發(fā)布時(shí)間：2022-07-26 05:14:24
序言：寫作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的淺談光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
【摘要】 本文以光纖通信傳輸技術(shù)的基本特性為切入點(diǎn)，簡(jiǎn)要分析了該技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀以及不足之處，進(jìn)而據(jù)此展望光纖通信傳輸技術(shù)的正確發(fā)展趨勢(shì)，以期提高光纖通信傳輸技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，更好地滿足社會(huì)整體對(duì)于通信傳輸方面的要求。
【關(guān)鍵詞】 光纖通信 傳輸技術(shù) 全光網(wǎng)絡(luò) 發(fā)展趨勢(shì)
上世紀(jì)六十年代，著名華人物理學(xué)家高錕先生提出“光傳輸理論”，實(shí)用化的光纖傳輸產(chǎn)品則始于1976年，經(jīng)歷了PDHSDHDWDMASONMSTP的發(fā)展歷程。本世紀(jì)初期，ASON/OADM 技術(shù)已在通信技術(shù)當(dāng)中廣泛應(yīng)用，逐漸發(fā)展成為以骨干網(wǎng)絡(luò)傳輸為介質(zhì)的ROADM技術(shù)。
一、光纖通信傳輸技術(shù)的基本特性
1.1物理?yè)p耗低，中繼距離長(zhǎng)
光纖的主要構(gòu)成材料是石英，與其他的傳輸介質(zhì)相比較，其所產(chǎn)生的損耗更低，整體低于20Db/km。由此可見(jiàn)，在長(zhǎng)途傳輸線路當(dāng)中應(yīng)用光纖通信技術(shù)，因?yàn)橹欣^站減少，所以中繼距離得以延長(zhǎng)，降低成本。
1.2抗干擾性能較強(qiáng)
光纖通信材料屬于絕緣體材的范疇，基本上不會(huì)出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象，具備良好的絕緣性。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，其受外界電流影響非常小，同時(shí)也不會(huì)受到電離層電流的制約，對(duì)電磁的“免疫力”比較理想。僅此而言，可實(shí)現(xiàn)和高壓線路平行架設(shè)的目的，在電信，電力，甚至是軍事方面均可廣泛應(yīng)用。
1.3不存在串音干擾
光纖四周環(huán)繞的均是不透明塑料皮，可吸收所泄露的電磁波射線。因此，即便是在同一條電纜之中存在不同的光纖電纜，亦不會(huì)出現(xiàn)串音干擾的問(wèn)題，針對(duì)電纜外部而言，也難以竊聽(tīng)到光纖中傳輸?shù)男畔?，可保證通信信息安全。
二、光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及不足
在三網(wǎng)融合的的發(fā)展趨勢(shì)之下，光纖通信傳輸技術(shù)取得了較大的進(jìn)步。但是依舊存在著部分的不足，需要向光纖到戶接入技術(shù)以及單纖雙向傳輸技術(shù)兩個(gè)方面轉(zhuǎn)變，具體如下：
2.1光纖到戶接入技術(shù)
針對(duì)現(xiàn)代寬帶業(yè)務(wù)領(lǐng)域的研究逐漸深入，基于更好地適應(yīng)用戶的通信要求，所采用的通信技術(shù)一要具備寬帶主干傳輸網(wǎng)絡(luò)，還要具備光纖到戶接入技術(shù)，后者是保證信息傳送得以進(jìn)入千家萬(wàn)戶的重要保障之一，鑒于此，大部分業(yè)內(nèi)人士均認(rèn)為，信息接入網(wǎng)是信息高速公路發(fā)展的“臨門一腳”，在肯定了光纖到戶接入技術(shù)的重要性的同時(shí)，也指出了信息通信領(lǐng)域的瓶頸所在。
2.2單纖雙向傳輸技術(shù)
在應(yīng)用雙纖傳輸技術(shù)之時(shí)，信號(hào)處于分散傳輸?shù)臓顟B(tài)，即是信號(hào)在兩根光纖當(dāng)中進(jìn)行傳輸。而應(yīng)用單纖傳輸技術(shù)，全部的信號(hào)均在一根光纖當(dāng)中完成傳輸。根據(jù)現(xiàn)代光纖傳輸理論可得知，光纖傳輸?shù)娜萘渴遣淮嬖谏舷薜模窃趥鬏斣O(shè)備的制約之下，導(dǎo)致光纖傳輸?shù)娜萘恳恢睙o(wú)法達(dá)到理想的水平。目前，我國(guó)的通信領(lǐng)域采用的基本上都是雙纖傳輸技術(shù)，導(dǎo)致寶貴的光纖資源被嚴(yán)重浪費(fèi)?，F(xiàn)階段，單纖雙向傳輸技術(shù)的主要應(yīng)用方向是光纖末端接入設(shè)備方面，包括PON無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)、單纖光收發(fā)器等，應(yīng)用程度有待深化。
三、光纖通信傳輸技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)
光纖通信傳輸技術(shù)未來(lái)的主要發(fā)展趨勢(shì)集中體現(xiàn)在集成光器件、全光網(wǎng)絡(luò)、光網(wǎng)絡(luò)智能化、多波長(zhǎng)通道四個(gè)方面，具體如下：
3.1集成光器件
為了全面提高光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用水平，必須要實(shí)現(xiàn)光器件的集成化目標(biāo)，這也是其余的發(fā)展趨勢(shì)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵前提之一。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的背景之下，現(xiàn)有的ADSL接入寬帶已經(jīng)難以滿足實(shí)際的信息傳輸需求了，實(shí)現(xiàn)光器件的集成化，可顯著改善光器件的工作性能，進(jìn)而提高其傳輸信息的速度，推動(dòng)光纖通信傳輸技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步。實(shí)現(xiàn)光器件的集成化，主要的方向是采用相對(duì)成熟的新工藝，在硅襯底之上進(jìn)行光學(xué)器件的制作，包括波導(dǎo)與光纖耦合器等重要的無(wú)源器件，在一塊硅芯片之上實(shí)現(xiàn)全部光學(xué)器件模塊的集成處理。
3.2全光網(wǎng)絡(luò)
廣義上的 “全光網(wǎng)絡(luò)”指的是無(wú)論在網(wǎng)絡(luò)傳輸還是網(wǎng)絡(luò)交換的過(guò)程當(dāng)中，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)均是以光的形式存在的，其進(jìn)行電光或者是光電轉(zhuǎn)換的步驟僅限于進(jìn)/出網(wǎng)絡(luò)之時(shí)。目前，我國(guó)部分的光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，雖然在各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間基本上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全光化的目的，但是在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的位置，其所采用的依舊是電器件，而非光器件，對(duì)光纖通信干線的總?cè)萘吭斐闪溯^大的限制。鑒于此，未來(lái)的光纖通信技術(shù)必須要實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)，關(guān)鍵在于創(chuàng)建完善的光網(wǎng)絡(luò)層，光網(wǎng)絡(luò)層的核心技術(shù)為光轉(zhuǎn)換技術(shù)與WDM技術(shù)兩項(xiàng)，同時(shí)將電光瓶頸盡數(shù)消除。在4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展建設(shè)的推動(dòng)之下，我國(guó)的光器件產(chǎn)業(yè)逐漸趨向完善，目前市面上無(wú)論是有源光器件，還是無(wú)源光器件均實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)與商業(yè)應(yīng)用，如華為、中興、光迅等知名電子科技企業(yè)均代表著我國(guó)光器件生產(chǎn)的最高水平。
3.3光網(wǎng)絡(luò)智能化
我國(guó)的光纖通信素以傳輸為主線，伴隨現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，其在網(wǎng)絡(luò)通信當(dāng)中所起到的作用將會(huì)越來(lái)越重要以及明顯，因此必須要實(shí)現(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的智能化，提高網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用高度。針對(duì)現(xiàn)代光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言，實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)智能化，其關(guān)鍵在于將自動(dòng)連接控制技術(shù)以及自動(dòng)發(fā)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用到其中，輔以通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的自我保護(hù)與恢復(fù)功能，以期全面實(shí)現(xiàn)光纖通信傳輸技術(shù)的高度智能化。實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)智能化，核心思路在于提高 固定柵格頻譜的利用率，在傳統(tǒng)的WDM網(wǎng)絡(luò)的固定柵格之下，各種速率的光通道支撐為50GHz的頻譜間隔，針對(duì)100Gb/s的通道而言，這樣的頻譜間隔是合理的，但是對(duì)于80Gb/s以下的通道而言，則會(huì)造成固定柵格頻譜的浪費(fèi)。此外還要建立完善的波長(zhǎng)通道，實(shí)現(xiàn)光信道的動(dòng)態(tài)調(diào)整，開(kāi)放接口，實(shí)現(xiàn)資源云化，打造靈活的彈性光路。
3.4多波長(zhǎng)通道
在光纖通信傳輸技術(shù)當(dāng)中，存在一種衍生技術(shù)“波分復(fù)用技術(shù)”，其核心作用在于對(duì)光波通信的信息容量實(shí)現(xiàn)有效的拓展，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)時(shí)分與空分多址復(fù)用的目的。其中，空分復(fù)用需要依靠多根光纖進(jìn)行信號(hào)的傳輸，與單根光纖復(fù)用相比較，空分復(fù)用還需要借助頻分或者是碼分復(fù)用來(lái)實(shí)現(xiàn)。在現(xiàn)代商業(yè)當(dāng)中，頻分復(fù)用的應(yīng)用范圍比較廣，針對(duì)傳統(tǒng)的G.653光纖而言，采用色散調(diào)節(jié)技術(shù)確實(shí)可以提高其傳輸速度以及拓展其信息容量，但是在正常的使用過(guò)程當(dāng)中非常容易出現(xiàn)FWM（四波混合）的問(wèn)題，這是光纖放大器不合理使用而直接導(dǎo)致的結(jié)果。FWM的原理可細(xì)分為三點(diǎn)：一是后向參量放大和振蕩、二是三個(gè)泵浦場(chǎng)的不規(guī)則作用情況、三是入射光中的某一個(gè)波長(zhǎng)上的光改變了光纖的折射率。FWM所帶來(lái)的負(fù)面影響主要是衍生出新的波長(zhǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致串音干擾，削弱傳輸信號(hào)，不利于波分復(fù)合技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。鑒于此，需要研發(fā)可抗御FWM影響，并且集超大容量與超快速度等優(yōu)點(diǎn)于一身的新型光纖，以提高波分復(fù)用技術(shù)在光纖通信傳輸?shù)膽?yīng)用水平。研究表明，采用G.652光纖可抗御FWM所帶來(lái)的負(fù)面影響，但是鑒于其存在色散的問(wèn)題，因此需要加強(qiáng)色散補(bǔ)償，這是現(xiàn)階段業(yè)內(nèi)抗御FWM影響的主要技術(shù)方向。
四、結(jié)語(yǔ)
綜上所述，現(xiàn)階段光纖通信傳輸技術(shù)雖然取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是依舊存在著部分的不足。相關(guān)的下從業(yè)人員需要在明確其不足的基礎(chǔ)上，立足于集成光器件、全光網(wǎng)絡(luò)、光網(wǎng)絡(luò)智能化、多波長(zhǎng)通道等方面，切實(shí)提高光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用水平。
摘 要 當(dāng)今信息時(shí)代，通信業(yè)務(wù)和信息量快速增長(zhǎng)，通信道路越顯擁擠，光纖通信為信息高速公路的順利運(yùn)行提供了保證。相比于傳統(tǒng)的電通信，光纖通信擁有傳輸容量更大、更精確、保密性更好等諸多優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞 光纖通信 優(yōu)勢(shì) 傳輸 發(fā)展趨勢(shì)
1當(dāng)前光纖通信的優(yōu)越性
1.1頻帶非常寬，傳輸容量非常大
目前，在光纖通信系統(tǒng)中，光纖的傳輸帶寬比電纜大很多，單模光纖就具有幾十GHz?km的帶寬距離積。采用多種復(fù)用技術(shù)能提升線路傳輸容量；最簡(jiǎn)單的是采用空分復(fù)用，光纖外徑只有幾十 m，一根光纜就可以容納幾百根光纖，傳輸容量成百倍增長(zhǎng)；對(duì)于單根光纖，可以采用光復(fù)用技術(shù)，正在研究開(kāi)發(fā)的光復(fù)用技術(shù)有波分復(fù)用（WDM）、光碼分復(fù)用（OCDM）和光時(shí)分復(fù)用（OTDM），而主要采用的是波分復(fù)用（WDM），目前人們采用的密集波分復(fù)用（DWDM）能增加可使用波長(zhǎng)數(shù)量，同時(shí)利用光纖損耗譜平坦，擴(kuò)大可利用的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)和窗口技術(shù)，實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)再利用等使單根光纖由單波長(zhǎng)傳輸?shù)膫鬏斔俾蕩譍bps，達(dá)到多波長(zhǎng)傳輸幾十Tbit/s；另一方面，減小光源譜線寬度和采用外調(diào)制方式，同樣能極大提升傳輸容量。
1.2抗電磁干擾性能強(qiáng)，泄露小，保密性好，無(wú)串話
由于光纖是非金屬的光導(dǎo)纖維（目前主要采用石英（SiO2）），光纖通信線路不會(huì)受普通的高、低頻電磁場(chǎng)的干擾和閃電雷擊等的損壞，抗電磁干擾性能好。光纖的設(shè)計(jì)獨(dú)特?zé)o比，在光纖中傳輸?shù)墓獗粐?yán)格局限于光纖的纖芯與包層鄰近進(jìn)行傳輸，泄露極其微弱；即使在彎曲半徑十分小的地方，光泄漏的可能性也非常微弱。所以泄漏到光纜之外的光信號(hào)基本上沒(méi)有，如果沒(méi)有專用的特殊工具，光纖無(wú)法分接；以及長(zhǎng)途光纜等通常埋在地下。由此可知：光纖通信保密性能極好，也不會(huì)產(chǎn)生電纜通信中常見(jiàn)的串話現(xiàn)象。這對(duì)現(xiàn)代政治、軍事和經(jīng)濟(jì)均有重要意義。
1.3光纖重量輕、纖芯細(xì)，鋪設(shè)簡(jiǎn)單，資源豐富
光纖一般直徑只有幾微米至幾十微米之間，相同容量話路光纜，要比電纜輕90%～95%（光纜的質(zhì)量?jī)H為電纜的1/10～1/20），直徑小于電纜的1/5；光纖柔軟性十足，鋪設(shè)簡(jiǎn)單；這順利解決通信傳輸系統(tǒng)占用較大的空間致地下管道擁擠等難題，同時(shí)極大的節(jié)省了通信地下管道的投資成本；光纖通信應(yīng)用于航天領(lǐng)域，能夠有效減輕衛(wèi)星、飛船與飛機(jī)等的重量，提升通信質(zhì)量的同時(shí)降低制造成本。制造光纖的原料石英（SiO2），更是資源豐富且價(jià)格便宜，因此光纖通信的發(fā)展及全面普及具有巨大前景。
2光纖通信發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)
2.1超高速、超大容量、超長(zhǎng)距離系統(tǒng)發(fā)展
光纖通信經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，目前商用系統(tǒng)傳輸速率已能達(dá)到10Gbps以上；隨著傳輸需求不斷提升，超高速、超大容量、超長(zhǎng)距離的光纖通信系統(tǒng)發(fā)展成為必然。單一的采用光時(shí)分復(fù)用（OTDM）或波分復(fù)用（WDM）對(duì)信道傳輸速率的提升是有限的；因此，可以采用將多個(gè)光時(shí)分復(fù)用（OTDM）信號(hào)集中進(jìn)行波分復(fù)用（WDM）的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)信道傳輸能力最大化。
2.2新型光纖不斷發(fā)展
在傳統(tǒng)的G.652光纖已無(wú)法滿足超高速長(zhǎng)距離傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需求的狀況下，新型光纖的開(kāi)發(fā)成為下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施工作的重要部分。光纖通信傳輸速率的提高主要通過(guò)：（1）提高傳輸速率；（2）增加傳輸?shù)墓獠〝?shù)量。因此，開(kāi)發(fā)盡可能寬的可用波段的全波光纖成為關(guān)鍵。目前全國(guó)光纖通信運(yùn)用在C（1530～1565nm）與L（1565～1625nm）波段，而全波光纖能將波長(zhǎng)擴(kuò)展至1260～1675nm；若按波長(zhǎng)間隔為50HZ（0.4nm）開(kāi)通DWDM系統(tǒng)，以目前單信道傳輸速率80 Gbps計(jì)算，單纖通信容量高達(dá)1000X80 Gbps以上。其它諸如非零色散光纖，空心光纖等新型光纖也陸續(xù)出現(xiàn)。
2.3光纖孤子通信發(fā)展
光纖孤子通信是一種全光非線性通信方案，主要利用光纖折射率的非線性效應(yīng)對(duì)光脈沖壓縮，使其與群速色散激發(fā)的光脈沖展寬平衡，光孤子能在光纖的反常色散區(qū)與脈沖光功率密度足夠大前提下進(jìn)行長(zhǎng)距離不變形傳輸。這種傳輸方式在大幅度提升傳輸距離的同時(shí)保證了傳輸質(zhì)量。理論上，光孤子通信容量沒(méi)有限制，可高達(dá)1000Gbps；近些年隨著色散補(bǔ)償和色散管理的實(shí)施及相關(guān)技術(shù)的深入研究，光孤子運(yùn)行速率已能從10～20 Gbps提高至100 Gbps；并采用再生、重新定時(shí)等降低自發(fā)發(fā)射，使傳輸距離高達(dá)100000km以上。
3結(jié)語(yǔ)
自從1966年英籍華人高錕博士提出光纖作為傳輸介質(zhì)的概念，1970年美國(guó)康寧公司根據(jù)高錕論文的設(shè)想，使用改進(jìn)型化學(xué)汽相沉淀法，制造出世界上第一根超低損耗光纖，其在1 m附件波長(zhǎng)區(qū)將光纖損耗降低到20dB/km。由于光波通信技術(shù)的巨大發(fā)展，現(xiàn)在世界通信傳輸業(yè)務(wù)的90%需經(jīng)過(guò)光纖傳輸，并且目前業(yè)務(wù)量還在不斷快速增長(zhǎng)；隨著光纖通信技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖通信應(yīng)用的范圍將越來(lái)越廣。
【摘要】現(xiàn)如今，生活水平不斷的提高，人們追求生活質(zhì)量時(shí)的要求也在不斷的變化，這主要強(qiáng)調(diào)了對(duì)生活的舒適性以及盡可能的便捷，才可以更好的進(jìn)行生活。由于光纖通信技術(shù)在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中得到了一定的發(fā)展，它也是信息載體，所以在原有的通信方式上也做了很大的改變，并且把光纖作為一種基礎(chǔ)的傳輸通信，而它的特點(diǎn)卻很突出，具有耗損小、大容量以及帶寬等一些優(yōu)勢(shì)，很大程度上推動(dòng)了通信更高層次的發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】光纖通信；發(fā)展趨勢(shì)；應(yīng)用；
光纖通信實(shí)質(zhì)上是傳輸方式的一種，就是通過(guò)光纖當(dāng)作信息的載體，將光當(dāng)成信息。因?yàn)楣饫w采用的是玻璃材質(zhì)進(jìn)行傳導(dǎo)的，同時(shí)其不具有導(dǎo)電的特性，如此就不必顧及光纖的傳導(dǎo)會(huì)接地回路，光纖和光纖之中的干擾較小，光波是光纖通信的主要載體，和導(dǎo)波管及同軸電纜比較，相對(duì)而言光纖的耗能不高，這就導(dǎo)致其它電波與光纖通信的頻率比較，要低了不少。
一、光纖通信的特點(diǎn)
1.光纖通信系統(tǒng)通信效果好。由于光纖在頻譜、帶寬、容量上有著極大的資源優(yōu)勢(shì)，這使得光纖為基礎(chǔ)的通信系統(tǒng)在功能上有著巨大的潛力可以挖掘。根據(jù)測(cè)算光纖通信系統(tǒng)損耗非常低，可以通過(guò)中繼機(jī)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸，并可以在一條光纖上實(shí)現(xiàn)多路信息交換。
2.光纖通信系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)。光纖的主要材料是絕緣物質(zhì)二氧化硅、光纖經(jīng)過(guò)特殊工藝被制作成全反射的透明晶體，這使得光纖通信系統(tǒng)對(duì)各類干擾有著獨(dú)特的抵抗能力。
二、光纖技術(shù)的未來(lái)趨勢(shì)
1.向超大容量WDM 系統(tǒng)的演進(jìn)。采取電的時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)的擴(kuò)容技術(shù)，已經(jīng)沒(méi)有了發(fā)展的空間，但是在光纖的200nm 可用帶寬資源中，當(dāng)前的利用比率地域 1%，其有待開(kāi)發(fā)的帶寬資源高達(dá)99%以上。加入把多個(gè)發(fā)送的波長(zhǎng)適度的錯(cuò)開(kāi)，光纖傳播的信息量就會(huì)得到極大的擴(kuò)充，這即是波分復(fù)用 （WDM） 的基本思路。基于 WDM 應(yīng)用的獲得了很大的收益，同時(shí)由于這些年來(lái)技術(shù)上的重大突破與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)，波分復(fù)用系統(tǒng)的發(fā)展極為迅速。
2.實(shí)現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)。前文中，實(shí)用化的波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)雖然有著很大的傳輸空間，但傳播系統(tǒng)的方式一般是由點(diǎn)到點(diǎn)進(jìn)行傳播的，信息的傳播方式缺乏靈活性與可靠性。依照這一根本思路，光聯(lián)網(wǎng)不但可以實(shí)現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)性、擴(kuò)展性、透明性，還可以讓網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量與節(jié)點(diǎn)數(shù)的不斷增長(zhǎng)、任何系統(tǒng)互連與不同制式的信號(hào)。
3.開(kāi)發(fā)新代的光纖。全波光纖為廣大高校及研究機(jī)構(gòu)關(guān)注的熱點(diǎn)，也是未來(lái)發(fā)展的方向。以光纖未來(lái)發(fā)展的需求來(lái)看，BPON 技術(shù)毋庸置疑地肯定是將來(lái)寬帶接入技術(shù)延伸的方向。雖然從當(dāng)前成本、應(yīng)用需求及技術(shù)發(fā)展的實(shí)際狀況來(lái)說(shuō)，它距離廣泛的應(yīng)用在光纖通信的技術(shù)領(lǐng)域中，還存在著不少距離。然而就光纖通信的特性來(lái)說(shuō)，極速的傳輸、巨額的容積、遠(yuǎn)距離的無(wú)損傳輸一直都是用戶追求的目標(biāo)，光纖到戶和全光網(wǎng)絡(luò)也是未來(lái)的主要目標(biāo)。
三、光纖技術(shù)的應(yīng)用
1.特種光纜。特種光纜根據(jù)其結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)按表1 進(jìn)行分類：特種光纜由于其自身結(jié)構(gòu)以及安裝形式比較特殊，所以遭到外力破壞的可能性相對(duì)來(lái)說(shuō)比較小。目前，應(yīng)用最為廣泛的是OPGW 和ADSS 這兩種光纜。OPGW 有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：光纜同時(shí)與地線相復(fù)合，從而節(jié)省了重復(fù)建設(shè)的巨大費(fèi)用；傳輸信號(hào)損耗小，且有著較高的通信質(zhì)量；具有較好的安全性，不容易被偷盜。其缺點(diǎn)是在應(yīng)用中有雷擊損傷的問(wèn)題。ADSS光纜在實(shí)際使用中最大的問(wèn)題是電腐蝕。根據(jù)其各自的特點(diǎn)，通常在新建線路時(shí)，會(huì)采用OPGW光纜；在老線路加掛光纜時(shí)，會(huì)使用ADSS光纜。與ADSS和OPGW等常用光纜比較，OPPC具有一系列優(yōu)點(diǎn)，包括與相導(dǎo)線復(fù)合，基本不存在OPGW雷擊斷纜問(wèn)題；不存在ADSS電腐蝕斷纜問(wèn)題；處于高電壓狀態(tài)，具有防盜功能。當(dāng)無(wú)法找到合適的ADSS和OPGW的敷設(shè)空間時(shí)，OPPC是適當(dāng)?shù)倪x擇。
2.通信網(wǎng)傳輸容量不斷的增加，對(duì)此，在光纖通信發(fā)展方面也達(dá)到了一個(gè)全新的層次。所謂全光網(wǎng)指的就是在各個(gè)用戶之間進(jìn)行傳輸?shù)男盘?hào)，也就是交換了一定的光波技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)傳輸當(dāng)中從源節(jié)點(diǎn)一直傳送到目的節(jié)點(diǎn)的全部過(guò)程，如果是在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)當(dāng)中進(jìn)行交換時(shí)，就必須要應(yīng)用更大容易以及可靠性能更高，具有較高靈活度的設(shè)備進(jìn)行連接。一般使用全光網(wǎng)時(shí)，是不具備電處理的，因此，就會(huì)存在不太一樣的編碼形式，更加透明化。由于全光網(wǎng)一般通信當(dāng)中是具有光交換與光復(fù)用等一些處理技術(shù)，所以也就實(shí)現(xiàn)了傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。
3.所謂弧子就是作為比較特殊的一種超短脈沖，也可以作為在傳播當(dāng)中的一種幅度與形狀以及速度的壯行波。這種脈沖可以保持在光纖當(dāng)中進(jìn)行不變的傳輸，但在進(jìn)行傳輸時(shí)也會(huì)存在一定的影響作用，一種作用叫光纖色散，他會(huì)促使光脈沖發(fā)生展寬的現(xiàn)象，并且達(dá)到一定程度以后會(huì)把脈沖進(jìn)行疊加，也就出現(xiàn)了誤碼。還有一種作用就是光纖非線性，他主要會(huì)此發(fā)光脈沖的展寬現(xiàn)象，并且進(jìn)行壓縮，從而也就影響了通信效率。由于光弧子具有一定的雙曲正割形狀，所以在進(jìn)行傳輸?shù)倪^(guò)程當(dāng)中也主要是利用了速度色散以及非線性等特點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)平衡的效果，也可以保持不變初始傳輸形狀。一般應(yīng)用這種特性，主要是為了可以實(shí)現(xiàn)大容量以及長(zhǎng)距離的光通信，這是它最大的優(yōu)點(diǎn)。在此期間，摻鉺光纖放大器的應(yīng)用，在很大程度上已經(jīng)解決了損耗的問(wèn)題，而弧子脈沖源會(huì)隨著具有變窄的可能性，所以色散作用也就會(huì)越影響他的傳輸，對(duì)此，色散技術(shù)是急需解決的一個(gè)問(wèn)題。當(dāng)前，對(duì)這個(gè)缺陷有兩種技術(shù)可以作為補(bǔ)救，一種就是局部色散技術(shù)以及弱色散技術(shù)，而另外一種就是強(qiáng)色散的技術(shù)應(yīng)用。由于光弧子的通信性能不會(huì)好過(guò)常規(guī)的系統(tǒng)，所以在工作的過(guò)程當(dāng)中更易受到一定的影響，這也就會(huì)限制傳輸速率，應(yīng)用在多信道過(guò)程中時(shí)，也會(huì)影響到他的傳輸容量。但在應(yīng)用光弧子系統(tǒng)時(shí)，它會(huì)把各種波長(zhǎng)的多信道進(jìn)行復(fù)用并快速傳輸，由此可見(jiàn)，應(yīng)用多信道光弧子會(huì)具有很大的發(fā)展。
4.高速光纖計(jì)算機(jī)網(wǎng)應(yīng)用。光纖分布式數(shù)據(jù)接口環(huán)網(wǎng)（FDDI），是高速光纖計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重要領(lǐng)域。FDDI 是光纖傳輸媒介及通用的令牌環(huán)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，所以，在局域網(wǎng)內(nèi)，光纖分布式數(shù)據(jù)接口環(huán)網(wǎng)，具有較好的實(shí)用性，尤其是對(duì)于校園網(wǎng)建設(shè)而言，更具有實(shí)用性。相比較于一般的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，校園網(wǎng)的應(yīng)用呈現(xiàn)出一些新的特點(diǎn)：一是校園網(wǎng)規(guī)模大，就其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)而言，就具有數(shù)千個(gè)之多；二是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的環(huán)境呈現(xiàn)多元化、復(fù)雜化的趨勢(shì)，特別是用戶端的需求日益多樣化，需要提供不同類型的終端服務(wù)；三是物理位置分散，尤其是在校園的各教學(xué)樓上分布著各子網(wǎng)；四是設(shè)備相對(duì)比較復(fù)雜，在組網(wǎng)方面比較困難；五是存在子網(wǎng)分割繁多，致使網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用呈現(xiàn)分散的狀態(tài)；六是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)性強(qiáng)，相關(guān)處于不斷創(chuàng)新與發(fā)展的狀態(tài)。
當(dāng)前，科學(xué)技術(shù)不斷的進(jìn)步，由此也帶動(dòng)了光纖通信在各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)突破，從而也強(qiáng)調(diào)了通訊技術(shù)需要不斷的進(jìn)行提升，才能更好的確保通信質(zhì)量。而光纖通信技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)有了一定的研究發(fā)展，并且也取得了一定的成效，所以這種技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)當(dāng)中是不可或缺的系統(tǒng)了，在很大程度上可以滿足社會(huì)服務(wù)的需要，并且在未來(lái)的發(fā)展當(dāng)中也具有重要地位。
摘 要：光纜通信在我國(guó)已有20多年的使用歷史，這段歷史也就是光通信技術(shù)的發(fā)展史和光纖光纜的發(fā)展史。光纖通信因其具有的損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優(yōu)點(diǎn)，備受業(yè)內(nèi)人士青睞，發(fā)展非常迅速。目前，光纖光纜已經(jīng)進(jìn)入了有線通信的各個(gè)領(lǐng)域，包括郵電通信、廣播通信、電力通信、石油通信和軍用通信等領(lǐng)域。本文主要綜述我國(guó)光纖通信研究現(xiàn)狀及其發(fā)展。
關(guān)鍵詞：光纖通信；核心網(wǎng)；接入網(wǎng)；光孤子通信；全光網(wǎng)絡(luò)
1 我國(guó)光纖光纜發(fā)展的現(xiàn)狀
⑴普通光纖。普通單模光纖是最常用的一種光纖。隨著光通信系統(tǒng)的發(fā)展，光中繼距離和單一波長(zhǎng)信道容量增大，G.652.A光纖的性能還有可能進(jìn)一步優(yōu)化，表現(xiàn)在1550nm區(qū)的低衰減系數(shù)沒(méi)有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數(shù)和零色散點(diǎn)不在同一區(qū)域。符合ITUTG.654規(guī)定的截止波長(zhǎng)位移單模光纖和符合G.653規(guī)定的色散位移單模光纖實(shí)現(xiàn)了這樣的改進(jìn)。
⑵核心網(wǎng)光纜。我國(guó)已在干線（包括國(guó)家干線、省內(nèi)干線和區(qū)內(nèi)干線）上全面采用光纜，其中多模光纖已被淘汰，全部采用單模光纖，包括G.652光纖和G.655光纖。G.653光纖雖然在我國(guó)曾經(jīng)采用過(guò)，但今后不會(huì)再發(fā)展。G.654光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統(tǒng)容量，它在我國(guó)的陸地光纜中沒(méi)有使用過(guò)。干線光纜中采用分立的光纖，不采用光纖帶。干線光纜主要用于室外，在這些光纜中，曾經(jīng)使用過(guò)的緊套層絞式和骨架式結(jié)構(gòu)，目前已停止使用。
⑶接入網(wǎng)光纜。接入網(wǎng)中的光纜距離短，分支多，分插頻繁，為了增加網(wǎng)的容量，通常是增加光纖芯數(shù)。特別是在市內(nèi)管道中，由于管道內(nèi)徑有限，在增加光纖芯數(shù)的同時(shí)增加光纜的光纖集裝密度、減小光纜直徑和重量，是很重要的。接入網(wǎng)使用G.652普通單模光纖和G.652.C低水峰單模光纖。低水峰單模光纖適合于密集波分復(fù)用，目前在我國(guó)已有少量的使用。
⑷室內(nèi)光纜。室內(nèi)光纜往往需要同時(shí)用于話音、數(shù)據(jù)和視頻信號(hào)的傳輸。并目還可能用于遙測(cè)與傳感器。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）在光纜分類中所指的室內(nèi)光纜，筆者認(rèn)為至少應(yīng)包括局內(nèi)光纜和綜合布線用光纜兩大部分。局用光纜布放在中心局或其他電信機(jī)房?jī)?nèi)，布放緊密有序和位置相對(duì)固定。綜合布線光纜布放在用戶端的室內(nèi)，主要由用戶使用，因此對(duì)其易損性應(yīng)比局用光纜有更嚴(yán)格的考慮。
2 光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
對(duì)光纖通信而言，超高速度、超大容量和超長(zhǎng)距離傳輸一直是人們追求的目標(biāo)，而全光網(wǎng)絡(luò)也是人們不懈追求的夢(mèng)想。
⑴超大容量、超長(zhǎng)距離傳輸技術(shù)波分復(fù)用技術(shù)極大地提高了光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量，在未來(lái)跨海光傳輸系統(tǒng)中有廣闊的應(yīng)用前景。近年來(lái)波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展迅猛，目前1.6Tbit/的WDM系統(tǒng)已經(jīng)大量商用，同時(shí)全光傳輸距離也在大幅擴(kuò)展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時(shí)分復(fù)用（OTDM）技術(shù)，與WDM通過(guò)增加單根光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)來(lái)提高其傳輸容量不同，OTDM技術(shù)是通過(guò)提高單信道速率來(lái)提高傳輸容量，其實(shí)現(xiàn)的單信道最高速率達(dá)640Gbit/s。
僅靠OTDM和WDM來(lái)提高光通信系統(tǒng)的容量畢竟有限，可以把多個(gè)OTDM信號(hào)進(jìn)行波分復(fù)用，從而大幅提高傳輸容量。偏振復(fù)用（PDM）技術(shù)可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零（RZ）編碼信號(hào)在超高速通信系統(tǒng)中占空較小，降低了對(duì)色散管理分布的要求，且RZ編碼方式對(duì)光纖的非線性和偏振模色散（PMD）的適應(yīng)能力較強(qiáng)，因此現(xiàn)在的超大容量WDM/OTDM通信系統(tǒng)基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)基本上都包括在OTDM和WDM通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)中。
⑵光孤子通信。光孤子是一種特殊的ps數(shù)量級(jí)的超短光脈沖，由于它在光纖的反常色散區(qū)，群速度色散和非線性效應(yīng)相互平衡，因而經(jīng)過(guò)光纖長(zhǎng)距離傳輸后，波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離無(wú)畸變的通信，在零誤碼的情況下信息傳遞可達(dá)萬(wàn)里之遙。 子通信在超長(zhǎng)距離、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系統(tǒng)中，有著光明的發(fā)展前景。
⑶全光網(wǎng)絡(luò)。未來(lái)的高速通信網(wǎng)將是全光網(wǎng)。全光網(wǎng)是光纖通信技術(shù)發(fā)展的最高階段，也是理想階段。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)間的全光化，但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)處仍采用電器件，限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康倪M(jìn)一步提高，因此真正的全光網(wǎng)已成為一個(gè)非常重要的課題。
全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點(diǎn)代替電節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間也是全光化，信息始終以光的形式進(jìn)行傳輸與交換，交換機(jī)對(duì)用戶信息的處理不再按比特進(jìn)行，而是根據(jù)其波長(zhǎng)來(lái)決定路由。
目前，全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展仍處于初期階段，但它已顯示出了良好的發(fā)展前景。從發(fā)展趨勢(shì)上看，形成一個(gè)真正的、以WDM技術(shù)與光交換技術(shù)為主的光網(wǎng)絡(luò)層，建立純粹的全光網(wǎng)絡(luò)，消除電光瓶頸已成為未來(lái)光通信發(fā)展的必然趨勢(shì)，更是未來(lái)信息網(wǎng)絡(luò)的核心，也是通信技術(shù)發(fā)展的最高級(jí)別，更是理想級(jí)別。
3 結(jié)語(yǔ)
光通信技術(shù)作為信息技術(shù)的重要支撐平臺(tái)，在未來(lái)信息社會(huì)中將起到重要作用。雖然經(jīng)歷了全球光通信的“冬天”但今后光通信市場(chǎng)仍然將呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。從現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，光纖通信也將成為未來(lái)通信發(fā)展的主流。人們期望的真正的全光網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代也會(huì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)如愿到來(lái)。
