【摘 要】光纖傳輸是一項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)，該技術(shù)提高了通信的質(zhì)量與效率。光纖通信是信息技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物，其主要是以光作為信息載體，并以光纖作為主要的通信傳輸方式。一般情況下，光纖傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)，通訊的信號(hào)以及通信的效果則越好。本文分析了影響光纖通信傳輸距離的因素，筆者結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)，提出了幾點(diǎn)相應(yīng)的對(duì)策，希望可以促進(jìn)我國(guó)光纖通信事業(yè)更好的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】光纖通信；傳輸距離；因素；功率；改善措施

光纖通信是我國(guó)重要的信息傳輸方式，其應(yīng)用的范圍比較廣，而且通訊信號(hào)比較強(qiáng)，有著較好的通信效果。延長(zhǎng)光纖通信的傳輸距離，可以提高通信的效率以及信息傳輸?shù)馁|(zhì)量，所以，相關(guān)技術(shù)人員一定要了解與掌握影響光纖通信傳輸距離的因素，還要通過相關(guān)的措施降低光信號(hào)的損耗，提高信號(hào)出阿叔的質(zhì)量，防止通信距離遭到限制。延長(zhǎng)光纖通信傳輸距離的方式很多，常見的是在光纖線路上增設(shè)中繼器，其可以起到擴(kuò)大信號(hào)的作用，而且提高了信號(hào)傳輸?shù)乃俾?，是一種較為經(jīng)濟(jì)的改善措施。

1.影響光纖通信傳輸距離的因素

光纖通信的方式應(yīng)用范圍比較廣，在通信傳輸?shù)倪^程中，信號(hào)的強(qiáng)弱影響了信息傳輸?shù)馁|(zhì)量，另外，光纖的損壞、電子器件的性能以及光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化程度，都是影響光纖通信傳輸距離的重要的因素。

1.1光發(fā)送機(jī)與光接收機(jī)

光纖通信的信息載體主要是光，其傳輸通訊的方式主要是光纖，所以，光接收靈敏度、發(fā)送機(jī)效率以及光纖光纜線路的質(zhì)量，都對(duì)光纖傳輸系統(tǒng)有著較大影響，這些因素決定了系統(tǒng)的中繼長(zhǎng)度。計(jì)算光纖傳輸系統(tǒng)中繼距離的公式是：

L=Ps-PR-Me-∑Ac/Af+As+Mc（km）

該公式中，Ps是指發(fā)送光功率，PR：出纖光功率即接收靈敏度。這里減除了耦合器的衰減和色散的影響；Me：設(shè)備富余度；∑Ac：其他耦合器引起的衰減；Af：光纖的衰減系數(shù)；As：光纖固定接頭的平均熔接衰減；Mc：光纜富余度。

從上述公式中可以看出，光發(fā)送機(jī)以及接收機(jī)的入纖光功率是影響光纖通信傳輸距離的主要因素。

1.2功率消耗情況

光纖通信系統(tǒng)中，光發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率有限，而光接收機(jī)在運(yùn)作的過程中會(huì)產(chǎn)生一定噪聲，為了保證系統(tǒng)接收信號(hào)的質(zhì)量與能力，必須保證信號(hào)光功率的穩(wěn)定輸出，還要降低光纖傳輸?shù)膿p耗，這樣才能避免光纖通信傳輸距離受到限制，才能降低功率的損耗。當(dāng)光纖系統(tǒng)帶寬大于信號(hào)帶寬時(shí)，光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸距離最遠(yuǎn)，其計(jì)算公式可以表示為：

L=[Ltotal-（Lcoup+Lc+L（fm）+Lm）]/α

其中：假設(shè)光源發(fā)射的平均光信號(hào)功率為Ps，光接收機(jī)接收的最小平均光功率為PRmin，那么系統(tǒng)從光發(fā)射機(jī)到接收機(jī)之間允許的光功率總損耗為：

Ltotal=10lg（Ps/PRmin）

Ltotal表示光源與光纖的耦合損耗和光纖與光探測(cè)器的耦合損耗的和；Lc表示光纖之間各種連接損耗的總和；L（fm）表示由于光源和傳輸光纖的有限頻帶寬度導(dǎo)致的光信號(hào)強(qiáng)度下降的等效損耗；Lm表示光纖系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)留的富余量；L為傳輸距離，α為每公里光纖傳輸損耗系數(shù)；αL表示光纖的傳輸損耗。光在傳輸過程中的各種損耗也是影響光通信系統(tǒng)傳輸距離的主要因素。

2.改善光纖通信傳輸距離受到限制的措施

2.1提高光發(fā)送機(jī)的性能與質(zhì)量

光纖通信傳輸距離的大小與光發(fā)送機(jī)入纖光功率有關(guān)，所以，相關(guān)工作人員要努力改善光發(fā)送機(jī)的性能，并提高其質(zhì)量，避免強(qiáng)光對(duì)光纖折射率的影響，還要注意對(duì)光信號(hào)相位的調(diào)整，避免光脈沖頻率出現(xiàn)較大變化。如果光脈沖的寬度過大，則會(huì)限制系統(tǒng)的帶寬，進(jìn)而影響光纖通信傳輸?shù)木嚯x。為了改善光發(fā)送機(jī)的性能，相關(guān)人員必須選擇碼型適合的光發(fā)送機(jī)，這樣可以保證在增加其他設(shè)施后，有效延長(zhǎng)光纖傳輸距離。當(dāng)光纖傳輸距離較長(zhǎng)，而且傳輸速率較高時(shí)，發(fā)送機(jī)色度色散、光纖非線性效應(yīng)都會(huì)發(fā)生較為明顯的物理效應(yīng)，這會(huì)嚴(yán)重影響傳輸容量的增加，也會(huì)降低信號(hào)的覆蓋范圍。所以，工作人員必須對(duì)光發(fā)送機(jī)的碼型進(jìn)行調(diào)制。由于RZ碼對(duì)光纖非線性效應(yīng)有著一定免疫能力，所以改變其脈沖，則可以減小信道間的制約作用。此外，為了盡可能利用全部的光源功率輸出、延長(zhǎng)系統(tǒng)傳輸距離，通信系統(tǒng)應(yīng)采用外調(diào)制技術(shù)。

2.2增強(qiáng)光接受機(jī)的性能

光接受機(jī)是光纖通信系統(tǒng)中重要的設(shè)備，其可以將光纖傳輸后衰減的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖信號(hào)，還可以對(duì)光纖進(jìn)行放大以及再生還原，使其成為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字脈沖信號(hào)。數(shù)字光接收機(jī)的輸入光功率和誤碼率兩者是互相矛盾的，因此必須對(duì)其中一個(gè)進(jìn)行人為的規(guī)定，一般規(guī)定誤碼率為10-9.根據(jù)這一要求，就可以找到數(shù)字光接收機(jī)所接收到的最小光功率作為其性能指標(biāo)，即接收靈敏度。提高光接收機(jī)的靈敏度也可以延長(zhǎng)光纖通信的傳輸距離。

色散導(dǎo)致脈沖展寬，當(dāng)脈沖展寬超過分配給它們的時(shí)隙時(shí)，一部分脈沖能量進(jìn)人相鄰時(shí)隙而導(dǎo)致碼間干擾。而本時(shí)隙內(nèi)脈沖能量降低，使判決電路的SNR降低，從而導(dǎo)致接收機(jī)靈敏度的惡化。因此要盡量減小通信系統(tǒng)中的色散。

頻率啁啾是限制廣播系統(tǒng)性能的重要因素。對(duì)半導(dǎo)體激光器進(jìn)行調(diào)制時(shí)，有源區(qū)的折射率、傳播常數(shù)及光脈沖的相位均發(fā)生變化，這種由調(diào)幅到調(diào)相的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致光譜的加寬，稱為頻率啁啾。帶有頻率啁啾的光脈沖在色散光纖中傳輸時(shí)，脈沖形狀將發(fā)生變化。由于光譜移動(dòng)，當(dāng)脈沖在光纖中傳輸時(shí)，包含在脈沖啁啾分量的部分功率將逸出比特時(shí)隙。該功率損耗降低了接收機(jī)的SNR，使靈敏度惡化?？刹捎肊AM和MZ-M等預(yù)啁啾調(diào)制技術(shù)來改善系統(tǒng)性能。

2.3減小系統(tǒng)傳輸損耗

影響系統(tǒng)傳輸距離的損耗主要有連接損耗、傳輸損耗和耦合損耗?，F(xiàn)在光纖連接器技術(shù)發(fā)展已經(jīng)比較成熟，連接損耗可以忽略。傳輸損耗與光纖傳輸損耗系數(shù)有關(guān)，可以通過選擇合適的通信窗口來減小傳輸損耗。光耦合器又叫光分波合波器，分波器合波器的插入損耗小、隔離度大、帶內(nèi)損耗平坦、帶外插入損耗變化陡峭、低的偏振相關(guān)性、溫度穩(wěn)定性好、復(fù)用道路多等。目前在WDM系統(tǒng)中使用的光分波合波器主要有陣列波導(dǎo)光柵（AWG）、相控陣列分波器、可調(diào)諧濾波器、干涉膜濾波器、光柵耦合器等。

3.結(jié)語

光纖通信傳輸是我國(guó)當(dāng)前信號(hào)傳輸?shù)闹饕绞?，其傳輸速率比較高，而且信號(hào)覆蓋面比較廣，提高光纖通信傳輸?shù)木嚯x，可以有效促進(jìn)通訊行業(yè)的發(fā)展。影響光纖通信傳輸距離的因素很多，利用光纖放大器這一設(shè)備，可以有效延長(zhǎng)光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸距離；通過在光纖中增加中繼器的方式，可以拓寬信號(hào)的覆蓋率，使光網(wǎng)絡(luò)傳輸體系得到更好的優(yōu)化，還可以提高新型光器件的生產(chǎn)效率，使超長(zhǎng)距離的通信傳輸成為可能。本文對(duì)改善光纖通信傳輸距離受限的對(duì)策進(jìn)行了介紹，希望對(duì)相關(guān)技術(shù)人員改善傳輸技術(shù)有所幫助。

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