現(xiàn)代光纖通信技術(shù)論文

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1 引言

隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，大量的信息進(jìn)行發(fā)送、傳輸、接收使信息傳輸操作面臨嚴(yán)峻的形勢(shì)。我國(guó)正在建設(shè)信息高速公路，綜合考慮傳輸速度快、信息量大、出錯(cuò)率小等因素，光纖傳輸最為適合。光纖全稱(chēng)光導(dǎo)纖維，由玻璃或者塑料制成的纖維，由包層、內(nèi)芯和樹(shù)脂涂層三部分組成，每根光纖內(nèi)芯很細(xì)，由包層保護(hù)，光纖聚集在一起形成光纜。光纖又分為單模光纖和多模光纖。光纖通信采用光波傳輸，通信帶寬大、抗干擾性好和信號(hào)衰減小等優(yōu)點(diǎn)，成為了現(xiàn)在主流傳輸方式，它是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，由每一部分協(xié)調(diào)運(yùn)行。

2 光纖通信技術(shù)的發(fā)展史

近幾十年來(lái)，通信技術(shù)發(fā)展迅速，隨著通信技術(shù)要求越來(lái)越高，光纖通信具有帶寬高、出錯(cuò)率小、傳輸快速等特點(diǎn)，使其逐漸走進(jìn)人們視野，成為應(yīng)用最廣泛的通信技術(shù)。目前，我國(guó)主干網(wǎng)基本上也都是光纖通信，但仍存在一些不足。為了更好、更安全的通信，我們需了解光纖通信技術(shù)的發(fā)展史。光纖通信技術(shù)起源于國(guó)外，20世紀(jì)五六十年代，開(kāi)始研制出光纖，但那個(gè)時(shí)候光纖的損耗高達(dá)每千米358分貝。后又經(jīng)過(guò)英國(guó)科學(xué)家?guī)啄甑难芯?，研究出理論損耗可以減少到每千米19分貝的新型光纖。接著日本也開(kāi)始研究光纖，但還是沒(méi)能達(dá)到最低損耗。最后，康寧公司采用粉末法研制出了每千米損耗20分貝的石英光纖。最近，摻鍺石英光纖損耗降到了每千米0.2分貝，已經(jīng)達(dá)到了石英光纖理論上提出的最低損耗極限。

3 光纖通信技術(shù)

3.1 光纖通信技術(shù)概述

光纖采用光波通信，光纖是一種由玻璃或塑料制成的纖維,利用全反射原理來(lái)傳輸信息的材料。光纖的發(fā)射裝置的一端采用發(fā)光二極管或者一束激光將光脈沖傳輸至光纖，另一端接收裝置采用光敏元件檢測(cè)脈沖信號(hào)。光纖又分單模光纖和多模光纖，單模光纖的直徑在8um-10um之間，多模光纖的直徑有50um和62.5um兩種。兩者相比，單模光纖的傳輸距離更長(zhǎng)。

3.2 光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)

3.2.1 傳輸帶寬高、容量大

光纖與雙絞線和同軸電纜相比，其傳輸帶寬高及信息容量大。帶寬高和光纖的直徑?jīng)]有直接關(guān)系，即：不會(huì)由于光纖的直徑大而帶寬高 。隨著光纖通信系統(tǒng)各個(gè)終端設(shè)備技術(shù)的改進(jìn)，與密集波分復(fù)用技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，使得光纖的通信帶寬高及信息容量大。

3.2.2 損耗低，傳輸距離長(zhǎng)

在光纖、雙絞線和同軸電纜三種傳輸介質(zhì)中，光纖的傳輸損耗最低。由于損耗低，那么傳輸?shù)木嚯x相對(duì)而言也就長(zhǎng)。減少了通信系統(tǒng)中的中繼器使用量，從而降低了布置整個(gè)系統(tǒng)的成本，直接給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)利益。

3.2.3 抗干擾性好，保密性強(qiáng)

光纖以石英為材料制成，石英有較好的絕緣性、抗腐蝕性，從而抗電磁波干擾性強(qiáng)，不會(huì)形成接地回路。一般電磁波傳輸容易泄露信息，從而保密性差，而光纖基本上不會(huì)發(fā)生串?dāng)_現(xiàn)象，保密性強(qiáng)。光纖在通信中，受環(huán)境影響極小，可見(jiàn)光纖適用于強(qiáng)電領(lǐng)域。光纖還有質(zhì)量小，輕便，布網(wǎng)方便，成本低，原材料石英豐富，耐高溫等特點(diǎn)。

4 現(xiàn)代光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀

21世紀(jì)，光纖通信技術(shù)快速發(fā)展起來(lái)。光纖通信技術(shù)主要是引入了光纖接入網(wǎng)技術(shù)和波分復(fù)用技術(shù)，從而大大的提高了通信的質(zhì)量和安全性。

4.1 光纖接入網(wǎng)技術(shù)

光纖接入網(wǎng)技術(shù)是光纖通信技術(shù)一個(gè)全新的領(lǐng)域，來(lái)實(shí)現(xiàn)信息快速和高速傳輸，滿(mǎn)足了人們生活的需求。光纖接入網(wǎng)技術(shù)由寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)和用戶(hù)接入各部分組成。光纖接入網(wǎng)技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)或者最后一個(gè)環(huán)節(jié)就是用戶(hù)接入技術(shù)。要想所有用戶(hù)實(shí)現(xiàn)信息的高速傳輸，滿(mǎn)足用戶(hù)的帶寬需求，用戶(hù)接入技術(shù)主要是對(duì)接入網(wǎng)的用戶(hù)終端而言，通過(guò)該技術(shù)為用戶(hù)提供方便，方便為用戶(hù)提高不受限制的寬帶，來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)需求。光纖接入網(wǎng)技術(shù)除了為網(wǎng)絡(luò)通信主干網(wǎng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸外，還負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中所有用戶(hù)接入網(wǎng)絡(luò)的用戶(hù)接入技術(shù)。目前，根據(jù)光纖寬帶的接入位置，來(lái)進(jìn)一步區(qū)分光纖，主要有FTTB、FTTC、FTTCab、FTTH等類(lèi)型。首先，介紹光纖到戶(hù)技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)FTTH。光纖到戶(hù)技術(shù)主要在光纖寬帶接入方面來(lái)提供全光的接入方式。光纖到戶(hù)技術(shù)利用光纖帶寬的特點(diǎn)，先收集寬帶信息，接下來(lái)整理處理寬帶信息，最后傳輸寬帶信息。通過(guò)這樣的操作來(lái)給用戶(hù)提供所需要的帶寬，來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)上網(wǎng)需求和信息傳輸需求?？梢?jiàn)，光纖接入網(wǎng)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)是光纖到戶(hù)技術(shù)。根據(jù)光纖到戶(hù)技術(shù)不同的應(yīng)用來(lái)看主要分為光纖有源接入技術(shù)和光纖無(wú)源接入技術(shù)兩種形式。光纖有源接入技術(shù)實(shí)際上就是點(diǎn)到點(diǎn)的P2P技術(shù)，其主要為用戶(hù)可以實(shí)現(xiàn)用戶(hù)PC到服務(wù)器終端的直接連接，P2P可以實(shí)現(xiàn)高帶寬接入；光纖無(wú)源接入技術(shù)則為一點(diǎn)到多點(diǎn)的XPON技術(shù)。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信方式一般都具有通信瓶頸的問(wèn)題，光纖接入網(wǎng)技術(shù)能夠很好地解決這個(gè)問(wèn)題，能夠滿(mǎn)足主干網(wǎng)絡(luò)或者核心網(wǎng)絡(luò)的傳輸通信信息量。為了更好地滿(mǎn)足用戶(hù)和網(wǎng)絡(luò)的傳輸需求，通常光纖接入網(wǎng)技術(shù)會(huì)結(jié)合SDH. ATM等多種技術(shù)混合使用，產(chǎn)生GPON、APON和EPON三種技術(shù)。一般而言，在電路交換性的業(yè)務(wù)通常使用GPON技術(shù)；只在信息傳輸過(guò)程中起到點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的連接作用的是EPON；相比較而言APON技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，其用的比較少。

4.2 波分復(fù)用技術(shù)

波分復(fù)用技術(shù)是使用波分復(fù)用器，來(lái)大大降低光纖的損耗，從而來(lái)提高帶寬，傳輸更大的信息量。波分復(fù)用技術(shù)可以使用在不同的光波頻段和不同的波長(zhǎng)，將傳輸?shù)牡蛽p耗窗口分為很多個(gè)單通信管道。波分復(fù)用技術(shù)同時(shí)也在發(fā)送端裝備波分復(fù)用器，利用它把不同的信號(hào)一起傳送到光纖中，再利用光纖進(jìn)行信息的傳輸。同樣也在接收端安裝波分復(fù)用器，其作用是把光纖中輸出的信號(hào)再按不同的頻率和波長(zhǎng)進(jìn)行分開(kāi)處理。在接收端分離這些不同信號(hào)過(guò)程中，在同一個(gè)信道里的光波信號(hào)是獨(dú)立的，從而實(shí)現(xiàn)不同光波信號(hào)在同一個(gè)信道里傳輸，即光復(fù)用技術(shù)傳輸。目前，波分復(fù)用技術(shù)在飛速發(fā)展，使用范圍不斷擴(kuò)大。波分復(fù)用技術(shù)其中的粗波分復(fù)用技術(shù)，其信道間隔為20nm，采用波分復(fù)用技術(shù)中的集體發(fā)送和劃分，從而實(shí)現(xiàn)在1260nm-1620nm范圍內(nèi)波長(zhǎng)的波分復(fù)用。采用此技術(shù)能夠大大降低光器件的成本，從而提高運(yùn)營(yíng)商的經(jīng)濟(jì)利益，同時(shí)也在很大程度上提高了信道容量。因此，波分復(fù)用技術(shù)得到了很多運(yùn)營(yíng)商的好評(píng)并得到了很大程度的應(yīng)用。

4.3 光放大技術(shù)

在光纖接入網(wǎng)技術(shù)和波分復(fù)用技術(shù)兩個(gè)技術(shù)成熟的同時(shí)，為了更好地通信，進(jìn)一步引入光放大技術(shù)，光放大技術(shù)主要是采用光放大器對(duì)光信號(hào)進(jìn)行放大加強(qiáng)。光放大技術(shù)很大程度上促進(jìn)了光復(fù)用技術(shù)、光孤子通信以及全光網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展。在放大傳信號(hào)之前，應(yīng)該進(jìn)行OEO變換，即：光電變換及電光變換。

5 總結(jié)

本文闡述了光纖通信技術(shù)的發(fā)展史、通信特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀。為了滿(mǎn)足了人們的需求，需要研究高速的通信傳輸技術(shù)。使用光纖通信能夠快速和高信息量地傳輸，十分符合未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

作者：魏春 單位：廣西華南通信規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司