通信工程中光纖技術的設計應用和發展趨勢

羅璧函

摘要：光纖作為有線通信方式信號傳輸載體，可以極大的提升信號傳輸速率，確保信號傳輸品質，可以說光纖技術成就了當今的有線通信工程的發展。因此，本文首先分析了通信工程中光纖技術的構成與特點，從光纖的材質、線纜、元器件等方面探討提升有線通信質量的舉措。介紹了各類通信工程中對光纖技術的運用，并對技術發展趨勢進行了展望。

關鍵詞：通信工程;光纖;設計應用;發展趨勢

引言

目前來看，科學家也一直在探索更高效的通信工程載體材料，但目前應用最廣的仍然是光纖技術。光纖技術具有性能穩定、傳輸信息量大、信號衰減低、安裝效率高、設備使用年限長、成本較低等特點。不僅大大降低了通信設備的成本，同時還確保了有線通信的穩定、廣泛布局，為我國經濟發展和人民生活質量提升提供了穩定的通信保障，已經成為了萬物互聯時代的重要信息載體。

1 光纖通信技術的發展現狀與技術特點

1.1發展現狀

我國對光纖技術的研究和應用較晚，但是短短的20多年里光纖技術已經遍布在城市社會的各個行業，影響著我國經濟發展和人們日常生活。主要是因為通信工程中的光纖技術是有線通信的基礎載體。利用光纖技術進行信號傳輸的原理是將所需傳遞的模擬或數字信號進行調制，加載到介質光波之后，利用光纖線纜進行信息的傳輸，在接收端對信號進行調制分離出有用的電信號，從而達到信息的傳遞。光纖技術由光源、導光纖維線纜、光信號接收系統構成。

其中光源實現信號調制及光波發射，目前使用最多的是發光二極管。雖然信號調制和傳輸效率偏低，但也可以滿足絕大多數通信需求。而成本較高的半導體激光二極管性能明顯優于普通的發光二極管，在信號傳輸距離較長或對通信質量要求較高的通信中應用較多。日常生活中常見的網線為一種導光纖維線纜，主要由外部保護層、內部涂層以及石英纖維線芯組成。不同的通信系統的石英纖維線芯數量、標準存在差異。信號的接收端采用半導體光電二極管，其各項參數必須要與發射端、光纜規格匹配，確保三者工作的光波波段相同。

1.2技術特點

之所以在眾多材料中成為有線通信工程中的信號基礎載體材料，主要是光纖具有質量輕、體積小、容量大、損耗小、抗電磁干擾能力強、不易發生串擾、設備材料穩定性高、使用年限長等特點。

2 光纖技術在通信工程中的設計應用

光纖技術可以傳輸光學信號，還可以用于電能的傳輸，可以應用于通信、電力等領域。而隨著互聯網技術的快速發展，光纖技術在通信工程中的應用愈加普遍。目前主流的應用形式為長距離有線通信以及區域綜合網絡布線，特別是在海底、沙漠等長距離、無中繼傳輸距離以及使用壽命有特殊需求的區域，光纖通信技術的特點得到了最大化的體現。

2.1 互聯網通信

互聯網社會我們接觸到光纖技術最多的當數互聯網通信領域，可以說互聯網已經深刻的影響到國家的經濟發展和普通百姓的日常生活。通過主干線的延伸以及分支網絡的鋪設，可以極大的拓展互聯網覆蓋面積，提升互聯網通信設備的容量。特別是隨著用戶數量的增加以及網絡業務量的激增，傳統的電線線纜已然無法滿足用戶通信業務量的需求。光纖通信便捷、經濟的解決方案，滿足了這種情景的全部需求，成為了這種情況下的最佳解決方案。目前，新鋪設的網絡以及舊網改造都使用了光纖技術，以往的電線線纜正在快速被光纖替代。

2.2 廣電傳媒

隨著人們對高品質多媒體影音服務的需求增加，以及4K、VR終端及業務正在面向廣大消費者，信息量正在快速增加，信息格式變得更加多樣化，對通信系統的容量以及適應性提出了更高的要求。光纖技術容量大、信號品質高、信號衰減等特點恰恰滿足了廣電傳媒各類模擬、數字信號的傳播需求。因此，廣電傳媒網絡的建設與升級過程中，傳統信號媒介正在被光纖技術所取代。未來8K、3D等終端的普及會使得廣電傳媒的信息量進一步增加，對信號穩定性、傳播時延的要求提出了更高的要求。在搭建廣電傳媒網絡時必須要利用光導纖維確保信號傳輸質量，同時相對低廉的價格以及便捷的安裝也有利于運營商不斷擴大高品質信號的覆蓋率，為我國城鎮和偏遠地區的用戶提供高品質廣電傳媒服務。

2.3 公共交通的局域網

近些年智慧公共交通的發展十分迅速，特別是隨著光導纖維原材料、線纜及通信原器件日益成熟、穩定，將光纖技術應用于智慧化公共交通的局域網建設，已經成為了發展趨勢。例如民航、軌道交通、城市地上交通等對自動化控制技術要求較高，同時數據量較為龐大，為了確保這類公共交通的安全運行，必須提供穩定、高質量的通信服務。同時民航、軌道交通、路面交通的信號指示燈的控制對時延要求較高，光纖有線通信網絡恰巧可以滿足它們對時延的要求。而超強的抗電磁干擾能力，確保在民航、軌道交通等強磁場環境中也可以實現穩定運行。

3 光纖技術的發展趨勢

3.1 進一步提升通信信道的數據容量

隨著我國電子行業的快速發展，物聯網、車聯網、智能家居等智能終端逐漸普及，通信信息量正在快速增加，對通信信道容量的要求越來越大。因此，為了滿足經濟發展，確保信息的高速傳遞，必須要充分利用光纖技術提升有線網絡的通信信道容量，提升有線網絡的數據傳輸效率。為了工業物聯網、智能家居、智慧交通等領域的數據傳遞提供更高速、穩定的傳輸服務。

3.2 擴大全光網絡覆蓋范圍

目前大中型城市網絡新建與改建過程中，基本上實現了光纖網絡的全覆蓋。但是城鎮、鄉村的光纖網絡覆蓋率相對較低，應該在穩固發展城市光纖網絡的同時，盡快改造城鎮、鄉村的光纖網絡覆蓋情況。同時利用全光網絡實現光節點替換電節點，全面提升光纖網絡的信息傳遞效率，滿足工業、交通、居民對網絡服務的不同需求。未來不僅要進一步擴大光纖網絡的覆蓋范圍，同時還要實現全光網絡的全面覆蓋，為廣大用戶提供高品質有線網絡服務。

3.3 逐漸向光弧子技術發展

如果說光纖通信還會受到一定的電磁干擾，那么光弧子抵抗外界信號干擾的能力將會進一步提升。發展光弧子技術可以進一步提升信號傳輸效率，提升信號的穩定性和準確性。目前來說，光弧子商業化應用尚不成熟，仍存在諸多缺點。未來隨著光弧子技術的進一步完善，光纖技術必然會向光弧子技術轉變。而一旦實現光弧子技術替代現有的光纖技術，相信未來的有線通信技術將會得到質的提升。

4結語

進入萬物互聯的時代，通信工程正在改變信息傳播方式，為我國經濟發展和人們生活方式的轉變提供高質量的信息服務。其中光纖通信光纖技術在許多網行業的應用，收到了良好的效果。未來我們應該不斷發掘光纖技術的優點，并將這些優點應用于通信工程，使光纖技術的應用效果得到進一步提升，為社會發展做出更高效的信息服務。

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