論光纖通信技術(shù)的特點和發(fā)展趨勢

彭 麗，張 霞

(1.西安通信學院，陜西西安710106;2.空軍空降兵學院，廣西桂林541003 )

0 引言

光纖通信技術(shù)是利用光學纖維對信息進行傳輸?shù)囊环N技術(shù)手段，其形狀是一種較細的長形圓柱玻璃絲，能夠做到長距離的信號傳輸。隨著現(xiàn)代科技信息技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖通信憑借本身超強的抗電磁干擾與超低損耗等特點，深受人們的青睞。光纖通信技術(shù)本身還潛藏著很大的潛力，對未來通信的發(fā)展具有重要的作用，這還有待人們更進一步的開發(fā)利用。

1 光纖通信技術(shù)現(xiàn)狀概述

早在1966 年，就有人提出了光纖技術(shù)應(yīng)用于通信中的“預(yù)言神話”，至今為止，光纖通信技術(shù)已在長途十線、有線電視、海底通訊以及局域網(wǎng)中得到普及應(yīng)用。光纖通信技術(shù)不僅涉及范圍廣、規(guī)模大，而且發(fā)展速度也非常快，有著以往任何一種新技術(shù)都無法堪比的特點。就目前的發(fā)展形勢而言，其新技術(shù)仍不斷的被研發(fā)出來，廣闊的應(yīng)用發(fā)展空間與強大的生命力，將成為現(xiàn)代高速公路上的主要信息傳播手段，更是未來社會發(fā)展的信息支柱。

光纖通信新技術(shù)主要包括:光器件技術(shù)、光接入技術(shù)、光放大技術(shù)、光WDM 技術(shù)、光同步數(shù)字傳輸與全光通信技術(shù)等。我國的光通信技術(shù)的發(fā)展歷程是曲折和困難的，就目前為止，已對光纖、器件與系統(tǒng)等有關(guān)技術(shù)有了很好的掌握，特別是在關(guān)鍵的技術(shù)上均有自己的一套特色與創(chuàng)新，現(xiàn)已逐步進入國際光通信技術(shù)的先進行列。

2 光纖通信技術(shù)特點分析

2.1 超強的抗電磁干擾

石英有著超強的抗腐蝕性，且絕緣性也很好，最重要的特點是它的抗電磁干擾性能極強。不僅不受外界環(huán)境影響，而且也不會被人為架設(shè)的電纜所干擾，這一點無論是在超強電領(lǐng)域的通信中還是在軍事應(yīng)用上都有著很大的優(yōu)勢。

2.2 無串音干擾的密封性傳輸

電波的傳輸中，電磁波的傳播是最容易泄露的，其保密性極差。而光波在光纖的傳播過程中，發(fā)生串聯(lián)的情況非常少，且密封性很強;除此之外，光纖還有著徑細、柔軟與重量輕等特點，容易進行鋪設(shè)。再加上有著豐厚的原材料資源，其溫度與穩(wěn)定性能好、使用壽命長及成本低等優(yōu)點，使光纖技術(shù)的應(yīng)用范圍日益擴大。

2.3 超低的光纖損耗

商品石英光纖有著超低的損耗，其損耗率低于0 ～20 dB/km，傳輸損耗之低是其他任何一種傳輸介質(zhì)都無法比擬的。采用超低損耗的石英光纖，理論上分析損耗率可降到最低，這代表通過光纖通信可跨越大幅度的無中端距離，這對于長途傳輸線路來說，意味著中繼站的數(shù)目將會減少，系統(tǒng)建設(shè)的復(fù)雜性與成本會大幅度降低。

2.4 大容量的通信傳輸

與電纜或銅線相比，光纖的傳輸帶寬要大得多，光纖通信技術(shù)中有著較好的光源的調(diào)制方式、調(diào)制特性以及光源色散等特性。就單波長的光纖通信來說，其終端設(shè)備因電子瓶頸關(guān)系而無法發(fā)揮更大的光纖帶寬的優(yōu)勢，一般都需要采取不同復(fù)雜程度的技術(shù)來增加傳輸容量。

3 光纖通信技術(shù)未來發(fā)展趨勢

3.1 逐步向超高速系統(tǒng)領(lǐng)域靠攏

受高比特率系統(tǒng)的指數(shù)規(guī)律下的經(jīng)濟效益影響，商業(yè)系統(tǒng)速率由45 Mbit/s 上升到10 Gbit/s，在近20 年的時間，其速率就增加了約200 倍，就目前而言，10 Gbit/s 系統(tǒng)開始大量的裝備網(wǎng)絡(luò)。大多數(shù)的電信公司已經(jīng)開發(fā)出了40 Gbit/s 的系統(tǒng)，在2001 年就已經(jīng)投入使用。而160 Gbit/s 速率ETDM 與640 Gbit/s 速率OTDM 傳輸也取得了試驗上的成功，但距離實用化還有一段距離。光纖通信技術(shù)的發(fā)展之快，帶來其容量以每9 個月就增長一倍的好成績，預(yù)計未來10 年內(nèi)，光纖通信技術(shù)的傳輸速度將會提高100 倍之高，可為用戶提供無限量的帶寬。

3.2 WDM 和 DWDM 的廣泛應(yīng)用

WDM 技術(shù)的出現(xiàn)迅速得到了廣泛的應(yīng)用，自1995 年開始，國際上最大容量的DWDM 系統(tǒng)的商用價值在全球迅速形成了以DWDM 系統(tǒng)來進行現(xiàn)有的光纖通信的容量擴充。同時，WDM 復(fù)用波段是由常規(guī)波段C 逐步向長波段L 與短波段S 拓展，其中100 波長的通道傳輸設(shè)備已投入商用。最近兩年來，大容量的DWDM 技術(shù)的發(fā)展徹底挖掘了光纖傳輸通道的無窮盡的容量，更成為了現(xiàn)代IP 業(yè)務(wù)發(fā)展迅猛的催化劑，為下一代更為靈活的光傳輸光節(jié)點奠定了一定的基礎(chǔ)。

3.3 信息高速傳輸?shù)墓饫w接入網(wǎng)

光纖接入網(wǎng)實現(xiàn)了信息的高速傳輸，可滿足大眾的共同需求。一方面需要有寬帶網(wǎng)絡(luò)的主十傳輸;另一方面光纖接入網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)是信息高速流入千家萬戶中，因此用戶的光纖接入部分才是關(guān)鍵。目前接入網(wǎng)的光傳輸主要包括:無源光網(wǎng)絡(luò)(SDH、PDH、PON、EPON)，其中 SDH 技術(shù)可為用戶提供可靠的高質(zhì)量上的支持，使接入網(wǎng)易于現(xiàn)實與維護;PDH 在組網(wǎng)功能上具有靈活與廉價的特點，可實現(xiàn)大批量的接入網(wǎng)應(yīng)用;而SDH 引入PDH 系統(tǒng)，使系統(tǒng)的靈活與可靠性進一步得到了提高;PON 有超強的吸引力的單純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，可減少設(shè)備及線路的故障率，節(jié)約維修成本。另外，其拓撲結(jié)構(gòu)還大大地降低光纖的費用，成為接入網(wǎng)中比較典型的快速發(fā)展的傳輸方式。

3.4 全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展

在未來超高速的通信網(wǎng)絡(luò)中，全光網(wǎng)將是光纖通信技術(shù)中最理想的階段，也是最高階段。在以往傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)通信中，只實現(xiàn)了節(jié)點上的全光化，而網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點處還需要采用一些電器的輔助使用，這就對通信網(wǎng)的干線總?cè)萘可系倪M一步的提高有了限制。而全光網(wǎng)是以節(jié)光點取代電節(jié)點，使節(jié)點之間完全被全光化，信息的傳輸以光的形式進行交換，而用戶信息的處理已不在靠交換機按照比特來進行，只需根據(jù)波長就可決定路由。此外，全光網(wǎng)還有著極好的開放性、可靠性、透明性、兼容性與可擴展性等;更有著提供超大容量的帶寬、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與組網(wǎng)簡單靈活、處理速度高、誤碼率低等優(yōu)點。當然，目前來說，全光網(wǎng)絡(luò)還不能在通信技術(shù)中獨立發(fā)展，仍需要與因特網(wǎng)、移動通信網(wǎng)以及ATM 網(wǎng)等相融合。

4 結(jié)語

光纖通信技術(shù)的發(fā)展已在國際上取得了成就。但隨著新興的3D 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，光纖通信技術(shù)還需要更進一步的提高，還需要科研人員的不斷研究，以取得更新的成果。

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