光纤对传输网传输效率的保障与提升效果研究

庞振国

[摘要]当网络已经进入到我们生活的各个层面时，光纤网正作为传输媒介为我们传输着大量的信息，光纤作为一种极细的玻璃纤维为了每天的信息生活服务，其优良的性能不仅推动了传统传输网的发展与进步，也推动了时代的前进。本文将介绍了传输网的发展、光纤网以及光纤对传输网的发展所起到作用，并分析其优点和其所存在的一些隐患。

[关键词]光纤 传输网 优良性能

[中图分类号][TN913.7] [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0208-01

1 概述

光纤作为宽带接入一种主流的方式，有着通信容量大、中继距离长、保密性能好、适应能力强、体积小重量轻、原材料来源广价格低廉等的优点，光纤宽带的普及也是大势所趋。

传输网的发展经历了三个阶段：又绞线阶段、电缆与双绞线相结合阶段以及光纤传输阶段。在双绞线阶段时期，语音不能同大规模数据通信混用也适应这样的数据通信；而在电缆与双绞线相结合的阶段，传输网能够进行大量数据与视频的传输需求，但同时也需要更多的接入设备，因而成本相对提高许多，另外这种网络由于不容易扩展，因此难以得到发展；进入到光纤阶段后，传输网的各个相应附属设备趋于完善，数据处理能力、扩展性也相应提高，促使传输网展成为综合通信网络。

2 光纤与传输网

2.1 光纤简介

光纤即光导纤维，它是一种用玻璃或塑料制成的纤维，光在其中通过全反射原理以传信息。光纤是一种光传导工具，光在光导纤维的传输时损耗比较低，而电在金属导线传导的损耗相对较大多，因而光纤很适合被用作长距离的信息传输。

光纤一般分为三层：芯径一般为50μm或62.5μm的中心高折射率玻璃芯，中间层为通常直径为125μm的低折射率硅玻璃包层，最外层是树脂涂层以加强防护；一般内层与中间层的折射率不同，通常内芯的折射率比外层玻璃大1%，根据光的折射和全反射原理可知，在这种情况下，光可在内芯全部反射，几乎不会有损耗。

光纤传输的优点：

1960年，美国科学家Maiman发明了世界上第一台激光器，激光从此成为良好的通信光源；其后二十多年，人们终于制成了低损耗的光传输介质——光纤，从而奠定了光通讯的基石，光纤也推动了光通讯、传输网的飞速发展。

光纤于传输网具有很多突出的优点，下面将介绍其中最突出的几点：

1）频带宽；频带的宽窄代表传输容量的大小，光纤的频带比VHF频段高出一百多万倍；尽管不同频率的光在光纤中传输也会出现相应的损耗，从而影响频带宽度，即使如此光纤的最低损耗区的频带宽度也可达30000GHz；而得用先进的相干光通信技术可以在30000GHz频宽内加载2000个光载波，再进行波分复用，光纤就可以容纳上百万个频道。

2）损耗低；与电缆传输相比光导纤维的损耗则要小得多，数据表明，光纤传输比同轴电缆传输的其功率损耗小一亿倍，因此信息在光纤中能传输更远的距离；另外，光纤传输在全部有线电视频道内的损耗相同，不需要引入均衡器像电缆中传输那样进行均衡；其次是温度的变化不会影响到光纤传输的损耗，因而当环境温度发生变化时干线电平的波动也不会到影响。

3）重量轻；光纤的芯线直径一般为4到10微米之间，就算在加上防水层、加强筋、护套等之后，由4～48根光纤所组成的光缆的直径也还不到13毫米，而标准的同轴电缆的直径为47毫米，因而玻璃纤维的光纤比起金属电缆线的重量更加轻。

4）抗干扰能力强；由于石英是构成光纤的基本成分，具有只传光不导电的特性，而且光信号在其中传输时也不会受到电磁场的干扰，因此信号在光纤中传输不易被窃听，利于信息安全。

5）保真度高；信号在光纤中传输，只要激光器的线性好，就可高保真地传输电视信号；另外光在光纤中传输不需要用中继放大，也就不会因此而引起非线性失真。

6）可靠性强；由于光纤系统所用到的设备相对少，前面提交到不会像在电缆系统中那样用到几十个放大器，设备少也就会相应地减少损耗与误差的出现，因此其可靠性更高，光纤设备可无故障工作达50万～75万小时，而光纤系统中寿命最短的光发射机——激光器的最低寿命也可达10万小时以上。

7）成本低；有论理认为光纤传输信息的带宽每6个月增加1倍，但其价格降低1倍。与电缆原材料——铜不同的是，石英来源十分丰富，光纤的造价也会随着技术的进步会进一步降低而不会像铜一样上涨；这也是光纤传输的极大优势。

2.2 光纤对传输网的作用

电话系统是由光缆和先进的超级计算机交换系统所组成，它已经同全国电话网相连；因而可以利用电话网络来建设“信息高速公路”；光缆系统是“信息高速公路”的骨干，光缆由细长的玻璃纤维构成的，数字化信息在其中以激光脉冲形式进行传输，而在同轴电缆中传输的形式则为无线电波。由于激光脉冲波长比无线电波的波长短，因而光纤线路具有更大的信息容量。

在当今社会中，光纤系统已广泛应用于数字电视、语音和互联网信息的传输中，光纤已成为商用、工业等多个领域的地面传输标准；军事与防御领域又进步推动了光纤大范围更新换代的重要动力。

2.3 光纤网

光纤传输系统一般由光发送机即光源、传输介质、光接收机即检测器组成。当光纤传输用于计算机网络通信时，光源和检测器的工作一般都由光纤收发器完成，光纤收发器的作用是将双绞线所传输的信号转换成使其能够通过光纤传输的光信号，是一种用来实现双绞线与光纤连接的设备，光纤收发器是双向的，也能将光信号转换能够在双绞线中传输的信号。

当光纤用于普通的视、音频、数据等传输时，光源和检测器的工作则一般是由光端机来完成，光端机负责将多个为E1的中继线路数据传输标准的信号转变成光信号并进行传输，光端机的主要用于实现电到光以及光到电的转换；光端机按其转换信号的类别分为模拟式和数字式光端机。

光纤传输系统也按传输信号的类别分为数字传输系统和模拟传输系统；后者是将光强加以模拟调制，将输入信号转变为振幅、频率或相位的连续变化的传输信号；而数字传输系统则是把输入信号转变成“1”，“O”的脉冲信号，并将其作为传输信号进行传输，最后在接受端将其还原成原信号。光纤传输系统也其它方式分为：单模光纤、多模光纤；缓变型多模光纤、缓变增强型多模光纤和缓变型单模光纤；阶跃型光纤、梯度型光纤、环形光纤等。

由上面介绍可知，光纤传输系统不仅可用来传输模拟信号，也可用来传输数字信号，也可以进行视频传输。

任何事物都有它双面性，光纤传输网也存在一些的安全隐患，如：弱光攻击、强光攻击等，因机电需要针对不层次的不同问题采取不同的对策加以防范，因而需要增加网络运营成，需要在成本与安全之间寻找到平衡，针对不同用途的光纤传输网采用不同的安全策略和标准。

3 结束语

目前，我国已经形成了相对较完善的光纤通信体系，涵盖了光器件、光模块、光纤、光缆、光传输设备等多个领域，另一方面移动互联网、三网融合等新型信息动技术发展应用也推动了光纤传输系统的发展。光纤传输系统经过了30多年的发展，在扩大网络传输容量方面起到了不可替代的作用。

本文通过对光纤对传输网发展作用、光纤网系统以及光纤的进行了一个系统而细致的介绍，并客观地分析了光纤网所存在的不足；另外也分析了光纤作为传输介质的优势以及这些其方式无法达到优点使得光纤对传输网的发展的起到了不可替代的巨大推动作用。

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