淺析光纖通信的發展新方向

摘 要 光纖通信技術的問世與發展給世界通信業帶來了革命性的變革。特別是經歷近40 年的研究開發，光纖、光纜、器件、系統的品種不斷更新，性能逐漸完善，已使光纖通信成為信息高速公路的傳輸平臺。本文探討了光纖通信的發展趨勢、它在傳送容量和傳送距離等性能方面的進展及網絡技術方面的應用。

關鍵詞 光纖通信 發展 應用

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

我國于20 世紀70 年代初就開始了光纖通信的基礎研究，隨著技術的進步，市場需求的增長，現代社會對通信的依賴越來越大，網絡的生存性顯得至關重要，通信發展和運行環境的變化對光纖通信提出了更高的要求。隨著社會的進步，用戶已經不滿足已有的電話業務，需要傳輸高速數據，同時出現了交互式圖像傳輸的要求，如VOD、居家辦公和家庭銀行等。這樣， 就顯得網絡容量緊缺， 同時需要對網絡進行改造。從現在起到2010 年，是我國實現第二步戰略目標，向第三步戰略目標邁進的關鍵時期。我國經濟的進一步發展必將形成新的光纖通信市場需求，像其他通信技術一樣，光纖通信又一次呈現了蓬勃發展的新局面。

一、光纖通信網絡技術及應用

（一）光弧子通信。

1、光弧子通信技術的起源及基本原理。

弧子是一種特殊形式的超短脈沖，或者說是一種在傳播過程中形狀、幅度和速度都維持不變的脈沖壯行波。光弧子脈沖能在光纖中保持傳輸。光脈沖在光纖中傳輸時有兩種作用影響脈沖的傳輸，一種是光纖色散作用，光纖色散使光脈沖在時域上展寬，展寬到一定程度后將引起相鄰脈沖的疊加，產生誤碼。另一種是光纖的非線性作用，這種作用將引起光脈沖在頻域上展寬，在時域上壓縮，也影響光通信。而光弧子是一種具有雙曲正割形狀的光脈沖，這種脈沖在光纖中傳輸是利用光線的群速度色散和非線性作用中的自相位調制兩種影響達到平衡的情況下，從而能保持原來的形狀傳輸。利用光弧子這種特性，可以實現超長距離、超大容量的光通信，它的傳輸容量比當今最好的通信系統高出1-2 個數量級，中繼距離可達幾百公里。

2、光弧子通信技術的新進展。

摻鉺光纖放大器的問世，損耗問題得到了很好地解決，但是隨著弧子脈沖源脈寬得越來越窄，色散作用越來越影響弧子的傳輸，于是對色散進行補償成為一個緊要技術。現有兩大補償技術：一類是弱色散和局部色散補償，另一類是周期性全局強色散補償。實驗證明，對工作在零色散波長處的單信道通信系統來說，光弧子通信系統的性能并不比工作常規系統更好。但是工作常規系統容易收到群色散的影響，從而對其傳輸速率有所限制，特別是在多信道系統中，這種影響又將限制其傳輸容量。而光弧子系統卻可以將不同的波長的多信道復用到一根光纖中傳輸，因而，多信道光弧子通信系統具有廣闊的應用前景。

（二）全光通信網。

1、全光網的概念。

隨著通信網傳輸容量的增加，光纖通信技術也發展到了新的高度。全光網是指用戶與用戶之間的信號傳輸與交換全部采用光波技術，即數據從源節點到目的節點的傳輸過程都在光域內進行，而在其各網絡節點的交換則使用高可靠、大容量和高度靈活的光交叉連接設備。在全光網中，由于沒有電的處理，所以容許存在各種不同的協議和編碼形式，使信號傳輸具有透明性。

2、全光網主要是由光網絡層、電網絡層構成。

全光通信中采用了光復用、光交換和其他的光處理技術，從而實現任何點與點之間的全程光信號的交互和傳輸。

3、全光網的特點。

（1）全光網以波長來選擇路由，對傳輸碼率、數據格式以及調制方式具有透明性的優點。

（2）全光網不但可以與現有的通信網絡兼容，還可以支持未來的寬帶綜合業務數字網以及網絡的升級。

（3）全光網絡具備可擴展性，網絡可同時擴展用戶、容量和種類。

（4）全光網絡還具備可重構性，可以根據通信容量的需求，實現恢復、建立和拆除光波長連接，即動態的改變網絡結構，可為突發業務提供臨時連接，從而充分利用網絡資源。

（5）由于全光網比現有的網絡多了一個光網絡層，而光網絡層中有許多光器件，因此可靠性高，而維護費用降低。

二、高速光纖計算機網應用———光纖分布式數據接口（FDDI）環網

FDDI 是美國國家標準協會于1982 年制定的一個使用光纖作為傳輸媒質、高速、通用的令牌環狀網標準。FDDI 網絡可作為高速局域網，在小范圍內連接高速計算機系統。教育和科研計算機網絡是國家教育和科研事業的重要基礎設施。各發達國家的大專院校和科研院所一般都建有相當規模的校園網。與一般的計算機網絡應用相比，校園網有很多特點：網絡規模大，網絡節點一般都有幾百過數千個；應用環境多，因專業不同需要提供不同類型的服務；物理位置分散，各子網分布在校園各教學樓內；網絡設備復雜，沒有系統性，組網難度較大；子網分割較多，應用相對獨立；主干網覆蓋范圍大，帶寬要求高；系統開放性強，能夠不斷吸收新的技術；需要提供遠程通信能力，能連接公共數字網或因特網。綜上，光纖通信技術會呈現以下幾種發展趨勢，即光纖通信向超高速TDM 系統發展，向超大容量超長距離WDM 系統發展，向融合的多業務節點發展，在城域網引入WDM 技術，實現光傳送聯網，研制新一代光纖產品， 以及IP over SDH 和IP over WDM。在未來一段時期內，中國將成為全球最大的光纖通信產品市場。因此在不遠的將來，中國有望建成世界最先進的光纖通信網絡，實現跨越性的發展。

（作者：畢業于蘭州交通大學，通信工，大專學歷，研究方向：鐵道技術，任職于中鐵二十一局電務電化公司新疆分公司）

參考文獻：

[1]喬桂紅等編著.光纖通信.北京：人民郵電出版社，2005.5.

[2]胡慶，王敏琦編著.光纖通信系統與網絡.北京：電子工業出版社，2006.9.