淺談信號在光通信中的傳輸

摘 要：隨著計算機技術、通信技術的迅速發展，人們在生產生活中對信息傳輸質量的要求不斷提高，以光為載體的光通信技術受到越來越多的關注。其在通信、交通、教育等多個領域都獲得了較為廣泛的應用，有效地促進了現代通信技術的發展。但是，我們也必須意識到信號在傳輸過程中，會受到各種因素的影響，必須采取針對性的措施盡可能的減少光信號的損耗。因此，本文就信號在光通信中的傳輸問題展開研究，希望為促進我國通信產業的發展提供一定借鑒。

關鍵詞：信號；光通信；傳輸

近年來，光通信技術得到了飛速的發展和應用，它是一種以光為載體的現代通信技術。在實際應用中，具有高速率、大容量、安全性能好、運行穩定、成本低廉等特點，已在電信、教育、軍事等多個領域獲得了廣泛地應用，有效地促進了現代化信息產業的發展。但是，隨著光通信的推廣應用，信號的損失問題也是越來越突出，在信號的傳輸過程中不僅會受到本身因素的影響，還會受到施工及環境因素的影響，產生很多不必要的損失，如何才能有效減少光信號的損耗，提高信號的質量，已成為人們關注的焦點。

1光纖及光纜概述

光纖是一種高效的光信號傳輸工具，它是利用光脈沖的形式來實現信號的傳遞。一般來說，光纖的關鍵組成部分是具有較高折射率的玻璃，光束在其中能夠進行穩定的傳輸，并在表層進行全反射之后，以“之”字形向外傳輸。光纜則是將相應數量的光纖組合起來構成纜心，再包上一定的保護層，以實現信號傳輸的通信線路。光纖在實際應用中，是以光為載體并以模的形式進行信號傳輸的，這里的模是指線路截面電磁波的具體分布情況。不同的模是以不同的系數、速率傳輸的，有著各自的特點。目前，主要包括單模（僅傳輸一種模式）與多模光纖（可傳輸多種模式）兩種類型，在應用中應根據需要進行選擇。

2光纖具有的優勢

通過近些年的應用，光纖表現出多方面的優勢，不僅傳輸的速率高、數據容量大，而且安全性、可靠性等方面也非常的理想。相比于電纜，在傳輸帶寬，通信容量，信號質量等方面都有著較大的優勢。而且中繼距離更長，適用的范圍更廣，在當前的很多領域都能得到應用。同時，光纖是由玻璃等材料制作而成，相比于電纜在成本上更低，使用價格更便宜，能夠進一步擴大企業效益。此外，它的絕緣性能，抗腐蝕性能也非常好，能夠適用在各種復雜的環境下，并且不會受到周邊電磁的干擾，信號傳輸的穩定性更強，可靠性更高。此外，光纖傳輸不帶電，在使用時非常安全，即使是易燃、易暴的環境也可以使用。運行壽命更長，重量更輕，在鋪設過程中更加方便操作，不僅減少了施工工作量，也避免了可能的危險。這些都推動著光纖的推廣應用，并進一步促進了通信產業的發展和進步。

3信號在光通信中的傳輸

光通信技術有著多方面的優勢，但在其應用過程中，也不可避免的會產生一定程度的損耗。光纖的傳輸損失，就是光信號在傳輸過程中由于受到各種因素的影響，而造成信號強度的衰減。一般情況下，可用衰減系數來表示信號損失的程度，其在很大程度上決定了光纖傳輸的距離。

近年來的研究發現，信號傳輸過程中不僅會受到本身因素的影響，還會受到施工及環境因素的影響，下面對此進行詳細的描述。

3.1光纖本身因素造成的傳輸損失

在對光信號的損失進行研究時，光纖本身的因素是無法忽略的。研究指出，材料的物質特性、使用的摻雜劑、包含的雜質等都會造成信號的損耗，原子缺陷、色散等也會對信號的質量產生不同程度的影響。實踐證明，光纖本身因素造成的損失是影響傳輸距離、信號穩定性的最重要因素，要想進一步改善光通信質量，必須加強這方面的研究，提出更加穩定、可靠的制作材料及生產工藝。

3.2非本身因素造成的傳輸損失

非本身因素造成的損失，一般是由于光纖在鋪設過程中受到了彎曲、擠壓，熔接過程中操作不當以及其他外部因素影響而產生的損失。

（1）光纖的鋪設過程中，需要進行一定程度的彎曲、拉伸等操作。盡管光纖是可以進行彎曲的，但彎曲過度時，必然會對其質量產生某種影響，即便仍可以使用，但光傳輸的路徑會發生改變，其中的部分光能會無意義的損失掉，進而引發光信號的損失。一般來說，波長越長，造成的損失越大。光纖在鋪設中遭受扭曲，或是在安裝硬件設備進行盤繞時，當產生了比其直徑大的多的彎曲就會引發額外的衰耗。此外，在光纖的生產加工過程中，其接觸面出現比較微小的不規則時，也會因為應力的分布不均衡而帶來光信號的衰耗。

（2）光纖因生產、施工不規范以及外界環境變化等也會產生一定程度的損失。在具體的施工過程中，有時候會受到較大的外力牽引、拉扯，就會出現打扣、浪涌等，進而引發光纖保護層的損傷，而使得部分應力出現不均衡，最終就會造成光信號的損失。在外界環境變化較大時，比如光纖就會受到溫度變化的影響，出現熱脹冷縮等形成細微的彎曲，這也會引發額外的光信號損失。

（3）光纖熔接過程中，也難免會帶來傳輸損失。在進行熔接時，熱熔保護管會發生扭曲、變形，光纖會出現移位、傾斜，接觸面的完整度、潔凈度也會受到影響，再加上操作人員的技術水平參差不齊、施工步驟不規范、熔接設備設置不當等，都有可能引發光信號的損失。

3.3降低傳輸損失的幾點建議

通過上述分析，我們對引起光信號損失的原因有了一定了解，為提高光傳輸質量，應針對性的采取措施盡可能的減少損耗的產生。

（1）在光纖的生產制造階段，應加強對原材料的管理，確保材料質量。同時，要通過技術上的升級、優化，不斷改進生產工藝。

（2）生產企業應嚴格遵照行業標準要求進行生產，并確保生產過程的規范性、標準性，不得為了降低成本而簡化生產流程。

（3）在進行工程設計時，有關單位在條件允許的情況下，應盡可能選擇優質的光纖和連接器，且選用同樣批次的光纖產品，以確保光纖工程的整體性能。

（4）在工程施工階段，應根據當地的環境特點選擇鋪設路線以及光纖連接方式。

4結語

總的來說，隨著通信技術的發展，對信號傳輸效率、傳輸質量的要求不斷提高，以光為載體的光通信技術得到了越來越廣泛地應用。但是，光信號在傳輸過程中，不可避免的會受到各種因素的影響，而出現不同程度的損耗。為此，如何有效的減少信號在光通信中的傳輸損失，是當前亟待解決的一個問題，這對于光通信的未來發展也有著重要意義。

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作者簡介：

彭姿文，出生年月：1998.4，性別：女，民族：漢，籍貫（精確到市）：山東省青島市，學歷：本科在讀，研究方向：專業通信工程.