對我國光纖通信傳輸技術的應用探討

黎嘉鏞

摘要：在近年來，我國的通信技術在飛速的發展，光纖通信的發展依賴于光纖通信技術的進步。目前，光纖通信技術已有了長足的發展，新技術也不斷涌現，進而大幅度提高了通信能力，并不斷擴大了光纖通信的應用范圍。

關鍵詞：光纖通信 傳輸 技術 應用

中圖分類號： E271.7文獻標識碼：A文章編號：

1光纖通信技術的發展優勢

(一)無串音干擾,保密性好。

光波在光纖中傳播,不會發生串擾的現象,保密性強。這樣,在光纜內部,即使光纜內光纖總數很多,也可實現無串音干擾;在光纜外面,也無法竊聽到光纖中傳輸的信息。

(二)損耗低,中繼距離長。

目前,商品石英光纖和其它傳輸介質相比的損耗是最低的,其損耗可低于0.2dB/km。由于光纖的損耗低,因此中繼距離長,由石英光纖組成的光纖通信系統最大中繼距離可達200多千米,由非石英系極低損耗光纖組成的通信系統,其最大中繼距離則可達數千甚至數萬千米,這可以降低海底通信的成本,提高可靠性和穩定性,帶來更好的經濟效益。

(三)頻帶寬,通信容量大。

光纖的傳輸帶寬比電纜大得多,其可利用的帶寬約為50000GHz。頻帶寬,對于傳輸各種寬頻帶信息具有十分重要的意義。對于單波長光纖通信系統,由于終端設備的限制往往發揮不出帶寬大的優勢,因此需要技術來增加傳輸的容量,密集波分復用技術就能解決這個問題。

(四)抗電磁干擾。

光纖是絕緣體材料,它抗電磁干擾的能力很強,也不受電氣化鐵路饋電線和高壓設備等工業電器的干擾,還可用它與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜

2光纖通信傳輸技術

2.1單纖雙向傳輸技術

單纖雙向傳輸技術是相對于雙纖雙向傳輸來講的，雙纖傳輸時，收發信號分別在不同的兩根光纖里傳輸，而單纖傳輸時，收發信號被調制在不同的波段后在同一根光纖里傳輸。以前為了節約光纖資源，我們不斷在光纖傳輸容量上下工夫，從PDH的8M，34M，140M到SDH的155M，622M，2.5G，10G再到WDM的320G，1600G等，光纖的傳輸容量不斷增大，從理論上講光纖的傳輸容量是無限的，但受到設備器件的限制，傳輸容量大大降低，達不到理論效果。目前光纖通信傳送網都是通過雙纖雙向傳輸的，假如改用單纖雙向傳輸技術就可以節約一半的光纖資源。對于現存的無數個龐大的光纖通信傳送網來說，可以節約的光纖資源是可想而知的。研發出成熟的單纖雙向傳輸技術具有劃時代意義。目前單纖雙向傳輸技術已有實用，但主要用在光纖末端接入設備：PON無源光網絡、單纖光收發器等設備，骨干傳送網上暫時還沒有用到這個技術。從這個方面來講，這也是光纖通信技術發展的一個方向。

2.2光纖到戶（FTTH）接入技術

根據社會發展形勢，HDTV高清數字電視是將來的主流業務，怎么實現，就要靠帶寬豐富的FTTH技術。FTTH是一種全透明全光纖的光接入網，適用于引進新業務，對傳輸制式、帶寬和波長等基本上沒有限制，并且ONU安裝在用戶處，供電、維護、升級更新都比較方便。可以認為HDTV是FTTH的主要推動力，即HDTV業務到來時，非FTTH不可。而且在FTTH建成后可以逐步實現三網合一，即寬帶上網接入、有線電視接入和傳統固定電話接入。

FTTH的解決方案通常有P2P點對點或點對多點和PON無源光網絡兩大類。

P2P方案——優點：各用戶獨立傳輸，互不影響，體制變動靈活；可以采用廉價的低速光電子模塊；傳輸距離長。缺點：為了減少用戶直接到局的光纖和管道，需要在用戶區安置一個匯總用戶的有源節點。

PON方案——優點：無源網絡維護簡單；原則上可以節省光電子器件和光纖。缺點：需要采用昂貴的高速光電子模塊；需要采用區分用戶距離不同的電子模塊，以避免各用戶上行信號互相沖突；傳輸距離受PON分比而縮短；各用戶的下行帶寬互相占用，如果用戶帶寬得不到保證時，不單是要網絡擴容，還需要更換PON和更換用戶模塊來解決。PON有多種，一般有如下幾種：(1)APON：即ATM-PON，適合ATM交換網絡。(2)BPON：即寬帶的PON。(3)OPON：采用通用幀處理的OFP-PON。(4)EPON：采用以太網技術的PON，GEPON是千兆畢以太網的PON。(5)WDM-PON：采用波分復用來區分用戶的PON，由于用戶與波長有關，使維護不便，在FTTH中很少采用。

值得一提的是，近來，無線接入技術發展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11協議，傳輸帶寬可達54Mbps，覆蓋范圍達100米以上，目前已商用。如果采用無線接入WLAN作用戶的數據傳輸，包括：上下行數據和點播電視VOD的上行數據，對于一般用戶其上行不大，IEEE802.11是可以滿足的。而采用光纖的FTTH主要是解決HDTV寬帶視頻的下行傳輸，當然在需要時也可包含一些下行數據。這就形成“光纖到戶+無線接入”(FTTH+無線接入)的家庭網絡。這種家庭網絡，如果采用PON，就特別簡單，因為此PON無上行信號，就不需要測距的電子模塊，成本大大降低，維護簡單。如果，所屬PON的用戶群體，被無線城域網覆蓋而可利用，那么可不必建設專用的WLAN，只需靠密布于用戶臨近的光纖網來支撐就可實現，與FTTH相差無幾。FTTH+無線接入也是未來的發展方向。

2.3骨干節點的光交換技術

光交換實際上可表示為：光纖通信傳輸+交換。

光纖只是解決傳輸問題，還需要解決光信號交換問題。過去，通信網都是由金屬線纜構成的，傳輸的是電子信號，交換是采用電子交換機。現在，通信網除了用戶末端一小段外，都是光纖，傳輸的是光信號，而交換的還是電信號。真正合理的方法應該采用光交換的。但目前，由于光開關器件不成熟，只能采用的是 “光―電―光“方式來解決光網的交換，即把光信號變成電信號，待電子交換后，再變換成光信號。顯然這是不合理的辦法，效率不高且不經濟。現在正在開發大容量的光開關器件，用來實現光交換網絡，具有代表性的是ASON-自動交換光網絡。

通常在光網絡里傳輸的信息，一般速度都是高速的，電子開關不能勝任，只能在低次群中實現電子交換。而光交換可實現高速信號的交換。當然，也不是說，一切都要用光交換，特別是低速，顆粒小的信號的交換，應采用成熟的電子交換技術，沒有必要采用不成熟的大容量的光交換技術。當前，在數據網中，信號以 “包”的形式出現，采用所謂“包交換”。包的顆粒比較小，可采用電子交換。然而，在一些骨干節點，它們承擔的是業務匯聚任務，信號速率高，應該考慮采用容量大的光交換。

目前，少通道大容量的光交換已有實用。如用于保護、下路和小量通路調度等，一般采用機械光開關、熱光開關來實現。由于這些光開關的體積、功耗和集成度的限制，通路數一般在8―16個。

電子交換一般有“空分” 和“時分”方式，在光交換中有“空分”“時分”和“波長交換”方式。光纖通信很少采用光時分交換。

光空分交換：采用光開關把光信號從某一光纖轉到另一光纖。空分的光開關有機械的、半導體的和熱光開關等。近來，采用集成技術，開發出MEM微電機光開關，其體積小到mm。已開發出1296x1296MEM光交換機(Lucent)，但屬于試驗性質的。

光波長交換：是對各交換對象賦于一個特定的波長。于是，發送某一特定波長就可與某特定對象進行通信。實現光波長交換的關鍵是需要開發實用化的可變波長的光源，光濾波器和集成的低功耗的可靠的光開關陣列等。現已開發出640x640半導體光開關+AWG的空分與波長相結合的交叉連接試驗系統(corning) 。采用光空分和光波分可構成非常靈活的光交換網。

技術成熟的自動交換的光網絡ASON，是光纖通信技術進一步發展的方向。

3結語

光纖通信技術現已作為一種重要的現代信息傳輸技術之一,在現在的信息社會背景下得到了普遍意義上的應用,在全球通信領域及相關行業處于非常低迷的狀態時,光纖通信技術仍得到了一些發展。依照我國現行的通信技術領域的發展模式,光纖通信技術的應用必會代替一切其他的信息傳送方式,而成為未來通信領域發展的主流技術,帶領人類進入全光時代。

參考文獻:

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

[2]李超.淺談光纖通信技術發展的現狀與趨勢.沿海企業與科技,2007.