【摘 要】本文通過光纖通信與傳統(tǒng)通信電纜的比較，結(jié)合了當(dāng)前最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)通信協(xié)議和材料學(xué)等方面的科學(xué)技術(shù)，總結(jié)了光纖傳輸?shù)闹T多特點(diǎn)，并展望光纖通信未來發(fā)展的趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】光纖；通信電纜；技術(shù)

截至2012年，全球已經(jīng)有24億互聯(lián)網(wǎng)用戶，計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用成為重要的促進(jìn)因素，它漸漸成為推動(dòng)世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展新的最主要的動(dòng)力，正當(dāng)我們的世界步入高速知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的同時(shí)，也產(chǎn)生了諸多問題，如傳輸介質(zhì)的問題、IP地址枯竭等等。

光通信技術(shù)的發(fā)展，為綜合傳送各種業(yè)務(wù)信息提供了必要的帶寬和傳輸質(zhì)量，是高速互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的理想平臺(tái)。

1 光線光纜的特點(diǎn)

傳統(tǒng)的通信電纜是以銅為主要傳輸介質(zhì)的，銅雖然不是貴金屬，但它的價(jià)格也是隨市場(chǎng)波動(dòng)的，如果網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的規(guī)模比較龐大，就不得不考慮通信電纜的工程成本，這是通信電纜最主要的缺點(diǎn)。

再者通信電纜已經(jīng)不能滿足未來計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的傳輸介質(zhì)，例如藍(lán)光DVD技術(shù)已經(jīng)初露端倪，高質(zhì)量的影音畫質(zhì)使一個(gè)影片的容量達(dá)到50GByte，比傳統(tǒng)的DVD的容量增長了幾十倍；通信電纜的信號(hào)衰減很嚴(yán)重，每隔一段距離就必須設(shè)置中繼設(shè)備，使互聯(lián)網(wǎng)的使用成本大大增加?？偟膩碚f，光纖比起通信電纜有質(zhì)量輕、信號(hào)衰減低、不需要中繼設(shè)備、傳輸帶寬、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

頻帶的寬窄代表傳輸容量的大小。載波的頻率越高，可以傳輸信號(hào)的頻帶寬度就越大。在VHF頻段，只能傳輸27路電視節(jié)目和幾十套調(diào)頻廣播，可以承擔(dān)上百萬個(gè)電視節(jié)目的傳輸任務(wù)。

在傳統(tǒng)的通訊電纜時(shí)代，傳輸800MHz的信號(hào)時(shí)，每公里的信號(hào)強(qiáng)度的損耗都在40dB以上。光導(dǎo)纖維的信號(hào)強(qiáng)度損耗要小很多，傳輸1.31微米的光，每公里信號(hào)強(qiáng)度損耗在0.35dB以下若傳輸1.55微米的光，每公里損耗更小，可達(dá)0.2dB以下。這就比同軸電纜的信號(hào)強(qiáng)度損耗要小一億倍，使得光信號(hào)傳輸?shù)母h(yuǎn)。

光纖技術(shù)的發(fā)展速度令人難以想象，它傳輸信息的帶寬，每6個(gè)月增加1倍，而價(jià)格降低1倍。今后光纖傳輸將占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，成為互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)三網(wǎng)融合的最主要傳輸手段。

2 光線光纜技術(shù)的現(xiàn)狀

新的IP協(xié)議聲稱可以為全世界的每粒沙子配置一個(gè)獨(dú)立IP，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)用戶的爆炸式增長對(duì)帶寬的巨大需求，使得光纖通信又一次呈現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的新局面，成為近幾年來發(fā)展速度最快的技術(shù)。

根據(jù)市場(chǎng)研究與預(yù)測(cè)公司IDC截至2012年我國光纖入戶的互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)將超過2660萬戶，而且在未來5年的復(fù)合增長率保持在56.4%，比起中國1.58億的寬帶用戶數(shù)，光纖接入的市場(chǎng)還蘊(yùn)藏這巨大的潛力。到2015年全國互聯(lián)網(wǎng)出口帶寬達(dá)到5T，城市用戶的帶寬基本保證達(dá)到20M，家庭光纖接入覆蓋超過500萬戶；屆時(shí)將實(shí)現(xiàn)全市公益性機(jī)構(gòu)光纖到達(dá)率100%，實(shí)現(xiàn)全部工業(yè)園區(qū)、科技園區(qū)、賓館酒店商務(wù)樓宇、等需要與互聯(lián)網(wǎng)接入的場(chǎng)所達(dá)到的光纖入室。

這些數(shù)據(jù)都表明，中國的寬帶市場(chǎng)蘊(yùn)藏著巨大的潛力，而光纖寬帶的普及也是大勢(shì)所趨。所以電信運(yùn)營商在寬帶接入市場(chǎng)的爭(zhēng)奪很大程度上是光纖寬帶的爭(zhēng)奪。

3 光纖光纜的種類

光纖的分類主要是從工作波長、折射率分布、傳輸模式、原材料和制造方法上作一歸納的，茲將各種分類舉例如下。

（1）工作波長：紅外光纖、近紅外光纖、可觀光纖、紫外光纖（1.55μm、1.3μm 、0.85μm）。

（2）折射率分布：階躍（SI）型光纖、近階躍型光纖、漸變（GI）型光纖、其它（如三角型、W型、凹陷型等）。

（3）傳輸模式：單模光纖、多模光纖。

（4）原材料：石英光纖、多成分玻璃光纖、塑料光纖、復(fù)合材料光纖（如塑料包層、液體纖芯等）、紅外材料等。按被覆材料還可分為無機(jī)材料（碳等）、金屬材料（銅、鎳等）和塑料等。

（5）制造方法：預(yù)塑有汽相軸向沉積、化學(xué)汽相沉積等，拉絲法有管律法和雙坩鍋法等[1]。

4 新型光纖在不斷出現(xiàn)

科技的發(fā)展、用戶需求的提高、市場(chǎng)的需要促使光纖技術(shù)飛速向帶寬更大、傳輸距離更長、耐用時(shí)間更長等特點(diǎn)發(fā)展，光纖的技術(shù)指標(biāo)在不斷改進(jìn)，各種新型光纖在不斷涌現(xiàn)：

（1）用于長途通信的新型大容量長距離光纖

主要是一些大有效面積、低色散維護(hù)的新型G.655光纖，可以使光纖傳輸帶寬輕而易舉的提升至10～40Gbit/s，并便于在光纖上采用分布式拉曼效應(yīng)放大，使光信號(hào)的傳輸距離大大延長。在長距離無再生的傳輸中表現(xiàn)出很好的性能，在海底光纜的長距離通信中效果也很好。

（2）用于城域網(wǎng)通信的新型低水峰光纖

城域網(wǎng)設(shè)計(jì)中需要考慮簡化設(shè)備和降低成本，還需要考慮非波分復(fù)用技術(shù)（CWDM）應(yīng)用的可能性。低水峰光纖在1360～1460nm的延伸波段使帶寬被大大擴(kuò)展，使CWDM系統(tǒng)被極大地優(yōu)化，增大了傳輸信道、增長了傳輸距離。

（3）用于局域網(wǎng)的新型多模光纖

多模光纖的配套光器件可以使用發(fā)光二極管，這種光器件比單模光纖的光器件激光管的價(jià)格要便宜很多，而且多模光纖有較大的芯徑和數(shù)值孔徑，容易耦合、容易連接，相應(yīng)的連接器、耦合器等元器件價(jià)格也低得多，所以雖然多模光纖比單模光纖的價(jià)格貴50%～100%，但是局域網(wǎng)多采用多模光纖。

5 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展對(duì)光纖提出新的要求與光纖技術(shù)未來發(fā)展的展望

下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）引發(fā)了許多的觀點(diǎn)和爭(zhēng)論。有的專家預(yù)言，不管下一代網(wǎng)絡(luò)如何發(fā)展，一定將要達(dá)到三個(gè)世界，即服務(wù)層面上的IP世界、傳送層面上的光的世界和接入層面上的無線世界。下一代傳送網(wǎng)要求更高的速率、更大的容量，這非光纖網(wǎng)莫屬，但高速骨干傳輸?shù)陌l(fā)展也對(duì)光纖提出了新的要求。

（1）擴(kuò)大單一波長的傳輸容量

目前，單一波長的傳輸容量已達(dá)到40Gbit/s，并已開始進(jìn)行160Gbit/s的研究。40Gbit/s以上傳輸對(duì)光纖的PMD將提出一定的要求，2002年的ITU-T SG15會(huì)議上，美國已提出對(duì)40Gbit/s系統(tǒng)引入一個(gè)新的光纖類別（G.655.C）的提議，并建議對(duì)其PMD傳輸中的一些問題進(jìn)行深入探討，也許不久的將來就會(huì)出現(xiàn)一種專門的40Gbit/s光纖類型。

（2）實(shí)現(xiàn)超長距離傳輸

無中繼傳輸是骨干傳輸網(wǎng)的理想，目前有的公司已能夠采用色散齊理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)2000～5000km的無電中繼傳輸。有的公司正進(jìn)一步改善光纖指標(biāo)，采用拉曼光放大技術(shù)，可以更大地延長光傳輸?shù)木嚯x。

（3）適應(yīng)DWDM技術(shù)的運(yùn)用

目前32×2.5Gbit/s DWDM系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)用，64×2.5Gbit/s及32×10Gbit/s系統(tǒng)已在開發(fā)并取得很好的進(jìn)展。DWDM系統(tǒng)的大量使用，對(duì)光纖的非線性指標(biāo)提出了更高的要求。ITU-T對(duì)光纖的非線性屬性及測(cè)試方法的標(biāo)準(zhǔn)（G.650.2）最近也已完成，當(dāng)光纖的非線性測(cè)試指標(biāo)明確之后，對(duì)光纖的有效面積將會(huì)提出相應(yīng)指標(biāo)，特別是對(duì)G.655光纖的非線性特性會(huì)有進(jìn)一步改善的要求。

總之，隨著材料學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、光學(xué)等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通訊電纜將被光纖光纜漸漸取代，逐步淡出歷史舞臺(tái)。光纖光纜的種種相比通信電纜的優(yōu)勢(shì)，必將使其成為未來網(wǎng)絡(luò)世界的傳輸介質(zhì)和信息傳播的新通道。

【參考文獻(xiàn)】

[1]光纖.百度百http：//baike.baidu.com/link？url=LDKMK9tJZ4-BxU0cZSSPgtXujMpi Opp4n3YkPxG2p5GmZUkksP27dy-2XvOg_NDo#3_1[OL].

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