光纖通信在5G通信系統(tǒng)中的運用分析

摘要：隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，5G通信和光纖通信技術(shù)得到了快速發(fā)展，并逐漸進入人們的日常生活。尤其是5G通信系統(tǒng)，在一定程度上促進了光纖通信的發(fā)展。與傳統(tǒng)通信方式相比，光纖通信具有多方面的優(yōu)勢，如經(jīng)濟性、技術(shù)性和抗電磁干擾能力強等。將光纖通信應(yīng)用到5G通信系統(tǒng)中，不僅可以更好地發(fā)揮光纖通信的特點和優(yōu)勢，而且還可以有效提高5G通信系統(tǒng)的運行效率。本文詳細闡述5G通信和光纖通信的特點、關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用情況，并重點探究在5G通信系統(tǒng)中光纖通信的運用效果及未來發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：5G通信系統(tǒng)；光纖通信；問題；對策；前景

光纖通信技術(shù)是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信、無線通信等線路的必要連接技術(shù)。它不僅能夠提高人們的信息交流效率，還方便于人們?nèi)粘ｋ娮有畔蕵罚瑯O大地提高了人們的生活質(zhì)量。如今，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提升，對信息傳輸速度提出了更高的要求。然而，現(xiàn)有的4G無線通信技術(shù)已經(jīng)無法滿足日常需求，這就使得5G通信系統(tǒng)應(yīng)運而生。5G通信系統(tǒng)具有高速度、低時延、頻譜利用率高、設(shè)計理念先進以及泛在網(wǎng)等特點。將5G通信系統(tǒng)與光纖通信相結(jié)合，不僅可以滿足不同群體對網(wǎng)絡(luò)的基本需求，還可以促進社會各領(lǐng)域和各行業(yè)的快速發(fā)展。

一、5G通信系統(tǒng)概述

（一）5G通信系統(tǒng)發(fā)展歷程

5G是第5代移動通信技術(shù)的簡稱，其現(xiàn)階段還處于初步研發(fā)階段。基于互聯(lián)網(wǎng)時代的背景，各行業(yè)對互聯(lián)網(wǎng)信息傳輸標準和速度提出了更高的要求。越來越多的電子企業(yè)和研發(fā)人員開始投入到5G通信系統(tǒng)的研發(fā)中，為推動我國的科學(xué)技術(shù)發(fā)展和經(jīng)濟社會發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

國內(nèi)ICT領(lǐng)域的龍頭企業(yè)自2009年開始全面、系統(tǒng)地對5G通信網(wǎng)絡(luò)進行了研究和開發(fā)，構(gòu)建了多個通信基站。相關(guān)通信單位從2013年開始加大在5G通信系統(tǒng)研發(fā)和改進方面的投入力度，并取得了明顯的進展。2020年，我國將5G通信系統(tǒng)正式面向社會開放，為用戶提供更加高效的信息傳輸體驗和優(yōu)良的數(shù)據(jù)下載速度。與4G通信技術(shù)相比，5G通信系統(tǒng)在信號傳輸質(zhì)量和信息傳輸效率方面都得到了明顯的提升，為廣大用戶帶來了前所未有的通信技術(shù)體驗。

（二）5G通信技術(shù)特點

1.高速度。與傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)相比，5G通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率得到了明顯提升，最高可達10Gbit/s，基本上是過去4G LTE蜂窩網(wǎng)絡(luò)的100倍。同時，5G通信系統(tǒng)具有超大帶寬傳輸能力，即使觀看360度全景視頻、4K高清視頻和VR虛擬現(xiàn)實體驗也非常流程，沒有卡頓現(xiàn)象。

2.低時延。5G通信系統(tǒng)的一個新場景是高可靠連接的工業(yè)自動化和無人駕駛。在人與人之間的信息交流中，可以接受140毫秒的時延，然而，如果將這種時延應(yīng)用到工業(yè)自動化和無人駕駛領(lǐng)域，很難滿足要求。而5G通信系統(tǒng)具有低時延的特點，最低可達1毫秒甚至更低。

3.頻譜利用率高。隨著5G通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，高頻段的頻譜資源得到了更廣泛的應(yīng)用。然而，現(xiàn)有科技水平下，由于高頻段無線電波的穿透能力受限，將會在某種程度上對高頻段頻譜資源的利用率造成限制。但是，這并不會影響到有線與無線寬帶技術(shù)融合、光載無線組網(wǎng)等技術(shù)的應(yīng)用。

4.泛在網(wǎng)。在各行各業(yè)的發(fā)展過程中，推動了網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)朝著多元化的方向發(fā)展。只有通過這種方式，才能在復(fù)雜的場景中廣泛應(yīng)用，并支持多元化的業(yè)務(wù)。泛在網(wǎng)在縱深覆蓋和廣泛覆蓋兩個方面提供了強有力的支持。實際上，相比于高速度，泛在網(wǎng)的重要性更為突出。泛在網(wǎng)只需要建立一個速度很高、覆蓋地點較少的網(wǎng)絡(luò)，就能確保5G通信網(wǎng)絡(luò)的整體服務(wù)與良好體驗。

5.設(shè)計理念先進。在現(xiàn)有通信業(yè)務(wù)中，室內(nèi)通信業(yè)務(wù)占據(jù)著主導(dǎo)地位。因此，在5G通信系統(tǒng)的設(shè)計過程中，要借助先進的設(shè)計理念，不斷提高室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍和支撐能力，以期更好地發(fā)揮5G通信網(wǎng)絡(luò)的作用。

（三）5G通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)

1.SON技術(shù)。對于5G通信網(wǎng)絡(luò)而言，維護與部署工作非常關(guān)鍵，并且需要委派專業(yè)技術(shù)人員來負責(zé)。SON技術(shù)可以實現(xiàn)人力、物力和財力的節(jié)約，同時還可以解決人工無法優(yōu)化和處理的各種網(wǎng)絡(luò)問題。通過SON技術(shù)的應(yīng)用，可以保證5G通信網(wǎng)絡(luò)的智能運行，并且實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的全面維護及部署，從而有效提高5G通信網(wǎng)絡(luò)的運行效率。

2.SDN技術(shù)。該技術(shù)可以通過相關(guān)軟件對5G通信網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)整和優(yōu)化，具有精簡設(shè)備、簡化操作流程和靈活性更強等特點。SDN技術(shù)還可以實現(xiàn)對5G通信網(wǎng)絡(luò)的有效管控，營造良好的網(wǎng)絡(luò)運行環(huán)境，在改善移動傳輸質(zhì)量的同時，提高5G通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用效果。如今，SND技術(shù)在5G通信網(wǎng)絡(luò)研究方面取得了非常顯著的成果，然而還存在一些相關(guān)問題需要進行研究和解決。

3.D2D技術(shù)。在5G通信網(wǎng)絡(luò)中，D2D技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對蜂窩系統(tǒng)的有效補充，進而達到預(yù)期的無線數(shù)據(jù)傳輸效果。同時，D2D技術(shù)還能夠精簡資源，降低外界對5G通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母蓴_，不僅可以全面提高數(shù)據(jù)傳輸速率，而且還可以有效降低傳輸成本。此外，要想更好地發(fā)揮D2D技術(shù)的優(yōu)勢，則需要對無線資源管理與通信實時性等要點給予深入研究，以確保5G通信網(wǎng)絡(luò)的更好、更快發(fā)展。

4.異構(gòu)超密集部署分析技術(shù)。實際上，5G通信網(wǎng)絡(luò)具有更高的智能化程度。在其發(fā)展過程中，通過提高低功率節(jié)點數(shù)量，不僅可以滿足網(wǎng)絡(luò)流量增長需求，而且還可以實現(xiàn)超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)效果。在5G通信網(wǎng)絡(luò)中，異構(gòu)超密集部署分析技術(shù)屬于核心技術(shù)。對于5G通信網(wǎng)絡(luò)而言，它需要設(shè)置許多節(jié)點，遠超出4G移動網(wǎng)絡(luò)站點數(shù)量，基本上超出10倍左右。同時，各站點間的距離低于10m，極其密集化。通過這樣的部署方式，可以提高站點的覆蓋率，使得在1km范圍內(nèi)能夠為2萬用戶提供5G通信服務(wù)。異構(gòu)超密集部署分析技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)“一對一”的服務(wù)目標。然而，由于部署的站點數(shù)量偏多，使得節(jié)點與終端間距明顯縮短，從而大幅度提升了該技術(shù)的應(yīng)用功率。雖然在5G通信網(wǎng)絡(luò)中，異構(gòu)超密集部署分析技術(shù)具有多方面的優(yōu)勢，但也存在一定的弊端。因為布置的站點越多，會導(dǎo)致距離越短，進而使互聯(lián)設(shè)備的物理布局越發(fā)復(fù)雜，這樣容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不兼容等問題。因此，要想更好地推動5G通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，就需要采取有效措施解決共享頻譜干擾、同頻率網(wǎng)絡(luò)干擾以及層次干擾等問題。

二、光纖通信概述

在電子信息傳輸過程中，光纖通信技術(shù)既可以實現(xiàn)信息的快速傳達，確保信息的傳輸質(zhì)量，而且還可以有效提高傳輸效率，具有非常好的發(fā)展前景。現(xiàn)如今，越來越多的企業(yè)和研發(fā)人員開始加入光纖通信技術(shù)的研究，不僅可以使該技術(shù)變得更加完善，還可以為人們提供高質(zhì)量的通信服務(wù)。接下來，將從光纖通信的組成、光纖通信的發(fā)展歷程、光纖通信的技術(shù)、光纖通信的優(yōu)勢等方面進行詳細闡述。

（一）光纖通信的組成

光纖通信主要借助光電器來實現(xiàn)信息的有效交互，在20世紀90年代中期獲得了爆炸式的發(fā)展和應(yīng)用，主要是因為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速普及。該技術(shù)既可以提供快速的信息傳遞，又可以提高人們應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的體驗感。光纖通信的組成主要有以下幾個方面：1.光纖光柵。它屬于一類新型的光纖光電器件，借助光柵器件不僅可以使光纖通信在通信行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，還可以改善各種激光光源的性能，并可以被制成不同的光纖器件，在各行各業(yè)中得到有效應(yīng)用。光纖光柵的研究歷程比較短，具有較大的研究價值，因此被眾多企業(yè)和研究人員所重視。在光纖通信和5G通信網(wǎng)絡(luò)中，光纖光柵發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。2.光纖連接器。它的功能是確保光纖線路的有效連接，主要采用可拆卸的形式。3.光纖耦合器。它是光纖線路連接中比較關(guān)鍵的組成單元，能夠?qū)崿F(xiàn)電子信號與光纖線路的充分耦合，并提高電子信息的傳輸效率。

（二）光纖通信的發(fā)展歷程

1.普通單模光纜。在通信系統(tǒng)中，最常見的是單模光纜。在其發(fā)展初期，通信距離有限，如果延長通信距離，可能會導(dǎo)致光纜中的信號受到干擾或丟失等情況，從而對數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性產(chǎn)生不利影響。同時，普通單模光纜也存在信道容量比較小的問題，無法滿足大量的信號傳輸需求。

2.接入網(wǎng)光纜。這類光纖通信具有通信分支多、通信距離短等特點。為了解決信道容量不足或信道容量較小的問題，通常會選擇增加光纖的芯數(shù)，從而提高同一時間內(nèi)信號的傳輸數(shù)量。如今，在人們的日常生活中，接入網(wǎng)光纖通信得到了廣泛應(yīng)用，且基于萬物互聯(lián)的時代背景下，接入網(wǎng)光纖通信所具有的優(yōu)勢和作用將進一步發(fā)揮。

（三）光纖通信常用技術(shù)

1.寬帶放大器的技術(shù)。為了進一步提高光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量，一般會選擇寬帶放大器技術(shù)。其常用方式包括碲化物光纖放大器、摻餌氟化物光纖放大器與拉曼光纖放大器等。在光纖通信技術(shù)的發(fā)展過程中，該技術(shù)具有偏振不敏感、噪聲與量子噪聲頂點相靠近、無串擾等特點。

2.色散補償?shù)募夹g(shù)。在高速信道工作狀態(tài)下，在1550nm波段內(nèi)包含了約為18ps（mmokm）的色散，這極有可能會導(dǎo)致脈沖展寬，進而引起誤碼現(xiàn)象，從而在一定程度上影響了高速信號長距離傳輸?shù)男省τ诔Ｒ?guī)光纖的10Gbits系統(tǒng)來說，僅存在50km的色散限制。因此，在長距離傳輸過程中，最好選擇色散補償技術(shù)來使上述問題得到有效解決。

3.復(fù)用的技術(shù)。為了使光纖寬度的使用率得到提升，通常會選擇多個無線信道為同一個或多個移動臺所共用，即所謂的多信道共用。在光纖通信中，有多種常用的復(fù)用方法，其中波分復(fù)用、時分復(fù)用和空分復(fù)用是現(xiàn)實生活中常用的方法。波分復(fù)用是應(yīng)用比較成熟的一種復(fù)用方法，可以在同一根光纖中同時傳輸兩個或多個不同波長的光信號，從而大大提高傳輸容量和傳輸效率。

4.孤子WDM傳輸?shù)募夹g(shù)。當傳輸系統(tǒng)的容量較大時，色散現(xiàn)象會對傳輸距離和容量產(chǎn)生限制。孤子WDM傳輸技術(shù)在光纖通信系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，它可以借助光纖自身的非線性特征對光纖的色散進行平衡處理，使得傳輸向著長距離、高容量和高速率的方向發(fā)展。

5.光纖接入技術(shù)。隨著計算機的廣泛普及，計算機技術(shù)在各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用，這對通信速度和通信流暢性提出了更高的要求。目前，計算機通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)持續(xù)推進，設(shè)備數(shù)量不斷增加，極大地改善了整體的通信網(wǎng)絡(luò)。在軍事領(lǐng)域中，對通信技術(shù)提出了更高的要求，這就凸顯了光纖接入技術(shù)的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的用戶接入方式不僅會消耗大量的能源，而且會影響網(wǎng)絡(luò)使用速度，并且保密性較低，抗干擾能力較差，無法廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域。而光纖接入技術(shù)不僅可以使整體的網(wǎng)絡(luò)速度得到提升，還可以有效地拓寬傳輸帶寬，為人們帶來便利的同時降低了網(wǎng)絡(luò)故障的發(fā)生率。

（四）光纖通信的優(yōu)勢

1.技術(shù)優(yōu)勢。與傳統(tǒng)金屬導(dǎo)線相比，光纖通信的傳輸數(shù)據(jù)更多，傳輸數(shù)據(jù)波長更長，傳輸頻率更高。然而，由于終端接收信號設(shè)備可能缺少相應(yīng)的技術(shù)支持，因此無法有效傳輸頻率相對復(fù)雜的光信號，無法充分發(fā)揮光纖傳輸信號的功能。目前，為了使上述問題得到有效解決，通常會選擇密集波分復(fù)用技術(shù)來提高光纖傳輸容量，該技術(shù)可以將光纖通信的傳輸容量提高幾倍甚至幾十倍，從而大幅提高光纖內(nèi)光信號的傳輸速率，最高可達2Gb/s。一旦引入密集波分復(fù)用技術(shù)，光纖通信的傳播速率可提升至百倍以上。因此，目前大多數(shù)企業(yè)都選擇光纖通信技術(shù)作為首選的信息傳輸技術(shù)。

2.經(jīng)濟優(yōu)勢。通常情況下，光纖通信不僅具有更大的通信容量，而且具有更多的傳輸資源。例如，理論上一根光纖傳輸?shù)臄?shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)4048b/s，而理論上最好的金屬導(dǎo)線能達到的傳輸數(shù)據(jù)僅為400b/s。因此，一根光纖就可以完成十根金屬導(dǎo)線的傳輸量，大大降低了成本投入。同時，與一般的金屬導(dǎo)線相比，光纖更耐腐蝕，體積更小，重量更輕。在線路鋪設(shè)過程中，需要的人工成本也較低，更凸顯其經(jīng)濟優(yōu)勢。

3.抗電磁干擾能力強。對于光纖通信而言，它的光纖原材料大多由石英制成，而石英不易被腐蝕，是良好的絕緣體材料。同時，石英能夠有效規(guī)避電磁波或其他因素的干擾，尤其是外界環(huán)境比較惡劣的雷雨天氣，或由于太陽黑子活動和電離層變化的干擾以及人為原因影響而釋放的電磁波。此外，在電氣化鐵道、電力傳輸線路等強電領(lǐng)域的通信系統(tǒng)中，光纖與電力導(dǎo)體復(fù)合或與高壓輸電線平行架設(shè)構(gòu)成的復(fù)合光纜得到廣泛應(yīng)用。因為在光纖通信中應(yīng)用石英材料，還能夠有效緩解來自電磁波的干擾，因此在高度保密通信或軍事方面得到了廣泛應(yīng)用。

三、在5G通信系統(tǒng)中光纖通信運用的意義

光纖通信具有通信容量大、頻帶極寬的優(yōu)勢，因此在5G通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。兩者的結(jié)合更加注重通信中的應(yīng)用效率和互動效率。例如，在5G通信系統(tǒng)中，大規(guī)模機器通信（massive Machine Type Communication，mMTC）和增強型移動寬帶（Enhance Mobile Broadband，eMBB）的應(yīng)用更好地發(fā)揮了引導(dǎo)性功能，擺脫了傳統(tǒng)通信模式的限制。因此，在5G通信系統(tǒng)中合理引入光纖通信技術(shù)可以有效地提高5G通信水平。在互聯(lián)網(wǎng)時代的背景下，光纖通信應(yīng)用的行業(yè)資源共享和投資回報率不斷提升，通過互聯(lián)網(wǎng)平臺，許多企業(yè)推出了一系列的通信產(chǎn)品和服務(wù)，為5G通信系統(tǒng)的發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。

（一）開展DC云互聯(lián)業(yè)務(wù)

目前，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國得到了快速的發(fā)展。在技術(shù)升級與革新中，它呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展趨勢。在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中，由于各方面因素的影響，導(dǎo)致信息傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率偏低。但是，通過開展DC云互聯(lián)業(yè)務(wù)，可以有效提高光纖通信和5G通信的傳輸效率。隨著5G光纖通信技術(shù)的發(fā)展，極大地推動了DC云互聯(lián)業(yè)務(wù)的高效率、高水平和高質(zhì)量發(fā)展。同時，5G通信技術(shù)的合理應(yīng)用，還能夠使信息互聯(lián)網(wǎng)的整體傳輸效率得到提升，并充分發(fā)揮基于DC為中心的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。在5G通信系統(tǒng)中，光纖通信的運用能夠有效拓展DC業(yè)務(wù)及相關(guān)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，進一步簡化整個互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成結(jié)構(gòu)，并提高大寬帶管道信息工程建設(shè)水平。

（二）開展5G移動網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)

通常情況下，5G通信系統(tǒng)涉及比較廣泛的領(lǐng)域，如物聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)等各項網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運行，均和5G通信系統(tǒng)存在密切的相關(guān)性。然而，5G通信系統(tǒng)能夠提供多元化的業(yè)務(wù)類型，這就導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和業(yè)務(wù)處理機制之間存在一定的差距。為了更好地發(fā)揮5G通信系統(tǒng)的作用，需要根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)選擇不同的需求和網(wǎng)絡(luò)功能切片、處理機制與模式等進行差異化處理。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，5G通信系統(tǒng)將會朝著超寬帶和低延時的方向發(fā)展，從而提高移動信息系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和安全性，同時可以實現(xiàn)各網(wǎng)絡(luò)移動業(yè)務(wù)的協(xié)同發(fā)展。

（三）開展超寬視頻業(yè)務(wù)

在通信管道流量中，視頻流量占據(jù)著重要的地位，超過了70%。在我國通信技術(shù)的發(fā)展過程中，多角度MV、360度全景、高速攝影和VR視頻技術(shù)受到了社會各界的廣泛關(guān)注，并且在各行各業(yè)中得到了普及，這些使得數(shù)據(jù)寬帶保持著幾何量級的增長。在5G通信系統(tǒng)中，應(yīng)用光纖通信不僅有助于實現(xiàn)大寬帶和低延時，還可以限制節(jié)點規(guī)模的發(fā)展，從而降低建網(wǎng)成本。同時，5G通信系統(tǒng)使用起來更加靈活，可以更好地滿足用戶對不同視頻體驗的需求。

四、在5G通信系統(tǒng)移動前傳網(wǎng)絡(luò)中光纖通信的應(yīng)用

在以往的移動通信網(wǎng)絡(luò)中，射頻拉遠單元和基帶單元（BBU）是基站（BS）的主要組成部分。二者所采用的接口關(guān)系是基于通用公共無線電接口（CPRI）給予定義，其本身包含數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。移動前傳網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)是分布式結(jié)構(gòu)的演進版本，同時融合了多功能環(huán)境、云計算等技術(shù)，能夠更好地滿足5G通信系統(tǒng)的運行要求。接下來。將從基于純數(shù)字信號、基于PHY功能重構(gòu)、基于純模擬信號傳輸三個方面來介紹移動前傳網(wǎng)絡(luò)中光纖通信的應(yīng)用。

（一）基于純數(shù)字信號的移動前傳網(wǎng)絡(luò)

對于5G通信系統(tǒng)而言，移動前傳網(wǎng)絡(luò)的正常運行需要光纖通信的支持，其更多地是在基于純數(shù)字信號中得到較好的體現(xiàn)。在現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)發(fā)展中，在很長一段時間內(nèi)，稀疏波分復(fù)用（CWDM）結(jié)構(gòu)可以更好地滿足移動前傳網(wǎng)絡(luò)部署的需求，主要是因為稀疏波分復(fù)用結(jié)構(gòu)具有可靠性高、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、適合外部署等多方面的優(yōu)勢。通過對稀疏波分復(fù)用結(jié)構(gòu)進行分析發(fā)現(xiàn)，稀疏波分復(fù)用結(jié)構(gòu)方案得到了國際電信聯(lián)盟的重新定義，其需要依賴于光纖通信才能獲得更好的效果。圖1展示了稀疏波分復(fù)用結(jié)構(gòu)方案的示意圖。該圖能夠比較直觀地呈現(xiàn)出基于純數(shù)字信號背景下，光纖通信在移動前傳網(wǎng)絡(luò)中的作用，同時還可以滿足5G通信系統(tǒng)設(shè)備種類繁多、站點眾多、波長管理復(fù)雜等需求，從而更好地推動5G通信系統(tǒng)的發(fā)展。

（二）基于純模擬信號傳輸?shù)囊苿忧皞骶W(wǎng)絡(luò)

基于純模擬信號傳輸背景下，5G通信系統(tǒng)中的移動前傳網(wǎng)絡(luò)可以滿足5G通信系統(tǒng)所呈現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)復(fù)雜要求。它需要多入多出（MIMO）技術(shù)和光纖通信技術(shù)的支持，以期更好地發(fā)揮光載中頻（IFoF）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的作用。光載中頻系統(tǒng)能夠提高帶寬資源的利用效率，從而在5G通信系統(tǒng)中更好地發(fā)揮光纖通信的作用，有效降低5G通信系統(tǒng)的運營成本。然而，在基于純模擬信號傳輸?shù)那闆r下，移動前傳網(wǎng)絡(luò)使用MIMO和光纖通信技術(shù)時容易受到非線性失真的限制，因此需要5G研究人員高度關(guān)注這個問題。

（三）基于PHY功能重構(gòu)的移動前傳網(wǎng)絡(luò)

對于移動前傳網(wǎng)絡(luò)而言，除了基于純數(shù)字信號和PHY功能重構(gòu)外，基于PHY功能重構(gòu)同樣是光纖通信中不可或缺的組成部分。它可以更好地滿足5G通信系統(tǒng)的經(jīng)濟性需求。通過對PHY功能重構(gòu)背景下的移動前傳網(wǎng)絡(luò)進行分析，可以發(fā)現(xiàn)光纖通信的應(yīng)用要求帶寬速度超過10Gbit/s，同時，為了確保光纖通信滿足5G通信系統(tǒng)中的無線傳輸要求，則需要加大IQ數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的應(yīng)用力度，以確保移動前傳網(wǎng)絡(luò)中數(shù)字和模擬間的平衡發(fā)展，進而減少移動前傳網(wǎng)絡(luò)帶寬需求，提高協(xié)作多點傳輸效果。

經(jīng)對5G通信系統(tǒng)移動前傳網(wǎng)絡(luò)進行分析發(fā)現(xiàn)，在其中光纖通信發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過烽火科技560Tb/s超大容量空分復(fù)用和波分復(fù)用等光傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用，使光纖通信逐漸朝著超長距離、超大容量、超高速率的方向發(fā)展。

五、5G通信系統(tǒng)中光纖通信運用常見問題

（一）繼續(xù)擴大本網(wǎng)用戶難度加大

如今，隨著5G通信系統(tǒng)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，視頻播放的流量大大提高，并促進了視頻播放技術(shù)的發(fā)展和升級。在虛擬現(xiàn)實背景下開發(fā)新的視頻技術(shù)時，對光纖數(shù)據(jù)容量的要求越來越高。例如，隨著各類虛擬平臺和手游的快速發(fā)展，如何滿足該群體用戶的需求則成為5G通信系統(tǒng)需要考慮的問題。為了使這一問題得到有效解決，需要繼續(xù)擴容城域NFV。這不僅可以有效解決帶寬限制問題，還可以擴大網(wǎng)絡(luò)節(jié)點規(guī)模，以更好地滿足人們對多媒體數(shù)據(jù)的基本要求。同時，對于5G通信系統(tǒng)而言，制定一套整體性、全面性和科學(xué)性的應(yīng)用拓展規(guī)劃是必不可少的，這為擴大本網(wǎng)用戶奠定了良好基礎(chǔ)。此外，光纖通信技術(shù)的發(fā)展需要滿足多網(wǎng)絡(luò)的基本需求。通過充分利用商業(yè)資源優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢和渠道優(yōu)勢，制定多樣化的發(fā)展策略，可以為5G通信系統(tǒng)企業(yè)的發(fā)展提供保障。

（二）缺乏整體發(fā)展規(guī)劃

光纖通信是5G通信系統(tǒng)中相對較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，因此有必要對其進行科學(xué)性和整體性的發(fā)展規(guī)劃。近年來，在光纖通信和5G通信系統(tǒng)的快速發(fā)展過程中，暴露出了一系列的問題，具體如下：

1.光纖通信規(guī)劃統(tǒng)一性不高，而且在進行建設(shè)時需要投入大量的資源。對于光纖通信設(shè)施建設(shè)而言，DCI云干線+專線接入模式開始慢慢取代傳統(tǒng)的城域+干線接入模式，并在DC云互聯(lián)業(yè)務(wù)中得到了廣泛應(yīng)用。然而，DCI云干線+專線接入模式的建設(shè)需要耗費過多的資源，且光纖硬件的選擇合理與否將會對干線網(wǎng)絡(luò)的品質(zhì)高低產(chǎn)生決定性影響，而且在成本和效益的協(xié)同方面長時間存在捉襟見肘的問題。如今，在5G通信系統(tǒng)的發(fā)展過程中，光纖通信開始朝著超大容量、超高速的方向發(fā)展。基于該發(fā)展背景，光纖通信在未來的發(fā)展中既要滿足客戶群體的基本需求，同時還需要注重成本的有效控制。

2.軟硬件建設(shè)跟不上。隨著光纖通信結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的提升，在一定程度上加劇了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與后期擴頻的難度。同時，與光纖通信相關(guān)的一系列關(guān)鍵技術(shù)需要不斷攻關(guān)，如回波抵消技術(shù)、調(diào)制技術(shù)等。如今，光纖通信相關(guān)技術(shù)在我國得到了快速發(fā)展，而且部分科技公司自主研發(fā)的知識產(chǎn)權(quán)也在光纖通信領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，并取得了較好的應(yīng)用效果。例如，基于光纖通信載體，5G通信系統(tǒng)的推出不僅能夠有效地降低技術(shù)設(shè)備售后維修壓力和光纖通信的運行費用，而且還可以使光纖通信具備更好的未來前景。在世界上，我國是光纜通信的第二大國家，因此在發(fā)展光纖通信時，注重自主知識產(chǎn)權(quán)的開發(fā)尤為重要。基于5G通信系統(tǒng)發(fā)展歷程，光纖通信要在自身優(yōu)勢的基礎(chǔ)上加大研發(fā)力度，只有這樣才可以在激烈的市場競爭中脫穎而出。

（三）實施差異化發(fā)展勢在必行

現(xiàn)如今，光纖通信處于高速發(fā)展階段，但在進入5G通信系統(tǒng)市場后，不得不面臨來自新興通信系統(tǒng)所帶來的競爭壓力。這主要是因為5G通信系統(tǒng)實現(xiàn)了各種信息業(yè)務(wù)的有效連接，不僅能夠為用戶提供多元化的業(yè)務(wù)服務(wù)，而且還可以更好地推動5G通信系統(tǒng)的發(fā)展。實際上，光纖通信具有不同的處理機制，并且網(wǎng)絡(luò)節(jié)點存在差異性。對于光纖通信來說，亟須制定差異化的處理措施，才可以更好地服務(wù)于5G通信系統(tǒng)。通常情況下，最好根據(jù)不同業(yè)務(wù)類型，合理選擇管線通信功能來構(gòu)建不同的板塊，并進一步突出低時延、超帶寬、高可靠性等優(yōu)勢。然而，達成這個目標存在一定的難度。雖然光纖通信加大了產(chǎn)品的創(chuàng)新力度，并制定了差異化發(fā)展策略，但從市場反應(yīng)來看，仍然難以滿足5G通信市場的用戶需求，導(dǎo)致其應(yīng)用效果大打折扣。

六、在5G通信系統(tǒng)中運用光纖通信的對策

（一）借助光纖通信優(yōu)勢，提高5G用戶匯集水平

隨著5G通信系統(tǒng)的快速發(fā)展，光纖通信具有非常大的發(fā)展空間。然而，在面對巨大機遇的同時，也會遭遇前所未有的挑戰(zhàn)。基于這樣的背景，需要要加大對5G通信系統(tǒng)的創(chuàng)新力度，并注重關(guān)鍵融合技術(shù)的研發(fā)。借助大數(shù)據(jù)分析、云計算等基礎(chǔ)推出特色服務(wù)，不僅能實現(xiàn)對潛在用戶群體的有效挖掘，還能使光纖通信從最初的執(zhí)行命令式逐步過渡到自主決策式。例如，在傳統(tǒng)通信行業(yè)中，要憑借光纖通信的優(yōu)勢，強化戰(zhàn)略合作。這不僅可以提高通信服務(wù)水平，滿足用戶的多元化需求，還可以提高用戶的服務(wù)體驗效果，進而有效提高用戶的黏性。此外，5G通信系統(tǒng)還需要深入研究和積極探索提高光纖通信優(yōu)勢的措施，加快大規(guī)模光纖通信基站和通信系統(tǒng)的建設(shè)。這樣既可以實現(xiàn)對目標用戶群體范圍的有效拓展，還可以實現(xiàn)目標用戶定位的柔性化和精細化發(fā)展，進而提高5G通信的推廣效率。

實際上，在通信技術(shù)能力升級過程中，并非從大處著手就好。應(yīng)從滿足人們的日常生活入手，并根據(jù)不同用戶的基本需求提供精準的通信服務(wù)。通過這樣不斷擴大5G通信系統(tǒng)的用戶群體規(guī)模和知名度，可以實現(xiàn)生態(tài)共建與資源共享，并提高5G用戶匯集水平。

（二）注重光纖通信創(chuàng)新和差異性服務(wù)

21世紀，在5G通信系統(tǒng)中，為了更好地發(fā)揮光纖通信的作用，需要加大對光纖通信創(chuàng)新研發(fā)的力度，并且關(guān)鍵在于對通信服務(wù)產(chǎn)品進行分類。這樣不僅能夠滿足低延時和高速度的要求，還可以增加差異化的服務(wù)內(nèi)容，從而規(guī)避同類產(chǎn)品間激烈的市場競爭。具體而言，需要做好以下幾個方面的工作。

1.為了更好地推動5G通信系統(tǒng)的發(fā)展，需要注重對光纖通信技術(shù)進行創(chuàng)新，以此來更好地發(fā)揮光纖通信的輻射功能。

2.在5G通信系統(tǒng)中，要注重服務(wù)內(nèi)容的差異化發(fā)展，盡可能地使光纖通信延伸到鄉(xiāng)村。在設(shè)計和推廣5G通信系統(tǒng)產(chǎn)品時，可以依托云計算和大數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)資源，對特定用戶群體給予更多的關(guān)注。

3.基于客觀條件下，5G通信系統(tǒng)的發(fā)展過程中，要充分發(fā)揮現(xiàn)有的資源優(yōu)勢，并對其優(yōu)勢與劣勢進行綜合考量。只有突出特色并明確定位，才可以更好地實現(xiàn)發(fā)展。

4.對于5G通信系統(tǒng)而言，要適當?shù)卦黾虞椛浞秶鷱V、有影響力且功能豐富的創(chuàng)新服務(wù)項目，以滿足差異化的服務(wù)需求，并提高5G通信系統(tǒng)運行水平。

如今，隨著5G通信規(guī)模的不斷擴大以及經(jīng)濟效應(yīng)的增強，需要適當加大光纖通信基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)力度，增加人、財、物資源的投入，為5G通信系統(tǒng)的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。在進行光纖通信應(yīng)用建設(shè)過程中，可以增設(shè)服務(wù)反饋監(jiān)測系統(tǒng)，以促進5G通信系統(tǒng)的發(fā)展。

（三）提高5G通信用戶體驗和用戶滿意度

在5G通信系統(tǒng)的發(fā)展過程中，相信在不久的將來將會形成一個“有機生命體”，這時光纖通信在其中就好比川流不息的血脈。為了確保光纖通信在5G通信系統(tǒng)中的有效應(yīng)用，需要從實際需求出發(fā)，從應(yīng)用層面來規(guī)劃光纖通信的未來發(fā)展方向。

在5G通信系統(tǒng)中，用戶體驗是一種無形的資產(chǎn)，而借助光纖通信能夠為用戶提供多樣化的用戶體驗。此外，還需要加強與其他企業(yè)和機構(gòu)的合作，構(gòu)建多個點網(wǎng)絡(luò)組件功能，以此來實現(xiàn)精準通信的目的，從而有效地提高用戶的滿意度。

七、光纖通信和5G通信系統(tǒng)發(fā)展前景

（一）光纖通信發(fā)展前景

如今，光纖通信逐漸向著超高容量、超高速度的WDM系統(tǒng)方向發(fā)展，不僅降低了通信成本，還能滿足多元化的通信需求。未來，WDM系統(tǒng)將會慢慢融入大規(guī)模的政治和商業(yè)舞臺。現(xiàn)如今，全光網(wǎng)絡(luò)初見成效，具有高靈活性和可靠性的特點，能夠節(jié)省大量的電子元件。在光纖通信未來發(fā)展過程中，要借助相關(guān)措施來解決光纖通信中潛在的問題，使其更好地滿足未來通信業(yè)發(fā)展需求。作為重要的信息傳輸技術(shù)，光纖通信仍處于發(fā)展階段，仍存在諸多瓶頸，且需要面臨諸多挑戰(zhàn)。此時抓住機遇并將其轉(zhuǎn)化為動力，可以更好地推動光纖通信發(fā)展。

（二）5G通信系統(tǒng)發(fā)展前景

1.生活云端化。基于5G時代的背景，用戶可以擺脫時間和地點的限制，來播放4K甚至8K視頻。同時，云技術(shù)在這一背景下取得了巨大的突破。隨著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的快速發(fā)展，云盤開始逐漸取代硬盤，使得用戶可以隨時將大型文件傳送到云端。此外，5G云發(fā)展方向也逐漸明晰，從中心云逐漸過渡到邊緣云，最終形成移動設(shè)備云。如今，在智能設(shè)備日益普及的背景下，人們對移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的依賴和需求變得越來越明顯，可以隨時隨地從移動設(shè)備云中儲存資源和下載資源。

2.萬物互聯(lián)。在4G通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過程中，推動了“智能家居行業(yè)”的發(fā)展。雖然4G技術(shù)的發(fā)展越來越成熟，然而與萬物互聯(lián)相比，仍存在明顯的差距。而隨著5G通信系統(tǒng)的發(fā)展，借助其極短延時、超大流量及低耗能等特點，可以更好地滿足萬物互聯(lián)的需求。相信在不久的將來，5G通信系統(tǒng)不僅可以促進互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，而且還能真正實現(xiàn)萬物互聯(lián)。

3.促成智能交互。通常情況下，5G通信系統(tǒng)具備良好的數(shù)據(jù)處理效率和數(shù)據(jù)吞吐量，能夠更好地滿足人工智能交互和數(shù)據(jù)交換等要求。同時，5G通信系統(tǒng)的延遲時間較短，具備良好的智慧城市效果、遠程醫(yī)療效果、虛擬現(xiàn)實效果和無人駕駛效果。相信在不久的將來，智能交互將在汽車監(jiān)控、橋梁建筑、門鎖和電器等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。此外，社會各界對5G通信系統(tǒng)的發(fā)展也給予了高度重視，并將其應(yīng)用到城市監(jiān)管和社會建設(shè)中。由此發(fā)展的5G通信系統(tǒng)不僅可以促進智能交互，還可以為良好的社會建設(shè)和社會經(jīng)濟發(fā)展提供保障。

八、結(jié)束語

綜上所述，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有效推動了通信技術(shù)的發(fā)展，而光纖通信能夠為網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、無線通信技術(shù)等提供技術(shù)支持。在5G通信系統(tǒng)中，應(yīng)用光纖通信技術(shù)，不僅可以提高信息傳輸效率，而且還可以提高用戶的體驗和滿意度。

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