光纤通信技术及应用

曲晓龙

1引言

光纤通信技术是目前采用较广、应用较多的现代通信技术，光纤通信技术采用光纤作为传输介质，具有传输速率高、传输容量大、传输带宽较宽、抗电磁干扰能力强，光纤线路使用寿命长、光纤线路障碍率低等优点。目前提高光路通道传输宽带的方法主要包括2种方式：一种方式为提高光纤通信的单信道传输速率；另一种方式增加单光纤中传输的波长数，即波分复用技术。

2光纤通信系统概念

光纤通信是通过光导纤维传输信息的一种通信系统。发送端首先将用户想传送的模拟、数字信号转化为光信号，然后让半导体激光器或发光二极管等通信光源发出的光随电信号变化，经过调制后通过光纤把该光信号传向远端用户；接收端用光源探测器接收光信号，并将该光信号还原为电信号后，再变成用户可识别的模拟、数字信号，这样就构成一个完整的光纤通信系统。

3光纤通信的优势

①光纤的传输损耗较低。对于几兆赫以上的信号传输，与传统通信电缆或同轴电缆相比较，光纤能有效降低损耗。

②光纤的传输带宽较宽。由于光波的频率高，可供利用的频带很宽，能够容纳大容量通信，尤其适合高速率传输，可以满足数字通信的需要。

③光缆线路弯曲半径较小。在线路设计及施工过程中可将光纤的弯曲半径做到几厘米数量级，这样既能优化光缆线路又不会影响传输质量。

④抗干扰性强。光纤传输不受电磁辐射、电磁感应影响，且光纤线路不具有导电性，容易确保光缆线路安全。

⑤安全性高。光纤通信传输线路的串音较少、保密性高，较铜缆传输能有效对传输信息进行加密保护，提高信息传输保密性。

⑥不易损坏。光纤所使用的原材料资源较为丰富，光缆线路成本较低，使用寿命较长。

4光纤连接损耗因素分析

4.1多模光纤连接损耗产生因素

因光纤制造技术较为复杂，目前仍无法避免光纤在参数方面的偏差问题。所连接光纤的相关参数中一项或者多项出现失配问题，就将产生不同程度的本征因素，从而引起连接损耗。如果有折射率差、纤径或者数值孔径较小的光纤，在向大的方向进行传输时，则不产生相应的损耗。

外部因素是指接头机具的精度、操作工艺水平和监测控制等因素。2根光纤在连接后难免存在轴心错位、轴向倾斜及纵向分离或纤芯/包层变形等情况，都将导致光通过连接部位时，产生传输损耗。

4.2单模光纤连接损耗产生因素

单模光纤的本征因素对光纤的连接损耗影响最大的因素是模场直径。单模光纤的外界因素与多模光纤的外界因素是一致的，主要为轴向倾斜和轴心错位2个方面。由于单模光纤的纤芯较细，如果出现轴心错位则会对光纤传输造成较为严重的影响。单模光纤的机械连接法，与多模光纤的机械连接不同，多模的2个固定光纤连接件是分体式，当连接时才对准并固定于座板上，而单模连接件为一体式，可减少穿过光纤的轴线错位。

5光網络结构

光网络结构的基本类型为：星型、总线型和树型，实际应用中可根据现场规划及实际要求，组合各种复杂的网络结构。

光网络结构按横向分割可以分为核心网、城域（本地网）和接入网。核心网主要倾向于采用网状结形式，城域/本地网主要采用环形结构形式，接入网主要采用环形及星型相结合的复合结构。

光网络结构按纵向分层可以分为客户层、光通道层、光复用段层以及光传输段层等。2个相邻的层之间可以构成客户与服务的关系，客户层有各种不同格式的客户信号。

光通道层主要为透明传送，给各种不同格式的客户层信号提供的端到端光通路联网功能，光通道层也可产生和插入有关光通道配置的开销。

光复用段层主要为多波长信号提供联网功能，主要包括插入确保信号完整性的各种段层开销，并提供复用段层的生存性，高效交叉连接器和波长复用器属于此层。

光传输层主要为光信号在各种不同的光传输介质上提供传输功能，包括光放大器所提供的功能。

6结束语

随着光纤通信技术的不断发展，各行各业都得到推广和应用，大容量、高速率、高可靠性和高安全性将是光纤通信技术发展的趋势。