光纖通信技術的應用分析

呂宗申，程 帥，吳浩杰

（解放軍32151 部隊，邢臺 054000）

進入21世紀之后，信息技術得到極大發展，不斷推動社會和國民經濟的信息化進程。隨著高速信息網絡的建成，光纖通信網的地位與作用顯得愈發重要。隨著近年來網絡數據流量的爆發式增長，光纖通信的傳輸容量不斷提升，相干光通信技術迅速發展，智能化、分組化、寬帶化的趨勢越來越明顯，新的光電器件也不斷得到研發使用。光纖通信技術正在發生巨大的變化，也將會變得更加重要。

1 光纖通信技術的基本特點

光纖通信技術在1966年7月由英籍華人高錕與英國人霍克曼·霍克哈姆首先提出，到1970年美國康寧玻璃工廠首次制造出光纖，1975年開始出現實用化的光纖通信。經過數十年的發展，到今天已經成為全球寬帶信息的主要傳輸載體。光纖通信系統由光發送機、光纖、光中繼器以及光接收機組成，由光發送機將電信號轉變為光信號，再耦合到光纖線路中進行傳輸。為了防止光信號被損耗或夾雜噪音，需要在光纖線路中設置光中繼器以補充損耗的幅度并對光波進行整形。光纖線路末端連接光接收機，將光信號重新轉變為電信號，從而完成信息傳輸。光纖通信的主要優勢在于光波的頻率極高，使得傳輸頻帶遠大于電通信和無線通信，并且損耗率低，光纖信號傳輸15km 后才衰減為初始幅度的一半。光纖的質量也比電纜輕得多，運輸與鋪設較方便。光信號的抗干擾能力強，極少發生信息丟失和失真，也容易進行保密處理。此外，光纖線路中使用的材料都是絕緣體，傳輸過程中不會形成電流，光波也不易發生泄漏，從而避免了不同線路之間互相干擾的問題。相對于電纜線路來說，光纖線路使用的二氧化硅材料不但價格低廉，而且污染較小，抗腐蝕性也較強，系統壽命也長，因此各方面的成本都能夠大大降低。不過，光纖通信也存在一些缺點，例如光纖的切斷與連接都需要通過專業工具才能完成，技術門檻較高，光纖分路與耦合器件的制造成本也比較昂貴。怎樣克服這些缺點，是未來光纖技術發展的重要難題。

2 光纖通信技術的應用

2.1 在電信領域的應用

電信傳輸是光纖通信技術最主要的應用途徑。由于光纖通信具有損耗率低、傳輸容量大、易于鋪設等優勢，在電信領域得到了廣泛使用，電信運營商使用光纖鋪設長途干線線路和室內中繼線路，目前已經在我國實現全面普及。隨著信息技術的不斷進步，越來越多的數字、語音、影像需要通過電信網絡進行傳播，光纖通信也因此發揮了越來越大的作用，使人們的生活發生了巨大的改變。

2.2 不同層次的通信網絡應用

光纖通信技術的應用可以分為三個層次，其一為遠距離的干線網，適用于電信運營商；其二為城域網，適用于城市內部不同用戶之間的通信；規模較小的為局域網，適用于工廠、機構、辦公室、家庭內部的通信傳輸，局域網絡可通過計算機和智能終端進行控制，可以保證內部數據傳輸的有序性、及時性和私密性。

2.3 在電力系統中的應用

由于光纖通信系統能夠滿足不同的接口要求，并且能夠實現實時傳輸，因此在電力系統中也得到了廣泛使用。此外，光纖通信系統的抗干擾性能也有助于減少外部環境變化對電力系統的影響，有效遏制安全事故的發生，增強電力系統的穩定性和可靠性。通過光纖通信網絡的建設，還可以實現電力系統的自動化控制和實時監控，消滅系統中的監管死角。

2.4 在鐵路通信系統中的應用

隨著社會經濟的不斷發展，人們的生活水平不斷提高，對鐵路運行速度和安全性的要求也越來越高，為了提升鐵路運行的質量，鐵路通信技術也在不斷發展。光纖通信的傳輸速度快，成本較低，能夠滿足鐵路運行中長距離實時傳輸的要求，因此在鐵路通信系統中得到普遍使用。鐵路系統從上世紀八十年代開始使用PDH 光纖通信技術，至今已采用較為先進的DWDM 技術，并逐漸發展成熟。

2.5 在危險環境下的應用

光纖通信系統在化工廠、石油庫、煤礦等危險環境中也有較大的優勢，由于光纖線路的防電、防輻射、防火、防爆炸、抗腐蝕性等性能較強，因此能夠適應危險環境下的通信工作，也不易發生各類安全事故，為工作人員提供便捷安全的操作環境。

3 發展前景

隨著我國社會經濟的不斷發展，光纖通信技術已經得到了廣泛應用，未來將向高容量、高速度、長距離的方向繼續進步。

3.1 光纖通信網絡的智能化

光纖通信網絡目前已經在電信通信系統中占據主導地位。隨著計算機技術的快速發展，網絡通信技術得到不斷創新，光纖通信技術也逐步發展完善，未來的光纖網絡將逐步實現智能化運行，并且具備自動保護恢復功能。

3.2 全光通信網

目前的光纖網絡系統雖然主要使用光信號傳輸，但在網絡結點上仍然需要使用電器元件進行傳輸，這嚴重制約了光纖通信系統的容量與發展前景。雖然以目前的技術水平，完全去除電器元件還比較困難，但隨著現代科學技術的不斷發展，未來將可以通過光轉換技術和WDM 技術建立全光通信網，不但傳輸容量更高，也更加安全、易于維護，同時也能夠降低運行成本。

3.3 光器件集成化

當前我國互聯網規模不斷擴張，傳輸的數據信息越來越多，傳統的接入式寬帶網絡將無法滿足日漸增長的信息傳輸要求。為了提高信息傳輸速度，必須發展光器件集成化技術，增強光器件的性能，使光纖網絡的整體傳輸效率得到進一步提升。

4 結束語

光纖通信網絡目前已經成為信息傳輸的主要途徑，對社會經濟的發展起到極為重要的作用。不僅僅是電信領域，光纖通信技術在局域網、電力系統和鐵路通信系統等方面也得到了廣泛應用。隨著人們信息需求水平的繼續增加，光纖通信技術的繼續進步也變得愈發重要。我們應當重視發展新一代智能化光纖通信網絡，盡快實現全光通信網，在不久的將來引領新一輪的通信技術革命。