光纖通信的關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)探討

摘 要：隨著光纜運(yùn)用的拓寬，它在我國(guó)通訊領(lǐng)域已有20多年的運(yùn)用歷史，在這20年期間光纖光纜和光通訊技術(shù)都得到了大力的發(fā)展。光纖通信與其它通訊方式相比，具有大的傳輸容量和傳輸速率，另外體積小、損耗低、重量輕、傳輸頻帶寬、抗電磁干擾能力強(qiáng)這些都是使得光纖通訊迅速發(fā)展的原因。本文分別從普通光纖、核心網(wǎng)光纜、接入網(wǎng)光纜以及室內(nèi)光纜等方面入手，對(duì)我國(guó)的光纖通信技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，研究光纖通信技術(shù)的幾種發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：光纖通信；信息技術(shù)；發(fā)展趨勢(shì)

隨著光纖光纜及通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖通訊技術(shù)也有了大幅度的完善，光纖光纜具備的優(yōu)勢(shì)使得它在通訊領(lǐng)域的使用范圍不斷被拓寬，就目前情況而言光纖光纜的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括石油通信、郵電通信、電力通信、廣播通信和軍用通信等。

1 光纖通信

隨著各國(guó)接入網(wǎng)市場(chǎng)的逐漸開(kāi)放以及電信管制政策的放松，通信領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)也日益加劇，新業(yè)務(wù)的出現(xiàn)帶動(dòng)了各種通訊技術(shù)的發(fā)展，而光纖接入網(wǎng)技術(shù)也憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)進(jìn)入人們的視野。光纖接入網(wǎng)技術(shù)作為一種以光纖為主要傳輸媒介的接入網(wǎng)技術(shù)，它具有較大的通信容量和較強(qiáng)的抗電磁干擾能力，穩(wěn)定的性能以及較強(qiáng)的保密性使得它一躍成為干線通信接入網(wǎng)技術(shù)中的領(lǐng)導(dǎo)者。

2 光纖通信的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 波分復(fù)用技術(shù)

波分復(fù)用技術(shù)可以通過(guò)對(duì)單模光纖通信低損耗區(qū)的充分利用帶來(lái)巨大的寬帶資源，可以將兩種或者是多種各自攜帶信息的不同波長(zhǎng)的光載波信號(hào)，在發(fā)射端經(jīng)波分復(fù)用器匯合，并將其耦合在一根光線中進(jìn)行傳輸，速率可以達(dá)到40G-100Gbit/s，在接收端在通過(guò)波分復(fù)用器對(duì)各波長(zhǎng)的光載波信號(hào)進(jìn)行分析，然后由光機(jī)收機(jī)作進(jìn)一步處理。密集波分復(fù)用技術(shù)是為了能夠解決超高速率、超大容量和超長(zhǎng)中繼距離等問(wèn)題而產(chǎn)生的。密集波分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用，不僅使得每對(duì)光纖的傳輸容量得到了大幅度的提升，還達(dá)到了經(jīng)濟(jì)節(jié)約的效果。

2.2 光源波長(zhǎng)穩(wěn)定技術(shù)

在波分復(fù)用的光纖通信中，光發(fā)送機(jī)所用半導(dǎo)體激光刺激器光源，其工作線寬必須窄，波長(zhǎng)必須具有穩(wěn)定性，這樣才能夠充分的避免信道間信號(hào)的相互串?dāng)_的情況的出現(xiàn)。但在目前的條件下，顯然是無(wú)法滿足這樣的條件的。因此在光纖通信中為了能夠提供穩(wěn)定的光源波長(zhǎng)，就需要開(kāi)發(fā)出光源波長(zhǎng)穩(wěn)定技術(shù)，讓波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)可以可靠、穩(wěn)定的進(jìn)行工作。目前主要采用的兩種方法：一是波長(zhǎng)反饋控制法，一是溫度反饋控制法。

2.3 摻鉺光纖放大器（EDFA）

摻鉺光纖放大器（EDFA）的研制成功是推動(dòng)波分復(fù)用技術(shù)發(fā)展的重要因素，它讓高速率、大容量以及長(zhǎng)距離的光纖通信成為了可能。EDFA在光纖系統(tǒng)中也得到了廣泛的應(yīng)用。首先在前段將發(fā)射機(jī)的輸出光進(jìn)行方法，然后在進(jìn)行分配以提供各個(gè)方向的光纖干線傳輸，然后再遠(yuǎn)離前端處接入EDFA，來(lái)作為線路的放大器，實(shí)現(xiàn)對(duì)于分支損耗的補(bǔ)償。

3 光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 超大容量、超長(zhǎng)距離傳輸技術(shù)

波分復(fù)用技術(shù)在光纖中的運(yùn)用使得光纖傳輸容量有了極大的提高，其超長(zhǎng)傳輸距離的優(yōu)勢(shì)使得它在未來(lái)跨海光傳輸領(lǐng)域?qū)?huì)有良好的應(yīng)用前景。而波分復(fù)用系統(tǒng)的高速發(fā)展使得1.6Tbit/的WDM系統(tǒng)逐漸趨向于商業(yè)化，其傳輸距離也在大幅度擴(kuò)展。借助光時(shí)分復(fù)用技術(shù)可有效提高光纖的傳輸容量，實(shí)現(xiàn)單信道速率傳輸?shù)淖畲蠡鈺r(shí)分復(fù)用技術(shù)和密集波分復(fù)用技術(shù)的提升能力有限，因而只有將多個(gè)光時(shí)分復(fù)用信號(hào)集中使用進(jìn)行波分復(fù)用，才能實(shí)現(xiàn)傳輸容量的大幅提高。WDM/OTDM混合系統(tǒng)包含了許多關(guān)鍵性技術(shù)，同時(shí)也是解決傳輸容量的關(guān)鍵。

3.2 光孤子通信

光孤子通信是一種全光非線性通信方案，利用光纖折射率的非線性效應(yīng)導(dǎo)致對(duì)光脈沖的壓縮，可以與群速色散引起的光脈沖展寬相平衡，當(dāng)光纖的反常色散區(qū)與脈沖光功率密度達(dá)到一定條件時(shí)，光孤子能夠長(zhǎng)距離不變形的在光纖中傳輸。這種傳輸不受距離的限制，但環(huán)境條件很重要。隨著對(duì)光孤子技術(shù)研究的深入，我們預(yù)備將光孤子的運(yùn)行效率從10～20Gbit/s提高至100Gbit/s以上，而傳輸距離方面則采用重新定時(shí)、再生、整形等技術(shù)以降低自發(fā)發(fā)射，傳輸距離提高至100000km以上。

3.3 全光網(wǎng)絡(luò)

隨著通訊技術(shù)對(duì)信息傳輸效率要求的不斷增高，高速通信網(wǎng)成了大家關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)，光纖通信技術(shù)的發(fā)展極致也就是全光網(wǎng)。傳統(tǒng)的全光網(wǎng)是對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行全光化，但在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中節(jié)點(diǎn)仍使用的是電器件，它對(duì)通信網(wǎng)干線的容量造成了一定的影響，因此全光網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)是關(guān)鍵。改良后的全光網(wǎng)用光節(jié)點(diǎn)取代了電節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)間完全實(shí)現(xiàn)了全光化，信息與數(shù)據(jù)之間的傳輸和交換始終都是以光的形式完成，用戶信息的處理也是根據(jù)其波長(zhǎng)來(lái)決定。

4 結(jié)語(yǔ)

在信息技術(shù)平臺(tái)中光通信技術(shù)是通信領(lǐng)域的重要組成部分，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，光通信技術(shù)將成為通信領(lǐng)域今后發(fā)展的主要方向。盡管全球光通信剛經(jīng)歷了低谷，目前尚處于恢復(fù)時(shí)期，但光通訊技術(shù)具備的優(yōu)勢(shì)使得它在光通信市場(chǎng)仍呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)現(xiàn)代通信發(fā)展趨勢(shì)的分析以及相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在未來(lái)通信發(fā)展中光纖通信將成為通信技術(shù)的主流，它的成熟為全光網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)奠定了基礎(chǔ)。

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