我國(guó)光纖通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和前景分析

程鵬飛

摘? ?要：光纖通信在信息傳達(dá)過(guò)程中扮演著重要的角色，是現(xiàn)代通信的主要支柱。與傳統(tǒng)的通信相比，光纖通信因具備明顯優(yōu)勢(shì)而倍受社會(huì)各界青睞。毋庸置疑的是，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)將不斷發(fā)展，光纖通信發(fā)展的速度將會(huì)不斷加快，對(duì)人們生產(chǎn)生活的影響也將更為巨大。文章認(rèn)為深入鉆研光纖通信技術(shù)，了解其發(fā)展現(xiàn)狀和前景是重要且必要的。

關(guān)鍵詞：光纖通信;通信技術(shù);發(fā)展現(xiàn)狀;前景

光纖通信技術(shù)是電子通信技術(shù)中非常重要的技術(shù)創(chuàng)新，顛覆了傳統(tǒng)的通信技術(shù)，誘發(fā)了通信行業(yè)的科技革命。光纖通信具備眾多優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)、軍事等諸多領(lǐng)域內(nèi)都有應(yīng)用，對(duì)推動(dòng)我國(guó)發(fā)展能夠產(chǎn)生非常積極的影響。數(shù)據(jù)資料顯示，當(dāng)前階段，我國(guó)已有光纜總長(zhǎng)度超過(guò)4.05×106 km，大約為7.58×107芯 km，光纖線路在通信傳輸中擁有無(wú)可替代的地位。

1? ? 光纖通信的特點(diǎn)分析

我國(guó)的光纖技術(shù)研究始于20世紀(jì)70年代，與傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比，光纖通信具備明顯的特點(diǎn)，主要包括如下幾點(diǎn)[1]。

1.1? 寬帶信息容量大

光纖有著非常大的通信容量、信息傳播速度及寬度遠(yuǎn)大于電纜線或銅線，能夠保證通信信息傳輸?shù)馁|(zhì)量。然而需要注意的是，單薄層的光纖系統(tǒng)的終端設(shè)備存在較強(qiáng)的局限性，因而常常難以發(fā)揮出光纖傳輸寬度優(yōu)勢(shì)，想要保證光纖信息傳輸質(zhì)量，必須對(duì)之進(jìn)行技術(shù)加容。

1.2? 能量損耗極低

與普通的通信相比，光纖通信的損耗率極低。除此之外，光纖通信還能夠保證長(zhǎng)距離通信，而據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)資料顯示，當(dāng)前階段最長(zhǎng)的通信距離已經(jīng)可以達(dá)到萬(wàn)米。因此，光纖通信可以用于社會(huì)網(wǎng)絡(luò)信息比較繁雜或是偏遠(yuǎn)的地區(qū)，且性價(jià)比較高、安全性較強(qiáng)[2]。

1.3? 抗干擾能力強(qiáng)

光纖是以石英為原材料制作的絕緣體，石英的絕緣性極佳、耐腐蝕性極強(qiáng)，因此，光纖也具備了石英的屬性，且抗電磁干擾性強(qiáng)，不容易受太陽(yáng)黑子活動(dòng)、電離層變化、雷電、人為電磁等的影響，具備極強(qiáng)的使用穩(wěn)定性。與此同時(shí)，光纖通信可與電力導(dǎo)體共同構(gòu)建復(fù)行型光纜，還可以與高壓電線進(jìn)行平行構(gòu)架，有利于豐富通信的模式，提高通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性。除此之外，光纖通信不受電磁脈沖影響，還可以被用于軍事領(lǐng)域進(jìn)行信息傳遞。

1.4? 安全性、保密性佳

光纖通信主要利用光波進(jìn)行信號(hào)傳輸，光信號(hào)被控制于光波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)中，各種泄露射線均會(huì)被光纖外部吸收，即便在條件相對(duì)較差的情況下，也很少會(huì)出現(xiàn)光波泄漏問(wèn)題。與此同時(shí)，光纖通信過(guò)程中，雖然多個(gè)光纖可存在同一個(gè)光纜之內(nèi)，但通信彼此不受影響。

1.5? 其他特點(diǎn)

光纖通信的優(yōu)點(diǎn)眾多，除了上述幾種比較具體的特點(diǎn)外，還具備成本低廉、原材料豐富、質(zhì)量輕、柔軟、穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。與此同時(shí)，光纖通信的可適用范圍十分廣泛，除了電力通信之外，光纖通信還可以被應(yīng)用諸如工業(yè)、軍事等眾多領(lǐng)域，并在其中發(fā)揮出強(qiáng)大的作用[3]。

2? ? 光纖通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)的光纖通信技術(shù)發(fā)展并非一帆風(fēng)順，在經(jīng)歷了眾多波折和困難之后，我國(guó)已經(jīng)充分地掌握了光纖系統(tǒng)方面的重要技術(shù)，光纖通信科技不斷發(fā)展，在國(guó)際方面也取得了讓人可喜的成績(jī)。

2.1? 復(fù)用技術(shù)

光纖通信領(lǐng)域使用的復(fù)用技術(shù)比較多樣，常見的包括時(shí)分復(fù)用、波分復(fù)用、頻分復(fù)用、空分復(fù)用、碼分復(fù)用等。多信道系統(tǒng)技術(shù)能夠有效地提高光纖寬帶利用率，在光纖傳輸之中發(fā)揮著極大的作用。在眾多復(fù)用技術(shù)中，波分復(fù)用技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，能夠呈幾十倍甚至上百倍提高傳輸容量。

2.2? 寬帶放大器技術(shù)

普通的寬帶放大器技術(shù)約有35 nm，放大寬帶比較狹窄。為了解決寬帶放大不足問(wèn)題，人們又研發(fā)了摻餌光纖放大器技術(shù)。為了保證此種技術(shù)順利實(shí)施，必須牢牢把握波分復(fù)用技術(shù)，應(yīng)充分發(fā)揮出波分技術(shù)偏振不敏感、無(wú)串?dāng)_、噪音趨近低噪音標(biāo)準(zhǔn)極限等優(yōu)勢(shì)。

2.3? 色散補(bǔ)償技術(shù)

在長(zhǎng)距離傳輸中，色彩補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用十分常見，由于高速信道在1 550 nm波段約18 ps的色散容易導(dǎo)致脈沖展寬，進(jìn)而影響高速信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸?shù)馁|(zhì)量。此時(shí)，可以使用色散補(bǔ)償技術(shù)來(lái)解決問(wèn)題[4]。

2.4? 孤子波分復(fù)用傳輸技術(shù)

在超大容量的傳輸體系之中，影響傳輸距離和容量的因素眾多，其中，最主要的原因無(wú)疑是色散因素。孤子波分復(fù)用傳輸可以借助光纖本身的非線性平衡色散提高傳輸距離。與此同時(shí)，孤子波分復(fù)用傳輸技術(shù)還具備較強(qiáng)的干擾抵抗能力，能夠很好地抑制色散，在光纖通信中應(yīng)用孤子波分復(fù)用傳輸技術(shù)能夠很好地解決長(zhǎng)距離傳輸問(wèn)題以及傳輸寬帶狹窄問(wèn)題。

2.5? 光纖接入技術(shù)

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，人們對(duì)光纖通信的質(zhì)量要求越來(lái)越高，信息傳輸?shù)娜萘俊?nèi)容也不斷增多，無(wú)損音樂、互動(dòng)視頻、高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)葘?duì)主干傳輸網(wǎng)絡(luò)以及客戶端用戶接入等均有著極高的要求，想要保證信息傳輸質(zhì)量，必須提高主干道傳輸速度以及優(yōu)化終端設(shè)備。光纖接入技術(shù)在實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)方面能夠產(chǎn)生極佳的效果，可以利用光纖接入技術(shù)與其他技術(shù)，如ATM，SDH等結(jié)合產(chǎn)生APON，GPON，EPON等。

3? ? 光纖通信技術(shù)的發(fā)展前景

光纖通信技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)化了人們的通信感受，但隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，人們對(duì)速度、容量、長(zhǎng)距離傳輸?shù)囊蟊厝粫?huì)越來(lái)越高。因此，光纖通信技術(shù)革新必須以社會(huì)發(fā)展需求為目標(biāo)，盡可能地趨向人們對(duì)理想光纖通信的想象[5]。

3.1? 超大容量、超長(zhǎng)距離傳輸

傳輸容量是決定數(shù)據(jù)傳輸速度和數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間的最主要因素。波分復(fù)用技術(shù)有效地提高了光纖通信的傳輸容量，尤其在跨海光纖傳輸系統(tǒng)中發(fā)揮了巨大的作用。就當(dāng)前的實(shí)際情況而言，波分復(fù)用技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大面積覆蓋，傳輸?shù)木嚯x也得到了有效地加長(zhǎng)，很好地滿足了市場(chǎng)對(duì)光纖通信的要求。

3.2? 光孤子通信

除了信號(hào)傳輸質(zhì)量、信號(hào)傳輸內(nèi)容、信號(hào)傳輸速度等，影響光纖傳輸技術(shù)的因素還包括傳輸距離。當(dāng)前階段，可以很好地解決光纖傳輸距離問(wèn)題的技術(shù)為光孤子技術(shù)。光孤子是一種特殊的超短光脈沖，處于光纖的反常色散區(qū)域，能夠很好地平衡群速度色散和非線性效應(yīng)，能夠在保證信號(hào)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離傳輸后維持波形、速度不變。因此，光孤子通信可以很好地實(shí)現(xiàn)傳輸無(wú)羈變通信。毋庸置疑的是，光孤子通信技術(shù)的產(chǎn)生推動(dòng)了通信技術(shù)變革，在眾多通信系統(tǒng)中，尤其是海底光纜通信中，光孤子通信彰顯了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，未來(lái)發(fā)展形勢(shì)一片大好[6]。

3.3? 全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)間的全光化，但在很多網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處仍然需要使用傳統(tǒng)的電器件，這必然會(huì)影響通信網(wǎng)干線的總?cè)萘浚绊懝饫w通信的質(zhì)量。真正的全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一個(gè)十分復(fù)雜的工程，電器件節(jié)點(diǎn)必須為光節(jié)點(diǎn)替代，且節(jié)點(diǎn)必須實(shí)現(xiàn)全光化。全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)十分明顯，如能夠提供大容量寬帶、高速度信息處理、減少信息畸變、簡(jiǎn)潔化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、靈活節(jié)點(diǎn)增減等。就當(dāng)前的形勢(shì)而言，全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究還處于探索的初級(jí)階段，全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是光纖通信發(fā)展的最理想狀態(tài)，還需要相關(guān)者投入長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)和研究。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

光纖通信是當(dāng)前階段信息技術(shù)的重要載體，對(duì)信息社會(huì)的發(fā)展能夠產(chǎn)生巨大的影響。未來(lái)的光纖通信技術(shù)發(fā)展不應(yīng)當(dāng)局限于當(dāng)前的光纖通信成就，而應(yīng)該將關(guān)注點(diǎn)落于光纖通信的創(chuàng)新層面，使其區(qū)別于傳統(tǒng)通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)、特點(diǎn)，進(jìn)一步地發(fā)揚(yáng)光大。雖然現(xiàn)階段我國(guó)已經(jīng)在光纖通信方面獲得了一定的成績(jī)，但是光纖通信技術(shù)的研究仍然處于探索的初級(jí)階段。正因如此，相關(guān)者應(yīng)加大相關(guān)的研究力度，要努力創(chuàng)新并發(fā)揚(yáng)光纖通信技術(shù)，不斷提高其應(yīng)用覆蓋。

[參考文獻(xiàn)]

[1]黃洪州.當(dāng)前光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展前景分析[J].信息通信，2016（6）：253-254.

[2]余麗云.光纖通信現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[J].電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn)，2018（1）：86-88.

[3]宋昶箭，趙倫，董書延.試述我國(guó)通信工程發(fā)展現(xiàn)狀與前景[J].數(shù)字通信世界，2018（5）：137-138.

[4]王見.光纖通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及前景分析[J].信息通信，2018（5）：177-178.

[5]李月杰，馬林偉.光纖通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及前景分析[J].通訊世界，2018（8）：81-82.

[6]詹明雷.當(dāng)前光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展前景分析[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（30）：106-107.

Analysis on present situation and prospect of optical fiber

communication technology in China

Cheng Pengfei

（Wuhan Engineering Institute， Wuhan 443000， China）

Abstract：Optical fiber communication plays an important role in the process of information communication and is the main pillar of modern communication. Compared with the traditional communication， optical fiber communication is favored by all walks of life because of its obvious advantages. There is no doubt that with the continuous development of social economy， science and technology will continue to develop， the development of optical fiber communication will continue to accelerate， and the impact on peoples production and life will be even greater. This paper holds that it is important and necessary to delve deeply into optical fiber communication technology and understand its development status and prospect.

Key words：optical fiber communication; communication technology; development status; prospect