光纖技術的發展及其在光通信中的應用研究

劉 波(中國電信股份有限公司上海分公司 上海 200438)

1 光纖技術的發展

光纖的全稱是光導纖維，是一種光傳導的工具，其原材料一般是玻璃或塑料，利用光的反射原理進行信息傳導。自從“光纖”這一概念被提出后，就引起了廣大研究者濃厚的研究興趣，經過了長時間的研究，光纖技術已經得到了長足的發展，并應用到了人們的日常生活中，讓人們享受到了便利，同時光纖技術仍處在不斷發展的過程中，相信以后會有更加快速的光纖技術出現。目前光纖技術主要分為以下幾類。

1．1多模光纖。經過研究者日以繼夜研究出現的多模光纖的第一代光纖通信技術，多模光纖的光芯較大，直徑一般在50μm至100μm之間，能夠允許不同模式的光在同一根光線上傳輸，其傳輸速度較雙絞線已經有了較大的提升，傳輸距離也得到了較大提升。正是由于多模光纖具有這么多的好處，自從上世紀七十年代多模光纖技術出現后就一直占據著重要的地位，多模光纖長期占據大量的銷售份額，二十多年都沒有被其他興起的光纖技術所影響。另外，由于多模光纖制作成本較低，優勢明顯，在新世紀下還迎來了多模光纖的新發展，國際標準化機構在2002年左右與其他機構共同商議新一代多模光纖的標準制定，并且新一代多模光纖很快就被國際通用，多模光纖又一次煥發出光彩。

1．2單模光纖。單模光纖主要是指只能在指定波長下傳播信息的光纖，即只能允許一個波峰通過，因此單模光纖的光芯較多模光纖細，一般只有9μm或10μm。正是由于單模光纖光芯太小，影響光纖傳輸的主要因素模式色散很小，因此單模光纖常用在遠距離傳輸中。但是單模光纖對光纖材料和光源體要求比較高，尤其是單模光纖的光端機十分昂貴，這也造成了單模光纖的應用成本比多模光纖高的多，這也是多模光纖能夠長期占據市場的重要原因。

1．3全波光纖。全波光纖的名稱來源于光纖可利用的波段，從前的光纖一般具有兩個窗口，即在兩個光波段內信號的傳播效果最好，即損耗最少，但在兩個傳播波段之間的光波傳輸損耗卻較大，一直被人們認為這是不能使用的波段。全波光纖就是采用了新技術克服了兩個窗口中間光傳輸損耗較大的問題，將兩個窗口的間隔打通，使光波傳輸的波段大大擴寬，就把這個兩個窗口合并成的窗口稱為“全波窗口”，把這種光纖叫做全波光纖。因此，全波光纖大大拓寬了光纖通信的帶寬，使光纖通信通路得到了增加，同時降低了光傳播過程中的損耗，傳播距離也較長，在城市城域網的建立中發揮著重要的作用。

2 光纖技術在光通信中的應用

隨著光纖技術的不斷發展，我國的光纖技術取得了長足的發展，在光通信中有著廣泛的應用。

2．1光通信的主要步驟。利用光纖進行光通信主要步驟為將要傳送的信息變為電信號輸送到光發送機中，通過光纖進行信息傳遞，光接收機在接收到光信號后又將其轉換成電信號，最后再通過信息還原技術還原得到所傳輸的信息，這就是利用光纖進行信息傳遞的整個過程。根據所使用光纖種類的不同，信息傳輸的速率和質量有所不同，成本也有所不同。

2．2波分復用技術的應用。由于光纖技術是利用光進行通信的通信技術，要想同時進行多路的信息傳輸，就必須在光線中將攜帶不同信息的光分開，分別進行傳輸與接收，就能實現多路信息的同時傳輸，大大提高信息的傳輸速率。由于光是一種波，所以就把這種技術叫做波分復用技術，這樣就能充分利用光纖可通過的光的波段范圍，讓不同波長的光攜帶不同的信息，提升光纖的傳輸容量和信息傳輸效率。在實際通信過程中，波分復用技術將光纖允許通過的波長的光分為多個光路，讓多路攜帶信息的光同時傳輸，極大的改善了過去網速慢的問題。例如商用的DWDM系統的傳輸容量可達400Gbit/s，而且一般的DWDM系統傳輸距離也已經達到2000km以上，這是人們過去所不敢想象的信息速率。

2．3光纖接入技術的應用。光纖接入技術主要是為了解決當前我國網速普遍偏慢的問題，滿足大眾的需求，使家家戶戶都能享受到高速網絡帶來的便利。利用光纖進行光通信時不僅要搭建好主干通信網絡，將光纖接入千家萬戶才是更為重要的關鍵技術，只有真正實現“光纖到戶”，才能讓大眾充分享受到信息時代的便利。我國早在2003年就已經在全國開展“光纖到戶”的推廣工作，時至今日，光纖入戶工作已經基本覆蓋到全國各大中小城市，已經有數以億計的網民體驗到高速網絡的便利，這是我國光纖技術發展和通信技術應用上取得的重大成就之一。

3 結語

總而言之，光纖技術經過了這么多年的發展，已經取得了許多重大的突破和成就。多模、單模、全波等光纖技術的不斷出現為信息時代的建設打下了堅實的基礎，同時光纖在光通信中的廣泛應用也在不斷提升我國的網絡速度。相信隨著光纖技術的不斷發展，我們今后還將享受到更加優質的網絡技術。