浅谈光纤通信技术在我国的应用

王辉

【摘要】基于人们对信息传输安全、高效的需求以及科学技术的长足发展，光纤通信技术因其信道带宽极宽，传输容量大，抗干扰，保密性好等优势获得迅速发展，并进入到有线通信的各个领域。但随着人们对光纤通信网络的传输速度和容量需求不断增长，光纤通信技术必须不断发展、更新。

【关键词】光纤通信；发展前景；优势

引言

光纤通信是用光作为信息的载体，以光纤作为传输介质的一种通信方式。它首先要在发射端将需传送的电话、电报、图像和数据等信号进行光电转换，即将电信号变成光信号，再经光纤传输到接收端，接收端将接接收到的光信号转变成电信号，最后还原成原信号。从国家骨干通信网到城域网以及到用户的接入网，基本上都是采用光纤通信的方式实现的。光纤通信技术和计算机技术是信息化的两大核心支柱。目前，我国累计铺设光缆近400万公里，累计光纤用量近8000万公里。随着网上办公、3G移动通信、远程移动存储等新业务的应用，人们对光纤通信网的传输速度和容量需求不断增长，甚至有些地区的单用户接入速度要求达到1Gb/s，因此必须建设速度更快、容量更大的光纤通信网才能满足人们日益增长的通信需求。

一、光纤通信在我国的发展现状

在进入本世纪以来，我国的光纤通信以非常迅猛的姿态快速成长起来，在光纤通信技术领域不断开拓创新，取得了长足的发展。目前我国的光纤通信技术已经发展到了应用阶段，很多技术都已经成熟，尤其在光纤接入网技术和波分复用技术上取得了重大的突破，在很大程度上提高了人们信息通信交流的质量。

（一）普通光纤

普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的發展，光中继距离和单一波长信道容量增大，G.652.A光纤的性能还有可能进一步优化，表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合ITUTG.654规定的截止波长位移单模光纤和符合G.653规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。

（二）核心网光缆

我国已在干线（包括国家干线、省内干线和区内干线）上全面采用光缆，其中多模光纤已被淘汰，全部采用单模光纤，包括G.652光纤和G.655光纤。G.653光纤虽然在我国曾经采用过，但今后不会再发展。G.654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量，它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆采用分立的光纤，主要用于室外，在这些光缆中，曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构，目前已停止使用。

（三）接入网光缆

接入网中的光缆距离短，分支多，分插频繁，为了增加网的容量，通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中，由于管道内径有限，在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量，是很重要的。接入网使用G.652普通单模光纤和G.652.C低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用，目前在我国已有少量的使用。

（四）室内光缆

室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。并目还可能用于遥测与传感器。国际电工委员会（IEC）在光缆分类中所指的室内光缆，笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在中心局或其他电信机房内，布放紧密有序和位置相对固定。综合布线光缆布放在用户端的室内，主要由用户使用，因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。

二、光纤通信的优势及不足

光纤通信之所以能够飞速发展，是由于它具有以下的突出优点：

（一）传输损耗低，中继距离较长

在光纤通信中，光纤传输具有很低的损耗率，一般情况下，可以将传输损耗率控制在0.20dB/km以下。由于光纤通信的传输损耗率很低，因此便可以相应的延长中继距离，实现更长中继距离之间的跨域，从而便可以减少中继站的数量，为通信系统的建设降低成本，同时还可以降低通信系统的复杂程度。

（二）传输频带宽、通信容量大

在光纤通信中的载波频率远高于电波频率，再加之光纤通信传输信息过程的损耗率较低，因此采用光纤通信技术进行信息传送，其传送容量将会远远高于微波通信。与此同时，和电缆、铜线等传统传送介质相比较，光纤传送宽带要大得多。

（三）光纤通信具有良好的保密性

在光纤通信中使用的传输介质是光纤，光信号在光纤包层和纤芯附近进行传送，光纤之外不存在光波，因此可以较好的保护信息，预防信息泄露。此外，光缆的外部保护设施均是不透光材料制成，再加上光缆一般情况都会被埋置于地下，因此，光泄露的情况几乎是不可能发生。

（四）抗干扰性强

影响通信质量的重要原因就是干扰。通信系统的干扰源有很多，有天然干扰源，如雷电、电离层的变化和太阳黑子活动等；有工业干扰源，如电动机和高压电力线，还有无线通信的相互干扰等。光纤通信系统能从根本上解决多年来困扰人们的干扰问题。

三、光纤通信在我国的发展前景

（一）超大容量、超长距离传输技术

波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量，在未来跨海光传输系统中有很大的应用前景。目前，1.6Tbit/s的WDM系统已经大量商用，全光传输距离也在大幅度扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用（OTDM）技术，与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同，OTDM技术是通过提高单信道速率提高传输容量，其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。

仅靠OTDM和WDM来提高光通信系统的容量毕竟有限，可以把多个OTDM信号进行波分复用，从而大幅提高传输容量。偏振复用（PDM）技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零（RZ）编码信号在超高速通信系统中占空较小，降低了对色散管理分布的要求，RRZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散（PMD）的适应能力较强，因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。

（二）光弧子通信

光弧子是一种特殊的ps数量级上的超短光脉冲，由于它在光纤的反常色散区，群速度色散和非线性效应相互平衡，因而，经过光纤长距离传输后，波形和速度都保持不变。光弧子通信就是利用光弧子作为载体实现长距离无畸变的通信，在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。

在光弧子通信领域内，由于其具有高容量、长距离、误码率低、抗噪声能力强等优点，光弧子通信备受国内外的关注，并大力开展研究工作。美国和日本处于世界领先水平，在我国，光弧子通信技术的研究也有一定的成果，国家“863”研究项目成功地进行了OTDM光弧子通信关键技术的研究，实现了20Gbit/s、105km的传输。近年来，时域上的亮孤子、正色散区的暗孤子、空域上展开的三维光弧子等，由于它们完全由非线性效应决定，不需要任何静态介质波导而备受国内外研究人员的重视。光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系统中，有着光明的发展前景。

（三）全光网络

全光网络将会是未来高速通信网络的发展趋势，它是光纤通信技术发展的最高阶段，也是人类期望达到的最理想阶段，因此对于全光网络的研究已经成为目前光纤通信发展的重要研究课题。WDM波分复用技术的实用化，提供了利用光纤带宽的有效途径，使大容量光纤传输技术取得了突破性进展。点到点之间的光纤传输容量的提高，为高速大容量宽带综合业务网的传输提供了有效途径，而传输容量的飞速增长对现存看交换系统的发展产生了压力。全光网络是指信号只是在进出网络时才进行电/光和光/电的变换，而在网络中传输和交换的过程中始终以光的形式存在。因为在整个传输过程中没有电的处理，所以PDH、SDH、ATM等各种传送方式均可使用，提高了网络资源的利用率。

四、结束语

光纤通信的应用给人们带来了一场信息的革命，在未来信息社会中将起到重要作用。虽然目前光纤通信发展仍存在问题，但从现代通信的发展趋势来看，光纤通信也将成为未来通信发展的主流。