光纖通信技術在5G 移動通信技術中的應用分析

管春苗，侯冰俏，王曉君

山東信息職業技術學院，山東 濰坊 261061

0 引言

信息時代下，人們的生產生活都離不開通信網絡環境，提升通信網絡環境的穩定性、保障通信效率及通信質量至關重要。目前，比較先進的光纖通信技術具有豐富的性能優勢，可以顯著提升通信效率，因而普遍應用在數據交換領域。光纖通信技術在現階段的5G 移動通信技術中能夠發揮關鍵作用，從而滿足用戶對通信速率及質量的需求。

1 5G 移動通信技術

1.1 5G 移動通信技術的優勢

1.1.1 通信速率大幅提升，時間延遲降低

移動通信技術在發展中經過數次創新，得到了第五代移動通信技術，即5G 移動通信技術。與前幾代技術相比，其通信速率大幅度提升，時間延遲大幅度降低，并且能夠進行大范圍連接，為通信系統的整體功能提供了堅實的保障。在實際應用中，可以明顯感受到5G移動通信技術的網絡速度、網絡穩定性與以往的4G 技術相比，實現了大跨度的提升[1]。

1.1.2 信息傳輸與處理速度加快

近年來，我國科研人員不斷研發與完善5G 移動通信技術，目前5G 移動通信技術已經在部分領域得到了初步應用。在各電子企業的推動下，5G 移動通信技術研發效率進一步提高，5G 移動通信技術投入實際應用的速度不斷加快。如今，每天產生的信息量巨大，要實現對各類信息的高效處理和傳輸，就要從移動通信技術出發，提升網絡速度，滿足用戶需求。可見，5G移動通信技術的開發應用是時代發展的必然趨勢。早在數年前，以華為為首的電子企業就開始了5G 移動通信技術的研發，其在不斷創新中實現了技術突破，并通過建立5G 基站，制造5G 手機設備，為5G 移動通信技術的應用提供了基礎條件，使其成功進入了商用階段。

1.1.3 滿足多樣化的信息需求

現階段的互聯網呈現多樣化發展趨勢，要想滿足多樣化的發展要求，就要具備較高性能的技術支持，技術支持一方面要體現在容量上，另一方面要體現在時間延遲上。例如，智能駕駛領域的互聯網技術要具備極低的延遲性，這樣才能保障駕駛安全。此外，在社會信息交流上利用5G 移動通信技術能夠增加溝通途徑，提升信息可靠性，從而加快信息交流的速度與質量，以便于各行業企業進行融資[2]。

1.2 5G 移動通信技術的特點

1.2.1 頻譜利用最大化

與以往的通信技術相比，5G 通信技術在頻譜利用上得到了擴展，不再局限于低頻頻譜，能夠利用高頻頻譜。在技術的持續完善中，頻譜利用率會進一步提高。

1.2.2 通信系統性能好

基于5G 移動通信技術設計的通信系統，能夠令各地區的用戶進行組網協作，在數量及范圍上得到了擴展，充分改善了通信系統性能。

1.2.3 設計理念先進

5G 移動通信技術致力于改變原有的室內通信環境，在設計方面融入了新時代的先進理念，為室內通信效率及質量提供了基礎保障。

2 光纖通信技術

2.1 色散補償技術與寬帶放大技術

為了確保光纖通信技術在長距離傳輸時的穩定性，避免兩信號線間的串音干擾，需要利用色散補償技術及寬帶放大技術。

2.2 復用技術

為了最大限度地利用光纖寬帶，擴大傳輸容量，需要利用復用技術。復用技術包含波分、時分、空分三種類型。應用效果較為顯著的為波分復用技術，能夠實現一對多的傳輸方式，即一條線路對應多個信號，且不會產生相互影響[3]。波分復用技術的主要特點是一條光纖通信線路對應多個光波信號，并且這些信號在傳輸過程中能夠通過各自的光信道進行傳輸，互不影響。同時，在WDM 技術的基礎上可以令各種光波信號依附于不同波長的激光上，這一方面可以滿足雙向通信的需求，另一方面可以滿足帶寬容量擴展需求。目前，密集型光波復用技術正處于開發的關鍵時期，基于該技術的最大波長承載數量不低于160 個，且處于持續增長階段，可以有效解決長距離信號傳輸中的問題。波分復用技術下的波分復用網絡能夠在5G 移動通信技術中發揮重要作用，并且在5G 移動通信技術的完善中，該項技術的應用范圍會更加廣泛。

2.3 光孤子傳輸技術

光纖通信技術具有非線性特征，可以通過光弧子傳輸技術平衡光纖色散，從而提升數據傳輸能力，擴大數據傳輸距離。

2.4 全光網絡

全光網絡的提出為光纖通信技術帶來了更大的發展空間，打破了傳統節點全光化的局限性，實現了傳輸與交換全過程的全光化，避免了光電相互轉換，從而大幅度提升了數據傳輸效率，這能夠滿足新時代下人們對網絡數據傳輸的多樣化要求。在未來，全光網絡的發展是主要趨勢，而且是促進5G 移動通信技術發展的必要條件。

3 5G 移動通信技術中光纖通信技術的重要性

社會快速發展的背景下，各生產工作對網絡環境的技術性能和經濟性的要求顯著提升。目前，大規模的機器通信環境中需要應用5G 移動通信技術。此外，時間延遲和穩定性要求較高的通信環境，移動高帶寬的通信環境也需應用5G 移動通信技術。因此，5G 移動通信技術要想在各環境下發揮實際作用，就要利用光纖通信技術，優化系統架構，以此滿足各方面技術要求。如今通過科研人員的不懈努力，我國現階段的5G 移動通信技術已經位列世界前列，并且基于其開發的業務得到了更大的拓展，網絡處理機制和網絡節點也呈現多樣化，這勢必會為國家帶來更大的發展空間，相應的光纖通信技術和5G 移動通信技術也會進一步升級優化[4]。

4 5G 移動通信技術中光纖通信技術的應用要求

4.1 提升波分復用技術的波長范圍

以往的數據傳輸技術要求激光波長在1.53～1.57 μm，而光纖通信技術要求激光波長要達到1.3～1.6 μm，并且帶寬容量要超過傳統容量的7 倍，這樣才能為5G移動通信技術提供充足的支持[5]。因此需要不斷提高波分復用技術的波長范圍，以此滿足光纖通信的要求。

4.2 實現光弧子通信

光弧子通信本質上是一種超短脈沖通信，為了達到高精準光脈沖通信效果，在實際中需結合非線性效應和色散補償技術使用。光纖傳輸過程普遍存在脈沖寬度擴展現象，經過研究分析，這一現象在正常光和反常色散區下都會出現。在正常光下產生這一現象主要是由于光纖自相位調制效應，而反常色散區下能夠發生抵消，從而使脈沖寬度達到穩定狀態。同時，還可以通過補償光纖損耗實現脈沖寬度的穩定，且要具備及時性。光弧子通信能夠使數據傳輸經濟化、便捷化，并且傳輸容量、傳輸速率及傳輸距離都能提高數十倍；光弧子通信能夠簡化中繼過程，且達到全光中繼。因此5G 移動通信中的不斷提高光孤子傳輸技術，實現光孤子通信，以此提高5G 移動通信的效率。

4.3 實現全光通信網絡

全光網絡主要是實現傳輸全過程的全光化，避免了光電之間的轉換，因而在節點處無須進行信息處理，且能夠規避電子設備的影響，從而極大程度地提升了傳輸水平，使其各項性能進一步優化。全光網絡通信由全光內部部分和通信控制部分構成。內部全光網能夠容納多樣化業務格式，是一種透明結構，網絡節點可以通過選擇合適的波長進行透明的發送或從別的節點處接收[6]。全光網絡通信為系統的兼容性、容錯性奠定了基礎。光纖通信技術的大部分性能在全光網絡下能夠最大限度地實現，因此為了更好地服務于5G 移動通信技術，必須實現全光網絡通信。

5 5G 移動通信技術中光纖通信技術的應用領域

5.1 超寬視頻系統

以汽車領域為例，要想實現自動駕駛，就要滿足超寬視頻需求，這可以通過360°全息影像技術實現。除了自動駕駛，基于5G 移動通信技術的叉車無人駕駛也具有超寬視頻系統。目前，無人駕駛叉車通過“5G+AI視覺”技術可以提升控制能力，以精準避開路障。應用該技術，企業無須購買進口激光雷達設備，節約大量成本。針對傳統無人駕駛叉車中存在的問題，超寬視頻系統可以避免因不穩定的Wi-Fi 信號而導致的路徑不合理、定位不準確問題。同時，部分企業的倉庫存在復雜性，不符合標準倉庫規范的問題，該技術能為叉車的快速部署提供條件，并且能避免解決大批量叉車調度難度大的問題。具體而言，單AP 部署叉車數量能夠在5G 移動通信技術的支持下大幅度提升，且能夠打破空間限制，進行異地控制。在重要控制室的輔助下，能夠遠程控制上萬臺無人駕駛叉車。總之，在光纖通信技術支持下的5G 移動通信技術可以提升無人叉車駕駛的穩定性，在提升運營效率的同時，保障作業的安全有序[7]。

5.2 云DC 業務

云DC 業務為信息傳輸提供了基礎保障，并且在后續的拓展以及完善中，能夠發揮更為顯著的中心結構優勢。光纖通信技術的應用，可以進一步簡化網絡，從而構建信息管道工程。以我國建國70 周慶活動為例，央視引入4K+5G 背包技術，實現移動化拍攝，其網絡通道需要的端到端網絡切片在5G 網絡專線的支持下得到保障[8]。

5.3 視頻會議

目前，人們在實際工作中需要召開一系列會議，但由于外界各種因素的影響，會出現員工難以現場參加會議的問題。在信息技術的應用下，視頻會議越來越普及，打破了傳統會議的時空限制，員工可以隨時隨地參加會議。由于傳統網絡環境的不穩定性，在視頻會議中會出現卡頓、延遲等網絡問題，難以保持流暢性。在光纖通信技術支持下的5G 移動通信技術可以有效解決這一問題，不僅能夠保障視頻會議的流暢性，還能提升畫面質感，以便于視頻會議的順利開展。

5.4 5G 網絡業務

現階段的5G 移動通信技術能夠在多樣化的專業領域中發揮作用，基于此形成的物聯網、車聯網等網絡為各專業領域的快速發展提供了基礎保障。在實際應用中對5G 移動通信技術的數據傳輸能力要求較高，特別是節點信息處理能力，并且由于網絡類型眾多，信息的處理機制需要具備一定的針對性，這樣才能提升信息處理效率，保障數據信息傳輸的可靠性。為此，應用具有多種高性能的光纖通信技術，可以降低數據傳輸的延遲性，能夠進一步拓展5G 網絡業務。

6 結束語

綜上所述，在科技迅猛發展的背景下，各領域都得到了進一步提升，為人們創造了舒適、便捷的生活環境。與此同時，人們對高水平生產生活的需求也逐漸增大。因此，5G 移動通信技術的開發應用極為關鍵。通過不斷完善5G 移動通信技術，可以為社會各行業發展提供穩定的通信環境。光纖通信技術能夠為5G 移動通信技術應用提供有力的支持，因而對其進行分析探討和深入研究，能夠進一步提升5G 移動通信技術的應用效果，促進社會發展。