淺談光纖通信技術的現狀及發展

楊曉天

【摘要】 光纖通信技術是目前發展很迅速的一種通信技術，并已成為現代通信的主要支柱之一。光纖通信技術作為世界新技術革命的重要標志和未來信息社會中各種信息的主要傳送工具，它已深刻地改變了電信網的面貌，成為現代信息社會最堅實的基礎，并向我們展現了無限美好的未來。光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。

【關鍵詞】 光纖通信技術、傳送工具、光波、傳輸媒介

Introduction to the present situation and development of optical fiber communication technology

Abstract： Optical fiber communication technology is a kind of communication technology is now developing very rapidly， and has become one of the main pillars of modern communication. Optical fiber communication technology as an important symbol of the world new technology revolution and the information of the main tools in the future information society， it has profoundly changed the face of the telecommunication network， become one of the most solid foundation of modern information society， and to show our beautiful future. Optical fiber communication is based on light wave as information carrier， optical fiber as transmission medium of a way of communication.

Keyword： Fibre Optical Communication Technology、means of conveyance、optical wave、transmission medium

一、引言

在光纖通信系統中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路，光纖之間的串繞非常小；光波在光纖中傳輸，不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽；光纖的芯很細，由多芯組成光纜的直徑也很小，所以用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統所占空間小，解決了地下管道擁擠的新問題。

二、光及其特性

1.光是一種電磁波。

可見光部分波長范圍是： 390～760nm（毫微米），大于760nm部分是紅外光，小于390nm部分是紫外光。光纖中應用的是：850，1300，1550三種。

2.光纖結構及種類：（1）光纖結構：光纖裸纖一般分為三層： 中心高折射率玻璃芯（芯徑一般為50或62.5μm），中間為低折射率硅玻璃包層（直徑一般為125μm），最外是加強用的樹脂涂層。（2）數值孔徑：入射到光纖端面的光并不能全部被光纖所傳輸，只是在某個角度范圍內的入射光才可以。這個角度就稱為光纖的數值孔徑。光纖的數值孔徑大些對于光纖的對接是有利的。不同廠家生產的光纖的數值孔徑不同（AT&TCORNING）。

3.光纖的種類：按光在光纖中的傳輸模式可分為： 單摸光纖和多模光纖。

按最佳傳輸頻率窗口分：常規型單模光纖和色散位移型單模光纖。

按折射率分布情況分：突變型和漸變型光纖。

4.光纖制造與衰減：（1）光纖制造：現在光纖制造方法主要有：管內CVD（化學汽相沉積）法，棒內CVD法，PCVD（等離子體化學汽相沉積）法和VAD（軸向汽相沉積）法。（2）光纖的衰減：造成光纖衰減的主要因素有： 本征，彎曲，擠壓，雜質，不均勻和對接等。

5.光纖的優點：（1）光纖的通頻帶很寬.理論可達30億兆赫茲。（2）無中繼段長，幾十到100多公里，銅線只有幾百米。（3）不受電磁場和電磁輻射的影響。（4）重量輕，體積小。例如：通2萬1千話路的900對雙絞線，其直徑為3英寸，重量8 噸/KM。而通訊量為其十倍的光纜直徑為0.5英寸，重量450P/KM。（5）光纖通訊不帶電，使用安全可用于易燃，易暴場所。（6）使用環境溫度范圍寬。（7）化學腐蝕，使用壽命長。

三、光纜

1.光纜的制造。光纜的制造過程一般分以下幾個過程：（1）光纖的篩選：選擇傳輸特性優良和張力合格的光纖。（2）光纖的染色：應用標準的全色譜來標識，要求高溫不退色不遷移。（3）二次擠塑：選用高彈性模量，低線脹系數的塑料擠塑成一定尺寸的管子，將光纖納入并填入防潮防水的凝膠，最后存放幾天（不少于兩天）。（4）光纜絞合：將數根擠塑好的光纖與加強單元絞合在一起。（5）擠光纜外護套：在絞合的光纜外加一層護套。

2.光纜的種類：按敷設方式分有：自承重架空光纜，管道光纜，鎧裝地埋光纜和海底光纜。按光纜結構分有：束管式光纜，層絞式光纜，緊抱式光纜，帶式光纜，非金屬光纜和可分支光纜。按用途分有：長途通訊用光纜、短途室外光纜、混合光纜和建筑物內用光纜。

四、連接和檢測

1.光纜的連接：endprint

方法主要有永久性連接、應急連接、活動連接。

永久性光纖連接（又叫熱熔）：這種連接是用放電的方法將連根光纖的連接點熔化并連接在一起。一般用在長途接續、永久或半永久固定連接。

應急連接（又叫）冷熔：應急連接主要是用機械和化學的方法，將兩根光纖固定并粘接在一起。

活動連接：活動連接是利用各種光纖連接器件，將站點與站點或站點與光纜連接起來的一種方法。

2.光纖檢測：

光纖檢測的主要目的是保證系統連接的質量，減少故障因素以及故障時找出光纖的故障點。檢測方法很多，主要分為人工簡易測量和精密儀器測量。

人工簡易測量：這種方法一般用于快速檢測光纖的通斷和施工時用來分辨所做的光纖。它是用一個簡易光源從光纖的一端打入可見光，從另一端觀察哪一根發光來實現。

精密儀器測量：使用光功率計或光時域反射圖示儀（OTDR）對光纖進行定量測量，可測出光纖的衰減和接頭的衰減，甚至可測出光纖的斷點位置。這種測量可用來定量分析光纖網絡出現故障的原因和對光纖網絡產品進行評價。

五、光纖的應用及系統設計

1.光纖的應用：

人類社會現在已發展到了信息社會，聲音、 圖象和數據等信息的交流量非常大。以前的通訊手段已經不能滿足現在的要求，而光纖通訊以其信息容量大、保密性好、 重量輕體積小、無中繼段距離長等優點得到廣泛應用。其應用領域遍及通訊、交通、工業、醫療、教育、航空航天和計算機等行業，并正在向更廣更深的層次發展。光及光纖的應用正給人類的生活帶來深刻的影響與變革。

2.光纖的優點：

通信容量大（傳輸頻帶寬，可達到10GB/S），距離長（傳輸距離可達到100KM），損耗低，不受電磁干擾，不帶電使用安全可靠。

3.光纖網絡系統設計：

光纖系統的設計一般遵循以下步驟：（1）首先弄清所要設計的是什么樣的網絡，其現狀如何，為什么要用光纖。（2）根據實際情況選擇合適是光纖網絡設備、光纜、跳線及連接用的其它物，選用時應以可用為基礎，然后再依據性能、價格、服務、產地和品牌來確定。（3）按客戶的要求和網絡類型確定線路的路由，并繪制布線圖。（4）核算不合格時，應視情況修改設計，然后再核算。這種情況有時可能會反復幾次。endprint