光纤技术在通信工程中的设计与应用

韩晓龙

摘 要：本文主要阐述的内容就是光纤技术在通信工程的设计与应用，希望可以对通信工程的发展起到一定的促进作用。

关键词：光纤技术 通信工程 设计与应用

引言：

光纤通信技术，就是通过光波导来进行信号的传输，其中信号为光信号而非传统的电信号或者微波。在进行信号的传输过程中，通过调制器以及光源来进行信号的调制：即调制器在电信号的作用下调节光源所发出光的初相位等光信息，来达到信息的加载。把加载了信息的光通过波导进行传输，传输中光信号由于全反射被束缚在波导中，形成信号的长距离传输。信号到达目的地通过解调器把光信息转化为电信息等，为使用者使用。事实上就是以信息为载体的一种通信方法，目前在我国的通信工程领域已经发挥了巨大的作用，可以说是光纤技术是我国信息传送的主要工具。

一、我国通信工程发展的现状

通信工程在我国的应用，促进了社会发展的进程，近些国家更是加大了投资和建设的力度，有非常广阔的发展前景，但是在发展的过程仍然与许多的现实问题，影响着通信工程的发展，以下主要针对几方面做简单的论述。

1、通信工程缺少竞争力

我国作为发展中国家，在许多方面的发展起步都很晚。在通信工程方面的亦是如此，通信工程是在近几年才兴起的一种科技工程，现阶段还没有适合我国社会发展的核心技术。我国在发展通信技术方面，主要是参考发达国家一些成熟的发展经验，在通信产品的制作上主要以进口贸易为主，缺少市场竞争力，这也是影响我国通信行业发展的主要因素。

2、地域性差异很大

以目前我国社会发展的情况来看，不管是在经济方面还是在科技方面的发展都存在着地域性差异，受社会大环境的影响，使我国不同的省市之间，通信工程的发展状况各不相同，地域性差异明显，很多地区通信设备设施建设少、通信质量差、通信技术陈旧，有些落后地区，基本上没有通信设备。这种地域间发展的差异性，不仅增加了相关政府部门在管理上的难度，还降低了我国通信服务的质量。

3、通信服务标准参差不齐

通信工程作为一项伟大的科技工程，为人们的生产和生活带来了很大便捷，为社会的进步也做出了很大的贡献。随着我国社会主义经济建设脚步的加快，对于通信服务的需求越来越高，也对通信服务的标准提出了更高的要求，但是以目前我国的通常服务来看，服务质量参差不齐，各个地区差异性很大，发展的空间还很大，需要国家相关部门的进一步完善。

4、通信工程缺乏相应的技术人才

作为一项重要的科技工程，改革和创新是必不可少的，但是创新的基础是必须要具有拥有创新思想的技术人才，我国通信工程在这方面是一个短板，尤其是在通信产品的设计方面，技术人才可以用稀少来形容，高素质的技术人才更是匮乏，使我国通信工程发展受阻。

二、简述光纤技术的特点

实际上，早在上个世纪80年代英国的一位科学家提出了光纤思想，经过了漫长的发展史，才有了如今的光纤技术。光纤技术标志着一种世界文明的进步，这种传送信息的先进技术具有很多优点，以下将从几方面简单介绍。

1、光纤技术抗干扰能力非常强

光纤通信技术的抗干扰能力是在应用的过程中，最为突出的一个特点，也是最重要的一个优点，这其中最主要的就是光纤技术对于电磁的适应能力很强，基本上不受电磁的干扰。主要是因为光纤技术所使用的材料，是以石英为主，石英材料不仅物理性质很稳定，不易被腐蚀，而且还能降低光纤技术的能源消耗。另外，选用石英材料的一个主要原因就是，其对恶劣的天气适应能力很强，不容易受到雷电、雨水的影响，而且还何以作为复合光缆使用。

2、光纤材料消耗能源非常低

光纤技术的主要应用材料是石英，而石英光纤最少的耗能量，可低至0—15Db/Km，与一些其它的光纤材料相比，石英材料对于能源的消耗要低很多。光纤信号长途传输的过程中，消耗的能源是非常的大。应用了石英材料后，可以合理的控制其传输过程中能源的消耗量，节约了耗资成本，而且还把复杂的传输工程变得简单化，对光纤技术的发展有很重要的意义。

3、光纤技术信息的传输量非常大

光纤技术作为现代社会发展的一种全新的通信技术，和一些其它更高级的电缆相比，其有非常庞大的传送宽带。但是我国在光纤通信工程发展的过程中，没有专门针对庞大光波信息的电子终端设备，无法将较大的宽带信息表现出来。一般我国的通信技术在发展的过程中，都是与多种技术相结合，以保证实现这种较大信息量的传送工作。

三、光纤技术在通信工程中的设计与应用

1、光纤技术在铁路通信方面的应用

光纤技术在铁路通信方面的应用，主要是通过光纤接入网技术来完成信息的传送，光纖接入网技术主要的工作原理就是，以光纤作为信息传输的介质，然后通过接入网络连接，完成信息的传递。一般来说，接入网的技术分为无线接入和有线接入两种介入方式。我国在组网方式上主要有环形、星形和总线三种，其中环形接入网形式在我国铁路通信方面应用的比较多，是因为环形接入网对于宽带的容量非常的大，可以满足需求量较大的客户，就是在成本投资方面较高。目前随着我国光纤技术的发展，已经逐步的完善了铁路通信网络网络，随着今后科技的越来越发达，铁路的自身运营系统也要不断的完善和改革，促进铁路通信网络功能的发展。

2、相干光通信技术的应用

在相干光通信中主要利用了相干调制和外差检测技术。所谓相干调制，就是利用要传输的信号来改变光载波的频率、相位和振幅（而不象强度检测那样只是改变光的强度），这就需要光信号有确定的频率和相位（而不象自然光那样没有确定的频率和相位），即应是相干光。激光就是一种相干光。所谓外差检测，就是利用一束本机振荡产生的激光与输入的信号光在光混频器中进行混频，得到与信号光的频率、位相和振幅按相同规律变化的中频信号。相干光是通信技术中一项非常关键的技术，外差检测是相干光技术的基础方法也是主要方法，可以通过光电检测器完成光电转换，形成变频差，调节后就可以得到相应的传输信号。

3、光弧子通信技术的应用

光孤子通信作为全光非线性通信方案是消除色散的最佳途径，其基本原理是光纤折射率的非线性效应导致对光脉冲的压缩可以与群速色散引起的光脉冲展宽相平衡，在一定条件下，光孤子能够长距离不变形地在光纤中传输。另外它完全摆脱了光纤色散对传输速率和通信容量的限制的同时，其传输容量比当今最好的通信系统高出1～2个数量级，中继距离可达几百公里。光孤子技术的出现，对于现代通信的发展起到了里程碑的作用。尤其在现代通信技术向大容量传输和延长中继距离方向发展时，光孤子传输不变形的特点决定了它在通信领域里应用的前景。

四、结语

结合文章以上论述的内容可知，光纤技术具有抗干扰能力强、能源消耗少、信息传输量大等优点，在我国铁路通信运输的过程中起到了非常关键的作用。我国实际的通信工程发展过程中存在着地域性差异大、缺乏核心竞争力、技术人才少等缺点。因此，在通信工程中应用光纤技术，是我国通信工程一重大改革，在今后的发展过程中，我们一定要不断的完善和创新光纤技术，促进其在我国通信工程中的设计与应用。

参考文献：

[1] 唐丽萍.在通信工程中光纤技术的设计应用[J].科技创业家 ，2014，01：122.

[2] 方跃生 ， 陈皓 ， 曾凡兴 .光纤技术发展及其在电力通信中的应用 [J]. 电力信息与通信技术 ，2014，08：20-26.

[3]黄晓雯.浅谈通信工程发展的前景[J].中国高新技术企业，2013.