趙劍　臧明　徐豐

摘 要：現(xiàn)代技術(shù)不斷發(fā)展，推動(dòng)了科技進(jìn)步，隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)代光纖有了全新的提升，在各行業(yè)中得到普遍應(yīng)用，更已經(jīng)進(jìn)入到千家萬(wàn)戶，給人們的工作生活帶來(lái)巨大便利。穩(wěn)定可靠的光纖網(wǎng)絡(luò)能夠提升工作生活質(zhì)量，為人們創(chuàng)造良好的條件，光纖通信主要是以光波為載波，利用純度極高的玻璃拉制成極細(xì)的光導(dǎo)纖維作為傳輸媒介，通過(guò)光電變換，用光來(lái)傳輸信息的通信系統(tǒng)。當(dāng)前，國(guó)家骨干通信網(wǎng)、城域網(wǎng)、用戶接入網(wǎng)等，均已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了光纖通信方式，光纖技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的普及與應(yīng)用，并且取得了良好的成效。文章主要通過(guò)對(duì)光纖技術(shù)介紹，進(jìn)一步提出光纖技術(shù)解決方案與措施。

關(guān)鍵詞：光纖網(wǎng)絡(luò)；傳輸容量；超高速；超長(zhǎng)距離；DWDM；自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號(hào)：TN91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）25-0032-02

當(dāng)前，社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)建設(shè)離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，而網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)則是光纖技術(shù)，通過(guò)光纖技術(shù)的支撐，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展，光纖作為網(wǎng)絡(luò)信息化最為核心的技術(shù)之一，其主要功用是把網(wǎng)絡(luò)中收集到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行全面、安全、高速傳送，使信號(hào)能夠更加清晰，光纖能夠最大程度保證數(shù)據(jù)流量，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)傳輸，隨著時(shí)代的進(jìn)步與發(fā)展，各行業(yè)對(duì)傳輸速度和質(zhì)量的要求也就越來(lái)越高，快速、容量更大的光纖通信網(wǎng)絡(luò)成為未來(lái)走向，更是當(dāng)前技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。

1 光纖通信技術(shù)概述

近年來(lái)，隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展與普及，我們對(duì)光纖的概念已經(jīng)不陌生了，光纖通信技術(shù)走進(jìn)了人們的生活領(lǐng)域。光纖通信主要是利用光波原理，形成可靠的信息良性載體，充分利用光導(dǎo)纖維對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行傳導(dǎo)、傳輸，保證信號(hào)通過(guò)媒介的傳遞，形成價(jià)值信息，為人們提供信息需求。光導(dǎo)纖維是重要的介質(zhì)，其主要是由纖芯、包層和涂層三部分組成，通過(guò)纖芯和包層在相同條件下的不同反映，形成不同折射率實(shí)現(xiàn)光信號(hào)在纖芯內(nèi)全反射，確保光信號(hào)能夠全面得到快速精準(zhǔn)的傳輸。從理論上分析，光纖通信系統(tǒng)主要是由光源、光發(fā)射機(jī)、光纖、光接收機(jī)和光檢波器等部分構(gòu)成，而光纖通信系統(tǒng)又由模擬光纖通信系統(tǒng)和數(shù)字光纖通信系統(tǒng)兩部分組成，當(dāng)前，應(yīng)用最為廣泛的是數(shù)字光纖通信系統(tǒng)，與人們的工作生活密不可分。數(shù)字光纖通信系統(tǒng)都是以一連串的“0”和“1”組成的比特流方式進(jìn)行通信。我們重點(diǎn)對(duì)數(shù)字光纖通信系統(tǒng)進(jìn)行分析，從其工作運(yùn)行原理看，主要是信號(hào)發(fā)送端要發(fā)送信息的時(shí)候，能夠通過(guò)A/D進(jìn)行全面的轉(zhuǎn)換，并對(duì)已經(jīng)轉(zhuǎn)換過(guò)的數(shù)字信號(hào)做調(diào)制光源器件，經(jīng)過(guò)已經(jīng)調(diào)制后的光源器件就會(huì)發(fā)出攜帶信息的系列光波，數(shù)字信號(hào)為“1”的時(shí)候，那么，光源器件就會(huì)發(fā)送光脈沖，如果數(shù)字信號(hào)“0”的時(shí)候，光源器件則不出現(xiàn)反映，也就是說(shuō)，不能發(fā)送系列脈沖，當(dāng)光波通過(guò)光纖傳輸?shù)竭_(dá)接收端時(shí)，那么，光接收機(jī)就會(huì)利用光檢波器對(duì)信號(hào)做全面精準(zhǔn)的檢測(cè)，最終形成D/A轉(zhuǎn)換格式，并使相關(guān)的信息得到良好恢復(fù)，這個(gè)信息傳遞過(guò)程就是光纖通信技術(shù)。

2 光纖通信技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1 具有頻帶寬損耗低的優(yōu)勢(shì)

雖然技術(shù)不斷進(jìn)步與發(fā)展，但是，以目前技術(shù)能力來(lái)看，已知發(fā)現(xiàn)的最好的傳輸載體還是光源，光是當(dāng)前應(yīng)用最為先進(jìn)的傳播載體形態(tài)，只有全面挖掘光譜機(jī)能，才能進(jìn)一步拓展帶寬，保證傳播容量需要，目前，通過(guò)對(duì)光的研究，已經(jīng)建立起了以光為傳輸介質(zhì)的先進(jìn)方式，給我們帶來(lái)更低的損耗和更遠(yuǎn)的中繼距離。光纖具有良好的優(yōu)勢(shì)，能夠大大降低傳輸損耗率。隨著技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)，人們已經(jīng)越來(lái)越多的對(duì)帶寬更加關(guān)注，在技術(shù)上已經(jīng)形成了成熟的解決方案，為了能夠增加更大的帶寬，常用以下幾種方式拓展并且增加光纖傳輸容量，比如：空分復(fù)用、電的時(shí)分復(fù)用、波分復(fù)用、光的頻分復(fù)用、光的時(shí)分復(fù)用和光孤子技術(shù)等。最為實(shí)用、常用的則是TDM和WDM兩種擴(kuò)容方式。其中時(shí)分復(fù)用技術(shù)（TDM）技術(shù)較為成熟，在行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍，這種技術(shù)是一種傳統(tǒng)的擴(kuò)容方式，使復(fù)用速率不斷得到提升。波分復(fù)用技術(shù)（WDM）主要是采用了波分復(fù)用器（合波器）在發(fā)送端將不同規(guī)定波長(zhǎng)信號(hào)光載波合并起來(lái)，最終形成一根光纖的方式進(jìn)行全面信息傳輸，同時(shí)，為了保證傳輸效果，需要在接收端建立一個(gè)波分復(fù)用器（分波器），把形成并建立起來(lái)的不同波長(zhǎng)分開(kāi)，使他們能夠承載不同信號(hào)，提高了光纖高速傳輸效果，保證了技術(shù)推廣與應(yīng)用，未來(lái)發(fā)展中，將會(huì)出現(xiàn)擴(kuò)展的單一波長(zhǎng)、更大的傳輸容量、超長(zhǎng)距離傳輸和密集波分復(fù)用技術(shù)，建立更加先進(jìn)的傳輸系統(tǒng)。

2.2 具有抗干擾強(qiáng)便于鋪設(shè)的優(yōu)勢(shì)

光纖是有一定載體的，在進(jìn)行鋪設(shè)與安裝時(shí)，需要保證快速安全。當(dāng)前，光纖制作過(guò)程中，主要采用了石英材料，而石英光纖的核心成分是二氧化硅，利用這種材料制作出來(lái)的光纖具有極高的耐腐蝕性，能夠在任何環(huán)境下保持性能不出現(xiàn)大幅度的變化，所以說(shuō)，這種光纖使用過(guò)程中是不易被腐蝕的，同時(shí)，還具有良好的絕緣性能，通過(guò)對(duì)更大的電磁干擾有較強(qiáng)的抵抗力，保證了光纖通信不受影響，維護(hù)了信息的穩(wěn)定與安全。這種二氧化硅材料價(jià)格較低，是地球最豐富的資源之一，在價(jià)格上具有優(yōu)勢(shì)，通過(guò)市場(chǎng)檢驗(yàn)，利用二氧化硅所制作出的光線與傳統(tǒng)通信介質(zhì)比較，價(jià)格上具有極為明顯的優(yōu)勢(shì)，備受市場(chǎng)關(guān)注與人們喜愛(ài)。另外，光纖整體線徑較纖細(xì)，就是外加保護(hù)套后的直徑也只有0.1mm左右，整體重量輕，不占面積，相對(duì)其他介質(zhì)，成本更低，發(fā)揮利用有限的管道空間，保證了施工的順利快速。

3 光纖網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)

3.1 有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）技術(shù)

在技術(shù)上看，最為典型的有源光網(wǎng)絡(luò)主要是由光發(fā)射機(jī)、中繼機(jī)和光接收機(jī)三大部分組成。各個(gè)部分的工作原理如下：電信號(hào)是通過(guò)光發(fā)射機(jī)進(jìn)入，通過(guò)光發(fā)射機(jī)的轉(zhuǎn)化，把進(jìn)入的電信號(hào)進(jìn)行全面的轉(zhuǎn)換，再形成光信號(hào)進(jìn)行向外發(fā)射。中繼機(jī)主要是用來(lái)對(duì)光衰減和波形失真脈沖做全面的整形，使光信號(hào)傳輸品質(zhì)更清晰，距離更遠(yuǎn)。光接收機(jī)是把已經(jīng)接收到的光信號(hào)進(jìn)行變化，轉(zhuǎn)變形成電信號(hào)再進(jìn)行向外發(fā)送。

有源光網(wǎng)絡(luò)之所以能夠大范圍使用，具有自身優(yōu)勢(shì)，它的優(yōu)點(diǎn)是非常突出的。一是傳輸整體容量非常大，高達(dá)155mb/s、622mb/s的接入速率，展現(xiàn)了其強(qiáng)大的容量?jī)?yōu)勢(shì)。二是傳輸距離較遠(yuǎn)，在不加中繼器的情況下，能夠一次性傳輸70多公里以上，保證了長(zhǎng)距離傳輸效果。三是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用廣泛，這種技術(shù)非常成熟，在各項(xiàng)工程中均實(shí)現(xiàn)了良好應(yīng)用，在有源光網(wǎng)絡(luò)中，SDH技術(shù)使用頻率最高。可以說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)直接影響網(wǎng)絡(luò)是否安全、可靠和經(jīng)濟(jì)。當(dāng)前技術(shù)形態(tài)上，常用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是鏈形、星形、樹形、環(huán)形和網(wǎng)孔形。鏈形網(wǎng)主要是把所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)式串聯(lián)，形成首尾開(kāi)放結(jié)構(gòu)形態(tài)。endprint

3.2 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）

無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）是在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，把有源設(shè)備去除，避免各設(shè)備之間出現(xiàn)干擾的問(wèn)題，不但提高了運(yùn)行速度，同時(shí)也通過(guò)減少設(shè)備的方式，避免出現(xiàn)設(shè)備故障，有效降低了設(shè)備運(yùn)行中的故障率。PON網(wǎng)絡(luò)由局端側(cè)的光線路終端OLT和用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU組成，它們主要是通過(guò)ODN網(wǎng)絡(luò)相連的方式，增強(qiáng)了運(yùn)行效果。

4 光纖通信技術(shù)發(fā)展

（1）光纖光纜技術(shù)。我國(guó)光纖通信技術(shù)不斷向前發(fā)展，從單模光纜，到接入網(wǎng)光纜，從室內(nèi)光纜到通信光纜，最后發(fā)展到現(xiàn)在的塑料光纜，總共經(jīng)歷了五個(gè)發(fā)展階段，一個(gè)階段代表一個(gè)時(shí)代，體現(xiàn)著科技進(jìn)步的強(qiáng)勁力量。普通單模光纜對(duì)光源頻譜寬度與穩(wěn)定性要求高，越發(fā)展，速度越快，直到現(xiàn)在普遍使用的塑料光纜，傳輸速度提升的同時(shí)，也大大減少了成本，產(chǎn)業(yè)化全波光纖已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)了低損耗，低色散的傳輸效果，增加了傳輸量，是最新的技術(shù)革命代表。

（2）光復(fù)用技術(shù)。光復(fù)用技術(shù)由光波分復(fù)用和光時(shí)分復(fù)用兩種形式，光纖波分復(fù)用技術(shù)主要是在一條光纖上多束激光同時(shí)進(jìn)行傳輸不同信道光波頻率或波長(zhǎng)存在差異性，那么，發(fā)送端通過(guò)合波器將不同波長(zhǎng)的光波合為一束波做到精準(zhǔn)傳輸，接收端利用分波器再把幾種光波傳輸?shù)讲煌南到y(tǒng)。光時(shí)分復(fù)用主要是把信道分成多個(gè)時(shí)隙，不同的基帶數(shù)據(jù)光脈沖流分配占用一個(gè)時(shí)隙，將多條基帶信號(hào)復(fù)用成高速光數(shù)據(jù)流信號(hào)形成快速傳輸。

（3）光交換技術(shù)。光交換技術(shù)主要是光域內(nèi)用光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，通過(guò)信號(hào)傳輸交換而形成的一種現(xiàn)代傳輸技術(shù)。現(xiàn)代各種光交換技術(shù)均有不同的優(yōu)點(diǎn)，所以說(shuō)，可以把幾種光交換技術(shù)結(jié)合在一起使用，這樣就能充分發(fā)揮出不同技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，形成復(fù)合型光交換技術(shù)。

（4）光纖接入技術(shù)。光纖接入技術(shù)主要是信息通過(guò)干網(wǎng)傳輸，進(jìn)入到用戶端，全面實(shí)現(xiàn)了信息高速傳輸，提高了用戶的體驗(yàn)，不同光纖到達(dá)位置不同，就形成了FTTH（光纖到戶）、FTTB（光纖到樓）、FTTC（光纖到路邊）、FTTCAB（光纖到交接箱）等應(yīng)用，這些應(yīng)用都叫做FTTX。采用點(diǎn)到點(diǎn)P2P技術(shù)和點(diǎn)到多點(diǎn)PON技術(shù)，為用戶提供良好的寬帶接入體驗(yàn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

光纖通信技術(shù)是時(shí)代的產(chǎn)物，在科技不斷進(jìn)步的今天，信息技術(shù)也不斷發(fā)展，目前看，技術(shù)已經(jīng)得到了全面提升，未來(lái)光纖通信技術(shù)的發(fā)展，將會(huì)越來(lái)越先進(jìn)，速度也會(huì)不斷加快，光纖通信技術(shù)會(huì)成為通信領(lǐng)域最主要的傳輸技術(shù)手段，將會(huì)帶領(lǐng)人類走向全光時(shí)代。

參考文獻(xiàn)：

[1]張力軍.通信原理[M].高等教育出版社，2008，12.endprint