分析光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建

陳培寬

（普天信息工程設(shè)計(jì)服務(wù)有限公司，北京 100086）

0 引 言

現(xiàn)代化背景下我國通信行業(yè)得到快速發(fā)展，光纖通信成為了目前信息傳遞的主要方式。根據(jù)調(diào)查研究，過去光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)存在較多的問題，進(jìn)而導(dǎo)致在傳輸期間出現(xiàn)較多的阻礙，并且傳輸設(shè)備在傳輸期間仍然存在一定的技術(shù)問題，使得光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)存在相應(yīng)的安全隱患[1]。文章對(duì)光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)與構(gòu)建，從而使得我國光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)得到更好的發(fā)展，進(jìn)一步提高我國的通信傳輸技術(shù)。

1 光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的優(yōu)勢

光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是目前使用最廣的傳輸方式，其具有較高的保密性。通常在信息傳輸期間，信息的保密性受到社會(huì)的廣泛關(guān)注，但是在信息傳輸期間容易出現(xiàn)信息泄露的問題。這大多是由于傳輸電波的電磁波泄漏，從而使得竊聽問題發(fā)生，無法達(dá)到很好的安全和保密。而光纖通信傳輸系統(tǒng)可以較好地處理這種情況，其原因是光波的傳播期間光有很強(qiáng)的限制，使得光纜具備吸收泄漏光線的能力，讓光纜傳送的信息不再發(fā)生竊取的情況，在信息傳播過程有著良好的安全和保密工作。光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在運(yùn)用期間損耗性較低。光纖的傳輸損耗與其他媒介相比較低，因此光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸距離較長，在一定程度上能夠節(jié)約成本，使得整體傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)得到更好的發(fā)展。同時(shí)，光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)由于損耗較低，系統(tǒng)的復(fù)雜性較低，進(jìn)而大大增加了系統(tǒng)的維護(hù)性。光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有較高的容量，并且使用期間射頻較寬。光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)比電纜的帶寬大，在運(yùn)輸中使用了更為先進(jìn)的密集波分復(fù)用技術(shù)，但同時(shí)需要增加光纜的傳輸能力。在光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營階段，其整體的抗干擾能力也很好，這主要由于光纜的絕緣能力很強(qiáng)，因此不易受到自然界的干擾，在通信傳輸期間較為穩(wěn)定[2]。

2 光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建

2.1 光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基本構(gòu)成

通常光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由5 部分構(gòu)成，分別是中繼器、無源器件、光發(fā)信機(jī)、光收信機(jī)以及光纖或光纜。

首先，中繼器主要由監(jiān)測器、光源以及判斷再生電路組成，它能夠補(bǔ)償光信號(hào)在傳輸中的衰減，并且對(duì)脈沖值進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整，從而正確傳播光波信號(hào)。而無源器件主要是包含光線連接器等部件，其主要能夠利用光纖的連接以及光纖與光端機(jī)的連接，其中光纖的連接直接決定著信息傳輸是否成功，其連接成功則信息傳輸成功，其連接不成功則信息傳輸失敗。因此，無源器件在光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中起重要的作用，他能夠決定信息傳輸?shù)某蓴　?/p>

其次，光發(fā)信機(jī)主要以光源、驅(qū)動(dòng)器等組成，通過此對(duì)光波的調(diào)節(jié)，使光波變?yōu)橐颜{(diào)光波，再利用光纖傳送信息并進(jìn)行處理。性能研究結(jié)果表明，光發(fā)信機(jī)可以進(jìn)行電信號(hào)和光信號(hào)交換。光收信機(jī)還可以進(jìn)行光信號(hào)間的交換，即電信號(hào)與光信號(hào)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化，使得光纖通信能夠順利進(jìn)行。一般其主要將光信號(hào)通過檢測器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再利用放大器將電信號(hào)送到接收端。

最后，光纖或光纜主要是對(duì)信息進(jìn)行輸出，從發(fā)送端接收的光信號(hào)就需要利用光纖或者光纜進(jìn)行傳輸，進(jìn)而使得信息得到成功傳送。通過中繼器、無源器件、光發(fā)信機(jī)、光收信機(jī)以及光纖或光纜5 個(gè)部分能夠構(gòu)成光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而保障整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)維護(hù)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

通常光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)維護(hù)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)一般包括以下5 個(gè)方面，依次是基礎(chǔ)設(shè)施管理系統(tǒng)、日常維護(hù)管理系統(tǒng)、技術(shù)維護(hù)支撐的管理系統(tǒng)、自動(dòng)報(bào)警管理系統(tǒng)以及障礙指標(biāo)計(jì)算的管理系統(tǒng)。對(duì)這5 方面的相關(guān)設(shè)置，可以很好地保證光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)維護(hù)系統(tǒng)的功能可靠性，使得光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)得到較好的發(fā)展。在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)管理功能期間可以設(shè)計(jì)“增、刪、改、查”等基本功能，從而滿足不同客戶的不同需求，使得光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)得到全面發(fā)展。而在日常維護(hù)管理設(shè)計(jì)期間，可以將光纜管理信息按照條件進(jìn)行展示，進(jìn)而保障整個(gè)設(shè)計(jì)的有序性。同時(shí)，工作人員能夠借此調(diào)度設(shè)備分析情況，進(jìn)而保障整個(gè)設(shè)計(jì)的完善性與科學(xué)性。在設(shè)計(jì)技術(shù)維護(hù)支撐管理部分時(shí)，要升級(jí)和改進(jìn)通信光纜網(wǎng)絡(luò)信息，通過信息技術(shù)對(duì)維護(hù)支撐管理進(jìn)行創(chuàng)新化設(shè)計(jì)，從而提高整體的維護(hù)支撐。而在設(shè)計(jì)自動(dòng)報(bào)警管理系統(tǒng)時(shí)，工作人員則要對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行完善處理，從而保障信息在電子地圖上得到及時(shí)更新，從而更好地完成系統(tǒng)的維護(hù)工作。

2.3 光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)期間要保障其具有正常的功能，就要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)化的模塊設(shè)計(jì)，從而保障整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行期間穩(wěn)定。首先，對(duì)基礎(chǔ)的管理模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)儀器設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)范化管理，使得光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)得到科學(xué)化的模塊設(shè)計(jì)。其次，對(duì)技術(shù)的維護(hù)和智能模塊開展進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)，在信息化技術(shù)的加持下，要進(jìn)一步創(chuàng)新改進(jìn)光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，運(yùn)用電子信息技術(shù)讓其智能化發(fā)展，進(jìn)而保障整個(gè)模塊的自動(dòng)化進(jìn)展。自動(dòng)化設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)督和管理通信網(wǎng)絡(luò)，使得光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)得到先進(jìn)化發(fā)展。同時(shí)，工作人員在此期間利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，進(jìn)而保障整體管理工作的科學(xué)安全性。再次，對(duì)障礙指標(biāo)開展相應(yīng)的計(jì)算管理。通常光纖電纜在具體運(yùn)行期間會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的故障，因此通過對(duì)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算能夠開展管理模塊，較好地分析系統(tǒng)的故障，從而利用先進(jìn)化技術(shù)進(jìn)行計(jì)算和修復(fù)。最后，在設(shè)計(jì)期間通過預(yù)測模塊能及時(shí)掌握光纖光纜的運(yùn)行情況，利用監(jiān)控技術(shù)使光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠快速找到故障問題，進(jìn)而保障維修工作的順利進(jìn)行[3]。

2.4 光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)在使用期間具有較高的復(fù)雜性，進(jìn)而導(dǎo)致光線維護(hù)的清晰化程度和高效性越來越低，因此當(dāng)光纖通信網(wǎng)絡(luò)的具體情況復(fù)雜時(shí)，就要通過總體設(shè)計(jì)提高光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的清晰性與高效性?？梢岳眯畔⒓夹g(shù)對(duì)光纖的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行電子記錄，將數(shù)據(jù)記錄到計(jì)算機(jī)，使光纖網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的全貌以可視化的形式在地圖上顯示。同時(shí)，光纖通信傳輸系統(tǒng)的工程師可以使用該方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)檢測，進(jìn)而更好地設(shè)計(jì)與創(chuàng)新光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)，使其在新時(shí)代的背景下得到更好的發(fā)展。另外，在設(shè)計(jì)期間需要做好功率預(yù)算和寬帶預(yù)算，功率預(yù)算能夠判斷檢測器接受的光功率，分析其是否達(dá)到所需要的最小功率，其中包含了光纖的損耗率、連接器等期間的損耗率等。光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)只能預(yù)估一個(gè)數(shù)，整體并不準(zhǔn)確，因此需要對(duì)此方面進(jìn)行相應(yīng)的分析。而帶寬預(yù)算則為信息傳輸服務(wù)，通常光纖通信系統(tǒng)中的寬帶與光纖的色散性有關(guān)，因此光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)期間要對(duì)此方面的設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新，使其得到較為準(zhǔn)確的預(yù)算，進(jìn)而改進(jìn)光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

3 光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用

通過光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析，能夠了解光纖傳輸完成信息輸送所需要的步驟和信號(hào)，在發(fā)送后可以利用光纖和發(fā)送模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。調(diào)查分析可知，接收器和傳輸系統(tǒng)中光發(fā)送器都是整個(gè)光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸體系中不可分割的重要部分，因此可以實(shí)現(xiàn)較小的驅(qū)動(dòng)類信號(hào)的功能。因?yàn)檫\(yùn)用的芯片位數(shù)較多，所以示波器最終顯示的波形曲線會(huì)減小失真，從而保障整個(gè)傳輸結(jié)果的準(zhǔn)確性。想要進(jìn)一步獲得更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，就要運(yùn)用較多的位數(shù)芯片，提高光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量。

3.1 光發(fā)送

現(xiàn)代化光纖、光纜傳輸通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，光接收和光發(fā)送設(shè)備已經(jīng)成為了重要的組成部分，相關(guān)光電元件能夠在光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中起重要的作用。此元件能夠發(fā)送集成類功能模塊，通過相應(yīng)的二極管和波長使元件與光纖接口成功對(duì)應(yīng)。同時(shí)，在實(shí)際光發(fā)送期間，通過光電元件能達(dá)到較高的發(fā)光效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)微小驅(qū)動(dòng)電流工作環(huán)境，使光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

3.2 光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用

光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠在電力通信網(wǎng)中有較好的應(yīng)用，并極大地改善了我國的供電網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使網(wǎng)絡(luò)能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行。光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)目前在電力通信網(wǎng)中有廣泛的應(yīng)用，并且能夠形成一套完整的、科學(xué)化的體系[4]。同時(shí)，利用光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)可以對(duì)電話、互聯(lián)網(wǎng)和廣播電視信號(hào)傳輸?shù)确矫孢M(jìn)行應(yīng)用，促進(jìn)了我國光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的普遍發(fā)展。

3.3 企業(yè)內(nèi)部、醫(yī)療行業(yè)的通信應(yīng)用

目前，光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以在企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行通信應(yīng)用，還能夠跨地域、跨部門、跨平臺(tái)進(jìn)行企業(yè)的內(nèi)部通信，促進(jìn)企業(yè)得到更好的發(fā)展。調(diào)查分析可知，企業(yè)內(nèi)部能夠通過光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行文件傳輸、數(shù)據(jù)傳輸、視頻共享等，通過光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信應(yīng)用能夠較好地解決企業(yè)的工作問題，有效促進(jìn)工作效率的提升，并使得企業(yè)的通信方式更加現(xiàn)代化。此外，光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以在醫(yī)療行業(yè)有較好的應(yīng)用。通過光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以用于遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程手術(shù)等，較好解決醫(yī)療距離帶來的問題。

3.4 光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在監(jiān)控方面的應(yīng)用

通過光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠?qū)σ曨l進(jìn)行監(jiān)控，從而傳輸信號(hào)。由于光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有較高的傳輸速率，并且干擾性較低，將其應(yīng)用在視頻監(jiān)控方面能夠較好滿足相關(guān)領(lǐng)域的需求[5]。通常一個(gè)復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)根據(jù)不同的監(jiān)控要求和傳輸距離采用不同的傳輸方式，因此對(duì)于通信技術(shù)有較高的要求。而利用光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控能夠?qū)⒁曨l及控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)并在光纖中傳輸，進(jìn)而較好地解決此類問題。目前，光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要應(yīng)用在國家的主干通信網(wǎng)絡(luò)中。

3.5 光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在電線干線傳輸網(wǎng)中的應(yīng)用

隨著社會(huì)信息化時(shí)代的到來，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度的要求也越來越高。傳統(tǒng)的電線干線傳輸網(wǎng)由于受到電磁干擾等因素的影響，其數(shù)據(jù)傳輸速度很難得到滿足。而光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有傳輸速度快的優(yōu)點(diǎn)，其通信速率較高，因此在電線干線傳輸網(wǎng)中應(yīng)用廣泛。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，信號(hào)的穩(wěn)定性成為了社會(huì)關(guān)注的問題，為了進(jìn)一步增強(qiáng)信號(hào)的穩(wěn)定性，將其光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用在電線干線傳輸網(wǎng)中能夠提高信號(hào)的穩(wěn)定性，使其得到極大的改善。并且光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有誤碼率低的優(yōu)點(diǎn)，其誤碼率僅為每1012bit 出現(xiàn)一個(gè)誤碼，高于電線干線傳輸網(wǎng)多個(gè)數(shù)量級(jí)。這意味著在傳輸數(shù)據(jù)的過程中，光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以更加穩(wěn)定地傳輸數(shù)據(jù)，因此應(yīng)用廣泛。此外，相比傳統(tǒng)的電線干線傳輸網(wǎng)，光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有更低的成本優(yōu)勢。雖然光纖的成本較高，但是光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸距離可以達(dá)到幾十千米，對(duì)于遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)而言，光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相比電線干線傳輸網(wǎng)更具成本優(yōu)勢。

4 結(jié) 論

現(xiàn)階段我國光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)逐漸滲透到了生活的方方面面。光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，可以用于電信、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字廣播、數(shù)字電視以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)領(lǐng)域，還可以用于數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息社會(huì)的核心領(lǐng)域。為了進(jìn)一步提高光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，通過新技術(shù)對(duì)此進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)展，能夠使光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)得到較好的發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)我國各個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)展[6]。未來，我國光纖通信傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠快速地朝著高質(zhì)量、高效率的方向發(fā)展，所以在此后的研究中要不斷創(chuàng)新，進(jìn)而使其得到新的突破。