論光纖通信的傳輸特性及其應(yīng)用

摘 要：光纖通信技術(shù)就是利用光波作載波媒介，選擇光纖作為傳輸?shù)拿劫|(zhì)將信息從一處傳至另一處的現(xiàn)代通信方式，因此被廣泛稱之為“有線”光通信。在當(dāng)今社會(huì)中，光纖技術(shù)以它傳輸頻帶寬、抗干擾性高和信號(hào)衰減小等的特性，而遠(yuǎn)優(yōu)于電纜、微波通信的傳輸技術(shù)，已經(jīng)成為了世界通信占主導(dǎo)地位的傳輸方式。本文就光纖通信的傳輸特性及應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要的探析。

關(guān)鍵詞：光纖通信；現(xiàn)代；技術(shù)；通信；特點(diǎn)；傳輸

1 光纖通信技術(shù)簡(jiǎn)介

光纖即光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)稱。從原理上看，構(gòu)成光纖通信的基本物質(zhì)要素是光纖、光源和光檢測(cè)器，可以把光纖通信看成是以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的一種“有線”光通信。光纖是由內(nèi)芯和包層構(gòu)成，內(nèi)芯一般為幾十微米直至幾微米，要比頭發(fā)絲還細(xì)，占用的體積小，解決了實(shí)施的空間問(wèn)題。外面層叫做包層，包層起到保護(hù)光纖的作用。實(shí)際上，光纖通信系統(tǒng)使用的并非單根的光纖，而是由許多光纖聚集在一起的組成的一組光纜。由于制作光纖的主要材料是玻璃材料，這種材料屬于電氣絕緣體，所以無(wú)需擔(dān)心接地回路；光波在光纖中傳輸時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生信息傳播中的信息泄露的現(xiàn)象。

光纖除了按照自身的制造工藝、組成材料和光學(xué)特性進(jìn)行歸類之外，在實(shí)際應(yīng)用中，光纖常按用途進(jìn)行歸類可以分為通信用光纖和傳感用光纖兩種類型。傳輸介質(zhì)光纖又可以分為通用與專用兩種類型，而功能器件光纖則指用于完成光波的放大、整形、分頻、倍頻、調(diào)制以及光振蕩等功能的光纖類型，并常常以某種功能器件的形式出現(xiàn)。

2 光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 極寬的頻帶，大通信容量

光纖相比于銅線或電纜具有巨大的傳輸帶寬。對(duì)于單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)，由于終端設(shè)備的電子瓶頸效應(yīng)而不能充分發(fā)揮出光纖帶自身的寬大優(yōu)勢(shì)。通常采用各種復(fù)雜技術(shù)來(lái)增加傳輸?shù)娜萘浚貏e是現(xiàn)在的密集波分復(fù)用技術(shù)最大化地增添了了光纖的傳輸容量。在現(xiàn)在科技的程度下，單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。

2.2 低損耗，長(zhǎng)中繼距離

現(xiàn)如今，商品石英光纖損耗可低于0～20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都要低出很多；若將來(lái)采用非石英系統(tǒng)極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低程度。這意味著通過(guò)光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無(wú)中繼距離；對(duì)于一個(gè)長(zhǎng)途傳輸線路，由于中繼站數(shù)目的減少，系統(tǒng)成本和復(fù)雜性可大大降低。

2.3 抗電磁干擾能力強(qiáng)

光纖原材料是由石英材料制成的絕緣體材料，不容易被腐蝕損耗，而且具有良好的絕緣性。與之相聯(lián)系的一個(gè)重要特性是光波導(dǎo)對(duì)電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽(yáng)黑子等劇烈氣象活動(dòng)的干擾，同時(shí)也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設(shè)或與電力導(dǎo)體復(fù)合構(gòu)成復(fù)合光纜。這一點(diǎn)對(duì)于強(qiáng)電領(lǐng)域（如電力傳輸線路和電氣化鐵道）的通信系統(tǒng)特別有利。由于能免除電磁脈沖效應(yīng)，光纖傳輸系還特別適合于軍事應(yīng)用。

2.4 無(wú)串音干擾，較好的保密性

在電波傳輸?shù)倪^(guò)程中，電磁波的泄漏會(huì)造成各傳輸通道的串?dāng)_，而容易被竊聽(tīng)，保密性差。光波在光纖中傳輸，因?yàn)楣庑盘?hào)被完善地限制在光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，而任何泄漏的射線都被環(huán)繞光纖的不透明包皮所吸收，即使在轉(zhuǎn)彎處，漏出的光波也十分微弱，即使光纜內(nèi)部光纖總數(shù)很多，相鄰信道也不會(huì)出現(xiàn)串音干擾，同時(shí)在光纜外面，也無(wú)法竊聽(tīng)到光纖中傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

除了以上的顯著特點(diǎn)之外，它還有光纖徑細(xì)、較輕的重量、質(zhì)地柔軟、鋪設(shè)方便等特性；光纖的原材料資源十分豐富，成本較低。由于光纖通信具有以上的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，其不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路中，同時(shí)還可以采用于在電力通信控制系統(tǒng)當(dāng)中，執(zhí)行工業(yè)監(jiān)測(cè)、控制的人物，同時(shí)也越來(lái)越為廣泛地被應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。

3 光纖鏈路的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

3.1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的目的

對(duì)光纖安裝現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試是光纖鏈路安裝的必須措施，是保證電纜支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的重要方式。它的目的在于檢測(cè)光纖連接的質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)，并且減少故障因素。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

目前光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)分為兩個(gè)類別：光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。首先是光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是獨(dú)立于應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。、其次是光纖應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：光纖應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是基于安裝光纖的特定應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

光纖通信應(yīng)用的是光傳輸，它不會(huì)受到磁場(chǎng)等外界因素的干擾，所以對(duì)它的測(cè)試不同于對(duì)普通的銅線電纜的測(cè)試。在光纖的測(cè)試中，雖然光纖的種類很多，但它們的測(cè)試參數(shù)都是基本一致的。但由于光纖的特性不受安裝的影響，因此在安裝時(shí)不需測(cè)試，而是由生產(chǎn)商在生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行測(cè)試。

4 光纖通信傳輸應(yīng)用展望

今天，人們使用光纖系統(tǒng)承載數(shù)字電視、語(yǔ)音和數(shù)字是很普通的一件事，在商用與工業(yè)領(lǐng)域，光纖已成為地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)，對(duì)于電視節(jié)目的廣播，采用的寬帶傳輸系統(tǒng)可以將主站到地方站的所需數(shù)字，通道設(shè)置成廣播方式。

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