光纤通信传输技术的发展与应用分析

2021-03-16陈挺

通信电源技术 2021年19期

陈挺

（金砖国家未来网络研究院中国分院，广东深圳 518000）

0 引言

进入21世纪后，由于信息科学新技术的发展，人们开始进入了互联网信息时代。在计算机科学的发展中，光纤通信传输新技术是当前信息新技术的主要发展趋势[1]。通过使用光纤通信传输新技术实现通信传输，有效地提高了信息通信的效能，并推动了社会经济的发展。本文基于此从光纤通信传输新技术的特点、具体应用等多个方面进行深入剖析，希望能为相关研究人士提供一定的参考价值。

1 光纤通信传输技术的基础概念

光纤通信是光信号传输新技术的一种，主要由包层、涂层以及纤芯构成，其工作原理如图1所示。纤芯是指以微米为单位的一种通信元件，而包层则是指中间的一层，纤芯与包层两者之间共同组成一个通信的渠道，以此来传输光信号。涂层在其中的作用便是提高整体的韧性，以免光信号出现失真的情况。我国针对光纤通信传输新技术研究的时间较短，但是应用较为普及，包括军事领域、航空领域以及民用领域等。然而，光纤通信传输通道的构建异常困难，导致大部分贫困山区并未应用光纤通信传输新技术[2]。

图1 光纤通信的工作原理

2 光纤通信传输技术的特点

2.1 传输容量大

传输容量大是指该新技术所搭建的传输信道能够容纳更多的信号传输。从目前的情况来看，光纤通信传输新技术要比传统的通信新技术容量更大，同时也能传输更多的信号。这主要依赖于光纤通信传输新技术所具备的高频带带宽，其所带来的优势明显，高容量的信息传输对于人类社会发展有着重大的裨益，能够从根本上优化，甚至改革人们的工作方式[3]。

2.2 物理损耗低、通信距离长

光纤通信传送新技术的另一个优点是物理损失较少，且传输距离较远。制作光缆的材质为石英，其材料损失一般低于20 dB/km，这表明使用光缆作为传送介质时存在着较小的损失。因为光纤通信传送工艺新技术具备低廉的物理学消耗，从而极大地增加了通信的传播距离，也大大提高了通信的效能。而光纤通信传送工艺新技术又具备物理学消耗少、通信距离长的优点，说明大力建造光纤通信网络系统能够有效地降低通信设备建造的成本，增强通信网络系统的可信度和稳定性。用光纤通信传送新技术传递信息时的安全保密工作较好，不会出现串音干扰问题，故此有更高的保密性。而使用传统的通信传送新技术传递信息时，并没有很好地保护信息传递载体所携带信息的安全，因此很容易被人窃听和泄露，导致安全保密工作较差[4,5]。使用光纤通信传送新技术传递信息时，包含信号的反射波在光缆中传递时没有被干涉，所以几乎不会出现在光缆中泄露的情形，即使在光缆弯曲的地方，泄露出的反射波也非常微小。

2.3 防止电子干扰性能强

光纤通信传送新技术还具备较强的防电子干扰新技术性能，可有效提高信号传递的质量和水准，从而提高信号传递的准确度和可信度。光纤通信传输新技术具备该性能主要是因为制造光缆的材料石英有很好的绝缘力量，在信号传递的过程中，受外部电压的影响也较小[6]。

3 光纤通信传输技术的应用分析

3.1 光纤到户接入技术

由于科技的快速发展，互联网科技在世界范围内应用，人类对通信传播的服务质量也提出了更高的需求，而传统的通信传播新技术手段已无法适应人类对信息传播的需要。因此应当提高人类通信传播的速率和服务质量，以优化人类信息传播的效率，从而更好地适应人类的需要并促进经济社会的蓬勃发展。光缆到户连接新技术手段是光纤通信传播新技术手段的主要应用，科学合理地利用光缆到户连接新技术手段能够有效地改善人类通信传播的效率，提高人类通信传播的速率和服务质量，从而节约信息传播系统的维护成本，给人类社会带来更良好的信息通信服务[7,8]。但是光纤到户连接新技术手段的弊端是在工程建设初期需要投入巨大的成本。

3.2 单纤双向传输新技术

单纤双向传输新技术也是光纤通信传送新技术的重要应用，是信息在同一条光缆中传送的新技术，与在两条不同光缆中实现往返信息同时传送的双纤传送新技术相对应。通过利用现代光纤传输理论，人们已经能够认识到光缆具有很大的信息传送容量，不过由于目前受到各种因素，如传送设备的影响，光缆的信息传送容量并没有取得理想的成效。在中国，应用较为普遍的传输新技术为双纤传送新技术，这在一定程度上提高了对光缆资源的使用率。但是因为信息对通信传输资源的需要量仍然很大，所以应用双纤传送新技术也造成了信息资源的浪费[9]。如果使用单纤双向传输新技术实现光通信数据传输，将能够节约1/2的光缆资源，从而极大减少光纤通信系统的建造成本，对信息通信产业的发展有着重大意义。双纤单向传输如图2所示。

图2 双纤单向传输

3.3 骨干节点中的应用

光纤通信传输新技术使用中的重点是光纤通信传输新技术在骨干节点中的使用。通过低反射光转换新技术的广泛使用，光纤通信传输新技术已经在骨干节点中发挥了巨大的价值和作用，主要表现在能够有效地弥补使用传统金属光缆实现信号传送时的不足之处，从而有效提高信号传送的效率，进一步增强信号的正确性和可信度，降低对网络资源的消耗[10]。

3.4 电力通信中的应用

电力通信对中国的社会经济蓬勃发展具有深远影响。通过采用光纤通信传输新技术进行电力通信，能够有效提升电力通信的服务质量与管理水准，对增进电力工业改革的新技术交流、提升电网行业的经济发展效益具有很大的应用价值。

4 光纤通信传输新技术的发展趋势

4.1 波分复用系统

近年来，波分复用新技术已经广泛地应用在多个领域的通信系统中[11]。波分复用新技术是指在同一条光缆中同时把两个甚至多于两个的光波长信号利用不同的通道各自传送信息的新技术，通常拥有巨大的传送容量与超长的传送距离。在利用波分复用新技术实现信号传送时，不但可以大幅度增加光信号的传送容量，还可以大大节约光缆资源。

4.2 智能化光网络

智能化光网络将是未来信息通信产业发展的重点与核心。但通过调研发现，目前的光纤通信体系的主线只是传输。由于现代科学新技术的蓬勃发展，电子电脑对通信产生了更大的影响，光计算机系统的迅速发展也推动了通信新技术的高速发展[12]。光信息的自主探测术与自主连接控制等新技术在光网络系统发展的过程中也得到了更普遍运用，从而进一步推动了光网络系统的智能化发展。

4.3 全光网络

全光网络将是目前光纤通信及传输新技术发展的理想态势，更是未来通信产业发展的大趋势。全光互联网中的所有节点全部由全光化形态的光节点构成，不管信号在传递过程或者转换过程中，整个网路信号全数以光的形态出现。而目前，中国还处在全光互联网发展的初期，国内一些全光互联网的节点连接之间也已初步做到了完全光化，但是由于在网络节点中间的位置上仍然使用了电器元件，光纤通信系统干线总容量的增加还是比较困难[13]。