現(xiàn)代光纖通信技術論文
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1 引言
隨著網(wǎng)絡的發(fā)展，大量的信息進行發(fā)送、傳輸、接收使信息傳輸操作面臨嚴峻的形勢。我國正在建設信息高速公路，綜合考慮傳輸速度快、信息量大、出錯率小等因素，光纖傳輸最為適合。光纖全稱光導纖維，由玻璃或者塑料制成的纖維，由包層、內(nèi)芯和樹脂涂層三部分組成，每根光纖內(nèi)芯很細，由包層保護，光纖聚集在一起形成光纜。光纖又分為單模光纖和多模光纖。光纖通信采用光波傳輸，通信帶寬大、抗干擾性好和信號衰減小等優(yōu)點，成為了現(xiàn)在主流傳輸方式，它是一個龐大的系統(tǒng)，由每一部分協(xié)調(diào)運行。
2 光纖通信技術的發(fā)展史
近幾十年來，通信技術發(fā)展迅速，隨著通信技術要求越來越高，光纖通信具有帶寬高、出錯率小、傳輸快速等特點，使其逐漸走進人們視野，成為應用最廣泛的通信技術。目前，我國主干網(wǎng)基本上也都是光纖通信，但仍存在一些不足。為了更好、更安全的通信，我們需了解光纖通信技術的發(fā)展史。光纖通信技術起源于國外，20世紀五六十年代，開始研制出光纖，但那個時候光纖的損耗高達每千米358分貝。后又經(jīng)過英國科學家?guī)啄甑难芯?，研究出理論損耗可以減少到每千米19分貝的新型光纖。接著日本也開始研究光纖，但還是沒能達到最低損耗。最后，康寧公司采用粉末法研制出了每千米損耗20分貝的石英光纖。最近，摻鍺石英光纖損耗降到了每千米0.2分貝，已經(jīng)達到了石英光纖理論上提出的最低損耗極限。
3 光纖通信技術
3.1 光纖通信技術概述
光纖采用光波通信，光纖是一種由玻璃或塑料制成的纖維,利用全反射原理來傳輸信息的材料。光纖的發(fā)射裝置的一端采用發(fā)光二極管或者一束激光將光脈沖傳輸至光纖，另一端接收裝置采用光敏元件檢測脈沖信號。光纖又分單模光纖和多模光纖，單模光纖的直徑在8um-10um之間，多模光纖的直徑有50um和62.5um兩種。兩者相比，單模光纖的傳輸距離更長。
3.2 光纖通信技術的特點
3.2.1 傳輸帶寬高、容量大
光纖與雙絞線和同軸電纜相比，其傳輸帶寬高及信息容量大。帶寬高和光纖的直徑?jīng)]有直接關系，即：不會由于光纖的直徑大而帶寬高 。隨著光纖通信系統(tǒng)各個終端設備技術的改進，與密集波分復用技術結合應用，使得光纖的通信帶寬高及信息容量大。
3.2.2 損耗低，傳輸距離長
在光纖、雙絞線和同軸電纜三種傳輸介質中，光纖的傳輸損耗最低。由于損耗低，那么傳輸?shù)木嚯x相對而言也就長。減少了通信系統(tǒng)中的中繼器使用量，從而降低了布置整個系統(tǒng)的成本，直接給運營商帶來更好的經(jīng)濟利益。
3.2.3 抗干擾性好，保密性強
光纖以石英為材料制成，石英有較好的絕緣性、抗腐蝕性，從而抗電磁波干擾性強，不會形成接地回路。一般電磁波傳輸容易泄露信息，從而保密性差，而光纖基本上不會發(fā)生串擾現(xiàn)象，保密性強。光纖在通信中，受環(huán)境影響極小，可見光纖適用于強電領域。光纖還有質量小，輕便，布網(wǎng)方便，成本低，原材料石英豐富，耐高溫等特點。
21世紀，光纖通信技術快速發(fā)展起來。光纖通信技術主要是引入了光纖接入網(wǎng)技術和波分復用技術，從而大大的提高了通信的質量和安全性。
4.1 光纖接入網(wǎng)技術
光纖接入網(wǎng)技術是光纖通信技術一個全新的領域，來實現(xiàn)信息快速和高速傳輸，滿足了人們生活的需求。光纖接入網(wǎng)技術由寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡和用戶接入各部分組成。光纖接入網(wǎng)技術的關鍵環(huán)節(jié)或者最后一個環(huán)節(jié)就是用戶接入技術。要想所有用戶實現(xiàn)信息的高速傳輸，滿足用戶的帶寬需求，用戶接入技術主要是對接入網(wǎng)的用戶終端而言，通過該技術為用戶提供方便，方便為用戶提高不受限制的寬帶，來滿足用戶需求。光纖接入網(wǎng)技術除了為網(wǎng)絡通信主干網(wǎng)負責數(shù)據(jù)傳輸外，還負責網(wǎng)絡中所有用戶接入網(wǎng)絡的用戶接入技術。目前，根據(jù)光纖寬帶的接入位置，來進一步區(qū)分光纖，主要有FTTB、FTTC、FTTCab、FTTH等類型。首先，介紹光纖到戶技術，簡稱FTTH。光纖到戶技術主要在光纖寬帶接入方面來提供全光的接入方式。光纖到戶技術利用光纖帶寬的特點，先收集寬帶信息，接下來整理處理寬帶信息，最后傳輸寬帶信息。通過這樣的操作來給用戶提供所需要的帶寬，來滿足用戶上網(wǎng)需求和信息傳輸需求?？梢姡饫w接入網(wǎng)的最后一個環(huán)節(jié)是光纖到戶技術。根據(jù)光纖到戶技術不同的應用來看主要分為光纖有源接入技術和光纖無源接入技術兩種形式。光纖有源接入技術實際上就是點到點的P2P技術，其主要為用戶可以實現(xiàn)用戶PC到服務器終端的直接連接，P2P可以實現(xiàn)高帶寬接入；光纖無源接入技術則為一點到多點的XPON技術。傳統(tǒng)網(wǎng)絡通信方式一般都具有通信瓶頸的問題，光纖接入網(wǎng)技術能夠很好地解決這個問題，能夠滿足主干網(wǎng)絡或者核心網(wǎng)絡的傳輸通信信息量。為了更好地滿足用戶和網(wǎng)絡的傳輸需求，通常光纖接入網(wǎng)技術會結合SDH. ATM等多種技術混合使用，產(chǎn)生GPON、APON和EPON三種技術。一般而言，在電路交換性的業(yè)務通常使用GPON技術；只在信息傳輸過程中起到點對多點的連接作用的是EPON；相比較而言APON技術相對復雜，其用的比較少。
4.2 波分復用技術
波分復用技術是使用波分復用器，來大大降低光纖的損耗，從而來提高帶寬，傳輸更大的信息量。波分復用技術可以使用在不同的光波頻段和不同的波長，將傳輸?shù)牡蛽p耗窗口分為很多個單通信管道。波分復用技術同時也在發(fā)送端裝備波分復用器，利用它把不同的信號一起傳送到光纖中，再利用光纖進行信息的傳輸。同樣也在接收端安裝波分復用器，其作用是把光纖中輸出的信號再按不同的頻率和波長進行分開處理。在接收端分離這些不同信號過程中，在同一個信道里的光波信號是獨立的，從而實現(xiàn)不同光波信號在同一個信道里傳輸，即光復用技術傳輸。目前，波分復用技術在飛速發(fā)展，使用范圍不斷擴大。波分復用技術其中的粗波分復用技術，其信道間隔為20nm，采用波分復用技術中的集體發(fā)送和劃分，從而實現(xiàn)在1260nm-1620nm范圍內(nèi)波長的波分復用。采用此技術能夠大大降低光器件的成本，從而提高運營商的經(jīng)濟利益，同時也在很大程度上提高了信道容量。因此，波分復用技術得到了很多運營商的好評并得到了很大程度的應用。
4.3 光放大技術
在光纖接入網(wǎng)技術和波分復用技術兩個技術成熟的同時，為了更好地通信，進一步引入光放大技術，光放大技術主要是采用光放大器對光信號進行放大加強。光放大技術很大程度上促進了光復用技術、光孤子通信以及全光網(wǎng)絡的快速發(fā)展。在放大傳信號之前，應該進行OEO變換，即：光電變換及電光變換。
5 總結
本文闡述了光纖通信技術的發(fā)展史、通信特點及發(fā)展現(xiàn)狀。為了滿足了人們的需求，需要研究高速的通信傳輸技術。使用光纖通信能夠快速和高信息量地傳輸，十分符合未來的發(fā)展趨勢。
作者：魏春 單位：廣西華南通信規(guī)劃設計有限公司
