光纖通信的關鍵技術及其發展趨勢探討

摘 要：隨著光纜運用的拓寬，它在我國通訊領域已有20多年的運用歷史，在這20年期間光纖光纜和光通訊技術都得到了大力的發展。光纖通信與其它通訊方式相比，具有大的傳輸容量和傳輸速率，另外體積小、損耗低、重量輕、傳輸頻帶寬、抗電磁干擾能力強這些都是使得光纖通訊迅速發展的原因。本文分別從普通光纖、核心網光纜、接入網光纜以及室內光纜等方面入手，對我國的光纖通信技術現狀進行分析，研究光纖通信技術的幾種發展趨勢。

關鍵詞：光纖通信；信息技術；發展趨勢

隨著光纖光纜及通訊技術的不斷發展，光纖通訊技術也有了大幅度的完善，光纖光纜具備的優勢使得它在通訊領域的使用范圍不斷被拓寬，就目前情況而言光纖光纜的主要應用領域包括石油通信、郵電通信、電力通信、廣播通信和軍用通信等。

1 光纖通信

隨著各國接入網市場的逐漸開放以及電信管制政策的放松，通信領域的競爭也日益加劇，新業務的出現帶動了各種通訊技術的發展，而光纖接入網技術也憑借其獨特的優勢進入人們的視野。光纖接入網技術作為一種以光纖為主要傳輸媒介的接入網技術，它具有較大的通信容量和較強的抗電磁干擾能力，穩定的性能以及較強的保密性使得它一躍成為干線通信接入網技術中的領導者。

2 光纖通信的關鍵技術

2.1 波分復用技術

波分復用技術可以通過對單模光纖通信低損耗區的充分利用帶來巨大的寬帶資源，可以將兩種或者是多種各自攜帶信息的不同波長的光載波信號，在發射端經波分復用器匯合，并將其耦合在一根光線中進行傳輸，速率可以達到40G-100Gbit/s，在接收端在通過波分復用器對各波長的光載波信號進行分析，然后由光機收機作進一步處理。密集波分復用技術是為了能夠解決超高速率、超大容量和超長中繼距離等問題而產生的。密集波分復用技術的應用，不僅使得每對光纖的傳輸容量得到了大幅度的提升，還達到了經濟節約的效果。

2.2 光源波長穩定技術

在波分復用的光纖通信中，光發送機所用半導體激光刺激器光源，其工作線寬必須窄，波長必須具有穩定性，這樣才能夠充分的避免信道間信號的相互串擾的情況的出現。但在目前的條件下，顯然是無法滿足這樣的條件的。因此在光纖通信中為了能夠提供穩定的光源波長，就需要開發出光源波長穩定技術，讓波分復用光纖通信系統可以可靠、穩定的進行工作。目前主要采用的兩種方法：一是波長反饋控制法，一是溫度反饋控制法。

2.3 摻鉺光纖放大器（EDFA）

摻鉺光纖放大器（EDFA）的研制成功是推動波分復用技術發展的重要因素，它讓高速率、大容量以及長距離的光纖通信成為了可能。EDFA在光纖系統中也得到了廣泛的應用。首先在前段將發射機的輸出光進行方法，然后在進行分配以提供各個方向的光纖干線傳輸，然后再遠離前端處接入EDFA，來作為線路的放大器，實現對于分支損耗的補償。

3 光纖通信技術的發展趨勢

3.1 超大容量、超長距離傳輸技術

波分復用技術在光纖中的運用使得光纖傳輸容量有了極大的提高，其超長傳輸距離的優勢使得它在未來跨海光傳輸領域將會有良好的應用前景。而波分復用系統的高速發展使得1.6Tbit/的WDM系統逐漸趨向于商業化，其傳輸距離也在大幅度擴展。借助光時分復用技術可有效提高光纖的傳輸容量，實現單信道速率傳輸的最大化，但光時分復用技術和密集波分復用技術的提升能力有限，因而只有將多個光時分復用信號集中使用進行波分復用，才能實現傳輸容量的大幅提高。WDM/OTDM混合系統包含了許多關鍵性技術，同時也是解決傳輸容量的關鍵。

3.2 光孤子通信

光孤子通信是一種全光非線性通信方案，利用光纖折射率的非線性效應導致對光脈沖的壓縮，可以與群速色散引起的光脈沖展寬相平衡，當光纖的反常色散區與脈沖光功率密度達到一定條件時，光孤子能夠長距離不變形的在光纖中傳輸。這種傳輸不受距離的限制，但環境條件很重要。隨著對光孤子技術研究的深入，我們預備將光孤子的運行效率從10～20Gbit/s提高至100Gbit/s以上，而傳輸距離方面則采用重新定時、再生、整形等技術以降低自發發射，傳輸距離提高至100000km以上。

3.3 全光網絡

隨著通訊技術對信息傳輸效率要求的不斷增高，高速通信網成了大家關注的一個熱點，光纖通信技術的發展極致也就是全光網。傳統的全光網是對節點進行全光化，但在實際的網絡應用中節點仍使用的是電器件，它對通信網干線的容量造成了一定的影響，因此全光網的節點是關鍵。改良后的全光網用光節點取代了電節點，節點間完全實現了全光化，信息與數據之間的傳輸和交換始終都是以光的形式完成，用戶信息的處理也是根據其波長來決定。

4 結語

在信息技術平臺中光通信技術是通信領域的重要組成部分，隨著信息技術的不斷發展，光通信技術將成為通信領域今后發展的主要方向。盡管全球光通信剛經歷了低谷，目前尚處于恢復時期，但光通訊技術具備的優勢使得它在光通信市場仍呈現上升的趨勢。通過對現代通信發展趨勢的分析以及相關數據統計，在未來通信發展中光纖通信將成為通信技術的主流，它的成熟為全光網絡時代的到來奠定了基礎。

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