光纖通信技術(shù)發(fā)展與方向分析

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光纖和通信電纜在我們的生活中無(wú)處不在。光纖和光纖通信技術(shù)是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重要組成部分。與快速發(fā)展的信息技術(shù)、通信技術(shù)光纖進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。這無(wú)疑將帶來(lái)深遠(yuǎn)影響工業(yè)發(fā)展21世紀(jì)的信息。本文件詳細(xì)介紹了我國(guó)光纖通信技術(shù)的發(fā)展情況，并分析了在我國(guó)信通技術(shù)發(fā)展的背景下需要解決的問(wèn)題。

1相關(guān)概述

1.1光纖光纜

光纖電纜是一種通信線(xiàn)路，由兩種或兩種以上的光纖玻璃纖維或塑料纖維組成，位于保護(hù)和聚氯乙烯的保護(hù)范圍內(nèi)。紅外輻射通常用于在內(nèi)部光纖中傳輸信號(hào)。光纖最常用的材料是石英玻璃(SiO2)。內(nèi)部環(huán)境被稱(chēng)為纖維核心，其折射率高于外部環(huán)境。在石英玻璃中添加鍺、磷、氟化物、硼等雜質(zhì)，以調(diào)節(jié)纖維或?qū)拥恼凵渎?。光纖通信的傳輸波主要是在紅外光附近的0.8到1.7μm。纖維直徑隨類(lèi)型而變化，通常在幾微米和100μm之間，而外徑通常約為125μm。光纖光導(dǎo)纖維(如圖1所示)是光纖、增強(qiáng)和保護(hù)光纖的組合。光纖電纜可以在不同的環(huán)境中使用。光纖電纜的制造似于光纖。

1.2光纖通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)以及工作原理

光纖通信顧名思義就是使用光作為傳播介質(zhì)進(jìn)行通信，工作時(shí)需要將人們所想要傳輸?shù)碾娦盘?hào)、聲音信號(hào)等通過(guò)專(zhuān)業(yè)的儀器和設(shè)備轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，再通過(guò)所布置的光纜進(jìn)行傳輸，傳輸至想要傳輸?shù)哪康牡睾?，再通過(guò)一些專(zhuān)業(yè)設(shè)備儀器進(jìn)行光信號(hào)與聲音信號(hào)、電信號(hào)的轉(zhuǎn)化，最終完成通信過(guò)程。從光纖通信技術(shù)的工作原理可以看出光纖通信的其中一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，即極快的傳播速度。光纖通信的另一項(xiàng)重要優(yōu)勢(shì)在于其抗干擾性能強(qiáng)，這一點(diǎn)也可以通過(guò)光纖通信的原理得出。光纖通信的傳播過(guò)程靠的是光信號(hào)在地下所鋪設(shè)的光纜中傳輸，具有很好的抗干擾性，通常用于光纖傳輸?shù)墓饫|鋪設(shè)于城市街道的地下，很難被干擾，在光纜鋪設(shè)的位置通常有很明顯的標(biāo)識(shí)提示過(guò)往行人地下有光纜鋪設(shè)。此外，國(guó)家通過(guò)法律等手段保護(hù)光纜不被破壞，因此在防止人為破壞方面，光纜以及光纖傳輸具有一定的優(yōu)勢(shì)。除了這兩項(xiàng)優(yōu)勢(shì)外，光纖通信還具有損耗低、重量較輕等優(yōu)勢(shì)。光纖通信十分符合當(dāng)下的網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境，具有很好的發(fā)展前景。

2光纖通信技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用

2.1光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀

光纖通信還分為許多不同的種類(lèi)，如普通的光纖傳輸、接入網(wǎng)光纜傳輸、通信電路的通信光纜傳輸?shù)取Ｆ胀▎文９饫|光纖通信：普通光纖通信所使用的光纜是光纖通信中最為常見(jiàn)的單模光纜，這種單模光纜在發(fā)展初期沒(méi)有足夠的通信距離，一旦通信距離較長(zhǎng)，光纜中的信號(hào)就有可能出現(xiàn)丟失以及受到干擾等情況的發(fā)生，影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。初期的單模光纜還存在的問(wèn)題在于其信道容量，較小的信道容量不能滿(mǎn)足大量的信號(hào)傳輸。因此為了滿(mǎn)足消費(fèi)者日益增長(zhǎng)的需求，近年來(lái)單模光纜的傳輸距離和信道容量都得到了一定的優(yōu)化，其通信距離加長(zhǎng)、信道容量加大，很好地滿(mǎn)足了消費(fèi)者的通信需求。多模光纜核心網(wǎng)通信：在我國(guó)一些主要的干線(xiàn)，完成通信所需要的光纜距離更長(zhǎng)、信道容量更大，因此普通的單模光纜不能滿(mǎn)足這樣大的需求，這些干線(xiàn)上的光纖通信就需要用到多模光纜。多模光纜相較于單模光纜，可以通信的距離更長(zhǎng)，長(zhǎng)距離的通信如果使用普通單模光纜會(huì)產(chǎn)生傳播受到干擾等問(wèn)題。此外，單模光纜所能達(dá)到的信道容量也不支持干線(xiàn)通信所需要的容量，采用多模光纜可以很好地解決這個(gè)問(wèn)題。接入網(wǎng)光纜光纖通信：接入網(wǎng)光纖通信具有通信距離短、通信分支多等特點(diǎn)，因此需要針對(duì)這些獨(dú)有的特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性解決，一般情況下會(huì)選擇增加光纖的芯數(shù)來(lái)解決信道容量較小或信道容量不足的問(wèn)題，以有效地增加同一時(shí)間所傳輸?shù)男盘?hào)數(shù)量。目前，在我國(guó)接入網(wǎng)光纖通信已經(jīng)在人們的日常生活中得到廣泛的使用，再結(jié)合當(dāng)今的發(fā)展趨勢(shì)，在未來(lái)萬(wàn)物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代，接入網(wǎng)光纖通信一定會(huì)發(fā)揮其作用和優(yōu)勢(shì)。介電質(zhì)光纖通信：光纖通信中所使用的光纜并不都是金屬材料的，最為理想的通信線(xiàn)路是一種介電質(zhì)，而這種介電質(zhì)所制成的光纜不含金屬成分，其極佳的通信效果使其成為光纖通信中的熱門(mén)產(chǎn)品。這種光纜唯一的缺陷在于成本較高，需要從國(guó)外進(jìn)口，雖然近年來(lái)國(guó)內(nèi)開(kāi)始對(duì)這種光纜進(jìn)行研制，但在性能上與國(guó)外進(jìn)口的光纜還存在一定的差異，在今后的發(fā)展中需要完善。

2.2光纖通信技術(shù)的應(yīng)用

軍事領(lǐng)域中光纖通信技術(shù)的應(yīng)用：軍事在國(guó)家安全防衛(wèi)中具有非常重要的作用，因此運(yùn)用的通信技術(shù)也是非常高端的。軍事通信依其作用地位及服務(wù)對(duì)象的不同大抵可分為戰(zhàn)略通信和戰(zhàn)術(shù)通信兩大類(lèi)。光纖通信在其中發(fā)揮了重要作用，是軍事通信實(shí)現(xiàn)一體化、自動(dòng)化、綜合化、數(shù)字化必不可少的通信手段，尤其在作為國(guó)家安全防護(hù)重點(diǎn)的軍事領(lǐng)域，更是不可替代的。廣播電視傳輸中光纖通信技術(shù)的應(yīng)用：隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越了解光通信，光纖通信技術(shù)在廣播電視傳輸中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，將光纖通信技術(shù)應(yīng)用于廣播電視的傳輸中，能夠有效提高信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量與可靠性。光纖通信技術(shù)能夠以自身的優(yōu)勢(shì)，如抗干擾性能，光纖重量輕、傳輸速率高、通信容量大、串?dāng)_小等，有利于廣播電視信號(hào)的鋪設(shè)及傳輸。

3光纖光纜及通信電纜技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1積極創(chuàng)新開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)

雖然在過(guò)去的幾年里，技術(shù)的光纖電纜在我國(guó)發(fā)生了巨大變化，某些技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)權(quán)利人的自治已經(jīng)設(shè)立，值得注意的是，所占比例仍然很低，近200家工廠(chǎng)電纜業(yè)務(wù)，但大多數(shù)單一產(chǎn)品，知識(shí)產(chǎn)權(quán)是自治、低技能和低競(jìng)爭(zhēng)力。值得一提的是，通信技術(shù)光纖在中國(guó)與國(guó)際水平有很大不同，而且，我們作為國(guó)家第二次世界海底光纖電纜，我們應(yīng)該采取技術(shù)發(fā)展自治知識(shí)產(chǎn)權(quán)對(duì)于我們的工作列為優(yōu)先事項(xiàng)，創(chuàng)造更多的專(zhuān)利光纖電纜。

3.2開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品

電信網(wǎng)絡(luò)也通過(guò)開(kāi)發(fā)光纖產(chǎn)品引入了新的需求。人們不難理解，電線(xiàn)電纜結(jié)構(gòu)越來(lái)越取決于使用環(huán)境條件和具體要求，以及發(fā)展建筑電線(xiàn)電纜、電纜、電線(xiàn)和電纜的光纖電纜很快就會(huì)明白和深刻了解這一點(diǎn)。建造有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)和有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)將把精力集中于未來(lái)發(fā)展的上網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，建造臺(tái)站網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)。未來(lái)的技術(shù)問(wèn)題，涉及光纖電纜的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的制造、光纖的制造和電纜的安裝。一些國(guó)家或公司積累了一些經(jīng)驗(yàn)，正在開(kāi)發(fā)新的技術(shù)專(zhuān)利。我國(guó)許多用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)利用和常設(shè)網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)的許多屬性、電纜、電線(xiàn)和獲取更為艱巨，將為我們提供良好機(jī)會(huì)研究和我們的網(wǎng)絡(luò)連接網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)電纜。應(yīng)該指出的是，我們的大多數(shù)電纜技術(shù)都落后于最近在國(guó)外的技術(shù)，盡管先進(jìn)的技術(shù)被更新了，但獨(dú)立的成分太少了。在未來(lái)，我們應(yīng)該在這方面做一些努力，并在創(chuàng)新方面走自己的路。在訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)和永久用戶(hù)中使用了一些具有中國(guó)特色的光纖產(chǎn)品。

3.3利用技術(shù)提供更好的服務(wù)

關(guān)于已經(jīng)建立的銅電纜，我們只能利用現(xiàn)有條件下的特征，并打開(kāi)新的數(shù)字操作。雖然現(xiàn)有的HYA電纜也可以作為ADSL開(kāi)放新業(yè)務(wù)，但它們的容量有限。當(dāng)DSL在一定的閾值中增加時(shí)，總是會(huì)有一些干擾問(wèn)題，影響到以前建立的服務(wù)。關(guān)于新銅線(xiàn)的引入，我想提出一些新的高流量指標(biāo)，為未來(lái)的新和最佳實(shí)踐做準(zhǔn)備。現(xiàn)有市話(huà)電纜，其生產(chǎn)，應(yīng)進(jìn)一步研究框架內(nèi)無(wú)條件地改變，精心設(shè)計(jì)的設(shè)備生產(chǎn)、制造、提高技術(shù)水平，以便更好地電纜鋪設(shè)寬帶打開(kāi)一個(gè)新的更多和更好的行動(dòng)的質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)：

有許多可用的訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)，如FSO、光纖、DSL和LMDS。光纖的傳輸無(wú)疑是最可靠的通信方式，但光纖是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、重要的投資。MDS變得越來(lái)越復(fù)雜。它的傳播距離比FSO要長(zhǎng)。雖然銅電纜或運(yùn)輸工具和方便更多電纜連接的光纖電纜，通過(guò)低排放LSD出入，這一方法的基礎(chǔ)上，電線(xiàn)電纜、不是最可行的辦法解決這一問(wèn)題的最后一英里卡口。FSO是一個(gè)良好的帶寬、快速構(gòu)建和經(jīng)濟(jì)效益的廣播節(jié)目，其應(yīng)用非常有希望。

作者：解創(chuàng)創(chuàng) 辛天禹 曹亞博 單位：中國(guó)信息通信研究院