通信工程中光纤技术的设计应用和发展趋势

罗璧函

摘要：光纤作为有线通信方式信号传输载体，可以极大的提升信号传输速率，确保信号传输品质，可以说光纤技术成就了当今的有线通信工程的发展。因此，本文首先分析了通信工程中光纤技术的构成与特点，从光纤的材质、线缆、元器件等方面探讨提升有线通信质量的举措。介绍了各类通信工程中对光纤技术的运用，并对技术发展趋势进行了展望。

关键词：通信工程;光纤;设计应用;发展趋势

引言

目前来看，科学家也一直在探索更高效的通信工程载体材料，但目前应用最广的仍然是光纤技术。光纤技术具有性能稳定、传输信息量大、信号衰减低、安装效率高、设备使用年限长、成本较低等特点。不仅大大降低了通信设备的成本，同时还确保了有线通信的稳定、广泛布局，为我国经济发展和人民生活质量提升提供了稳定的通信保障，已经成为了万物互联时代的重要信息载体。

1 光纤通信技术的发展现状与技术特点

1.1发展现状

我國对光纤技术的研究和应用较晚，但是短短的20多年里光纤技术已经遍布在城市社会的各个行业，影响着我国经济发展和人们日常生活。主要是因为通信工程中的光纤技术是有线通信的基础载体。利用光纤技术进行信号传输的原理是将所需传递的模拟或数字信号进行调制，加载到介质光波之后，利用光纤线缆进行信息的传输，在接收端对信号进行调制分离出有用的电信号，从而达到信息的传递。光纤技术由光源、导光纤维线缆、光信号接收系统构成。

其中光源实现信号调制及光波发射，目前使用最多的是发光二极管。虽然信号调制和传输效率偏低，但也可以满足绝大多数通信需求。而成本较高的半导体激光二极管性能明显优于普通的发光二极管，在信号传输距离较长或对通信质量要求较高的通信中应用较多。日常生活中常见的网线为一种导光纤维线缆，主要由外部保护层、内部涂层以及石英纤维线芯组成。不同的通信系统的石英纤维线芯数量、标准存在差异。信号的接收端采用半导体光电二极管，其各项参数必须要与发射端、光缆规格匹配，确保三者工作的光波波段相同。

1.2技术特点

之所以在众多材料中成为有线通信工程中的信号基础载体材料，主要是光纤具有质量轻、体积小、容量大、损耗小、抗电磁干扰能力强、不易发生串扰、设备材料稳定性高、使用年限长等特点。

2 光纤技术在通信工程中的设计应用

光纤技术可以传输光学信号，还可以用于电能的传输，可以应用于通信、电力等领域。而随着互联网技术的快速发展，光纤技术在通信工程中的应用愈加普遍。目前主流的应用形式为长距离有线通信以及区域综合网络布线，特别是在海底、沙漠等长距离、无中继传输距离以及使用寿命有特殊需求的区域，光纤通信技术的特点得到了最大化的体现。

2.1 互联网通信

互联网社会我们接触到光纤技术最多的当数互联网通信领域，可以说互联网已经深刻的影响到国家的经济发展和普通百姓的日常生活。通过主干线的延伸以及分支网络的铺设，可以极大的拓展互联网覆盖面积，提升互联网通信设备的容量。特别是随着用户数量的增加以及网络业务量的激增，传统的电线线缆已然无法满足用户通信业务量的需求。光纤通信便捷、经济的解决方案，满足了这种情景的全部需求，成为了这种情况下的最佳解决方案。目前，新铺设的网络以及旧网改造都使用了光纤技术，以往的电线线缆正在快速被光纤替代。

2.2 广电传媒

随着人们对高品质多媒体影音服务的需求增加，以及4K、VR终端及业务正在面向广大消费者，信息量正在快速增加，信息格式变得更加多样化，对通信系统的容量以及适应性提出了更高的要求。光纤技术容量大、信号品质高、信号衰减等特点恰恰满足了广电传媒各类模拟、数字信号的传播需求。因此，广电传媒网络的建设与升级过程中，传统信号媒介正在被光纤技术所取代。未来8K、3D等终端的普及会使得广电传媒的信息量进一步增加，对信号稳定性、传播时延的要求提出了更高的要求。在搭建广电传媒网络时必须要利用光导纤维确保信号传输质量，同时相对低廉的价格以及便捷的安装也有利于运营商不断扩大高品质信号的覆盖率，为我国城镇和偏远地区的用户提供高品质广电传媒服务。

2.3 公共交通的局域网

近些年智慧公共交通的发展十分迅速，特别是随着光导纤维原材料、线缆及通信原器件日益成熟、稳定，将光纤技术应用于智慧化公共交通的局域网建设，已经成为了发展趋势。例如民航、轨道交通、城市地上交通等对自动化控制技术要求较高，同时数据量较为庞大，为了确保这类公共交通的安全运行，必须提供稳定、高质量的通信服务。同时民航、轨道交通、路面交通的信号指示灯的控制对时延要求较高，光纤有线通信网络恰巧可以满足它们对时延的要求。而超强的抗电磁干扰能力，确保在民航、轨道交通等强磁场环境中也可以实现稳定运行。

3 光纤技术的发展趋势

3.1 进一步提升通信信道的数据容量

随着我国电子行业的快速发展，物联网、车联网、智能家居等智能终端逐渐普及，通信信息量正在快速增加，对通信信道容量的要求越来越大。因此，为了满足经济发展，确保信息的高速传递，必须要充分利用光纤技术提升有线网络的通信信道容量，提升有线网络的数据传输效率。为了工业物联网、智能家居、智慧交通等领域的数据传递提供更高速、稳定的传输服务。

3.2 扩大全光网络覆盖范围

目前大中型城市网络新建与改建过程中，基本上实现了光纤网络的全覆盖。但是城镇、乡村的光纤网络覆盖率相对较低，应该在稳固发展城市光纤网络的同时，尽快改造城镇、乡村的光纤网络覆盖情况。同时利用全光网络实现光节点替换电节点，全面提升光纤网络的信息传递效率，满足工业、交通、居民对网络服务的不同需求。未来不仅要进一步扩大光纤网络的覆盖范围，同时还要实现全光网络的全面覆盖，为广大用户提供高品质有线网络服务。

3.3 逐渐向光弧子技术发展

如果说光纤通信还会受到一定的电磁干扰，那么光弧子抵抗外界信号干扰的能力将会进一步提升。发展光弧子技术可以进一步提升信号传输效率，提升信号的稳定性和准确性。目前来说，光弧子商业化应用尚不成熟，仍存在诸多缺点。未来随着光弧子技术的进一步完善，光纤技术必然会向光弧子技术转变。而一旦实现光弧子技术替代现有的光纤技术，相信未来的有线通信技术将会得到质的提升。

4结语

进入万物互联的时代，通信工程正在改变信息传播方式，为我国经济发展和人们生活方式的转变提供高质量的信息服务。其中光纤通信光纤技术在许多网行业的应用，收到了良好的效果。未来我们应该不断发掘光纤技术的优点，并将这些优点应用于通信工程，使光纤技术的应用效果得到进一步提升，为社会发展做出更高效的信息服务。

参考文献：

[1]邹愚，齐智刚.通信工程中光纤技术的应用和发展趋势[J].中国新通信，2020，22（11）：115.

[2]张炯.通信工程中光纤技术的应用和发展趋势[J].工程技术研究，2019，4（15）：237-238.

[3]张坪萍.通信工程中光纤技术的应用和发展趋势[J].工程建设与设计，2019（04）：98-99.

[4]杨杨，卓昊.通信工程中光纤技术的应用和发展趋势[J].城市建设理论研究（电子版），2018（33）：202.