刍议光纤通信技术的应用发展

[摘 要]光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步，目前，光纤通信技术已有了长足的发展，新技术也不断涌现，大幅度提高了通信能力，并不断扩大了光纤通信的应用范围。光纤通信技术目前有很大的发展空间，预计今后会有更大的需求和市场。本文主要对我国光纤通信技术发展现状、应用及前景进行了探讨。

[关键词]光纤通信；发展现状；发展趋势

中图分类号：TN929.11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0291-01

1 光纤通信的概念

光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输媒介的通信方式。从原理上看，光纤通信的基本物质由光源、光纤和光检测器构成。可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。光纤由内芯和包层组成，内芯一般为几十微米或几微米，比一根头发丝还细；外面层称为包层，包层的作用就是保护光纤。实际上光纤通信系统使用的不是单根的光纤，而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。光纤是用玻璃材料构造的光导纤维，绝缘体性非常好，不会有接地回路的问题；光纤之间基本没有串绕现象，信息传输安全性保密性好；光纤的芯很细，传输系统所占空间小，节省空间。在光纤通信系统中，光波频率的频率高，光纤的损耗低，故光纤通信的容量要非常大。

2 我国光纤通信技术的发展现状

2.1波分复用技术。波分复用技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源。根据每一信道光波的频率（或波长）不同，将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器），将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端，再由一波分复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立（不考虑光纤非线性时），从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。

2.2光纤接入技术。光纤接入网是信息高速公路的“最后一公里”。实现信息传输的高速化，满足大众的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中，由于光纤到达位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的应用，统称FTTx。FTTH（光纤到户）是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供所需要的不受限制的带宽，充分满足宽带接入的需求。目前，国内的技术可以为用户提供FE或GE的带宽，对大中型企业用户来说，是比较理想的接入方式。

3 光纤通信的应用

3.1广播电视网中的应用。近年来，随着光纤通信技术越来越成熟，应用的范围也越来越广。在广播电视领域，光纤作为广播电视信号传输的载体，以光纤网络为基础的网络建设的格局已经形成。光纤传输系统具有传输频带宽，容量大，损耗低，串扰小，抗干扰能力强等特点，传输过程中不会有中继引起的噪声，而影响信号质量，更不会因为接收时信号延时较大，而轻易受干扰。光纤传输系统具有这么多优势，已经成为城市最可靠的数字电视和数据传输的链路，也是实现直播或两地传送最经常的电视传送方式。

3.2电力通信网中的应用。随着光纤在通信网络中的广泛应用，我国很多地区的电力专用通信网也基本完成了从主干线到接入网向光纤过渡的过程。目前，电力系统光纤通信网已经成为我国规模较大、发展较为完善的专用通信网，其数据、语音、宽带等电信业务及电力生产专业业务都由光纤通信承载。可以说，光纤通信保障着电力系统安全稳定运行，电力系统生产生活己离不开光纤通信网。现在，由于电力特殊光缆制造及工程设计技术已经成熟，特别是OPGW和ADSS技术已经开始大规模的应用在国内电力特殊光缆通信中，特别是在大的输电工程长距离主干OPGW光缆线路中应用的作用更明显。

3.3电信干线传输网中的应用。随着我国光通信产业发展，各大专业通信网急速扩展，对信号传输提出了更高的要求。光纤通信因其自身优势而能够满足各种复杂的通信业务要求，而成为首选通信方式。目前，我国己建成以北京为中心向四面八方面各个方向辐射的长途干线光纤网，全国“八纵八横”光纤通信网已建成。“八横八纵”是1988年在原邮电部的主导下开始的建设的大容量光纤通信干线传输网工程项目，这个传输网覆盖全国省会以上城市，有22条光缆干线，总长达33000公里。随着我国通信事业的迅速发展，以光纤通信为基础的传输网络还会建设的更多。

4 光纤通信技术的发展趋势

4.1 逐渐向更加高速，更加大容量发展

在光纤通信的发展中，人们一直希望向高速和大容量的方向发展，对于以前传统的电信发展来说，主要存在的问题就是网络无法真正意义的满足人们的需求。过去光纤通信主要是通过电的时分复用来进行传输的，并且传输的速度可以提升到4倍，一旦速度提升的话那么成本也会产生相应的下降，由此可见，光纤通信系统需要增加相应的传输速度，对于高速的光纤系统来说，增加一定的传输量，可以为以后多媒体的产生创造有利的条件。我们通过调查得知，在全世界范围内，光纤通信设备安装的终端高达4000以上，甚至达到6000，光纤通信设备在一些发达国家已经得到了广泛的使用，虽然我国也在开始逐渐实行，但是从目前我国的情况来看，已经铺设过的光缆肯定是无法满足现在的光纤通信设备的条件的，所以在正式使用光纤通信设备之前，需要进行一系列的测试，确定测试合格以后才可以使用光纤通信设备。

4.2 光孤子通信

所谓光弧子，是一种特殊形式的超短脉冲，或者说是一种在传播过程中形状、幅度和速度都维持不变的脉冲状行波，光孤子与其他同类孤立波相遇后，能维持其幅度、形状和速度不变。光弧子通信在传输的过程中主要是利用光弧子来起相应的作用，以此来使通信无畸变、零误码和能够保持长距离的传输，由此，我们可以看到光弧子技术的发展前景是很可观的，光弧子通信在传输上面主要是实现高速和长距离的通信传播，并且它所具备的控制技术可以使他的速率达到100Gbit/s以上。光孤子通信是一种全光非线性通信方案，其基本原理是光纤折射率的非线性效应导致对光脉冲的压缩可以与群速色散引起的光脉冲展宽相平衡，在一定条件下，光孤子能够长距离不变形地在光纤中传输。它完全摆脱了光纤色散对传输速率和通信容量的限制，它被认为是下一代最有发展前途的传输方式之一。

4.3 向超高速系统的发展

对于以前传统的光纤来说，它只是按照电的时分复用方式来进行的，只要当传输的速率提高大于4倍，传输的每比特成本机会平均下降30%～40%，由此可见，高比特系统的经济效益一般情况下都是按照指数的规律来增长的，这也就是为什么光纤通信系统的传输速率会在这么多年来都一直是出于增加的状态。我们可以看出高速系统的出现不但可以在一定程度上增加业务的整体传输容量，还可以为将来各种各样的新业务提供更多实现的可能，特别是宽带业务和多媒体的业务。

4.4 全光网络

所谓全光网，是指信号只是在进出网络时才进行电光和光电转换，而在网络中传输和交换的过程信号始终以光的形式存在，全光网在以后的光纤通信技术发展中将不断的受到人们的重视。全光网是以光节点取代现有网络的电节点，并用光线将光节点互联成网，采用光波完成信号的传输、交换等功能，克服了现有网络在传输和交换时的瓶颈，减少信息传输的拥塞、延时，提高网络的吞吐量，并且，全光网的信息一直是以光的形式进行传输与交换，提高了传输速度。

光纤通信技术现已作为一种重要的现代信息传输技术之一，在现在的信息社会背景下得到了普遍意义上的应用，在全球通信领域及相关行业在全球处于非常低迷的状态时，光通信技术作为信息技术的重要支撑平台，在未来信息社会中将起到重要作用。