光纖技術在通信工程中的設計與應用

臧明+徐豐+趙劍

摘 要：隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展與進步，光纖通信技術也越來越成熟，特別是近年來科學技術的推動，使光纖技術有了更快的發(fā)展，為社會生產(chǎn)和生活提供強大的通信支撐。光纖技術主要是以光波為載波的一種形態(tài)，充分把握好光纖介質(zhì)，通過特殊介質(zhì)的傳輸，形成信息載體，達到快速傳遞的一種形態(tài)方式。人們物質(zhì)生活水平的提高，也對通信要求質(zhì)量有了更高的追求，那么，在實際通信工程建設過程中，通信工程設計中首選的還是光纖，這是通信工程中的重要技術。當前，網(wǎng)絡已經(jīng)普及到千家萬戶，應用到各個行業(yè)領域，人們對信息傳輸?shù)乃俣纫笤絹碓礁?。為了實現(xiàn)快速通信，則需要不斷創(chuàng)新光纖技術能力，滿足各行業(yè)需要，滿足網(wǎng)絡工程需要。不同用途的通信工程對光纖種類要求也存在巨大的差異，只有根據(jù)不同氣候、環(huán)境、地質(zhì)做好技術選擇，才能滿足用戶需求，推動經(jīng)濟建設與發(fā)展。文章主要通過對我國光纖技術現(xiàn)狀進行分析，進一步提出光纖在通信工程設計中的應用措施與方法，希望可以對同類通信工程建設與發(fā)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

中圖分類號：TN929.11 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）26-0099-02

引言

光纖通信技術是較為先進的技術，是科技創(chuàng)新成果的展現(xiàn)，光纖通信主要是指利用了光波導對信號進行快速的傳輸，這其中所指的信號與傳統(tǒng)的電信號或微波信號不同，是速度更快的光信號。信號傳輸需要強大的技術支撐才能實現(xiàn)，傳輸?shù)臅r候，需要利用調(diào)制器及光源來對各種信號進行調(diào)制，也就是說調(diào)制器在電信號作用下，對光源所發(fā)出的初相位等光信息進行有效調(diào)整，保證信息加載容量，然后再把加載了信息的光進行波導傳輸，而在傳輸?shù)倪^程中，光信號受到全反射作用，全部束縛在波導中，能夠把相關信號進行遠程傳導，達到長距離信號傳輸?shù)男Ч?。而當信號到達目的地后，再利用解調(diào)器把光信息進行信息轉(zhuǎn)換，切換成可以使用的信息資源，為用戶提供高清服務，保證信息完整性。光纖技術不斷成熟，特別是在我國網(wǎng)絡發(fā)達的今天，已經(jīng)在行業(yè)中占主導地位，成為我國信息傳送的最主要工具。

1 我國通信工程發(fā)展現(xiàn)狀

一個社會的發(fā)展，離不開強大的信息技術，可以說，我國的經(jīng)濟建設與通信工程發(fā)展是密切相關的，通信技術已經(jīng)成為社會發(fā)展的良好手段。為了滿足各行業(yè)發(fā)展需求，近些年來，國家投入大量的資金，加強通信系統(tǒng)的開發(fā)與建設力度，通信工程有非常廣闊的發(fā)展前景，但是，當前依然存在一系列問題，影響著我國通信工程發(fā)展，主要表現(xiàn)如下。

1.1 通信工程缺少競爭力

我國人口多，資源相對貧乏，與發(fā)達國家相比，我國還處于各行業(yè)的發(fā)展階段，許多方面發(fā)展起步都比較晚。通信工程方面亦是如此，隨著現(xiàn)代社會體系的建立，我國現(xiàn)代化進程不斷加快，通信工程也是在這種情況下，不斷發(fā)展起來的，在我國通信工程還是新興產(chǎn)業(yè)，在各項經(jīng)濟建設中，起到?jīng)Q定性作用，當前，我國已經(jīng)重點在發(fā)展通信核心技術。整體看，市場競爭能力還不夠，通信產(chǎn)品制作、開發(fā)上還是以進口貿(mào)易為主，沒有自主研發(fā)品牌，國際市場上不占優(yōu)勢，缺少國際市場競爭能力，嚴重影響到了我國通信行業(yè)健康發(fā)展。

1.2 地域性差異很大

當前，我國各地經(jīng)濟發(fā)展不平衡，這也在一定程度上體現(xiàn)到了各個行業(yè)，以目前我國社會發(fā)展的情況來看，科技方面發(fā)展還存在嚴重的地域問題，各地發(fā)展不均衡，存在較大的差異性，特別是在社會大環(huán)境、大背景影響下，不同省份、不同城市間，通信狀況也不同，表現(xiàn)為地域性差異明顯，一些偏遠區(qū)域，還沒有建立起科學的通信體系，通信設備設施建設少、通信質(zhì)量差、通信技術陳舊，甚至還存在沒有建設通信工程的區(qū)域。這種地域性的差異，不但影響了通信發(fā)展，同時，也加大了政府管理難度，降低了電信服務經(jīng)濟的能力。

1.3 通信服務標準參差不齊

通信工程是當前最為先進的技術之一，是人類發(fā)明的最偉大工程，提高了人們工作生活品質(zhì)，為人們生產(chǎn)和生活帶來巨大便捷，更推動了社會發(fā)展與進步。但是，隨著我國網(wǎng)絡化的普及與應用，對通信服務需求也變得更高，更是對通信服務標準的考驗。當前，我國通信服務質(zhì)量還不能滿足人們的心理預期，整體服務質(zhì)量跟不上，服務效果也參差不齊，不同區(qū)域存在不同的標準，地區(qū)差異性很大，發(fā)展空間沒有拓展，與市場需求產(chǎn)生脫節(jié)。

1.4 通信工程缺乏相應的技術人才

通信工程是一項全新技術，需要專業(yè)的知識體系支撐，但是當前，我國科技工程建設存在人才不足的問題。要想全面實現(xiàn)科技創(chuàng)新發(fā)展，則需要建立自己的人才隊伍，擁有創(chuàng)新思想的技術人才還嚴重不足，我國通信工程在人才培育上存在短板，尤其是在通信產(chǎn)品設計、開發(fā)上，技術人才還是稀少，高素質(zhì)人才更是匱乏。

2 光纖技術特點

隨著時代的發(fā)展，一些新興技術得到開發(fā)與推廣，光纖技術就是在時代的背景下創(chuàng)造出來的。上世紀80年代，英國首先提出光纖設想，但并沒有成為現(xiàn)實，經(jīng)過漫長發(fā)展，幾代的更新，才形成了如今的光纖技術。光纖技術是時代文明的代表，標志著世界的進步，通過光纖進行信息傳輸已經(jīng)成為現(xiàn)實，整體看，光纖有著自身的應用特點和優(yōu)勢。

2.1 光纖技術抗干擾能力非常強

光纖通信技術具有強大的抗干擾能力，這種能力的體現(xiàn)是在實際應用過程中的展示，這是光纖技術最為突出的一個顯著特點。光纖技術對電磁適應能力強，在使用過程中，不受任何電磁干擾，能夠保證信息的穩(wěn)定安全。光纖技術所使用的材料不同，主要是石英制作而成，石英材料的自然屬性決定其物理穩(wěn)定性強，惡劣環(huán)境條件下，不易被腐蝕、破壞。石英材料在惡劣天氣不受雷電、雨水影響，能夠通過復合光纜達到良好的傳輸效果。

2.2 光纖材料消耗能源非常低

可以說，光纖技術石英材料決定了光纖的低成本運行，石英光纖能夠達到最少耗能的效果，據(jù)統(tǒng)計，可以低到0-15Db/km，與一些其他的光纖材料相比，石英材料對能源消耗是非常低的。信號長途傳輸需要消耗大量的能源，但是通過石英光纖的傳輸，則會全面減少傳輸過程中對能源的消耗，節(jié)省能源，保證安全。endprint

2.3 光纖技術信息傳輸量非常大

隨著人們對信息需求量的增加，生活節(jié)奏的加快，更需要節(jié)省時間，用最快的速度了解掌握信息內(nèi)容，而光纖技術作為現(xiàn)代社會發(fā)展的一種全新通信技術，能夠大大提高傳輸速度，增加信息容量，和高級電纜相比，光纖通過達到更大的容量，其傳送寬帶更寬、速度更快。目前來看，我國光纖通信工程中并沒有開發(fā)出強大的設備，不能把較大寬帶的信息表現(xiàn)出來，需要不斷研究探索，才能建立起我國現(xiàn)代的通信技術體系，形成多種技術結合的良好發(fā)展局面，保證實現(xiàn)較大信息量傳送。

3 光纖技術在通信工程中的設計與應用

光纖技術已經(jīng)在各行業(yè)得到普遍應用，為了全面發(fā)揮光纖作用，則需要在應用中加強設計能力，提高管理水平，保證光纖技術功能的良好發(fā)揮。

3.1 相干光通信技術應用

相干光通信技術有兩種方式，一是相干調(diào)制技術，另一種是外差檢測技術。相干調(diào)制技術主要是利用所要傳輸?shù)男盘枺瑢廨d波頻率、相位和振幅進行轉(zhuǎn)換，不明確光信號頻率和相位，也就是通常所說的相干光，比如激光就是一種相干光。外差檢測主要是利用本機振蕩的激光與輸入信號光，通過光混頻器混頻技術，使信號光頻率、位相和振幅按相同規(guī)律變化的中頻信號。實際應用過程中，可通過光電檢測器完成轉(zhuǎn)換，確保變頻差精準，保證信號強度與精確。

3.2 光弧子通信技術應用

光孤子通信應用較好，是全光非線性通信方案消除色散的最佳途徑，工作原理是光纖折射率非線性效應導致對光脈沖壓縮與群速色散引起的光脈沖展寬平衡，光孤子能長距離傳輸。技術上相對成熟，能夠擺脫光纖色散對傳輸速率和通信容量的限制，傳輸容量能夠高出1～2個數(shù)量級，中繼距離高達上百公里。光孤子技術是當前最為先進的技術形式，是技術發(fā)展的關鍵點，光孤子傳輸不變形的優(yōu)勢，決定了未來發(fā)展方向。

4 結束語

光纖技術越來越普遍，其強大的抗干擾能力，大容量的信息傳輸，在各行業(yè)發(fā)展中起到重要的作用，特別是在我國鐵路通信運輸建設上，起到最為關鍵的作用。只有不斷完善和創(chuàng)新光纖技術，才能不斷促進我國通信工程健康發(fā)展，滿足社會整體需求。

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