摘要：通信系统在现如今生活中扮演着十分重要的角色，其中光纤通信技术更是通信系统的重要组成部分。作者就结合实际情况，在分析通信系统构成的基础上，介绍了光纤通信中的主要构成，以期为推进光纤通信技术的发展进步贡献自己的一份力量。
关键词：通信系统；光纤通信技术；通信介质
前言：在近些年来，光纤通信技术有了长足的进展，其中的新技术也不断被发掘，大大提高了传统意义上的通信能力，这使得光纤通信技术在更大的范围内得到了应用。光纤通信技术是指把光波作为信息传输的载波，以光纤作为信息传输的媒介，将信息进行点对点发送的现代通信方式。光纤通信技术的诞生及深入发展是信息通信史上一次重要的改革。
1 光纤通信概述
光纤通信是以很高频率（大约1014Hz）的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。1966年7月，美籍华人高锟博士发表论文《用于光频的光纤表面波导》，分析证明了用光纤作为传输媒体以实现光通信的可能性，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的大门。1970年，美国康宁公司根据高锟论文的设想首次研制成功当时世界上第一根超低损耗光纤（衰减系数约为20dB/km），光纤通信时代由此开始。由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业内人士青睐，发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从1980年到2000年增加了近一万倍，传输速度在过去的10年中大约提高了100倍。目前，光纤通信技术已有了长足的发展，新技术也不断涌现，进而大幅度提高了通信能力，并不断扩大了光纤通信的应用范围。
2 光纤通信中的介质构成
2.1 光纤
光纤是光导纤维的简称。光纤是由纤芯、包层、涂覆层和护套构成的一种同心圆柱体结构。其中，纤芯和包层光纤的核心部分。纤芯是光波的主要传输通道；包层将光信号封闭在纤芯中并起到保护纤芯的作用。纤芯粗细、纤芯材料和包层材料的折射率，对光纤的特性起决定性影响。按照光纤中传输模式的多少来进行划分，可以将光纤分为两大类：一类是单模光纤；另一类是多模光纤。在光纤通信中，石英光纤是使用的主要媒质。在不同的环境中，为了都能使用光纤，这就必须让光纤与不同的元件进行结合，来构成光缆。
2.2 光缆
通常来说，光缆由3部分组成：一是缆芯；二是加强元件；三是护层。其中，缆芯主要用于传输光波，它的组成是由单根或多根经二次涂覆处理后的光纤构成；再者，加强元件的主要作用就是增强光缆敷设时可承受的拉伸负荷，它的组通常用金属丝或非金属的合成纤维构成；而护层的主要作用就是是对已形成光缆的光纤芯线起相应的保护作用，为的是避免受外界机械力和特殊环境的损伤，护层一般具有阻燃、防潮、耐压、耐腐蚀等特性。
2.3 光源
在光发射机的诸多器件中，关键器件之一就是光源，它的功能就是把接收到的电信号进而转换为发射的光信号。在光纤通信系统中，目前，被广泛使用的光源主要有两类，一类是半导体激光二极管，又被称为激光器（LD）；另一类是半导体发光二极管，又被称为发光管（LED）。有时候在有些场合也有可能使用固体激光器。半导体激光二极管转换效率高，与光纤耦合好，当输入电流达到阈值时光谱特性好，主要用于长距离和大容量的光纤通信系统中。
2.4 光电检测器
光电检测器是一个转换信号的器件，既是通过光电效应，然后将接收到的光信号进而转换为电信号的一个器件，它也是光接收机的核心部件。目前常用的光电检测器主要有半导体PIN光电二极管和APD雪崩光电二极管。一般光纤通信系统对光电检测器有如下要求。
响应度足够高，即对一定的入射光功率能够输出尽可能大的光电流。响应速度足够快，以适用于高速宽带系统。 噪声低，对信号影响小。PI曲线线性好，信号光电转换不失真。体积小，工作寿命长。
PIN光电二极管是在PN光电二极管的PN结中间设置了一层惨杂浓度很低的本征半导体构成，结构简单，可靠性高，工作电压低，使用方便，且量子效率高，器件噪声小，带宽高，但灵敏度比APD光电二极管低，因此广泛应用于灵敏度要求不高的场合。APD二极管灵敏度高，增益高，但电压高，结构复杂，噪声大，因此多用于对光接收机灵敏度要求较高的场合。
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3 通信网络系统中的光纤通信技术
3.1 波分复用技术
所谓波分复用技术（wavelength-divisionmultiplexing， WDA）就是指将多个携有信息、频率不同的信号利用合波器整合到一起，然后沿着一条光纤传输，最后用某种方法在接收端接收，将波长不同的信号分别提取出来的光通信技术。WDA主要利用的是光纤低损耗波段的带宽资源优势，来增加光纤的传输带宽，从而使光纤传送信息的有效带宽增加一倍至数倍，从而有效的提高了频带利用率。
3.2 全光网络。未来的高速通信网将是全光网。全光网是铁路光纤通信技术发展的最高阶段，也是理想阶段。传统的铁路通信光网络实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍采用电器件，限制了目前通信网干线总容量的进一步提高，因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。全光网络以光节点代替电节点，节点之间也是全光化，信息始终以光的形式进行传输与交换，交换机对用户信息的处理不再按比特进行，而是根据其波长来决定路由。
3.3 光孤子通信
光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲，由于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，波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信，在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。光孤子技术未来的前景是：在铁路通信传输速度方面采用超长距离的高速通信，时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率10-20Gbit/s提高到100Gbit/s以上。
4 铁路电务段光纤通信网络风险的防范
4.1 升级软件。通信网防范服务器攻击首先要搞好计算机网络安全的控制，结合必要的安全监控及操作控制方法限制非法者的入侵，以防故意破坏服务器的可操控性。铁路管理部门可对光纤网络设置访问权限，未经允许不得参与网络系统的操作控制，避免网络信息传递风险的发生。
4.2 更新硬件。硬件防范的关键是对计算机及辅助设备的管理。如：检测故障，对正在使用的网络设备及通讯设备综合检查，发现异常问题应尽快更换装置；更新设备，铁道部需投入资金采购先进的计算机设备，更换旧的服务器及连接设备，让光纤通信在计算机辅助下稳定运行。
4.3 引进技术。计算机是企业现代办公的必备工具，计算机网络模式的完善为自动化经营提供了虚拟化平台。先进的通信技术是信息传输效率的保证，还应制定专业的人员培训计划。作为铁路工程建设人员要坚持改革创新精神，为光纤通信技术的应用做好充分的准备工作。
4.4 建立安全风险管理体系。由于在当前阶段铁路电务系统的安全风险管理体系没有完全的完善，这点对于安全风险管理的工作导致很多的负面影响。所以我们需要构建一种构建安全风险管理制度用来弥补体系不足带来的不良影响。这套制度包括：管理层、基础工作层等。通过设立和不断地健全作业的流程，用来实现铁路电务段的安全风险以及保障措施，不断的降低铁路电务系统的安全隐患。
4.5 提高安全风险应急能力。铁路电务系统需要不断的提高安全风险应急能力，用来化解安全风险隐患，不断完善应急处理能力是铁路电务段提高安全风险应急能力的根本所在。在铁路电务系统面对突发的事件时，不能只靠管理手段进行避免，因此在构建良好的安全风险应急能力显示十分的重要。铁路电务系统在进行增强职工安全风险意识的同时也需要对工作人员的现场处理能力进行培训，以解决面对突发的各种情况。
结束语
总之，光纤通信技术作为通信系统中最主要的信息传输技术，对通信的发展起到了非常重要的作用，不断涌现的光纤通信新技术，不仅在通信领域扮演了重要的角色，还将极大地促进整个通信行业的发展，而市场需求的不断增加也必然推动着光纤通信技术走向更高的水平。
参考文献
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[4]裘庆生.浅析我国光纤通信发展现状及前景[J].信息与电脑（理论版），2009，（12）.
论文作者:王佳
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/9
标签：光纤论文; 光纤通信论文; 通信技术论文; 通信论文; 铁路论文; 风险论文; 孤子论文; 《基层建设》2017年第12期论文;