浅谈光纤通信技术的现状及发展

杨晓天

【摘要】 光纤通信技术是目前发展很迅速的一种通信技术，并已成为现代通信的主要支柱之一。光纤通信技术作为世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具，它已深刻地改变了电信网的面貌，成为现代信息社会最坚实的基础，并向我们展现了无限美好的未来。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。

【关键词】 光纤通信技术、传送工具、光波、传输媒介

Introduction to the present situation and development of optical fiber communication technology

Abstract： Optical fiber communication technology is a kind of communication technology is now developing very rapidly， and has become one of the main pillars of modern communication. Optical fiber communication technology as an important symbol of the world new technology revolution and the information of the main tools in the future information society， it has profoundly changed the face of the telecommunication network， become one of the most solid foundation of modern information society， and to show our beautiful future. Optical fiber communication is based on light wave as information carrier， optical fiber as transmission medium of a way of communication.

Keyword： Fibre Optical Communication Technology、means of conveyance、optical wave、transmission medium

一、引言

在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路，光纤之间的串绕非常小；光波在光纤中传输，不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听；光纤的芯很细，由多芯组成光缆的直径也很小，所以用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的新问题。

二、光及其特性

1.光是一种电磁波。

可见光部分波长范围是： 390～760nm（毫微米），大于760nm部分是红外光，小于390nm部分是紫外光。光纤中应用的是：850，1300，1550三种。

2.光纤结构及种类：（1）光纤结构：光纤裸纤一般分为三层： 中心高折射率玻璃芯（芯径一般为50或62.5μm），中间为低折射率硅玻璃包层（直径一般为125μm），最外是加强用的树脂涂层。（2）数值孔径：入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同（AT&TCORNING）。

3.光纤的种类：按光在光纤中的传输模式可分为： 单摸光纤和多模光纤。

按最佳传输频率窗口分：常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。

按折射率分布情况分：突变型和渐变型光纤。

4.光纤制造与衰减：（1）光纤制造：现在光纤制造方法主要有：管内CVD（化学汽相沉积）法，棒内CVD法，PCVD（等离子体化学汽相沉积）法和VAD（轴向汽相沉积）法。（2）光纤的衰减：造成光纤衰减的主要因素有： 本征，弯曲，挤压，杂质，不均匀和对接等。

5.光纤的优点：（1）光纤的通频带很宽.理论可达30亿兆赫兹。（2）无中继段长，几十到100多公里，铜线只有几百米。（3）不受电磁场和电磁辐射的影响。（4）重量轻，体积小。例如：通2万1千话路的900对双绞线，其直径为3英寸，重量8 吨/KM。而通讯量为其十倍的光缆直径为0.5英寸，重量450P/KM。（5）光纤通讯不带电，使用安全可用于易燃，易暴场所。（6）使用环境温度范围宽。（7）化学腐蚀，使用寿命长。

三、光缆

1.光缆的制造。光缆的制造过程一般分以下几个过程：（1）光纤的筛选：选择传输特性优良和张力合格的光纤。（2）光纤的染色：应用标准的全色谱来标识，要求高温不退色不迁移。（3）二次挤塑：选用高弹性模量，低线胀系数的塑料挤塑成一定尺寸的管子，将光纤纳入并填入防潮防水的凝胶，最后存放几天（不少于两天）。（4）光缆绞合：将数根挤塑好的光纤与加强单元绞合在一起。（5）挤光缆外护套：在绞合的光缆外加一层护套。

2.光缆的种类：按敷设方式分有：自承重架空光缆，管道光缆，铠装地埋光缆和海底光缆。按光缆结构分有：束管式光缆，层绞式光缆，紧抱式光缆，带式光缆，非金属光缆和可分支光缆。按用途分有：长途通讯用光缆、短途室外光缆、混合光缆和建筑物内用光缆。

四、连接和检测

1.光缆的连接：endprint

方法主要有永久性连接、应急连接、活动连接。

永久性光纤连接（又叫热熔）：这种连接是用放电的方法将连根光纤的连接点熔化并连接在一起。一般用在长途接续、永久或半永久固定连接。

应急连接（又叫）冷熔：应急连接主要是用机械和化学的方法，将两根光纤固定并粘接在一起。

活动连接：活动连接是利用各种光纤连接器件，将站点与站点或站点与光缆连接起来的一种方法。

2.光纤检测：

光纤检测的主要目的是保证系统连接的质量，减少故障因素以及故障时找出光纤的故障点。检测方法很多，主要分为人工简易测量和精密仪器测量。

人工简易测量：这种方法一般用于快速检测光纤的通断和施工时用来分辨所做的光纤。它是用一个简易光源从光纤的一端打入可见光，从另一端观察哪一根发光来实现。

精密仪器测量：使用光功率计或光时域反射图示仪（OTDR）对光纤进行定量测量，可测出光纤的衰减和接头的衰减，甚至可测出光纤的断点位置。这种测量可用来定量分析光纤网络出现故障的原因和对光纤网络产品进行评价。

五、光纤的应用及系统设计

1.光纤的应用：

人类社会现在已发展到了信息社会，声音、 图象和数据等信息的交流量非常大。以前的通讯手段已经不能满足现在的要求，而光纤通讯以其信息容量大、保密性好、 重量轻体积小、无中继段距离长等优点得到广泛应用。其应用领域遍及通讯、交通、工业、医疗、教育、航空航天和计算机等行业，并正在向更广更深的层次发展。光及光纤的应用正给人类的生活带来深刻的影响与变革。

2.光纤的优点：

通信容量大（传输频带宽，可达到10GB/S），距离长（传输距离可达到100KM），损耗低，不受电磁干扰，不带电使用安全可靠。

3.光纤网络系统设计：

光纤系统的设计一般遵循以下步骤：（1）首先弄清所要设计的是什么样的网络，其现状如何，为什么要用光纤。（2）根据实际情况选择合适是光纤网络设备、光缆、跳线及连接用的其它物，选用时应以可用为基础，然后再依据性能、价格、服务、产地和品牌来确定。（3）按客户的要求和网络类型确定线路的路由，并绘制布线图。（4）核算不合格时，应视情况修改设计，然后再核算。这种情况有时可能会反复几次。endprint