通信工程中光纖技術的設計應用和發展趨勢

李甦沛

（中達安股份有限公司，廣州 510620）

近幾年，光纖技術的應用在一定程度上提高了通信質量，與傳統通信材料相比，光纖可以利用特有結構安全且高效傳輸光信號。并且光纖造價成本低，適合大規模生產應用。所以研究與分析光纖技術對于通信技術的發展與創新具有重要作用。

1 通信工程中光纖技術的優點

在對光纖技術有效應用之前，需要了解其四項優點，詳細介紹如下：

1.1 頻帶極寬，通行容量大

傳統的通信信號主要以電信號為主，利用銅等導電性能良好的金屬材料作為信號傳輸工具。但是在信號傳輸過程中，電信號與銅導線之間產生阻抗，導致帶寬較窄。而通信過程中，改用光纖傳輸則不會產生阻抗效應，使帶寬明顯提高，有利于大容量信號傳輸，為通信工程的發展提供基礎條件。

1.2 能耗低，中繼距離長

通信過程中傳統的金屬導線具有一定的阻抗，隨著傳輸距離的不斷增加，能耗會隨之增加，但是光纖傳輸的光信號利用光的全反射原理傳輸信號，則可以盡最大可能降低能耗，在一定程度上增加信號的傳輸距離，從而降低信號傳輸成本。

1.3 抗電磁干擾能力強

現階段，制作光纖的普通材料為石英，然而這種材料不利于導電，有較好的抗腐蝕和抗電磁干擾能力，可以在通信信號中提供高質量的信號傳輸服務，從根本上解決電磁干擾問題。

1.4 無串電干擾，保密性良好

傳統信號傳輸過程中，由于電磁效應使電信號的傳播速度與傳播質量大大下降，而采用光信號則可以完全避免這一問題，避免信號的泄露或截取，使信號在傳輸過程中更加安全、可靠。

2 光纖技術的設計應用

2.1 鐵道通信中的光纖接入技術

目前為止，光纖在接入技術領域上應用廣泛。這種技術利用光纖信號傳輸穩定的特點，將光纖接入網信息系統，并對所傳輸的信號加以分析，從各方面提升信號的傳輸質量。在我國鐵路這種技術主要利用在兩方面。其一，有線網接入技術。對于普通的鐵路通信工程來說，光纖接入方式存在三種類型，分別是組網形式、星網形式和總線組網形式。這三種類型信號覆蓋面積和使用規模有較大的區別。現階段，我國鐵路通信工程為了滿足信號的覆蓋廣度，采用組網形式，有效解鐵路信號覆蓋問題。其二，無限網接入技術，這種技術的實施雖然沒有有線接入信號質量穩定，但是方便信號工作人員接入使用。此外，無限接入技術可以加大信號覆蓋區域，方便鐵路運行中對信號要求不高的乘客與工作人員使用。同時光纖接入技術在鐵路方面使用還有利于鐵路的運用與管理，對乘客購買車票以及其他鐵路服務提供方便。

2.2 相干光通信技術

相干光通信技術是光信號使用的另一重要方式，分別采用相干調制與外差檢測技術。對于相干調制技術的使用傳輸信號改變光波的頻率、相位和振幅產生相干光，進而實現信號調制。而對于外差檢測則利用激光混入光信號中，并利用一系列光波性質，計算出原信號的各種參數。

2.3 通信技術中光弧子技術

由于光纖在通信領域的快速發展，人們逐漸意到光信號傳輸的優點，不斷對光信號傳輸進行研發。近幾年光弧子技術發展迅速，利用DFB 激光器以及光弧子放大器等設施形成光信號傳輸質量更高的技術，其中 DEB 激光器也可以用鎖模半導體激光器代替，同樣是一種光源穩定且功耗較低的提供光源裝置。而光弧子放大器則會利用利用波的相關技術，彌補光弧子能量強度較低的弱點，進而產生能源更低、質量更高的光信號傳輸技術，為人們優質通信生活提供幫助。

2.4 傳媒行業的光纖利用

不同于其他行業傳媒行業對于對于信息傳輸更加依賴，無論是廣播公司還是各大點播部門都需要無線電傳輸，一旦信息傳輸過程中出現各種問題，則會出現色斑以音質不清等情況出現。其中視頻的信息傳輸量更大，如果不能有效解決信息傳輸問題則不能將視頻內容有效提供給廣大民眾，進而影響視頻質量，而光纖的接入可以穩定信號傳輸速度，并提高信號傳輸質量，具有良好的剛干擾能力，使光纖通信技術在傳媒企業中應用廣泛。

2.5 互聯網中的具體利用

隨著互聯網技術的快速發展，每天產生的信息量逐漸增加，為滿足信息傳輸的速度以及質量，已經逐漸接受光纖通信技術。既可以滿足日益增加的信息交流服務，又可以保障互聯網信息完全。同時互聯網技術已經逐漸滲透各個領域中，未來信息傳輸的市場應用會更大，因此在互聯網技術中運用光纖技術是時代發展的必然結果。

3 通信工程中光纖技術的發展趨勢

3.1 向超高速系統的發展

盡管光纖技術現階段已經投入使用，并取得一定的成績，但是從長遠的角度考慮，還是有很大的發展空間。其中超高速通信具有良好的發展趨勢，原因在于現在人們的生活節奏快，每天的信息接收量比較大，如果提高通信量則會避免因通信問題耽誤時間的問題，進而使通信工程向各個產業發展。

3.2 向超大容量WDM 系統的演進

目前，光纖通信技術還沒有實現全覆蓋，資源利用率較低，需要對其技術進行升級并利用WDM 系統技術朝向超大容量發展，從源頭解決通信量不足的問題，實現系統擴容的目的。

3.3 實現光聯網

目前為止，信號接受終端普遍為電信號接受裝置，還不能完全實現光信號全程覆蓋，在信號傳輸質量與傳輸穩定上有所欠缺。因此未來需要改變信號傳輸狀態，將光技術完全利用于互聯網技術中，為人們提供更加便捷的通信服務。

3.4 開發新代光纖

現階段，光纖普遍利用石英等半導體材料制作而成，對于非零色散光以及無水光的吸收來說效果較差。我國的光傳輸領域發展較早，未來可以在光纖的內表面以及外表面進行特殊處理，從而達到新型光纖的目的。總而言之，光纖在通信領域的使用使通信領域取重大突破，已經在鐵路、網絡等產業實現信號高質量傳播，但是在信號傳播容量以及能耗方面還有較大的發展空間。所以在未來的發展中在現階段技術基礎上開發全光網絡、新型光纖等技術，為社會通信發展帶來貢獻。