硅谷杂志：光纤通信工程技术应用探讨

硅谷网8月4日消息 《硅谷》杂志2012年第12期刊文称,光纤通信又叫光导纤维通信，其原理是利用光导纤维进行信号的传输，它是传递信息的一种新型通信方式。简单来说，光纤通信就是以光导纤维作为信号传输的媒介的“有线”光通信。事实上关于光纤通信系统，其使用的不是一根光纤，而是很多光纤联合在一起形成的光缆。光纤通信系统的应用范围十分广泛，例如在通信的主线路、信号控制系统或是工业检测、控制方面等的应用。基于此，首先介绍光纤通信技术，然后具体研究光纤通信技术的特点，最后基于其技术的特点及原理探讨其在发展的过程中在各方面的应用，以作参考。
　　随着信息传输技术以及信息交换技术的不断发展，近年来，核心网在某种程度上来说已经实现了光纤化、数字化以及宽带化。而且随着多媒体业务的的种类越来越多和相关业务的飞速发展，很多用户住宅网的业务需求也不再局限于原来的语言业务，而是向着数据和多媒体等业务不断转移，并成为其发展的必然趋势。传统的语言业务接入网对于信息高速传播的发展形成了一定的制约作用，也是宽带发展以及其相关业务数字网开展的阻碍，因此，利用光纤通信技术应用在其中，能很好的促进信息传播的速度与强度。
　　1光纤通信技术
　　所谓光纤就是光导纤维，而光纤通信实质上就是利用光作为载体，利用光纤来进行信息的传输，不同于传统的通信方式。其工作原理是：将所需要发送的信息在信号发送端转变成电信号，将其调制到激光器所发出的激光束上，并按照电信号的频率来调整激光束的强度，在将利用光纤将电信号发送出去；光信号在接收端被接收后首先通过检测器将其转换为电信号，然后根据调解来恢复原来发送的信息。综合来说光纤通信在技术功能上来说主要分为五个部分，即发射信号、和波信号、传输放大信号、分离信号以及接受信号。对于光纤通信系统而言，其通信的容量要大大的高于微波通信，因为其载波的光波的频率高于一般电波的频率，而作为传播介质的光纤的损耗则在很大程度上低于同轴电缆或是导波管。而且因为光纤是利用玻璃材料所制作的，所以说它本质上是电气绝缘体，使用时不用担心接地回路，其串烧的几率非常小。同时在信息安全方面，其也具有很强的保护作用，因为光波在光纤中传输，光信号泄露也不会造成信息被窃听。由于光纤的芯非常细，因此这些芯组成的电缆的直径也必会很大，利用光缆进行信息传输，所占用的空间也相应减少，从而能在一定程度上解决地下通信管道拥挤的问题。因此，光纤通信技术在这些方面的优点能很好的解决传统通信方式所造成的问题，是现代通信技术发展的趋势，而且随着其不断的完善与进步，将越来越多的应用到我们的生活中，为我们带来更大的便利。
　　很久以前，很多研究者就尝试用光信号传送话音。因为当时的条件无法研究出能够使得光源的避免干扰的问题，所以光波在大气中的传播很慢，而且被气候影响的因素也很大，所以长时间的情况下无法得到稳定的通信方法，而且其质量及其不稳定，所以这就限制了当时的研究紧张。光通信是最近几十年才发展起来的一种新型通信方式，而它的传输媒介是光波。在通信行业无线电波通信的历史比较悠久，而光波和无线电波都属于电磁波，但相较于无线电波，光波有更多适应作为通信媒介的特性。与无线电波相比，光波具有更高的频率和更短的波长，因此它的传输频带比无线电波要宽，而且通信容量大于无线电波，抗干扰能力也比无线电波要好。在模拟通信时代，可观测量一般都有确定的量值，人们在研究新的测试方法时都需要去研究测量量值的准确度问题。随着数字通信和数据通信的发展，现代通信领域的测量主要是通信软件的测试。这包括通信协议的一致性测试。所谓一致性测试就是检验协议的实现与相应协议标准的符合程度，它只关心协议呈现的外部功能.
　　2光纤通信技术的特点
　　2.1频带宽、通信容量大
　　光纤的传输带宽相较于铜线或是电缆而言要大得多，同时光纤通信系统的于光源具有调制特性、调制方式以及光纤的色散等特性。对于单波长光纤通信系统而言，因为其终端设备的电子瓶颈效应致使其不能最大程度的发挥其光纤带宽的作用。而对于增加传输的容量来说，目前最常采用的是利用各种复杂的技术例如密集波分复用技术来增加光纤的传输容量。
　　2.2抗电磁干扰能力强
　　一般来说，制造光纤的原材料是石英制成的绝缘体材料，因此具有很好的绝缘效果，其传光、不导电、不易腐蚀以及不受电磁场的干扰。其中最重要的特性就是光波导不受电磁的干扰，其中包括自然界中雷电、电离层变化和太阳黑子运用造成的干扰，也包括人为造成的电磁的干扰，这样就可以保证其与高压输电线平行架设也不会受到影响，正常进行信息的传输，还能利用其与电力导体复合构成相关的复合电缆。这些对于受到强电造成干扰的通信领域非常有用，因为能够免疫电磁脉冲效应，还能将其应用到电力系统中。
　　2.3无串音干扰，保密性好
　　电波在传输的过程中有时会因为电磁波的泄露而造成各个信息传输通道的串扰，从而造成信息被窃听的后果，其保密性相对来说比较差。而光波在光纤中的传输，由于光信号能够完善的被限制在光波导的结构中，而且环绕在光纤外围的不透明包皮也能很好吸收泄露的射线，就算是在光纤的转弯处，也很少会露出光波。而且光缆内部的光纤数量很多也不会影响信息通道的信息传输或是一些串音干扰，同时在光缆的外面是无法窃听到光纤中传输额信息的，保密性十分良好。
　　3光纤通信技术的应用与发展
　　3.1光纤通信技术的应用
　　光纤通信的应用是十分广泛的，其中最主要的应用是市话中继站，这是由于光纤通信的很多优势都能在这领域体现，大大由于一般电缆而由此得到应用。而长途干线通信原先主要依靠电缆、微波、卫星来进行通信，现如今也被光纤通信逐步取代并由此衍生出的比特传输法在全球都颇占优势。比特传输法主要适用于全球通信网、各国公共电信网等等。而今，光纤通信技术还被广泛的应用于高质量彩色电视的传输和工业生产基地的现场监视与调整，还被应用于交通控制与监视指挥、城镇有限电视网等等领域，有些优势也使其被应用在共用天线系统、光纤局域网领域，还被利用在飞机、飞船、舰艇、矿井、电力部门、军事等等行业中。因为光纤传输系统的组成特性，光纤通信技术还被利用在光纤模拟通信系统中以及光纤数字通信和数据通信系统。对于前者而言，电信号的处理基本与光纤通信系统相类似，后者对于点喜好的处理时将基带信号进行放大、取样、量化之后再由相关设备进行调解，数据光纤通信与数字通信系统的不同之处在于它在信号处理时不需要变换码型。
　　3.2光纤通信技术的发展趋势
　　光纤通信技术随着近年来的不断发展与创新研究，已取得了不俗的成就，基于未来的发展导向，其实是朝着四个方向进行：其一是不断增加信道容量，正如我们所知，光通信系统的容量从过去现在已发生了很大的变化，而很多专家学者还在致力于这方面的研究，以期更大容量的通信技术；其二是光纤传输距离，从宏观上来说，光纤的传输距离随着长度而成正比，因此很多研究人员和相关工作者也在对其进行相应的研究，在光纤放大器投入使用之后，光纤的传输距离正在不断的进行着突破；其三是向城域网发展，光纤通信目前正由骨干网向城域网逐步发展，光传输也越来越靠近业务节点，作为任务节点，能够接近客户还能保证信息传输的安全，还能为客户带来潜在的便利服务；四是互联网发展需求以及下一代全光网络发展趋势，现代网络技术的发展导致通信业面临着重新洗牌，这也催生了新技术的出现，光通信也朝着智能化方向发展，很多研究人员目前也将高速光纤传输技术应用在网络IP发展中作为研究的热点，致力于这一领域的开发。
　　总而言之，目前光纤在光通信的应用中也存在着一些问题，例如色散等。但是，问题都是能找到解决方法，现今而言光通信技术还是在不断进步与发展的，光通信网络的容量在某些方面而言已是远远大于以前，但是仍有很多其他应用能力没有得到开发。而且随着社会经济的发展，在其中占据重要地位的信息需求也将快速增长，早晚超过现在的网络承担能力，并不断促进通信网络的发展。而且随着科技的发展，光纤通信技术的发展势将越来越快，应用领域也将进一步开发。由此，光纤通信技术在未来应用需求的大力推动下，必将获得全新的突破与发展，未来前景十分可观。（原文载于《硅谷》杂志2012年第12期，硅谷网及《硅谷》杂志版权所有，未经允许禁止转载）