光纤通信技术特点与发展趋势的分析

2018-01-24李杼

通信电源技术 2018年6期

关键词：城域网色散光纤

李杼

（91245部队52分队，辽宁葫芦岛 125000）

0 引言

信息化时代的发展，很大程度上依托于通信技术的发展。因此，要求通过更有效的通信技术达到更高效、高质量水平的数据传输效果。相较于传统通信技术，光纤通信技术具有传输高容量、能耗低、质量轻和串音率低等优越性，得到了广泛运用[1]。

1 当前光纤通信技术的常见特点

1.1 损耗低

光纤通信使用石英绝缘性材料。相较于传统材料，石英材料有效减少了传输损耗，可以在20 dB/km内。同时，它有助于光线通信系统中继距离的加长。对长距离传输线路而言，它有效缩减了中继站的使用数量，降低了相关系统的运作成本，减轻了操作的复杂性。

1.2 无串音，保密性好

若电波传输中存在电磁波泄漏，电波传输通道会受到不良影响，进而引发传输信息窃听风险。在光纤光波传输中，光信号会被有效控制在光波导结构内，而泄漏的光信号会被周围非透明性外皮有效吸收。在光缆的外层，泄漏光波已相对微弱，无需担忧出现信息窃听问题。此外，光缆中光纤数量虽多，但是周围的传输通道内不容易发生串音。

1.3 频带宽，容量大

相较于传统铜线，光纤电缆传输带宽更大，通信容量通常比传统通信容量高出几十倍。然而，在单波长光纤通信技术中，终端设备产生的电子瓶颈效应会促使光纤传输频带宽、通信容量高等优越性难以全面发挥[2]。通常利用一定技术提升单波长光纤的实际传输容量水平，如密集波分复用技术。当前，单波长光纤通信技术的传输速率应要求在2.5～10 Gb/s的水平。

1.4 抗电磁干扰能力强

光纤材料主要运用石英性的绝缘体材料，具有较强的抗腐蚀能力和绝缘作用，可以更好地发挥抗电磁干扰作用。它的光波导体不会因外在因素释放电磁影响，提升了对自然界的雷电、电离层变化和太阳黑子活动等干扰的抵抗作用。因此，光纤通信系统可有效运用于电力传输线路或强电环境状态下，安全性更高，实用性更广。

2 光纤通信技术的实际运用

2.1 广播电视网络领域

光纤技术有较大的通信容量和高传输速度，同时抗干扰能力强，可以良好适用于广播电视网络领域。光纤通信可以成为相关领域信号的传输媒介。以光纤网络为基础的设施，在电视台数字化制作方面可有效实现高品质音频、视频信息的传输。同时，数字电视可通过光纤传输达到直播效果。网络化建设中，广播电视媒体主要以光网络为建设基础。该网络具备的光缆可凭借高质量、高效率在整个网络领域发挥作用。光纤网络能够实现电视直播信号的有效传播，确保信号传输的效果可靠。尤其是配套光纤传输系统，具有更宽的传输频带，在提升自身抗干扰能力的同时，不影响传输信号品质。此外，光纤传输系统比卫星传输有着更好的抗延迟效果，得到了较广范围的运用[3]。

2.2 军事领域

战争不仅是技术竞争，也是信息竞争。信息支撑的关键，在于能否得到有关通信技术的保障。因此，通信技术的开发与运用，促进了军事技术的发展。当前，光纤技术在军事需求背景下得到了不断的发展进步，运用比重日益加大，可有效提升通信系统容量，保障军事信息的保密效果。同时，光纤通信技术具有较强的数据传输功能，在一条光缆中即可实现多路传输效果，缩减了光缆使用的数量，简化了相关操作程序。

3 新型光纤特点

3.1 传输容量和距离优化

新型光纤在容量扩充与长距离传输上有更好的发展。主要特点是比传统有效面积更广，如低色散维护下的G.655光纤具有极低的PMD值，可有效提升传输容量，扩展到10～40 Gb/s，促使光纤实现更大的分布式拉曼效应，实现光信号更远距离的传输。部分研发公司还研制了负色散性的大面积光纤材料，良好优化非线性指标方面的标准，使色散补偿得到了更简化的处理。在远距离无再生的传输中，它可以具备更优质的材料性能。即便在海底环境下的长距离传输中，它也可以达到较好的信号传输效果[4]。

3.2 城域网中的低水峰光纤

在城域网升级过程中，需要关注光纤传输材料的设备简化和低成本操作效果，运用非波分复用技术进行实际运用考量。低水峰光纤材料可达到1 360～1 460 nm范围的延伸波段，有效促使带宽得到拓展，提升非波分复用技术系统，扩展传输信道，加长传输距离。在部分城域网升级中，除需要保持低水峰光纤特性外，还需关注负色散值，有效抵消光源光器件所具有的正色散。同时，可以通过组合使用方式促使负色散光纤和G652、G655等标准光纤得到色散补偿效果，有效防止色散补偿设计步入繁复，简化设计，降低成本。在城域网中运用拉曼放大处理技术，可有效促使网络得到突出优势[5]。然而，当前的城域网相关规范仍旧不完善不健全，城域网范围内的光纤运用需要随着时代的发展不断变化，在光纤规格上不断改革创新。

3.3 局域网中多模光纤

在局域网领域，大批量的综合布线系统选择使用多模光纤替换传统的数字电缆，导致多模光纤占据更高比例的市场需求。在局域网中运用多模光纤，主要考虑到该网络的传输距离相对短。多模光纤虽然在价格上比传统单模光纤高出50%～100%，但其所需要的配套光器件为发光二极管，比激光管价格更低。同时，多模光纤拥有相对更大的芯径与孔径，可达到更好的连接与耦合处理效果，降低连接器与耦合器有关元器件所需成本。结合整体成本运算上，多模光纤具有更低费用和更优质的使用感受[6]。

3.4 尚在研发的空芯光纤

国外公司与研究所研发的新型空芯光纤可以促使光直接在光纤空气中传输，有效减少传输中形成的信号损耗，扩展传输距离，避免因为色散引发信号干扰。它可以与多种波段匹配使用，通信能力在当下光纤基础上扩展了100倍。然而，该光纤技术的研发存在困难，如需要对具有的稳定性、弯曲损耗大小、侧压性进行严格考验。因此，该光纤的投入使用尚依赖于更进步的技术发展。

4 光纤通信技术发展趋势

4.1 传输容量与传输距离更优质发展

当前，光纤通信传输的容量与距离拥有发展空间。波分复用技术的运用可以很好地提升相关技术水平。该技术传播方式主要是将光纤通信连接端口划分为两个路径，一个路径将信息向外传输，一个则通过内部技术支持实现信号源的梳理。两个信息端口比一个有更强的接收容量，从而有效提升空间容纳。偏振复用技术可以封锁相邻的型号通道，改善信号通道间的干扰，同时缩减空间和信号编码流程，形成更广阔的信息容纳范围。此外，在信号输送距离方面，未来可运用密集波分复用系统借助激光实现文本、视频和语言等信号的发送。这是一种全程输送方式，保证分段化的光纤信号输送更系统化，输送距离得到延长，便于运用于更广泛的信号输送。然而，该技术效果的形成需要依托于更高水平的光纤系统。光缆细度要足够，才可延伸波长，提升信号感应能力，有效拉长传输距离[7]。

4.2 光孤子通信

该通信技术是未来发展的重点。它属于超短光电波幅，可在光纤反常色散范围内产生投影，并在回路产生照射后构成色散，实现光群与非线性规划之间的平衡。在这种平衡状态下，无论是长距离还是强干扰，色散区仍然会依照原路线运行，不会受到其他干扰。光孤子通信可以对传递的型号做编程解码，进而通过自身载体实现空间上的融合，形成通信结构网，为用户提供更便捷的服务。当存在较大距离的变化时，可对信息实施针对性定位、截取数据与光波过滤等操作，保证高性能与高质量信息传递的同时，有效缩减产生的噪音，提升运行速率。当前，光孤子通信在不断追求结合信息网络的传输模式，通过对运行空间实施智能滑动维护管理，电脑可有效识别信息源发射路径，了解设备运行状态，实现对整个系统的监控管理[8]。