羅璧函

摘要：光纖作為有線通信方式信號(hào)傳輸載體，可以極大的提升信號(hào)傳輸速率，確保信號(hào)傳輸品質(zhì)，可以說(shuō)光纖技術(shù)成就了當(dāng)今的有線通信工程的發(fā)展。因此，本文首先分析了通信工程中光纖技術(shù)的構(gòu)成與特點(diǎn)，從光纖的材質(zhì)、線纜、元器件等方面探討提升有線通信質(zhì)量的舉措。介紹了各類通信工程中對(duì)光纖技術(shù)的運(yùn)用，并對(duì)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：通信工程;光纖;設(shè)計(jì)應(yīng)用;發(fā)展趨勢(shì)

引言

目前來(lái)看，科學(xué)家也一直在探索更高效的通信工程載體材料，但目前應(yīng)用最廣的仍然是光纖技術(shù)。光纖技術(shù)具有性能穩(wěn)定、傳輸信息量大、信號(hào)衰減低、安裝效率高、設(shè)備使用年限長(zhǎng)、成本較低等特點(diǎn)。不僅大大降低了通信設(shè)備的成本，同時(shí)還確保了有線通信的穩(wěn)定、廣泛布局，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活質(zhì)量提升提供了穩(wěn)定的通信保障，已經(jīng)成為了萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代的重要信息載體。

1 光纖通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與技術(shù)特點(diǎn)

1.1發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)對(duì)光纖技術(shù)的研究和應(yīng)用較晚，但是短短的20多年里光纖技術(shù)已經(jīng)遍布在城市社會(huì)的各個(gè)行業(yè)，影響著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們?nèi)粘Ｉ?。主要是因?yàn)橥ㄐ殴こ讨械墓饫w技術(shù)是有線通信的基礎(chǔ)載體。利用光纖技術(shù)進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)脑硎菍⑺鑲鬟f的模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，加載到介質(zhì)光波之后，利用光纖線纜進(jìn)行信息的傳輸，在接收端對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制分離出有用的電信號(hào)，從而達(dá)到信息的傳遞。光纖技術(shù)由光源、導(dǎo)光纖維線纜、光信號(hào)接收系統(tǒng)構(gòu)成。

其中光源實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制及光波發(fā)射，目前使用最多的是發(fā)光二極管。雖然信號(hào)調(diào)制和傳輸效率偏低，但也可以滿足絕大多數(shù)通信需求。而成本較高的半導(dǎo)體激光二極管性能明顯優(yōu)于普通的發(fā)光二極管，在信號(hào)傳輸距離較長(zhǎng)或?qū)νㄐ刨|(zhì)量要求較高的通信中應(yīng)用較多。日常生活中常見(jiàn)的網(wǎng)線為一種導(dǎo)光纖維線纜，主要由外部保護(hù)層、內(nèi)部涂層以及石英纖維線芯組成。不同的通信系統(tǒng)的石英纖維線芯數(shù)量、標(biāo)準(zhǔn)存在差異。信號(hào)的接收端采用半導(dǎo)體光電二極管，其各項(xiàng)參數(shù)必須要與發(fā)射端、光纜規(guī)格匹配，確保三者工作的光波波段相同。

1.2技術(shù)特點(diǎn)

之所以在眾多材料中成為有線通信工程中的信號(hào)基礎(chǔ)載體材料，主要是光纖具有質(zhì)量輕、體積小、容量大、損耗小、抗電磁干擾能力強(qiáng)、不易發(fā)生串?dāng)_、設(shè)備材料穩(wěn)定性高、使用年限長(zhǎng)等特點(diǎn)。

2 光纖技術(shù)在通信工程中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

光纖技術(shù)可以傳輸光學(xué)信號(hào)，還可以用于電能的傳輸，可以應(yīng)用于通信、電力等領(lǐng)域。而隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，光纖技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用愈加普遍。目前主流的應(yīng)用形式為長(zhǎng)距離有線通信以及區(qū)域綜合網(wǎng)絡(luò)布線，特別是在海底、沙漠等長(zhǎng)距離、無(wú)中繼傳輸距離以及使用壽命有特殊需求的區(qū)域，光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)得到了最大化的體現(xiàn)。

2.1 互聯(lián)網(wǎng)通信

互聯(lián)網(wǎng)社會(huì)我們接觸到光纖技術(shù)最多的當(dāng)數(shù)互聯(lián)網(wǎng)通信領(lǐng)域，可以說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)深刻的影響到國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和普通百姓的日常生活。通過(guò)主干線的延伸以及分支網(wǎng)絡(luò)的鋪設(shè)，可以極大的拓展互聯(lián)網(wǎng)覆蓋面積，提升互聯(lián)網(wǎng)通信設(shè)備的容量。特別是隨著用戶數(shù)量的增加以及網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的激增，傳統(tǒng)的電線線纜已然無(wú)法滿足用戶通信業(yè)務(wù)量的需求。光纖通信便捷、經(jīng)濟(jì)的解決方案，滿足了這種情景的全部需求，成為了這種情況下的最佳解決方案。目前，新鋪設(shè)的網(wǎng)絡(luò)以及舊網(wǎng)改造都使用了光纖技術(shù)，以往的電線線纜正在快速被光纖替代。

2.2 廣電傳媒

隨著人們對(duì)高品質(zhì)多媒體影音服務(wù)的需求增加，以及4K、VR終端及業(yè)務(wù)正在面向廣大消費(fèi)者，信息量正在快速增加，信息格式變得更加多樣化，對(duì)通信系統(tǒng)的容量以及適應(yīng)性提出了更高的要求。光纖技術(shù)容量大、信號(hào)品質(zhì)高、信號(hào)衰減等特點(diǎn)恰恰滿足了廣電傳媒各類模擬、數(shù)字信號(hào)的傳播需求。因此，廣電傳媒網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與升級(jí)過(guò)程中，傳統(tǒng)信號(hào)媒介正在被光纖技術(shù)所取代。未來(lái)8K、3D等終端的普及會(huì)使得廣電傳媒的信息量進(jìn)一步增加，對(duì)信號(hào)穩(wěn)定性、傳播時(shí)延的要求提出了更高的要求。在搭建廣電傳媒網(wǎng)絡(luò)時(shí)必須要利用光導(dǎo)纖維確保信號(hào)傳輸質(zhì)量，同時(shí)相對(duì)低廉的價(jià)格以及便捷的安裝也有利于運(yùn)營(yíng)商不斷擴(kuò)大高品質(zhì)信號(hào)的覆蓋率，為我國(guó)城鎮(zhèn)和偏遠(yuǎn)地區(qū)的用戶提供高品質(zhì)廣電傳媒服務(wù)。

2.3 公共交通的局域網(wǎng)

近些年智慧公共交通的發(fā)展十分迅速，特別是隨著光導(dǎo)纖維原材料、線纜及通信原器件日益成熟、穩(wěn)定，將光纖技術(shù)應(yīng)用于智慧化公共交通的局域網(wǎng)建設(shè)，已經(jīng)成為了發(fā)展趨勢(shì)。例如民航、軌道交通、城市地上交通等對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)要求較高，同時(shí)數(shù)據(jù)量較為龐大，為了確保這類公共交通的安全運(yùn)行，必須提供穩(wěn)定、高質(zhì)量的通信服務(wù)。同時(shí)民航、軌道交通、路面交通的信號(hào)指示燈的控制對(duì)時(shí)延要求較高，光纖有線通信網(wǎng)絡(luò)恰巧可以滿足它們對(duì)時(shí)延的要求。而超強(qiáng)的抗電磁干擾能力，確保在民航、軌道交通等強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境中也可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。

3 光纖技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 進(jìn)一步提升通信信道的數(shù)據(jù)容量

隨著我國(guó)電子行業(yè)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居等智能終端逐漸普及，通信信息量正在快速增加，對(duì)通信信道容量的要求越來(lái)越大。因此，為了滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展，確保信息的高速傳遞，必須要充分利用光纖技術(shù)提升有線網(wǎng)絡(luò)的通信信道容量，提升有線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸效率。為了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、智慧交通等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)傳遞提供更高速、穩(wěn)定的傳輸服務(wù)。

3.2 擴(kuò)大全光網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍

目前大中型城市網(wǎng)絡(luò)新建與改建過(guò)程中，基本上實(shí)現(xiàn)了光纖網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋。但是城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村的光纖網(wǎng)絡(luò)覆蓋率相對(duì)較低，應(yīng)該在穩(wěn)固發(fā)展城市光纖網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，盡快改造城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村的光纖網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況。同時(shí)利用全光網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)光節(jié)點(diǎn)替換電節(jié)點(diǎn)，全面提升光纖網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞效率，滿足工業(yè)、交通、居民對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的不同需求。未來(lái)不僅要進(jìn)一步擴(kuò)大光纖網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，同時(shí)還要實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋，為廣大用戶提供高品質(zhì)有線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

3.3 逐漸向光弧子技術(shù)發(fā)展

如果說(shuō)光纖通信還會(huì)受到一定的電磁干擾，那么光弧子抵抗外界信號(hào)干擾的能力將會(huì)進(jìn)一步提升。發(fā)展光弧子技術(shù)可以進(jìn)一步提升信號(hào)傳輸效率，提升信號(hào)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。目前來(lái)說(shuō)，光弧子商業(yè)化應(yīng)用尚不成熟，仍存在諸多缺點(diǎn)。未來(lái)隨著光弧子技術(shù)的進(jìn)一步完善，光纖技術(shù)必然會(huì)向光弧子技術(shù)轉(zhuǎn)變。而一旦實(shí)現(xiàn)光弧子技術(shù)替代現(xiàn)有的光纖技術(shù)，相信未來(lái)的有線通信技術(shù)將會(huì)得到質(zhì)的提升。

4結(jié)語(yǔ)

進(jìn)入萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代，通信工程正在改變信息傳播方式，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活方式的轉(zhuǎn)變提供高質(zhì)量的信息服務(wù)。其中光纖通信光纖技術(shù)在許多網(wǎng)行業(yè)的應(yīng)用，收到了良好的效果。未來(lái)我們應(yīng)該不斷發(fā)掘光纖技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，并將這些優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用于通信工程，使光纖技術(shù)的應(yīng)用效果得到進(jìn)一步提升，為社會(huì)發(fā)展做出更高效的信息服務(wù)。

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