光纖通信技術特點和發展趨勢研究

梁國茂　邢偉杰　楊光

【摘要】 近年來，光纖通信技術得到了長足的發展，新技術不斷涌現，這大幅提高了通信能力，并使光纖通信的應用范圍不斷擴大。本文探討了光纖通信技術的特點以及發展趨勢，旨在為下一步的研究工作指明方向。

【關鍵詞】 光纖通信 技術特點 發展趨勢

一、光纖通信技術的特點

1.1 通信容量大

由于光纖通信使用的光波具有很高的頻率，因此光纖通信具有很大的通信容量。目前實用水平為每對光纖傳輸480000多路電話信號，比同軸電纜3600路的通信容量大得多。

1.2 損耗低，中繼距離長

由于光纖的衰減很低，所以能夠實現很長的中繼距離。目前，實際使用的光纖是石英光纖，和目前使用的其他傳輸介質相比損耗是最低的，最大中繼距離可達200km以上。如果將來使用非石英介質的極低損耗光纖，理論上傳輸的損耗還可以降到更低的水平，則光纖通信系統的中繼距離可以達到數千、甚至數萬千米。

1.3 抗電磁干擾能力強，傳輸質量佳

石英有很強的抗腐蝕性，而且絕緣性好。它還有一個重要的特性就是抗電磁干擾的能力很強，不受外部環境的影響，也不受人為架設的電纜等干擾。這一點對于在強電領域的通信應用特別有用，而且在軍事上也大有用處。

1.4 信號串擾小，保密性能好

在電波傳輸的過程中，電磁波的傳播容易泄露，保密性差。而光波在光纖中傳播，不會發生串擾的現象，保密性強。

二、光纖通信技術的發展趨勢

光通信技術作為一種新興的通信技術，具有廣闊的發展前景和強大的生命力。目前學術界的研究工作主要集中在以下幾個方面：

（1）超大容量、超長距離傳輸技術。

波分復用技術。波分復用技術極大地提高了光纖傳輸系統的傳輸容量，目前1.6Tbit /s的WDM 系統已經投入使用，同時全光傳輸距離也在大幅擴展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時分復用（OTDM）技術，OTDM技術是通過提高單信道速率來提高傳輸容量，其實現的單信道最高速率達640Gbit/s。僅靠OTDM 和WDM 來提高光通信系統的容量畢竟有限，可以把多個OTDM信號進行波分復用，從而大幅提高傳輸容量。偏振復用（PDM）技術可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零（RZ）編碼信號在超高速通信系統中占空較小，降低了對色散管理分布的要求，且RZ編碼方式對光纖的非線性和偏振模色散（PMD）的適應能力較強，因此現在的超大容量WDM/OTDM通信系統基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統需要解決的關鍵技術基本上都包括在OTDM和WDM通信系統的關鍵技術中。

（2）光孤子通信。

光孤子是一種特殊的超短光脈沖，由于它在光纖的反常色散區，群速度色散和非線性效應相互平衡，因而經過光纖長距離傳輸后，波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實現長距離無畸變的通信。

（3）全光網絡的發展。

未來的高速通信網將是全光網絡。全光網絡是光纖通信技術發展的最高階段，也是理想階段。傳統的光網絡實現了節點間的全光化，但在網絡結點處仍采用電器件，限制了目前通信網干線總容量的進一步提高。隨著光放技術的發展，超長距離的光域傳輸已經沒有障礙，以自動交換光網絡（ASON）為代表的光交換技術使得業務的上下和交換可以在光域進行，而無源光網絡（PON）技術使得城域網的接入層最終可以實現光纖化。全光網絡以光節點代替電節點，節點之間也是全光化，信息始終以光的形式進行傳輸與交換，交換機對用戶信息的處理不再按比特進行，而是根據其波長來決定路由。目前，全光網絡的發展仍處于初期階段，但它已顯示出了良好的發展前景。從未來的應用來看，光網絡將向著服務多元化和資源配置的方向發展。

（4） 光纖通信技術的智能化。

隨著業務需求的多樣化和IP化，光纖通信的發展不僅要突破距離的限制，更要向智能化邁進。對于日益龐大的傳輸容量和日益繁忙的調度需求，隨著光纖網絡建設規模的不斷擴大，網絡的安全性、高效性、復雜性都對網絡的管理維護提出了很高的要求，基于密集波分復用（DWDM）的光傳送網（OTN）技術、適應下一代網絡（NGN）的自動交換光網絡（ASON）技術，正是為了適應未來的智能光網絡（ION）的需要而得到飛速的發展。

三、結束語

光纖通信技術作為信息技術的重要支撐平臺，在部隊信息化建設中也起到了重要作用。從現代通信的發展趨勢來看，光纖通信也將成為未來通信發展的主流。因此，加快對光纖通信技術前沿技術的研究，不但具有重要的理論意義，也同樣關乎部隊信息化建設的實現。endprint