试论光纤通信技术的现状及发展趋势

试论光纤通信技术的现状及发展趋势
作者：张俞
来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2013年第07期
摘要：信息时代对于通信技术提出了更高的要求，数据传送要求更快，文件传送更大。

光纤通信以其显著的技术优势得到迅速推广，主要表现在光纤通信的损耗相对于其他通信方式更低，传输容量更大，速度高于普通传送的好几倍。

这种全新的传输模式具有体积小、重量轻、抗干扰能力更强的优势，获得业内人士的高度认可。

基于以上优势，光纤传输在全球范围内发展迅速，覆盖率越来越广。

本文结合我国光纤通信技术的发展现状，对其在我国的发展前景及未来发展趋势进行了探讨。

关键词：光纤通信通信能力现状前景
光是我们所能利用到的介质中传输速度大、最快的传输形式，在光纤通信中，光纤通信是利用光作为信息的载体，用光纤作为传输的通信方式。

这种方式最大的特点就是传输速度极快。

而从光纤构成上来看，光纤的内芯的粗度比一根头发丝还要细，能达到几十微米有的甚至能够达到只有几微米，比起传统的传输介质更加轻便易安装。

在内芯的外边就是外层也可以称作包层，外围包层的作用就是保护内芯，因为在光纤的铺设过程当中会遇到很多特殊的障碍物，能够保护光纤不受到折损。

需要注意的是，在实际的应用当中采用的并不是单根光纤，而是光缆，所谓光缆就是把诸多的光纤狙击到一起的形式。

玻璃是制造光纤的主要原料，因为玻璃是气体绝缘体，这种材质做出来的光纤不用担心接地发生回路事故；由于光纤的密闭特性使得信息在传输过程中不会产生信息泄露的现象，安全性能非常高，由于光纤十分细小即使很多条光纤组成也只是占用很小的空间，这样在施工的空间上有了很大的选择，节省了更多的地方进行其他活动。

正是由于这些光纤的自身巨大的优势使得光纤通信被广泛地使用，在技术上也在不断地革新，通信能力，通信速度，通信质量等都取得了很大的技术上的进步，光纤技术也被人们所认可和接受。

1 光纤通信技术的发展现状
1.1 复用技术常用的复用方式有：时分复用（TDM）、频分复用（FDM）、波分复用（WDM）、空分复用（SDM）和码分复用（CDM）。

多信道系统技术是提高光纤宽带利用率的有效方法，在光传输系统中占有十分重要的地位。

其中波分复用即WDM技术采用的最为广泛，这种技术能够几十倍甚至是上百倍的提高传输的容量。

1.2 宽带放大器技术普通的EDFA放大带宽较窄，约有35nm（1530～1565nm），这就产生了掺饵光纤放大器（EDFA）技术，WDM技术的使用就是这项技术实用化的关键，而WDM技术的最大优势就是对偏振的不敏感，没有串扰，噪音接近低噪音标准极限。

而随着信息量的不断增大需要进一步地提高光纤传输的容量，所以还有一些技术可以实现。

这其中主要包括掺饵氟化物光纤放大器（EDFFA），碲化物光纤放大器，控制掺饵光纤放大器与普通的
EDFA组合起来，它们分别可以实现75纳米，76纳米，80纳米的放宽带宽。

而效果最明显的就是拉曼光纤放大器（RFA）与EDFA结合起来，可放大带宽大于100nm。

而且能够在任何波长都提供增益效果。

1.3 色散补偿技术色散补偿技术在长距离传输中采用的非常多，因为对高速信道来说，在1550nm波段约18ps（mmokm）的色散将导致脉冲展宽而引起误码，限制高速信号长距离传输，所以长距离传输中必须采用色散补偿技术。

1.4 孤子WDM传输技术在超大容量传输系统中，有很多因素限制了传输的距离和容量，有一个最为重要的原因就是色散因素。

而孤子WDM传输技术可以实现利用光纤本身的非线性平衡光纤的色散，这样一来就提高了传输的距离。

此外，孤子技术还具有比较强的抗干扰能力，抑制色散的优点。

这两项技术的应用使得更长距离甚至更宽带宽宽带技术的实现。

1.5 光纤接入技术随着经济的发展，人们所需要的信息传输量在不断地增大，不光是量上的增长，而且传输数据的内容也产生了翻天覆地的变化，由原来的简单的语音业务发展为高保真无损音乐，互动视频，高速数据传输等复杂数据的传输。

这些传输内容不只对主干传输网络要求更高，而且对客户端的用户接入部分有了更高的要求。

即使主干道的传输速度再快没有高效的终端设备也没有太大意义。

PON技术在光纤接入中有极大的优势，出现的时间很早，它可与多种技术相结合，例如ATM、SDH、以太网等，分别产生APON、GPON和EPON。

但是近年来，因为第ATM技术受到IP技术的挑战等问题，APON发展基本上停滞不前，甚至开始走下坡路。

但有报道指出由于ATM交换在美国广泛应用，APON将用于实现FITH方案。

GPON对电路交换性的业务支持最有优势，又可充分利用现有的SDH，但是技术比较复杂，成本偏高。

EPON继承了以太网的优势，成本相对较低，但对TDM类业务的支持难度相对较大。

所谓EPON就是把全部数据装在以太网帧内传送的网络技术。

另外光纤到户也采用EPON技术。

现今95%的局域网都使用以太网，所以选择以太网技术应用于对IP数据最佳的接入网是很合乎逻辑的，并且原有的以太网只限于局域网，而且MAC技术是点对点的连接，在和光传输技术相结合后的EPON不再只限于局域网，还可扩展到城域网，甚至广域网，EPON众多的MAC技术是点对多点的连接。

2 光纤通信技术的发展趋势
光纤技术的使用使人们获得了更快的速度体验，而对更高速度，更大容量，超长距离传输也一直是技术革新的目标，在人们的理想状态中实现全光网络一直作为一个最高目标为人们谨记。

在不断的技术革新中，人们在不断的向这个目标前进。

2.1 超大容量、超长距离传输技术传送容量传输指的是在单位时间内能够传输数据的容量的大小，这直接影响到数据传输的速度和同等容量数据传送所需要的时间，而波分复用技术把
传输容量提高了很多，在当今跨海光纤传输系统中起到了良好的作用，在实际的应用中效果明显，发展前景良好，尤其是近年来这种技术已经大面积地使用，与此同时全光传输的距离也得到了有效的拓展。

这种传输容量与距离上的增大是通信技术进步的必然要求，也是满足日益增长的市场标准的要求。

分复用（OTDM）技术也是一种提高单信道传输速率的技术，这种技术能够实现最高的传输速率是640GBIT/s。

两种技术在实际的应用中都能够达到扩展容量和传输距离的目的。

由于归零（RZ）编码信号在超高速通信系统中占空较小，降低了对色散管理分布的要求，且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散（PMD）的适应能力较强，因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。

WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中OTDM和WDM技术的应用非常广泛，能够解决许多传输问题，但是在一些要求更高的领域只有这两项技术是不够的，这就产生了偏振复用技术，这种技术可以明显地降低相邻信道的相互作用。

2.2 光孤子通信技术传输距离也是光纤传输技术的瓶颈之一，突破这一瓶颈的技术便是光孤子技术。

因为光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲，它在光纤的反常色散区，群速度色散和非线性效应相互平衡，因而经过光纤长距离传输后，波形和速度能够保持不变。

正是利用这种不变，以它为载体的长距离传输中无畸变的通信，能够达到信息传输万里之外也不受到损失的目的而得到广泛的应用，这种技术的应用对于通信技术来说是革命性的。

这种革命性在于他的超长距离传输，超快速度传输和超大容量传输，在海底光缆通信中，这种技术能够更大限度地提高光缆的使用度，为客户提供更好的客户体验，也正是基于以上这些优点，这种技术有着光明的发展前景。

2.3 全光网络技术真正的全光网络的建设是一项十分复杂的系统工程，传统的光网络实现了节点间的全光化，但是在很多网络结点处却仍然使用传统的电器件，这种做法制约了通信网干线总容量的提高。

要想达到全光网络就必须让光节点代替电器件节点，节点之间也是全光化，整个信息的传递过程是以光的形式完成的，交换机对客户的信息处理是根据波长决定的。

全光网络的优势明显，具有能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率，网络结构简单，组网非常灵活，可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备的特点。

虽然这项技术仍处于起步阶段，但是从通信技术的发展历程来看这项技术必然是通信技术发展的极致结果，也是通信技术所能发展的最为理想的状态，很值得我们深入研究。

3 结语
光纤通信技术是日益进步的传输科技的产物，也是人们对信息传输质量要求不断提升的结果，在未来社会中信息传输必定成为人们日常生活当中必不可少的内容，我们相信经过不懈的努力一定可以实现真正的全光网络，进入真正的全光网络时代，那将是一个高速度，高容量的网络时代。

为实现这一目标需要更多的人投入进来。

可以说光纤通信是未来通信的趋势，更成为高速传输的象征。

参考文献：
[1]曾雪云.浅谈我国光纤通信的发展现状及前景[J].科技资讯， 2010（34）.
[2]毛谦.我国光纤通信技术发展的现状和前景[J].电信科学， 2006（08） .
[3]王磊，裴丽.光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息， 2006（04）.
作者简介：张俞（1981-），女，贵州贵阳人，硕士，讲师，研究方向：人工智能、数据通信。