光纤通信技术特点和发展趋势研究

梁国茂　邢伟杰　杨光

【摘要】 近年来，光纤通信技术得到了长足的发展，新技术不断涌现，这大幅提高了通信能力，并使光纤通信的应用范围不断扩大。本文探讨了光纤通信技术的特点以及发展趋势，旨在为下一步的研究工作指明方向。

【关键词】 光纤通信 技术特点 发展趋势

一、光纤通信技术的特点

1.1 通信容量大

由于光纤通信使用的光波具有很高的频率，因此光纤通信具有很大的通信容量。目前实用水平为每对光纤传输480000多路电话信号，比同轴电缆3600路的通信容量大得多。

1.2 损耗低，中继距离长

由于光纤的衰减很低，所以能够实现很长的中继距离。目前，实际使用的光纤是石英光纤，和目前使用的其他传输介质相比损耗是最低的，最大中继距离可达200km以上。如果将来使用非石英介质的极低损耗光纤，理论上传输的损耗还可以降到更低的水平，则光纤通信系统的中继距离可以达到数千、甚至数万千米。

1.3 抗电磁干扰能力强，传输质量佳

石英有很强的抗腐蚀性，而且绝缘性好。它还有一个重要的特性就是抗电磁干扰的能力很强，不受外部环境的影响，也不受人为架设的电缆等干扰。这一点对于在强电领域的通信应用特别有用，而且在军事上也大有用处。

1.4 信号串扰小，保密性能好

在电波传输的过程中，电磁波的传播容易泄露，保密性差。而光波在光纤中传播，不会发生串扰的现象，保密性强。

二、光纤通信技术的发展趋势

光通信技术作为一种新兴的通信技术，具有广阔的发展前景和强大的生命力。目前学术界的研究工作主要集中在以下几个方面：

（1）超大容量、超长距离传输技术。

波分复用技术。波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量，目前1.6Tbit /s的WDM 系统已经投入使用，同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用（OTDM）技术，OTDM技术是通过提高单信道速率来提高传输容量，其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。仅靠OTDM 和WDM 来提高光通信系统的容量毕竟有限，可以把多个OTDM信号进行波分复用，从而大幅提高传输容量。偏振复用（PDM）技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零（RZ）编码信号在超高速通信系统中占空较小，降低了对色散管理分布的要求，且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散（PMD）的适应能力较强，因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。

（2）光孤子通信。

光孤子是一种特殊的超短光脉冲，由于它在光纤的反常色散区，群速度色散和非线性效应相互平衡，因而经过光纤长距离传输后，波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信。

（3）全光网络的发展。

未来的高速通信网将是全光网络。全光网络是光纤通信技术发展的最高阶段，也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍采用电器件，限制了目前通信网干线总容量的进一步提高。随着光放技术的发展，超长距离的光域传输已经没有障碍，以自动交换光网络（ASON）为代表的光交换技术使得业务的上下和交换可以在光域进行，而无源光网络（PON）技术使得城域网的接入层最终可以实现光纤化。全光网络以光节点代替电节点，节点之间也是全光化，信息始终以光的形式进行传输与交换，交换机对用户信息的处理不再按比特进行，而是根据其波长来决定路由。目前，全光网络的发展仍处于初期阶段，但它已显示出了良好的发展前景。从未来的应用来看，光网络将向着服务多元化和资源配置的方向发展。

（4） 光纤通信技术的智能化。

随着业务需求的多样化和IP化，光纤通信的发展不仅要突破距离的限制，更要向智能化迈进。对于日益庞大的传输容量和日益繁忙的调度需求，随着光纤网络建设规模的不断扩大，网络的安全性、高效性、复杂性都对网络的管理维护提出了很高的要求，基于密集波分复用（DWDM）的光传送网（OTN）技术、适应下一代网络（NGN）的自动交换光网络（ASON）技术，正是为了适应未来的智能光网络（ION）的需要而得到飞速的发展。

三、结束语

光纤通信技术作为信息技术的重要支撑平台，在部队信息化建设中也起到了重要作用。从现代通信的发展趋势来看，光纤通信也将成为未来通信发展的主流。因此，加快对光纤通信技术前沿技术的研究，不但具有重要的理论意义，也同样关乎部队信息化建设的实现。endprint