光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)分析

梁 喆，汪未陽，鄒鵬飛，劉 暢，陶豐帆

（1.中國人民解放軍63769部隊(duì)，陜西 西安 710043；2.中國人民解放軍63760部隊(duì)，廣西 南寧 530001）

1 光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)原理

光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)是通過光導(dǎo)纖維實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的傳輸，并經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換設(shè)備進(jìn)行光信號(hào)和信息的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)哪康摹＞唧w原理圖如圖1所示。在具體應(yīng)用中，需要將多根光纖聚集成一起，才能夠組成用于信息傳輸?shù)墓饫|。

圖1 光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的原理圖

2 光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)在現(xiàn)階段得到了廣泛應(yīng)用，其原因是在于其擁有下述優(yōu)點(diǎn)。

（1）容量大。與以往所用的銅線或者電纜相比，光纖的傳輸帶寬有著非常大的優(yōu)勢，所以其在具體應(yīng)用中能夠進(jìn)行更大容量信息的傳輸，這樣即便對(duì)于多種不同大量信息的傳輸也可以獲得良好的傳輸效果，有效避免了傳輸混亂的問題，大大提高通信傳輸效率。

（2）抗干擾強(qiáng)。光纖是由石英制作而成，石英的強(qiáng)度和絕緣性能非常好，所以其在抵御電磁干擾方面有著極其良好的效果，無論是電氣設(shè)備所產(chǎn)生的電磁干擾或是雷電等自然因素所引起的電磁干擾，都不會(huì)影響光纖的正常傳輸。并且由于石英的強(qiáng)度和耐磨性相對(duì)較好，所以光纖光纜在具體使用中也不易出現(xiàn)損壞。

（3）中繼距離長。信息全球化是當(dāng)今時(shí)代發(fā)展的趨勢，所以當(dāng)下信息傳輸?shù)母采w范圍也越來越廣，這就對(duì)信息數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)提出了更高的要求，由于傳輸距離增加會(huì)導(dǎo)致信息損耗增加，這就會(huì)大大降低信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和效率。但是光纖通信傳輸技術(shù)的中繼距離相對(duì)較長，在信息傳輸中的損耗非常小，即便在進(jìn)行長距離的信息傳輸，其損耗最大也不會(huì)超過20 dB[1]，這就能夠大大提升信息傳輸?shù)男屎蜏?zhǔn)確性。

（3）保密性強(qiáng)。在當(dāng)下信息傳輸?shù)淖铌P(guān)鍵要求就是保密性，這是對(duì)信息傳輸技術(shù)的根本要求之一。光纖傳輸?shù)钠谱g難度非常大，不僅需要消耗較長的時(shí)間，同時(shí)技術(shù)成本投入也非常高，這就為各類商業(yè)信息、私人信息、國防信息等的安全傳輸提供了可靠保障。

3 光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸中的關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 光波分復(fù)用技術(shù)

光纖通信中，光波分復(fù)用技術(shù)能夠把不同的波長在同一根光纖中傳輸。通過對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效復(fù)原原有信號(hào)，并且在具體應(yīng)用中還能夠根據(jù)具體波長寬度和形式，合理進(jìn)行間隔方式的選擇，如密集波、吸收波等，同時(shí)還可以通過冷卻激光來確保光波在光纖中的穩(wěn)定傳輸，最后通過解復(fù)用器等視線光波到波長信號(hào)的轉(zhuǎn)換，從完成對(duì)相應(yīng)接收設(shè)備的連接傳輸。

3.2 光纖放大器技術(shù)

光纖放大技術(shù)的最大作用在于實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的放大處理，該過程主要通過光放大器等工具來實(shí)現(xiàn)，這在光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸中所發(fā)揮的作用是極其重要的。光放大器的放大原理是利用激光受光輻射等方法，將能量信號(hào)進(jìn)行放大，從而滿足更加復(fù)雜的信號(hào)傳輸要求[2]。光放大器的不斷發(fā)展，有效促進(jìn)了光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)階段常用的有光纖放大器、半導(dǎo)體放大器，光纖放大器采用非線性操作，半導(dǎo)體放大器采用行波齒和諧振式操作，兩種方式的適用范圍不同，在具體應(yīng)用中根據(jù)應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行合理選擇。

3.3 光纖交換技術(shù)

光纖交換技術(shù)是光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)年P(guān)鍵，是以光纖為基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)交換，此過程包含光信號(hào)處理、組網(wǎng)安裝等多個(gè)環(huán)節(jié)。其中光信號(hào)處理包括線路級(jí)、比特級(jí)等方式，在具體處理中不同應(yīng)用情境對(duì)光器件的運(yùn)行速度要求不同，必須從應(yīng)用情景入手，合理選擇相應(yīng)的處理方式，確保光纖帶寬能夠得到充分利用[3]。

3.4 光纖接入技術(shù)

近年來，光纖入戶接入技術(shù)在得到了迅速發(fā)展，通過光纖入戶能夠?yàn)橛脩籼峁└咝У男畔鬏敆l件。在光纖接入技術(shù)使用中，需要重點(diǎn)關(guān)注寬帶傳輸網(wǎng)和用戶接入端的連接，確保光纖能夠準(zhǔn)確入戶，超滿足不同地區(qū)、不同單位、不同企業(yè)、對(duì)于光纖通信的要求。

3.5 單模與多模技術(shù)

光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)于通信網(wǎng)絡(luò)控制也有著新的要求，必須綜合考慮光纖信號(hào)的傳輸情況合理選擇相應(yīng)的控制方式，這樣才能夠充分發(fā)揮光纖通信傳輸?shù)募夹g(shù)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)長距離信號(hào)的穩(wěn)定高效傳輸。在現(xiàn)階段常用的有單模技術(shù)和多模技術(shù)兩類，前者多用于長距離信息傳輸，其能夠有效確保信息在長距離傳輸時(shí)的安全性和傳輸效率；而后者一般用于短距離信號(hào)傳輸，能夠滿足短距離傳輸?shù)母咝Х€(wěn)定要求。

3.6 DM傳輸技術(shù)

長距離以及超長距離傳輸是當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)通信傳輸研究的關(guān)鍵所在，要想通過光纖通信傳輸技術(shù)來實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的長距離和超長距離傳輸，就必須從光纖大波段色段入手來開展科學(xué)管控，這是由于當(dāng)色段限制比較低時(shí)，在光纖傳輸中會(huì)因?yàn)閭鬏斝盘?hào)質(zhì)量較差而出現(xiàn)信號(hào)誤差，影響信息傳輸?shù)陌踩浴Ｔ诰唧w信道光纖信號(hào)傳輸中，可以利用弧子技術(shù)來確保在超長距離傳輸中信號(hào)的穩(wěn)定。弧子技術(shù)的合理使用能夠有效控制色散問題，提升光纖網(wǎng)絡(luò)在傳輸中的抗干擾性。

4 光纖通信傳輸系統(tǒng)的組成分析

（1）數(shù)據(jù)系統(tǒng)。光纖通信傳輸中需要通過數(shù)字網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，這樣既能有效控制光纖傳輸過程中的流量，同時(shí)還可以減少傳輸中所造成的資源浪費(fèi)。在具體通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要綜合考慮各方面的因素和目標(biāo)要求，合理進(jìn)行資源平臺(tái)的優(yōu)化調(diào)整，并且還需要具備自動(dòng)調(diào)整功能，能夠結(jié)合光纖網(wǎng)絡(luò)的具體運(yùn)行情況，自動(dòng)對(duì)流量進(jìn)行調(diào)整，使光纖網(wǎng)絡(luò)的帶寬得到最大化利用。數(shù)據(jù)系統(tǒng)在運(yùn)行中，結(jié)合具體網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的流量及傳輸情況，先確定額定流量值，并按照程序進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，如果光纖通信傳輸系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)流量超過額定值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)重新對(duì)流量進(jìn)行分配，以此來確保光纖傳輸通信網(wǎng)和帶寬，避免信息傳輸效率降低。

（2）服務(wù)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)通信作為當(dāng)下通信行業(yè)的重點(diǎn)，怎樣進(jìn)一步促進(jìn)光纖網(wǎng)絡(luò)通信效率是當(dāng)下光纖網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)研究的關(guān)鍵。網(wǎng)絡(luò)通信經(jīng)過長期的發(fā)展已經(jīng)完成了數(shù)字化光纖的建設(shè)，為后續(xù)光纖升級(jí)改造奠定了良好基礎(chǔ)，但是隨著當(dāng)下用戶需求和要求的增加，在具體應(yīng)用中還有較多問題亟待解決，因此作為技術(shù)人員必須從服務(wù)層面入手，積極進(jìn)行各種新技術(shù)和新功能模塊的開發(fā)，不斷加快數(shù)字化通信技術(shù)的進(jìn)步和提升。

（3）整合系統(tǒng)。光纖通信傳輸技術(shù)是以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，具體包括光纖傳輸、遠(yuǎn)程控制、遙感等，通過上述技術(shù)所構(gòu)建自動(dòng)化的管控平臺(tái)，能夠結(jié)合具體光纖通信傳輸?shù)囊蠛蛯?shí)際情況合理進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的整合，從而為后續(xù)操作奠定基礎(chǔ)。

（4）操作系統(tǒng)。光纖通信傳輸技術(shù)在具體應(yīng)用中存在的問題依然很多，尤其在操作應(yīng)用方面，用戶在該方面的需求和要求在不斷提升，這就對(duì)操作系統(tǒng)的功能性和可操作性提出了更高的要求，需要從數(shù)據(jù)處理一體化、數(shù)字化層面入手來進(jìn)行操作系統(tǒng)的不斷完善和優(yōu)化，從而為用戶提供更好的服務(wù)體驗(yàn)。

5 光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)發(fā)展中存在的 問題

（1）信息容量不足。在上文已經(jīng)提到當(dāng)下光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸中，基本所采用的是單模或者雙模光纖，二者的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)也極其明顯，單模光纖適用于長距離信息傳輸，但是成本相對(duì)較高，在短距離傳輸中一般多采用雙模光纖。段隨著大眾對(duì)于網(wǎng)速和信息容量要求的進(jìn)一步提升，需要對(duì)通信技術(shù)容量進(jìn)一步的提升并盡可能降低建設(shè)成本，這樣才能夠滿足今后的光纖通信發(fā)展要求。

（2）核心干線建設(shè)相對(duì)較慢。在當(dāng)下光纖通信行業(yè)建設(shè)中，主干線基本采用的都是單模光纖，干線的主要型號(hào)是以G652和G655替代以往使用的G653和G654。由于干線多數(shù)需要在室外布設(shè)，所以現(xiàn)階段基本都會(huì)采用分布光纖，同時(shí)干線光纜的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了改變，不使用緊套層絞和骨架結(jié)構(gòu)。

（3）光纖接入技術(shù)有待提升。網(wǎng)絡(luò)信息業(yè)務(wù)在當(dāng)下具備極大的市場，各項(xiàng)工作業(yè)務(wù)的開展都與網(wǎng)絡(luò)密切相關(guān)，與以往相比，大眾不僅需要獲得良好的語音通話體，更需要獲得高清晰度的視頻通話，網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)日益繁雜，并且標(biāo)準(zhǔn)要求也不斷提升，在當(dāng)下必須從技術(shù)突破層面入手，滿足多樣化的業(yè)務(wù)接入要求，并通過技術(shù)來更好實(shí)現(xiàn)對(duì)帶寬的動(dòng)態(tài)分配，這是當(dāng)下光纖接入技術(shù)研究突破的關(guān)鍵所在。而要想實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，就必須投入更多的人力和財(cái)力，耗費(fèi)大量時(shí)間來進(jìn)行相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的突破和創(chuàng)新，這就給光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)發(fā)展帶來了更大的難度和挑戰(zhàn)。

6 光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)在今后的發(fā)展分析

6.1 實(shí)現(xiàn)超大容量傳輸

在現(xiàn)今時(shí)代，信息網(wǎng)絡(luò)的通信量增長極其迅速，這就給信息儲(chǔ)存?zhèn)鬏斣鎏砹藰O大的壓力和負(fù)擔(dān)。光纖通信技術(shù)雖然能夠滿足大容量信息傳輸?shù)男枨螅菑男畔⑼ㄐ判袠I(yè)的發(fā)展趨勢來看，當(dāng)下的光纖通信技術(shù)，并不能完全滿足現(xiàn)階段以及今后的信息儲(chǔ)存?zhèn)鬏斠螅栽诮窈蠊饫w通信發(fā)展中，必須進(jìn)一步圍繞技術(shù)創(chuàng)新來不斷增加和擴(kuò)大光纖傳輸?shù)娜萘浚ㄟ^超大容量來促進(jìn)光纖傳輸效率和能力的提升。對(duì)于信息儲(chǔ)存需要進(jìn)一步擴(kuò)大信息儲(chǔ)存容量，據(jù)調(diào)查當(dāng)下國內(nèi)光纖通信利用較低，在今后的發(fā)展中，光纖超大容量，數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖袌銮熬昂蛢?yōu)勢較大。

6.2 光弧子通信技術(shù)的完善

光弧子通信技術(shù)的原理是通過色散和補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的無失真?zhèn)鬏敚幢氵M(jìn)行長距離信號(hào)傳輸，信號(hào)也很少出現(xiàn)畸變，有效解決了光纖通信傳輸中的信號(hào)衰減問題，無需開展光電轉(zhuǎn)換，簡化了光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸中的環(huán)節(jié)，提高了傳輸?shù)男屎头€(wěn)定性。所以在今后的光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)發(fā)展中，需要進(jìn)一步圍繞光弧子通信技術(shù)、整形技術(shù)、重定時(shí)技術(shù)來進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和融合，以此來實(shí)現(xiàn)更長距離級(jí)別的光纖通信傳輸。

6.3 構(gòu)建全光網(wǎng)絡(luò)

隨著光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，現(xiàn)階段光纖通信仍是先將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，再轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，在各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所采用的為電器件，該技術(shù)在容量和傳輸功能方面都能夠滿足當(dāng)下的傳輸需求，但是其在靈活性方面相對(duì)較差，所采用的仍是點(diǎn)到點(diǎn)的通信模式。而在全光網(wǎng)絡(luò)中，各項(xiàng)信息的通信傳輸主要以波長為依據(jù)，無須進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，就可以直接通過光波來傳輸信息，這樣就能夠大大促進(jìn)傳輸容量和效率的提升。

7 結(jié)束語

綜上所述，信息傳輸技術(shù)的發(fā)展直接影響著信息時(shí)代社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程和大眾的生活工作，因此在現(xiàn)階段必須結(jié)合當(dāng)下信息通信技術(shù)發(fā)展中的問題，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的研究和創(chuàng)新，從超大傳輸容量、光弧子通信技術(shù)、全光網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建等多方面入手不斷提高光纖通信傳輸技術(shù)的傳輸效率和傳輸質(zhì)量，有效促進(jìn)我國通信行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。■