通信工程中光纤技术的设计应用

蒋世君

【摘要】光纤具有材质轻便、抗干扰性强、不易串音等优点，在远距离数据传输当中起着重要作用。在这个网络全球化的时代，光纤技术不但满足了人们日常通信的需求，给人们的工作和生活带来了巨大的便利，而且在各种军事领域、商业领域也发挥着关键性的作用。基于此，对光纤通信系统中光纤技术的主要特征和常见的故障问题进行了总结，并结合实际应用，对光技术和设计应用措施开展了分析与探讨。

【关键词】通信工程;光纤技术;设计

中图分类号：TN92                            文献标识码：A                            DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2022.01.006

光传输是一项将光信号实时传输、共享的信息化技术，具有抗干扰强、损耗低、保密性高和频带宽等显著的应用优势，在光纤通信系统中占据着重要的地位。但在技术应用过程中时常会出现各类光传输设备运行故障问题，影响通信传输的稳定性和安全性。

1. 通信光纤技术概述

OAN技术又称作光纤入网技术，这项技术主要是将光纤作为数据传输的主要媒介，将多种信息有效转化并向千家万户输送。通过OLT（光纤终端）同目标节点相连，再通过ONU（光纤网络单元）同用户相接。光纤入网工序包含远程设备（光纤网络单元）和局域设备（光纤终端），彼此通过特定设备相连。光纤接入网系统主要由OLT和ONU构成，它们在网络工作中按照相关协议将SNI（任务节点）向UNI（用户网络端口）转换。接入设备具备维护和监督控制功能，通过光纤网络构建出维护管理网络，并按照对应的网络管理要求统一管理。有线通信光纤入网拓扑结构中传输线路和传输节点按照一定规则排列成几何图形，清晰展示网络节点位置和连接状况。

2. 在实践中技术的应用不足

在通信工程中，有线传输技术的多种类型在其中得到应用，都表现出不同的传输优势，基于光纤类型的传输技术发展非常快尤为明显，所以本文针对有线传输技术的应用进行分析，选择光纤类型展开深入探究。光纤传输技术有单模、多模两种，在有线传输技术应用中，与其他类型的技术相比，有更高的绝缘性能，传播速率较高的特点，这也是本文将该技术作为案例进行分析的原因所在。受媒体特性影响，光纤传输技术的运用，必须保证其信道与信号相匹配。随着传输技术日渐成熟，对光纤的应用已经普及，同时，其传输信号的高速率、精准性也已具备，成本相对较低。尽管光纤传输技术具有非常高的带宽能力优势，但难以达到构建要求是其存在的不足之处。如果在传输过程需要穿越建筑物，出现这种状况时必然会改变有线传输路径，无疑在人力、物力、时间上都要有较大的投入。而无线传输技术能够弥补其短板，在有任何障碍物的状况下，仍然在其中自由传输。由于有线传输对线路需要铺设，但综合布线有非常大的难度，后续的线路检修特别麻烦，加之长距离传输是有线传输的短板，这些对有线传输技术的发展有一定的制约。

3. 通信工程中光纤技术

3.1 对称电缆传输技术

对称电缆频率中包括高频及低频，低频电缆的频带比较窄，高频对称电缆的频带宽，能够在较多的领域中进行应用。高频对称电缆中有非屏蔽双绞线与屏蔽双绞线，两者在使用中成本相差较大，屏蔽双绞线具有重量大的特点，相比花费要更多。因此，在实际应用中，应对对称电缆进行合理地选择。

3.2 同轴电缆传输技术

同轴电缆传输技术中芯线多使用铜线，将铜管以同轴的形式包裹住芯线，借助芯线进行信息传输。同轴电缆电磁波的支持能够使传输的效果得到保障，提升了传输的效率。该技术在应用中不容易受到外部因素的影响，同时在信道频带的设计上，同轴电缆传输技术可实现10GHz，因此使用的效果能够大大加强，可在电视等通信技术中进行应用，保证了传输的效果。

3.3 光纤接入技术

光纤接入技术也是现代光纤通信传输技术应用的重要内容。光纤接入技术分为两种类型：主干传输以及用戶接入。首先，接入的用户端口包含了很多类型，例如PC、座机、打印机等等，通过光纤接入技术对光电信号进行相互之间的不断转化，从而达到主干信息传输的目的，构成有效的通信流程。其次，光通信系统也有很多种类型，其中包括光检测器、光源等，他们之间是相互关联的状态，通过光通信终端发出信息，PC段对光信号加以接收来实现信息之间的有效转换。从我国目前的发展情况看，随着国家政策的推进，光纤接入技术已经广泛普及。

3.4 双绞线传输技术

双绞线传输技术在通信网络建设工程中的使用十分常见，主要分为屏蔽式和非屏蔽式这两种类型。在一些比较复杂的通信网络建设中，这两种双绞线传输技术的应用优势明显。双绞线传输技术的传播介质有两种，并且可以实现相互绝缘与交融，运用在信号传输中，可以起到抵消电波的作用。此外，双绞线传输技术还有更多的优势，比如，布线方式更为简洁、线缆利用率大等。在常规的超五类网线布置中，有四对双绞线，可以同步进行四路视频信号的传输，或是同时进行三路视频信号和一路控制信号的传输。相对于同轴电缆的建设而言，双绞线传输技术的网线敷设相对简单，成本投入相对较少，具有较好的经济性优势。常规形式的超五类网线成本投入更低，可以有效节约通信网络架设的投入。双绞线传输技术在应对外界环境影响方面也有较好的表现，可以有效保障信息传输的安全，同时信号传输的过程也比较稳定，相对于其他的有线传输技术，在应用价值方面更具优势。但是，在实践应用中，双绞线传输技术也存在一定缺点，比如非屏蔽式的双绞线在信号传输时可能会出现被不法分子窃取信息的情况;屏蔽式的双绞线安装方式相对比较复杂，成本投入较大，需要做好敷设接地，应用难度也相对较高。

4. 浅谈通信工程中光纤技术的设计应用措施

4.1 延长传输距离

在社会不断发展下，各领域都对通信工程提出了严格的要求，这就促使其必须及时提升传输效率和质量。由于通信工程是传输信号和信息资源的重要凭证，因此只有将其传输距离进一步延长，才可以满足使用者的基本要求。当前，各种跨海域光纤以及电缆工程逐渐增多，整体与国际市场相接轨，这就更需要确保跨海域信息的稳定性以及高效传播。在这之中要实现有线传输技术的有效应用，还需在确保信息安全的前提下不断完善建设方案，适当延长传输距离，并在不影响传输效率的基础上扩大传输覆盖面积。为达到延长传输距离的目标，还应选择适合的设备，比如选用光功率放大器，该设备一般分为外置和内置两种，如果是大容量和长距离，还应选用前后置放大器、板卡以及色散光补偿器。现阶段，光纤基本以G.652C和G.652D为主，如果想要换置其他光纤类型达到长距离传输的相关要求比较困难，特别是要重点对使用环境和成本等问题进行考虑。但未来随着各种新型通信光纤的发展，还可能会衍生出更多适合长距离、大容量和低成本的光纤。

4.2 进一步优化光纤通信网络交换系统

光纤通信网络的内部结构比较复杂，包含了多个系统类型，不同系统之间的连接存在一定的交互性，传统的网络交换系统存在较大的局限性，系统传输效率比较低，无法满足现代化网络通信需求，基于现实需求，我们要采用合适的方式进一步优化光纤通信网络交换系統，可以采用信令负荷的方式分化网络体系，将网络系统中的路由分化出来，形成一个独立性通信结构，然后依次整合网络结构。网络交换系统的优化更多的是要贴合通信实际需求，综合考虑各个方面的影响因素，做好各个环节的准备工作，对网络交换系统的优化要全面，更要科学合理，要能体现出较为明显的优化效果。我们可以合理选择主次交换方式，当光纤通信网络在运行的时候，内部系统处于一个动态变化的状态，网络交换系统的各项需求主要有路由进行实现，所以如果出现问题时需要第一时间规划好网络路由，第一路由不能使用就需要利用到备份路由，从而有效保证网络交换系统运行的稳定性，还有就是要不断完善交换系统中的数据库，根据系统类型选择合适的中继线方式，做好系统对接工。

4.3 通信系统的结构优化

在目前的互联网等通信工程中依然存在大量同轴线缆等传统介质及相关设备，因此即便理论上光纤通信技术的应用可以让系统容量、速率等上升到一定高度，但由于大量技术相对落后的通信节点的存在，制约了整体通信速率以及信号传输品质等指标的提高。所以，探索通信系统整体结构的优化改进，使光纤通信技术的应用覆盖到所有信息传输、转换环节，是发挥光导纤维技术优越性的关键。目前在光器件研发以及信号传输模式改进方面各个专业科研机构与大型通信产品生产企业都投入很多资源，也不断有新技术与产品在光纤通信工程中得到推广应用，波分复用、相干光通信技术的应用分别大幅提高了系统通信容量与无中继传输距离，已经在通信工程中得到越来越多应用。

4.4 光导纤维材料与及光缆的研发应用

光导纤维作为光信号的传输载体，其性能对通信质量有决定性影响，所以光导纤维材料的研发是光纤通信技术进步的关键。目前以二氧化硅为主要成分的石英是最常见的原材料，而由于光波对介质材料成分的变化极其敏感，因此通过调整石英材料中不同元素的含量，或者添加具有特殊物理特性的微量元素可以改善光缆的信号传输性能。此外，光缆的结构设计和生产技术也是一个重要的研究方向，根据通信工程不同的设计要求可以选择不同规格与结构形式的线缆。而其结构设计与生产技术的创新旨在进一步提升其环境适应性，满足在复杂环境条件下的敷设要求并保障通信质量。所以，一些具有抗干扰、耐高温高压以及阻燃等功能的材料及技术被用于光缆的设计和生产。

5. 结束语

综上所述，新时期的光纤通信工程光缆线路施工过程中，受到各种因素的影响经常会发生施工质量问题、相关的缺陷隐患，难以确保工程的建设水平、成效。因此，在光纤通信工程领域中的光缆线路施工方面，应遵循技术要点、施工技术的应用标准要求，在各个环节严格运用规范性的施工技术、标准化的施工措施，增强工程建设质量、水平。

参考文献：

[1]舒畅.有中继海光缆通信系统线路工程相关问题探讨[J].光通信技术，2017，41（007）：59-62.

[2]赵奎，肖尊定，胡建超.基于Sagnac干涉仪和-OTDR的光缆振动预警定位系统[J].光通信技术，2020，23（6）133-159.

[3]胡绪健.配网自动化光纤通信系统施工关键技术[J].施工技术，2017，23（S1）：125-127.

[4]何祖源，刘银萍，马麟，等.小芯径多模光纤拉曼分布式温度传感器[J].红外与激光工程，2019，4（04）：285-291.

[5]桂青.国际海底光缆（崇明S3段）施工悬浮物影响研究[J].人民长江，2018，49（6）：26-32.