光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成及發(fā)展前景

蒙南 方磊坤

【摘要】 光纖通信不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路中，還可以應(yīng)用在電力通信控制系統(tǒng)中，進(jìn)行工業(yè)監(jiān)測(cè)、控制，而且在軍事領(lǐng)域的用途也越來越為廣泛。光纖通信技術(shù)作為信息技術(shù)的重要支撐平臺(tái)，在未來信息社會(huì)中將起到十分重要的作用。

【關(guān)鍵詞】 光纖通信 系統(tǒng)構(gòu)成 前景

一、概念

光纖即為光導(dǎo)纖維的簡稱。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。從原理上看，構(gòu)成光纖通信的基本物質(zhì)要素是光纖、光源和光檢測(cè)器。光纖除了按制造工藝、材料組成以及光學(xué)特性進(jìn)行分類外，在應(yīng)用中，光纖常按用途進(jìn)行分類，可分為通信用光纖和傳感用光纖。傳輸介質(zhì)光纖又分為通用與專用兩種，而功能器件光纖則指用于完成光波的放大、整形、分頻、倍頻、調(diào)制以及光振蕩等功能的光纖，并常以某種功能器件的形式出現(xiàn)。光纖通信是以光波為信息載體，通過光纖來傳遞的一種通信設(shè)施。因?yàn)樗哂腥萘看螅瑐鬏斁嚯x遠(yuǎn)，傳輸速度快，經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，所以在當(dāng)今被廣泛應(yīng)用。

二、光纖通信的特點(diǎn)

（1）光纖通信容量大；傳輸距離長；一根細(xì)細(xì)的光纖可以承載很多個(gè)光信息，而它的傳輸時(shí)以光速傳播，并且損耗非常小。（2）由于光纖較細(xì)，質(zhì)量輕，所以便于鋪設(shè)和運(yùn)輸。（3）光纖通信具有抗電磁干擾能力，傳輸信息不易丟失和失真。（4）信號(hào)串?dāng)_小、保密性能好。（5）光纖通信用材少，而且不污染環(huán)境。（6）光纜適應(yīng)性強(qiáng)，壽命比較長。

三、光纖通信的原理

所謂光纖通信，就是在發(fā)送端首先要把傳送的信息（如話音） 變成電信號(hào)，然后調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上，使光的強(qiáng)度隨電信號(hào)的幅度（頻率） 變化而變化，并通過光纖發(fā)送出去；在接收端，檢測(cè)器收到光信號(hào)后把它變換成電信號(hào)，經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信息。然而，由于目前技術(shù)水平所限，對(duì)光波進(jìn)行頻率調(diào)制與相位調(diào)制等仍局限在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，尚未達(dá)到實(shí)用化水平，因此目前大都采用強(qiáng)度調(diào)制與直接檢波方式（IM- DD） [1] 。基本的光纖通信系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)源、光發(fā)送端、光學(xué)信道和光接收機(jī)組成。數(shù)據(jù)是數(shù)字，聲音，圖像等各種信號(hào)的數(shù)字化。光發(fā)送機(jī)和調(diào)制器則負(fù)責(zé)將信號(hào)轉(zhuǎn)變成適合于在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?hào)，先后用過的光波窗口有0.85、1.31 和1.55。光學(xué)信道包括最基本的光纖，還有中繼放大器EDFA等；而光學(xué)接收機(jī)則接收光信號(hào)，并從中提取信息，然后轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，最后得到對(duì)應(yīng)的話音、圖像、數(shù)據(jù)等信息。

四、光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成

光纖通信系統(tǒng)中，光纖中傳輸?shù)氖嵌M(jìn)制光脈沖“0”碼和“1”碼，它由二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)對(duì)光源進(jìn)行通斷調(diào)制而產(chǎn)生。而數(shù)字信號(hào)是對(duì)連續(xù)變化的模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣、量化和編碼產(chǎn)生的，稱為PCM，即脈沖編碼調(diào)制。

1、光發(fā)信機(jī)。光發(fā)信機(jī)是實(shí)現(xiàn)電/ 光轉(zhuǎn)換的光端機(jī)。它由光源、驅(qū)動(dòng)器和調(diào)制器組成。其功能是將來自于PCM電端機(jī)的電信號(hào)對(duì)光源發(fā)出的光波進(jìn)行調(diào)制，成為已調(diào)光波，然后再將已調(diào)的光信號(hào)耦合到光纖或光纜去傳輸。2、光中繼器。光中繼器由光檢測(cè)器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個(gè)：一個(gè)是補(bǔ)償光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)受到的衰減；另一個(gè)是對(duì)波形失真的脈沖近行政性。3、光收信機(jī)。光收信機(jī)是實(shí)現(xiàn)光/ 電轉(zhuǎn)換的光端機(jī)。它由光檢測(cè)器和光放大器組成。4、光纖連接器、耦合器等無源器件。由于光纖或光纜的長度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制，且光纖的拉制長度也是有限度的。因此一條光纖線路可能存在多根光纖相連接的問題。于是，光纖間的連接、光纖與光端機(jī)的連接及耦合，對(duì)光纖連接器、耦合器等無源器件的使用是必不可少的。

五、光纖通信發(fā)展趨勢(shì)及前景

（1）新一代光纖：隨著社會(huì)發(fā)展的需要已經(jīng)出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖，即非零色散光纖（G.655）和全波光纖。

（2）超高速系統(tǒng)：傳統(tǒng)光纖通信的發(fā)展始終按照電的時(shí)分復(fù)用（TDM）方式進(jìn)行，而如今要滿足社會(huì)發(fā)展需要，光纖通信應(yīng)該按照光的時(shí)分復(fù)用方式進(jìn)行。

（3）超大容量WDM系統(tǒng)：如果將多個(gè)發(fā)送波長適當(dāng)錯(cuò)開的光源信號(hào)同時(shí)在一路光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復(fù)用（WDM）的基本思路。

（4）全光網(wǎng)絡(luò)：WDM波分復(fù)用技術(shù)的實(shí)用化，提供了利用光纖帶寬的有效途徑，使大容量光纖傳輸技術(shù)取得了突破性進(jìn)展。光纖通信的應(yīng)用給人們帶來了一場(chǎng)信息的革命。是整個(gè)社會(huì)進(jìn)入了一個(gè)信息高速發(fā)展的時(shí)代。而光纖通信帶給我們的不僅僅是高速，還有更為客觀的前景，它將帶給我們無盡的方便。電話網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在不遠(yuǎn)的未來，即將由光纖通信的發(fā)展而更好的結(jié)合，那將是光纖通信給人們帶來的第二次震撼。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]張國鴻.淺談光纖設(shè)備通信原理及其布線技術(shù)[J].港口科技通信與導(dǎo)航，2007.

[2]潘遠(yuǎn)翠.淺談光纖通信市場(chǎng)的發(fā)展[J].達(dá)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006.