淺議光纖通信技術

秦云瑞

摘 要：光纖通信技術的出現，實現了數據的高速率，大容量的通信，隨著通信技術的快速發展，光纖通信的應用范圍將更加廣泛，其相關技術的發展也將受到更廣泛的關注。文章通過論述光纖通信技術的概念，優點，以及光纖通信相關技術的發展，對光纖通信技術的相關知識進行了概述。

關鍵詞：光纖通信；通信系統；優點；發展

隨著科學技術的迅猛發展，通信領域內的各種新型技術悄無聲息的進行著演化，光纖通信技術的出現給通信領域帶來了一場革命，使利用光纖作為傳輸媒介實現光傳輸變為了現實，實現了高速率，大容量的數據通信，光纖通信因此得到了業內人士的青睞，得到了快速的發展。經過半個世紀的研發，光纖通信技術應用于生活中的各個領域，但就目前的光纖通信技術而言，人類開發的僅是其潛在能力的5%左右，仍有巨大的潛力等待開發，因此光纖通信技術的應用前景將十分廣闊，光纖通信技術將向更高水平，更深層次發展。

1 光纖通信技術概述

光纖通信技術，即利用光波作為信息載體，使用光導纖維作為傳輸媒介進行信號傳輸，達到信息的傳遞，其中光導纖維由纖芯，包層和涂層組成，利用纖芯和包層的折射率不同，實現光信號在纖芯內的全反射進一步實現光信號的傳輸。從原理上看，光纖通信系統由光源，光發射機，光纖，光接收機和光檢波器構成，光纖通信系統可以分為模擬光纖通信系統和數字光纖通信系統，其中數字光纖通信系統應用更為廣泛，所有數字光纖通信系統都是以一連串的“0”和“1”組成的比特流方式進行通信。數字光纖通信系統的原理是，在信號的發送端將所要發送的信息進行A/D轉換，利用轉換后的數字信號調制光源器件，經調制后的光源器件會發出攜帶信息的光波，即當數字信號為“1”時，光源器件發送一個光脈沖，當數字信號為“0”時，光源器件不發送脈沖，光波經光纖傳輸后到達接收端，在接收端，光接收機通過光檢波器檢測所需信號，再進行D/A轉換，恢復為原來的信息，完成信息的一次傳遞。

2 光纖通信技術的優點

2.1 通信容量大，傳輸距離遠

光纖通信技術采用光導纖維來傳遞信號，與傳統的同軸電纜，銅線相比，光纖的傳輸帶寬要大的多，通信容量的大小與光纖的直徑沒有關系，理論上講，一根僅有頭發絲粗細的光纖可以傳輸高達1000億個話路，是傳統電纜，銅線的幾百甚至千倍，而且，一根光纜中包含了許多根光纖，可見光導纖維的通信容量要比一般的通信方式大得多。在傳輸過程中，光纖的損耗也是極小的，其使用的中繼器也比較少，所以光纖通信適用于遠距離傳輸，這是傳統的電纜，微波等無法比擬的。

2.2 抗電磁干擾能力強，信號干擾小

信號在光導纖維傳遞的過程中，利用全反射原理在纖芯內進行傳輸，不受外界環境因素的影響，不會發生串擾現象，保密性比較好。光導纖維的外部一般采用石英，石英具有較強的絕緣性和抗腐蝕性，所以光纖不怕外界電磁場的干擾，耐腐蝕，尤其適合于強電領域內的通信應用。

3 光纖通信技術的發展

3.1 光纖光纜技術

我國光纖通信技術的發展，大概可以分為單模光纜，接入網光纜，室內光纜，通信光纜，塑料光纜五個階段，每一個階段的發展都代表著我國光纖通信技術的進步。從最初的普通單模光纜，其對光源的頻譜寬度與穩定性都有較高的要求，到完全無金屬光纜，塑料光纜，其傳輸速度比較快，而且成本低，再到今天的產業化的全波光纖，可以實現低損耗，低色散的傳輸，極大的提高了傳輸容量，每一次光纜技術的革命都是光纖通信技術的進一步提高。

3.2 光復用技術

復用技術是為了提高通信線路的通信容量，而采用的在同一條傳輸線路同時傳輸多路不同信號的技術。光復用技術一般分為光波分復用和光時分復用兩種，光纖波分復用技術是指在同一條光纖上運用多束激光進行不同波長傳輸的一種光波技術，其根據每一條信道光波的頻率或波長不同，在發送端通過合波器將不同波長的光波合為一束波進行傳輸，在接收端利用分波器將幾種的光波再分別輸入各個分系統，并經過進一步處理，恢復出原信號。光時分復用，是指把一條復用信道分成若干個時隙，每個基帶數據光脈沖流分配占用一個時隙，然后將多條基帶信號復用成高速光數據流信號進行傳輸，光纖時分復用即將高速的各支路數據流直接復用進光域，產生極高比特率的合成光數據流，進行數據傳輸。

3.3 光交換技術

光交換技術是指在光域內用光纖來進行網絡數據，信號傳輸的交換傳輸技術。光交換技術可以分為光路交換技術和分組交換技術，光路交換又可分為時分交換方式，空間分交換方式和波分交換方式三種。光時分交換方式原理與電子學的時分交換原理基本相同，均采用信號時隙互換而完成交換，不過光時分交換是在光域內完成的。光空間交換方式基本原理是通過控制交換節點的狀態實現輸入端與輸出端的連接與斷開，進一步完成光信號的交換。光波分交換采用光波長互換原理，即通過信號檢波器檢測所需要的光信號波長，并將其調制到另一波長上進行傳輸，光波分交換充分利用了光路的寬帶特性，不需要高速率交換，技術上比較容易實現。由于各種光交換技術均有其各自的優點，因此將幾種光交換技術結合在一起可以更好的發揮其優勢，即形成了復合型光交換技術，復合型光交換技術在未來將得到更廣泛的應用。

3.4 光纖接入技術

光纖接入技術是實現將信息從主干網傳入用戶的關鍵技術。為了實現信息的高速率傳輸，滿足普通用戶的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網絡，用戶接入部分更是關鍵，根據光纖到達的位置不同，可以分為FTTH（光纖到戶），FTTB（光纖到樓），FTTC（光纖到路邊），FTTCab（光纖到交接箱）等不同的應用，統稱FTTx，。在FTTH中，主要采用點到點的P2P技術和點到多點的PON技術，P2P技術主要采用媒介轉換器實現用戶和局部的直接連接，為用戶提供寬帶的接入。PON技術稱為無源光網絡，可以與其他技術結合，如與以太網結合產生EPON，與同步數字體系結合產生GPON，與異步傳輸技術結合產生APON，各種結合技術個有利弊，在未來的光纖通信系統中需用事實證明哪種技術更好。

4 結束語

21世紀以來，光纖通信技術得到了快速的發展，光纖通信的許多技術由理論知識變為了現實。可以說，光纖技術已成為新世紀的全新技術的核心，它不僅成為了現代通信的主要傳輸手段，而且還應用于生活中各個領域。隨著光纖通信技術的進一步發展，必將對整個通信領域產生巨大的影響，促使通信領域的進步，甚至影響著整個社會經濟的發展。

參考文獻

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[2]穆乃剛.淺談光纖通信技術研究[J].中國新技術新產品，2011（12）.