浅谈光纤通信技术应用现状与发展前景

浅谈光纤通信技术应用现状与发展前景

发表时间：2016-11-02T17:24:36.540Z 来源：《基层建设》2016年16期作者：郑锋铭[导读] 摘要：随着我国经济与社会的快速发展，通信技术在我国各领域的应用都在不断加强，现代光纤技术由于自身的优势更是在我国得到了极为广泛的应用，针对这种情况，本文就现代光纤通信传输技术的应用进行相关研究，希望能够以此推动我国通信传输技术的相关发展。

广东南方通信建设有限公司广东汕头 515000摘要：随着我国经济与社会的快速发展，通信技术在我国各领域的应用都在不断加强，现代光纤技术由于自身的优势更是在我国得到了极为广泛的应用，针对这种情况，本文就现代光纤通信传输技术的应用进行相关研究，希望能够以此推动我国通信传输技术的相关发展。

关键词：光纤通信；传输特性；损耗当今信息社会中各种多样且复杂的信息主要靠光纤通信技术这个传输媒介，光纤通信技术目前正在成为越来越被人们认可的一项通信技术，它在日常生活中发挥着越来越重要的作用，除了服务大中型企业以外，还与我们每个人的生活息息相关，在当今这个飞速发展的通信时代，光纤通信技术成了国民经济的重要支柱产业，同时它也是全球新一代信息技术革命的重要标志。近年来，随着光纤通信技术的发展，相信光纤通信技术会有更多的发展机会，通信能力得到提高的同时，光纤通信技术的应用范围也会进一步加大。本文结合笔者多年的工作经验，将就光纤通信相关问题进行详细分析。

一、光纤通信技术的应用

1.1 波分复用技术

光纤通信技术中光波分复用技术，即WDM，充分利用了单模光纤低损耗区的优势，获得了大的带宽资源。波分复用技术基于每一信道光波的频率和波长不同等情况出发，把光纤的低损耗窗口规划为许多个单独的通信管道，并在发送端设置了波分复用器，将波长不同的信号集合到一起送入单根光纤中，再进行信息的传输，而接收端的波分复用器把这些承载着多种不同信号的、波长不同的光载波再进行分离。

1.2 光纤接入技术

现存光纤通信技术中的接入网仍然是被双绞线铜线主宰的（9 0％以上）、原始落后的模拟系统。两者在技术上的巨大反差说明接入网已确实成为制约全网进一步发展的瓶颈。唯一能够根本上彻底解决这一瓶颈问题的长远技术手段是光接入网。过去几年间，网络的核心部分可以说是变化最大，用翻天覆地几个字来形容一点都不为过。光纤接入网技术是一项很重要的技术，之所以说它重要，原因很简单，就是它能给越来越多的大中型企业和普通用户提供便利，满足了当前人民群众对通信的需求。

1.3 光纤通信技术中光传输与交换技术的融合技术

目前，光纤通信技术中光传输得到了一定程度的发展，光纤通信技术的交换技术也得到了一定程度的提高，光接入网通讯技术的发展、网络的核心架构也得到了翻天覆地的改变，然而如何使光接入网技术中的光传输与交换技术进行有效融合就成了摆在通信行业面前一道必须解决的难题。

二、光纤通信的损耗特性分析

2.1吸收损耗

光纤材料与普通的铜线线缆不同，其玻璃材质能够吸收光波并转化光波的能量，也就是说光纤材料本身就具有吸收光波信号的能力，这种材料本身的特性称之为本征吸收特性，其带来的信号损耗也称为本征损耗。虽然一定程度上的吸收损耗不可避免，但是光纤材料的信号吸收也是呈现出一定规律的，充分认识并利用这一规律可以在很大程度上降低材料吸收所引起的损耗。光波被材料吸收的波长范围集中在红外区和紫外区，而紫外区0.1mm范围之内的光波通常更容易被吸附，在1mm～1.6mm之外的区域，光波的损耗明显减少，也就是说有光波吸收最弱的区域存在。

2.2散射损耗

光纤中的传输信号是光波，折射和散射是光的特性，在遇到一些不均匀的材料质地或受到微粒的干扰，光信号就会发生折射现象，进而引起光波信号的衰弱，形成损耗，称之为散射损耗。散射是由于光的特性所引起的，也是一种被人们所熟知的物理现象。在光纤线缆中的散射主要是由于光纤材料的不均匀所致，要想进一步降低光波信号的散射损耗，只能通过提高光纤材料的质量来实现。

2.3结构不均匀散射损耗

光纤线缆本身也是由一些特质材料所组成，假使光纤的传输芯子与其包层的间距设置不合理，或者存在着严重的不平整现象，就会使得光纤在传输的过程中持续发生折射和散射，形成大量的光波损耗。光波信号在线缆中纵向传输，由于光纤结构的缺陷导致其内部结构在传输线路中不断变化，会使得光波信号不断地衰减，严重影响着光纤的传输效果。这种结构本身的缺陷是能够利用制造技术和施工工艺进行弥补和改善的。

2.4弯曲损耗

当光纤玻璃的弯曲超过信号传输所需求的条件时，位于光纤线缆弯曲时两侧的光纤线缆会对光波信号产生一定程度上的干扰，进而导致对光纤信号的衰减。但从根本上来看，弯曲损耗并不是由于物理作用而导致的。弯曲损耗作为光纤信号传输的一种干扰，是能够过改进施工工艺加以避免的。从理论上来说，只要光纤线缆弯曲半径足够大，其产生的弯曲损耗就能够忽略不计。

三、光纤通信传输技术的发展前景展望

3.1 集成光器件

为了全面提高光纤通信传输技术的应用水平，必须要实现光器件的集成化目标，这也是其余的发展趋势得以实现的关键前提之一。在互联网技术高速发展的背景之下，现有的ADSL 接入宽带已经难以满足实际的信息传输需求了，实现光器件的集成化，可显著改善光器件的工作性能，进而提高其传输信息的速度，推动光纤通信传输技术的发展进步。实现光器件的集成化，主要的方向是采用相对成熟的新工艺，在硅衬底之上进行光学器件的制作，包括波导与光纤耦合器等重要的无源器件，在一块硅芯片之上实现全部光学器件模块的集成处理。

3.2 全光网络

“全光网络”指的是无论在网络传输还是网络交换的过程当中，网络信号均是以光的形式存在的，其进行电光或者是光电转换的步骤仅限于进 / 出网络之时。目前，我国部分的光网络系统，虽然在各个节点之间基本上已经实现了全光化的目的，但是在网络结点的位置，其所采用的依旧是电器件，而非光器件，对光纤通信干线的总容量造成了较大的限制。鉴于此，未来的光纤通信技术必须要实现全光网络，关键在于创建完善的光网络层，光网络层的核心技术为光转换技术与 WDM 技术两项，同时将电光瓶颈尽数消除。

3.3 光网络智能化

伴随现代计算机技术的发展进步，其在网络通信当中所起到的作用将会越来越重要以及明显，因此必须要实现光纤网络通信技术的智能化，提高网络通信技术的实际应用高度。实现光网络智能化，核心思路在于提高固定栅格频谱的利用率，在传统的 WDM 网络的固定栅格之下，各种速率的光通道支撑为 50GHz 的频谱间隔，针对 100Gb/s 的通道而言，这样的频谱间隔是合理的，但是对于 80Gb/s 以下的通道而言，则会造成固定栅格频谱的浪费。

3.4 多波长通道

在光纤通信传输技术当中，频分复用的应用范围比较广，针对传统的G.653 光纤而言，采用色散调节技术确实可以提高其传输速度以及拓展其信息容量，但是在正常的使用过程当中非常容易出现 FWM（四波混合）的问题，这是光纤放大器不合理使用而直接导致的结果。FWM 的原理可细分为三点：一是后向参量放大和振荡、二是三个泵浦场的不规则作用情况、三是入射光中的某一个波长上的光改变了光纤的折射率。FWM 所带来的负面影响主要是衍生出新的波长，进而导致串音干扰，削弱传输信号，不利于波分复合技术的实际应用。鉴于此，需要研发可抗御 FWM 影响，并且集超大容量与超快速度等优点于一身的新型光纤，以提高波分复用技术在光纤通信传输的应用水平。

四、结语

综上所述，光纤通信传输的根本任务是要完成信号的快速、可靠地输出，因此，在应用光纤通信传输的时候必须对光纤通信的传输特性及影响其传输特性的因素进行充分认识，以便在生产加工光纤线缆及其设备的过程中能够有意识地对其进行合理优化，以进一步改善光纤通信的质量。

参考文献：

[1] 张斌.现代光纤通信传输技术的应用研究[J].电子技术与软件工程.2016（13）

[2] 鲁鹏，杨欣欣，张建峰.基于现代技术角度下对光纤通信传输技术的研究[J].中国新通信.2016（13）

[3] 丁旭.通信传输中OTN技术的应用实践解析[J].数字技术与应用.2016（06）

[4] 邢大荣.通信传输网络发展的思路探讨[J].中国新通信.2014（06）