光纖技術在通信工程中的設計與應用

韓曉龍

摘 要：本文主要闡述的內容就是光纖技術在通信工程的設計與應用，希望可以對通信工程的發展起到一定的促進作用。

關鍵詞：光纖技術 通信工程 設計與應用

引言：

光纖通信技術，就是通過光波導來進行信號的傳輸，其中信號為光信號而非傳統的電信號或者微波。在進行信號的傳輸過程中，通過調制器以及光源來進行信號的調制：即調制器在電信號的作用下調節光源所發出光的初相位等光信息，來達到信息的加載。把加載了信息的光通過波導進行傳輸，傳輸中光信號由于全反射被束縛在波導中，形成信號的長距離傳輸。信號到達目的地通過解調器把光信息轉化為電信息等，為使用者使用。事實上就是以信息為載體的一種通信方法，目前在我國的通信工程領域已經發揮了巨大的作用，可以說是光纖技術是我國信息傳送的主要工具。

一、我國通信工程發展的現狀

通信工程在我國的應用，促進了社會發展的進程，近些國家更是加大了投資和建設的力度，有非常廣闊的發展前景，但是在發展的過程仍然與許多的現實問題，影響著通信工程的發展，以下主要針對幾方面做簡單的論述。

1、通信工程缺少競爭力

我國作為發展中國家，在許多方面的發展起步都很晚。在通信工程方面的亦是如此，通信工程是在近幾年才興起的一種科技工程，現階段還沒有適合我國社會發展的核心技術。我國在發展通信技術方面，主要是參考發達國家一些成熟的發展經驗，在通信產品的制作上主要以進口貿易為主，缺少市場競爭力，這也是影響我國通信行業發展的主要因素。

2、地域性差異很大

以目前我國社會發展的情況來看，不管是在經濟方面還是在科技方面的發展都存在著地域性差異，受社會大環境的影響，使我國不同的省市之間，通信工程的發展狀況各不相同，地域性差異明顯，很多地區通信設備設施建設少、通信質量差、通信技術陳舊，有些落后地區，基本上沒有通信設備。這種地域間發展的差異性，不僅增加了相關政府部門在管理上的難度，還降低了我國通信服務的質量。

3、通信服務標準參差不齊

通信工程作為一項偉大的科技工程，為人們的生產和生活帶來了很大便捷，為社會的進步也做出了很大的貢獻。隨著我國社會主義經濟建設腳步的加快，對于通信服務的需求越來越高，也對通信服務的標準提出了更高的要求，但是以目前我國的通常服務來看，服務質量參差不齊，各個地區差異性很大，發展的空間還很大，需要國家相關部門的進一步完善。

4、通信工程缺乏相應的技術人才

作為一項重要的科技工程，改革和創新是必不可少的，但是創新的基礎是必須要具有擁有創新思想的技術人才，我國通信工程在這方面是一個短板，尤其是在通信產品的設計方面，技術人才可以用稀少來形容，高素質的技術人才更是匱乏，使我國通信工程發展受阻。

二、簡述光纖技術的特點

實際上，早在上個世紀80年代英國的一位科學家提出了光纖思想，經過了漫長的發展史，才有了如今的光纖技術。光纖技術標志著一種世界文明的進步，這種傳送信息的先進技術具有很多優點，以下將從幾方面簡單介紹。

1、光纖技術抗干擾能力非常強

光纖通信技術的抗干擾能力是在應用的過程中，最為突出的一個特點，也是最重要的一個優點，這其中最主要的就是光纖技術對于電磁的適應能力很強，基本上不受電磁的干擾。主要是因為光纖技術所使用的材料，是以石英為主，石英材料不僅物理性質很穩定，不易被腐蝕，而且還能降低光纖技術的能源消耗。另外，選用石英材料的一個主要原因就是，其對惡劣的天氣適應能力很強，不容易受到雷電、雨水的影響，而且還何以作為復合光纜使用。

2、光纖材料消耗能源非常低

光纖技術的主要應用材料是石英，而石英光纖最少的耗能量，可低至0—15Db/Km，與一些其它的光纖材料相比，石英材料對于能源的消耗要低很多。光纖信號長途傳輸的過程中，消耗的能源是非常的大。應用了石英材料后，可以合理的控制其傳輸過程中能源的消耗量，節約了耗資成本，而且還把復雜的傳輸工程變得簡單化，對光纖技術的發展有很重要的意義。

3、光纖技術信息的傳輸量非常大

光纖技術作為現代社會發展的一種全新的通信技術，和一些其它更高級的電纜相比，其有非常龐大的傳送寬帶。但是我國在光纖通信工程發展的過程中，沒有專門針對龐大光波信息的電子終端設備，無法將較大的寬帶信息表現出來。一般我國的通信技術在發展的過程中，都是與多種技術相結合，以保證實現這種較大信息量的傳送工作。

三、光纖技術在通信工程中的設計與應用

1、光纖技術在鐵路通信方面的應用

光纖技術在鐵路通信方面的應用，主要是通過光纖接入網技術來完成信息的傳送，光纖接入網技術主要的工作原理就是，以光纖作為信息傳輸的介質，然后通過接入網絡連接，完成信息的傳遞。一般來說，接入網的技術分為無線接入和有線接入兩種介入方式。我國在組網方式上主要有環形、星形和總線三種，其中環形接入網形式在我國鐵路通信方面應用的比較多，是因為環形接入網對于寬帶的容量非常的大，可以滿足需求量較大的客戶，就是在成本投資方面較高。目前隨著我國光纖技術的發展，已經逐步的完善了鐵路通信網絡網絡，隨著今后科技的越來越發達，鐵路的自身運營系統也要不斷的完善和改革，促進鐵路通信網絡功能的發展。

2、相干光通信技術的應用

在相干光通信中主要利用了相干調制和外差檢測技術。所謂相干調制，就是利用要傳輸的信號來改變光載波的頻率、相位和振幅（而不象強度檢測那樣只是改變光的強度），這就需要光信號有確定的頻率和相位（而不象自然光那樣沒有確定的頻率和相位），即應是相干光。激光就是一種相干光。所謂外差檢測，就是利用一束本機振蕩產生的激光與輸入的信號光在光混頻器中進行混頻，得到與信號光的頻率、位相和振幅按相同規律變化的中頻信號。相干光是通信技術中一項非常關鍵的技術，外差檢測是相干光技術的基礎方法也是主要方法，可以通過光電檢測器完成光電轉換，形成變頻差，調節后就可以得到相應的傳輸信號。

3、光弧子通信技術的應用

光孤子通信作為全光非線性通信方案是消除色散的最佳途徑，其基本原理是光纖折射率的非線性效應導致對光脈沖的壓縮可以與群速色散引起的光脈沖展寬相平衡，在一定條件下，光孤子能夠長距離不變形地在光纖中傳輸。另外它完全擺脫了光纖色散對傳輸速率和通信容量的限制的同時，其傳輸容量比當今最好的通信系統高出1～2個數量級，中繼距離可達幾百公里。光孤子技術的出現，對于現代通信的發展起到了里程碑的作用。尤其在現代通信技術向大容量傳輸和延長中繼距離方向發展時，光孤子傳輸不變形的特點決定了它在通信領域里應用的前景。

四、結語

結合文章以上論述的內容可知，光纖技術具有抗干擾能力強、能源消耗少、信息傳輸量大等優點，在我國鐵路通信運輸的過程中起到了非常關鍵的作用。我國實際的通信工程發展過程中存在著地域性差異大、缺乏核心競爭力、技術人才少等缺點。因此，在通信工程中應用光纖技術，是我國通信工程一重大改革，在今后的發展過程中，我們一定要不斷的完善和創新光纖技術，促進其在我國通信工程中的設計與應用。

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