基于光纖通信技術應用的分析

趙波 鞏銳

【摘要】光纖通信不僅可以應用在通信的主干線路中，也可以在電力通信控制系統中發揮作用，進行工業監測、控制，基于各領域對信息量的需求不斷增長。本文針對光纖通信技術中通信系統展開研究，分別對光纖通信技術，光的傳播與光纖，光纖的連接進行了研究。

【關鍵詞】 光纖通信技術（總） 光的傳播與光纖 光纖的連接

一、光纖通信技術

（1）光纖通信技術中的波分復用技術。波分復用技術基于每一信道光波的頻率和波長不同等情況出發，把光纖的低損耗窗口規劃為許多個單獨的通信管道，并在發送端設置了波分復用器，將波長不同的信號集合到一起送入單根光纖中，再進行信息的傳輸，而接收端的波分復用器把這些承載著多種不同信號的、波長不同的光載波再進行分離。

（2）光纖通信技術中的光纖接入技術。光纖接入網技術是信息傳輸技術的一個嶄新的嘗試，它實現了普遍意義上的高速化信息傳輸，滿足了廣大民眾對信息傳輸速度的要求，主要由寬帶的主干傳輸網絡和用戶接入兩部分組成。其中后者起著更為關鍵的作用，作為光纖寬帶接入的最后環節，負責完成全光接入的重要任務，基于光纖寬帶的相關特性，為通信接收端的用戶提供了所需的不受限制的帶寬資源。

二、光的傳播與光纖

（1）光是一種電磁能，光的傳播速度與傳播光的介質密度有關，密度越高，傳播速度越慢，在真空中傳播速度是300000km/s。光在單一的均勻介質中一直線傳播。如果光從一種密度的媒介進入到另一種密度的媒介中，光的傳播速度發生變化，會引起光的傳播方向的變化，這種現象叫做光的折射。光的折射角度的大小與兩個傳播媒介的折射率以及光的入射角度有關。光從光密介質進入到光疏介質時，折射角大于入射角。當折射角為90度時，此時的入射角稱為臨界角。當入射角大于臨界角時，光不在折射到光疏介質，而是全反射到光密介質，這種現象稱為光的全反射。光信號在光導纖維中的傳播就是利用光的全反射原理。

（2）光纖一般以光波的傳播模式分類，主要有兩類：多模光纖和單模光纖。

a 多模光纖，多模光纖是一種傳輸多個光波模式的光纖。多模光纖適用于（幾十～100）Mb/s的碼元傳輸速率，最大無中繼傳輸距離是10到100KM。多模光纖可以按照從光纖截面的折射率變化分為階躍型多模光纖好漸變型多模光纖。階躍型多模光纖結構最為簡單，制造容易，在階躍型多模光纖中，不同入射角的光會以不同的路徑在光纖中傳播，同樣長的一段光纖，以非常打的入射角度傳輸光纖將比那些幾乎根本不改變方向的光線傳輸更遠的距離。這樣，一個短的光脈沖的各個部分能量由于在傳輸過程中的時延不同會陸續地到達輸出端，造成光脈沖的擴散或發散，并且擴散會隨著光纖的長度的增加而增加。由于這個原因，階躍型多模光纖的傳輸帶寬只能達到幾十MHz·km，不能滿足高碼率傳輸的要求，在通信中已逐步被淘汰。而近似拋物線折射率分布的漸變型多模光纖能使模間時延差明顯減小，從而可使光纖的帶寬提高約兩個數量級，達到1Ghz·km以上。

b 單模光纖，單模光纖只能傳輸光的基膜，不存在模間實驗差，因而具有比多模光纖大得多的寬帶。單模光纖主要用于傳輸距離很長的主干線及國際長途通信系統，速率為幾個1Gb/s。由于價格的下降以及對比特傳輸率的要求不斷提高，單模光纖也被用于原來使用多模光纖的系統。

（3）光纜。光纜的結構必須能夠保護每一條光纖不會因為敷設，安裝而破壞。與電纜相比，光纜可以省去一些諸如屏蔽層，地線等，但由于光纖很細，制造光纖的玻璃材料很脆，在通常性操作中也很容易產生事故性損傷，因此光纜結構中增加了抗拉抗折的加強構件。

三、光纖的連接

光纖的連接有兩種情況，一種是永久連接，類似于電線電纜中的焊接；另一種是活動連接，類似于插頭與插座的連接。

（1）永久連接，這種方法需要一根具有比被接光纖的軟化點溫度低的玻璃套管，其內孔徑略大于光纖芯的外徑。當將玻璃管加熱到它的軟化點時，表面張力產生作用，使它可以縮成一根實心棒。

（2）活動連接，保護和定位光纖端面。對準規定位光纖端接元件時，對其耦合最佳。

四、結束語

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在全球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！

參 考 文 獻

[1]光纖通信系統（影印版）[M]. 北京： 清華大學出版社， 2012

[2]楊淑雯. 全光光纖通信網[M]. 科學出版社， 2014

[3]樂孜純譯. 光網絡[M]. 北京： 機械工業出版社， 2010

[4]光纖通信系統（影印版）[M]. 北京： 清華大學出版社， 2011