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摘要：本文针对光纤通信技术的发展及趋势展开研究，分别介绍了光纤通信技术的发展历史和现状，以及光纤通信技术的发展趋势，对一些先进的光纤通信技术进行了介绍。
关键词：光纤通信；光纤通信技术；发展趋势
前言
自上世纪光纤通信技术在全球问世以来，整个的信息通讯领域发生了本质的、革命性的变革，光纤通信技术以光波作为信息传输的载体，以光纤硬件作为信息传输媒介，通信达到了高速率和大容量，且损耗低、体积小、重量轻，还有抗电磁干扰和不易串音等一系列优点，从而备受通信领域专业人士青睐。
1 光纤通信系统简介
光纤通信是一种利用光波作为载波来传送信息，用光纤作为传输介质的通信方式，其工作频段属于近红外光段，常用的通信窗口有0.85UM，1.31UM，1.55UM。
1.1基本的光纤通信系统组成包括三大部分：光发射、光纤传输和光接收。
光纤通信系统既可以传输数字信号，也可以传输模拟信号，并且可以将多种不同类型的信号在一起传输，如话音，图像，数据，多媒体信息等。
1.2光纤通信的优点，例如光纤所采用的石英材料是一种电绝缘体，因此不受各种电磁z因此不受各种电磁场的干扰和闪电雷击的损坏，并且适合在易燃易爆环境中使用，光纤的重量很轻，中心折射率略高的纤芯和外围折射率稍低的包层组成同轴圆柱形的结构，直径一般只有125UM，即使外层经过环氧树脂或硅橡胶的涂敷，并制作成8芯的光缆，也只占同样芯数的电缆重量的1/15；此外光纤的损耗很小，容许频带宽，因此可以进行大容量长距离的传输。
2 光纤通信系统中的新技术
2.1光纤通信的发展趋势
光纤到家庭（FTTH）的发展。FTTH可向用户提供极丰富的带宽，所以一直被认为是理想的接入方式，对于实现信息社会有重要作用，还需要大规模推广和建设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2-3倍，过去由于FTTH成本高，缺少宽带视频业务和宽带内容等原因，使FTTH还未能提到日程上来，只有少量的试验，近来，由于光电子器件的进步，光收发模块和光纤的价格大大降低，加上宽带内容有所缓解，都加速了FTTH的实用化进程。
2.2光器件的集成化
光电子器件的发展趋势就是集成化，小型化。要实现全光通信网络，器件的集成必不可少。光子集成芯片的制造需要将激光器，检测器，调制器和其他器件都集成到芯片中，这些集成需要在不同材料多个薄膜介质层上重复地沉积和蚀刻，这些材料包括砷化甸镓，磷化铟等。尽管这是一种复杂的技术，但是由于互联网语音和视频业务的不断增长，传统的IM-6M互联网接入带宽变得不足，介理通过增加设备来提高速度扩大带宽已经不现实，因此光器件的集成是必须的，也是保证互联网持续增长的重要因素。
2.3光交换技术
商用光纤通信系统，单信道传输速度率已超过10GB/S。实验WDM系统的传输速率已超过3.28TB/S。现有网络中，高速光纤通信系统仅仅充当点对点的传输手段，网络中重要的交换功能还是采用电子交换技术，但是传统电子交换机的端口速率只有几MB/S到几百MB/S，因此成为了整个通信网速率提高的瓶颈。彻底解决这个问题的办法，就是实现全光交换。
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2.4光纤通信的市场
FTTH毕竟是信息社会的需求，光纤通信的市场一定有美好的情景，发达国家的FTTH已经开始建设，已经有相当的市场，大体上看，器件和设备随市场的需要，其利润会逐步回升，2007-2008年可能良好，但光纤产业，尽管反倾销成功，目前价格也仍低迷不起，利润甚微，实际上，在世界范围内，光纤的生产规模过大，而FTTH的发展速度受社会环境、包括市民的经济条件和数字电视的发展的影响，上升缓慢。
3 光纤通信未来的发展趋势
目前，光纤通信技术得到了迅猛发展，在数据传输能力方面得到了大幅提升，优势日益明显。光纤通信在所有信息传输领域例如：公共服务通信系统、多媒体领域、网络领域、商业、医疗等各领域都得到了广泛的应用，深刻地影响到了人们的生活。人们对信息的需求也越来越广泛。超高速度和超长距离传输以及超大容量的传输技术是实现人们迫切信息需求的基础。在未来，光纤通信技术将主要围绕提高传输容量与增大传输距离发展。
3.1全光网络技术的发展
全光网络技术在网络中传输和交换的过程中始终以光的形式存在，信号在进出网络时，采用光/电和电/光的变换。全光网络技术有效地提高了网络资源的利用率，这是因为在传输过程中没有电的处理，所以SDH、ATM、PDH等多种传输方式均可使用。全光网络技术具有组网灵活、简单，而且具有误码率低、可扩展性等一系列的优势。全光网络技术在银行业得到广泛利用，具体体现在网上银行业务的广泛发展。通过网上银行，给个人和企业的经济交易带来了极大的便利，客户可以不受时间和空间的限制，不再需要到传统的银行柜台交易，利用电脑就可以完成转账、存款、理财等各种金融业务。光纤通信技术伴随着3D网络技术的成熟，还有待更进一步的发展。
3.2波分复用系统在光纤通信中的利用
波分复用系统技术是根据每一道光波的波长或频率不同，将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波在发送端利用波分复用器将不同波长的信号光载波合并起来，送入一根光纤中进行传输。这种技术充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源，在接收端再由另一波分复用器，将这些不同波长承载不同信号的光载波分开，实现一根光纤中同时传输几个不同波长的光信号，从而在一根光纤中可以实现多路光信号的复用传输。
近年来波分复用系统发展迅猛，在商业中，1.6Tbit/s的WDM系统已经得到了广泛应用，而且关于全光传输距离也在不断地扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用（OTDM）技术，通过OTDM信号进行波分复用，这样就能够提高更大的传输容量。因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ（归零编码信号）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。WDM/OTDM系统可以降低光纤对于色散管理分布的要求，且对于光纤的一些特性适应能力强，例如非线性以及偏振模色散。而且归零（RZ）编码信号在超高速通信系统中占空间较小。WDM/OTDM系统是未来光纤通信系统的新的发展方向。
3.3光弧子通信技术的应用
光孤子通信技术能有效增大传输距离，它是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲，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。它还完全摆脱了光纤色散对传输速率和通信容量的限制，其传输容量比当今最好的通信系统还高。它是作为全光非线性通信方案是消除色散的最佳途径。其基本原理就是光纤折射率的非线性效应导致对光脉冲的压缩可以与群速色散引起的光脉冲展宽相平衡，在一定条件下，光孤子能够长距离不变形地在光纤中传输。
凭借长距离、高容量以及抗噪声能力强等优点受到了人们的重视，并不断的对其进行研究和开发。
4 结语
从未来的应用来看，光网络将向着服务多元化和资源配置的方向发展，为了满足客户的需求，光纤通信的发展不仅要突破距离的限制，更要向智能化迈进。虽然目前光通信的容量已经非常大，但仍有大量应用能力闲置，伴随着社会经济和科学技术的进一步发展，对信息的需求也会随之增加，并会超过现在的网络承载能力，因此，在经济社会发展的推动下，光纤通信一定会有更加长久的发展。
参考文献
[1]胡庆.光纤通信系统与网络(修订版)[M].电子工业出版社,2010.
[2]毛谦,张继军.光纤技术的现状与反展趋势[J].中国电信建设,2012.
论文作者:赵猛
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/18
标签：光纤论文; 光纤通信论文; 通信技术论文; 通信系统论文; 信号论文; 色散论文; 信息论文; 《基层建设》2017年第26期论文;