对光纤通信技术应用的分析

高永雄

【摘 要】光纤通信技术的问世与发展给世界通信业带来了革命性的变革。特别是经历近40年的研究开发，光纤、光缆、器件、系统的品种不断更新，性能逐渐完善，已使光纤通信成为信息高速公路的传输平台。本文探讨了光纤通讯技术的原理、光纤通信技术的应用现状与面临的挑战及光纤通信技术带动的相关应用服务发展趋势。

【关键词】光纤；通信技术；应用；现状；发展趋势

1.光纤通讯技术的原理简介

“光纤（Optical Fiber）”就是一种利用玻璃或塑料的纤维所制造出来当作输送光线的工具。管径的大小大约只有万分之一公尺，只比头发稍粗一点，而微细的光纤封装在塑料护套中，可以让光纤能够弯曲而不至于断裂。作用方面与输送自来水的水管还有输送瓦斯的瓦斯管一样，不过输送的是“光波”。光纤的材料主要分成塑胶和玻璃，各有不同用途。玻璃光纤品质较好，价格较贵，漏光量较少，可以使用在传真度较高的讯号传输上，例如有线电视、光纤网络等应用上；塑胶光纤价格较低廉，但相对地漏光量也较大，可以使用在照明的用途上，例如环绕游泳池的周边，不但达到省电照明的功效，还有艺术效果。光纤是根据“全反射”，又称为“全内反射”的原理来传输光波。由于介质的“折射率”不同，所以当光线经过两个不同的介质，光线会在介质的介面上被折射或反射，而全反射只会发生在当光线从较高折射率的介质进入到较低折射率的介质，及入射角大于临界角的时候，就是当光线远离法线时，与法线的角度越大，光线折射的部分则越少，又因没有折射，都是反射，故称为全反射。

人类的科技不断进步，朝着越来越方便、快速的方向发展。另外，在这信息发达的时代里，信息的传递也是相当重要的，为了节省时间，传递信息的方式也越来越进步，从古代的飞鸽传书到现代的各种通讯设备，显现出科技的发展与进步，而光纤通讯就是近年来应对人们对于信息快速流通以及方便获取的需求所发展出的新兴技术，而且光纤不受干扰又适合长距离通讯等许多的优点，又符合节省能源的未来趋势，对于人们在网络传输资料或信息上都有很大的帮助，是不可获缺的科技。

2.光纤通信技术的应用现状与面临的挑战

为提升民众生活品质，增加企业发展优势，让社会大众均可享受多样化高品质的网络服务，推动光纤建设已成为必要的规划。就光纤公共基金投资而言，全球主要国家包括澳大利亚、新西兰、、希腊、新加坡、法国和美国等均为建立中立型的国家光纤网络而投入大量资金，希望刺激产业界进行良性竞争。以美国为例，2010年5月提出了FCC国家宽频计划（FCC National Broadband Plan），预计在2020年，全美家庭网络速度达4Mbps，能有1亿的家庭用户享受100Mbps的宽频网络服务，期望通过全国性宽频网络的建设来振兴经济并带动产业，根据FTTH Council 2010年最新的调查数据，两千万户的北美家庭已可使用光纤网络，645万户的家庭已通过光纤来接收网络、电视/声音服务；另根据RVA市场研究机构调查指出，随着中小型电信业者的加入，北美FTTH网络将会持续的扩展，超过北美FTTH最大供应商Verizon 2.3亿美元的家庭光纤建设计划（Fiber Optic Service， FiOS）的预期目标。

当然，IDATE（Institut de l1Audiovisuel et des Télécommunications en Europe）电信事业群表示，由于目前消费者和企业仍无法体会到光纤所带来的好处，光纤相关营运商无法预见光纤所带来的商机，且部分公共事业群低估了经营光纤产业的复杂性，加上有些当地政府在筹措资金上遭遇困难等，各国在推动光纤建设仍有许多挑战需要被克服。

3.光纤通信技术带动的相关应用服务发展趋势

Yankee Group将目前网络相关应用服务分为促成整体服务发展的促成服务（Enabling Services），加上整体经济服务（Wider-Economy Services）、娱乐服务（Entertainment Services）、沟通服务（Communication Services），共四大领域，整理出网络服务应用组合：目前较为广泛应用的网络服务有IPTV、交通信息服务、网络电话等，位于成长阶段的服务有家庭监控、商业固网行动汇流（Commercial FMC）、网络电视等，新兴应用服务有e化教育、Catch-Up TV、整合性固网行动汇流（Integrated FMC）等，关于未来想像的服务有e化医疗、3D电视、电视网络电话、互动式电视内容等。可以发现其中许多是以电视为主要媒介的网络应用服务，电视几乎为每个家庭必备且仰赖的设备，未来的服务发展仍会以此为主要应用设备，而这些服务皆有赖光纤的环境来加以支撑。

在服务定位部分，Yankee Group则从两个方面来探讨，一为服务对厂商的获利程度，另一种为服务对消费者的吸引程度，或是说服务和光纤的连结程度，这两种力量往往是相互拉扯。以电视为例，电视对消费者来说是订购各项服务的重要媒介，像是HDTV等，但是对电信厂商是低获利产品；而宽频对电信厂商是高获利产品，但是单只有高速网络并不能增加消费者申装光纤的兴趣。

有鉴于此，Yankee Group整理三种策略模式的建议，提供服务内容提供商参考：一种为broadband utility策略，旨在提供高品质的网络接取服务给更多的顾客，如香港宽频公司，以提供稳定高速的宽频接取服务为主；一种为expand and cash-in策略，提供广泛的网络建设加上一点点的应用服务，直到发现许多客户有兴趣的关键服务为止，如法国电信公司Orange在其主要行动通信和宽频网络业务上，提供客户相关应用服务；第三种为keep it premium策略，在不影响现有收益下提供特定族群高获利的服务内容，如美国电信商AT&T;推出U-verse服务，针对电视、行动用户提供固网的数据、语音与影音的Triple Play服务，借此扩增营收。

4.小结

由于光纤传感器不受电磁干扰，传输信号安全，可实现非接触测量，可做成光纤传光型及光纤敏感型的各式各样的传感器，因而它具有高灵敏度、高精度、高速度、高密度，适应各种恶劣环境下使用以及非接触、非破坏和使用简便等特点。近年来，传感器朝着微型化、数字化、智能化、网络化的方向发展。光纤传感器具有众多优异的性能，能够对应变、压力、温度、振动、声场、折射率、加速度、电压、气体等各种参数进行精确测量，适应极端恶劣的环境。

目前各国陆续推出国家宽频计划和全国性光纤布建计划，以及衡量通讯发展的国际评比将光纤相关指标纳入其衡量体系内，这如同经济学人（EIU）的数字经济评比（Digital Economy Rankings），均显示光纤在发展信息社会的重要性日益增加。在我国，推动宽频网络是政府与相关产业重要发展策略之一，根据FTTH Council的统计，我国光纤普及率已经取得了较好的成绩，显示推动措施已达到部分成效。尽管如此，目前我国家庭用户的宽频接入技术仍以ASDL为主，许多消费者及企业仍无法体会光纤带来的好处。未来，政府除建立合适的法规，如数位汇流发展方案等，协助光纤铺设工作外，也应鼓励光纤服务产业以及内容产业的发展，以开启民众对频宽及各种创新服务的需求，以期形成一个完整的光纤宽频使用环境。

【参考文献】

[1]刘海军.浅析光纤通信技术的现状与发展[J].科技信息，2009，（31）.

[2]陈虎，石锋.对光纤通信技术的探讨[J].科技信息，2011，（2）.

[3]吕璠.光纤通信的发展趋势及应用[J].科技信息，2009，（23）.

[4]陈世贤.扩频通信技术及其应用[J].宝鸡文理学院学报（自然科学版），1998，（4）.