智能時(shí)代光纖通信的應(yīng)用與發(fā)展

曲少梅

煙臺(tái)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東煙臺(tái) 264006

1 萬物互聯(lián)——智能時(shí)代的美好藍(lán)圖

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。其英文名稱是“The Internet of things”。顧名思義，“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。其定義是通過射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛，遍及智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、老人護(hù)理、個(gè)人健康、花卉栽培、水系監(jiān)測、食品溯源、敵情偵查和情報(bào)搜集等多個(gè)領(lǐng)域。國際電信聯(lián)盟于2005年的報(bào)告曾描繪“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代的圖景：當(dāng)司機(jī)出現(xiàn)操作失誤時(shí)汽車會(huì)自動(dòng)報(bào)警；公文包會(huì)提醒主人忘帶了什么東西；衣服會(huì)“告訴”洗衣機(jī)對顏色和水溫的要求等等。毫無疑問，如果“物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)代來臨，人們的日常生活將發(fā)生翻天覆地的變化。

物聯(lián)網(wǎng)將是下一個(gè)推動(dòng)世界高速發(fā)展的“重要生產(chǎn)力”，也是智能時(shí)代的顯著特征，但是以目前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，一般的數(shù)據(jù)傳輸尚不能保證帶寬，物聯(lián)時(shí)代又會(huì)在原本就擁擠的公路上增加成千上萬的“汽車”。物聯(lián)網(wǎng)依賴于高速大功率的信息傳播媒介，如果信息傳播的基礎(chǔ)――光纖技術(shù)沒有關(guān)鍵性突破，那智能時(shí)代的美好未來就難以實(shí)現(xiàn)。

2 解決之道——光纖通信的絕對優(yōu)勢

要實(shí)現(xiàn)高速大容量的數(shù)據(jù)傳輸顯然需要借助最佳的傳輸媒介，眾所周知光的速度是最快的，使用光波作為載波實(shí)現(xiàn)信息的傳送，就是光纖通信。所謂光纖正是光波的傳輸介質(zhì)。作為一種頻率極高的電磁波，光波的通信容量非常之大，是智能時(shí)代信息傳輸?shù)谋厝贿x擇。

光纖通信需要把數(shù)據(jù)在發(fā)送端轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，從而引起激光器發(fā)射光束的強(qiáng)度變化，通過光纖可傳遞這種強(qiáng)弱信息，最后通過接收端的檢測器將光信息解調(diào)為電信號(hào)。光纖通信的很多優(yōu)勢是電通信所不能比擬的，比如它的傳輸頻帶寬，中繼距離很長，降低了傳輸損耗，以石英為原料，節(jié)省了大量金屬材料，使資源能夠合理得到使用。除此以外，抗腐蝕、抗輻射、抗腐蝕使其擁有更長的使用壽命。

相對于智能時(shí)代，眾多優(yōu)點(diǎn)中，最重要的仍是傳輸速率和容量的保障，畢竟隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，對于音視頻的傳輸有了更高的要求，對于光纖通信的應(yīng)用有了更迫切的需求。而光纖通信作為一門新興技術(shù)，其近年來發(fā)展速度之快、應(yīng)用面之廣是通信史上罕見的，也是世界新技術(shù)革命的重要標(biāo)志和未來信息社會(huì)中各種信息的主要傳送工具。在3G用戶群爆發(fā)式增長的趨勢下，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的流量顯然不是以前的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所能承受的，另外作為國家戰(zhàn)略大力推廣的三網(wǎng)融合亦需要以大帶寬高速率的網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)的概念已經(jīng)被炒了很多年，但一直由于帶寬的限制無法大范圍的應(yīng)用。如今光纖寬帶的發(fā)展為物聯(lián)網(wǎng)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了契機(jī)。

3 光纖到戶——光纖通信的發(fā)展趨勢

智能時(shí)代需要物聯(lián)網(wǎng)，智能時(shí)代的家居生活更需要觸手可及的高速網(wǎng)絡(luò)，于是光纖到戶被提到日程。光纖入戶即FTTH（Fiber To The Home），意即光纖直接到家庭。其顯著技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是簡化了維護(hù)和安裝。不僅提供了更大的帶寬，還增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)格式、速率、波長和協(xié)議的透明性，放寬了對環(huán)境條件和供電等要求，簡化了維護(hù)和安裝。

盡管現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)有了非常迅猛的發(fā)展，但是移動(dòng)通信的帶寬畢竟有一定局限性，顯示終端也有一定瓶頸。所以要想真正暢享網(wǎng)絡(luò)，人們已經(jīng)渴盼一種更穩(wěn)定更高性能的方式，即光纖到戶。具有極大的帶寬是光纖到戶的最大魅力所在，是解決從互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)到用戶桌面的“最后一公里”瓶頸問題的最優(yōu)解決方案。

FTTH的解決方案通常有P2P點(diǎn)對點(diǎn)和PON無源光網(wǎng)絡(luò)兩大類。面對智能時(shí)代眾多家居產(chǎn)品的在線應(yīng)用，乃至物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，使用FTTH+無線的方式將是更合理的選擇。具體實(shí)現(xiàn)，可以上行數(shù)據(jù)和下行數(shù)據(jù)分離，上行IEEE802.11g，而下行則使用光纖，用以下載寬帶視頻等大容量業(yè)務(wù)，形成光纖接入，無線互聯(lián)的家庭網(wǎng)絡(luò)。FTTH+無線接入是未來的發(fā)展趨勢。也是智能時(shí)代隨時(shí)隨地享用寬帶網(wǎng)絡(luò)的一種最優(yōu)搭配。

4 全光網(wǎng)絡(luò)——光纖通信發(fā)展的終極目標(biāo)

FTTH解決了“最后一公里”的問題，但仍不是光纖通信的終極目標(biāo)。光纖通信的極致是全光網(wǎng)絡(luò)，也是未來智能時(shí)代的寫照。全光網(wǎng)絡(luò)可以將速度、容量、距離做到極致，未來智能時(shí)代的高速通信網(wǎng)必將是全光網(wǎng)。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)雖然實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)間的全光化，但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)處卻仍采用電器件，限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康倪M(jìn)一步提高限制。

全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點(diǎn)代替電節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間也是全光化，交換機(jī)對用戶信息的處理將不再按比特進(jìn)行，而是根據(jù)其波長來決定路由。信息自始至終以光的形式進(jìn)行交換和傳輸。如今，全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展還處于初期階段，但有非常良好的發(fā)展前景。建立純粹的全光網(wǎng)絡(luò)，消除電光瓶頸是智能時(shí)代信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的核心和終極目標(biāo)，也是未來光通信發(fā)展的必然趨勢。

5 結(jié)論

光纖通信作為全球新一代信息技術(shù)革命的重要標(biāo)志之一，是在實(shí)際運(yùn)用中相當(dāng)有前途的一種通信技術(shù)，光纖通信技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今信息社會(huì)中各種復(fù)雜信息的主要傳輸媒介，并深遠(yuǎn)地改變了信息網(wǎng)架構(gòu)，向世人展現(xiàn)了在智能時(shí)代其無限美好的發(fā)展前景。

[1]劉華君.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.

[2]王磊，裴麗.光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來[J].中國科技信息，2006(4).

[3]穆道生主編.現(xiàn)代光纖通信系統(tǒng)[M].北京：科學(xué)出版社，2005，9.