光纖通信的應用及其關鍵技術研究

【摘要】光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式，它作為現代重要的通信技術已在很多領域得到廣泛應用，本文首先對光纖通信技術及其系統組成進行了介紹，然后對光纖通信中的關鍵技術和應用領域作了闡述與分析。

【關鍵詞】光纖通信波分復用接入網

一、引言

在上世紀90年代之后，IT業的迅速發展和人們生活方式的轉變使得對信息的需求量驟然增大，通信業也隨之得到了快速發展，諸如視頻會議、視頻通信、傳感器和科技數據的傳輸等各種通信業務的出現要求有與之相適應的通信速率和通信網絡帶寬，光纖通信的出現可以很好的滿足這些需求。光纖通信作為一種現代重要的通信技術之一，已經在很多領域得到了廣泛應用，為社會帶來了很大的經濟效益。

二、光纖通信簡介

光纖通信就是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。光纖主要由內芯和包層構成，多根光纖聚合形成光纜來作為光纖通信系統的傳輸介質。光纖通信系統區別于其他通信系統的主要特點在于，它們的載波頻率是不同的：微波載波頻率一般在1GHz-10GHz之間，光波的載波頻率可以高達100THz。

光纖通信系統主要包括三大部分：發送端、接收端和中繼，其組成結構如圖1所示。

在發送端把要發送的語音、圖像等信息轉換為電信號，電端機是指常規的電子通信設備，可以產生電的數字信號，即數字基帶信號，由光發送機實現電/光轉換，即把電端機產生的電信號調制到光源發出的光波上，將信號耦合后使光強度隨電信號的頻率而變化，然后送至光纜上進行傳輸，其中光發送機包括驅動器、調制器和光源；接收端由光接收機（包括光放大器和光檢測器）中的光檢測器將從光纜接收到的光信號轉換為電信號，之后由光放大器進行放大，送至電端機，從而還原出原始的數據信息；中繼器主要是負責補償傳輸過程中衰減的信號，以及調整失真脈沖，主要包括光源、光檢測器與判決再生電路三部分。

三、光纖通信的關鍵技術及應用領域

3.1光纖通信的復用技術

（1）波分復用技術（WDM）：WDM技術能夠充分利用光纖巨大的帶寬，使光纖的傳輸容量得到很大的拓展；WDM使用相互獨立的波長，可以將不同波長的多達幾百個信號在同一根光纖上進行同時傳送；WDM還可以利用單根光纖進行雙向傳輸，從而降低了成本，是一種應用領域廣泛的光纖復用技術。（2）時分復用技術（TDM）：TDM把傳輸時間分成多個周期性的時隙，通過將多種相互獨立的信號分配到分立的時隙上，以實現在一條公共的物理信道上進行多個信號的傳輸，從而更有效的利用光纖的頻譜資源，TDM技術更適合于傳輸數字信號。（3）空分復用技術：這是一種最簡單的復用技術，就是由多根光纖聚集形成一條光纜，一路信號在光纜中的一根光纖上傳送。采用空分復用要求光纖的直徑足夠小，其實現簡單但是成本較高。

3.2光纖接入技術

光纖接入技術是將高速數據、高保真音樂以及視頻等大眾需求的高速信息流入到千家萬戶的寬帶網絡接入技術。光纖接入網可以分為有源光網絡和無源光網絡，其中有源光網絡是指系統ATM、SDH及以太網等技術，而無源光網絡是指系統中不含有任意的有源器件。根據光纖不同的到達位置，光纖接入網可分為光纖到交換箱（FTTCab）、光纖到路邊（FTTC）、光纖到大樓（FTTB）和光纖到戶（FTTH）四種服務形式。

3.3光纖通信技術的應用

由于光纖通信擁有高頻帶、低成本、低重量、低損耗、很高的保真度、強抗干擾能力以及可靠的工作性能等優勢，在很多領域都有廣泛的應用。目前，大容量光纖通信技術已經應用到電力通信行業、廣播電視行業、計算機網、物聯網以及軍事裝備等各行各業。

四、結束語

光纖通信作為一種現代重要的通信技術已經在很多領域得到了廣泛應用，本文首先對光纖通信技術及其系統組成進行了介紹，然后分析闡述了光纖通信中的關鍵技術和應用領域。光接入網絡通信技術、采用新生光纖以及超高速的光纖系統將是光纖通信的發展方向，光纖通信技術的不斷飛躍必會推動未來通信業及社會經濟的極大發展。