通信工程設計中光纖技術的應用探究

單祥飛

（華信咨詢設計研究院有限公司，浙江 杭州 310052）

0 引 言

現階段，新興的科學技術越來越多，這些技術和互聯網融合之后，可使用的范圍越來越廣。其中，對于通信領域來說，采用新型的光纖技術可以促進通信行業的發展更上一個臺階，也對其他行業的發展有很大益處。

1 光纖技術簡述

1.1 發展現狀

在通信工程中應用光纖技術的優點非常多，如成本低、損耗低、可靠性高以及抗干擾性強等，因此受到業內人士的廣泛好評?，F階段，隨著科學技術的發展，通信行業也得到了進一步發展，光纖技術已經被廣泛應用到與通信相關的各行各業，如電力通信領域和軍事通信領域等。同時光纖技術在應用過程中展示出多樣性，如光纖接入技術和波分復用技術等。以波分復用技術為例進行分析，其可借助單模光纖損耗區域帶來的資源內容，與不同信道的波長或者光波頻率進行結合，劃分光纖低損耗窗口。通過光波傳輸，將各種類型的信號光載波合并到一起，僅使用一根光纖進行傳輸作用，實現了只接入一個光纖達到多路光線信號復用的傳輸效果。在此傳輸過程中，不同波長所體現的效果不同，另外忽略光纖非線性的問題，可保證光纖接入線路的順利程度，充分滿足用戶對光纖網絡的應用要求。

1.2 應用意義

在全面改進通信技術的背景下，光纖通信利用光波傳輸和處理信息，通信技術在此基礎上可以作為運輸和傳導媒體，能有效促進項目開展并落實。尤其是在科技發展過程中，新興的技術在不斷增多，有效完善了通信技術的應用功能，提升了其傳輸信息的質量，充分發揮出其核心信息技術產生的作用效果，從而充分體現光纖技術的使用價值和優勢。

2 光纖技術優勢

在不斷實踐研究中，光纖技術已經得到了廣泛應用，其應用具有十分明顯的優勢，現從以下幾點進行闡述。

2.1 成本低

光纖芯線的直徑一般是以微米為單位的，而其主要制成材質又是玻璃纖維，占據比重較小，所以具有質量輕的優點，有利于安裝作業。石英作為主要制成材料，比較容易獲得，而且在光纖制作方面，因為技術的不斷改進，使得其生產成本較低。此外，與電纜相比，由于電纜的主要材料為銅，資源稀缺，且價格處于上升狀態，因此通過各方面綜合分析，光纖不管在經濟上還是在應用方面都具有更高的優勢，必將作為傳輸介質被廣泛運用[1]。

2.2 損耗低

通過不斷研究分析表明，頻帶的寬度越寬，容量就越大。光纖通信系統中，在進行設計工作時，通過綜合考慮光纖色散特性和光源調制特性等各方面，構建完整的光纖通信系統，充分發揮出光纖帶寬的優勢。同時可以將波分復用技術應用在光纖傳輸中，增加其通信容量，保證單波長的傳輸過程中速率處于既定范圍內，保持穩定傳輸狀態。此外由于光纖在傳輸過程中的損耗比較小，所以其在更遠距離傳輸方面具有一定的優勢，而且在此過程中，外界溫度的變化不會對損耗產生影響。

2.3 可靠性高

光纖在進行傳輸時，通常沒必要進行中繼放大操作，這樣不僅能提高光纖傳輸的效率和質量，也能避免產生非線性失真的問題，所以應用光纖進行傳輸工作具有更高的可靠性。對于整個系統來說，光纖可減少節點及設備數量，從而提高可靠性。實踐表明，應用光纖設備在正常工作時，如果一直處于無故障狀態，那么其應用時間長達（0.5～7.5）×105h[2]。在進行電波傳輸時，如果電磁波發生泄露現象，那么可能會對正常工作的傳輸通道產生干擾影響，就可能會存在竊聽和保密性非常差等狀況。

2.4 抗干擾性

光纖的主要組成成分是石英，這種材質的特點為不導電，只能傳輸光，所以在光纖傳輸過程中，電磁場不會對其產生干擾，而且受到外界因素的影響較小，不容易被腐蝕，絕緣性效果非常明顯[3]。自然界產生的雷電現象、電離層變化以及人為釋放電磁等現象，均不會對光纖產生較大的影響作用。基于此，其能夠構建復合光纜，常見的方式有兩種，一是與高壓輸電線路平行架設構建復合光纜，二是與電力導體復合結構構建復合光纜。從這方面看，其不僅在高壓輸電線路平線架設系統中具有顯著的應用效果，而且在電力導體復合光纜系統中也同樣如此。此外，由于在具體應用中可以避免一部分電磁脈沖效應，因此光纖信號很難被竊取，使用這種材料對信號進行傳輸，具有很高的安全性保障，又因為光纖傳輸系統應用效果較為顯著，所以在軍事應用系統中使用可以充分發揮出其作用。

3 光纖技術應用分析

3.1 接入組網方面

當前在接入技術領域中，光纖技術應用較為廣泛[4]。光纖信號傳輸較為穩定，利用此特點將其接入網絡信息系統，并研究分析相關信號，以達到提升信號質量的目的。在通信應用方面，有線網接入技術應用非常廣泛，在普通通信方面，接入組網方式包括星網形式、組網形式以及總線組網形式3種。這3類方式在使用規模方面和覆蓋面積方面都分別具有針對性的使用優勢[5]。在當前階段通信工程中，3種組網方式的綜合使用，對解決不同接入需求具有非常好的效果。

3.2 光孤子技術

隨著技術不斷迭代，光纖技術處于快速發展狀態，在此過程中人們發現了光信號傳播的優勢，所以開始深入研究分析光信號傳輸。現階段，光孤子技術有了突飛猛進的發展，作為一種利用相關設施提高光信號傳輸質量的技術，優化了光纖技術的行業應用效果[6]。其利用的設備包括DFB激光器和光孤子放大器等，前者被鎖模半導體激光器代替，而鎖模半導體激光器也是一種耗能比較低，光源比較穩定且能有效提供光源的裝置。而后者則會利用相關技術彌補光孤子能量強度較低的缺陷，從而產生質量比較高，能源相對較低的傳輸技術，從而有效提高人們的生活便利性。

3.3 相干光通信技術

此技術也是光信號應用的一種方式，采用的是外插檢測技術和相干調制技術[7]。前者在光信號中混入激光，并借助相關光波性質有效地計算出原信號的參數，后者在使用過程中能改變廣播頻率相位振幅，從而產生相干光，最終實現信號調制。相干光通信原理與關鍵技術為偏振復用QPSK調制，其具體工作過程如圖1所示。

圖1 光孤子通信現狀與展望

3.4 傳媒行業

與其他行業相比，信息傳輸對傳媒行業的整體工作與發展尤為重要。在現階段發展過程中，傳媒行業主要以提供高品質的多媒體圖像信號服務為主，在運營過程中不僅涉及信息量大，而且格式各有不同，這就要求信息系統容量大且適應性強。光纖通信系統能夠滿足這一要求，其不僅具有非常高的通信容量，而且能夠傳輸各種類型的數字信號。在相關網絡建設過程中，光纜可以代替很多傳統介質進行傳輸工作，在較為復雜的網絡環境中，應用光纖通信技術可以保障高品質的傳輸服務。此外，采用光纖接入的方式，對于保障信號傳輸速率的穩定性和遠距離傳輸具有十分重要的作用，也能提升傳輸質量和抗干擾能力[8]。這些顯著的優勢，使得光纖通信技術已經被廣泛應用，同時不斷促進傳媒行業的發展。

3.5 互聯網方面

當前，信息技術的發展，對推動各個行業進行技術創新產生了重要影響，而且互聯網已經成為保障人們保持正常生產生活中不可或缺的重要組成部分。隨著其不斷擴大建設，相應系統的通信容量和覆蓋面也在不斷增大。同時由于其相關業務與用戶數量在發展中不斷增加，因此使得原來的信號傳輸介質與用戶總體需求不匹配，而應用光纖通信技術可解決此類問題。

3.6 軍用領域

光纖技術優點非常顯著，將其應用在軍事領域中具有非常良好的應用效果。根據資料調查表明，美國是最早將光纖技術使用在軍事領域的國家，將此種技術與傳統的微波通信以及衛星通信進行比較發現，不管在技術理論方面還是技術研究方面都較為先進，具備非常明顯的應用優勢。在局域網和雷達等方面應用光纖技術，對于促進軍事領域的發展有非常明顯的作用[9]?，F階段，國防等領域已經在很多方面使用光纖通信技術，并且取得了良好的成果，在未來發展過程中相關人員會不斷深入研究光纖技術，使其在軍事領域的應用更加全面、更加深入。利用光纖技術有助于國防事業進一步發展，在促進社會和諧統一方面具有重要作用。

4 發展探討

光纖技術不僅快速發展，而且在使用過程中具有豐富的類型，在現階段表現出強有力的發展趨勢和未來發展都，并且技術內容也會得到進一步擴展和優化。從本文討論內容來看，通信工程在未來發展過程中，可從以下兩方面分析光纖技術的發展方向。

4.1 光孤子通信

光孤子作為一種超短光脈沖，其處于光線反常色散區，能夠長距離傳輸信息，在很大程度上可以解決傳統光纖在色散方面的不足之處。另外有效利用光孤子通信，可以有效將在傳輸過程中存在的光纖損耗減小到無，并且在此過程中不存在光電轉換問題，具有傳輸容量非常大、傳輸距離非常遠以及可以有效緩解失真現象的優點。將光孤子應用到傳輸過程中，不會產生新的狀況，能夠有效保證傳輸的質量及效率，對通信領域發展所起的促進作用非常明顯。隨著科技水平的不斷增強以及專業人員的不斷探索與努力，光通信系統將會實現更高、更好且更快地發展。光孤子通信將在現有基礎上擴大傳輸距離，增加傳輸速度并優化EDFA，以這3方面為具體發展方向的現狀與展望如圖1所示。

4.2 全光網絡

全光網絡指的是在傳輸過程中，采用光的形式進行傳輸工作，而且不需要光電轉換，是一種較為理想性的高速通信網[10]。實現全光網絡全面發展的優勢非常顯著，包括可靠性極高、傳輸容量非常大、處理速度非?？煲约板e誤概率非常低等。此外，在實現全光網絡的方向中可以使用光節點代替電節點，在這種情況下可以優化網絡結構，使其組成更加簡單，對于相關人員操作來說也更加簡便，同時對于增加節點沒有過多的條件限制。對比分析光通信網絡與全光網絡發現，后者沒有光電轉換的環節，對于節約資源有一定的效果，但是從發展現狀來看，對于全光網絡并沒有深入了解，依然在初級階段進行探索。所以應該重視接下來的發展方向，研究內容也應將電光轉換問題作為重要的研究方向，這將在很大程度上促進通信技術更好更精準地發展。

5 結 論

在現代化快速發展過程中，將光纖技術應用到通信領域是個非常好的選擇。與傳統通信技術相比，光纖技術優勢顯著，具有投入成本低、應用效率高以及使用期限長的特點，能夠有效降低企業在通信工程方面的投入成本，提升企業的整體經濟效益和社會效益。