光纤通信特点及发展

延光宇 刘培慧 刘佳妹

1.陕西通信规划设计研究院有限公司；2.中国医科大学第一临床医学院

伴随着经济发展，社会进步，用户需求不断提升，当今社会已经逐步发展成为信息化的新时代。我国的光纤通信技术已经进入高速发展的时期。光纤通信的相关技术在各国的科技领域，特别是电信网络领域起着基础性作用，在一定程度上推动着本国领域内通信事业的发展。本文阐述了光纤通信技术的特点，同时探讨了光纤通信技术的未来发展趋势。

早在六十年代，就有人提出了光纤通信的“预言”，开始研制的光纤损耗很大，可高达400dB/Km，后来，英国标准电信研究所提出，光纤损耗的理论值可以减少至20dB/Km，紧接着日本发现通信光纤的损耗可以达到100dB/Km，最近，掺锗石英光纤的发现，它的损耗可降低至0.2dB/Km，可以说它几乎达到了光纤理论上提出的损耗极限。近十几年来，光纤通信技术有了进一步的发展，新技术也不断被发掘，大大提高了传统意义上的通信能力，这使得光纤通信技术在更大的范围内得到了应用。

光纤通信是电信史上的一次重要革命，已经在电信网中进行了大规模的应用。光纤通信之所以能够成为电信网的主要传输手段，主要取决于它的廉价以及优良的带宽特性。早在六十年代，就有人提出了光纤通信的“预言”，开始研制的光纤损耗很大，可高达400dB/Km，后来，英国标准电信研究所提出，光纤损耗的理论值可以减少至20dB/Km，紧接着日本发现通信光纤的损耗可以达到100dB/Km，最近，掺锗石英光纤的发现，它的损耗可降低至0.2 分贝/千米，可以说它几乎达到了光纤理论上提出的损耗极限。近十几年来，光纤通信技术有了进一步的发展，新技术也不断被发掘，大大提高了传统意义上的通信能力，这使得光纤通信技术在更大的范围内得到了应用。目前，光纤通信技术已在长途十线、有线电视、海底通讯以及局域网中得到普及应用。

所谓的光纤通信，就是利用光纤来传输携带信息的光波，从而达到通信的目的。首先对光波进行调制，在接收的一端将光波变成信息，被检测出来。光纤其实是由一种细长的圆柱形复合纤维。由内而外依次是：纤芯—包层—涂覆层。纤芯很细，几十微米到几微米不等，比头发丝还细。在实际应用中，许多光纤聚集的一起组成光纤系统。

1 光纤通信技术的特征

光纤通信能成为未来通信领域的发展方向，是因为它具有如下一些特征：（1）通信的容量特别大，并且传输距离远；一根光纤的潜在宽带可达20THz。如果使用这种带宽，将人类古今中外全部文字资料传送一遍，只需一秒钟。（2）信号干扰和电磁干扰小。（3）保密性能好、传输质量佳，在各种通信方式中，唯一不受电磁干扰的就是光纤通信。（4）尺寸小、重量轻，便于铺设和运输。（5）材料来源很丰富，可有效节约铜的使用，有利于保护环境。（6）没有辐射，很难进行窃听，因为光波是不可能跑出光纤以外的。（7）光缆铺设以后，不仅适应性强，而且寿命长。

2 光纤通信技术的发展趋势

向超大容量WDM 系统的演进

波分复用（WDM）简单的讲就是，利用多个激光器在单条光纤上同时发送多束不同波长激光的技术。经过调制，每个信号包括（文本、语音、视频等），都在它唯一的色带内传输。电话公司以及其他运营商在使用后，光纤基础设施的容量大大增加。采用WDM 系统可以充分利用光纤系统，使容量迅速扩增；这样在传输中可大大节约传输成本，还有另一种途径称之为光时分复用（OTDM）技术，这种技术可提高光纤传输的容量。增加单根光纤中传输的信道数来，从而提高传输的容量，这是通过WDM 实现的，然而，OTDM 技术则是通过提高单信道速率来提高传输容量。如果想提高光通信的传输容量，仅靠OTDM 和WDM是不够的，可以利用多个OTDM 信号进行波分复用，从而大幅提高传输容量。可以肯定的是，波分复用系统的快速发展在近几年来是通信发展史上的又一次大的突破。

向超高速系统的发展

从电信发展的角度来看，通信容量增大的需求和传输速率的提高始终困扰着电信网的发展。传统意义上的光纤通信始终依照TDM 的方式进行，传输速率每提高4 倍，传输成本将下降30%～40%；因而通信系统的经济效益大致按指数规律增长，这也就不难理解为什么在过去的20多年来光纤通信的传输速率持续增加的原因。基于此，光纤通信始终在按照TDM 的方式扩容，目前商用通信系统的速率已经达到10Gbit/s，其速率在20年时间里增加了2000 倍。高速系统不仅增加了通信业务的传输容量，而且也为其他的一些新业务，宽带业务和多媒体业务的实现提供了前提条件。光复用的方式有很多种，但目前进入商用阶段的只有波分复用（WDM）的方式，而其它方式尚处于试验研究。

实现光联网

造成现代通信灵活性不够以及可靠性无法保证的一个重要原因就是现代大量点对点通信的运用，目前专门为了保证通信的灵活性以及可靠性而建立的波分复用系统也无法彻底解决在实际过程中所遇到的各种难题，即便波分复用系统拥有了超越传统技术的大容量的信息传输功能，要想彻底解决上述难题就必须在光路上实现交叉功能以及分叉连接功能。因而，在光连网中除了努力扩大网络的容量、实现灵活的网络重建以及重组外，还必须要增加一定数量的网络节点，这也就意味着，在SDH 电网络通信后的另一个发展高潮就是光纤网络。

光联网的优势主要有以下几点：第一其不仅能够灵活的重组网络，完整呈现出网络的可重构性，还能够有效的组建超大容量的光网络；第二光联网对于实现网络恢复的系统和制式并未做出限制，这样能够极大的缩短恢复网络的时间，若能够实现光联网，其恢复网络所需时间可能仅仅需100ms。正是基于光联网的上述特点，如果能够成功的建立一个全国范围的大容量、透明、灵活的骨干网络，不仅能够快速拉懂经济的发展，也有利于国家的信息安全。

开发新一代的光纤

为了满足不同地域的城域网以及干线网络的发展，则必须要建设具有大容量的光纤，传统的单模光纤从技术上已经无力承担起这种超大容量、超高速以及超长距离传输的需要。目前能够承担起超大容量、超高速以及超长距离传输的需要的新一代光纤主要为：G.655 光纤以及全波光纤，相对于G.655 光纤而言，全波光纤更有优势，因为全波光纤进行了工艺上的改革，虽然全波光纤与G.652 匹配包层光纤一样，但是全波光纤成功的消除了由于水峰所带来的衰减，这样便能开放第5 个低损窗口。但由于其他配套技术上的限制，全波光纤距离广泛应用于电信网络的铺设中仍有相当长的距离。

3 结束语

本篇论文带领我们一起回顾了我国光纤通信技术的发展历程，介绍了光纤通信技术的基本特点，深入地探讨了我国光纤通信技术的趋势走向。光纤通信技术作为信息技术最为重要的支撑平台，在信息化的新时代社会中无疑将会起到至关重要的积极作用。因此我们完全有理由认为光纤通信进入了又一次蓬勃发展的新阶段。而这一次发展涉及的范围更广，技术更新更难，影响力和影响面也更宽，势必对整个电信网和信息产业产生更加深远的影响，我国的光纤通信技术还处于不断发展的阶段，还有很大的进步空间，还需要科研人员的不断研究，以取得更新的成果。