光纤通信技术的发展与应用

光纤通信技术的应用与发展趋势

卢仲男 13934323

什么叫光纤通信?光通信是利用光波作为载体来传递信息的通信。早在公元两千多年以前，我们的祖先就在都城和边境堆起一些高高的土丘，遇到敌人入侵，就在这些土丘上燃起烟火传递受到入侵的信息，各地诸侯看见烟火就立刻领兵来救援，这种土丘叫烽火台，是一种古老的光通信设备。

我国于20世纪70年代初就开始了光纤通信的基础研究，随着技术的进步，市场需求的增长，现代社会对通信的依赖越来越大，网络的生存性显得至关重要，通信发展和运行环境的变化对光纤通信提出了更高的要求。新技术不断涌现，大幅提高了通信能力，并使光纤通信的应用范围不断扩大。

一、光纤通信技术原理及传输系统

1、光纤通信的原理

在发送端首先将欲传送的信息（如声音、图像和数据等）变为电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，转换成光信号，并通过光纤传输到信宿；在接收端，检测器收到光信号后把光信号进行光／电转换，经解调后恢复原信息。

可见，光纤通信与电缆通信相比，主要有两点不同，其一传输信号使用光信号而非电信号；其二传输介质选用光纤而非电缆。

2、基本光纤传输系统

1、光发射机

光发射机的功能是把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。光发射机由光源、驱动器和调制器组成，光源是光发射机的核心。目前广泛使用的光源有半导体发光二极管(LED) 和半导体激光二极管(也称激光器)（LD)，以及谱线宽度很小的动态单纵模分布反馈(DFB) 激光器和固体激光器。光发射机把电信号转换为光信号的电/光转换是通过电信号对光的调制实现的。

2、直接调制和间接调制

直接调制是用电信号直接调制激光器或发光二极管的驱动电流，使输出光随电信号频率变化。这种方案技术简单，成本较低，容易实现，但调制速率受激光器的频率特性所限制。

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。

■通讯技术　

浅谈光纤通信技术的发展以及运用　

孙毅波　（润建通信股份有限公司，广西南宁５３００２２）　［摘要】１９９６年，英籍华人高锟博士在其发表的论文里提出一个设想，即把带有包层材料的石英玻璃光学纤维作为通信媒质，运用于通信技术中，　这一设想拉开了光纤通信技术的运用研究帷幕，为通信技术的发展提供了一个质变的平台。本文围绕光纤通信技术，就其特点、关键技术、发展现　状做了一个概述，并探讨了光纤通信技术的进一步发展和运用。　［关键词］光纤；通信技术；发展前景　光纤通信足以光波为载波，以光纤作为传输的媒质而实现信　息的双向传播的通信方式。通常情况下，光波的频率比电波的频　率要高得很多，另外，作为传输介质，光纤比同轴电缆和导波管要　小得多。因此，光纤通信的容量较微波通信要大几十倍。在原材　料方面，光纤通信是用玻璃构造，具有极强的电气绝缘，因此运用　光纤通信的过程中不需要担心接地回路的问题。以此同时，由于　光纤的芯很细，使得光缆的直径也很小，因此，在运用光缆来传输　信息时，也不用担心地下管道拥挤等问题。总之，光纤在通信中　的运用，具有其独有的、无法比拟的优势。　１光纤技术的特点　首先，频带宽，通信容量很大。与铜线和其它电缆线相比，光　纤的传输宽带耍大得多，其承载的容量也相应较大。在单波长通　信系统中，终端设备受到电子瓶颈的限制而无法使光纤大宽带的　优势发挥得淋漓尽致，因此，通常需要一些比较复杂的技术来增　加传输的容量，例如现在大量使用的密集波分复用技术。通常情　况下，单波长光纤通信系统的传输率在２．５Ｇｂｐｓ到ｌＯｇｂｐｓ之　『Ｕｊ。其次，损耗低。当前，石英光纤的损耗可以达到低于Ｏ～　２０ｄＢ／ｋｍ，可是说，这是目前为止损耗最低的通信传输介质。当　然，这是光纤在实际中的损耗，研究表明，其理论值还可以再降一　些，这意味着光纤通信系统还有更大的优化空间，从而拥有更短　的中继距离。通常情况下，传输线路和中继站的数目间成正比，　住短中继距离中，由于中继站数目的减少，系统的复杂程度得以　简化，从而使可控性大大提高。再次，抗干扰能力强。通信系统　在一些复杂的环境中很容易受到电磁的干扰，在光纤通信中，由　于其采用了具有高绝缘性的石英，使得系统对电磁的抗干扰力大　大增强，免受雷电、太阳黑子活动和电离层变化等自然干扰和人　为释放的电磁干扰。另外，石英的抗腐蚀性极高，可有效保护光　纤芯，防止由于线缆被腐蚀而产生的信息外流。最后，保密性好。　在电波传输的过程中，电磁波泄露时有发生，由此带来的严重后　果更是数不胜数。电磁波的外泄会造成传输通道的串扰，导致一　些重要信息被窃听。而在光纤通信系统中，由于光信号被限制于　光波导的结构中，即使在光纤传输的过程中发生泄露现象，其所　泄露的射线都会被光纤芯外的不透明包层所吸收。因此，光纤的　利用，使通信的保密性得以保障。　２．光纤通信的关键技术　２．１复用技术。所谓的复用指的是多信道系统，这一系统的　运用，能够有效提高光纤宽带的利用率。目前为止，比较常见的　复用技术有频分复用、波分复用、空分复用和时分复用等，其中，较　为普遍被运用的是波分复用技术。　２．２色散补偿技术。在一般的通信系统中，在１５５０ｎｍ波段约　１８ｐｓ色散的高速通信道是必有的，高色散很容易导致冲展宽而引　起误码，从而使高速信号在长距离的传输中受到限制。而存、圯纤　通信系统中，其色散限制仅为５０Ｋｍ，因此，在长距离的传输中，色　散补偿是很必要的。　２．３宽带放大器技术。传输容量的提高是任何　一种通信技术　所必须注重的，在光纤通信技术中，碲化物光纤放大器、控制掺饵　光纤放大器等被运用其中，以进一步提高通信的传输量。　２．４光纤接入技术。在光纤通信系统中，传统的接入方式已　经无法满足具有极强宽带能力的光纤通信的需要，光纤接入的运　用，就是为了迎合光纤通信高强度流量和高强度宽带的特点，以　打开城域网和核心网的容量潜力，突破瓶颈。目前为止，Ｐ０Ｎ技术　得到普遍运用，并实现了与多种技术的结合。　

光纤通信技术的研究与应用

随着信息技术的飞速发展，互联网的普及，通信技术的发展和迭代更新已成为推动人类社会进步的重要动力之一。而光纤通信技术，则是通信技术中的一种重要技术。光纤通信技术是利用光纤作为传递信号的媒介，可以传递光信号的技术，是一种比电信号传输更快、更稳定、更可靠的通信方式。本篇文章将重点探讨光纤通信技术的研究与应用，并对其未来发展进行展望。

一、光纤通信技术的研究

光纤通信技术源于20世纪60年代，当时，从西门子和单一的想法开始。在这个阶段，光纤材料、光纤制备、激光发射器和检测器等都仍然是无法实现的纯理论假设。直到20世纪70年代中期，科学家们才成功地制备出第一根光传输用的光纤。自那时起，光纤通信技术的发展进入了实用化阶段。随着科学技术的不断发展，现代光纤通信系统的性能已经达到数Tbps，成为现代通信技术中主流的一种传输方式。

1、光纤材料的研究

光纤材料是光纤通信技术中不可或缺的一部分，其性能直接关系到光纤通信系统的性能。因此，光纤材料的研究一直是学界和工业界关注的重点。目前，常见光纤材料主要包括石英玻璃、氟化铝酸玻璃等。 石英玻璃是用石英砂为原料，采用高温烧制而成。石英玻璃具有优良的光学性质和力学性质，是制造光纤的首选材料。氟化铝酸玻璃主要由氟化铝和氟化硅等元素组成，它具有比石英玻璃更低的色散、更小的传输损耗和更高的抗辐射性能，可用于光放大器和长波段的光传输。

2、 光纤制备技术

光纤的制备是光纤通信技术中的一个重要环节。光纤的质量与制备工艺有直接关系，固定在10纳米以下最细的反射丝是制备过程中的重要环节之一 。当前，世界上主要使用两种光纤制备技术，分别是气相沉积法和浸涂法。

气相沉积法是最常用的光纤制备技术之一。这一技术采用特殊的化学气相反应器制备的光纤原料，使用CVD或VAD等方法进行热解反应，在高温下沉积光纤材料。这样制备的光纤具有良好的品质，但生产成本较高。

浸涂法是另一种制备光纤的方法。这种方法是把光纤材料浸入等离子体或化学反应中，将材料均匀地沉积在基底上，制造光纤。浸涂法成本相对较低，操作简便，但其制造的光纤品质不如气相沉积法。