通信工程中光纖技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)用和發(fā)展趨勢

李甦沛

（中達(dá)安股份有限公司，廣州 510620）

近幾年，光纖技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上提高了通信質(zhì)量，與傳統(tǒng)通信材料相比，光纖可以利用特有結(jié)構(gòu)安全且高效傳輸光信號。并且光纖造價(jià)成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。所以研究與分析光纖技術(shù)對于通信技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新具有重要作用。

1 通信工程中光纖技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

在對光纖技術(shù)有效應(yīng)用之前，需要了解其四項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，詳細(xì)介紹如下：

1.1 頻帶極寬，通行容量大

傳統(tǒng)的通信信號主要以電信號為主，利用銅等導(dǎo)電性能良好的金屬材料作為信號傳輸工具。但是在信號傳輸過程中，電信號與銅導(dǎo)線之間產(chǎn)生阻抗，導(dǎo)致帶寬較窄。而通信過程中，改用光纖傳輸則不會產(chǎn)生阻抗效應(yīng)，使帶寬明顯提高，有利于大容量信號傳輸，為通信工程的發(fā)展提供基礎(chǔ)條件。

1.2 能耗低，中繼距離長

通信過程中傳統(tǒng)的金屬導(dǎo)線具有一定的阻抗，隨著傳輸距離的不斷增加，能耗會隨之增加，但是光纖傳輸?shù)墓庑盘柪霉獾娜瓷湓韨鬏斝盘?，則可以盡最大可能降低能耗，在一定程度上增加信號的傳輸距離，從而降低信號傳輸成本。

1.3 抗電磁干擾能力強(qiáng)

現(xiàn)階段，制作光纖的普通材料為石英，然而這種材料不利于導(dǎo)電，有較好的抗腐蝕和抗電磁干擾能力，可以在通信信號中提供高質(zhì)量的信號傳輸服務(wù)，從根本上解決電磁干擾問題。

1.4 無串電干擾，保密性良好

傳統(tǒng)信號傳輸過程中，由于電磁效應(yīng)使電信號的傳播速度與傳播質(zhì)量大大下降，而采用光信號則可以完全避免這一問題，避免信號的泄露或截取，使信號在傳輸過程中更加安全、可靠。

2 光纖技術(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)用

2.1 鐵道通信中的光纖接入技術(shù)

目前為止，光纖在接入技術(shù)領(lǐng)域上應(yīng)用廣泛。這種技術(shù)利用光纖信號傳輸穩(wěn)定的特點(diǎn)，將光纖接入網(wǎng)信息系統(tǒng)，并對所傳輸?shù)男盘柤右苑治?，從各方面提升信號的傳輸質(zhì)量。在我國鐵路這種技術(shù)主要利用在兩方面。其一，有線網(wǎng)接入技術(shù)。對于普通的鐵路通信工程來說，光纖接入方式存在三種類型，分別是組網(wǎng)形式、星網(wǎng)形式和總線組網(wǎng)形式。這三種類型信號覆蓋面積和使用規(guī)模有較大的區(qū)別。現(xiàn)階段，我國鐵路通信工程為了滿足信號的覆蓋廣度，采用組網(wǎng)形式，有效解鐵路信號覆蓋問題。其二，無限網(wǎng)接入技術(shù)，這種技術(shù)的實(shí)施雖然沒有有線接入信號質(zhì)量穩(wěn)定，但是方便信號工作人員接入使用。此外，無限接入技術(shù)可以加大信號覆蓋區(qū)域，方便鐵路運(yùn)行中對信號要求不高的乘客與工作人員使用。同時(shí)光纖接入技術(shù)在鐵路方面使用還有利于鐵路的運(yùn)用與管理，對乘客購買車票以及其他鐵路服務(wù)提供方便。

2.2 相干光通信技術(shù)

相干光通信技術(shù)是光信號使用的另一重要方式，分別采用相干調(diào)制與外差檢測技術(shù)。對于相干調(diào)制技術(shù)的使用傳輸信號改變光波的頻率、相位和振幅產(chǎn)生相干光，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信號調(diào)制。而對于外差檢測則利用激光混入光信號中，并利用一系列光波性質(zhì)，計(jì)算出原信號的各種參數(shù)。

2.3 通信技術(shù)中光弧子技術(shù)

由于光纖在通信領(lǐng)域的快速發(fā)展，人們逐漸意到光信號傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)，不斷對光信號傳輸進(jìn)行研發(fā)。近幾年光弧子技術(shù)發(fā)展迅速，利用DFB 激光器以及光弧子放大器等設(shè)施形成光信號傳輸質(zhì)量更高的技術(shù)，其中 DEB 激光器也可以用鎖模半導(dǎo)體激光器代替，同樣是一種光源穩(wěn)定且功耗較低的提供光源裝置。而光弧子放大器則會利用利用波的相關(guān)技術(shù)，彌補(bǔ)光弧子能量強(qiáng)度較低的弱點(diǎn)，進(jìn)而產(chǎn)生能源更低、質(zhì)量更高的光信號傳輸技術(shù)，為人們優(yōu)質(zhì)通信生活提供幫助。

2.4 傳媒行業(yè)的光纖利用

不同于其他行業(yè)傳媒行業(yè)對于對于信息傳輸更加依賴，無論是廣播公司還是各大點(diǎn)播部門都需要無線電傳輸，一旦信息傳輸過程中出現(xiàn)各種問題，則會出現(xiàn)色斑以音質(zhì)不清等情況出現(xiàn)。其中視頻的信息傳輸量更大，如果不能有效解決信息傳輸問題則不能將視頻內(nèi)容有效提供給廣大民眾，進(jìn)而影響視頻質(zhì)量，而光纖的接入可以穩(wěn)定信號傳輸速度，并提高信號傳輸質(zhì)量，具有良好的剛干擾能力，使光纖通信技術(shù)在傳媒企業(yè)中應(yīng)用廣泛。

2.5 互聯(lián)網(wǎng)中的具體利用

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，每天產(chǎn)生的信息量逐漸增加，為滿足信息傳輸?shù)乃俣纫约百|(zhì)量，已經(jīng)逐漸接受光纖通信技術(shù)。既可以滿足日益增加的信息交流服務(wù)，又可以保障互聯(lián)網(wǎng)信息完全。同時(shí)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)逐漸滲透各個領(lǐng)域中，未來信息傳輸?shù)氖袌鰬?yīng)用會更大，因此在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中運(yùn)用光纖技術(shù)是時(shí)代發(fā)展的必然結(jié)果。

3 通信工程中光纖技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 向超高速系統(tǒng)的發(fā)展

盡管光纖技術(shù)現(xiàn)階段已經(jīng)投入使用，并取得一定的成績，但是從長遠(yuǎn)的角度考慮，還是有很大的發(fā)展空間。其中超高速通信具有良好的發(fā)展趨勢，原因在于現(xiàn)在人們的生活節(jié)奏快，每天的信息接收量比較大，如果提高通信量則會避免因通信問題耽誤時(shí)間的問題，進(jìn)而使通信工程向各個產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

3.2 向超大容量WDM 系統(tǒng)的演進(jìn)

目前，光纖通信技術(shù)還沒有實(shí)現(xiàn)全覆蓋，資源利用率較低，需要對其技術(shù)進(jìn)行升級并利用WDM 系統(tǒng)技術(shù)朝向超大容量發(fā)展，從源頭解決通信量不足的問題，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)容的目的。

3.3 實(shí)現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)

目前為止，信號接受終端普遍為電信號接受裝置，還不能完全實(shí)現(xiàn)光信號全程覆蓋，在信號傳輸質(zhì)量與傳輸穩(wěn)定上有所欠缺。因此未來需要改變信號傳輸狀態(tài)，將光技術(shù)完全利用于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中，為人們提供更加便捷的通信服務(wù)。

3.4 開發(fā)新代光纖

現(xiàn)階段，光纖普遍利用石英等半導(dǎo)體材料制作而成，對于非零色散光以及無水光的吸收來說效果較差。我國的光傳輸領(lǐng)域發(fā)展較早，未來可以在光纖的內(nèi)表面以及外表面進(jìn)行特殊處理，從而達(dá)到新型光纖的目的?？偠灾?，光纖在通信領(lǐng)域的使用使通信領(lǐng)域取重大突破，已經(jīng)在鐵路、網(wǎng)絡(luò)等產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)信號高質(zhì)量傳播，但是在信號傳播容量以及能耗方面還有較大的發(fā)展空間。所以在未來的發(fā)展中在現(xiàn)階段技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)全光網(wǎng)絡(luò)、新型光纖等技術(shù)，為社會通信發(fā)展帶來貢獻(xiàn)。