋放的電磁免疫，同時(shí)也能將其和高壓輸電線平行設(shè)計(jì)或者和電力導(dǎo)體復(fù)合生成復(fù)合光纜。并且，可將其視為非導(dǎo)電介質(zhì)，信號(hào)質(zhì)量強(qiáng)，不存在和信號(hào)無(wú)關(guān)的雜音。故而，即便將其平行架設(shè)于高壓電線、電氣鐵路近旁，也無(wú)需擔(dān)憂其被電磁干擾，此性質(zhì)在強(qiáng)電領(lǐng)域的通信中具備顯著效用。

1.2 具備極大的通信容量

光纖和銅線等相比具備更大的傳輸帶寬，單模光纖具有有幾十GHz·km的寬帶。針對(duì)單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)，因?yàn)楸唤K端設(shè)備具有的電子瓶頸效應(yīng)影響，因此難以體現(xiàn)光纖帶寬大的性能特點(diǎn)，往往選擇一些繁雜技術(shù)對(duì)傳輸容量進(jìn)行擴(kuò)張，最為顯著的是密集波分復(fù)用技術(shù)，能夠大幅度提升光纖傳輸?shù)娜萘?，能將光纖傳輸容量拓張到之前的數(shù)十倍。現(xiàn)階段，單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率為2.5～10 Gb/s。經(jīng)由密集波分復(fù)用技術(shù)構(gòu)成的多波長(zhǎng)傳輸系統(tǒng)傳輸速率已經(jīng)超過(guò)了單波長(zhǎng)傳輸系統(tǒng)的百倍之多。

1.3 材料耗損率較小

較之另外的材料介質(zhì)而言，石英光纖的傳輸損耗要更小，特別是商品石英光纖，損耗率能為0～20 dB/km。因此，在信息實(shí)施遠(yuǎn)距離傳輸期間，選擇損耗率更小的光纖材料能夠大幅縮減系統(tǒng)成本和信息傳輸?shù)姆彪s性。

1.4 具備極強(qiáng)的保密性

公眾對(duì)通信系統(tǒng)提出的關(guān)鍵要求，是要具備較強(qiáng)的保密性。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，電通信保密性大幅弱化，只需在明線或者電纜近旁配備一項(xiàng)特殊的接收裝置，便能獲知、截取明線與電纜中傳輸?shù)男畔?。但是，光纖通信較電信而言，存在較大差異，因光纖的特殊設(shè)計(jì)，其傳輸?shù)墓獠ù嬖谙拗茥l件，需要在光纖和薄層近旁傳輸，基本上不會(huì)偏離光纖太遠(yuǎn)。就算是彎曲半徑較小的地方，也不存在較大的泄漏率。而且，成纜后光纖外層配置了金屬制防潮層和橡膠護(hù)套，此類材料具備極強(qiáng)的不透光性，故外泄的光近乎為零，再加上長(zhǎng)途、中繼光纜都是深埋地下，故具備極強(qiáng)的保密性。此外，光纖里面的光信號(hào)通常不會(huì)外泄，因此電通信里面的線路串話情況也不會(huì)存在。

2 通信工程中光纖技術(shù)應(yīng)用的重要性

在通信技術(shù)持續(xù)優(yōu)化、改進(jìn)的社會(huì)形勢(shì)下，光纖通信經(jīng)由光波對(duì)信息予以傳輸、處理，從而確保通信工程獲取長(zhǎng)遠(yuǎn)、穩(wěn)定的發(fā)展。在新興技術(shù)類型持續(xù)增加的環(huán)境中，通過(guò)不斷健全和改進(jìn)通信技術(shù)，可以在信息傳輸質(zhì)量予以改善的同時(shí)，提升核心信息技術(shù)效果，以促使光纖技術(shù)的價(jià)值得以展現(xiàn)。此外，光纖通信技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，有益于公眾日常生活和生產(chǎn)，讓其工作、生活更具便捷性，為網(wǎng)絡(luò)全球化的進(jìn)一步發(fā)展給予有力支撐。因此，在通信工程中應(yīng)用光纖技術(shù)并對(duì)其進(jìn)行合理設(shè)計(jì)具備重要意義[1]。

3 通信工程中光纖技術(shù)的設(shè)計(jì)

3.1 對(duì)OAN技術(shù)的設(shè)計(jì)

OAN技術(shù)是光纖接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是將光纖作為傳輸載體，輔以有關(guān)技術(shù)和地鐵通信工程相連接。位于通行工程系統(tǒng)分配方面，需作出以下設(shè)計(jì)。

第一，光源網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。在光配網(wǎng)里面配置具備源器器件的光網(wǎng)絡(luò)，保障遠(yuǎn)距離信息傳輸?shù)目煽啃?，這一光纖技術(shù)的設(shè)計(jì)多被用于地鐵通信工程長(zhǎng)途骨干傳送網(wǎng)中。

第二，無(wú)光源網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。依照組網(wǎng)模式的差異，光纖技術(shù)接入設(shè)計(jì)方式具備如下類型：總線型結(jié)構(gòu)，其優(yōu)勢(shì)在于增、刪節(jié)點(diǎn)較為便利，彼此之間不具備較大干擾，線路運(yùn)行無(wú)需投入較多資金，弱勢(shì)在于過(guò)度依靠主干光纖；環(huán)形結(jié)構(gòu)，優(yōu)勢(shì)在于具備極強(qiáng)的自愈功能，弱勢(shì)即投入成本高昂；星型結(jié)構(gòu)，優(yōu)勢(shì)在于存在無(wú)損耗累積、能拓張容量且升級(jí)、適應(yīng)性強(qiáng)等特征，弱勢(shì)在于代價(jià)較高，且中央節(jié)點(diǎn)需穩(wěn)固結(jié)實(shí)。

在具體運(yùn)用期間，需依照地鐵通信工程真實(shí)狀況選取與其適應(yīng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。就地鐵通信工程而言，對(duì)光線接入網(wǎng)技術(shù)予以設(shè)計(jì)、運(yùn)用極為關(guān)鍵。在信息傳輸性能方面，可最大程度契合地鐵持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的需求。光纖技術(shù)具備較好的傳輸時(shí)速，符合地鐵高速運(yùn)行期間的要求，具有數(shù)據(jù)、音視頻等服務(wù)功能，在相應(yīng)層面為地鐵安全運(yùn)行提供了保障。

3.2 相干光通信技術(shù)

經(jīng)由眾多實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，光纖技術(shù)存在抗干擾性、資源損耗率低、容量可擴(kuò)張等優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過(guò)對(duì)相干光通信技術(shù)的設(shè)計(jì)和使用，能夠確保光纖技術(shù)的功能效用得以體現(xiàn)。就該技術(shù)而言，需要在發(fā)射端對(duì)廣光載波的頻率、幅度等進(jìn)行調(diào)制，而后位于接收端通過(guò)外差、零差檢測(cè)等手段進(jìn)行信息傳輸。

3.3 光弧子通信技術(shù)的設(shè)計(jì)

光弧子通信技術(shù)即一項(xiàng)全光非線性通信方案，其設(shè)計(jì)理念為：光纖折射形成的非線性效應(yīng)可以對(duì)光脈沖進(jìn)行壓縮，讓光纖能和全速色散所致的光脈沖展寬得以持平。位于特殊條件下，光弧子能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行遠(yuǎn)距離穩(wěn)定傳輸。運(yùn)用該技術(shù)時(shí)，能防止光纖色散對(duì)光纖通信容量、傳輸時(shí)速和質(zhì)量造成干擾，并可進(jìn)一步擴(kuò)張傳輸容量，在傳輸距離上也能契合地鐵運(yùn)行的需求。另外，在具體使用該通信技術(shù)時(shí)可結(jié)合EDFA，從而進(jìn)一步增強(qiáng)光纖技術(shù)的利用率，避免資源、能源的損耗，進(jìn)行穩(wěn)定傳輸，改善光弧子傳輸效率。

4 通信工程中光纖技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 朝著超高速系統(tǒng)發(fā)展

當(dāng)前，超高速系統(tǒng)在我國(guó)各通信工程中獲取了寬泛運(yùn)用，達(dá)成了真正意義上改善通信工程運(yùn)行質(zhì)量的目標(biāo)。并且，通信工程光纖技術(shù)開(kāi)始朝著大規(guī)模商用形式變革，促使我國(guó)通信工程和眾多行業(yè)發(fā)展需求的有效關(guān)聯(lián)。

4.2 朝著超大容量WDM系統(tǒng)發(fā)展

通信波分復(fù)用系統(tǒng)在我國(guó)較多行業(yè)均有涉足，然而，因光纖寬帶資源應(yīng)用率不高、資源發(fā)掘能力不足，阻礙了通信工程的發(fā)展。在此期間，可以選擇適宜的技術(shù)方式對(duì)光纖技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，讓其朝著超大容量的方向發(fā)展。優(yōu)化后的光纖技術(shù)可對(duì)信息傳輸容量進(jìn)行擴(kuò)張，進(jìn)而落實(shí)光波分復(fù)用系統(tǒng)擴(kuò)容工作。

4.3 實(shí)現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)

雖然波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)傳輸容量大，但是在信息傳輸期間，其靈活性、可靠性差強(qiáng)人意，無(wú)法契合通信工程信息傳輸?shù)男枨蟆Ｔ诖似陂g，應(yīng)選擇適宜的技術(shù)方式將光纖技術(shù)和信息技術(shù)互融，在對(duì)通信工程傳輸容量拓張時(shí)，增強(qiáng)信息傳輸?shù)撵`活、可靠性。另外，光聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有系統(tǒng)互聯(lián)和信息彼此制約的功能，在通信工程進(jìn)一步發(fā)展上具備顯著效用[2]。

4.4 研發(fā)新代光纖

以往光纖技術(shù)難以契合現(xiàn)代通信工程發(fā)展的要求，需要對(duì)以往光纖技術(shù)進(jìn)行改良，從而研發(fā)新代光纖。依照實(shí)際情況而言，新代光纖技術(shù)已在逐步代替以往光纖技術(shù)，在眾多行業(yè)均獲取了寬泛運(yùn)用。目前，各行業(yè)所應(yīng)用的光纖技術(shù)以零色散光、無(wú)水吸收峰光纖為主，可契合通信工程發(fā)展期間所提的要求，在寬帶接入技術(shù)發(fā)展方面具有不容忽視的作用。

4.5 處理全網(wǎng)瓶頸的方式——光接入網(wǎng)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)有了較大改變，對(duì)網(wǎng)絡(luò)核心部分的穩(wěn)定性構(gòu)成了較大威脅。在通信工程技術(shù)手法持續(xù)改進(jìn)期間，信息傳輸和交換水平也隨之變化，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方式開(kāi)始朝著數(shù)字化、自動(dòng)化等層面發(fā)展，對(duì)通信工程發(fā)展極為重要。但是，因接入網(wǎng)技術(shù)當(dāng)前未獲取較好發(fā)展，導(dǎo)致光纖傳輸技術(shù)和接入網(wǎng)技術(shù)兩者之間有較強(qiáng)技術(shù)反差，從而制約了通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。為處理以上問(wèn)題，需要對(duì)光接入網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行研究，最大程度縮減兩者之間的技術(shù)反差，從而確保我國(guó)通信工程更好的發(fā)展[3]。

5 結(jié) 論

光纖技術(shù)是通信工程中最關(guān)鍵的技術(shù)之一，存在較好的傳輸性質(zhì)，且可以實(shí)現(xiàn)各類信息傳輸所提的需求。此次研究對(duì)通信工程中光纖技術(shù)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探索、討論，以期借助光纖技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)通信工程更進(jìn)一步的發(fā)展。隨著光纖技術(shù)的持續(xù)改良、發(fā)展，已經(jīng)成為了我國(guó)最關(guān)鍵的信息傳輸技術(shù)，在日后勢(shì)必取締大多數(shù)信息傳輸模式，成為通信領(lǐng)域的引領(lǐng)者。