李習(xí)球 楊再?lài)?guó)

摘要：光纖通信是一種信息傳遞的方式，可以作為寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的傳輸基礎(chǔ)，很多國(guó)家投入大量的技術(shù)和資金進(jìn)行光纖通信的研究。本文從光纖通信技術(shù)的概念、發(fā)展歷史、技術(shù)優(yōu)勢(shì)、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)等方面進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：光纖通信現(xiàn)狀技術(shù)優(yōu)勢(shì)

光纖通信技術(shù)是目前通信行業(yè)應(yīng)用的主要技術(shù)，光纖通信跟傳統(tǒng)通信方式比較具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，已廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。近年來(lái)，光纖通信技術(shù)作為一種全新的通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高速率、大容量的通信，并逐步成為最主要的信息傳輸技術(shù)，對(duì)推動(dòng)我國(guó)信息技術(shù)的快速發(fā)展意義重大。

1 光纖通信技術(shù)的定義和內(nèi)涵

光纖通信技術(shù)以光為信息載體，通過(guò)光纖來(lái)進(jìn)行信息傳輸，具有容量大、速率高等特點(diǎn)。光纖通信系統(tǒng)中，光波所載的信息量比無(wú)線(xiàn)電波多，其頻率遠(yuǎn)高于無(wú)線(xiàn)電波的頻率，與同軸的電纜或?qū)Рü芟啾?，光纖可以有效地降低損耗，從而大大提高了通信容量。光纖以玻璃材料為主要構(gòu)成材料。這種材料是一種電氣絕緣體，不會(huì)出現(xiàn)接地回路問(wèn)題。而光纖由于其中串繞較小，在光波傳輸過(guò)程中有效地避免了因光信號(hào)泄漏而造成的信息竊聽(tīng)問(wèn)題。另外，光纖由于其直徑較小，占據(jù)的存儲(chǔ)空間也相對(duì)較小，解決了以往地下管道擁堵的問(wèn)題。

2 光纖通信技術(shù)的發(fā)展歷史[1]

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人民的物質(zhì)文化生活水平不斷提高，廣大人民群眾需求信息的質(zhì)量也在不斷提高，信息的生產(chǎn)、傳播和交流已成為世界性的熱潮。近幾年發(fā)展起來(lái)的光纖通信受到了廣大人民群眾的一致好評(píng)，具有傳輸速度快、兼容量大、誤差小、傳輸安全等優(yōu)良特點(diǎn)，所以光纖通信已成為未來(lái)通信的主流。雖然在中國(guó)的發(fā)展速度光纖通信是非常快的，但仍有很多細(xì)節(jié)問(wèn)題，所以我們作為一個(gè)光纖通信技術(shù)相關(guān)的工作人員，我們必須先了解光纖通信技術(shù)的發(fā)展歷史。光纖通信技術(shù)起源于上個(gè)世紀(jì)人類(lèi)的第三次工業(yè)革命，五、六十年代剛開(kāi)始研制光纖損耗358分貝/公里，經(jīng)過(guò)數(shù)年的研究，英國(guó)通信研究所提出了光纖通信技術(shù)，將光纖通信光纖損耗降低至19分貝/千米，但這只是在理論上英國(guó)科學(xué)家的推測(cè)，之后日本人成功開(kāi)發(fā)了相比于第一光纖減少一半的光纖損耗即為100分貝/千米的光纖，接著是英國(guó)電信研究院研制了20分貝/千米以下的石英光纖，到最近的摻鍺石英光纖損耗下降到0.29分貝/千米，靠近石英光纖提出的理論最大損失。從以上的發(fā)展細(xì)節(jié)我們可以看到，在最近的十年，光纖技術(shù)的推廣應(yīng)用已經(jīng)得到全面快速的發(fā)展，新技術(shù)的發(fā)明與利用，在很大程度上改善了傳統(tǒng)的信息通信速度和能力?？梢哉f(shuō)，光纖通信技術(shù)是我們?nèi)祟?lèi)歷史上一個(gè)重要的發(fā)明，從此我們?nèi)祟?lèi)進(jìn)入到了高度信息化交流時(shí)代。

3 光纖通信的技術(shù)優(yōu)勢(shì)[2]

3.1 傳輸頻帶寬、通信容量較大

與傳統(tǒng)的通信材料相比，光纖通信采用光纖作為信息傳輸介質(zhì)，其傳輸頻帶較寬，單模光纖具有幾十GHz·km的寬帶。目前，單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)可達(dá)到2.5Gbps-10

Gbps的傳輸速率，而多波長(zhǎng)傳輸系統(tǒng)的傳輸速率是單波長(zhǎng)的數(shù)百倍。單模光纖以其帶寬優(yōu)勢(shì)受到了許多寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的青睞。

3.2 傳輸損耗低，中繼距離較長(zhǎng)

目前，光纖通信系統(tǒng)主要以石英光纖為通信材料，它可以有效地降低光纖損耗，最低可降至0.20分貝／km，其傳輸損耗是傳輸介質(zhì)中最低的。因此，光纖通信系統(tǒng)的中繼距離也較其他介質(zhì)構(gòu)成的系統(tǒng)長(zhǎng)。

3.3 擁有極強(qiáng)的抗電磁干擾能力極 光纖的原材料主要為石英制成，它是一種超強(qiáng)絕緣體材料，耐腐蝕性好，且具有極強(qiáng)的絕緣性。而光波導(dǎo)的抗電磁干擾能力較強(qiáng)，它是一種非導(dǎo)電的介質(zhì)，不會(huì)產(chǎn)生噪音干擾傳輸線(xiàn)號(hào)的正常傳輸，有利于強(qiáng)電領(lǐng)域的通信系統(tǒng)建設(shè)。

3.4 光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè) 由于光纖的芯徑很細(xì)，光纜的直徑也較小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)的同軸電纜，有效地節(jié)約了存儲(chǔ)空間，避免了地下管道擁堵，有效節(jié)約了地下管道的投資費(fèi)用。此外，光纖還具有輕便、柔韌性好、易于鋪設(shè)等優(yōu)點(diǎn)。

3.5 保密性能好 傳統(tǒng)的電信通信很容易出現(xiàn)信息被竊取的情況，而光纖通信由于其設(shè)計(jì)的特殊性，其傳送光波被緊緊限制在光纖的纖芯和包層附近，有效地避免了信息泄露的情況。另外，光纖外的護(hù)套多為橡膠材料或包有金屬的防潮層，這些均為不透光材料，保密性能好。

4 光纖通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[3]

光纖通信技術(shù)發(fā)展非常快。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，截至1991年，來(lái)自世界各地鋪設(shè)光纖已達(dá)到5.63億米，到1995年鋪設(shè)距離猛增到1000多萬(wàn)平方米。除了不斷擴(kuò)大光纖通信技術(shù)規(guī)模之外，也有效地?cái)U(kuò)大了光纖通信技術(shù)單位時(shí)間內(nèi)傳輸容量。從上個(gè)世紀(jì)七十年代，我國(guó)開(kāi)始將光纖通信技術(shù)應(yīng)用到國(guó)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。僅僅經(jīng)歷了短短幾十年的發(fā)展，光纖通信技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)網(wǎng)絡(luò)通信的一種非常重要的手段。在四十年的發(fā)展過(guò)程中，光纖通信技術(shù)的發(fā)展過(guò)程并不容易，在發(fā)展中經(jīng)歷了很多挫折和困難，但仍然取得了長(zhǎng)足的發(fā)展進(jìn)程。目前，中國(guó)相關(guān)的光纖通信設(shè)備都得到了很大的發(fā)展，滿(mǎn)足了網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要。同時(shí)，中國(guó)的光纖通信技術(shù)的不斷發(fā)展也為推動(dòng)世界光纖通信技術(shù)向前發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)。目前，我國(guó)光纖通信技術(shù)的發(fā)展水平與國(guó)際上先進(jìn)的光纖通信技術(shù)的差距在逐漸縮小，已經(jīng)自主開(kāi)發(fā)了一系列的相關(guān)設(shè)備，同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)當(dāng)中，具有了自身的一些顯著特色，在光纖通信技術(shù)當(dāng)中取得的一系列成就，為我國(guó)今后光纖通信技術(shù)的發(fā)展奠定了非常堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為了進(jìn)一步改善光纖通信技術(shù)以及讓光纖通信技術(shù)最大限度的滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展的需要，光纖通信技術(shù)的指標(biāo)也在進(jìn)行著不斷的改進(jìn)與完善。除此之外，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和光纖通信技術(shù)的不斷成熟，已經(jīng)涌現(xiàn)出了大量的新型光纖。國(guó)家也頒布了相應(yīng)的政策鼓勵(lì)光纖通信技術(shù)的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)。我國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)有非常多的大中型企業(yè)展開(kāi)了光纖通信技術(shù)的開(kāi)發(fā)與研究工作，并且都取得了較大的成就。

5 光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[4]

5.1 高速長(zhǎng)距離光傳輸光纖通信技術(shù)作為一種長(zhǎng)距離的光傳輸技術(shù)，有效地解決了互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展和寬帶的傳輸問(wèn)題，技術(shù)人員在未來(lái)的發(fā)展中必然會(huì)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和研究超大容量的長(zhǎng)距離通信技術(shù)、寬帶RFA的優(yōu)化結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)以及多波長(zhǎng)泵浦光源的優(yōu)化配置方案與實(shí)現(xiàn)技術(shù)等，最終掌握WDM長(zhǎng)距離光傳輸?shù)暮诵募夹g(shù)。

5.2 光交換 光交換作為全光網(wǎng)的重要組成之一，主要由空分光交換。時(shí)分光交換、波分光交換三種類(lèi)型。傳統(tǒng)的電交換主要指電信號(hào)的交換處理，它主要通過(guò)電子計(jì)算機(jī)和大規(guī)模的集成電路來(lái)完成。受其電子器件的工作速度、時(shí)延以及載流子轉(zhuǎn)換速率的限制和影響，其極限處理速率可達(dá)到20Gbit／s。因此，為進(jìn)一步滿(mǎn)足高速率、大容量的光通信技術(shù)的發(fā)展需要，光信息直接交換技術(shù)將逐漸成為光纖通信技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，受到開(kāi)發(fā)運(yùn)營(yíng)商的廣泛關(guān)注。

5.3 全光網(wǎng) 全光網(wǎng)代表了光纖通信技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。全光網(wǎng)主要利用光的形式實(shí)現(xiàn)了光信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸和交換，信息的傳播主要在光域內(nèi)完成。全光網(wǎng)主要包括光傳輸線(xiàn)路、光交換系統(tǒng)以及選路的光節(jié)點(diǎn)。其主要特點(diǎn)為容量大、光節(jié)點(diǎn)處理能力強(qiáng)，可以直接處理不同類(lèi)型的光信號(hào)，而邊緣網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)或者節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中可以直接通過(guò)光通道實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)的連接，光節(jié)點(diǎn)無(wú)需按照信元或數(shù)據(jù)包進(jìn)行電子處理，其信息處理能力較強(qiáng)，光網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)能力較強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)傳輸可靠度較高。

5.4 智能光聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 以ASON為代表的智能化光網(wǎng)絡(luò)是新一代光網(wǎng)絡(luò)。它代表了光通信的發(fā)展方向。在具體研究過(guò)程中將重點(diǎn)研究ASON，掌握核心技術(shù)，研制節(jié)點(diǎn)設(shè)備，提出相關(guān)規(guī)范，完成系統(tǒng)及組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)。尤其是對(duì)ASON的控制平面、傳送平面和管理平面技術(shù)進(jìn)行深入研究。攻克多粒度光交換動(dòng)態(tài)波長(zhǎng)選路與連接類(lèi)型、接口單元(NNI、UNI)、業(yè)務(wù)適配與接入、自動(dòng)資源發(fā)現(xiàn)、控制協(xié)議、接口與信令、鏈路監(jiān)控與管理組網(wǎng)與生存性核心功能軟件與網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)在測(cè)試技術(shù)方面，研究ASON的總體技術(shù)要求、性能評(píng)估方法和相應(yīng)的測(cè)試方法。完成包括光接口、光節(jié)點(diǎn)、光網(wǎng)絡(luò)等不同層面的功能測(cè)試、性能測(cè)試、協(xié)議測(cè)試和聯(lián)網(wǎng)測(cè)試等。

6 結(jié)束語(yǔ)

光纖通信自出現(xiàn)以來(lái)就受到了業(yè)內(nèi)人士的廣泛親睞，發(fā)展勢(shì)頭良好。目前，光傳輸速率正以極快的速度增長(zhǎng)，在過(guò)去的十年中，其傳輸速率約提高了100倍。光通信技術(shù)的發(fā)展逐步成為我國(guó)市場(chǎng)復(fù)蘇的動(dòng)力。而隨著我國(guó)光通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，我國(guó)的通信行業(yè)也必將邁向一個(gè)新臺(tái)階[5]。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮偉華.現(xiàn)代光纖通信技術(shù)現(xiàn)狀分析[J].無(wú)線(xiàn)互聯(lián)科技，2013：50.

[2]陳玉蘭，鑒玉英.光纖通信技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)[J].通信技術(shù)，2011，7：25.

[3]劉鵬，劉微，高永慧.光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀及趨勢(shì)探究[J].消費(fèi)電子，2012，16：64.

[4]傅偉明.探討新時(shí)期光纖通信技術(shù)的發(fā)展[J].理論與探討，2010，7：230，233.

[5]嚴(yán)曉明.淺談電信光纖通信技術(shù)[J].科學(xué)實(shí)踐，2013:260.