淺談光纖通信技術

摘要：近年來，隨著IP業務量的不斷增長，光纖通信進入蓬勃發展的高潮。光纖通信，主要是通過光波，利用極細的光導纖維，然后通過光電變換，從而來傳輸信息的通信系統。目前，我國的骨干通信網到城域網，以及用戶的接入網，幾乎都是采用光纖來實現的。

關鍵詞：光纖通信;光纖技術;光波;優勢;應用

1.引言

光纖通信即光導纖維通信，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，光纖通信技術越來越受到人們的重視，其應用領域也正在不斷地擴大，并逐步地開始普及。其優勢對比于以往傳統的通信技術來說更有優勢，光纖材料為玻璃，屬于電氣絕緣體，不會發生接地回路，其通信載體是光波，頻率比較高，比同軸電纜或導波管的損耗也要更低，同時還能夠大大提高容量。另外，光纖的芯也比較細，所以其傳輸系統所占的空間也比較小。目前，我國已經累計鋪設光纜超過四百萬公里，光纖用量超過八千萬公里，對其傳輸速度和質量也正在不斷地改進，光纖通信未來發展前景可觀。

2.光纖通信技術介紹

2.1 頻帶較寬以及損耗較低

目前，最具有優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，可以實現更低的損耗，更遠的中繼距離。比如單模光纖，當其位于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等來加大光纖傳輸的容量，而TDM和WDM是最為常見的擴容方式，前者主要是對信號進行時分復用，會伴隨著復用速率而提高，已經是較為成熟的技術了;而后者WDM技術，即波分復用技術，主要是通過波分復用器將不同規定波長的信號光載波合并起來，同時在接收端放有波分復用器來把這些光載波進行區分。

2.2 保密性高以及抗干擾能力強

在電波進行傳輸時，會比較容易發生電磁波的泄漏的問題，而在光纖中傳輸中，保密性較高，光波導結構能夠將光信號完善地限制在其中，泄漏的射線也會被環繞光纖的不透明包皮所吸收，因此不會出現泄漏的問題。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，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域上的應用。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 便于鋪設以及容量、速度較大

光纖的直徑比較纖細，加上保護套后的直徑只有約0.1mm，因此光纖對比其它介質來說，重量也比較輕，甚至是其他介質的幾百分之一。這樣一來非常便于光纖鋪設、節約成本，能夠充分利用管道空間。同時，光纖通信還有一個優勢是容量比較大，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了2.5Gbps 到10Gbps，今后還有很大的擴展空間。近年來，我國的光纖通信技術發展非?？?，其應用領域也在不斷地擴大，相應地迅對于光纖光纜的需求量也正在不斷上漲。我們可以采用環網傳輸系統或也鏈路系統，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，使得人們能夠在任何地方都能夠對同樣的電視節目下載，也方便工作人員進行管理等。

3.光纖通信技術中光纖的應用

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，那么可以對光纖結構進行調整，設計色散位移光纖，我們可對光纖進行結構設計，使得零色散的波長產生位移，便可以產生色散位移光纖，即G.653光纖。這樣的光纖，有著更為廣泛的應用范圍，他在1550rim處的色散為0，會有FWM效應。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中得到了大量應用，但是它1550rim處的色散為零，在進行WDM時會產生嚴重的FWM效應，不適應波分復用系統的需要。

3.2 高強度耐彎單模光纖

一般來說，高強度的耐彎單模光纖是比較好的，也是同行企業中，最具競爭力的一種光纖。由于光纖網建設的重點是由骨干網向城域網、用戶接入網進行的，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，進一步降低網絡布線成本。

3.3 無水峰光纖

對比于傳統的單模光纖，無水峰光纖更具有優勢，這主要表現在進一步擴大了波長范圍，是常規光纖的一半，能夠進行超大容量的傳輸?，F實中我們可以采用稀疏波分復用方案，即CWDM，使用波長間隔較寬以及對穩定度要求不是很高的相關元件，進一步降低成本，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，色散只是波長區的一半，可以進行高比特率長距離傳輸。

3.4 大有效面積光纖

超高速系統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行補償，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，為了有效地實現大容量、遠距離密集波分復用系統，大有效面積光纖得到了應用，在c波段，其光纖以10Gbit/s為基礎高密集WDM系統信噪比較高，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用。

4.結語

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

參考文獻：

[1]崔建偉.淺談光纖通信技術的發展現狀及應用[J].工程技術（引文版），2018（01）.

[2]鄭豐果.淺談光纖通信技術在鐵路通信系統中的應用被引量[J].信息通信，2017（01）：262-263.

作者簡介：方麗，電子信息方向，講師，漢族，江西工程學院。