光纖通訊技術的優(yōu)勢及分類探討

摘 ?要：光導纖維通信是指利用光導纖維進行信號傳輸，從而達到信息傳遞的目的，這種通信方式被稱為光纖通信，以光導纖維作為傳輸媒介的通信技術是未來通信行業(yè)發(fā)展的主要趨勢。基于此，本文以光纖通訊技術作為研究對象，結合技術優(yōu)勢分析，分別從光纖光纜技術、光有源和無源器件等方面闡述光纖通訊技術的分類。

關鍵詞：光纖通訊技術;通訊保護;光纖傳感器

引言

信息化時代背景下，隨著技術的發(fā)展信息的傳遞速度也在不斷提升，從以往的電子媒介傳播到當前光傳播，光纖通訊技術為人們的生活與工作提供了便利，各行業(yè)和領域的信息傳遞都離不開光纖通訊技術的作用。光纖通訊技術不僅容量大、頻帶寬，且施工成本較低，不會產生過多的損耗，這是過去的電纜不具備的優(yōu)勢。

1.光纖通訊技術的優(yōu)勢

1.1光纖通訊技術容量大、頻帶寬

光纖通信以光波為載波，光纖作為信息的傳輸媒介，以最短的時間將信息從一處傳遞到另一處。與其他傳輸介質相比，光纖容量大、頻帶寬。光纖傳輸信號比微波技術容量大出幾十倍，光波頻率比電波的高出十幾倍。光纖頻帶寬度比電纜與銅纜的帶寬多處很多，傳輸時不會造成過多的損耗。1977年美國芝加哥兩個電話局之間相距7000米，人們應用多模光纖完成光纖通信實驗，驗證了光纖通訊技術容量大與頻帶寬的優(yōu)勢特點。現(xiàn)如今，光纖可用于大容量與長距離的長途通信，新型G.655光纖PMD值低，可將傳輸系統(tǒng)容量提升到每秒40Gbit，在分布式拉曼效應的作用下，光纖信號傳輸距離可持續(xù)延長[1]。

1.2光纖損耗低、經濟適用

行業(yè)生產與日常生活中，最常見的光線材料就是石英光纖。石英光纖損耗低，經濟適用，可以有效降低施工成本，玻璃材質擁有特殊電器性質，與石英光纖一同施工時可以達到絕緣效果，施工時無需安裝接地與回路設施。針對城域網設計的低水峰光纖不僅可以簡化設備，還能夠降低施工成本，使其在1460nm延伸波段中擴大帶寬，優(yōu)化CWDM系統(tǒng)，正常信息傳輸距離。針對局域網設計的新型多模光纖，多模光纖在綜合布線上代替了數字電纜，局域網信息傳輸距離比較短，雖然多模光纖成本較高，但配套的光器件可使用發(fā)光二極管，這比激光管價格便宜。不僅如此，多模光纖芯徑和數值空徑比較大，連接和耦合更加容易，與之相關的耦合器價格較低。

2.光纖通訊技術的分類

2.1光纖光纜技術

光纖通訊技術的發(fā)展主要分為通信系統(tǒng)所用光纖和特種光纖兩部分。以往的光纖傳輸串口只有850/1310/1550nm三個窗口，隨著L波段、全波光纖和S波段窗口的開發(fā)，當前光纖通訊技術開始應用無水峰全波窗口。新型窗口的開發(fā)使光纖通訊技術的光頻范圍從1280nm拓展到了1625nm，在實現(xiàn)低損耗和低色散傳輸的同時，擴大了百倍以上的傳輸容量。

2.2光檢測器

光信號在光纖通訊傳輸作用下到達了接收端，接收端需要有一個用于接收信號的元器件。但人們無法直接將光信號還原為原有的信號，這之間需要有一個將光信號轉化為電信號，再實現(xiàn)電子線路放大的過程，最后再將信號還原，這就是光檢測器，比如PN和PIN光電二極管。光纖通訊技術下的光纖通信系統(tǒng)運行時需要用到光檢測器，設備靈敏度高、響應速度快、噪音小、穩(wěn)定可靠，可以將光功率快速轉化為電流，光接收機中，光纖傳來的信號很弱，光纖通信系統(tǒng)傳輸速率的提升使光檢測器的性能更加完善。

2.3光無源器件

光纖接入網絡后，光無源器件得到發(fā)展空間。常用的器件目前已經形成一定生產規(guī)模，產品的性能得到改善，光無源器件使光能量消耗器件，產品不僅種類繁多，且功能豐富。光通信系統(tǒng)可以將光路與光波導連接，對光的傳播方向、光的分配進行控制，也能夠對光波導、器件以及雙方光耦合實時控制。當前光纖活動連接器已經實現(xiàn)了大規(guī)模生產，光分路器、光衰減器、光隔離器實現(xiàn)了小批量生產。隨著光纖通訊技術的進步與發(fā)展，當前頁出現(xiàn)了環(huán)形器、增益平衡器、上下復用器、色散補償器、光交叉連接器等新興光無源器件。

2.4光復用技術

光纖通訊技術中，光復用技術的種類比較多，其中波分復用技術與光時分復用技術最重要。這是當前光纖通訊技術最活躍的領域之一，光復用技術的發(fā)展推動了整個光纖通訊行業(yè)的進步，實現(xiàn)了傳輸技術的變革。目前波分復用技術商業(yè)水平已達到237以上的波長，研究水平為1022波長，理論極限為15000個波長，其中包含了光的偏振模色散復用，這是在同一個光頻率中可實現(xiàn)不同時刻、不同信道的信息傳輸。光復用技術傳輸速度已超過每秒320Gb，將光時分復用技術DWDN技術結合，可增加復用容量，拓寬光復用技術的使用領域。

2.5光放大技術

EDFA光纖功率放大器是光放大技術下的產物，產品具有高平坦性特點，核心器件采用Pump激光器、自動功率控制和自動溫度控制電路使輸出功率更加穩(wěn)定可靠。光纖功率放大器的光路設計可確保光纖通訊擁有優(yōu)秀的光路指標，微處理器系統(tǒng)高精度、可調節(jié)。光纖功率放大器轉為光纖通訊技術和數字光纖通信系統(tǒng)設計的光路具有以下特點：噪聲指數低、輸出功率功放大、提升系統(tǒng)鏈路損耗預算、高輸入功率范圍、輸出功率現(xiàn)場可調，在光纖通訊工程中光放大技術的兼容性更加顯著。雙電源混插熱插拔設計使光纖功率放大器成為雙電源產品，在提升光纖功率放大器平均故障間隔時間的同時，可對機房內電源系統(tǒng)完成備份。光放大器需要應用專門的智能溫控系統(tǒng)，當設備溫度超過45℃時，強力風扇啟動;當設備溫度低于40℃時，風扇停止工作，以此保證智能溫控系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和強力風扇的使用壽命，且光放大器具有專業(yè)的散熱風道設計可以保證設備運行溫度穩(wěn)定。智能化監(jiān)控系統(tǒng)擁有RS232、RS485、以太網接口，網管可口開放，能夠與其他系統(tǒng)相連，兼容SNMP協(xié)議，支持網管Agent熱插拔，方便軟件升級。光纖功率放大器可用于SDH長途干線網、城域網、千兆以太數據網、接入網以及DWDM傳輸系統(tǒng)，設備具有高輸出光功率、低噪聲、低功耗、工作波長范圍寬的特點，是光放大技術發(fā)展的產物，推動了光纖通訊技術的進步[2]。

總結：

總而言之，光纖通訊技術的發(fā)展需要依靠光纖技術水平的提升，光纖通信已成為通信傳輸中的重要形式，為滿足信息時代的高需求，光纖通訊技術需要不斷改進。光纖光纜技術、光檢測器、光無源器件、光復用技術、光放大技術的成功發(fā)展為光纖通訊技術拓寬了應用領域，在給人們的生活帶來便利的同時，也推動了國家信息技術的進步。

參考文獻

[1] ?張勇.光纖技術通訊技術的應用及發(fā)展分析[J].中國管理信息化，2019，22（15）：163-165.

[2] ?王京京，任賽賽，梁根宏.光纖通信技術應用及發(fā)展探究[J].電子世界，2017（11）：59.

作者簡介：龔毅敏（1999.08-），男，漢族，江西南昌人，武漢工程大學，學生，本科，專業(yè)為光電信息科學與工程。