刍议光纤通信技术

赵剑　臧明　徐丰

摘 要：现代技术不断发展，推动了科技进步，随着网络的发展，现代光纤有了全新的提升，在各行业中得到普遍应用，更已经进入到千家万户，给人们的工作生活带来巨大便利。稳定可靠的光纤网络能够提升工作生活质量，为人们创造良好的条件，光纤通信主要是以光波为载波，利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介，通过光电变换，用光来传输信息的通信系统。当前，国家骨干通信网、城域网、用户接入网等，均已经实现了光纤通信方式，光纤技术已经得到广泛的普及与应用，并且取得了良好的成效。文章主要通过对光纤技术介绍，进一步提出光纤技术解决方案与措施。

关键词：光纤网络；传输容量；超高速；超长距离；DWDM；自动交换光网络

中图分类号：TN91 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）25-0032-02

当前，社会发展和经济建设离不开网络的发展，而网络核心技术则是光纤技术，通过光纤技术的支撑，实现网络快速发展，光纤作为网络信息化最为核心的技术之一，其主要功用是把网络中收集到的数字信号进行全面、安全、高速传送，使信号能够更加清晰，光纤能够最大程度保证数据流量，实现对数据的精准传输，随着时代的进步与发展，各行业对传输速度和质量的要求也就越来越高，快速、容量更大的光纤通信网络成为未来走向，更是当前技术领域开发的重点。

1 光纤通信技术概述

近年来，随着网络的不断发展与普及，我们对光纤的概念已经不陌生了，光纤通信技术走进了人们的生活领域。光纤通信主要是利用光波原理，形成可靠的信息良性载体，充分利用光导纤维对相关数据信号进行传导、传输，保证信号通过媒介的传递，形成价值信息，为人们提供信息需求。光导纤维是重要的介质，其主要是由纤芯、包层和涂层三部分组成，通过纤芯和包层在相同条件下的不同反映，形成不同折射率实现光信号在纤芯内全反射，确保光信号能够全面得到快速精准的传输。从理论上分析，光纤通信系统主要是由光源、光发射机、光纤、光接收机和光检波器等部分构成，而光纤通信系统又由模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统两部分组成，当前，应用最为广泛的是数字光纤通信系统，与人们的工作生活密不可分。数字光纤通信系统都是以一连串的“0”和“1”组成的比特流方式进行通信。我们重点对数字光纤通信系统进行分析，从其工作运行原理看，主要是信号发送端要发送信息的时候，能够通过A/D进行全面的转换，并对已经转换过的数字信号做调制光源器件，经过已经调制后的光源器件就会发出携带信息的系列光波，数字信号为“1”的时候，那么，光源器件就会发送光脉冲，如果数字信号“0”的时候，光源器件则不出现反映，也就是说，不能发送系列脉冲，当光波通过光纤传输到达接收端时，那么，光接收机就会利用光检波器对信号做全面精准的检测，最终形成D/A转换格式，并使相关的信息得到良好恢复，这个信息传递过程就是光纤通信技术。

2 光纤通信技术优势

2.1 具有频带宽损耗低的优势

虽然技术不断进步与发展，但是，以目前技术能力来看，已知发现的最好的传输载体还是光源，光是当前应用最为先进的传播载体形态，只有全面挖掘光谱机能，才能进一步拓展带宽，保证传播容量需要，目前，通过对光的研究，已经建立起了以光为传输介质的先进方式，给我们带来更低的损耗和更远的中继距离。光纤具有良好的优势，能够大大降低传输损耗率。随着技术的发展，近年来，人们已经越来越多的对带宽更加关注，在技术上已经形成了成熟的解决方案，为了能够增加更大的带宽，常用以下几种方式拓展并且增加光纤传输容量，比如：空分复用、电的时分复用、波分复用、光的频分复用、光的时分复用和光孤子技术等。最为实用、常用的则是TDM和WDM两种扩容方式。其中时分复用技术（TDM）技术较为成熟，在行业领域应用较为普遍，这种技术是一种传统的扩容方式，使复用速率不断得到提升。波分复用技术（WDM）主要是采用了波分复用器（合波器）在发送端将不同规定波长信号光载波合并起来，最终形成一根光纤的方式进行全面信息传输，同时，为了保证传输效果，需要在接收端建立一个波分复用器（分波器），把形成并建立起来的不同波长分开，使他们能够承载不同信号，提高了光纤高速传输效果，保证了技术推广与应用，未来发展中，将会出现扩展的单一波长、更大的传输容量、超长距离傳输和密集波分复用技术，建立更加先进的传输系统。

2.2 具有抗干扰强便于铺设的优势

光纤是有一定载体的，在进行铺设与安装时，需要保证快速安全。当前，光纤制作过程中，主要采用了石英材料，而石英光纤的核心成分是二氧化硅，利用这种材料制作出来的光纤具有极高的耐腐蚀性，能够在任何环境下保持性能不出现大幅度的变化，所以说，这种光纤使用过程中是不易被腐蚀的，同时，还具有良好的绝缘性能，通过对更大的电磁干扰有较强的抵抗力，保证了光纤通信不受影响，维护了信息的稳定与安全。这种二氧化硅材料价格较低，是地球最丰富的资源之一，在价格上具有优势，通过市场检验，利用二氧化硅所制作出的光线与传统通信介质比较，价格上具有极为明显的优势，备受市场关注与人们喜爱。另外，光纤整体线径较纤细，就是外加保护套后的直径也只有0.1mm左右，整体重量轻，不占面积，相对其他介质，成本更低，发挥利用有限的管道空间，保证了施工的顺利快速。

3 光纤网络接入技术

3.1 有源光网络（AON）技术

在技术上看，最为典型的有源光网络主要是由光发射机、中继机和光接收机三大部分组成。各个部分的工作原理如下：电信号是通过光发射机进入，通过光发射机的转化，把进入的电信号进行全面的转换，再形成光信号进行向外发射。中继机主要是用来对光衰减和波形失真脉冲做全面的整形，使光信号传输品质更清晰，距离更远。光接收机是把已经接收到的光信号进行变化，转变形成电信号再进行向外发送。

有源光网络之所以能够大范围使用，具有自身优势，它的优点是非常突出的。一是传输整体容量非常大，高达155mb/s、622mb/s的接入速率，展现了其强大的容量优势。二是传输距离较远，在不加中继器的情况下，能够一次性传输70多公里以上，保证了长距离传输效果。三是网络应用广泛，这种技术非常成熟，在各项工程中均实现了良好应用，在有源光网络中，SDH技术使用频率最高。可以说，网络拓扑结构直接影响网络是否安全、可靠和经济。当前技术形态上，常用网络拓扑结构是链形、星形、树形、环形和网孔形。链形网主要是把所有节点进行网式串联，形成首尾开放结构形态。endprint

3.2 无源光网络（PON）

无源光网络（PON）是在网络应用中，把有源设备去除，避免各设备之间出现干扰的问题，不但提高了运行速度，同时也通过减少设备的方式，避免出现设备故障，有效降低了设备运行中的故障率。PON网络由局端侧的光线路终端OLT和用户侧的光网络单元ONU组成，它们主要是通过ODN网络相连的方式，增强了运行效果。

4 光纤通信技术发展

（1）光纤光缆技术。我国光纤通信技术不断向前发展，从单模光缆，到接入网光缆，从室内光缆到通信光缆，最后发展到现在的塑料光缆，总共经历了五个发展阶段，一个阶段代表一个时代，体现着科技进步的强劲力量。普通单模光缆对光源频谱宽度与稳定性要求高，越发展，速度越快，直到现在普遍使用的塑料光缆，传输速度提升的同时，也大大减少了成本，产业化全波光纤已经完全实现了低损耗，低色散的传输效果，增加了传输量，是最新的技术革命代表。

（2）光复用技术。光复用技术由光波分复用和光时分复用两种形式，光纤波分复用技术主要是在一条光纤上多束激光同时进行传输不同信道光波频率或波长存在差异性，那么，发送端通过合波器将不同波长的光波合为一束波做到精准传输，接收端利用分波器再把几种光波传输到不同的系统。光时分复用主要是把信道分成多个时隙，不同的基带数据光脉冲流分配占用一个时隙，将多条基带信号复用成高速光数据流信号形成快速传输。

（3）光交换技术。光交换技术主要是光域内用光纤传输网络数据，通过信号传输交换而形成的一种现代传输技术。现代各种光交换技术均有不同的优点，所以说，可以把几种光交换技术结合在一起使用，这样就能充分发挥出不同技术的优势，形成复合型光交换技术。

（4）光纖接入技术。光纤接入技术主要是信息通过干网传输，进入到用户端，全面实现了信息高速传输，提高了用户的体验，不同光纤到达位置不同，就形成了FTTH（光纤到户）、FTTB（光纤到楼）、FTTC（光纤到路边）、FTTCAB（光纤到交接箱）等应用，这些应用都叫做FTTX。采用点到点P2P技术和点到多点PON技术，为用户提供良好的宽带接入体验。

5 结束语

光纤通信技术是时代的产物，在科技不断进步的今天，信息技术也不断发展，目前看，技术已经得到了全面提升，未来光纤通信技术的发展，将会越来越先进，速度也会不断加快，光纤通信技术会成为通信领域最主要的传输技术手段，将会带领人类走向全光时代。

参考文献：

[1]张力军.通信原理[M].高等教育出版社，2008，12.endprint