我國(guó)光纖通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和前景

王碧芳

（武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430074）

1 光纖通信技術(shù)

光纖通信技術(shù)是光導(dǎo)纖維通信的簡(jiǎn)稱。在1966年，英籍華人高錕博士發(fā)表論文提出可以利用帶有包層材料的石英玻璃光學(xué)纖維來作為作為信媒質(zhì)，至此各國(guó)開始對(duì)光纖通信技術(shù)的研究。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至1991年底，全球已敷設(shè)光纜563萬千米，到1995年已超過1，100萬千米。我國(guó)光纖通信技術(shù)也緊跟世界的步伐取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，隨著時(shí)間的推進(jìn)，光纖通信技術(shù)在我國(guó)的通信領(lǐng)域會(huì)占據(jù)越來越重要的位置。

2 光纖通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

光纖通信技術(shù)的研發(fā)可以為我國(guó)的通信技術(shù)來了經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

2.1 經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)

（1）節(jié)約材料，因?yàn)楣饫w頻率傳輸?shù)馁Y源量更多，通信容量更大。比如說一根光纖傳輸?shù)臄?shù)據(jù)理論上可以達(dá)到4048b/s，而最好的金屬導(dǎo)線傳輸數(shù)據(jù)理論上最大只達(dá)到400b/s，也就是一根光纖相當(dāng)于十根金屬導(dǎo)線的傳輸量，在實(shí)際應(yīng)用上可以大幅度降低成本。

（2）光纖比一般的金屬導(dǎo)線更加耐腐蝕，比一般的金屬導(dǎo)線重量更輕，體積更小，在鋪設(shè)線路的時(shí)候，所需要的人工成本比鋪設(shè)金屬導(dǎo)線低，可以降低經(jīng)濟(jì)成本。

2.2 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（1）光纖通信技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)波長(zhǎng)更多，傳輸數(shù)據(jù)更多。光纖比傳統(tǒng)的金屬導(dǎo)線能夠傳輸頻率更多，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是一般傳統(tǒng)金屬導(dǎo)線的十倍左右。但是，由于可能終端接收信號(hào)的設(shè)備技術(shù)暫不支持，導(dǎo)致頻率相對(duì)復(fù)雜的光信號(hào)不能進(jìn)行有效的傳輸，不能最大程度地發(fā)揮光纖傳輸信號(hào)的功能。所以現(xiàn)在基本會(huì)采用比較復(fù)雜的技術(shù)來增加光纖的傳輸容量，這個(gè)技術(shù)可以讓光纖通信傳輸?shù)娜萘吭黾訋妆渡踔翈资?。其中，密集波分?fù)用技術(shù)最大的功能就是可以增加光信號(hào)在光纖內(nèi)的傳輸速率，一般情況下光信號(hào)在光纖內(nèi)的傳播速率大概是2Gb/s，一旦運(yùn)用密集波分復(fù)用技術(shù)就可以使得傳播的速率增加至百倍以上。所以現(xiàn)在很多企業(yè)都選擇光纖通信技術(shù)作為企業(yè)首選的信息傳輸手段。[1]

（2）損耗低，中繼距離長(zhǎng)?，F(xiàn)在一般的光纖內(nèi)的傳輸介質(zhì)是石英，而一般石英傳輸數(shù)據(jù)的損耗大約在0.2dB/km，比一般的金屬導(dǎo)線的傳輸介質(zhì)損耗要低得多。隨著科技的進(jìn)步，將來采用更高好的傳輸介質(zhì)進(jìn)一步降低傳輸信息的損耗，可以進(jìn)一步降低經(jīng)濟(jì)成本。而且信息傳輸?shù)膿p耗更低，就可以使得信息傳輸?shù)目缍染嚯x不斷增加，損耗的減少可以使得信息傳輸之間的中繼站減少，不僅降低建造的成本還可以降低修復(fù)的成本。

（3）抗電磁干擾能力強(qiáng)。光纖通信技術(shù)中的光纖原材料基本上都是石英制成的，而石英制又是良好絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。石英可以很好地避免電磁波或者其他因素的影響，特別是在雷雨天氣等外界環(huán)境比較惡劣的情況下，或者由于電離層變化和太陽黑子活動(dòng)的干擾以及人為原因釋放出來的電磁波，都不會(huì)影響光纖的正常工作。此外，還可用光纖與高壓輸電線平行架設(shè)或與電力導(dǎo)體復(fù)合構(gòu)成復(fù)合光纜，這對(duì)于強(qiáng)電領(lǐng)域（如電力傳輸線路和電氣化鐵道）的通信系統(tǒng)特別有利。由于石英材料的運(yùn)用可以使得光纖通信可以有效地規(guī)避電磁波的影響，很多國(guó)家在軍事方面或高度保密通信上都會(huì)使用光纖通信技術(shù)。[2]

（4）無串音干擾，保密性好。在光信號(hào)在傳輸?shù)倪^程中，很容易受到外界電磁波的影響，特別是在雷雨天氣電磁波比較重的時(shí)候?qū)?shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程極易造成串?dāng)_，一旦數(shù)據(jù)被串?dāng)_就極有可能被竊聽，數(shù)據(jù)的安全就存在隱患。但是光信號(hào)在光纖內(nèi)進(jìn)行傳播就不會(huì)有這樣的問題，因?yàn)楣饫w是在管道里傳播，任何的電磁波或者外界的影響都會(huì)被光纖的外層包裹吸收，即使在光纖的轉(zhuǎn)彎處，吸收電磁波的功能還是十分良好。這樣，即使在一個(gè)光纜內(nèi)，光纖的數(shù)目很多，但是不會(huì)互相影響干擾，保證信息傳播的高效性。

3 光纖通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

在我國(guó)，關(guān)于光纖通信技術(shù)的發(fā)展并不是非常的順利，在發(fā)展的過程中經(jīng)歷了非常多的波折以及困難。但是目前，我國(guó)對(duì)光纖系統(tǒng)比較關(guān)鍵的技術(shù)已經(jīng)掌握，并對(duì)其一直在不斷的發(fā)展與研究，取得的成績(jī)非常顯著，在國(guó)際上也非常矚目。

3.1 復(fù)用技術(shù)

在光纖通信行業(yè)，其所涉及的復(fù)用技術(shù)顯得非常豐富，包含波分復(fù)用、空分服用，時(shí)分復(fù)用、頻分復(fù)用以及相應(yīng)的碼分復(fù)用等。多信道系統(tǒng)技術(shù)可以使得光纖寬帶的具體利用率得到有效的提高，在傳輸光纖方面具備非常強(qiáng)大的功能。在這些復(fù)用的技術(shù)當(dāng)中，其中波分復(fù)用技術(shù)得到了非常廣泛的應(yīng)用，傳輸能力非常大，可以達(dá)到幾十倍甚至上百倍。

3.2 寬帶放大器技術(shù)

關(guān)于寬帶放大器技術(shù)，常規(guī)化的大致為35nm，放大寬帶非常的狹窄。為了使得寬帶放大不夠的問題得到徹底的解決，進(jìn)而研發(fā)了相應(yīng)的摻餌光纖放大器技術(shù)。為了進(jìn)一步保障該項(xiàng)技術(shù)能夠正常的使用，可以利用好波分復(fù)用的具體技術(shù)，使得無串?dāng)_、低噪音以及偏振不敏感等優(yōu)勢(shì)充分地發(fā)揮出來。

3.3 具體的色散補(bǔ)償技術(shù)

在長(zhǎng)距離的傳輸過程中，色散補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，高速信道在相應(yīng)的1550nm波段大致18ps的色散當(dāng)中容易出現(xiàn)脈沖展寬的情況，這樣會(huì)使得高速信號(hào)長(zhǎng)距離的具體傳輸質(zhì)量降低。以此，需要利用色散補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)進(jìn)行處理。

3.4 具體的孤子波分復(fù)用技術(shù)

如果傳輸體系的容量比較大，那么會(huì)出現(xiàn)非常多的因素對(duì)傳輸距離與容量造成影響，其中，色散因素是比較關(guān)鍵的。孤子波分復(fù)用傳輸技術(shù)可以利用光纖自身的具體非線性平衡色散使得傳輸距離得到增加。而且，相應(yīng)的孤子波分復(fù)用傳輸技術(shù)還具備很好地抗干擾能力，可以完成色散的抑制，面對(duì)長(zhǎng)距離傳輸以及傳輸寬帶狹窄的問題可以進(jìn)行很好地解決。

3.5 具體的光纖接入技術(shù)

隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)光纖通信的質(zhì)量要求比較嚴(yán)格，因此，為了進(jìn)一步保障信息傳輸?shù)馁|(zhì)量，需要對(duì)主干道傳輸?shù)乃俣纫约敖K端設(shè)備等進(jìn)行不斷優(yōu)化。使用光纖接入技術(shù)具備非常良好的效果，可以得到很好的升級(jí)。

3.6 室內(nèi)光纜

現(xiàn)在很多的室內(nèi)光纜都是建立在光纖有一定基礎(chǔ)上鋪設(shè)的，因?yàn)槭覂?nèi)光纜的主要作用還是傳播數(shù)據(jù)。而室內(nèi)光纜的鋪設(shè)主要受到室內(nèi)環(huán)境的影響比較大，但是光纖體積小不占地方，受外界環(huán)境影響相對(duì)不會(huì)太大，而且光纖的保護(hù)性相對(duì)比較高。

3.7 通信光纜

光纖通信技術(shù)中的光纖是完全沒有金屬的，這樣由許多光纖構(gòu)成的通信光纜是現(xiàn)在很多地方所需要的最好的通信光纜，可以運(yùn)用在很多地方，特別是在我國(guó)的電力方面，但是，現(xiàn)在通信光纜缺少創(chuàng)造性，所以需要我國(guó)對(duì)通信光纜進(jìn)一步的研究與完善。[3]

4 光纖通信技術(shù)的發(fā)展前景

4.1 光纖入戶

科技不斷的創(chuàng)新，最終目的還是讓人受益，而且根據(jù)政府出臺(tái)政策可以推斷出，光纖通信技術(shù)在未來的主要發(fā)展方向之一就是將其應(yīng)用在家庭內(nèi)，而且現(xiàn)在家庭網(wǎng)絡(luò)FTTH在網(wǎng)絡(luò)上還是相對(duì)比較成熟，對(duì)未來光纖入戶打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.2 提高光纖通信技術(shù)容量

隨著光纖通信技術(shù)不斷的發(fā)展，將來一根光纖內(nèi)可能傳輸不同波長(zhǎng)的光信號(hào)，使得不同波長(zhǎng)的光信號(hào)同時(shí)進(jìn)行傳輸作業(yè)，而且將來光纖傳輸容量也會(huì)隨著科技的進(jìn)步不斷增加，讓光纖的利用率更高，提高光纖的實(shí)際應(yīng)用能力。[4]

5 結(jié)束語

總之，光纖通信技術(shù)的到來給通信技術(shù)帶來了前所未有的革命，它使得整個(gè)社會(huì)的信息傳輸進(jìn)入到了一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)代。而且光纖通信技術(shù)不僅僅只是給社會(huì)帶來現(xiàn)在傳輸信息更加迅速，更加重要的是它給未來的信息傳輸帶來了無限可能。相信隨著科技不斷進(jìn)步，越來越多的東西會(huì)和光纖通信有機(jī)結(jié)合，為社會(huì)帶來更多的便利。