周承波
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摘要：近年来，随着信息科学技术的飞速发展，光纤通信技术越来越受到人们的重视。光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式，已成为现代通信的主要支柱之一。随着计算机技术的广泛应用，人们对光纤通信技术的需求将不断增长，未来光纤通信技术将发挥着越来越重要的作用，成为现代社会标志性的技术之一。本文在此从光纤通信技术的现状出发，对当前几种光纤通信技术的应用及发展趋势展望做了一定的探讨。
关键词：光纤；通信技术；发展现状
前言
光纤通信因其具有的损耗低、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，发展非常迅速。近年来,光纤通信技术得到了长足的发展, 新技术不断涌现,这大幅提高了通信能力,并使光纤通信的应用范围不断扩大。
一、光纤通信技术概述
光纤通信技术，即利用光波作为信息载体，使用光导纤维作为传输媒介进行信号传输，达到信息的传递，其中光导纤维由纤芯，包层和涂层组成，利用纤芯和包层的折射率不同，实现光信号在纤芯内的全反射进一步实现光信号的传输。
光纤通信的原理是以光为信息的载体，实现信息的传递。光纤通信是以光导为传输媒介的有线光通信，其构成主要包括纤芯、包层、涂层，其原理就是利用纤芯内的全反射衍射，从而实现远距离的反射信号发射接收，实现了信号以光媒介为载体的传输，也就是光信号的传输。当前光纤通信技术主要包括光纤接入技术、光纤传感技术及波分复用技术。光纤接入技术能够满足数据处理和多媒体图像对传输带宽的需求，提供多种窄带业务。光纤传感技术通过传感器完成信息传输。波分复用技术在不同的信道通过光波进行信息传输。
二、光纤通信技术的发展现状
就目前我国光纤通信发展现状来看，它已经在我国的通信领域、电力领域、国防领域当中获得了广泛的应用，并且取得良好的效果。经过几年发展，我国光纤通信技术的应用范围更广。以往受制于技术成熟度、建设成本等因素，光纤通信技术在我国仅仅是小范围的应用。但是随着我国科研能力尤其是工业加工能力、工业生产能力的提升，不仅使得光纤通信技术更为可靠，而且其建设成本也在大规模量产之后有了大幅度下降。目前，互联网在我国的发展速度非常之快，摆在我国通信管理部门面前的主要问题除了需要提高互联网的普及率，更为重要的是提升网络的整体传输能力。最近几年我国提出了光纤入户的网络建设目标，而光纤通信技术的快速发展无疑为实现光纤入户的建设目标提供了巨大的技术支持。
三、当前光纤通信技术的几个重要应用
1、光纤光缆技术
我国光纤通信技术的发展，大概可以分为单模光缆，接入网光缆，室内光缆，通信光缆，塑料光缆五个阶段，每一个阶段的发展都代表着我国光纤通信技术的进步。从最初的普通单模光缆，其对光源的频谱宽度与稳定性都有较高的要求，到完全无金属光缆，塑料光缆，其传输速度比较快，而且成本低，再到今天的产业化的全波光纤，可以实现低损耗，低色散的传输，极大的提高了传输容量，每一次光缆技术的革命都是光纤通信技术的进一步提高。
2、波分复用技术
波分复用（Wavelength Division Multi plexing，WDM）技术是在利用处于光纤的低损耗区的特性来实现对带宽资源最大化获取。这种技术根据各个光波的波长差异来进行对其的分类，在利用光波作为载体进行传输信号，然后在信号发射端将这些被分类的的光波进行波分复用技术合并起来一起传输，在到达目的地时，又由另一个波分复用器即分波器将在发射端合并在一起存在波长差异的信号进行分类。因此，一根光纤可以实现多个光信号的传输，从而大大提高了通信效率。
3、光纤宽带接入技术
光纤宽带接入技术是目前宽带接入技术中发展潜力最大的宽带接入技术。光纤因为到达位置的不同，可分为光纤到楼（FTTB）、光纤到路边（FTTC）、光纤到交接箱（FTTCab）、光纤到家（FTTH）等，可以简称FTTx。在FTTx中，FTTH技术已经实现应用，可以到达最终用户，其他光纤接入技术距离正常的用户使用仍然存在距离。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其他光纤接入技术在应用中，需要在光信号接收终端采用金属线缆的转接，实现光电信号的转换才能真正服务于用户。或者在用户终端采用无线接入的方式对用户进行服务。
4、色散补偿技术
针对高速信道，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。对采用常规光纤的10Gbits系统来说，色散限制仅仅为50km。因此，长距离传输中必须采用色散补偿技术。
四、光纤通信技术的发展趋势展望
1、新一代的非零色散光纤
非零色散光纤（G.655光纤）的基本设计思想是在1550 窗口工作波长区具有合理的较低色散,足以支持10Gbps的长距离传输而无需色散补偿,从而节省了色散补偿器及其附加光放大器的成本;同时,其色散值又保持非零特性,具有一起码的最小数值（如2ps/（nm.km）以上）,足以压制四波混合和交叉相位调非线性影响,适宜开通具有足够多波长的DWDM系统,同时满足TDM和DWDM两种发展方向的需要。
2、光孤子通信
光孤子技术在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10～20 Gbit/s 提高到 100 Gbit/s 以上； 在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少 ASE，光学滤波使传输距离提高到 100 000 km以上；在高性能 EDFA 方面是获得低噪声高输出 EDFA。当然实际的光孤子通信仍然存在许多技术难题，但目前已取得的突破性进展使人们相信，光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系统中，有着光明的发展前景。
3、PON技术
PON是指ODN中不含有任何电子器件及电子电源，ODN全部由光分路器等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端（OLT），一级一批配套的安装于用户场所的光网络单元（ONU）。在OLT与ONU之间的ODN包含了光纤以及无源分光器或者耦合器。PON网络的突出优点是消除了户外的有源设备，所有的信号处理功能均在交换机和用户宅内设备完成。它的传输距离比有源光纤接入系统的短，覆盖的范围较小，但它造价低，无须另设机房，维护容易。PON信号传输上下行采用不同的方式。在下行方向上，OLT将信号以广播式发给所有的用户，在上行方向上，各ONU采用时分多路访问协议（TDMA）完成数据的回传。目前用于宽带接入的PON技术主要有：EPON和GPON（igabit-Capable PON），EPON以其完善的标准和低成本接入，已成为市场的主流应用技术。
4、全光网络
未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段,也是理想阶段。传统的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。
全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性和可扩展性,并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度和较低的误码率,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。当然全光网络的发展并不可能独立于众多通信技术之中,它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。
五、结语
综上，光纤通信技术作为一种非常重要的现代信息传输技术之一发挥着极大的作用。依照我国现行的通信技术领域的发展模式,光纤通信技术的应用必会代替一切其他的信息传送方式,而成为未来通信领域发展的主流技术,带领人类进入全光时代。
参考文献：
[1]马金洋.《光纤通信的现状和前景》[J].电信科学.
[2]邹富坚.通信工程中光纤技术的设计应用和发展趋势[J].中国新通信，2016（23）：41.
论文作者:周承波
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/5
标签：光纤论文; 技术论文; 通信技术论文; 色散论文; 光纤通信论文; 信号论文; 光缆论文; 《防护工程》2018年第25期论文;