光纖通信技術研究

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摘要：隨著光纖通信技術的發(fā)展，迎來了通信技術的重大變革，隨著電商企業(yè)逐漸增多，國民經(jīng)濟的發(fā)展受到光線通信技術的影響。光纖通信傳輸信息過程中具有速度快，距離長、信息容量大、損耗低、超強抗電磁干擾能力和高保密性等優(yōu)點，被廣泛應用到通信、軍隊、醫(yī)學等各個領域。本文通過闡述光纖通信技術概念、傳輸方式、工作原理和傳輸特性，分析光纖通信技術的應用，從而提出光纖通信技術的未來發(fā)展方向。

關鍵詞：光纖通信；傳輸；信號

一、引言

在光纖通信廣泛應用之前世界各國一直使用電纜通信，其具有損耗嚴重、帶寬窄、串聲等缺點，不能廣泛應用，從而推動了光纖通信技術快速研制和發(fā)展。20世紀60年代開始提出光纖的概念并開始初步研制，經(jīng)歷幾十年的發(fā)展，光纖由最開始損耗400分貝/千米到如今降低到0.2分貝/千米，并且僅一對單模光纖就實現(xiàn)了3000多個電話同時通話。在1991年低，光纜全球敷設距離長563萬千米，但到1995年敷設距離已超過1100萬千米。

二、光纖通信技術簡介

1.光纖通信技術概念。將模擬電信號轉(zhuǎn)化為光信號，以光波作為載波，以光纖作為介質(zhì)進行信息傳輸?shù)募夹g被稱之為光纖通信技術。

2.光纖通信系統(tǒng)傳輸信號的形式。光纖通信技術系統(tǒng)分類：光纖模擬通信系統(tǒng)、光纖數(shù)字通信系統(tǒng)以及光纖數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。

（1）光纖模擬通信系統(tǒng)。在發(fā)射端通過放大和預調(diào)制基帶信號對電信號進行處理，在接收端通過解調(diào)和放大等處理將正常電信號釋放出來。

（2）光纖數(shù)字通信系統(tǒng)。在發(fā)射端通過放大、取樣和數(shù)字量化基帶信號對電信號處理，在接收端逆過程處理。

（3）光纖數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。在發(fā)射端通過放大基帶信號對電信號進行處理后，到接收端進行逆過程處理。光纖數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)與光纖數(shù)字通信系統(tǒng)相比缺少了碼型變換過程。

3.光纖通信技術工作原理。本文以數(shù)字光纖通信電路為例分析光纖通信技術工作原理，傳送的模擬信號被發(fā)送端接收后，通過電端機將傳送模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺ㄟ^放大、取樣和量化基帶信號等對電信號處理，經(jīng)過調(diào)制將信息調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上，并且電信號的頻率直接影響的著光的強度。通過光纖將光束發(fā)出去，在接收端通過檢測器將光信號轉(zhuǎn)化為電信號并恢復原傳輸模擬信息。

4.光纖通信技術的特點

（1）通信容量大、頻帶寬。光纖通信傳輸過程中是將傳輸模擬信號轉(zhuǎn)化成為光信號以光纖作為介質(zhì)進行傳輸，與電纜通信相比，傳輸頻帶寬、傳輸速度快、通信容量大。但是在平時使用過程中發(fā)現(xiàn)使用單波長光纖通信系統(tǒng)時，不能充分發(fā)揮頻帶寬和通信容量大的性能，通過反復研究發(fā)現(xiàn)采用多種復合技術增強頻帶寬和通信容量。

（2）傳輸過程損耗低，長距離傳輸中繼站數(shù)量少。目前，市面上廣泛應用的石英光纖損耗為0~20dB/km，如果采用非石英光纖系統(tǒng)其傳輸損耗會更低。由于其傳輸損耗低，使得在長途傳輸過程中，減少了中繼電站的數(shù)量，大大降低了原料和人工成本、維護周期和系統(tǒng)設計復雜性。

（3）抗電磁干擾能力強。由于石英是絕緣體材料，所以利用石英作為原材料的光纖絕緣性特別好，使得光信號在傳輸過程中較強電磁干擾（如：自然雷電、電離層發(fā)出的電離子、人為產(chǎn)生的電磁等）能力。所以實現(xiàn)了和高壓線平行架設或者與電力導體一起使用構成復合光纜，降低了傳輸費用，施工和維護難度。

（4）無串音干擾,保密性好。在使用電纜通信時，經(jīng)常出現(xiàn)通道相互串擾、被竊聽等情況。但是在光纖通信技術使用過程中，由于光信號被包裹在光纖中，光纖不透明的皮對光射線有吸收作用，光纖外面根本沒有辦法竊聽到光纖內(nèi)傳輸?shù)男畔ⅲ词构饫|內(nèi)有很多根光纖也不會出現(xiàn)相關干擾和串音情況，被部隊廣泛應用。

三、光纖通信技術的應用

1.通信領域的應用。隨著時代的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)和人們生活都離不開信息通訊，在因特網(wǎng)、有線電視、電話中光纖通信被廣泛應用。由于光纖通信具有通信容量大、頻帶寬、損耗低、防電磁防干擾強等特點，實現(xiàn)了一條光纖既可以容納多人通話也可以傳輸多套電視節(jié)目。

2.醫(yī)學領域的應用。利用光導纖維內(nèi)窺鏡進行檢查患者腦室、心臟、胃、食道等疾病，可以檢測患者心臟血液值、氧氣在血液中的飽和度、胃部情況、食道情況等，然后根據(jù)實際情況進行診斷和治療。同時，醫(yī)學也已經(jīng)開始應用光導纖維連接的激光進行微創(chuàng)手術，所以光纖通信技術提高了醫(yī)學治療水平，被醫(yī)學領域廣泛應用和研究。

3.傳感器領域的應用。光纖通信技術與敏感元器件相組合，應用在傳感器的研制，廣泛應用到工業(yè)和生活中，如：光敏傳感器、紅外傳感器、溫度傳感器、雷達傳感器，工業(yè)溫度、流量、壓力、顏色、光澤專業(yè)測量等。

4.光纖技術應用。照明過程中利用了光纖良好的物理特性，實現(xiàn)藝術裝修美化的效果，如果：LED廣告顯示屏、草坪地燈、藝術裝飾品照明燈等。

四、光纖通信技術的發(fā)展方向

1.提升傳輸速度、擴大傳輸容量、增長傳輸距離，減少中繼站數(shù)量。相對與電纜通信來說，光纖通信技術水平在很大程度上已經(jīng)提升了信號的傳輸速度、容量和距離，但是未來光纖通信技術還有圍繞這一發(fā)展方向，實現(xiàn)更高速度、更大容量和更長距離的傳輸，并且實現(xiàn)與世界各國跨海、跨越的信息傳輸。

2.全光網(wǎng)絡。未來通信網(wǎng)絡發(fā)展重要目標和通信技術發(fā)展的最高階段是實現(xiàn)全光網(wǎng)絡，目前全光網(wǎng)絡已經(jīng)是世界各國對光纖通信研究的一個重要課題。雖然目前還處在初級階段，但是隨著人類的不斷的探究和研制，相信全光網(wǎng)絡這一目標很快會實現(xiàn)。

五、結(jié)論

隨著信息時代繁榮發(fā)展，迎來光纖通信技術空前的提高，它改寫了我們通信行業(yè)的歷史，使得理論變?yōu)榱爽F(xiàn)實，它不僅僅是一個信息傳輸手段，也被廣泛應用到了工業(yè)生產(chǎn)和人們生活的各個領域，只有將光纖通信技術向更高方向發(fā)展和技術提高，加快引領通信領域前進步伐，從而促進社會經(jīng)濟快速發(fā)展。

參考文獻

[1]王磊,裴麗.光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來[J].中國科技信息,2006(4):59-60.

[2]顧生華.光纖通信技術[M].北京：北京郵電出版社,2006．

作者：徐笑 單位：新疆公安廳特別偵察隊