摘 要:自科教興國戰(zhàn)略提出以來,光纖通信技術在我國迅速崛起。近年來,在通信領域中,我國政府和私人在資金及技術上也進行大量投資,光纖通信技術在容量、速度和距離等方面得到了一次次的突破,從我國發(fā)展的歷史上看,光纖通信一直都是信息傳播的重要手段,對我國經(jīng)濟水平的提升和社會的進步有很大的幫助。
關鍵詞:光纖通信;發(fā)展趨勢;前景
光纖通信與傳統(tǒng)的通信相比,光纖通信因具備明顯優(yōu)勢而倍受社會各界青睞,從通信技術中脫穎而出。光纖通信的用途廣、后勁大。本文主要探討了光纖通信的特征,分析了光線的發(fā)展歷程及前景。
一、光纖通信的簡史
1.光通信的萌芽:1880年,貝爾利用太陽光創(chuàng)造了第一部光電話,并且當時的通話距離大大超出了人們的預料,最遠的竟達到了213米。然而,其缺點也顯而易見,這種光傳輸方式極易受外界因素的影響,太陽光的強弱將直接影響到傳輸效果。盡管美中不足,但毫無疑問,此實驗拉開了光通信的序幕。
2.光通信的里程碑:1966年,英籍華人高錕(Charles Kao)在論文中指出用石英制作玻璃絲(光纖),其消耗可達20dB/km,光纖通信大容量傳輸有可能實現(xiàn)。當時,世界上重視此理論的人微乎其微,更不要說去證實研究。
3.光通信實質(zhì)性突破發(fā)展。1970年,美國Corning公司根據(jù)高錕博士的理論首先研制出了消耗低達20dB/km的光纖,這一發(fā)現(xiàn)震驚世界,對于光纖的發(fā)展意義重大,此外,也證實了高氏理論的正確性,可實現(xiàn)性。
1970年后,光纖通信這一技術領域得到了世界上很多發(fā)達國家的青睞,并為此項研究投資巨大,水漲船高,光纖通信技術也從此開啟了大跨步式的發(fā)展 。
二、光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀
經(jīng)過四十多年的刻苦鉆研,光纖通信技術在我國得到飛速發(fā)展,目前是為數(shù)不多的僅僅幾十年的發(fā)展就可以與世界上發(fā)達國家相比肩的產(chǎn)業(yè)[1]。近幾十年來,光纖通信技術不斷開創(chuàng)新高,從多模光纖發(fā)展到單模光纖,傳輸速率從幾十兆比特每秒到現(xiàn)在的幾十G比特每秒,從數(shù)字電話到有線電視。此外,隨著光纖通信技術的發(fā)展,社會經(jīng)濟的提高,光纖通信的應用范圍越來越大,技術更新?lián)Q代也越來越快,光纖的使用成本也越來越低[2]。光纖通信作為當今通信中的中流砥柱,必定在未來會成為國家信息基礎設施的強有力的支撐。
一言以蔽之,盡管光纖通信的發(fā)展很短,只有幾十年,但光纖的發(fā)展之迅速舉世矚目。光纖的發(fā)展不僅沒有到瓶頸期,相反,光纖還擁有著巨大的潛力等著被發(fā)掘、應用。
三、光纖通信的特點:
1.兼顧大容量和寬頻帶
伴隨著5G時代的到來,各行業(yè)的發(fā)展更需要高水平的通信技術。從理論上來講,一根如發(fā)絲輕盈纖細的光纖,同時傳輸多達千億個話路是完全有可能的,盡管這是理想值,目前還遠未達到這個值, 不過,就目前而言,光纖的傳輸容量已高出微波的傳輸容量的數(shù)倍。毫無疑問,光纖通信技術是能夠?qū)崿F(xiàn)大容量的傳輸帶寬的,同時,因為光纖通信自身的特點,在系統(tǒng)運行的過程中,終端設備很少受到不良的影響,從而使得光纖能夠最大化傳輸系統(tǒng)中的容量信息。
2.中繼距離長
因為光纖自身具有低衰耗性, 這一性質(zhì)是其他非石英材料無法相比的。對于以往的微波、電纜而言,更是難以望其項背。故而這也是光纖通信適合長距離通信的原因之一,隨著科研的不停歇,在未來光纖通信中,全球不設中繼也不是沒有可能。
3.保密性能好
光波是在密封的玻璃纖維中傳輸?shù)?,因此不易發(fā)生光泄露,同時也不容易被截獲,故而保密性好。
4.抗干擾能力強
光纖通信與生俱來具有非常高的安全性。光纖是由二氧化硅制成的,與生俱來的絕緣性,因此不受電磁場的干擾,更不會被雷電擊中致?lián)p。
5.節(jié)能性突出
從材料上看:石英是二氧化硅,就是砂子,砂子在大自然中是極其常見。所以原料來源廣,價格十分便宜。從中繼距離上看:光纖通信的特點之一就是中繼距離長,減少中繼站的數(shù)量,可以在一定程度上減少成本。
6.重量小,體積小,便于施工與后續(xù)維護
光纖是二氧化硅即玻璃,重量小,同樣,光纜也重量小。光纜的敷設方式無論是架空還是其他,都是很方便進行施工與后續(xù)維護的。
四、光纖通信的發(fā)展前景
1.超大容量
因光纖通信本身的優(yōu)勢特點,在系統(tǒng)的運行過程中,很少會受到大自然的影響,再加上低損耗,此外,不管是波分復用系統(tǒng)又或是時分復用系統(tǒng),都能在一定程度上提高光纖的利用率。故而光纖能夠最大化傳輸系統(tǒng)中的容量信息。
2.超長距離傳輸
由于其中繼距離長,適合長距離傳輸,尤其是在以后的跨海光傳輸系統(tǒng)中,有非??捎^的應用前景。
3.光弧子通信
隨著時代的發(fā)展,無論是經(jīng)濟社會亦或是工業(yè)軍事滿足超大容量通信都是勢在必行。通信容量大,那么光脈沖就必須窄。光纖本身具有的色散性在窄脈沖傳輸時就會發(fā)生作用,在一定程度上引起碼間干擾,使傳輸不能順利進行。經(jīng)大量實驗研究發(fā)現(xiàn),當注入的高密度光強時,這一現(xiàn)象就能有效地被抑制,這就是光弧子脈沖。光弧子脈沖的應時而生,標志著光纖通信能夠?qū)崿F(xiàn)超大容量,具有一定的經(jīng)濟意義和現(xiàn)實意義。
結(jié)語:從目前光纖通信技術的發(fā)展形勢看,光纖通信在未來依然會是通信中的中堅力量。
參考文獻:
[1]王寧寧.我國光纖通信技術發(fā)展的現(xiàn)狀和前景[J].通訊世界,2020,27(03):78-79.
[2]程鵬飛.我國光纖通信技術發(fā)展的現(xiàn)狀和前景分析[J].無線互聯(lián)科技,2019,16(11):3-4.
作者簡介:
錢乾,女,1997年生,主要研究領域:光纖通信。