淺談光纖通信技術(shù)

摘要：近年來，隨著IP業(yè)務(wù)量的不斷增長，光纖通信進(jìn)入蓬勃發(fā)展的高潮。光纖通信，主要是通過光波，利用極細(xì)的光導(dǎo)纖維，然后通過光電變換，從而來傳輸信息的通信系統(tǒng)。目前，我國的骨干通信網(wǎng)到城域網(wǎng)，以及用戶的接入網(wǎng)，幾乎都是采用光纖來實(shí)現(xiàn)的。

關(guān)鍵詞：光纖通信;光纖技術(shù);光波;優(yōu)勢;應(yīng)用

1.引言

光纖通信即光導(dǎo)纖維通信，它主要以光為載體，以光纖作為傳輸媒介的有線通信。在運(yùn)行過程中，其所使用的并不是單根的光纖，是眾多光纖集合一起而形成的光纜。近年來，光纖通信技術(shù)越來越受到人們的重視，其應(yīng)用領(lǐng)域也正在不斷地?cái)U(kuò)大，并逐步地開始普及。其優(yōu)勢對比于以往傳統(tǒng)的通信技術(shù)來說更有優(yōu)勢，光纖材料為玻璃，屬于電氣絕緣體，不會發(fā)生接地回路，其通信載體是光波，頻率比較高，比同軸電纜或?qū)Рü艿膿p耗也要更低，同時還能夠大大提高容量。另外，光纖的芯也比較細(xì)，所以其傳輸系統(tǒng)所占的空間也比較小。目前，我國已經(jīng)累計(jì)鋪設(shè)光纜超過四百萬公里，光纖用量超過八千萬公里，對其傳輸速度和質(zhì)量也正在不斷地改進(jìn)，光纖通信未來發(fā)展前景可觀。

2.光纖通信技術(shù)介紹

2.1 頻帶較寬以及損耗較低

目前，最具有優(yōu)勢的傳輸載體便是光，只有充分利用光譜才能有效加大帶寬，利用光作為傳輸介質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)更低的損耗，更遠(yuǎn)的中繼距離。比如單模光纖，當(dāng)其位于1550nm的窗口時，衰減僅為0.19～0.25dB/km，損耗比較低，中繼距離能達(dá)到幾十公里甚至上百公里。通常，我們會通過SDM、TDM、WDM、OFDM、OTDM、So liton等來加大光纖傳輸?shù)娜萘浚鳷DM和WDM是最為常見的擴(kuò)容方式，前者主要是對信號進(jìn)行時分復(fù)用，會伴隨著復(fù)用速率而提高，已經(jīng)是較為成熟的技術(shù)了;而后者WDM技術(shù)，即波分復(fù)用技術(shù)，主要是通過波分復(fù)用器將不同規(guī)定波長的信號光載波合并起來，同時在接收端放有波分復(fù)用器來把這些光載波進(jìn)行區(qū)分。

2.2 保密性高以及抗干擾能力強(qiáng)

在電波進(jìn)行傳輸時，會比較容易發(fā)生電磁波的泄漏的問題，而在光纖中傳輸中，保密性較高，光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)能夠?qū)⒐庑盘柾晟频叵拗圃谄渲?，泄漏的射線也會被環(huán)繞光纖的不透明包皮所吸收，因此不會出現(xiàn)泄漏的問題。同時，由于光纖材料是由石英制成的，石英光纖的主要成分是二氧化硅（SiO2），其所制成的光纖不易被腐蝕，所以其有著一定的絕緣性，也能大大提高自身的抗腐蝕，以及抗電磁干擾能力也會大大增強(qiáng)，避免其受雷電、電離層、太陽黑子以及人為釋放的電磁所干擾，這一特性非常適合于軍事領(lǐng)域上的應(yīng)用。另外，二氧化硅又是地球最豐富的資源之一，所以其所需要的制作成本也不比較低。

2.3 便于鋪設(shè)以及容量、速度較大

光纖的直徑比較纖細(xì)，加上保護(hù)套后的直徑只有約0.1mm，因此光纖對比其它介質(zhì)來說，重量也比較輕，甚至是其他介質(zhì)的幾百分之一。這樣一來非常便于光纖鋪設(shè)、節(jié)約成本，能夠充分利用管道空間。同時，光纖通信還有一個優(yōu)勢是容量比較大，相比銅線或電纜都擁有更大的傳輸帶寬，光纖的傳輸速率也到達(dá)了2.5Gbps 到10Gbps，今后還有很大的擴(kuò)展空間。近年來，我國的光纖通信技術(shù)發(fā)展非常快，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地?cái)U(kuò)大，相應(yīng)地迅對于光纖光纜的需求量也正在不斷上漲。我們可以采用環(huán)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)或也鏈路系統(tǒng)，從而組成的不同形式來滿足不同的需求，還可以采用寬帶傳輸系統(tǒng)，使得人們能夠在任何地方都能夠?qū)ν瑯拥碾娨暪?jié)目下載，也方便工作人員進(jìn)行管理等。

3.光纖通信技術(shù)中光纖的應(yīng)用

3.1 普通單模光纖

普通單模光纖（G.652光纖）在1310nm波長窗口的色散為0，損耗比較大，大約有0.35dB/km，而在1550nm波長窗口中，其損耗相對較小為0.2dB/km，但色散比較大，約有20ps/nm km。為了進(jìn)一步有效降低損耗的同時也擁有低色散，那么可以對光纖結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，設(shè)計(jì)色散位移光纖，我們可對光纖進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得零色散的波長產(chǎn)生位移，便可以產(chǎn)生色散位移光纖，即G.653光纖。這樣的光纖，有著更為廣泛的應(yīng)用范圍，他在1550rim處的色散為0，會有FWM效應(yīng)。G.653光纖在1550nm波長窗口的低損耗和低色散特性非常適合光纖孤子通信的需要，在高速光纖孤子通信系統(tǒng)中得到了大量應(yīng)用，但是它1550rim處的色散為零，在進(jìn)行WDM時會產(chǎn)生嚴(yán)重的FWM效應(yīng)，不適應(yīng)波分復(fù)用系統(tǒng)的需要。

3.2 高強(qiáng)度耐彎單模光纖

一般來說，高強(qiáng)度的耐彎單模光纖是比較好的，也是同行企業(yè)中，最具競爭力的一種光纖。由于光纖網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)是由骨干網(wǎng)向城域網(wǎng)、用戶接入網(wǎng)進(jìn)行的，所以這樣的光纖逐漸成為了光纜市場的主要拉動力，其能夠沿著建筑拐角施工，進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)布線成本。

3.3 無水峰光纖

對比于傳統(tǒng)的單模光纖，無水峰光纖更具有優(yōu)勢，這主要表現(xiàn)在進(jìn)一步擴(kuò)大了波長范圍，是常規(guī)光纖的一半，能夠進(jìn)行超大容量的傳輸。現(xiàn)實(shí)中我們可以采用稀疏波分復(fù)用方案，即CWDM，使用波長間隔較寬以及對穩(wěn)定度要求不是很高的相關(guān)元件，進(jìn)一步降低成本，特別是無源器件的成本會大有下降。一般在1350～1450nm波長窗口的光纖，色散只是波長區(qū)的一半，可以進(jìn)行高比特率長距離傳輸。

3.4 大有效面積光纖

超高速系統(tǒng)的主要特征為限制色散和非線性，一般來說線性色散，我們能夠用色散來進(jìn)行補(bǔ)償，但非線性無法通過簡單的線性方式解決。光纖的有效面積是決定光纖非線性的主要因素，因此，為了有效地實(shí)現(xiàn)大容量、遠(yuǎn)距離密集波分復(fù)用系統(tǒng)，大有效面積光纖得到了應(yīng)用，在c波段，其光纖以10Gbit/s為基礎(chǔ)高密集WDM系統(tǒng)信噪比較高，其誤碼率比較低，而且光放大器的間隔也比較長，這種光纖得到廣泛的應(yīng)用。

4.結(jié)語

光纖通信技術(shù)已經(jīng)成為了最重要的傳輸手段，從光纖通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢來看，可以說光纖通信進(jìn)入了一個蓬勃發(fā)展的新高潮，其所涉及的范圍將會更廣，對于技術(shù)的要求也會更高，具有更大的影響力和覆蓋面，這對信息產(chǎn)業(yè)、人們的生活都有著一定的影響，其發(fā)展結(jié)果會在很大程度上決定信息業(yè)的未來格局。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：方麗，電子信息方向，講師，漢族，江西工程學(xué)院。