浅议光纤通信技术

秦云瑞

摘 要：光纤通信技术的出现，实现了数据的高速率，大容量的通信，随着通信技术的快速发展，光纤通信的应用范围将更加广泛，其相关技术的发展也将受到更广泛的关注。文章通过论述光纤通信技术的概念，优点，以及光纤通信相关技术的发展，对光纤通信技术的相关知识进行了概述。

关键词：光纤通信；通信系统；优点；发展

随着科学技术的迅猛发展，通信领域内的各种新型技术悄无声息的进行着演化，光纤通信技术的出现给通信领域带来了一场革命，使利用光纤作为传输媒介实现光传输变为了现实，实现了高速率，大容量的数据通信，光纤通信因此得到了业内人士的青睐，得到了快速的发展。经过半个世纪的研发，光纤通信技术应用于生活中的各个领域，但就目前的光纤通信技术而言，人类开发的仅是其潜在能力的5%左右，仍有巨大的潜力等待开发，因此光纤通信技术的应用前景将十分广阔，光纤通信技术将向更高水平，更深层次发展。

1 光纤通信技术概述

光纤通信技术，即利用光波作为信息载体，使用光导纤维作为传输媒介进行信号传输，达到信息的传递，其中光导纤维由纤芯，包层和涂层组成，利用纤芯和包层的折射率不同，实现光信号在纤芯内的全反射进一步实现光信号的传输。从原理上看，光纤通信系统由光源，光发射机，光纤，光接收机和光检波器构成，光纤通信系统可以分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统，其中数字光纤通信系统应用更为广泛，所有数字光纤通信系统都是以一连串的“0”和“1”组成的比特流方式进行通信。数字光纤通信系统的原理是，在信号的发送端将所要发送的信息进行A/D转换，利用转换后的数字信号调制光源器件，经调制后的光源器件会发出携带信息的光波，即当数字信号为“1”时，光源器件发送一个光脉冲，当数字信号为“0”时，光源器件不发送脉冲，光波经光纤传输后到达接收端，在接收端，光接收机通过光检波器检测所需信号，再进行D/A转换，恢复为原来的信息，完成信息的一次传递。

2 光纤通信技术的优点

2.1 通信容量大，传输距离远

光纤通信技术采用光导纤维来传递信号，与传统的同轴电缆，铜线相比，光纤的传输带宽要大的多，通信容量的大小与光纤的直径没有关系，理论上讲，一根仅有头发丝粗细的光纤可以传输高达1000亿个话路，是传统电缆，铜线的几百甚至千倍，而且，一根光缆中包含了许多根光纤，可见光导纤维的通信容量要比一般的通信方式大得多。在传输过程中，光纤的损耗也是极小的，其使用的中继器也比较少，所以光纤通信适用于远距离传输，这是传统的电缆，微波等无法比拟的。

2.2 抗电磁干扰能力强，信号干扰小

信号在光导纤维传递的过程中，利用全反射原理在纤芯内进行传输，不受外界环境因素的影响，不会发生串扰现象，保密性比较好。光导纤维的外部一般采用石英，石英具有较强的绝缘性和抗腐蚀性，所以光纤不怕外界电磁场的干扰，耐腐蚀，尤其适合于强电领域内的通信应用。

3 光纤通信技术的发展

3.1 光纤光缆技术

我国光纤通信技术的发展，大概可以分为单模光缆，接入网光缆，室内光缆，通信光缆，塑料光缆五个阶段，每一个阶段的发展都代表着我国光纤通信技术的进步。从最初的普通单模光缆，其对光源的频谱宽度与稳定性都有较高的要求，到完全无金属光缆，塑料光缆，其传输速度比较快，而且成本低，再到今天的产业化的全波光纤，可以实现低损耗，低色散的传输，极大的提高了传输容量，每一次光缆技术的革命都是光纤通信技术的进一步提高。

3.2 光复用技术

复用技术是为了提高通信线路的通信容量，而采用的在同一条传输线路同时传输多路不同信号的技术。光复用技术一般分为光波分复用和光时分复用两种，光纤波分复用技术是指在同一条光纤上运用多束激光进行不同波长传输的一种光波技术，其根据每一条信道光波的频率或波长不同，在发送端通过合波器将不同波长的光波合为一束波进行传输，在接收端利用分波器将几种的光波再分别输入各个分系统，并经过进一步处理，恢复出原信号。光时分复用，是指把一条复用信道分成若干个时隙，每个基带数据光脉冲流分配占用一个时隙，然后将多条基带信号复用成高速光数据流信号进行传输，光纤时分复用即将高速的各支路数据流直接复用进光域，产生极高比特率的合成光数据流，进行数据传输。

3.3 光交换技术

光交换技术是指在光域内用光纤来进行网络数据，信号传输的交换传输技术。光交换技术可以分为光路交换技术和分组交换技术，光路交换又可分为时分交换方式，空间分交换方式和波分交换方式三种。光时分交换方式原理与电子学的时分交换原理基本相同，均采用信号时隙互换而完成交换，不过光时分交换是在光域内完成的。光空间交换方式基本原理是通过控制交换节点的状态实现输入端与输出端的连接与断开，进一步完成光信号的交换。光波分交换采用光波长互换原理，即通过信号检波器检测所需要的光信号波长，并将其调制到另一波长上进行传输，光波分交换充分利用了光路的宽带特性，不需要高速率交换，技术上比较容易实现。由于各种光交换技术均有其各自的优点，因此将几种光交换技术结合在一起可以更好的发挥其优势，即形成了复合型光交换技术，复合型光交换技术在未来将得到更广泛的应用。

3.4 光纤接入技术

光纤接入技术是实现将信息从主干网传入用户的关键技术。为了实现信息的高速率传输，满足普通用户的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，根据光纤到达的位置不同，可以分为FTTH（光纤到户），FTTB（光纤到楼），FTTC（光纤到路边），FTTCab（光纤到交接箱）等不同的应用，统称FTTx，。在FTTH中，主要采用点到点的P2P技术和点到多点的PON技术，P2P技术主要采用媒介转换器实现用户和局部的直接连接，为用户提供宽带的接入。PON技术称为无源光网络，可以与其他技术结合，如与以太网结合产生EPON，与同步数字体系结合产生GPON，与异步传输技术结合产生APON，各种结合技术个有利弊，在未来的光纤通信系统中需用事实证明哪种技术更好。

4 结束语

21世纪以来，光纤通信技术得到了快速的发展，光纤通信的许多技术由理论知识变为了现实。可以说，光纤技术已成为新世纪的全新技术的核心，它不仅成为了现代通信的主要传输手段，而且还应用于生活中各个领域。随着光纤通信技术的进一步发展，必将对整个通信领域产生巨大的影响，促使通信领域的进步，甚至影响着整个社会经济的发展。

参考文献

[1]顾畹仪.光纤通信（第2版），北京：人民邮电出版社，2011.

[2]穆乃刚.浅谈光纤通信技术研究[J].中国新技术新产品，2011（12）.