通信論文發(fā)表期刊推薦國(guó)家級(jí)期刊《中國(guó)新通信》，《中國(guó)新通信》雜志是由工業(yè)和信息化部主管，電子工業(yè)出版社主辦，《中國(guó)新通信》雜志社編輯出版的信息通信技術(shù)專(zhuān)業(yè)期刊，原《中國(guó)數(shù)據(jù)通信》（月刊）。自 1999年創(chuàng)刊以來(lái)，受到了廣大讀者和作者的關(guān)心和支持，2005年被科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)評(píng)為優(yōu)秀期刊，于2006年1月改名為《中國(guó)新通信》。

　　摘要：通信網(wǎng)和市話(huà)通信網(wǎng)中光纖通信網(wǎng)代替電纜通信網(wǎng)已成為被世界所公認(rèn)的事實(shí)。此時(shí)因?yàn)橥ㄐ啪嚯x影響,導(dǎo)致利用率的不斷下降,所以為光纖通信取得進(jìn)一步發(fā)展,必須尋找新的途徑,采用新的技術(shù)。概述光纖通信技術(shù)原理,然后闡明光纖通信新技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用,最后進(jìn)行對(duì)光纖通信新技術(shù)的趨勢(shì)研究探討。

　　關(guān)鍵詞：光纖,通信原理,應(yīng)用趨勢(shì)

　　一、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?shù)耐ㄐ欧绞健？梢园压饫w通信看成是以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的“有線(xiàn)”光通信。光纖由內(nèi)芯和包層組成，內(nèi)芯一般為幾十微米或幾微米，比一根頭發(fā)絲還細(xì)；外面層稱(chēng)為包層，包層的作用就是保護(hù)光纖。實(shí)際上光纖通信系統(tǒng)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(dān)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(xiàn)象；光纖很細(xì)，占用的體積小，這就解決了實(shí)施的空間問(wèn)題。

　　二、光纖通信技術(shù)的原理

　　2.1光纖通信是利用半導(dǎo)體激光器或半導(dǎo)體發(fā)光二極管作為光源器件，把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)并將其耦合進(jìn)石英光纖中進(jìn)行傳輸，在接收端使用半導(dǎo)體檢測(cè)器件，如雪崩光電二極管或光電二極管等，將光信號(hào)再還原為電信號(hào)的一種通信方式。光纖的結(jié)構(gòu)是由：纖芯、包層、涂敷層和護(hù)套組成。

　　2.2纖芯的作用是傳到光波，包層的作用是將光波封閉在光纖中傳播。為了達(dá)到傳到光波的目的，需要使纖芯材料的折射率大于包層的折射率。為了實(shí)現(xiàn)纖芯和包層材料的折射率差，必須使纖芯和包層的材料有所不同。目前實(shí)用的光纖主要是石英系光纖，其主要材料是石英。如果在石英中摻入折射率高于石英的摻雜劑，則就可以作為纖芯材料。同樣，如果在石英中摻入折射率比石英低的摻雜劑，則就可以作為包層材料，經(jīng)這樣摻雜后，上述的目的就可以達(dá)到了。

　　2.3目前廣泛應(yīng)用的摻雜劑主要是：二氧化鍺、五氧化二磷、三氧化二硼、氟。前兩種用于提高適應(yīng)材料的折射率，后兩種用于降低石英材料的折射率。實(shí)際應(yīng)用中的光纖，外面加幾層塑料涂層，以保護(hù)光纖，增加光線(xiàn)的強(qiáng)度。經(jīng)過(guò)涂料以后的光纖成為光纖心線(xiàn)。根據(jù)光纖心線(xiàn)的涂料結(jié)構(gòu)的不同，可以分為緊套光纖和松套光纖。

　　三、光纖通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀

　　3.1波分復(fù)用技術(shù)

　　波分復(fù)用技術(shù)可以充分利用單模光纖低損耗區(qū)帶來(lái)的巨大帶寬資源。根據(jù)每一信道光波的頻率(或波長(zhǎng))不同，將光纖的低損耗窗口劃分成若干個(gè)信道，把光波作為信號(hào)的載波，在發(fā)送端采用波分復(fù)用器(合波器)，將不同規(guī)定波長(zhǎng)的信號(hào)光載波合并起來(lái)送入一根光纖進(jìn)行傳輸。在接收端，再由一波分復(fù)用器(分波器)將這些不同波長(zhǎng)承載不同信號(hào)的光載波分開(kāi)。由于不同波長(zhǎng)的光載波信號(hào)可以看作互相獨(dú)立(不考慮光纖非線(xiàn)性時(shí))，從而在一根光纖中可實(shí)現(xiàn)多路光信號(hào)的復(fù)用傳輸。

　　3.2光纖接入技術(shù)

　　光纖接入網(wǎng)是信息高速公路的“最后一公里”。實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)母咚倩�，滿(mǎn)足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)，用戶(hù)接入部分更是關(guān)鍵，光纖接入網(wǎng)是高速信息流進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)的關(guān)鍵技術(shù)。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達(dá)位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應(yīng)用，統(tǒng)稱(chēng)FTTx。FTTH(光纖到戶(hù))是光纖寬帶接入的最終方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纖的寬帶特性，為用戶(hù)提供所需要的不受限制的帶寬，充分滿(mǎn)足寬帶接入的需求。目前，國(guó)內(nèi)的技術(shù)可以為用戶(hù)提供FE或GE的帶寬，對(duì)大中型企業(yè)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，是比較理想的接入方式。

　　四、光纖通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用

　　光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)和艦艇及水下系統(tǒng)中的應(yīng)用。

　　4.1在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　電力系統(tǒng)通信與郵電公用網(wǎng)相比，有著自身的特點(diǎn)，比如要求高可靠性、業(yè)務(wù)多、大部分業(yè)務(wù)容量小、具有豐富的桿路資源。因此，在電力通信光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過(guò)程中，通常會(huì)針對(duì)電力通信的特點(diǎn)并充分利用電力部門(mén)的特征進(jìn)行光纖通信的建設(shè)。

　　4.1.1通過(guò)電力系統(tǒng)所獨(dú)有的線(xiàn)路桿塔資源架設(shè)的電力特種通信光纜稱(chēng)為電力特種光纜。電力特種光纜分為以下幾類(lèi)：OPGW、ADSS、OPAC、OPPC、MASS、GWWOP、ADL，電力特種光纜由于其自身結(jié)構(gòu)以及安裝形式比較特殊，所以遭到外力破壞的可能性相對(duì)來(lái)說(shuō)比較小。目前，應(yīng)用最為廣泛的是OPGW和ADSS這兩種光纜。

　　4.1.2OPGW有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：光纜同時(shí)與地線(xiàn)相復(fù)合，從而節(jié)省了重復(fù)建設(shè)的巨大費(fèi)用；傳輸信號(hào)損耗小，且有著較高的通信質(zhì)量；具有較好的安全性，不容易被偷盜。其缺點(diǎn)是在應(yīng)用中有雷擊損傷的問(wèn)題。另一種較常應(yīng)用于電力通信中的光纜ADSS光纜由于其材料采用絕緣介質(zhì)，具有重量輕、不會(huì)對(duì)鐵塔照成較大影響等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于強(qiáng)電場(chǎng)和長(zhǎng)跨距。同時(shí)由于其桿塔添加型的安裝形式，光纜的架設(shè)對(duì)輸電線(xiàn)的運(yùn)作影響較小，所以在其安裝、維護(hù)的過(guò)程中可以不用停電。

　　4.1.3ADSS光纜在實(shí)際使用中最大的問(wèn)題是電腐蝕

　　根據(jù)其各自的特點(diǎn)，通常在新建線(xiàn)路時(shí)，會(huì)采用OPGW光纜；在老線(xiàn)路加掛光纜時(shí)，會(huì)使用ADSS光纜。而新型特種光纜光纖復(fù)合相線(xiàn)(OPPC)同時(shí)具備電能傳輸功能，國(guó)外已應(yīng)用多年，國(guó)內(nèi)應(yīng)用處于起步階段。與ADSS和OPGW等常用光纜比較，OPPC具有一系列優(yōu)點(diǎn)，包括與相導(dǎo)線(xiàn)復(fù)合，基本不存在OPGW雷擊斷纜問(wèn)題；不存在ADSS電腐蝕斷纜問(wèn)題；處于高電壓狀態(tài)，具有防盜功能。當(dāng)無(wú)法找到合適的ADSS和OPGW的敷設(shè)空間時(shí)，OPPC是適當(dāng)?shù)倪x擇。目前，在波長(zhǎng)1260～1680nm范圍內(nèi)，光纖可以傳輸?shù)牟ǘ斡?個(gè)。利用波分復(fù)用(WDM)技術(shù)，每個(gè)波段可同時(shí)傳輸多個(gè)信道。不同類(lèi)型的光纖所能傳播的光波波長(zhǎng)范圍也不同。

　　4.2光纖在艦艇及水下系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　光纖通信在艦艇上的應(yīng)用主要基于光纖優(yōu)良的傳輸性能,同時(shí)也由于光纖對(duì)電磁現(xiàn)象的不敏感性,而且能減少重量和尺寸等,艦用光纖通信就是在這一背景下產(chǎn)生的。當(dāng)前艦船電子技術(shù)深入到各種電器設(shè)備和控制系統(tǒng),艦用雷達(dá)、導(dǎo)航、傳感器和指揮系統(tǒng)的信號(hào)電纜,加上其它電器設(shè)備和電力電纜,帶來(lái)了嚴(yán)重的電磁干擾、射頻干擾和電磁泄漏等問(wèn)題,使得電磁兼容性的矛盾日益加劇。雖然各種設(shè)備的電磁信號(hào)在嚴(yán)格的控制之下,但干擾依然存在,只能在某種程度上減少干擾,而無(wú)法從根本上消除。光纖是一種無(wú)源、不導(dǎo)電的介電波導(dǎo)材料,對(duì)電磁現(xiàn)象不敏感,其自身也不產(chǎn)生輻射,以光纖作為信息傳輸材料,可以免除各種信號(hào)之間的干擾,傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率、靈敏度將大大提高,保密性也大大增強(qiáng)。特別對(duì)于通信監(jiān)視設(shè)備尤為適宜,可使艦船電磁兼容性矛盾大大緩解。艦艇采用光纖通信技術(shù)可使傳輸?shù)念l帶增寬、信息容量增大、傳輸速率提高,同時(shí)還可以極大地節(jié)約空間和重量,而且可以簡(jiǎn)化安裝。

　　4.2.1光纖的固有化學(xué)穩(wěn)定性和物理特性,使得它作為傳輸材料絕緣性能好,能承受艦艇及水下的惡劣環(huán)境耐高濕、抗潮濕和鹽份的腐蝕,而且光纖不會(huì)自燃也提高了艦船的安全性。

　　五、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

　　5.1向超高速系統(tǒng)的發(fā)展

　　網(wǎng)絡(luò)容量的需求和傳輸速率的提高一直是一對(duì)主要矛盾。傳統(tǒng)光纖通信的發(fā)展始終按照電的時(shí)分復(fù)用(TDM)方式進(jìn)行，每當(dāng)傳輸速率提高4倍，傳輸每比特的成本大約下降30％～40％：目前商用系統(tǒng)已從45Mbps增加到10Gbps，其速率在20年時(shí)間里增加了2000倍，比同期微電子技術(shù)的集成度增加速度還快得多。

　　5.2向超大容量WDM系統(tǒng)的演進(jìn)

　　采用電的時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)的擴(kuò)容潛力已盡，然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用了不到1％，99％的資源尚待發(fā)掘。

　　5.3實(shí)現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)

　　波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)盡管具有巨大的傳輸容量，但基本上是以點(diǎn)到點(diǎn)通信為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，其靈活性和可靠性還不夠理想。

　　5.4新一代的光纖

　　近幾年來(lái)隨著IP業(yè)務(wù)量的爆炸式增長(zhǎng)，電信網(wǎng)正開(kāi)始向下一代可持續(xù)發(fā)展的方向發(fā)展，而構(gòu)筑具有巨大傳輸容量的光纖基礎(chǔ)設(shè)施是下一代網(wǎng)絡(luò)的物理基礎(chǔ)。5.5光接入網(wǎng)

　　過(guò)去幾年間，網(wǎng)絡(luò)的核心部分發(fā)生了翻天覆地的變化，無(wú)論是交換，還是傳輸都已更新了好幾代。不久，網(wǎng)絡(luò)的這一部分將成為全數(shù)字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網(wǎng)絡(luò)。

　　六、結(jié)語(yǔ)

　　光纖通信是利用光波在光導(dǎo)纖維中傳輸信息的通信方式，是現(xiàn)代通信網(wǎng)的主要傳輸手段，技術(shù)作為信息技術(shù)的重要支撐平臺(tái),在未來(lái)信息社會(huì)中將起到重要作用。從現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,光纖通信也將成為未來(lái)通信發(fā)展的主流。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]闕大順.光纖在艦艇及水下系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].艦舶電子工程1999年第2期

　　[2]李超.淺談光纖通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢(shì).沿海企業(yè)與科技.2007.7.