浅析光纤通信的发展趋势及应用

摘 要：光纤通信技术在现代通信技术中的应用已经成为现代通信技术发展的新标，其在光导纤维中的传输利用了光波技术。这种通信方式具有很多其他通信方式所不具有的特点，使得光纤通信被广泛地应用于通信领域当中。本文结合光纤通信的特点，对光纤通信进行探讨，并分析了光纤通信的发展及应用前景。

关键词：发展趋势；光纤通信；应用

中图分类号：TN929.11

光纤通信实为一种传输方式，就是将光作为信息，利用光纤作为信息的载体。随着通信技术的发展，光纤通信在通信领域得到了越来越广泛的应用。因光纤传输采用了玻璃材料，且为电气绝缘体，这样就不用担心光纤通信接地回路，光纤与光纤之间具有很小的串扰，光纤通信以光波作为通信的载体，相比于导波管和同轴电缆，光纤的损耗很低，这就使得光纤通信的频率比其他电波高很多，光纤通信的容量比其他通信方式高很多。同时光纤通信的光纤存在芯细、直径小的特点，使得光纤通信占有很小的空间，这也有利于解决地下管道拥挤的问题。另外光纤通信的保密性很好，不会出现因光信号泄露而导致信息泄露。

1 光纤通信技术的特点

光纤通信具有很多的优点，如容量大、速度高、损耗低、保密性好、抗电磁干扰能力强等诸多优点，下面一一做以简单的介绍：（1）光纤通信具有容量大、速度高的特点。光纤通信容量大是光纤通信的主要特点，相比于铜线电缆的传输带宽要大得多。但在单波长光纤通信系统中，由于电子瓶颈效应的存在，并未有效利用光纤带宽大的这一特点，单波长光纤通信系统的传输容量在经过一系列的技术处理之后，也获得相应增加，但就现今光纤传输的速率而言，光纤传输的速度及容量存在着较大的拓展空间。（2）光纤通信具有自身损耗低的特点。与以往的任何一种通信方式相比，光纤通信的特点就是损耗最低。从目前通信技术来看，光纤损耗在0到20db每千米之间，但随着科技水平的不断地提高，光纤通信系统能够减少中继站的数目，实现更远的无中继目标的有效传输，同时光纤通信系统的建设成本也会得到相应的降低。（3）光纤通信具有保密性好的特点。众所周知，电波在传输的过程中容易发生电磁波的泄露，保密性能很差，然而光纤通信系统的信息传输模式是光波在光纤中传输，光波导结构限制了光信号，通过这种方式，规避了因光信号的泄露而造成信息泄露的风险，因而在光纤通信过程中具有高保密的性能，也不会发生串音的现象。（4）光纤通信具有抗电磁干扰能力强的特点。光纤具有绝缘性能好、抗腐蚀性强的特点，同时对于电磁干扰的抵抗能力也很强，不管是人为释放的电子干扰还是太阳离子变化、电离层、雷电等自然因素引起的电磁干扰，光纤传输都有很好的抗电磁干扰能力。在军事中的应用范围十分广泛，它可以与电力导体复合构成复合光缆，也可以与高压输电线平行架设。

除了以上这些主要的优点外，光纤通信还具有寿命长、温度稳定性好、成本低、原料资源丰富、易于铺设等诸多优点。

2 光纤通信的关键技术

波分复用技术和光纤接入技术是光纤通信中的两大技术关键。波分复用技术可以将巨大的带宽资源充分利用于单模光纤的低耗损区，并根据不同的信道光波频率，划分光线的低损耗区域，使其成为N个信道，波分复用器运用于发射端，光波成为信道的载波，合并不同波长的信号光载波，传输时送入同一根光纤，这就是波分复用技术。接收端波分复用器的工作就是分开承载着不同信号、且波长不同的光载波，这样就可以实现在一根光纤中实现多路光信号的复用传输。在高速传输数据信息时，为了达到用户的要求标准，创建了高速的宽带传输网络，但要实现完整信号的顺利传输，光纤通信中的用户接入部分也非常重要。光纤接入网是高速的信息流到达用户终端的技术关键所在。根据用途的不同，光纤接入的方式分为FTTH、FTTCab、FTTC、FTTB等多种，将他们统称为光纤到户，这是光纤接入的最终方式。在进行光纤通信时，由于光纤网络具有巨大的带宽容量，在进行光纤接入时，能够充分满足宽带接入的要求，从而为用户最大限度地提供所需的带宽。

3 光纤通信技术的发展趋势及应用

3.1 光纤通信向着大容量、超高速的方向发展。在光纤通信的技术发展过程中，lOGbps的光纤通信网络已经开始广泛地大批量装配。从理论的角度来看，以时分复用为基础，还可以进一步提升高速光纤通信系统的速率，如在实验室中，40 bps的光纤通信传输速率已经能够实现，但是在实际应用中要达到40 bps的传输速率，还有一些性能、价格方面的因素没有得到验证，因为目前来说通过时分复用的方式来提高传输速率的做法已经接近硅和镓砷技术所能达到的极限，用时分复用的方式来提高传输速率的方法已经没有太大的扩展潜力了。然而对于光线网络巨大带宽资源的利用率还不到百分之一，于是人们开始研究波分复用。

采用波分复用系统，可以极大地扩展光线通信系统的系统容量，使得光纤通信的成本大大的降低，为宽带新业务的接入提供便利，对于光联网的实现也具有积极的促进作用，近几年来随着通信技术的迅速发展，光纤通信系统的通信容量得到了大大的提升，预计在未来会有更大的发展空间。

3.2 光纤通信向着光联网的方向发展。在有效利用波分复用系统的前提下，光纤通信采用了波分复用系统技术，使其具有其他光纤通信技术所达不到的诸多优点，但是波分复用技术采用的是点到点的通信方式，这就对它通信的可靠性和灵活性做了限制。在SDH电路上存在交叉连接功能和分插连接功能，如果在光纤通信系统中能够借鉴SDH电路，也应用交叉连接和分插连接功能，无疑可以使得光纤通信技术水平更上一层楼。光的交叉连接设备（OXC）以及光的分插复用器（OADM）都已经成功研制，并在商用中逐渐投入使用。实现光联网的基本目的是为了快速恢复的网络、透明化网络连接、重构网络、允许不同制式信号的连接以及任何系统的互联、扩展网络、达到网络可以灵活重组的目的、允许网络的业务量和节点数不断的增长，从而实现超大容量的光网络。

3.3 光纤通信向着通信光纤新产品发展。伴随通信技术不断创新与发展，通信技术手段不断地革新，我国的IP业务的数量增长已经呈现出爆炸式增长的发展趋势。传统的单模光纤网络已经适应不了现代通信业务发展的需要，目前出现的两种新型的光纤分别为无水吸收峰光纤与非零色散光纤。I550窗口的工作波长区色散较低，从这一点上就支持10Gbps的长距离传输，色散补偿也不再需要，从而降低了色散补偿器及其附属光放大器的成本，这就是设计非零色散光纤的必要性。而且，其色散值始终具有最起码的最小数值，又保持着非零的特性，这足以克服交叉相位和四波混合非线性产生的影响，十分适合足够波长的DWDM系统，与此同时也能够达到DWDM和TDM两者的发展需求。相比于长途的网络，城域网的业务环境更加多变与复杂，需要频繁的带宽管理能力和业务疏导能力来直接支持广大的用户，这就需要开发尽可能宽的波段，全波光纤的研究就是为了能够提供尽可能宽的波段，全波没有了水峰，可复用的波长数得到大大的增加，使得无源器件的成本极大程度地降下来，从而使得整个系统的成本得到降低，同时在这个波长范围内，还能够容易实现高比特率的长距离传输。

4 总结语

随着IP业务数量急剧增加，用户对于通信的带宽、容量以及通信速率的要求越来越高，光纤通信具有大容量、高速度、损耗低、保密性能好、占用空间小、抗电磁干扰能力强的诸多优点，所以被广泛应用于通信行业。但是目前的光纤通信技术对于光纤的巨大带宽的利用率还不足百分之一，光纤传输的速率也有很大的发展空间，因此光纤通信技术的发展潜力还很大，具有良好的发展趋势和前景。

参考文献：

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作者单位：中国联通公司长春分公司，长春 130021