淺談光纖通信技術在我國的應用

王輝

【摘要】基于人們對信息傳輸安全、高效的需求以及科學技術的長足發展，光纖通信技術因其信道帶寬極寬，傳輸容量大，抗干擾，保密性好等優勢獲得迅速發展，并進入到有線通信的各個領域。但隨著人們對光纖通信網絡的傳輸速度和容量需求不斷增長，光纖通信技術必須不斷發展、更新。

【關鍵詞】光纖通信；發展前景；優勢

引言

光纖通信是用光作為信息的載體，以光纖作為傳輸介質的一種通信方式。它首先要在發射端將需傳送的電話、電報、圖像和數據等信號進行光電轉換，即將電信號變成光信號，再經光纖傳輸到接收端，接收端將接接收到的光信號轉變成電信號，最后還原成原信號。從國家骨干通信網到城域網以及到用戶的接入網，基本上都是采用光纖通信的方式實現的。光纖通信技術和計算機技術是信息化的兩大核心支柱。目前，我國累計鋪設光纜近400萬公里，累計光纖用量近8000萬公里。隨著網上辦公、3G移動通信、遠程移動存儲等新業務的應用，人們對光纖通信網的傳輸速度和容量需求不斷增長，甚至有些地區的單用戶接入速度要求達到1Gb/s，因此必須建設速度更快、容量更大的光纖通信網才能滿足人們日益增長的通信需求。

一、光纖通信在我國的發展現狀

在進入本世紀以來，我國的光纖通信以非常迅猛的姿態快速成長起來，在光纖通信技術領域不斷開拓創新，取得了長足的發展。目前我國的光纖通信技術已經發展到了應用階段，很多技術都已經成熟，尤其在光纖接入網技術和波分復用技術上取得了重大的突破，在很大程度上提高了人們信息通信交流的質量。

（一）普通光纖

普通單模光纖是最常用的一種光纖。隨著光通信系統的發展，光中繼距離和單一波長信道容量增大，G.652.A光纖的性能還有可能進一步優化，表現在1550rim區的低衰減系數沒有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數和零色散點不在同一區域。符合ITUTG.654規定的截止波長位移單模光纖和符合G.653規定的色散位移單模光纖實現了這樣的改進。

（二）核心網光纜

我國已在干線（包括國家干線、省內干線和區內干線）上全面采用光纜，其中多模光纖已被淘汰，全部采用單模光纖，包括G.652光纖和G.655光纖。G.653光纖雖然在我國曾經采用過，但今后不會再發展。G.654光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統容量，它在我國的陸地光纜中沒有使用過。干線光纜采用分立的光纖，主要用于室外，在這些光纜中，曾經使用過的緊套層絞式和骨架式結構，目前已停止使用。

（三）接入網光纜

接入網中的光纜距離短，分支多，分插頻繁，為了增加網的容量，通常是增加光纖芯數。特別是在市內管道中，由于管道內徑有限，在增加光纖芯數的同時增加光纜的光纖集裝密度、減小光纜直徑和重量，是很重要的。接入網使用G.652普通單模光纖和G.652.C低水峰單模光纖。低水峰單模光纖適合于密集波分復用，目前在我國已有少量的使用。

（四）室內光纜

室內光纜往往需要同時用于話音、數據和視頻信號的傳輸。并目還可能用于遙測與傳感器。國際電工委員會（IEC）在光纜分類中所指的室內光纜，筆者認為至少應包括局內光纜和綜合布線用光纜兩大部分。局用光纜布放在中心局或其他電信機房內，布放緊密有序和位置相對固定。綜合布線光纜布放在用戶端的室內，主要由用戶使用，因此對其易損性應比局用光纜有更嚴格的考慮。

二、光纖通信的優勢及不足

光纖通信之所以能夠飛速發展，是由于它具有以下的突出優點：

（一）傳輸損耗低，中繼距離較長

在光纖通信中，光纖傳輸具有很低的損耗率，一般情況下，可以將傳輸損耗率控制在0.20dB/km以下。由于光纖通信的傳輸損耗率很低，因此便可以相應的延長中繼距離，實現更長中繼距離之間的跨域，從而便可以減少中繼站的數量，為通信系統的建設降低成本，同時還可以降低通信系統的復雜程度。

（二）傳輸頻帶寬、通信容量大

在光纖通信中的載波頻率遠高于電波頻率，再加之光纖通信傳輸信息過程的損耗率較低，因此采用光纖通信技術進行信息傳送，其傳送容量將會遠遠高于微波通信。與此同時，和電纜、銅線等傳統傳送介質相比較，光纖傳送寬帶要大得多。

（三）光纖通信具有良好的保密性

在光纖通信中使用的傳輸介質是光纖，光信號在光纖包層和纖芯附近進行傳送，光纖之外不存在光波，因此可以較好的保護信息，預防信息泄露。此外，光纜的外部保護設施均是不透光材料制成，再加上光纜一般情況都會被埋置于地下，因此，光泄露的情況幾乎是不可能發生。

（四）抗干擾性強

影響通信質量的重要原因就是干擾。通信系統的干擾源有很多，有天然干擾源，如雷電、電離層的變化和太陽黑子活動等；有工業干擾源，如電動機和高壓電力線，還有無線通信的相互干擾等。光纖通信系統能從根本上解決多年來困擾人們的干擾問題。

三、光纖通信在我國的發展前景

（一）超大容量、超長距離傳輸技術

波分復用技術極大地提高了光纖傳輸系統的傳輸容量，在未來跨海光傳輸系統中有很大的應用前景。目前，1.6Tbit/s的WDM系統已經大量商用，全光傳輸距離也在大幅度擴展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時分復用（OTDM）技術，與WDM通過增加單根光纖中傳輸的信道數來提高其傳輸容量不同，OTDM技術是通過提高單信道速率提高傳輸容量，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，RRZ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。

（二）光弧子通信

光弧子是一種特殊的ps數量級上的超短光脈沖，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。光弧子通信就是利用光弧子作為載體實現長距離無畸變的通信，在零誤碼的情況下信息傳遞可達萬里之遙。

在光弧子通信領域內，由于其具有高容量、長距離、誤碼率低、抗噪聲能力強等優點，光弧子通信備受國內外的關注，并大力開展研究工作。美國和日本處于世界領先水平，在我國，光弧子通信技術的研究也有一定的成果，國家“863”研究項目成功地進行了OTDM光弧子通信關鍵技術的研究，實現了20Gbit/s、105km的傳輸。近年來，時域上的亮孤子、正色散區的暗孤子、空域上展開的三維光弧子等，由于它們完全由非線性效應決定，不需要任何靜態介質波導而備受國內外研究人員的重視。光孤子通信在超長距離、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系統中，有著光明的發展前景。

（三）全光網絡

全光網絡將會是未來高速通信網絡的發展趨勢，它是光纖通信技術發展的最高階段，也是人類期望達到的最理想階段，因此對于全光網絡的研究已經成為目前光纖通信發展的重要研究課題。WDM波分復用技術的實用化，提供了利用光纖帶寬的有效途徑，使大容量光纖傳輸技術取得了突破性進展。點到點之間的光纖傳輸容量的提高，為高速大容量寬帶綜合業務網的傳輸提供了有效途徑，而傳輸容量的飛速增長對現存看交換系統的發展產生了壓力。全光網絡是指信號只是在進出網絡時才進行電/光和光/電的變換，而在網絡中傳輸和交換的過程中始終以光的形式存在。因為在整個傳輸過程中沒有電的處理，所以PDH、SDH、ATM等各種傳送方式均可使用，提高了網絡資源的利用率。

四、結束語

光纖通信的應用給人們帶來了一場信息的革命，在未來信息社會中將起到重要作用。雖然目前光纖通信發展仍存在問題，但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。