光纤通信的应用及其关键技术研究

【摘要】光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式，它作为现代重要的通信技术已在很多领域得到广泛应用，本文首先对光纤通信技术及其系统组成进行了介绍，然后对光纤通信中的关键技术和应用领域作了阐述与分析。

【关键词】光纤通信波分复用接入网

一、引言

在上世纪90年代之后，IT业的迅速发展和人们生活方式的转变使得对信息的需求量骤然增大，通信业也随之得到了快速发展，诸如视频会议、视频通信、传感器和科技数据的传输等各种通信业务的出现要求有与之相适应的通信速率和通信网络带宽，光纤通信的出现可以很好的满足这些需求。光纤通信作为一种现代重要的通信技术之一，已经在很多领域得到了广泛应用，为社会带来了很大的经济效益。

二、光纤通信简介

光纤通信就是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。光纤主要由内芯和包层构成，多根光纤聚合形成光缆来作为光纤通信系统的传输介质。光纤通信系统区别于其他通信系统的主要特点在于，它们的载波频率是不同的：微波载波频率一般在1GHz-10GHz之间，光波的载波频率可以高达100THz。

光纤通信系统主要包括三大部分：发送端、接收端和中继，其组成结构如图1所示。

在发送端把要发送的语音、图像等信息转换为电信号，电端机是指常规的电子通信设备，可以产生电的数字信号，即数字基带信号，由光发送机实现电/光转换，即把电端机产生的电信号调制到光源发出的光波上，将信号耦合后使光强度随电信号的频率而变化，然后送至光缆上进行传输，其中光发送机包括驱动器、调制器和光源；接收端由光接收机（包括光放大器和光检测器）中的光检测器将从光缆接收到的光信号转换为电信号，之后由光放大器进行放大，送至电端机，从而还原出原始的数据信息；中继器主要是负责补偿传输过程中衰减的信号，以及调整失真脉冲，主要包括光源、光检测器与判决再生电路三部分。

三、光纤通信的关键技术及应用领域

3.1光纤通信的复用技术

（1）波分复用技术（WDM）：WDM技术能够充分利用光纤巨大的带宽，使光纤的传输容量得到很大的拓展；WDM使用相互独立的波长，可以将不同波长的多达几百个信号在同一根光纤上进行同时传送；WDM还可以利用单根光纤进行双向传输，从而降低了成本，是一种应用领域广泛的光纤复用技术。（2）时分复用技术（TDM）：TDM把传输时间分成多个周期性的时隙，通过将多种相互独立的信号分配到分立的时隙上，以实现在一条公共的物理信道上进行多个信号的传输，从而更有效的利用光纤的频谱资源，TDM技术更适合于传输数字信号。（3）空分复用技术：这是一种最简单的复用技术，就是由多根光纤聚集形成一条光缆，一路信号在光缆中的一根光纤上传送。采用空分复用要求光纤的直径足够小，其实现简单但是成本较高。

3.2光纤接入技术

光纤接入技术是将高速数据、高保真音乐以及视频等大众需求的高速信息流入到千家万户的宽带网络接入技术。光纤接入网可以分为有源光网络和无源光网络，其中有源光网络是指系统ATM、SDH及以太网等技术，而无源光网络是指系统中不含有任意的有源器件。根据光纤不同的到达位置，光纤接入网可分为光纤到交换箱（FTTCab）、光纤到路边（FTTC）、光纤到大楼（FTTB）和光纤到户（FTTH）四种服务形式。

3.3光纤通信技术的应用

由于光纤通信拥有高频带、低成本、低重量、低损耗、很高的保真度、强抗干扰能力以及可靠的工作性能等优势，在很多领域都有广泛的应用。目前，大容量光纤通信技术已经应用到电力通信行业、广播电视行业、计算机网、物联网以及军事装备等各行各业。

四、结束语

光纤通信作为一种现代重要的通信技术已经在很多领域得到了广泛应用，本文首先对光纤通信技术及其系统组成进行了介绍，然后分析阐述了光纤通信中的关键技术和应用领域。光接入网络通信技术、采用新生光纤以及超高速的光纤系统将是光纤通信的发展方向，光纤通信技术的不断飞跃必会推动未来通信业及社会经济的极大发展。