光纤通信传输技术的应用和发展趋势

李刚

【摘要】 本文以光纤通信传输技术的基本特性为切入点，简要分析了该技术的应用现状以及不足之处，进而据此展望光纤通信传输技术的正确发展趋势，以期提高光纤通信传输技術的实际应用价值，更好地满足社会整体对于通信传输方面的要求。

【关键词】 光纤通信 传输技术 全光网络 发展趋势

上世纪六十年代，著名华人物理学家高锟先生提出“光传输理论”，实用化的光纤传输产品则始于1976年，经历了PDH→SDH→DWDM→ASON→MSTP的发展历程。本世纪初期，ASON/OADM 技术已在通信技术当中广泛应用，逐渐发展成为以骨干网络传输为介质的ROADM技术。

一、光纤通信传输技术的基本特性

1.1物理损耗低，中继距离长

光纤的主要构成材料是石英，与其他的传输介质相比较，其所产生的损耗更低，整体低于20Db/km。由此可见，在长途传输线路当中应用光纤通信技术，因为中继站减少，所以中继距离得以延长，降低成本。

1.2抗干扰性能较强

光纤通信材料属于绝缘体材的范畴，基本上不会出现损坏的现象，具备良好的绝缘性。在实际的应用过程当中，其受外界电流影响非常小，同时也不会受到电离层电流的制约，对电磁的“免疫力”比较理想。仅此而言，可实现和高压线路平行架设的目的，在电信，电力，甚至是军事方面均可广泛应用。

1.3不存在串音干扰

光纤四周环绕的均是不透明塑料皮，可吸收所泄露的电磁波射线。因此，即便是在同一条电缆之中存在不同的光纤电缆，亦不会出现串音干扰的问题，针对电缆外部而言，也难以窃听到光纤中传输的信息，可保证通信信息安全。

二、光纤通信传输技术的应用现状及不足

在三网融合的的发展趋势之下，光纤通信传输技术取得了较大的进步。但是依旧存在着部分的不足，需要向光纤到户接入技术以及单纤双向传输技术两个方面转变，具体如下：

2.1光纤到户接入技术

针对现代宽带业务领域的研究逐渐深入，基于更好地适应用户的通信要求，所采用的通信技术一要具备宽带主干传输网络，还要具备光纤到户接入技术，后者是保证信息传送得以进入千家万户的重要保障之一，鉴于此，大部分业内人士均认为，信息接入网是信息高速公路发展的“临门一脚”，在肯定了光纤到户接入技术的重要性的同时，也指出了信息通信领域的瓶颈所在。

2.2单纤双向传输技术

在应用双纤传输技术之时，信号处于分散传输的状态，即是信号在两根光纤当中进行传输。而应用单纤传输技术，全部的信号均在一根光纤当中完成传输。根据现代光纤传输理论可得知，光纤传输的容量是不存在上限的，但是在传输设备的制约之下，导致光纤传输的容量一直无法达到理想的水平。目前，我国的通信领域采用的基本上都是双纤传输技术，导致宝贵的光纤资源被严重浪费。现阶段，单纤双向传输技术的主要应用方向是光纤末端接入设备方面，包括PON无源光网络、单纤光收发器等，应用程度有待深化。

三、光纤通信传输技术的主要发展趋势

光纤通信传输技术未来的主要发展趋势集中体现在集成光器件、全光网络、光网络智能化、多波长通道四个方面，具体如下：

3.1集成光器件

为了全面提高光纤通信传输技术的应用水平，必须要实现光器件的集成化目标，这也是其余的发展趋势得以实现的关键前提之一。在互联网技术高速发展的背景之下，现有的ADSL接入宽带已经难以满足实际的信息传输需求了，实现光器件的集成化，可显著改善光器件的工作性能，进而提高其传输信息的速度，推动光纤通信传输技术的发展进步。实现光器件的集成化，主要的方向是采用相对成熟的新工艺，在硅衬底之上进行光学器件的制作，包括波导与光纤耦合器等重要的无源器件，在一块硅芯片之上实现全部光学器件模块的集成处理。

3.2全光网络

广义上的 “全光网络”指的是无论在网络传输还是网络交换的过程当中，网络信号均是以光的形式存在的，其进行电光或者是光电转换的步骤仅限于进/出网络之时。目前，我国部分的光网络系统，虽然在各个节点之间基本上已经实现了全光化的目的，但是在网络结点的位置，其所采用的依旧是电器件，而非光器件，对光纤通信干线的总容量造成了较大的限制。鉴于此，未来的光纤通信技术必须要实现全光网络，关键在于创建完善的光网络层，光网络层的核心技术为光转换技术与WDM技术两项，同时将电光瓶颈尽数消除。在4G网络发展建设的推动之下，我国的光器件产业逐渐趋向完善，目前市面上无论是有源光器件，还是无源光器件均实现了批量生产与商业应用，如华为、中兴、光迅等知名电子科技企业均代表着我国光器件生产的最高水平。

3.3光网络智能化

我国的光纤通信素以传输为主线，伴随现代计算机技术的发展进步，其在网络通信当中所起到的作用将会越来越重要以及明显，因此必须要实现光纤网络通信技术的智能化，提高网络通信技术的实际应用高度。针对现代光网络技术而言，实现光网络智能化，其关键在于将自动连接控制技术以及自动发现技术应用到其中，辅以通信网络系统的自我保护与恢复功能，以期全面实现光纤通信传输技术的高度智能化。实现光网络智能化，核心思路在于提高 固定栅格频谱的利用率，在传统的WDM网络的固定栅格之下，各种速率的光通道支撑为50GHz的频谱间隔，针对100Gb/s的通道而言，这样的频谱间隔是合理的，但是对于80Gb/s以下的通道而言，则会造成固定栅格频谱的浪费。此外还要建立完善的波长通道，实现光信道的动态调整，开放接口，实现资源云化，打造灵活的弹性光路。

3.4多波长通道

在光纤通信传输技术当中，存在一种衍生技术“波分复用技术”，其核心作用在于对光波通信的信息容量实现有效的拓展，进而实现时分与空分多址复用的目的。其中，空分复用需要依靠多根光纤进行信号的传输，与单根光纤复用相比较，空分复用还需要借助频分或者是码分复用来实现。在现代商业当中，频分复用的应用范围比较广，针对传统的G.653光纤而言，采用色散调节技术确实可以提高其传输速度以及拓展其信息容量，但是在正常的使用过程当中非常容易出现FWM（四波混合）的问题，这是光纤放大器不合理使用而直接导致的结果。FWM的原理可细分为三点：一是后向参量放大和振荡、二是三个泵浦场的不规则作用情况、三是入射光中的某一个波长上的光改变了光纤的折射率。FWM所带来的负面影响主要是衍生出新的波长，进而导致串音干扰，削弱传输信号，不利于波分复合技术的实际应用。鉴于此，需要研发可抗御FWM影响，并且集超大容量与超快速度等优点于一身的新型光纤，以提高波分复用技术在光纤通信传输的应用水平。研究表明，采用G.652光纤可抗御FWM所带来的负面影响，但是鉴于其存在色散的问题，因此需要加强色散补偿，这是现阶段业内抗御FWM影响的主要技术方向。

四、结语

综上所述，现阶段光纤通信传输技术虽然取得了长足的进步，但是依旧存在着部分的不足。相关的下从业人员需要在明确其不足的基础上，立足于集成光器件、全光网络、光网络智能化、多波长通道等方面，切实提高光纤通信传输技术的应用水平。

参 考 文 献

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