田龍杰

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)河南有限公司周口分公司 466000）

1 引言

信息通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，給人們的日常生活帶來(lái)了翻天覆地的變化。再加上互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，使得人們對(duì)信息的需求量呈現(xiàn)出前所未有的增長(zhǎng)趨勢(shì)。在信息時(shí)代的大背景下，大容量、寬帶化以及超長(zhǎng)距離的通信技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)成為了信息高速公路建設(shè)的核心環(huán)節(jié)。這其中關(guān)于光纖通信技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，也已經(jīng)成為了世界性的焦點(diǎn)問(wèn)題。現(xiàn)如今，世界各個(gè)地區(qū)和國(guó)家都在不遺余力的開(kāi)展有關(guān)于光纖通信技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)，這也在某種程度上加速了光纖通信事業(yè)的發(fā)展。

2 光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)

光纖通信技術(shù)就是運(yùn)用光導(dǎo)纖維作為傳輸信號(hào)，實(shí)現(xiàn)信息傳遞的一種通信方式。與傳統(tǒng)的電信號(hào)通信技術(shù)相比，光纖通信在信息容量、抗干擾能力、安全性能以及傳輸距離方面都具有較大的優(yōu)勢(shì)，而且伴隨著相關(guān)技術(shù)的不斷完善，光纖通信已經(jīng)發(fā)展成為了現(xiàn)代通信領(lǐng)域的重要組成部分。以下就對(duì)光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析：

2.1 通信容量大

光纖通信技術(shù)的頻帶寬、容量大，對(duì)信號(hào)而言，頻帶就是信號(hào)包含的最高頻率與最低頻率這之間的頻率范圍。目前光纖通信技術(shù)所使用的波長(zhǎng)范圍在可見(jiàn)光與近紅外區(qū)域的高頻光波，由于光波具有較高的頻率，通常都可以達(dá)到1014Hz以上，而普通的電磁波頻率為106～108Hz，由此可見(jiàn)，光纖通信要比普通的微波通信在頻率方面，要高出103～104倍。因此在理論分析上，光纖通信的容量要比微波通信相比大約可以增加103～104倍。雖然在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于受到了光電器件特性的限制，傳輸帶寬比理論上要窄很多，但是在現(xiàn)階段投入運(yùn)營(yíng)的光纖通信系統(tǒng)中，光纖通信仍然可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)傳輸24萬(wàn)路的信號(hào)，這一點(diǎn)要遠(yuǎn)高于普通電纜線路的信號(hào)傳輸量，而且，一根光纖中可以包含數(shù)根分時(shí)數(shù)十根光纖，有效的擴(kuò)充了通信容量，所以光纖仍然是現(xiàn)階段通信容量最大的一種通信方式。

2.2 抗干擾能力強(qiáng)

抗干擾能力是衡量通信技術(shù)優(yōu)越性的一個(gè)重要指標(biāo)，眾所周知，以電信號(hào)為主通信技術(shù)都會(huì)不可避免的受到各種各樣的電磁干擾，例如太陽(yáng)黑子活動(dòng)引起的干擾、雷電的干擾、電離層的變化以及高壓線纜等的，這些干擾不僅擾亂了信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，而且還會(huì)造成不同程度的損耗，影響通信設(shè)備的正常應(yīng)用。相比之下，光纖通信技術(shù)在抗干擾能力方面具有極大的優(yōu)勢(shì)，這主要是因?yàn)楣饫w是有非金屬材料玻璃纖維制作而成的，屬于絕緣體材料，它與傳統(tǒng)銅纜線相比，無(wú)論是絕緣性、耐腐蝕性以及抗高溫性方面都具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

2.3 安全性能優(yōu)越

光纖通信具有較強(qiáng)的安全性能，由于普通電纜線在電波傳輸過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)電磁波泄漏現(xiàn)象，造成信號(hào)傳輸通道的串?dāng)_，而且銅線在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)自然老化等現(xiàn)象，會(huì)對(duì)傳輸?shù)男盘?hào)產(chǎn)生衰減作用，影響信息傳輸質(zhì)量的同時(shí)也會(huì)降低線路的安全性能。再加上伴現(xiàn)代通信技術(shù)逐步朝著光通信時(shí)代的發(fā)展，傳統(tǒng)的銅纜網(wǎng)已經(jīng)無(wú)法滿足更多的業(yè)務(wù)需要，正在逐漸被光導(dǎo)纖維所取代。光纖通信主要是光波在光導(dǎo)纖維中的傳輸，密閉性強(qiáng)，能夠有效地將光信號(hào)限制在光導(dǎo)纖維中，再加上外部環(huán)繞的不透明保護(hù)層，更加降低了光信號(hào)的泄漏。因此，在保密通信中，光纖技術(shù)有著非常廣泛的應(yīng)用前景。

2.4 中繼距離長(zhǎng)

眾所周知，普通的銅纜線在信號(hào)傳輸時(shí)，會(huì)伴隨著不同程度的信號(hào)損耗，隨著傳輸距離的增加，損耗量顯著上升，在確保通信質(zhì)量的前提下，普通電纜或者微波通信的中繼距離僅為1.5～50km。而光纖在傳輸?shù)倪^(guò)程中，信號(hào)的衰減量很低，據(jù)有關(guān)研究限制，光纖的在長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，衰減量可以有效的控制在0.19dB/km以下，因此適用于干線、長(zhǎng)途網(wǎng)絡(luò)。此外，由于光導(dǎo)纖維主要進(jìn)行的是光傳輸，在抗電磁干擾以及傳輸距離上都要明顯強(qiáng)于銅纜網(wǎng)，而且制造簡(jiǎn)單比銅纜網(wǎng)具有更高的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。再加上計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速普及，使得語(yǔ)音通信網(wǎng)絡(luò)中又增添了寬帶以及多媒體等新業(yè)務(wù)。

3 光纖通信技術(shù)的應(yīng)用

光纖通信正在向著大容量、寬帶化以及超長(zhǎng)距離的方向發(fā)展，無(wú)中繼傳輸是光纖通信技術(shù)未來(lái)發(fā)展的方向，現(xiàn)階段光纖能夠?qū)崿F(xiàn)2000～5000km的無(wú)中繼傳輸，通過(guò)拉曼光放大技術(shù)等新興技術(shù)的應(yīng)用，無(wú)中繼傳輸?shù)木嚯x將會(huì)更長(zhǎng)。高比特率系統(tǒng)可以有效的提升光纖傳輸?shù)乃俾剩⑶疫h(yuǎn)高于同期微電子技術(shù)的集成度增加速度。使用波分復(fù)用系統(tǒng)可以充分利用光纖的帶寬優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)到光纖信息傳輸?shù)娜萘?，在進(jìn)行大容量長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，可以有效的節(jié)約傳輸成本。在我國(guó)，光纖通信技術(shù)已經(jīng)逐漸滲透到了各個(gè)領(lǐng)域，這樣一來(lái)，不僅可以有效的提升信息傳輸?shù)男?，而且還能夠極大地促進(jìn)我國(guó)光纖通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

目前，我國(guó)已經(jīng)建成“八縱八橫”干線網(wǎng)，連通全國(guó)各個(gè)省市地區(qū)，敷設(shè)光纜總長(zhǎng)度約為250萬(wàn)km，2005年3.2Tbps超大容量的光纖通信系統(tǒng)在上海至杭州開(kāi)通，是當(dāng)今世界容量最大的實(shí)用線路。不可否認(rèn)，光纖通信技術(shù)已經(jīng)成為了我國(guó)通信的主要手段。以下就對(duì)光纖通信技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行重點(diǎn)探討：

3.1 光纖接入網(wǎng)的應(yīng)用

現(xiàn)階段的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)逐漸在向FTTX的方向發(fā)展，即光纖到樓（FTTB）、光纖到戶（FTTH）等形式。其中光纖到樓（FTTB）主要是指光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）直接進(jìn)入到商用辦公樓或者是房屋住宅小區(qū)內(nèi)，然后在通過(guò)多對(duì)絞線將光纖業(yè)務(wù)連接至辦公樓或者居民區(qū)內(nèi)的各個(gè)用戶，由此可見(jiàn)FTTB是一種點(diǎn)到多點(diǎn)的輻射狀結(jié)構(gòu)，從組網(wǎng)結(jié)構(gòu)上分析要比傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的組網(wǎng)形式更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，所以較適用于大型商業(yè)建筑以及高密度居民住宅區(qū)，而且對(duì)于一些集商業(yè)、住宅、休閑、娛樂(lè)為一體的多功能綜合社區(qū)來(lái)說(shuō)，這種FTTB的接入方式無(wú)疑是最佳選擇。如果將光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）直接于用戶家相連，則為光纖到戶（FTTH）結(jié)構(gòu)，由于FTTH常見(jiàn)于房屋住宅，以滿足單個(gè)用戶的需求因此業(yè)務(wù)量較少。總體來(lái)說(shuō)，F(xiàn)TTX結(jié)構(gòu)是一種全光纖網(wǎng)并且能夠?qū)崿F(xiàn)電話、有線電視以及寬帶三網(wǎng)合一的現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)接入方式。

通過(guò)對(duì)光纖接入的類型進(jìn)行深入了解后，就需要從接入技術(shù)上進(jìn)行重點(diǎn)研究，以便更好地將光網(wǎng)建設(shè)應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)。目前，光纖接入技術(shù)可以分為采用電復(fù)用器分路的有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）以及采用光分路器分路的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）這兩種方式。其中有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）具有傳輸量大、傳輸距離遠(yuǎn)的優(yōu)勢(shì)，但是由于接入類型屬于點(diǎn)到點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，所以應(yīng)用于商用辦公樓或者是房屋住宅小區(qū)勢(shì)必會(huì)增加成本；而PON中的EPON/GPON都屬于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的接入結(jié)構(gòu)，所以在FTTX的發(fā)展道路上有著非常廣泛的應(yīng)用前景。

3.2 光纖通信衍生技術(shù)的應(yīng)用

伴隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展，在其基礎(chǔ)上衍生出了眾多新興技術(shù)，例如光孤子通信、相干光通信以及全光通信等。光孤子又稱為孤立波，屬于特殊形式的超短脈沖，光孤子傳輸系統(tǒng)主要是由孤子源、光調(diào)制器、光放大器、光檢測(cè)器、解調(diào)器以及光纖構(gòu)成。光孤子與其他同類型的孤立波相遇后，可以維持原有幅度、形狀以及速度，利用這一原來(lái)可以實(shí)現(xiàn)光纖通信的長(zhǎng)距離、大容量傳輸。近年來(lái)美國(guó)、日本、英國(guó)等國(guó)家相繼進(jìn)行了光孤子通信實(shí)驗(yàn)，并且實(shí)現(xiàn)了4000km、6000km、1500km光孤子傳播，為光孤子跨洋通信傳輸?shù)膽?yīng)用研究奠定基礎(chǔ)。

相干光通信就是指利用相干檢測(cè)方式進(jìn)行光波傳輸，其中相干檢測(cè)可以分為外差檢測(cè)和零差檢測(cè)。在發(fā)送端，采用外光調(diào)制方式將信號(hào)以調(diào)幅。調(diào)相或者調(diào)頻等方式調(diào)制到光載波上，然后再送入光纖中傳輸，而在接收端，信號(hào)與本振光功率較大，因此光檢測(cè)器通常需要采用動(dòng)態(tài)范圍大、線性好、性能穩(wěn)定，噪聲低的PIN-PET作前端，同時(shí)還需配備自動(dòng)頻率控制（AFC）和相位跟蹤環(huán)（PLL）確保本振光更換的跟蹤光信號(hào)的頻率和相位。相干光檢測(cè)方式可以有效地提升光纖通信技術(shù)的接收靈敏度和選擇性。相干光通信主要是采用相干檢測(cè)方式進(jìn)行光波傳輸，與傳統(tǒng)的微波通信類似，在信號(hào)的發(fā)送端，采用外光調(diào)制方式對(duì)光載波進(jìn)行幅度、頻率以及相位的調(diào)整，然后送入光纖中進(jìn)行傳輸。在接收端，使用外差檢測(cè)或者零差檢測(cè)進(jìn)行解調(diào)，還原輸出時(shí)的信息，此時(shí)如果中頻為零，光檢測(cè)器的輸出信號(hào)就是基帶信號(hào)。目前所應(yīng)用的外差檢測(cè)和零差檢測(cè)方式可以有效地提升信號(hào)接收的靈敏度和選擇性。自20實(shí)際80年代以來(lái)，LD頻譜純度以及穩(wěn)定性的不斷發(fā)展，為相干光通信技術(shù)的應(yīng)用提供了諸多便利條件。

全光通信主要是由全光內(nèi)部部分和通用網(wǎng)絡(luò)控制部分組成，其中全光內(nèi)部網(wǎng)是透明的，可以容納多種業(yè)務(wù)形式；而通用網(wǎng)絡(luò)控制則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)，使得波長(zhǎng)和容量在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)動(dòng)態(tài)分布滿足通信量、業(yè)務(wù)以及性能變化的需求，并且可以提供一個(gè)具有較強(qiáng)容錯(cuò)能力和生存能力的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。全光通信是通過(guò)對(duì)普通光纖系統(tǒng)中電子轉(zhuǎn)換設(shè)備的改進(jìn)，確保用戶與用戶之間的信號(hào)傳輸全部采用光波技術(shù)。全光通信的應(yīng)用避免了光電轉(zhuǎn)換的設(shè)備，有效地降低了通信成本，而且還可以擴(kuò)大傳輸信息的容量，可以適應(yīng)于未來(lái)高速寬帶發(fā)展的需要。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在信息技術(shù)以及光電通訊技術(shù)飛速發(fā)展的今天，光纖通信技術(shù)憑借其強(qiáng)大的帶寬容量，使之成為了現(xiàn)代通信領(lǐng)域的重要支柱。而且伴隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，光纖通信技術(shù)的應(yīng)用也已經(jīng)越來(lái)越廣泛，在我們?nèi)粘Ｉ钪械碾娔X、手機(jī)上網(wǎng)、視頻電話、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議以及數(shù)字電視等都將會(huì)通過(guò)光纖通信技術(shù)來(lái)進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)模矣捎谏鐣?huì)的發(fā)展人們對(duì)各種通信業(yè)務(wù)的需求量也在逐漸增加，因此光纖技術(shù)的發(fā)展無(wú)疑將會(huì)推動(dòng)通信行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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