蔡 偉

（中國通信建設第三工程局有限公司，湖北 武漢 430022）

0 引 言

光纖通信技術作為現(xiàn)代信息的傳輸方式，具有較高的傳輸效率和傳輸可靠性，已經成為現(xiàn)代通信行業(yè)發(fā)展中不可或缺的技術。隨著5G 通信時代的到來，光纖通信技術得到了廣泛的應用，并取得了良好的發(fā)展。文章主要分析和探討光纖通信技術在5G 通信中的應用情況。

1 5G 通信的介紹

1.1 5G 通信概念

5G 通信體現(xiàn)的是通信技術的演進過程。隨著通信行業(yè)的不斷發(fā)展，通過對4G 通信技術的不斷升級改造，產生了5G 通信技術。5G 通信技術有著2G、3G 和4G 技術不可比擬的優(yōu)勢，其能有效改善網(wǎng)絡資源配置情況，實現(xiàn)短時間內大量信息的傳輸，且傳輸效率高。通過使用5G 通信技術，用戶可享受到更多、更快、更好的通信服務[1]。

1.2 5G 通信應用情況

由于5G 通信技術具有諸多的優(yōu)勢，使其在各個行業(yè)領域中得到廣泛應用，并取得了突出的效果。例如，5G 通信技術與Android 系統(tǒng)的融合應用。在5G 通信技術的支持下，Android 系統(tǒng)層級得到優(yōu)化，獲得了更大的發(fā)展空間，既能有效隔離系統(tǒng)文件與磁盤驅動，減少系統(tǒng)資源占用，又能實現(xiàn)數(shù)據(jù)云端同步，減少系統(tǒng)內容容量占用，從而使得系統(tǒng)的性能水平得到有效提升。此外，通過優(yōu)化源代碼的方式，提升通信的效率和質量，提升系統(tǒng)的適應能力，使其可以在不同的設備中運行，增加了系統(tǒng)應用的廣泛性[2]。

2 光纖通信技術的介紹

2.1 光纖通信技術概念

光纖通信技術是利用光作為載體進行信息傳播的一種重要方式。其傳播媒介為光纖，光纖構成包括纖芯、包層及圖層3 個部分。光纖通信運用框架如圖1 所示。信號進入光纖傳輸通道前需要進行預處理，再通過對信號進行調制、編碼等處理，實現(xiàn)信號的高速、遠距離傳輸。

圖1 光纖通信運用框架

2.2 光纖通信技術優(yōu)勢

（1）傳輸距離遠。光纖的主要構成材料是石英玻璃，其主要成分是二氧化硅，二氧化硅具有良好的光性能且結構緊密。因此，在光纖通信中應用石英光纖傳輸技術，可最大限度地降低通信損耗，同時減少中繼器的使用，從而使其傳輸距離更遠。此外，減少中繼器的使用可以有效降低通信系統(tǒng)建設時的投資成本[3-5]。

（2）通信容量大且頻帶寬。與傳統(tǒng)傳輸技術相比，光纖通信技術傳輸速度快，不僅能有效解決傳統(tǒng)媒介在信號傳輸方面存在的技術問題，而且可實現(xiàn)不同寬帶的信息傳輸。

（3）傳輸穩(wěn)定性強。因為光纖具有較強的耐高溫性和耐腐蝕性，可適應各種惡劣的環(huán)境，所以光纖通信技術具有較強的抗干擾能力。相比傳統(tǒng)的通信傳輸方式，其傳輸穩(wěn)定性要更強。

（4）信息保密性強。光纖通信技術的另一大優(yōu)勢是其信息保密性強。通過應用光纖通信技術，可以有效解決以往通信傳輸過程中存在的串音問題，同時保障傳輸過程中信息的安全。因為光纜中有較多條光纖線路，所以信息傳輸不會受到干擾，并且可以降低被竊聽等的風險。

3 光纖通信技術在5G 通信中的應用

3.1 應用的相關技術

3.1.1 光纖接入技術

光纖接入技術是光纖通信傳輸技術應用的重要體現(xiàn)，其優(yōu)勢是可實現(xiàn)信號高速傳播，能很好地滿足現(xiàn)代人們在信息傳輸速度方面的需求。光纖入戶業(yè)務（Fiber To The Home，F(xiàn)TTH）便是采用的光纖接入技術。在光纖入戶過程中，常使用無源光網(wǎng)絡（Passive Optical Network，PON），其優(yōu)勢是在網(wǎng)絡系統(tǒng)有故障時，可以實現(xiàn)實時維修。該技術的不足是造價相對較高，限制了其應用。除PON 無源光網(wǎng)絡以外，常用到對等網(wǎng)絡（Peer to Peer，P2P）形式，其優(yōu)勢是能保證網(wǎng)絡傳輸時的獨立性，彼此之間互不干擾，且造價也相對較低，能夠節(jié)約5G 通信系統(tǒng)建設成本。P2P 形式的不足是需要為全部用戶設置源節(jié)點，一定程度上增加了施工的難度和復雜性?？傮w而言，光纖接入技術具有良好的應用價值，可為通信用戶提供較多的資源，有效提升寬度網(wǎng)絡傳輸?shù)哪芰?，為提升通信傳輸質量實現(xiàn)質的飛躍。

3.1.2 波分復用技術

波分復用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技術也稱作頻發(fā)復用技術，其原理是光纖載體傳輸?shù)耐恍诺乐校啥鄠€發(fā)射器進行信號輸出，而不是只有一個發(fā)射器。多容量信號整合賦予了光纖傳輸大容量的特征。5G 通信網(wǎng)絡的部分技術參數(shù)如表1 所示。在5G通信中，運用WDM技術不僅能提升網(wǎng)絡荷載量，而且可以利用信號放大設備實現(xiàn)遠距離信息傳輸，同時信號源損失率低。

表1 5G 通信網(wǎng)絡的部分技術參數(shù)

3.1.3 長波單模光纖技術

現(xiàn)階段，光纖通信技術在經過多次更新迭代后趨于成熟，對現(xiàn)代通信行業(yè)有較大的影響。其中，長波單模光纖技術因具有傳輸距離長、傳輸穩(wěn)定性好等特點而廣泛應用在5G 通信網(wǎng)絡系統(tǒng)中，在實際應用過程中，其傳輸距離可達上千千米。

3.1.4 光弧子通信技術

光弧子通信技術屬于全光非線性通信傳輸方式，其主要原理是基于光纖折射的非線性效應，使得光脈沖壓縮與群速色散引起的光脈沖展寬處于平衡狀態(tài)。在一定條件下，該技術可實現(xiàn)長距離不變形的傳輸，從而有效解決以往傳輸中存在的傳輸速率低和容量不足的問題。

3.1.5 光交換技術

光纖通信傳輸與光信號交換結合產生了光交換技術。光交換技術可在保證傳輸需求的基礎上，實現(xiàn)光信號的交換。傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)主要以金屬線纜作為傳輸媒介，但是該媒介形式具有一個明顯的缺陷，即在信號傳輸時易受到外界各種因素的干擾和影響，從而使得信號傳輸極不穩(wěn)定。為了解決該問題，隨著科技的進步，開始運用電子交換機交換信號，以保證通信傳輸過程中信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和高效性?，F(xiàn)階段，在5G 通信系統(tǒng)中也開始應用光交換技術，用以解決電子交換容量不足的問題。光交換技術可分為光電路交換（Optical Circuit Switching，OCS）和光分組交換（Optical Packet Switching，OPS）這2種技術類型。其中，光電路交換是通過光器件來進行光信號交換，交換過程中無須緩存，因此其使用頻率較高。

3.1.6 全分組交換技術

全光網(wǎng)是現(xiàn)代通信行業(yè)的發(fā)展趨勢之一。全光網(wǎng)中的全分組交換技術優(yōu)點是能夠有效解決電子交換過程中的容量不足問題，節(jié)約通信網(wǎng)絡系統(tǒng)建設的成本，并保證網(wǎng)絡的可靠性。其局限性是并未實現(xiàn)全范圍覆蓋。作為全光網(wǎng)絡的核心技術，光分組交換技術不僅可以同步動作，實現(xiàn)緩沖管理、動作交換和競爭消除，也可以異步動作，各入段分組對齊后不進入交換結構，分組長度可以不相等。該方式成本低、靈活性高，因此全分組交換技術是光交換中最具有開發(fā)價值的技術之一。若能將光分組交換技術與5G 通信網(wǎng)絡融合應用，則可充分發(fā)揮光分組技術所具有的高效率、大容量優(yōu)勢，在透明光狀態(tài)下實現(xiàn)端與端的連接，在信號傳輸時也無須進行信號轉換。此外，全光網(wǎng)絡具有較強的兼容性，在傳輸時不受業(yè)務范圍的影響。因此，在對5G 結構進行拓展時，可依托虛擬網(wǎng)絡結構進行混接，不會影響當前設備的運營，從而顯著提高網(wǎng)絡運行的質量。

3.2 主要應用的領域

3.2.1 超寬視頻業(yè)務

現(xiàn)階段，視頻流量在通信管道流量中占有重要地位。隨著科技的進步，360°全景、多角度音樂短片（Music Video，MV）、高速攝影以及虛擬現(xiàn)實技術（Virtual Reality，VR）等視頻技術受到了廣泛關注，并廣泛應用于各行各業(yè)。在此背景下，數(shù)據(jù)寬度呈幾何量級增長。

3.2.2 云專線業(yè)務

隨著經濟的快速發(fā)展，我國互聯(lián)網(wǎng)產業(yè)已經呈現(xiàn)出多元化發(fā)展趨勢。在此背景下，企業(yè)的專線逐漸向云專線（Direct Connect，DC）干線模式轉變。在5G 通信系統(tǒng)中應用光纖通信技術，有助于進一步推動云DC業(yè)務的開展，充分發(fā)揮DC中心網(wǎng)絡結構優(yōu)勢，從而簡化網(wǎng)絡結構，實現(xiàn)信息管道工程的構建。

3.2.3 視頻會議

現(xiàn)階段，視頻會議已成為較為常見的工作方式，尤其是在一些員工無法到達現(xiàn)場的特殊情況下，視頻會議發(fā)揮了極大的作用。其打破了傳統(tǒng)會議對時空的限制，員工可隨時隨地參加會議。然而，由于傳統(tǒng)網(wǎng)絡環(huán)境不穩(wěn)定，視頻會議過程中時常出現(xiàn)卡頓、網(wǎng)絡延遲等問題。將光纖通信技術應用在5G 通信中，不僅能提升視頻會議的流暢性，而且能保證畫面質感，對促進視頻會議的發(fā)展具有重要的意義。

3.2.4 5G 移動網(wǎng)絡業(yè)務

5G 移動網(wǎng)絡業(yè)務作為當前社會的熱點話題，在社會各個領域中得到了廣泛應用，如車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等，并發(fā)揮重要作用。在實際應用中，5G 通信在數(shù)據(jù)傳輸方面的要求較高，特別是節(jié)點信息處理能力方面。因為現(xiàn)階段網(wǎng)絡類型復雜多樣，所以需要保證信息處理具有一定的針對性，進而保證信息處理的效率和信息傳輸?shù)目煽啃浴⒏咝阅艿墓饫w通信技術應用在5G 通信系統(tǒng)中，能夠確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩M一步拓展5G 移動網(wǎng)絡業(yè)務。

4 結 論

隨著信息時代的到來，人們對通信網(wǎng)絡的需求也在不斷提高，5G 通信技術的開發(fā)應用尤其重要。通過進一步完善5G 通信技術，創(chuàng)設高效、穩(wěn)定的通信環(huán)境，能夠更好地推動社會經濟的發(fā)展。在5G 通信技術完善過程中，光纖通信技術的應用必不可少，需要對光纖通信技術的應用進行深入分析，進一步提升5G 通信技術的應用效果，從而推動社會各個行業(yè)的發(fā)展。