光纖通信傳輸技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用分析

陳 挺

（金磚國家未來網(wǎng)絡(luò)研究院中國分院，廣東 深圳 518000）

0 引 言

進(jìn)入21世紀(jì)后，由于信息科學(xué)新技術(shù)的發(fā)展，人們開始進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)信息時(shí)代。在計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展中，光纖通信傳輸新技術(shù)是當(dāng)前信息新技術(shù)的主要發(fā)展趨勢[1]。通過使用光纖通信傳輸新技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信傳輸，有效地提高了信息通信的效能，并推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。本文基于此從光纖通信傳輸新技術(shù)的特點(diǎn)、具體應(yīng)用等多個(gè)方面進(jìn)行深入剖析，希望能為相關(guān)研究人士提供一定的參考價(jià)值。

1 光纖通信傳輸技術(shù)的基礎(chǔ)概念

光纖通信是光信號傳輸新技術(shù)的一種，主要由包層、涂層以及纖芯構(gòu)成，其工作原理如圖1所示。纖芯是指以微米為單位的一種通信元件，而包層則是指中間的一層，纖芯與包層兩者之間共同組成一個(gè)通信的渠道，以此來傳輸光信號。涂層在其中的作用便是提高整體的韌性，以免光信號出現(xiàn)失真的情況。我國針對光纖通信傳輸新技術(shù)研究的時(shí)間較短，但是應(yīng)用較為普及，包括軍事領(lǐng)域、航空領(lǐng)域以及民用領(lǐng)域等。然而，光纖通信傳輸通道的構(gòu)建異常困難，導(dǎo)致大部分貧困山區(qū)并未應(yīng)用光纖通信傳輸新技術(shù)[2]。

圖1 光纖通信的工作原理

2 光纖通信傳輸技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 傳輸容量大

傳輸容量大是指該新技術(shù)所搭建的傳輸信道能夠容納更多的信號傳輸。從目前的情況來看，光纖通信傳輸新技術(shù)要比傳統(tǒng)的通信新技術(shù)容量更大，同時(shí)也能傳輸更多的信號。這主要依賴于光纖通信傳輸新技術(shù)所具備的高頻帶帶寬，其所帶來的優(yōu)勢明顯，高容量的信息傳輸對于人類社會(huì)發(fā)展有著重大的裨益，能夠從根本上優(yōu)化，甚至改革人們的工作方式[3]。

2.2 物理損耗低、通信距離長

光纖通信傳送新技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是物理損失較少，且傳輸距離較遠(yuǎn)。制作光纜的材質(zhì)為石英，其材料損失一般低于20 dB/km，這表明使用光纜作為傳送介質(zhì)時(shí)存在著較小的損失。因?yàn)楣饫w通信傳送工藝新技術(shù)具備低廉的物理學(xué)消耗，從而極大地增加了通信的傳播距離，也大大提高了通信的效能。而光纖通信傳送工藝新技術(shù)又具備物理學(xué)消耗少、通信距離長的優(yōu)點(diǎn)，說明大力建造光纖通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠有效地降低通信設(shè)備建造的成本，增強(qiáng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可信度和穩(wěn)定性。用光纖通信傳送新技術(shù)傳遞信息時(shí)的安全保密工作較好，不會(huì)出現(xiàn)串音干擾問題，故此有更高的保密性。而使用傳統(tǒng)的通信傳送新技術(shù)傳遞信息時(shí)，并沒有很好地保護(hù)信息傳遞載體所攜帶信息的安全，因此很容易被人竊聽和泄露，導(dǎo)致安全保密工作較差[4,5]。使用光纖通信傳送新技術(shù)傳遞信息時(shí)，包含信號的反射波在光纜中傳遞時(shí)沒有被干涉，所以幾乎不會(huì)出現(xiàn)在光纜中泄露的情形，即使在光纜彎曲的地方，泄露出的反射波也非常微小。

2.3 防止電子干擾性能強(qiáng)

光纖通信傳送新技術(shù)還具備較強(qiáng)的防電子干擾新技術(shù)性能，可有效提高信號傳遞的質(zhì)量和水準(zhǔn)，從而提高信號傳遞的準(zhǔn)確度和可信度。光纖通信傳輸新技術(shù)具備該性能主要是因?yàn)橹圃旃饫|的材料石英有很好的絕緣力量，在信號傳遞的過程中，受外部電壓的影響也較小[6]。

3 光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用分析

3.1 光纖到戶接入技術(shù)

由于科技的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)科技在世界范圍內(nèi)應(yīng)用，人類對通信傳播的服務(wù)質(zhì)量也提出了更高的需求，而傳統(tǒng)的通信傳播新技術(shù)手段已無法適應(yīng)人類對信息傳播的需要。因此應(yīng)當(dāng)提高人類通信傳播的速率和服務(wù)質(zhì)量，以優(yōu)化人類信息傳播的效率，從而更好地適應(yīng)人類的需要并促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的蓬勃發(fā)展。光纜到戶連接新技術(shù)手段是光纖通信傳播新技術(shù)手段的主要應(yīng)用，科學(xué)合理地利用光纜到戶連接新技術(shù)手段能夠有效地改善人類通信傳播的效率，提高人類通信傳播的速率和服務(wù)質(zhì)量，從而節(jié)約信息傳播系統(tǒng)的維護(hù)成本，給人類社會(huì)帶來更良好的信息通信服務(wù)[7,8]。但是光纖到戶連接新技術(shù)手段的弊端是在工程建設(shè)初期需要投入巨大的成本。

3.2 單纖雙向傳輸新技術(shù)

單纖雙向傳輸新技術(shù)也是光纖通信傳送新技術(shù)的重要應(yīng)用，是信息在同一條光纜中傳送的新技術(shù)，與在兩條不同光纜中實(shí)現(xiàn)往返信息同時(shí)傳送的雙纖傳送新技術(shù)相對應(yīng)。通過利用現(xiàn)代光纖傳輸理論，人們已經(jīng)能夠認(rèn)識到光纜具有很大的信息傳送容量，不過由于目前受到各種因素，如傳送設(shè)備的影響，光纜的信息傳送容量并沒有取得理想的成效。在中國，應(yīng)用較為普遍的傳輸新技術(shù)為雙纖傳送新技術(shù)，這在一定程度上提高了對光纜資源的使用率。但是因?yàn)樾畔νㄐ艂鬏斮Y源的需要量仍然很大，所以應(yīng)用雙纖傳送新技術(shù)也造成了信息資源的浪費(fèi)[9]。如果使用單纖雙向傳輸新技術(shù)實(shí)現(xiàn)光通信數(shù)據(jù)傳輸，將能夠節(jié)約1/2的光纜資源，從而極大減少光纖通信系統(tǒng)的建造成本，對信息通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重大意義。雙纖單向傳輸如圖2所示。

圖2 雙纖單向傳輸

3.3 骨干節(jié)點(diǎn)中的應(yīng)用

光纖通信傳輸新技術(shù)使用中的重點(diǎn)是光纖通信傳輸新技術(shù)在骨干節(jié)點(diǎn)中的使用。通過低反射光轉(zhuǎn)換新技術(shù)的廣泛使用，光纖通信傳輸新技術(shù)已經(jīng)在骨干節(jié)點(diǎn)中發(fā)揮了巨大的價(jià)值和作用，主要表現(xiàn)在能夠有效地彌補(bǔ)使用傳統(tǒng)金屬光纜實(shí)現(xiàn)信號傳送時(shí)的不足之處，從而有效提高信號傳送的效率，進(jìn)一步增強(qiáng)信號的正確性和可信度，降低對網(wǎng)絡(luò)資源的消耗[10]。

3.4 電力通信中的應(yīng)用

電力通信對中國的社會(huì)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響。通過采用光纖通信傳輸新技術(shù)進(jìn)行電力通信，能夠有效提升電力通信的服務(wù)質(zhì)量與管理水準(zhǔn)，對增進(jìn)電力工業(yè)改革的新技術(shù)交流、提升電網(wǎng)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展效益具有很大的應(yīng)用價(jià)值。

4 光纖通信傳輸新技術(shù)的發(fā)展趨勢

4.1 波分復(fù)用系統(tǒng)

近年來，波分復(fù)用新技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域的通信系統(tǒng)中[11]。波分復(fù)用新技術(shù)是指在同一條光纜中同時(shí)把兩個(gè)甚至多于兩個(gè)的光波長信號利用不同的通道各自傳送信息的新技術(shù)，通常擁有巨大的傳送容量與超長的傳送距離。在利用波分復(fù)用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號傳送時(shí)，不但可以大幅度增加光信號的傳送容量，還可以大大節(jié)約光纜資源。

4.2 智能化光網(wǎng)絡(luò)

智能化光網(wǎng)絡(luò)將是未來信息通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)與核心。但通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前的光纖通信體系的主線只是傳輸。由于現(xiàn)代科學(xué)新技術(shù)的蓬勃發(fā)展，電子電腦對通信產(chǎn)生了更大的影響，光計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的迅速發(fā)展也推動(dòng)了通信新技術(shù)的高速發(fā)展[12]。光信息的自主探測術(shù)與自主連接控制等新技術(shù)在光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展的過程中也得到了更普遍運(yùn)用，從而進(jìn)一步推動(dòng)了光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的智能化發(fā)展。

4.3 全光網(wǎng)絡(luò)

全光網(wǎng)絡(luò)將是目前光纖通信及傳輸新技術(shù)發(fā)展的理想態(tài)勢，更是未來通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大趨勢。全光互聯(lián)網(wǎng)中的所有節(jié)點(diǎn)全部由全光化形態(tài)的光節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，不管信號在傳遞過程或者轉(zhuǎn)換過程中，整個(gè)網(wǎng)路信號全數(shù)以光的形態(tài)出現(xiàn)。而目前，中國還處在全光互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的初期，國內(nèi)一些全光互聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)連接之間也已初步做到了完全光化，但是由于在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中間的位置上仍然使用了電器元件，光纖通信系統(tǒng)干線總?cè)萘康脑黾舆€是比較困難[13]。

5 結(jié) 論

光纖通信傳輸技術(shù)是現(xiàn)代人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的產(chǎn)品，同樣也推動(dòng)著現(xiàn)代人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，因其自身的優(yōu)勢而被廣泛地運(yùn)用在經(jīng)濟(jì)社會(huì)的通信領(lǐng)域。但同時(shí)也必須看到光纖通信傳輸技術(shù)發(fā)展中的不足，在實(shí)際運(yùn)用中不斷總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行發(fā)展完善，從而促進(jìn)人們在通信領(lǐng)域向智能化和全光網(wǎng)的方向快速發(fā)展。