现代光通信发展趋势研究

孙鲁兵

摘要：光纤通信在现代电信网络中占有重要地位，已成为当今社会的主要通信技术。随着信息理论的不断发展和通信技术的不断提高，现代光纤通信在通信领域越来越受到重视和广泛应用。本文主要从现代光纤通信的概念、特点、应用以及发展趋势四个方面展开论述。

关键词：光纤通信的特点、光纤通信发展趋势

一、光纤通信的概念

光纤通信是一种以光波为信息载体，以光纤为传输介质，将信息从一端传输到另一端的通信方式。它已成为世界范围内最常见的一种通信传输方式。时至今日，光纤通信已经过了半个多世纪的发展历程。它彻底改变了人们的通信方式，是当代通信技术的重要标志[1]。

二、现代光纤通信的特点

现代光纤通信具备以下几个方面的特点：（1）保密性能强。由于普通电缆在传输信号时容易发生电磁信号泄露，如果有探测设备进行检测，很容易监听到信号内容。并且随着使用年限的增加，电缆线会发生线路老化，进而容易受到外界电磁环境的干扰，降低信号传输质量。这些都容易造成泄密问题。光纤通信是根据全光反射原理将光信号完全限制在光导纤维中，封闭性强。加之外部环绕的保护层，使其保密性能大大增强。（2）通信容量大。由于光频谱拥有非常宽的带宽，高达太赫兹，相比传统的通信方式带宽增加了一百多倍。这进一步促进了密集波分复用技术的发展，使得单根光纤传输容量高达上百吉赫兹。（3）抗干扰能力强。光纤的组成原料是二氧化硅，是组成沙子的主要材质，其具有较强的抗腐性。所以能保证其长距离传输时不受干扰。除此之外，由于光纤通信是依据全光反射来进行信号传输，因此也能防止外界电磁波的干扰。（4）通信距离远。光纤在传输过程中损耗极低，目前单模光纤最大通信距离可达几十甚至几百公里[2-3]。

三、现代光纤通信的应用

现代光纤通信的应用主要体现在以下几个方面：（1）光纤接入网技术的应用。当今的网络建设已经逐渐向光纤接入网的方向发展，即光纤到户、光纤到楼等形式。光纤到楼是指光网络单元直接进入商楼或住宅小区，然后通过多对绞线将光纤业务接入商楼或住宅的各用户。它是一个从一点到多点的放射状结构，相比传统的点对点结构更经济。（2）全光交换（OXC）技术。光纤通信技术的难点主要是解决光信号交换和传输的问题。传统的通信网在进行光信号交换时，往往采用“光-电-光”转换的方式进行交换。这样不仅浪费能源，而且效率低下。随着全光交换技术的发展和应用，在传输交换节点将实现“光-光”的直接转换。（3）单纤双向传输技术。目前大部分行业使用的光纤是双纤双向的传输技术。通过将收发信号调制到不同的光信号波段中，可以实现单纤双向传输的效果。这样可以进一步节省光纤资源。

四、光纤通信技术的发展趋势

随着通信网的不断扩大以及通信技术的发展，传输网中的数据业务大大增加，光纤通信网络也开始慢慢显现带宽不足的问题。如何才能更好的解决光纤网的传输带宽问题？从总体来看，还是两个思路。一，是通过更先进的技术，把传输网网络的物理带宽变得更大。二，是加强网络的调度能力，提升效率。目前，光纤通信的单波100G已经广泛商用。200G、400G的光模块光通道，基本上都是基于单波100G。400G光模块在2019年左右就已经成熟商用，国内并没有广泛采用400G，一方面是因为要循序渐进（考虑成本），另一方面是基于网络架构的需求。未来，单波400G将是下一代OTN技术的基础传输速率。从底层技术来看，一方面可以采用更先进的调制技术，或者使用更大的频谱带宽。一般情况下，波道采用C波段，频谱资源是4THz。如果采用C+L波段，是11THz，相比C波段提升了175%。这可以显著提升光纤资源的利用率。另一方面研发新型光纤，提高单根光纤中的纤芯数，或引入材料学技术，降低光纤传输过程中的损耗。此外，人工智能技术的发展也有可能改善网络的运维环境。通过建立人工智能算法模型，使得AI能够接管网络的运维工作，真正形成智能化网络[4]。

五、结语

现代光纤通信具有安全性强、通信容量大、抗干扰性能好、传输距离长等特点。它已广泛应用于通信领域。在日常生活中，計算机、网络会议、数字电视、移动电话网络和可视电话都将通过现代光纤通信技术传输信息。随着人们对各种通信服务需求的不断增加，光纤通信技术的发展和进步必将进一步推动通信产业的发展。

参考文献

[1]吕向东，梁雪瑞，喻千尘，马卫东.光通信技术研究现状及发展趋势[J].电信科学，2019.

[2]李可.浅析光纤通信技术及其应用[J].通信设计与应用.2019.

[3]王佳璇.浅析现代光纤通信的特点及其应用[J].中国新通信.2013.

[4]姚志刚.现代光纤通信技术的现状和发展探讨[J].中国新通信.2015.