光纤通信传输技术的实践应用探析

刘立成，王圣元，李一东，荆业楚，刘宏宇

（中国移动通信集团设计院有限公司 黑龙江分公司，黑龙江 哈尔滨 150080）

0 引 言

基于信息技术的发展，光纤通信传输技术的应用和完善程度不断提升，在优化信息传输环境、提升信息传输稳定性和安全性等方面发挥了重要的作用[1]。目前，社会公众对信息传输的数量和质量要求不断提高，需要立足于信息传输技术发展，对光纤通信传输技术进行动态优化与完善。因此，有必要对光纤通信传输技术的实践应用进行探析。本文从实际应用的视角分析了光纤通信传输技术的特点，并在光纤到户（Fiber To The Home，FTTH）技术、电力通信技术、光交换技术、波分复用技术等方面对光纤通信传输技术进行深度探析，为推进光纤通信传输技术高质量发展，深化技术应用提供借鉴与参考。

1 光纤通信传输技术

1.1 技术简介

光纤传输是近年来兴起的信号与数据的传输方式，是以光导纤维和光缆为主要传输介质、以光纤传输为基础的新型通信传输技术[2]。同时，光纤传输技术在不使用中继器的情况下，仍能将信号传递到数十公里以外的区域，整体效率远超电话网络传输与电缆传输。整体而言，光纤通信技术具有传输速率快、传输信息量大、传输距离长等特点，在我国的信息通信领域得到了广泛的应用。基于我国通信技术的快速发展，通信产业对光纤通信传输技术的要求逐步提高。为适应行业和时代发展的需求，应对光纤通信技术进行持续完善和优化。

1.2 技术特点

1.2.1 传输信息容量大

传输信息容量大是光纤通信传输技术的主要特点之一，原因在于光纤通信技术的传输频带较宽，可以在信息传递过程中有效提高信息的传输容量[3]。目前，大数据技术在各领域中的应用推动了信息种类多样化与信息数量巨大化的发展，人们对信息传输的需求不断增大，传统的信息传输技术已经无法满足人们对信息传输的需求。因此，大力发展光纤通信传输技术具有重要意义。

1.2.2 抗干扰能力强

为了有效保障信息传递的准确性，切实提高信息传输的质量，技术人员应以提升光纤传输网络系统抗干扰能力为核心，对融合技术进行综合选择和应用。由于光纤通信传输技术使用的光纤是一种抗干扰性极强的材料，能够在自然界中通过阻隔电离层变化降低雷电雨雪天气、太阳黑子活动等因素对通信传输的影响，同时光纤传输技术的应用过程中，不受高压电线、电气设备等影响[4]。因此，光纤传输技术具有较强的抗干扰能力，有效提升了信息传输的稳定性。

1.2.3 中继距离长

中继距离指在光纤传输的过程中，基于损耗和色散等限制情况所明确的中继器发射信号的最大传输距离。由于光纤通信传输技术的显著特点是中继距离较长，因此光纤通信技术在信息传输过程中产生的损耗相对较小。通常情况下，光纤通信传输技术的每千米损耗低至20 dB[5]。

1.2.4 保密性好

光纤设备本身具有良好的保密性，且光纤传输技术具有良好的抗干扰性能，加大了信息被窃取的难度。因此，在光纤通信技术的实际应用过程中，信息传输的安全性及保密性得到了有效保障。

2 光纤通信传输技术实际应用

2.1 FTTH技术

FTTH技术指利用光纤接入网络信息技术实现信息高速传输，以满足人们日益增长的网络传输速度要求，是目前全业务、高宽带接入的最佳模式[6]。同时，FTTH技术是光纤宽带接入网的重要组成，对有效完成全光接入环节具有积极作用。为实现FTTH技术与光纤通信传输技术的融合应用及发展，主要有以下两个技术方案。

第一，应用无源光网络（Passive Optical Network，PON）（图1），可以简化光纤传输的网管复杂性，并可以在任意时间开展光纤通信系统的维修工作[6]。但该网络技术的高速电子模块价格过高，阻碍了技术深化应用。

图1 无源光网络

第二，应用点到点技术（Point to Point，P2P），可以保证用户之间的信息传输不会互相影响[7]。同时，P2P技术应用的价格较低，在具体应用过程中具有一定优势。但其缺点也十分明显，即需要在每个用户点设置源节点，避免出现信息传输错误的问题。

综上所述，PON技术与P2P技术的应用都离不开光纤通信传输技术的支持，FTTH技术为社会公众带来了更优质的网络信息传输体验，对提高网络信息传播速度、保障信息传输安全等具有积极作用。

2.2 电力通信技术

2.2.1 光纤复合地线

光纤复合地线（Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire，OPGW）内部包含一条或者多条光缆，外围由钢或铝组成[8]。在信息传输过程中，光纤复合底线可以实现绝缘功能，避免遭到雷击等天气情况的破坏，有利于提升整体线路的抗冲击性。但光纤复合地线的整体成本较高，多数情况下会在新建线路或老旧线路更新时使用。同时，光纤复合地线具有良好的光学性能，符合架空地线的机械性能、电气性能要求。由于光纤复合地线的光纤部分受到外部金属的保护，因此其具有较高的稳定性，不需要长期维护，有效节约了线路维护成本。另外，光纤复合地线的安装流程简单，有效节约了施工成本。

2.2.2 光纤复合相线

光纤复合相线（Optical Fiber Composition Phase Conductor，OPPC）指将光纤技术复合在输电线路中，具有相线功能和通信功能的技术内容[9]。与光纤复合地线类似，光纤复合相线是光纤通信传输技术的重要组成部分，在具体实践应用中，能够有效解决线路架空问题并节约电能，具有良好的应用实效和应用前景。

2.2.3 光纤自承式光缆

光纤自承式光缆指光缆通过自身加强构件，提升自身负荷承受能力（能够承受自身以及外界的负荷），主要包括金属自承式和全介质自承式两种[10]。其中，金属自承式光缆具有构造简单、成本较低以及安装方便等特点。全介质自承式光缆具有极强的抗干扰性、光缆传输性、机械性等特征，其稳定性较强，能够在各种情况中架空铺设，同时还可以在高压输电线杆中直接搭建通信网络，并可以与其他高压输电线路一同施工。现阶段，全介质自承式光缆已成为我国电力通信的主力光纤类型。

2.3 单纤双向传输技术

单纤双向（Bidirectional，BiDi）传输技术指在光纤通信过程中，可仅通过一根光纤同时完成双向（两个相反方向）的光信号传输，并能够保证信号传输效率[11]。以实际应用视角而言，在传统的光纤通信传输技术中，为了完成双向信号传输，需要应用两根光纤，这种传输方式造成了资源浪费，在经济性和环保性等方面不具有优势。因此，单纤双向传输技术是现代光纤通信传输技术的重要应用方向。但目前，单纤双向传输技术的在信号传输中的应用仍存在一些不足，特别是其传输容量的不足。因此，如何提升单纤双向传输技术的传输容量，进一步扩大该技术的使用范围，成为重要探讨的课题。

2.4 光交换技术

光交换技术是通过光纤进行网络数据、信号传输的交换传输技术[12]。光交换技术可以分为光路交换技术、分组交换技术，在信号交换过程中不会改变电信号。作为全光通信网络的重要技术，光交换技术的应用有效提高了宽带利用效率，扩大了光纤通信网络传输系统的数据容量，增强了光纤通信网络传输系统的抗干扰能力。基于现有的大部分情况看，光纤传输部分带宽无限接近200 Tb/s，窗口为200 nm[12]。但其信号交换部分，带宽仅有几Gb/s，主要原因是电子本身特性制约了其交换速度。为提升信号交换实效，减少网络成本，应充分应用光交换技术。由于光交换技术对数字传输速率要求较高，因此在光交换技术实际应用中，应将该技术应用在10 Gb/s的通信场合中，以充分发挥光交换技术的作用价值。

2.5 波分复用技术

如图2所示的波分复用技术（Wavelength-Division Multiplexing，WDM）是将载有信息、波长不同的光信号合成在同一根光纤上，沿单根光纤传输的技术[13]。同时，光波分复用包括频分复用和波分复用，光频分复用技术与光波分复用技术无明显区别。从技术视角而言，波分复用是频分复用在光纤信道上的一个变例，可以同时传送不同波长、相互独立的光载波。波分复用技术可以通过两个方向信号的传输，最终实现信号双向传输。此外，波分复用技术的实际应用可以对相邻波峰间的间隔长短进行区分，进一步增大了已建光纤系统的容量，提高了既有光纤通信系统故障恢复速率，使光纤系统应用具有较高的灵活性和可靠性。

图2 波分复用技术

3 结 论

光纤通信传输技术具有抗干扰能力强、频带宽等优点，是现阶段我国广泛应用的一种通信方式，在提升数据传输安全与稳定等方面具有积极作用。特别是在大数据背景下，高质量传输信息数据对社会经济发展具有重要影响。据此，本文以实践应用的视角研究了光纤通信传输技术的应用，基于光纤通信传输技术特征优势进行分析，探究了FTTH技术、光纤复合地线、光纤复合相线、光纤自承式光缆、单纤双向传输技术、光交换技术以及波分复用技术的实际应用。实践分析表明，光纤通信传输技术在现代信息传输中的应用取得了良好的成效，为社会公众提供了良好的信息传输环境。未来发展中，光纤通信传输技术必将愈加完善，通过不断整合先进技术发挥自身效能。