羅璧函

摘要：光纖作為有線通信方式信號傳輸載體，可以極大的提升信號傳輸速率，確保信號傳輸品質(zhì)，可以說光纖技術(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，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光纖技術(shù)的運(yùn)用，并對技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：通信工程;光纖;設(shè)計應(yīng)用;發(fā)展趨勢

引言

目前來看，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、信號衰減低、安裝效率高、設(shè)備使用年限長、成本較低等特點。不僅大大降低了通信設(shè)備的成本，同時還確保了有線通信的穩(wěn)定、廣泛布局，為我國經(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)成為了萬物互聯(lián)時代的重要信息載體。

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

1.1發(fā)展現(xiàn)狀

我國對光纖技術(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)遍布在城市社會的各個行業(yè)，影響著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們?nèi)粘Ｉ?。主要是因為通信工程中的光纖技術(shù)是有線通信的基礎(chǔ)載體。利用光纖技術(shù)進(jìn)行信號傳輸?shù)脑硎菍⑺鑲鬟f的模擬或數(shù)字信號進(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，在接收端對信號進(jìn)行調(diào)制分離出有用的電信號，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、光信號接收系統(tǒng)構(gòu)成。

其中光源實現(xiàn)信號調(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，在信號傳輸距離較長或?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。信號的接收端采用半導(dǎo)體光電二極管，其各項參數(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

之所以在眾多材料中成為有線通信工程中的信號基礎(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、使用年限長等特點。

2 光纖技術(shù)在通信工程中的設(shè)計應(yīng)用

光纖技術(shù)可以傳輸光學(xué)信號，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、沙漠等長距離、無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，可以說互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)深刻的影響到國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和普通百姓的日常生活。通過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、信號品質(zhì)高、信號衰減等特點恰恰滿足了廣電傳媒各類模擬、數(shù)字信號的傳播需求。因此，廣電傳媒網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與升級過程中，傳統(tǒng)信號媒介正在被光纖技術(shù)所取代。未來8K、3D等終端的普及會使得廣電傳媒的信息量進(jìn)一步增加，對信號穩(wěn)定性、傳播時延的要求提出了更高的要求。在搭建廣電傳媒網(wǎng)絡(luò)時必須要利用光導(dǎo)纖維確保信號傳輸質(zhì)量，同時相對低廉的價格以及便捷的安裝也有利于運(yùn)營商不斷擴(kuò)大高品質(zhì)信號的覆蓋率，為我國城鎮(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。例如民航、軌道交通、城市地上交通等對自動化控制技術(shù)要求較高，同時數(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)。同時民航、軌道交通、路面交通的信號指示燈的控制對時延要求較高，光纖有線通信網(wǎng)絡(luò)恰巧可以滿足它們對時延的要求。而超強(qiáng)的抗電磁干擾能力，確保在民航、軌道交通等強(qiáng)磁場環(huán)境中也可以實現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。

3 光纖技術(shù)的發(fā)展趨勢

3.1 進(jìn)一步提升通信信道的數(shù)據(jù)容量

隨著我國電子行業(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，對通信信道容量的要求越來越大。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)新建與改建過程中，基本上實現(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)覆蓋率相對較低，應(yīng)該在穩(wěn)固發(fā)展城市光纖網(wǎng)絡(luò)的同時，盡快改造城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村的光纖網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況。同時利用全光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)光節(jié)點替換電節(jié)點，全面提升光纖網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞效率，滿足工業(yè)、交通、居民對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的不同需求。未來不僅要進(jìn)一步擴(kuò)大光纖網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，同時還要實現(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

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

4結(jié)語

進(jìn)入萬物互聯(lián)的時代，通信工程正在改變信息傳播方式，為我國經(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。未來我們應(yīng)該不斷發(fā)掘光纖技術(shù)的優(yōu)點，并將這些優(yōu)點應(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，為社會發(fā)展做出更高效的信息服務(wù)。

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