光介質通信的技術研究

孫長迪

摘要：現代化社會發展速度不斷加快，人們對數據處理及信息傳輸的要求也越來越高，以光為介質的通信技術應運而出，并憑借自身優勢快速融入到各行業。本文將結合光介質通信的特點，討論光弧子通信、光纜種類選用、光纖傳輸組網等技術，為進一步分析光纖通信技術，提高通信質量提供參考意見。

關鍵詞：光介質;通信技術;光纖通信技術

中圖分類號：TN929.1?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1672-9129（2020）12-0036-01

引言：傳統通信方式多使用電子設備為媒介，信息數據的傳輸效果很容易因為電線的尺寸、形狀而受到干擾，傳輸距離遠，線橫截面小，則導體電阻對應更大。受到條件限制，通信傳輸距離無法縮短，電線橫截面也不能無限加大，所以為了確保信號傳輸質量，以光為介質的通信技術應運而出，給通信行業帶來了新可能。

1 關于光介質通信的概述

光介質通信顧名思義就是通過光和光纖完成信息傳輸行為，光纖由光纖芯包層、涂覆層、套塑保護層、單根玻璃光纖共同組成，當內部介質的對光折射率高于環繞介質，就會發生光反射現象，經過調變后，可以實現信息攜帶，相比較于傳統的電子通信模式，光介質通信的傳輸容量更大、速度更快、支持距離更長且傳輸過程中對信息的保密性更高，如今光介質通信技術已經被廣泛使用在軍事、醫療、社會生活生產等多個行業中。1977年美國芝加哥首次使用光纖技術完成了兩個相隔7000m距離的電話局通信，這次通信實驗采用了085微米波段的多模光纖設備，這也是第一代光纖通信體統。經過幾十年的發展，在21世紀初期，第五代光纖通信系統被開發出來，無論是光波傳輸速度，還是光波傳輸距離都有了質的飛躍，光孤子通信系統的傳輸速率更高，配合使用放大器能夠實現超長距離之間的信息傳輸。光介質通信技術發展以來，給傳統通信領域帶來了巨大變革，隨著我國信息技術的發展，用戶對信息通信服務的要求也越來越高，科學使用光介質通信技術可以確保信息傳輸的安全性及穩定性。且光纖技術在使用過程中，不容易受到外界環境因素的干擾，對多種自然條件都有良好的適應性，符合現代通信行業的發展需求[1]。

2 光介質通信的技術研究

2.1光弧子通信技術。孤子也叫做孤立波，是一種獨特的超短脈沖形式，弧子可以做到在傳播過程中保持脈沖裝行波的形狀、幅度和速度的穩定性，不發生任何變化。經過學者測試可發現，當孤子與其他同類孤立波相遇后，能一并維持同類孤立波的幅度、形狀和速度不變。光弧子技術就是利用光纖的色散與非線性效應，實現對光波的相互補償，進而完成無畸變的傳輸光脈沖操作。無論是光纖正常色散區還是反常色散區，在進行光脈沖傳輸工作時，都會出現脈沖展寬現象。所以光纖傳輸通信中的光纖損耗如果可以被提供一定能量的補償，那么耐沖幅度與寬度就會降低變化程度，從而完成無損傳輸。因此，就理想狀態下的情況分析來看，光脈沖能在光線中無限制地達到無畸變傳輸的效果，簡化成絕熱放大的過程，使得中繼設備被有效的簡化，具有高效性、經濟性與簡便性，而且能實現長距離的傳輸和高保真度，按照科學理論來看，在使用了光弧子通信技術后，光介質的通訊速率可以被提升到 1Tbit/s。

2.2光纜種類選用。科學使用光介質通信技術可以確保信息傳輸的安全性及穩定性。光介質通信因為自身抗干擾性強、容量大、損耗率低等優勢被各行各業所應用，隨著技術人員對光介質通信的不斷研究，更多的光纖技術產品被開發出來，在實際通信工程中，根據需求選擇合適的光纜產品，可以幫助提高通信速度，確保通信質量。目前常見光纜產品有：地線復合光纜、地城纏繞光纜、全介質自承式光纜等。首選地線復合光纜就是在架空的底線內使用光纖技術，大面積的光纜都安裝在地下，這樣布局可以有效減少外界環境給光纜設備帶來的物力損害，同時還能確保地線設備不受干擾。常見地線復合光纜有骨架光纜和海底光纜兩種。其次是地城纏繞光纜，就是在架空地線上方纏繞光纜，這種布局的信息傳輸穩定性更好，而且消耗能源少，但是容易受到干擾，所以日常要做好管理工作。最后是全介質自承式光纜，這種光纜模式的色散范圍很廣，而且具有良好的機械性，即使遭遇惡劣天氣或地質災害，自承式光纜依然能實現通信工作，而且此類光纜的可彎曲性更大[2]。

2.3傳輸組網技術。當前通信工程的常用組網技術有：密集波分復用技術和同步數字體系兩種，密集波分復用技術（DWDM）可以在同一個光纜上完成不同波長的多個信號復合傳輸，而且傳輸距離越短，所能承載的信號波長越多。只需要在光纖發送端設置多個光源，按照光源類型就可以發送光信號，然后復合器將所有光信號整理到統一信號譜中，耦合到光纖內，就可以實現信號處理。而同步數字技術（SDH）則是一種集傳輸、交換、復接多個功能于一體的線路傳輸方法，在SDH技術的基礎上，技術人員可以套用復用組網技術，建成一個靈活、可靠、能夠進行遙控管理的全國電信傳輸網以至全世界的電信傳輸網。

結論：綜上所述，目前我國的光纖通信產業已經具備較大規模，國內所生產的半導體光電子設備、光纖、光纜、通信系統已經可以為國內通信建設提供充足支持，同時也能實現少量出口。中國光纖主干線的通信容量更是高達Tbps，基于其制造屬性，未來光介質通信仍有較大發展空間，需要工作人員更加努力研發新技術。

參考文獻：

[1]袁苑，孔德鵬，賀正權，等.聚合物中空環芯光纖中OAM模式傳輸的幾何容差特性研究[J].光子學報，2020，49（06）：18-26.

[2]何衛華，王宏.基于大數據分析技術的光纖通信系統安全態勢預測[J].現代電子技術，2020，43（07）：6-9.