光纖通信特點及發展

延光宇 劉培慧 劉佳妹

1.陜西通信規劃設計研究院有限公司；2.中國醫科大學第一臨床醫學院

伴隨著經濟發展，社會進步，用戶需求不斷提升，當今社會已經逐步發展成為信息化的新時代。我國的光纖通信技術已經進入高速發展的時期。光纖通信的相關技術在各國的科技領域，特別是電信網絡領域起著基礎性作用，在一定程度上推動著本國領域內通信事業的發展。本文闡述了光纖通信技術的特點，同時探討了光纖通信技術的未來發展趨勢。

早在六十年代，就有人提出了光纖通信的“預言”，開始研制的光纖損耗很大，可高達400dB/Km，后來，英國標準電信研究所提出，光纖損耗的理論值可以減少至20dB/Km，緊接著日本發現通信光纖的損耗可以達到100dB/Km，最近，摻鍺石英光纖的發現，它的損耗可降低至0.2dB/Km，可以說它幾乎達到了光纖理論上提出的損耗極限。近十幾年來，光纖通信技術有了進一步的發展，新技術也不斷被發掘，大大提高了傳統意義上的通信能力，這使得光纖通信技術在更大的范圍內得到了應用。

光纖通信是電信史上的一次重要革命，已經在電信網中進行了大規模的應用。光纖通信之所以能夠成為電信網的主要傳輸手段，主要取決于它的廉價以及優良的帶寬特性。早在六十年代，就有人提出了光纖通信的“預言”，開始研制的光纖損耗很大，可高達400dB/Km，后來，英國標準電信研究所提出，光纖損耗的理論值可以減少至20dB/Km，緊接著日本發現通信光纖的損耗可以達到100dB/Km，最近，摻鍺石英光纖的發現，它的損耗可降低至0.2 分貝/千米，可以說它幾乎達到了光纖理論上提出的損耗極限。近十幾年來，光纖通信技術有了進一步的發展，新技術也不斷被發掘，大大提高了傳統意義上的通信能力，這使得光纖通信技術在更大的范圍內得到了應用。目前，光纖通信技術已在長途十線、有線電視、海底通訊以及局域網中得到普及應用。

所謂的光纖通信，就是利用光纖來傳輸攜帶信息的光波，從而達到通信的目的。首先對光波進行調制，在接收的一端將光波變成信息，被檢測出來。光纖其實是由一種細長的圓柱形復合纖維。由內而外依次是：纖芯—包層—涂覆層。纖芯很細，幾十微米到幾微米不等，比頭發絲還細。在實際應用中，許多光纖聚集的一起組成光纖系統。

1 光纖通信技術的特征

光纖通信能成為未來通信領域的發展方向，是因為它具有如下一些特征：（1）通信的容量特別大，并且傳輸距離遠；一根光纖的潛在寬帶可達20THz。如果使用這種帶寬，將人類古今中外全部文字資料傳送一遍，只需一秒鐘。（2）信號干擾和電磁干擾小。（3）保密性能好、傳輸質量佳，在各種通信方式中，唯一不受電磁干擾的就是光纖通信。（4）尺寸小、重量輕，便于鋪設和運輸。（5）材料來源很豐富，可有效節約銅的使用，有利于保護環境。（6）沒有輻射，很難進行竊聽，因為光波是不可能跑出光纖以外的。（7）光纜鋪設以后，不僅適應性強，而且壽命長。

2 光纖通信技術的發展趨勢

向超大容量WDM 系統的演進

波分復用（WDM）簡單的講就是，利用多個激光器在單條光纖上同時發送多束不同波長激光的技術。經過調制，每個信號包括（文本、語音、視頻等），都在它唯一的色帶內傳輸。電話公司以及其他運營商在使用后，光纖基礎設施的容量大大增加。采用WDM 系統可以充分利用光纖系統，使容量迅速擴增；這樣在傳輸中可大大節約傳輸成本，還有另一種途徑稱之為光時分復用（OTDM）技術，這種技術可提高光纖傳輸的容量。增加單根光纖中傳輸的信道數來，從而提高傳輸的容量，這是通過WDM 實現的，然而，OTDM 技術則是通過提高單信道速率來提高傳輸容量。如果想提高光通信的傳輸容量，僅靠OTDM 和WDM是不夠的，可以利用多個OTDM 信號進行波分復用，從而大幅提高傳輸容量?？梢钥隙ǖ氖?，波分復用系統的快速發展在近幾年來是通信發展史上的又一次大的突破。

向超高速系統的發展

從電信發展的角度來看，通信容量增大的需求和傳輸速率的提高始終困擾著電信網的發展。傳統意義上的光纖通信始終依照TDM 的方式進行，傳輸速率每提高4 倍，傳輸成本將下降30%～40%；因而通信系統的經濟效益大致按指數規律增長，這也就不難理解為什么在過去的20多年來光纖通信的傳輸速率持續增加的原因?；诖?，光纖通信始終在按照TDM 的方式擴容，目前商用通信系統的速率已經達到10Gbit/s，其速率在20年時間里增加了2000 倍。高速系統不僅增加了通信業務的傳輸容量，而且也為其他的一些新業務，寬帶業務和多媒體業務的實現提供了前提條件。光復用的方式有很多種，但目前進入商用階段的只有波分復用（WDM）的方式，而其它方式尚處于試驗研究。

實現光聯網

造成現代通信靈活性不夠以及可靠性無法保證的一個重要原因就是現代大量點對點通信的運用，目前專門為了保證通信的靈活性以及可靠性而建立的波分復用系統也無法徹底解決在實際過程中所遇到的各種難題，即便波分復用系統擁有了超越傳統技術的大容量的信息傳輸功能，要想徹底解決上述難題就必須在光路上實現交叉功能以及分叉連接功能。因而，在光連網中除了努力擴大網絡的容量、實現靈活的網絡重建以及重組外，還必須要增加一定數量的網絡節點，這也就意味著，在SDH 電網絡通信后的另一個發展高潮就是光纖網絡。

光聯網的優勢主要有以下幾點：第一其不僅能夠靈活的重組網絡，完整呈現出網絡的可重構性，還能夠有效的組建超大容量的光網絡；第二光聯網對于實現網絡恢復的系統和制式并未做出限制，這樣能夠極大的縮短恢復網絡的時間，若能夠實現光聯網，其恢復網絡所需時間可能僅僅需100ms。正是基于光聯網的上述特點，如果能夠成功的建立一個全國范圍的大容量、透明、靈活的骨干網絡，不僅能夠快速拉懂經濟的發展，也有利于國家的信息安全。

開發新一代的光纖

為了滿足不同地域的城域網以及干線網絡的發展，則必須要建設具有大容量的光纖，傳統的單模光纖從技術上已經無力承擔起這種超大容量、超高速以及超長距離傳輸的需要。目前能夠承擔起超大容量、超高速以及超長距離傳輸的需要的新一代光纖主要為：G.655 光纖以及全波光纖，相對于G.655 光纖而言，全波光纖更有優勢，因為全波光纖進行了工藝上的改革，雖然全波光纖與G.652 匹配包層光纖一樣，但是全波光纖成功的消除了由于水峰所帶來的衰減，這樣便能開放第5 個低損窗口。但由于其他配套技術上的限制，全波光纖距離廣泛應用于電信網絡的鋪設中仍有相當長的距離。

3 結束語

本篇論文帶領我們一起回顧了我國光纖通信技術的發展歷程，介紹了光纖通信技術的基本特點，深入地探討了我國光纖通信技術的趨勢走向。光纖通信技術作為信息技術最為重要的支撐平臺，在信息化的新時代社會中無疑將會起到至關重要的積極作用。因此我們完全有理由認為光纖通信進入了又一次蓬勃發展的新階段。而這一次發展涉及的范圍更廣，技術更新更難，影響力和影響面也更寬，勢必對整個電信網和信息產業產生更加深遠的影響，我國的光纖通信技術還處于不斷發展的階段，還有很大的進步空間，還需要科研人員的不斷研究，以取得更新的成果。