浅谈光纤通信技术

覃星程 中国移动通信集团广西有限公司

1.引言

光纤通信即光导纤维通信，它主要以光为载体，以光纤作为传输媒介的有线通信。在运行过程中，其所使用的并不是单根的光纤，是众多光纤集合一起而形成的光缆。近年来，光纤通信技术越来越受到人们的重视，其应用领域也正在不断地扩大，并逐步地开始普及。其优势对比于以往传统的通信技术来说更有优势，光纤材料为玻璃，属于电气绝缘体，不会发生接地回路，其通信载体是光波，频率比较高，比同轴电缆或导波管的损耗也要更低，同时还能够大大提高容量。另外，光纤的芯也比较细，所以其传输系统所占的空间也比较小。目前，我国已经累计铺设光缆超过四百万公里，光纤用量超过八千万公里，对其传输速度和质量也正在不断地改进，光纤通信未来发展前景可观。

2.光纤通信技术介绍

2.1 频带较宽以及损耗较低

目前，最具有优势的传输载体便是光，只有充分利用光谱才能有效加大带宽，利用光作为传输介质，可以实现更低的损耗，更远的中继距离。比如单模光纤，当其位于1550nm的窗口时，衰减仅为0.19～0.25dB/km，损耗比较低，中继距离能达到几十公里甚至上百公里。通常，我们会通过SDM、TDM、WDM、OFDM、OTDM、So liton等来加大光纤传输的容量，而TDM和WDM是最为常见的扩容方式，前者主要是对信号进行时分复用，会伴随着复用速率而提高，已经是较为成熟的技术了；而后者WDM技术，即波分复用技术，主要是通过波分复用器将不同规定波长的信号光载波合并起来，同时在接收端放有波分复用器来把这些光载波进行区分。光纤通信和以往的任何传输方式相比，其传输的损耗都是最低的，随着科技的不断发展，今后若采用非石英系统极低损耗光纤，其损耗会更低，这样也能大大减少中继站的数量，降低相关的通信成本。

2.2 保密性高以及抗干扰能力强

在电波进行传输时，会比较容易发生电磁波的泄漏的问题，而在光纤中传输中，保密性较高，光波导结构能够将光信号完善地限制在其中，泄漏的射线也会被环绕光纤的不透明包皮所吸收，因此不会出现泄漏的问题。同时，由于光纤材料是由石英制成的，石英光纤的主要成分是二氧化硅（SiO2），其所制成的光纤不易被腐蚀，所以其有着一定的绝缘性，也能大大提高自身的抗腐蚀，以及抗电磁干扰能力也会大大增强，避免其受雷电、电离层、太阳黑子以及人为释放的电磁所干扰，这一特性非常适合于军事领域上的应用。另外，二氧化硅又是地球最丰富的资源之一，所以其所需要的制作成本也不比较低。

2.3 便于铺设以及容量、速度较大

光纤的直径比较纤细，加上保护套后的直径只有约0.1mm，因此光纤对比其它介质来说，重量也比较轻，甚至是其他介质的几百分之一。这样一来非常便于光纤铺设、节约成本，能够充分利用管道空间。同时，光纤通信还有一个优势是容量比较大，相比铜线或电缆都拥有更大的传输带宽，光纤的传输速率也到达了2.5Gbps 到10Gbps，今后还有很大的扩展空间。近年来，我国的光纤通信技术发展非常快，其应用领域也在不断地扩大，相应地迅对于光纤光缆的需求量也正在不断上涨。我们可以采用环网传输系统或也链路系统，从而组成的不同形式来满足不同的需求，还可以采用宽带传输系统，使得人们能够在任何地方都能够对同样的电视节目下载，也方便工作人员进行管理等。

3.光纤通信技术中光纤的应用

3.1 普通单模光纤

普通单模光纤(G.652光纤)在1310nm波长窗口的色散为0，损耗比较大，大约有0.35dB/km，而在1550nm波长窗口中，其损耗相对较小为0.2dB/km，但色散比较大，约有20ps/nm km。为了进一步有效降低损耗的同时也拥有低色散，那么可以对光纤结构进行调整，设计色散位移光纤，我们可对光纤进行结构设计，使得零色散的波长产生位移，便可以产生色散位移光纤，即G.653光纤。这样的光纤，有着更为广泛的应用范围，他在1550rim处的色散为0，会有FWM效应。G.653光纤在1550nm波长窗口的低损耗和低色散特性非常适合光纤孤子通信的需要，在高速光纤孤子通信系统中得到了大量应用，但是它1550rim处的色散为零，在进行WDM时会产生严重的FWM效应，不适应波分复用系统的需要。

3.2 高强度耐弯单模光纤

一般来说，高强度的耐弯单模光纤是比较好的，也是同行企业中，最具竞争力的一种光纤。由于光纤网建设的重点是由骨干网向城域网、用户接入网进行的，所以这样的光纤逐渐成为了光缆市场的主要拉动力，其能够沿着建筑拐角施工，进一步降低网络布线成本。

3.3 无水峰光纤

对比于传统的单模光纤，无水峰光纤更具有优势，这主要表现在进一步扩大了波长范围，是常规光纤的一半，能够进行超大容量的传输。现实中我们可以采用稀疏波分复用方案，即CWDM，使用波长间隔较宽以及对稳定度要求不是很高的相关元件，进一步降低成本，特别是无源器件的成本会大有下降。一般在1350～1450nm波长窗口的光纤，色散只是波长区的一半，可以进行高比特率长距离传输。

3.4 大有效面积光纤

超高速系统的主要特征为限制色散和非线性，一般来说线性色散，我们能够用色散来进行补偿，但非线性无法通过简单的线性方式解决。光纤的有效面积是决定光纤非线性的主要因素，因此，为了有效地实现大容量、远距离密集波分复用系统，大有效面积光纤得到了应用，在c波段，其光纤以10Gbit/s为基础高密集WDM系统信噪比较高，，其误码率比较低，而且光放大器的间隔也比较长，这种光纤得到广泛的应用。

4.结语

光纤通信技术已经成为了最重要的传输手段，从光纤通信技术的发展现状与趋势来看，可以说光纤通信进入了一个蓬勃发展的新高潮，其所涉及的范围将会更广，对于技术的要求也会更高，具有更大的影响力和覆盖面，这对信息产业、人们的生活都有着一定的影响，其发展结果会在很大程度上决定信息业的未来格局。今后，光纤通信还会继续保持高速的发展，成为通信领域传输技术的主流。因此我们也必须要尽快掌握有关光纤通信的特点、优势，以及其应用领域的现状和趋势，促进光纤信息传输技术向更高层次的发展，相信光纤通信技术在及今后定会一定会取代其他的信息传输的方式。