淺談光纖通信技術現狀及發展趨勢

漆曉靜

【摘要】 光纖通信是指利用光纖光纜高速的傳送光信號的通信方式。隨著IP業務的迅猛發展，光纖通信以及應用到了鐵路運輸通信、廣播通信、電力通信、郵電通信、石油通信、軍事通信等領域。本文主要介紹光纖通信現有的幾種關鍵技術，并對光纖通信技術的發展趨勢進行探討。

【關鍵字】 光纖通信 現狀 發展趨勢

【引言】光纖通信是以光波作為載波信號，在光纖里面進行高速率的傳輸。光纖通信之所以能替代原有的電纜通信并且得到快速發展，其原因還是歸功于它自己的優勢。光單纖上面的傳輸速率就可以達到40Gbps以上，在理論上來講它的帶寬可以達到30億兆赫茲，這是電纜傳輸很難企及的高度，這也是光纖通信的一大優勢。除了可以高速率大容量傳輸這兩個優點以外，它還具備傳輸距離遠、抗電磁干擾能力強、便于鋪設和運輸、原材料資源豐富、安全性能高、適應性強、壽命長等優點。

一、現在的關鍵技術

光纖通信在原理上來說，光信號在光纖里面是進行全反射，經過了幾代變化，現在的光纖基本上可以達到零色散以及極限值上的零損耗。一個光纖通信系統通常是由發射電端機、發射光端機、接收光端機、接收電端機以及連接發射和接收光端機的光纖線路組成的。現在的電信號芯片能夠做到的速率還不太高。雖然目前實驗室情況下完全可以達到40Gbps的傳輸速率，但是以為成本的問題，40G商用的解決方案，有4*10G和2.5*16這兩種方式，里面使用4路驅動和4路接收，在加MUX/DEMUX的合分復用，使用一個激光器和一個光接收器來完成。從中我們可以看出，影響光纖傳輸速率的很大一個因素是光通信網絡中所使用到的光電子器件、光纖技術、網絡技術等。

1.1光電子器件的關鍵技術

為了補償長距離的傳輸的損耗，在光纖線路上還配置了光放大器。為了在單根光纖上實現大容量傳輸，還配置了波分復用器（WDW）、解復用器（DE-MUX）、1*N星型耦合器和矩陣光開關等。其中發射二極管（LD）和接收二極管（PD）研發和生產是光通信產業的基礎和關鍵技術。光源部分主要采用光纖激光器，光纖激光器（Fiber Laser）是指用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質的激光器，光纖激光器可在光纖放大器的基礎上開發出來。在泵浦光的作用下光纖內極易形成高功率密度，造成激光工作物質的激光能級“粒子數反轉”，當適當加入正反饋回路（構成諧振腔）便可形成激光振蕩輸出。按照光纖材料的種類，光纖激光器可分為晶體光纖激光器、非線性光學型光纖激光器、稀土類摻雜光纖激光器、塑料光纖激光器。

1.2光纖技術

隨著新技術的日新月異，g655光纜的投入運用、摻餌光纖放大器（EDFA）的研制成功，打破了光纖通信傳輸距離受光纖損耗的限制，使全光通信距離延長至幾千公里，給光纖通信帶來了革命性的變化。

1.3網絡技術

現在最為先進的是ASON，即以光傳送網（OTN）為基礎的自動交換傳送網。基本設想是在光傳送網中引入控制平面，以實現網絡資源的按需分配從而實現光網絡的智能化。使未來的光傳送網能發展為向任何地點和任何用戶提供連接的網，成為一個由成千上萬個交換接點和千萬個終端構成的網絡，并且是一個智能化的全自動交換的光網絡。

二、光纖通信的發展趨勢

現在的光纖通信得到了突飛猛進的發展，但是隨著用戶數量的增加、用戶對體驗效果的要求增多以及想要實現網絡智能化、安全化，光纖通信還是有很多不足的地方。光纖通信未來的發展趨勢肯定是超高速、超大容量的智能化控制的安全通信方式。現在先進的ASON技術雖然可以實現網絡智能化控制，但是它對交換設備的要求很高，故設備成本就高。比較經濟的組網方式有兩種：

1、ASON+DWDM組網方案。利用DWDM系統的大容量和長途傳輸能力以及ASON節點的寬帶容量和靈活調度能力，可以組建一個功能強大的網絡。在這樣的網絡中，尤其在骨干和匯聚層網絡，ASON節點可以完成傳統SDH設備所能完成的所有功能，并提供更大的節點寬帶容量，更靈活和更快捷的電路調度能力 ，同時網絡的建設和運營費用也比較低。ASON節點所能提供的單節點交叉容量可以大大緩解網絡中節點的“瓶頸”問題。

2、ASON和SDH混合組網方案。ASON可以基于G.803規范的SDH傳送網實現，也可以基于G.872規范的光傳送網實現，因此，ASON可與現有SDH傳送網絡混合組網。ASON與現有電信網絡的融合是一個漸進的過程，先在現有的SDH網絡形成一個個ASON，然后逐步形成整個的ASON。這一發展過程與PDH向SDH設備的過渡非常相似。

參 考 文 獻

[1]雷肇棣. 光纖通信基礎. 電子科技大學出版社， 1997：208～225.

[2]何宇，汪祥.ASON技術研究

[3]何希才. 傳感器及其應用. 國防工業出版社， 2001：22～24

[4]嚴常青，萬曉榆，樊自甫.ASON網絡生存性方案的研究與設計