光纖對傳輸網傳輸效率的保障與提升效果研究

龐振國

[摘要]當網絡已經進入到我們生活的各個層面時，光纖網正作為傳輸媒介為我們傳輸著大量的信息，光纖作為一種極細的玻璃纖維為了每天的信息生活服務，其優良的性能不僅推動了傳統傳輸網的發展與進步，也推動了時代的前進。本文將介紹了傳輸網的發展、光纖網以及光纖對傳輸網的發展所起到作用，并分析其優點和其所存在的一些隱患。

[關鍵詞]光纖 傳輸網 優良性能

[中圖分類號][TN913.7] [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0208-01

1 概述

光纖作為寬帶接入一種主流的方式，有著通信容量大、中繼距離長、保密性能好、適應能力強、體積小重量輕、原材料來源廣價格低廉等的優點，光纖寬帶的普及也是大勢所趨。

傳輸網的發展經歷了三個階段：又絞線階段、電纜與雙絞線相結合階段以及光纖傳輸階段。在雙絞線階段時期，語音不能同大規模數據通信混用也適應這樣的數據通信；而在電纜與雙絞線相結合的階段，傳輸網能夠進行大量數據與視頻的傳輸需求，但同時也需要更多的接入設備，因而成本相對提高許多，另外這種網絡由于不容易擴展，因此難以得到發展；進入到光纖階段后，傳輸網的各個相應附屬設備趨于完善，數據處理能力、擴展性也相應提高，促使傳輸網展成為綜合通信網絡。

2 光纖與傳輸網

2.1 光纖簡介

光纖即光導纖維，它是一種用玻璃或塑料制成的纖維，光在其中通過全反射原理以傳信息。光纖是一種光傳導工具，光在光導纖維的傳輸時損耗比較低，而電在金屬導線傳導的損耗相對較大多，因而光纖很適合被用作長距離的信息傳輸。

光纖一般分為三層：芯徑一般為50μm或62.5μm的中心高折射率玻璃芯，中間層為通常直徑為125μm的低折射率硅玻璃包層，最外層是樹脂涂層以加強防護；一般內層與中間層的折射率不同，通常內芯的折射率比外層玻璃大1%，根據光的折射和全反射原理可知，在這種情況下，光可在內芯全部反射，幾乎不會有損耗。

光纖傳輸的優點：

1960年，美國科學家Maiman發明了世界上第一臺激光器，激光從此成為良好的通信光源；其后二十多年，人們終于制成了低損耗的光傳輸介質——光纖，從而奠定了光通訊的基石，光纖也推動了光通訊、傳輸網的飛速發展。

光纖于傳輸網具有很多突出的優點，下面將介紹其中最突出的幾點：

1）頻帶寬；頻帶的寬窄代表傳輸容量的大小，光纖的頻帶比VHF頻段高出一百多萬倍；盡管不同頻率的光在光纖中傳輸也會出現相應的損耗，從而影響頻帶寬度，即使如此光纖的最低損耗區的頻帶寬度也可達30000GHz；而得用先進的相干光通信技術可以在30000GHz頻寬內加載2000個光載波，再進行波分復用，光纖就可以容納上百萬個頻道。

2）損耗低；與電纜傳輸相比光導纖維的損耗則要小得多，數據表明，光纖傳輸比同軸電纜傳輸的其功率損耗小一億倍，因此信息在光纖中能傳輸更遠的距離；另外，光纖傳輸在全部有線電視頻道內的損耗相同，不需要引入均衡器像電纜中傳輸那樣進行均衡；其次是溫度的變化不會影響到光纖傳輸的損耗，因而當環境溫度發生變化時干線電平的波動也不會到影響。

3）重量輕；光纖的芯線直徑一般為4到10微米之間，就算在加上防水層、加強筋、護套等之后，由4～48根光纖所組成的光纜的直徑也還不到13毫米，而標準的同軸電纜的直徑為47毫米，因而玻璃纖維的光纖比起金屬電纜線的重量更加輕。

4）抗干擾能力強；由于石英是構成光纖的基本成分，具有只傳光不導電的特性，而且光信號在其中傳輸時也不會受到電磁場的干擾，因此信號在光纖中傳輸不易被竊聽，利于信息安全。

5）保真度高；信號在光纖中傳輸，只要激光器的線性好，就可高保真地傳輸電視信號；另外光在光纖中傳輸不需要用中繼放大，也就不會因此而引起非線性失真。

6）可靠性強；由于光纖系統所用到的設備相對少，前面提交到不會像在電纜系統中那樣用到幾十個放大器，設備少也就會相應地減少損耗與誤差的出現，因此其可靠性更高，光纖設備可無故障工作達50萬～75萬小時，而光纖系統中壽命最短的光發射機——激光器的最低壽命也可達10萬小時以上。

7）成本低；有論理認為光纖傳輸信息的帶寬每6個月增加1倍，但其價格降低1倍。與電纜原材料——銅不同的是，石英來源十分豐富，光纖的造價也會隨著技術的進步會進一步降低而不會像銅一樣上漲；這也是光纖傳輸的極大優勢。

2.2 光纖對傳輸網的作用

電話系統是由光纜和先進的超級計算機交換系統所組成，它已經同全國電話網相連；因而可以利用電話網絡來建設“信息高速公路”；光纜系統是“信息高速公路”的骨干，光纜由細長的玻璃纖維構成的，數字化信息在其中以激光脈沖形式進行傳輸，而在同軸電纜中傳輸的形式則為無線電波。由于激光脈沖波長比無線電波的波長短，因而光纖線路具有更大的信息容量。

在當今社會中，光纖系統已廣泛應用于數字電視、語音和互聯網信息的傳輸中，光纖已成為商用、工業等多個領域的地面傳輸標準；軍事與防御領域又進步推動了光纖大范圍更新換代的重要動力。

2.3 光纖網

光纖傳輸系統一般由光發送機即光源、傳輸介質、光接收機即檢測器組成。當光纖傳輸用于計算機網絡通信時，光源和檢測器的工作一般都由光纖收發器完成，光纖收發器的作用是將雙絞線所傳輸的信號轉換成使其能夠通過光纖傳輸的光信號，是一種用來實現雙絞線與光纖連接的設備，光纖收發器是雙向的，也能將光信號轉換能夠在雙絞線中傳輸的信號。

當光纖用于普通的視、音頻、數據等傳輸時，光源和檢測器的工作則一般是由光端機來完成，光端機負責將多個為E1的中繼線路數據傳輸標準的信號轉變成光信號并進行傳輸，光端機的主要用于實現電到光以及光到電的轉換；光端機按其轉換信號的類別分為模擬式和數字式光端機。

光纖傳輸系統也按傳輸信號的類別分為數字傳輸系統和模擬傳輸系統；后者是將光強加以模擬調制，將輸入信號轉變為振幅、頻率或相位的連續變化的傳輸信號；而數字傳輸系統則是把輸入信號轉變成“1”，“O”的脈沖信號，并將其作為傳輸信號進行傳輸，最后在接受端將其還原成原信號。光纖傳輸系統也其它方式分為：單模光纖、多模光纖；緩變型多模光纖、緩變增強型多模光纖和緩變型單模光纖；階躍型光纖、梯度型光纖、環形光纖等。

由上面介紹可知，光纖傳輸系統不僅可用來傳輸模擬信號，也可用來傳輸數字信號，也可以進行視頻傳輸。

任何事物都有它雙面性，光纖傳輸網也存在一些的安全隱患，如：弱光攻擊、強光攻擊等，因機電需要針對不層次的不同問題采取不同的對策加以防范，因而需要增加網絡運營成，需要在成本與安全之間尋找到平衡，針對不同用途的光纖傳輸網采用不同的安全策略和標準。

3 結束語

目前，我國已經形成了相對較完善的光纖通信體系，涵蓋了光器件、光模塊、光纖、光纜、光傳輸設備等多個領域，另一方面移動互聯網、三網融合等新型信息動技術發展應用也推動了光纖傳輸系統的發展。光纖傳輸系統經過了30多年的發展，在擴大網絡傳輸容量方面起到了不可替代的作用。

本文通過對光纖對傳輸網發展作用、光纖網系統以及光纖的進行了一個系統而細致的介紹，并客觀地分析了光纖網所存在的不足；另外也分析了光纖作為傳輸介質的優勢以及這些其方式無法達到優點使得光纖對傳輸網的發展的起到了不可替代的巨大推動作用。

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