光纖技術(shù)在通信工程中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

韓曉龍

摘 要：本文主要闡述的內(nèi)容就是光纖技術(shù)在通信工程的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，希望可以對(duì)通信工程的發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：光纖技術(shù) 通信工程 設(shè)計(jì)與應(yīng)用

引言：

光纖通信技術(shù)，就是通過光波導(dǎo)來進(jìn)行信號(hào)的傳輸，其中信號(hào)為光信號(hào)而非傳統(tǒng)的電信號(hào)或者微波。在進(jìn)行信號(hào)的傳輸過程中，通過調(diào)制器以及光源來進(jìn)行信號(hào)的調(diào)制：即調(diào)制器在電信號(hào)的作用下調(diào)節(jié)光源所發(fā)出光的初相位等光信息，來達(dá)到信息的加載。把加載了信息的光通過波導(dǎo)進(jìn)行傳輸，傳輸中光信號(hào)由于全反射被束縛在波導(dǎo)中，形成信號(hào)的長距離傳輸。信號(hào)到達(dá)目的地通過解調(diào)器把光信息轉(zhuǎn)化為電信息等，為使用者使用。事實(shí)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(lǐng)域已經(jīng)發(fā)揮了巨大的作用，可以說是光纖技術(shù)是我國信息傳送的主要工具。

一、我國通信工程發(fā)展的現(xiàn)狀

通信工程在我國的應(yīng)用，促進(jìn)了社會(huì)發(fā)展的進(jìn)程，近些國家更是加大了投資和建設(shè)的力度，有非常廣闊的發(fā)展前景，但是在發(fā)展的過程仍然與許多的現(xiàn)實(shí)問題，影響著通信工程的發(fā)展，以下主要針對(duì)幾方面做簡單的論述。

1、通信工程缺少競爭力

我國作為發(fā)展中國家，在許多方面的發(fā)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(xiàn)階段還沒有適合我國社會(huì)發(fā)展的核心技術(shù)。我國在發(fā)展通信技術(shù)方面，主要是參考發(fā)達(dá)國家一些成熟的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，在通信產(chǎn)品的制作上主要以進(jìn)口貿(mào)易為主，缺少市場(chǎng)競爭力，這也是影響我國通信行業(yè)發(fā)展的主要因素。

2、地域性差異很大

以目前我國社會(huì)發(fā)展的情況來看，不管是在經(jīng)濟(jì)方面還是在科技方面的發(fā)展都存在著地域性差異，受社會(huì)大環(huán)境的影響，使我國不同的省市之間，通信工程的發(fā)展?fàn)顩r各不相同，地域性差異明顯，很多地區(qū)通信設(shè)備設(shè)施建設(shè)少、通信質(zhì)量差、通信技術(shù)陳舊，有些落后地區(qū)，基本上沒有通信設(shè)備。這種地域間發(fā)展的差異性，不僅增加了相關(guān)政府部門在管理上的難度，還降低了我國通信服務(wù)的質(zhì)量。

3、通信服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)參差不齊

通信工程作為一項(xiàng)偉大的科技工程，為人們的生產(chǎn)和生活帶來了很大便捷，為社會(huì)的進(jìn)步也做出了很大的貢獻(xiàn)。隨著我國社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)腳步的加快，對(duì)于通信服務(wù)的需求越來越高，也對(duì)通信服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的要求，但是以目前我國的通常服務(wù)來看，服務(wù)質(zhì)量參差不齊，各個(gè)地區(qū)差異性很大，發(fā)展的空間還很大，需要國家相關(guān)部門的進(jìn)一步完善。

4、通信工程缺乏相應(yīng)的技術(shù)人才

作為一項(xiàng)重要的科技工程，改革和創(chuàng)新是必不可少的，但是創(chuàng)新的基礎(chǔ)是必須要具有擁有創(chuàng)新思想的技術(shù)人才，我國通信工程在這方面是一個(gè)短板，尤其是在通信產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方面，技術(shù)人才可以用稀少來形容，高素質(zhì)的技術(shù)人才更是匱乏，使我國通信工程發(fā)展受阻。

二、簡述光纖技術(shù)的特點(diǎn)

實(shí)際上，早在上個(gè)世紀(jì)80年代英國的一位科學(xué)家提出了光纖思想，經(jīng)過了漫長的發(fā)展史，才有了如今的光纖技術(shù)。光纖技術(shù)標(biāo)志著一種世界文明的進(jìn)步，這種傳送信息的先進(jìn)技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，以下將從幾方面簡單介紹。

1、光纖技術(shù)抗干擾能力非常強(qiáng)

光纖通信技術(shù)的抗干擾能力是在應(yīng)用的過程中，最為突出的一個(gè)特點(diǎn)，也是最重要的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，這其中最主要的就是光纖技術(shù)對(duì)于電磁的適應(yīng)能力很強(qiáng)，基本上不受電磁的干擾。主要是因?yàn)楣饫w技術(shù)所使用的材料，是以石英為主，石英材料不僅物理性質(zhì)很穩(wěn)定，不易被腐蝕，而且還能降低光纖技術(shù)的能源消耗。另外，選用石英材料的一個(gè)主要原因就是，其對(duì)惡劣的天氣適應(yīng)能力很強(qiáng)，不容易受到雷電、雨水的影響，而且還何以作為復(fù)合光纜使用。

2、光纖材料消耗能源非常低

光纖技術(shù)的主要應(yīng)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(duì)于能源的消耗要低很多。光纖信號(hào)長途傳輸?shù)倪^程中，消耗的能源是非常的大。應(yīng)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(jié)約了耗資成本，而且還把復(fù)雜的傳輸工程變得簡單化，對(duì)光纖技術(shù)的發(fā)展有很重要的意義。

3、光纖技術(shù)信息的傳輸量非常大

光纖技術(shù)作為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的一種全新的通信技術(shù)，和一些其它更高級(jí)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(fā)展的過程中，沒有專門針對(duì)龐大光波信息的電子終端設(shè)備，無法將較大的寬帶信息表現(xiàn)出來。一般我國的通信技術(shù)在發(fā)展的過程中，都是與多種技術(shù)相結(jié)合，以保證實(shí)現(xiàn)這種較大信息量的傳送工作。

三、光纖技術(shù)在通信工程中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

1、光纖技術(shù)在鐵路通信方面的應(yīng)用

光纖技術(shù)在鐵路通信方面的應(yīng)用，主要是通過光纖接入網(wǎng)技術(shù)來完成信息的傳送，光纖接入網(wǎng)技術(shù)主要的工作原理就是，以光纖作為信息傳輸?shù)慕橘|(zhì)，然后通過接入網(wǎng)絡(luò)連接，完成信息的傳遞。一般來說，接入網(wǎng)的技術(shù)分為無線接入和有線接入兩種介入方式。我國在組網(wǎng)方式上主要有環(huán)形、星形和總線三種，其中環(huán)形接入網(wǎng)形式在我國鐵路通信方面應(yīng)用的比較多，是因?yàn)榄h(huán)形接入網(wǎng)對(duì)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(shù)的發(fā)展，已經(jīng)逐步的完善了鐵路通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)，隨著今后科技的越來越發(fā)達(dá)，鐵路的自身運(yùn)營系統(tǒng)也要不斷的完善和改革，促進(jìn)鐵路通信網(wǎng)絡(luò)功能的發(fā)展。

2、相干光通信技術(shù)的應(yīng)用

在相干光通信中主要利用了相干調(diào)制和外差檢測(cè)技術(shù)。所謂相干調(diào)制，就是利用要傳輸?shù)男盘?hào)來改變光載波的頻率、相位和振幅（而不象強(qiáng)度檢測(cè)那樣只是改變光的強(qiáng)度），這就需要光信號(hào)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(yīng)是相干光。激光就是一種相干光。所謂外差檢測(cè)，就是利用一束本機(jī)振蕩產(chǎn)生的激光與輸入的信號(hào)光在光混頻器中進(jìn)行混頻，得到與信號(hào)光的頻率、位相和振幅按相同規(guī)律變化的中頻信號(hào)。相干光是通信技術(shù)中一項(xiàng)非常關(guān)鍵的技術(shù)，外差檢測(cè)是相干光技術(shù)的基礎(chǔ)方法也是主要方法，可以通過光電檢測(cè)器完成光電轉(zhuǎn)換，形成變頻差，調(diào)節(jié)后就可以得到相應(yīng)的傳輸信號(hào)。

3、光弧子通信技術(shù)的應(yīng)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(yīng)導(dǎo)致對(duì)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(duì)傳輸速率和通信容量的限制的同時(shí)，其傳輸容量比當(dāng)今最好的通信系統(tǒng)高出1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，中繼距離可達(dá)幾百公里。光孤子技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)于現(xiàn)代通信的發(fā)展起到了里程碑的作用。尤其在現(xiàn)代通信技術(shù)向大容量傳輸和延長中繼距離方向發(fā)展時(shí)，光孤子傳輸不變形的特點(diǎn)決定了它在通信領(lǐng)域里應(yīng)用的前景。

四、結(jié)語

結(jié)合文章以上論述的內(nèi)容可知，光纖技術(shù)具有抗干擾能力強(qiáng)、能源消耗少、信息傳輸量大等優(yōu)點(diǎn)，在我國鐵路通信運(yùn)輸?shù)倪^程中起到了非常關(guān)鍵的作用。我國實(shí)際的通信工程發(fā)展過程中存在著地域性差異大、缺乏核心競爭力、技術(shù)人才少等缺點(diǎn)。因此，在通信工程中應(yīng)用光纖技術(shù)，是我國通信工程一重大改革，在今后的發(fā)展過程中，我們一定要不斷的完善和創(chuàng)新光纖技術(shù)，促進(jìn)其在我國通信工程中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

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