淺論光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢

摘要：光纖通信不僅可以應用在通信的主干線(xiàn)路中，也可以在電力通信控制系統中發(fā)揮作用，進(jìn)行工業(yè)監測、控制，現在在軍事上也被廣泛應用，基于各領(lǐng)域對信息量的需求不斷增長(cháng)，光纖通信技術(shù)的應用發(fā)展趨勢也備受關(guān)注。一條完整的光纖鏈路除受光纖本身質(zhì)量影響外，還取決于光纖鏈路現場(chǎng)的施工工藝和環(huán)境。本文探討了光纖通信技術(shù)的主要特征及發(fā)展趨勢，和它以光纖鏈路為基礎的現場(chǎng)測試。

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù) 特點(diǎn) 發(fā)展趨勢 光纖鏈路 現場(chǎng)測試

1 光纖通信技術(shù)

光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式?？梢园压饫w通信看成是以光導纖維為傳輸媒介的“有線(xiàn)”光通信。光纖由內芯和包層組成，內芯一般為幾十微米或幾微米，比一根頭發(fā)絲還細；外面層稱(chēng)為包層，包層的作用就是保護光纖。實(shí)際上光纖通信系統使用的不是單根的光纖，而是許多光纖聚集在一起的組成的光纜。由于玻璃材料是制作光纖的主要材料，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路；光波在光纖中傳輸，不會(huì )發(fā)生信息傳播中的信息泄露現象；光纖很細，占用的體積小，這就解決了實(shí)施的空間問(wèn)題。

2 光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 頻帶極寬，通信容量大。光纖的傳輸帶寬比銅線(xiàn)或電纜大得多。對于單波長(cháng)光纖通信系統，由于終端設備的限制往往發(fā)揮不出帶寬大的優(yōu)勢。因此需要技術(shù)來(lái)增加傳輸的容量，密集波分復用技術(shù)就能解決這個(gè)問(wèn)題。

2.2 損耗低，中繼距離長(cháng)。目前，商品石英光纖和其它傳輸介質(zhì)相比的損耗是最低的；如果將來(lái)使用非石英極低損耗傳輸介質(zhì)，理論上傳輸的損耗還可以降到更低的水平。這就表明通過(guò)光纖通信系統可以減少系統的施工成本，帶來(lái)更好的經(jīng)濟效益。

2.3 抗電磁干擾能力強。石英有很強的抗腐蝕性，而且絕緣性好。而且它還有一個(gè)重要的特性就是抗電磁干擾的能力很強，它不受外部環(huán)境的影響，也不受人為架設的電纜等干擾。這一點(diǎn)對于在強電領(lǐng)域的通訊應用特別有用，而且在軍事上也大有用處。

2.4 無(wú)串音干擾，保密性好。在電波傳輸的過(guò)程中，電磁波的傳播容易泄露，保密性差。而光波在光纖中傳播，不會(huì )發(fā)生串擾的現象，保密性強。除以上特點(diǎn)之外，還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩定性好、壽命長(cháng)。正是因為光纖的這些優(yōu)點(diǎn)，光纖的應用范圍越來(lái)越廣。

3 不斷發(fā)展的光纖通信技術(shù)

3.1 SDH系統 光通信從一開(kāi)始就是為傳送基于電路交換的信息的，所以客戶(hù)信號一般是TDM的連續碼流，如PDH、SDH等。伴隨著(zhù)科技的進(jìn)步，特別是計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，傳輸數據也越來(lái)越大。分組信號與連續碼流的特點(diǎn)完全不同，它具有不確定性，因此傳送這種信號，是光通信技術(shù)需要解決的難題。而且兩種傳送設備也是有很大區別的。

3.2 不斷增加的信道容量 光通信系統能從PDH發(fā)展到SDH，從155Mb/s發(fā)展到lOGb/s，近來(lái)，4OGB/s已實(shí)現商品化。專(zhuān)家們在研究更大容量的，如160Gb/s(單波道)系統已經(jīng)試驗成功，目前還在為其制定相應的標準。此外，科學(xué)家還在研究系統容量更大的通訊技術(shù)。

3.3 光纖傳輸距離 從宏觀(guān)上說(shuō)，光纖的傳輸距離是越遠越好，因此研究光纖的研究人員們，一直在這方面努力。在光纖放大器投入使用后，不斷有對光纖傳輸距離的突破，為增大無(wú)再生中繼距離創(chuàng )造了條件。

3.4 向城域網(wǎng)發(fā)展 光傳輸目前正從骨干網(wǎng)向城域網(wǎng)發(fā)展，光傳輸逐漸靠近業(yè)務(wù)節點(diǎn)。而人們通常認為光傳輸作為一種傳輸信息的手段還不適應城域網(wǎng)。作為業(yè)務(wù)節點(diǎn)，既接近用戶(hù)，又能保證信息的安全傳輸，而用戶(hù)還希望光傳輸能帶來(lái)更多的便利服務(wù)。

3.5 互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求與下一代全光網(wǎng)絡(luò )發(fā)展趨勢 近年來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)發(fā)展迅速，IP業(yè)務(wù)也隨之火爆。研究表明，隨著(zhù)IP業(yè)的迅速發(fā)展，通信業(yè)將面臨“洗牌”，并孕育著(zhù)新技術(shù)的出現。隨著(zhù)軟件控制的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和發(fā)展，現代的光通信正逐步向智能化發(fā)展，它能靈活的讓營(yíng)運者自由的管理光傳輸。而且還會(huì )有更多的相關(guān)應用應運而生，為人們的使用帶來(lái)更多的方便。 綜上所述，以高速光傳輸技術(shù)、寬帶光接入技術(shù)、節點(diǎn)光交換技術(shù)、智能光聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，并面向IP互聯(lián)網(wǎng)應用的光波技術(shù)是目前光纖傳輸的研究熱點(diǎn)，而在以后，科學(xué)家還會(huì )繼續對這一領(lǐng)域的研究和開(kāi)發(fā)。從未來(lái)的應用來(lái)看，光網(wǎng)絡(luò )將向著(zhù)服務(wù)多元化和資源配置的方向發(fā)展，為了滿(mǎn)足客戶(hù)的需求，光纖通信的發(fā)展不僅要突破距離的限制，更要向智能化邁進(jìn)。

4 光纖鏈路的現場(chǎng)測試

4.1 現場(chǎng)測試的目的 對光纖安裝現場(chǎng)測試是光纖鏈路安裝的必須措施，是保證電纜支持網(wǎng)絡(luò )協(xié)議的重要方式。它的目的在于檢測光纖連接的質(zhì)量是否符合標準，并且減少故障因素。

4.2 現場(chǎng)測試標準 目前光纖鏈路現場(chǎng)測試標準分為兩大類(lèi)：光纖系統標準和應用系統標準。①光纖系統標準：光纖系統標準是獨立于應用的光纖鏈路現場(chǎng)測試標準。對于不同的光纖系統，它的標準也不同。目前大多數的光纖鏈路現場(chǎng)檢測應用的就是這個(gè)標準。②光纖應用系統標準：光纖應用系統標準是基于安裝光纖的特定應用的光纖鏈路現場(chǎng)測試標準。這種測試的標準是固定的，不會(huì )因為光纖系統的不同而改變。

4.3 光纖鏈路現場(chǎng)測試 光纖通信應用的是光傳輸，它不會(huì )受到磁場(chǎng)等外界因素的干擾，所以對它的測試不同于對普通的銅線(xiàn)電纜的測試。在光纖的測試中，雖然光纖的種類(lèi)很多，但它們的測試參數都是基本一致的。在光纖鏈路現場(chǎng)測試中，主要是對光纖的光學(xué)特性和傳輸特性進(jìn)行測試。光纖的光學(xué)特性和傳輸特性對光纖通信系統對光纖的傳輸質(zhì)量有重大的影響。但由于光纖的特性不受安裝的影響，因此在安裝時(shí)不需測試，而是由生產(chǎn)商在生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行測試。

4.4 現場(chǎng)測試工具①光源：目前的光源主要有LED（發(fā)光二極管）光源和激光光源兩種。②光功率計：光功率計是測量光纖上傳送的信號強度的設備，用于測量絕對光功率或通過(guò)一段光纖的光功率相對損耗。在光纖系統中，測量光功率是最基本的。光功率計的原理非常像電子學(xué)中的萬(wàn)用表，只不過(guò)萬(wàn)用表測量的是電子，而光功率計測量的是光。通過(guò)測量發(fā)射端機或光網(wǎng)絡(luò )的絕對功率，一臺光功率計就能夠評價(jià)光端設備的性能。用光功率計與穩定光源組合使用，組成光損失測試器，則能夠測量連接損耗、檢驗連續性，并幫助評估光纖鏈路傳輸質(zhì)量。③光時(shí)域反射計：OTDR根據光的后向散射原理制作，利用光在光纖中傳播時(shí)產(chǎn)生的后向散射光來(lái)獲取衰減的信息，可用于測量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點(diǎn)定位以及了解光纖沿長(cháng)度的損耗分布情況等。從某種意義上來(lái)說(shuō)，光時(shí)域反射計(OTDR)的作用類(lèi)似于在電纜測試中使用的時(shí)域反射計（TDR），只不過(guò)TDR測量的是由阻抗引起的信號反射，而OTDR測量的則是由光子的反向散射引起的信號反射。反向散射是對所有光纖都有影響的一種現象，是由于光子在光纖中發(fā)生反射所引起的。

雖然目前光通信的容量已經(jīng)非常大，但仍有大量應用能力閑置，伴隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，對信息的需求也會(huì )隨之增加，并會(huì )超過(guò)現在的網(wǎng)絡(luò )承載能力，因此我們必須進(jìn)一步努力研究更加先進(jìn)的光傳輸手段。因此，在經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的推動(dòng)下，光通信一定會(huì )有更加長(cháng)久的發(fā)展。

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