浅谈光纤通信技术

浅谈电信光纤通信技术　严晓明　（中国电信股份有限公司惠州分公司）　摘要：光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力　通信控制系统中，进行工业监测、控制，而且在军事领域的用途也越来越为广　泛。光纤通信技术作为信息技术的重要支撑平台，在未来信息社会中将起到　十分重要的作用。　关键词：光纤通信技术优势接入技术　０引言　近年来随着传输技术和交换技术的不断进步，核心网已经基本　实现了光纤化、数字化和宽带化。同时，随着业务的迅速增长和多媒　体业务的日益丰富，使得用户住宅网的业务需求也不只局限于原来　的语音业务，数据和多媒体业务的需求已经成为不可阻挡的趋势，　现有的语音业务接入网越来越成为制约信息高速公路建设的瓶颈，　成为发展宽带综合业务数字网的障碍。　１光纤通信技术定义　光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信力式。　在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作　为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光纤　通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的，它是　电气绝缘体，因而不需要担心接地回路，光纤之间的中绕非常小，光波　在光纤中传输，不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听，光　纤的芯很细，由多芯组成光缆的直径也很小，所以用光缆作为传输信　道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题。　２光纤通信技术优势　２．１频带极宽，通信容量大　光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽，光纤通信系统的于光　源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。散波长窗口，单模光纤　具有几十ＧＨｚ・ｋｍ的宽带。对于单波长光纤通信系统，由于终端设　备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复　杂技术来增加传输的容量，特别是现在的密集波分复用技术极大地　增加了光纤的传输容量。采用密集波分复术可以扩大光纤的传输容　量至几倍到几十倍。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在　２．５Ｇｂｐｓ到１ＯＧｂｐｓ，采用密集波分复术实现的多波长传输系统的　传输速率已经达到单波长传输系统的数百倍。巨大的带宽潜力使单　模光纤成为宽带综合业务网的首选介质。　２＿２损耗低，中继距离长目前，实用的光纤通信系统使用的光　纤多为石英光纤，此类光纤损耗可低于０　２０ｄＢ／ｋｍ，这样的传输损　耗比其它任何传输介质的损耗都低，因此，由其组成的光纤通信系　统的中继距离也较其他介质构成的系统长得多。　如果将来采用非石英系统极低损耗光纤，其理论分析损耗可下　降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离：　对于一个长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂　性可大大降低。目前，由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距　离可达２００多ｋｍ，由非石英系极低损耗光纤组成的通信系至数公　里，这对于降低通信系统的成本、提高可靠性和稳定性具有特别重　要的意义。　２．３抗电磁干扰能力强我们知道光纤原材料是由石英制成的　绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特　性是光波导对电磁干扰的免疫力，它不受自然界的雷电干扰、电离　层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，还　可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。它　是一种非导电的介质，交变电磁波在其中不会产生感生电动势，即　不会产生与信号无关的噪声。这样，就是把它平行铺设到高压电线　和电气铁路附近，也不会受到电磁干扰。这一点对于强电领域（如电　力传输线路和电气化铁道）的通信系统特别有利。　２．４光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设光纤的芯径很细，约为　０．１ｍｍ，由多芯光纤组成光缆的直径也很小，８芯光缆的横截面直径　约为１　０ｍｍ，而标准同轴电缆为４７ｍｍ。这样采用光缆作为传输信　２６０　道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题，节约了地　下管道建设投资。此外，光纤的重量轻，柔韧性好，光缆的重量要比　电缆轻得多，在飞机、宇宙飞船和人造卫星上使用光纤通信可以减　轻飞机、轮船、飞船的重量，显得更有意义。还有，光纤柔软可绕，容　易成束，能得到直径小的高密度光缆。　２．５保密性能好对通信系统的重要要求之一是保密性好　然　而，随着科学技术的发展，电通信方式很容易被人窃听，只要在明线　或电缆附近设置一个特别的接收装置，就可以获取明线或电缆中传　送的信息，更不用去说无线通信方式。　光纤通信与电通信不同，由于光纤的特殊设计，光纤中传送的　光波被限制在光纤的纤芯和包层附近传送，很少会跑到光纤之外。　即使在弯曲半径很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的。并且成缆　以后光纤在外面包有金属做的防潮层和橡胶材料的护套，这些均是　不透光的，因此，泄漏到光缆外的光几乎没有。更何况长途光缆和中　继光缆一般均埋于地下。所以光纤的保密性能好。此外，由于光纤中　的光信号一般不会泄漏，因此电通信中常见的线路之间的串话现象　也可忽略。　３光纤接入技术　随着通信业务量的不断增加，业务种类也更加丰富，人们不仅　需要语音业务，高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已　经得到了更多用户的青睐。光纤接入网可分为有源光网络Ａ（ＯＮ）和　无源光网络（（ＰＯＮ。）采用ＳＤＨ技术、ＡＴＭ技术、以太网技术在光接　入网系统中称为有源光网络。若光配线网（ＯＤＮ全）部由无源器件组　成，不包括任何有源节点，则这种光接入网就是无源光网络。　现阶段，无源光网络Ｐ（ＯＮ）技术是实现ＦＴ—Ｔ×的主流技术。典　型的ＰＯＮ系统由局侧ＯＬＴ光（线路终端）、用户侧ＯＮＵＯ／ＮＴ（光网　络单元）以及０ＤＮ—ＯｒｇｎｉｚａｔｉｏｎＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｎｅｔｗｏｒｋ（光分配网　络）组成。ＰＯＮ技术可节省主干光纤资源和网络层次，在长距离传输　条件夏可提供双向高带宽能力，接八业务种类丰富，运维成本大幅　降低，适合于用户区域较分散而每一区域内用户又相对集中的小面　积密集用户地区。　为实现信息传输的高速化，满足大众的需求，不仅要有宽带的　主干传输网络，用户接入部分更是关键，光纤接入网是高速信息流　进干家万户的关键技术。在光纤宽带接入中，由于光纤到达置的不　同，有ＦＴＢ、ＦＴＴＣ，ＦＴＴＣａｂ和ＦＴＴＨ等不同的应用，统称Ｆ１＿ｒｘ。　Ｆ１．ｒＨ（光纤到户）是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接　入，因此，可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供所需要的不受　限制的带宽，充分满足宽带接入的需求。我国从２００３年起，在“８６３”　项目的推动下，开始了ＦＴＴＨ的应用和推广工作。迄今已经在３０多　个城市建立了试验网和试商用网，包括居民用户、企业用户、网吧等　多种应用类型，也包括运营商主导、驻地网运营商主导、企业主导、　房地产开发商主导和政府主导等多种模式，发展势头良好。不少城　市制定了ＦＴＴＨ的技术标准和建设标准，有的城市还制门了相应的　优惠政策，这此都为Ｆ丌Ｈ在我国的发展创造了良好的条件。　在ＦＴＴＨ应用中，主要采用两种技术，即点到点的Ｐ２Ｐ技术和　点到多点的ｘＰＯＮ技术，亦可称为光纤有源接入技术和光纤无源接　入技术。Ｐ２Ｐ技术主要采用通常所说的ＭＣ（媒介转换器）实现用户和　局端的自接连接，它可以为用户提供高带宽的接入。目前，国内的技　术可以为用户提供ＦＥ或ＧＥ的带宽，对大中型企业用户来说，是比　较理想的接入方式。　４结束语　从光纤通信问世到现在，光传输的速率以指数增长，光传输的　速率在过去的１０年中大约提高了１００倍。层出不穷的光通信新技　术将成为市场复苏的源泉，而人类对通信容量的无止境需求将是市　场恢复的原动力。随着光通信技术进一步发展，必将对２１世纪通信　行业的进步，乃至整个社会经济的发展产生巨大影响。

第 1 页 共 5 页 通信工程中光纤技术的应用和发展趋势

摘 要：现阶段，随着社会的发展，我国的科学技术的发展也有了很大的进步。通信工程项目质量逐渐受到社会各界的广泛关注，如何建构完整且顺应时代进步的运维机制，需要相关部门整合为技术类型，建构更加完整且有效的协同管控机制。文章对通信工程中光纤技术应用的意义和应用特征进行了简要分析，并集中阐释了应用和社会路径，以供参考。

关键词：通信工程；光纤技术；应用；发展趋势

0 引言

光纤通信技术是以信息技术作为载体的，它是通信工程长期发展研究出的一种通信方式。光纤通信技术相对于传统的通信技术具有高效率、低成本、寿命长的应用优势，它能够有效降低企业通信工程建设的投资成本，从而最大化地提升通信企业整体经济效益，因此，通信企业在进行通信工程的研发工作时必然不能脱离光纤通信技术。而且光纤通信技术作为一种新型数据传输手段，不仅能够实现通信信息的直接传播，还能够为我国通信工程的全面发展，适应社会发展需求带来新的技术研发方向。

1 通信工程中光纤技术应用的意义 第 2 页 共 5 页 光纤通信借助光波完成信息传输和处理，能将其作为传导和运输媒介，有效实行通信工程项目的可持续发展。在新兴技术类型不断增多的背景下，提升通信技术，效优化传输信息质量是必须要研究的问题，光纤技术的实际价值和优势尽显出来。此外，光纤通信技术的运用能够将网络全球化得以实现。时刻关注研究通信工程项目中应用光纤技术的路径具有十分重要的意义。

2 通信工程中光纤技术的优点

2.1小巧、轻便、易安装，材料来源广泛

通常情况下，光纤体积较小、质量轻、方便携带和安装，这也是许多人愿意应用光纤技术的原因。光纤材料主要有石英、玻璃、塑料3种，它们的来源都十分广泛，减少了金属铜的使用，有利于环境的保护.

2.2抗干扰性能力强

光纤材料中最主要的材料是石英，石英的绝缘性能较好，并且具有较强的抗腐蚀性能，能够在一定程度上抵抗外界因素的干扰。除此之外，在信息传输过程中，主要影响信息传递的因素是电磁场，电磁场会影响信息传播的质量。但是由于光纤技术不是通过电流传播，而是通过光信号进行信息的传播，因此，光纤技术的应用有利于大大提高信息传输的质量。

２０１２年７月　第１３期总第２６３期　内蒙古科技与经济　Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｅｃｏｎｏｍｙ　Ｊｕｌｙ　２０１２　Ｎｏ．１３　Ｔｏｔａｌ　Ｎｏ．２６３　

浅谈光通信技术现状及发展趋势　

李晶婧　

（北京邮电大学国际学院，北京１００８７６）　

摘　要：论述了信息载体由电子到光电子和光子的发展过程及光纤通讯的特征，分析了光通讯技术　

的现状，对我国光纤通讯技术的发展进行了展望。　

关键词：光子；光纤通信；波分复用；光纤接入；光网络　

中图分类号：ＴＮ９２９．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１ｏｏ７—６９２１（２０１２）１３一ＯＯＯ５一Ｏ２　

２１世纪，高度信息化的社会和网络时代正悄然　

向人类招手，通讯和网络化的发展将深刻地影响并　

改变人类社会的面貌，信息的传播和利用将成为社　

会集体中灵魂的体现，渗透到社会细胞的每个角落；　

信息将成为商品，对社会财富的创造可以起到引导　

性的作用，并将有决定性的重大贡献。　

光纤通信技术的出现使高速率、大容量的通信　

成为可能，是通信史上的一次里程碑式的跨越。短短　

几十年，从提出理论到技术实现．再到今天的高速光　

纤通信，光纤通信技术得到了跨越式的发展。期间并　

确立了其在某些方面不可替代的地位，如远距离传　

输、跨海传输方面及其作为通信业务中骨干网传送　

基础等等方面。　

１　光子作为信息载体的发展过程　

电子学和微电子学伴随着高容量和高速度通讯　

事业的发展遇到了其局限性的困扰。光子和电子作　

为信息载体相比不仅仅是传输速度快，更重要的是　

信息容量大。　

光的载频相对电子通讯载频高出了３个数量　

级，所以信息载体由光子取代电子是通信未来发展　

的必然选择。　目前，由光子学和电子学共同发展所产生的光　

电子学技术已经在信息领域得到了应用，包括信息　

的探测、传输、存储、显示、运算和处理等等方面。光　

通信、光存储和光电显示技术的兴起及其近年来的　

飞速发展，光电子学已经将其广阔的应用发展前景　

光纤通信技术的发展与应用

一 、光纤通信的应用背景

通信产业是伴随着人类社会的发展而发展的。追溯光通信的发展起源，早在三千多年前，我国就利用烽火台火光传递信息，这是一种视觉光通信。随后，在1880年贝尔发明了光电话，但是它们所传输的信息容量小，距离短，可靠性低，设备笨重，究其原因是由于采用太阳光等普通光源。之后伴随着激光的发现，1966年英籍华人高锟博士发表了一篇划时代性的论文，他提出利用带有包层材料的石英玻璃光学纤维，能作为通信媒质。从此，开创了光纤通信领域的研究工作。

二、光纤通信的技术原理

光纤即光导纤维，光纤通信是指利用光波作为载波，以光纤作为传输介质将要传输的信号从一处传至另一处的通信方式。其中，光纤由纤芯、包层和涂层组成。纤芯是一种玻璃材质，以微米为单位，一般几或几十微米，比发丝还细。由多根光纤组成组成的称之为光缆。中间层称为包层，根据纤芯和包层的折射率不同从而实现光信号传输过程中在纤芯内的全反射，实现信号的传输。涂层就是保护层，可以增加光纤的韧性以保护光纤。

光纤通信系统的基本组成部分有光发信机、光纤线路、光收信机、中继器及无源器件组成。光发信机的作用是将要传输的信号变成可以在光纤上传输的光信号，然后通过光纤线路实现信号的远距离传输，光纤线路在终端把信号耦合到收信端的光检测器上，通过光收信端把变化后的光信号再转换为电信号，并通过光放大器将这微弱的电信号放大到足够的电平，最终送达到接收端的电端完成信号的输送。中继器在这一过程中的作用是补偿光信号在光纤传输过程中受到的衰减，并对波形失真的脉冲进行校正。无源器件的作用则是完成光纤之间、光纤与光端机之间的连接及耦合。其原理图如图1所示：

通过信号的这一传输过程可以看出，信号在传输过程中其形式主要实现了两次转换，第一次即把电信号变成可在光纤中传输的光信号，第二次即把光信号在接收端还原成电信号。此外，在发信端还需首先把要传输的信号如语音信号变成可传输的电信号。