光纖通信技術(shù)的應(yīng)用分析

呂宗申，程 帥，吳浩杰

（解放軍32151 部隊，邢臺 054000）

進(jìn)入21世紀(jì)之后，信息技術(shù)得到極大發(fā)展，不斷推動社會和國民經(jīng)濟(jì)的信息化進(jìn)程。隨著高速信息網(wǎng)絡(luò)的建成，光纖通信網(wǎng)的地位與作用顯得愈發(fā)重要。隨著近年來網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量的爆發(fā)式增長，光纖通信的傳輸容量不斷提升，相干光通信技術(shù)迅速發(fā)展，智能化、分組化、寬帶化的趨勢越來越明顯，新的光電器件也不斷得到研發(fā)使用。光纖通信技術(shù)正在發(fā)生巨大的變化，也將會變得更加重要。

1 光纖通信技術(shù)的基本特點

光纖通信技術(shù)在1966年7月由英籍華人高錕與英國人霍克曼·霍克哈姆首先提出，到1970年美國康寧玻璃工廠首次制造出光纖，1975年開始出現(xiàn)實用化的光纖通信。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，到今天已經(jīng)成為全球?qū)拵畔⒌闹饕獋鬏斴d體。光纖通信系統(tǒng)由光發(fā)送機(jī)、光纖、光中繼器以及光接收機(jī)組成，由光發(fā)送機(jī)將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?，再耦合到光纖線路中進(jìn)行傳輸。為了防止光信號被損耗或夾雜噪音，需要在光纖線路中設(shè)置光中繼器以補(bǔ)充損耗的幅度并對光波進(jìn)行整形。光纖線路末端連接光接收機(jī)，將光信號重新轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺瑥亩瓿尚畔鬏?。光纖通信的主要優(yōu)勢在于光波的頻率極高，使得傳輸頻帶遠(yuǎn)大于電通信和無線通信，并且損耗率低，光纖信號傳輸15km 后才衰減為初始幅度的一半。光纖的質(zhì)量也比電纜輕得多，運(yùn)輸與鋪設(shè)較方便。光信號的抗干擾能力強(qiáng)，極少發(fā)生信息丟失和失真，也容易進(jìn)行保密處理。此外，光纖線路中使用的材料都是絕緣體，傳輸過程中不會形成電流，光波也不易發(fā)生泄漏，從而避免了不同線路之間互相干擾的問題。相對于電纜線路來說，光纖線路使用的二氧化硅材料不但價格低廉，而且污染較小，抗腐蝕性也較強(qiáng)，系統(tǒng)壽命也長，因此各方面的成本都能夠大大降低。不過，光纖通信也存在一些缺點，例如光纖的切斷與連接都需要通過專業(yè)工具才能完成，技術(shù)門檻較高，光纖分路與耦合器件的制造成本也比較昂貴。怎樣克服這些缺點，是未來光纖技術(shù)發(fā)展的重要難題。

2 光纖通信技術(shù)的應(yīng)用

2.1 在電信領(lǐng)域的應(yīng)用

電信傳輸是光纖通信技術(shù)最主要的應(yīng)用途徑。由于光纖通信具有損耗率低、傳輸容量大、易于鋪設(shè)等優(yōu)勢，在電信領(lǐng)域得到了廣泛使用，電信運(yùn)營商使用光纖鋪設(shè)長途干線線路和室內(nèi)中繼線路，目前已經(jīng)在我國實現(xiàn)全面普及。隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來越多的數(shù)字、語音、影像需要通過電信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳播，光纖通信也因此發(fā)揮了越來越大的作用，使人們的生活發(fā)生了巨大的改變。

2.2 不同層次的通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

光纖通信技術(shù)的應(yīng)用可以分為三個層次，其一為遠(yuǎn)距離的干線網(wǎng)，適用于電信運(yùn)營商；其二為城域網(wǎng)，適用于城市內(nèi)部不同用戶之間的通信；規(guī)模較小的為局域網(wǎng)，適用于工廠、機(jī)構(gòu)、辦公室、家庭內(nèi)部的通信傳輸，局域網(wǎng)絡(luò)可通過計算機(jī)和智能終端進(jìn)行控制，可以保證內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行蛐?、及時性和私密性。

2.3 在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

由于光纖通信系統(tǒng)能夠滿足不同的接口要求，并且能夠?qū)崿F(xiàn)實時傳輸，因此在電力系統(tǒng)中也得到了廣泛使用。此外，光纖通信系統(tǒng)的抗干擾性能也有助于減少外部環(huán)境變化對電力系統(tǒng)的影響，有效遏制安全事故的發(fā)生，增強(qiáng)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。通過光纖通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，還可以實現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動化控制和實時監(jiān)控，消滅系統(tǒng)中的監(jiān)管死角。

2.4 在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，對鐵路運(yùn)行速度和安全性的要求也越來越高，為了提升鐵路運(yùn)行的質(zhì)量，鐵路通信技術(shù)也在不斷發(fā)展。光纖通信的傳輸速度快，成本較低，能夠滿足鐵路運(yùn)行中長距離實時傳輸?shù)囊?，因此在鐵路通信系統(tǒng)中得到普遍使用。鐵路系統(tǒng)從上世紀(jì)八十年代開始使用PDH 光纖通信技術(shù)，至今已采用較為先進(jìn)的DWDM 技術(shù)，并逐漸發(fā)展成熟。

2.5 在危險環(huán)境下的應(yīng)用

光纖通信系統(tǒng)在化工廠、石油庫、煤礦等危險環(huán)境中也有較大的優(yōu)勢，由于光纖線路的防電、防輻射、防火、防爆炸、抗腐蝕性等性能較強(qiáng)，因此能夠適應(yīng)危險環(huán)境下的通信工作，也不易發(fā)生各類安全事故，為工作人員提供便捷安全的操作環(huán)境。

3 發(fā)展前景

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，光纖通信技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，未來將向高容量、高速度、長距離的方向繼續(xù)進(jìn)步。

3.1 光纖通信網(wǎng)絡(luò)的智能化

光纖通信網(wǎng)絡(luò)目前已經(jīng)在電信通信系統(tǒng)中占據(jù)主導(dǎo)地位。隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)得到不斷創(chuàng)新，光纖通信技術(shù)也逐步發(fā)展完善，未來的光纖網(wǎng)絡(luò)將逐步實現(xiàn)智能化運(yùn)行，并且具備自動保護(hù)恢復(fù)功能。

3.2 全光通信網(wǎng)

目前的光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)雖然主要使用光信號傳輸，但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點上仍然需要使用電器元件進(jìn)行傳輸，這嚴(yán)重制約了光纖通信系統(tǒng)的容量與發(fā)展前景。雖然以目前的技術(shù)水平，完全去除電器元件還比較困難，但隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，未來將可以通過光轉(zhuǎn)換技術(shù)和WDM 技術(shù)建立全光通信網(wǎng)，不但傳輸容量更高，也更加安全、易于維護(hù)，同時也能夠降低運(yùn)行成本。

3.3 光器件集成化

當(dāng)前我國互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)張，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息越來越多，傳統(tǒng)的接入式寬帶網(wǎng)絡(luò)將無法滿足日漸增長的信息傳輸要求。為了提高信息傳輸速度，必須發(fā)展光器件集成化技術(shù)，增強(qiáng)光器件的性能，使光纖網(wǎng)絡(luò)的整體傳輸效率得到進(jìn)一步提升。

4 結(jié)束語

光纖通信網(wǎng)絡(luò)目前已經(jīng)成為信息傳輸?shù)闹饕緩?，對社會?jīng)濟(jì)的發(fā)展起到極為重要的作用。不僅僅是電信領(lǐng)域，光纖通信技術(shù)在局域網(wǎng)、電力系統(tǒng)和鐵路通信系統(tǒng)等方面也得到了廣泛應(yīng)用。隨著人們信息需求水平的繼續(xù)增加，光纖通信技術(shù)的繼續(xù)進(jìn)步也變得愈發(fā)重要。我們應(yīng)當(dāng)重視發(fā)展新一代智能化光纖通信網(wǎng)絡(luò)，盡快實現(xiàn)全光通信網(wǎng)，在不久的將來引領(lǐng)新一輪的通信技術(shù)革命。