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摘要：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，备受业内人士青睐，发展非常迅速。在这几十年的发展历程中，光纤通信已经成为现代通信技术的重点，以光纤通信技术发展的趋势来看，其会成为未来主要的光纤通信技术形式，光纤通信技术今后会有很大的需求和市场。基于此，本文就围绕光纤通信技术的发展趋势展开分析探讨。
关键词：光纤通信；技术：发展趋势
1、光纤通信技术概念及特点
光纤通信是利用光导纤维传输信号，以实现信息传递的一种通信方式。可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。光纤由纤芯，包层和涂层组成，内芯一般为几十微米或几微米；中间层称为包层，通过纤芯和包层的折射率不同，从而实现光信号在纤芯内的全反射也就是光信号的传输；涂层的作用是增加光纤的韧性保护光纤。在光纤通信系统中，光纤通信的特点体现在以下几点：
①光纤传输的频带宽，传输容量大。光纤大约可以利用50000GHz传输带宽，光纤通信系统的容许频带是由光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性决定的。比如单波长光纤通信系统通常采用密集波分复用等复杂技术，来解决终端设备的电子瓶颈效应的问题，使光纤带宽发挥应有的优势，进而增加光纤传输容量。
②光纤通信具有体积小，重量轻，使用金属少，抗电磁干扰抗辐射性强，保密性好，频带宽，抗干扰性好。光纤原材料是由石英制成，绝缘性好，不易被腐蚀。故光波导对电磁干扰有很强免疫力，它不受雷电、电离层的变化和太阳黑子活动等自然电磁的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，这对于通信材料来说，是个很大的优势。
③损耗低，无中继设备，传输距离长。目前通信中使用的石英光纤损耗是所有传输介质中最低的，可低于0～20dB／km；而非石英系统光纤损耗更低，理论上损耗可低至10－9dB／km。因此，光纤通信系统跨越的无中继距离更远，使中继站数目的减少，这就降低了系统成本和复杂性。
2、光纤通信技术发展现状分析
2.1波分复用技术
波分复用技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源。根据每一信道光波的频率不同，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，在发送端采用波分复用器，将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输，可以极大的提高传输容量。
2.2宽带放大器技术
为了进一步提高传输容量，增大光放大器带宽的方法有：掺饵氟化物光纤放大器、碲化物光纤放大器、控制掺饵光纤放大器与普通的掺饵光纤放大器组合、拉曼光纤放大器。这种技术具有对偏振不敏感、无串扰、噪声接近量子噪声极限等优点。
2.3色散补尝技术
针对高速信道，在1550nm波段约18ps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。
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3、光纤通信技术的未来发展趋势
3.1向超大容量WDM系统的演进
当前，采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽，然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用了不到1%，99%的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一极光纤上传送，则可大大增加光纤的信息传输容量。采用波分复用系统的主要好处是可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使容量可以迅速扩大几倍至上百倍；在大容量长途传输时可以节约大量光纤和再生器，从而大大降低了传输成本；与信号速率及电调制方式无关，是引入宽带新业务的方便手段。
鉴于其具有上述的优势及近几年来技术上的重大突破和市场的驱动，波分复用系统发展十分迅速。预计不久实用化系统的容量即可达到1Tbps的水平。不仅彻底开发了无穷无尽的光传输键路的容量，而且也成为IP业务爆炸式发展的催化剂和下一代光传送网灵活光节点的基础。
3.2光孤子通信技术
随着光纤技术的发展和完善，其已经接近理论极限，光纤色散就成为了光纤通信发展的瓶颈。而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。又由于其具有高容量、长距离、抗噪声能力强等优点，光孤子通信备受国内外的关注，并大力开展研究工作。
我国光孤子通信技术的研究取得了一定的成果国家“863”研究项目成功进行了OTDM光孤子通信关键技术的研究，可实现20Ghit/s、105km的传输。我们可以看到光弧子技术的发展前景是客观的，光弧子通信在传输上面主要是实现高速和长距离的通信传播，并且它所具备的控制技术可以使他的速率达到100Gbit/s以上，被认为是第五代光纤通信系统。
3.3新一代的光纤
近些年，随着IP业务量的爆炸式增长，传统的单模光纤已暴露出力不从心的态势，目前已出现了两种不同的新型光纤，即非零色散光纤和无水吸收峰光纤。
3.3.1新一代的非零色散光纤。非零色散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，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。
3.3.2全波光纤。与长途网相比，城域网面临更加复杂多变的业务环境，要直接支持大用户，因而需要频繁的业务量疏导和带宽管理能力，显然开发具有尽可能宽的可用波段的光纤成为关键。全波光纤就是在这种形势下诞生的，全波没有了水峰，光纤可以开放第5个低损窗口，从而使可复用的波长数大大增加，使元器件特别是无源器件的成本大幅度下降，从而降低了整个系统的成本。另外，光纤的色散仅为1550nm波长区的一半，因而，容易实现高比特率长距离传输。
3.4光纤通信技术的智能化。
随着业务需求的多样化和IP化，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。对于日益庞大的传输容量和日益繁忙的调度需求，随着光纤网络建设规模的不断扩大，网络的安全性、高效性、复杂性都对网络的管理维护提出了很高的要求，基于密集波分复用的光传送网技术、适应下一代网络的自动交换光网络技术，正是为了适应未来的智能光网络的需要而得到飞速的发展。
结束语
光通信技术作为信息技术的重要支撑平台，在未来信息社会中将起到重要作用。当前，提高我国光纤通信技术自主创新的能力，创造出具有民族特色的光钎通信产业，才是我国通信产业的发展的根本出路，才能促使我国从通信大国变为通信强国。
参考文献
[1]胡永杰.光纤通信技术特点及未来发展趋势探讨[J].中国新技术新产品，2011.
[2]尚力.光纤通信技术发展趋势研究[J].中国石油和化工标准与质量，2012.
论文作者:刘开乾
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第23期
论文发表时间:2018/1/17
标签：光纤论文; 色散论文; 光纤通信论文; 孤子论文; 通信技术论文; 放大器论文; 技术论文; 《建筑学研究前沿》2017年第23期论文;