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光纤在通信传输领域的应用

       自华人物理学家高锟先生提出“光传输理论”，实用化的光纤传输产物始于1976年，经历了PDH→SDH→DWDM→ASON→MSTP的发展历程。本世纪初期，ASON/OADM 技术已在通信技术当中广泛应用，逐渐发展成为以骨干网络传输为介质的ROADM技术。

光通信技术的特点

·         信息容量大

光纤通信容量大，并且光纤的传输宽度比电缆线或者铜线的宽度大很多。从理论上讲，一根仅有头发丝粗细的光纤可以同时传输1000 亿个话路。

虽然未达到如此高的传输容量，但用一根光纤同时传输24万个话路的试验已经取得成功，它比传统的明线、同轴电缆、微波等要高出几十乃至上千倍以上。

一根光纤的传输容量如此巨大，而一根光缆中可以包括几十根甚至上千根光纤，如果再加上波分复用技术把一根光纤当作几根、几十根光纤使用，其通信容量之大就更加惊人了。

·         损耗低，可长距离传送

光纤通信的损耗率比普通的通信损耗率要低得多，由于光纤具有极低的衰耗系数（商用化石英光纤已达0.19dB/km 以下），若配以适当的光发送与光接收设备，可使其中继距离达数百公里以上。

这是传统的电缆（1.5km）、微波（50km）等根本无法与之相比拟的。因此光纤通信特别适用于长途一、二级干线通信。据报导，用一根光纤同时传输24 万个话路、100 公里无中继的试验已经取得成功。

此外，已在进行的光孤子通信试验，已达到传输120 万个话路、6000 公里无中继的水平。光纤不仅损耗低，而且也可以进行长距离的通信，目前长的通信距离可以达到万米以上，因此光纤通信更加实用于社会网络信息量比较的地方。并且光纤通信性价比比较高，具有很好的安全性。

·         抗电磁干扰能力强

光纤主要是由石英作为原材料制造出的绝缘体材料，这种材料绝缘性好，而且不容易被腐蚀。光纤通信重要的特点是抗电磁干扰能力强，并且不受自然界的太阳黑子活动的干扰、电离层的变化以及雷电的干扰，也不会受到人为的电磁干扰。

并且光纤通信还可以与电力导体进行复合形成复行型的光缆线或者与高压电线平行架设，光纤通信的这一特性对强电领域的通信系统具有很大的作用。光强通信因为可以不受电磁脉冲的效益的干扰，光纤通信系统也可以运用到军事中。

·         安全性能和保密性好

在以往电波的传输中，由于电磁波在传输的过程中有泄露的现象，因此会造成各种传输系统的干扰，并且保密性不好。

但是光纤通信主要是利用光波进行传输信号的，光信号*被限制在光波导的结构中，而其他的泄露的射线都会被光纤线外的包皮吸收，即使在条件不好的环中或者是拐角处也很少有光波泄露的现象。

并且在光纤通信的过程中，可以使很多的光纤线放进一个光缆内，也不会出现干扰的情况。因此光纤通信具有很强的抗干扰能力和保密性，并且光纤通信的安全性能也是非常高的。

·         重量轻，体积小，便于施工维护

其抗张强度好，质量小，而且比较小巧，所以光缆能大限度的扩大配线管道的使用率，并且能够尽可能的减小安装问题。

通过以下的数字我们可以分析出光纤的优势，1000根1km长的双绞线重达8000kg，而容量更大的1km长的两根光纤的重量只有100kg重，这就极大减少了必须维护的昂贵机械支撑系统的需要，所以光纤要胜过铜线。便于施工维护便于施工维护便于施工维护便于施工维护。光纤光缆的敷设方式方便灵活，既可以直埋、管道敷设，又可以水底和架空。

·         原材料来源丰富潜在价格低廉

制造石英光纤的基本原材料是二氧化硅即砂子，而砂子在大自然界中几乎是取之不尽、用之不竭的。因此其潜在价格是十分低廉的。

目前主要的光纤通信技术

·         光纤到户接入技术

针对现代宽带业务领域的研究逐渐深入，基于更好地适应用户的通信要求，所采用的通信技术一要具备宽带主干传输网络，还要具备光纤到户接入技术，后者是保证信息传送得以进入千家万户的重要保障之一，鉴于此，大部分业内人士均认为，信息接入网是信息高速公路发展的“临门一脚”，在肯定了光纤到户接入技术的重要性的同时，也指出了信息通信领域的瓶颈所在。

·         单纤双向传输技术

在应用双纤传输技术之时，信号处于分散传输的状态，即是信号在两根光纤当中进行传输。而应用单纤传输技术，全部的信号均在一根光纤当中完成传输。根据现代光纤传输理论可得知，光纤传输的容量是不存在上限的，但是在传输设备的制约之下，导致光纤传输的容量一直无法达到理想的水平。

目前，我国的通信领域采用的基本上都是双纤传输技术，导致宝贵的光纤资源被严重浪费。现阶段，单纤双向传输技术的主要应用方向是光纤末端接入设备方面，包括PON无源光网络、单纤光收发器等，应用程度有待深化。

光纤通信传输技术的主要发展趋势

光纤通信传输技术未来的主要发展趋势集中体现在集成光器件、全光网络、光网络智能化、多波长通道四个方面，具体如下：

·         集成光器件

为了全面提高光纤通信传输技术的应用水平，必须要实现光器件的集成化目标，这也是其余的发展趋势得以实现的关键前提之一。

在互联网技术高速发展的背景之下，现有的ADSL接入宽带已经难以满足实际的信息传输需求了，实现光器件的集成化，可显着改善光器件的工作性能，进而提高其传输信息的速度，推动光纤通信传输技术的发展进步。

实现光器件的集成化，主要的方向是采用相对成熟的新工艺，在硅衬底之上进行光学器件的制作，包括波导与光纤耦合器等重要的无源器件，在一块硅芯片之上实现全部光学器件模块的集成处理。

·         全光网络

广义上的 “全光网络”指的是无论在网络传输还是网络交换的过程当中，网络信号均是以光的形式存在的，其进行电光或者是光电转换的步骤于进/出网络之时。

目前，我国部分的光网络系统，虽然在各个节点之间基本上已经实现了全光化的目的，但是在网络结点的位置，其所采用的依旧是电器件，而非光器件，对光纤通信干线的总容量造成了较大的限制。

鉴于此，未来的光纤通信技术必须要实现全光网络，关键在于创建完善的光网络层，光网络层的核心技术为光转换技术与WDM技术两项，同时将电光瓶颈尽数消除。

在4G网络发展建设的推动之下，我国的光器件产业逐渐趋向完善，目前市面上无论是有源光器件，还是无源光器件均实现了批量生产与商业应用，如华为、中兴、光迅等电子科技公司均代表着我国光器件生产的高水平。

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