光纖通信技術(shù)研究

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摘要：隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展，迎來(lái)了通信技術(shù)的重大變革，隨著電商企業(yè)逐漸增多，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展受到光線通信技術(shù)的影響。光纖通信傳輸信息過(guò)程中具有速度快，距離長(zhǎng)、信息容量大、損耗低、超強(qiáng)抗電磁干擾能力和高保密性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用到通信、軍隊(duì)、醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。本文通過(guò)闡述光纖通信技術(shù)概念、傳輸方式、工作原理和傳輸特性，分析光纖通信技術(shù)的應(yīng)用，從而提出光纖通信技術(shù)的未來(lái)發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：光纖通信；傳輸；信號(hào)

一、引言

在光纖通信廣泛應(yīng)用之前世界各國(guó)一直使用電纜通信，其具有損耗嚴(yán)重、帶寬窄、串聲等缺點(diǎn)，不能廣泛應(yīng)用，從而推動(dòng)了光纖通信技術(shù)快速研制和發(fā)展。20世紀(jì)60年代開(kāi)始提出光纖的概念并開(kāi)始初步研制，經(jīng)歷幾十年的發(fā)展，光纖由最開(kāi)始損耗400分貝/千米到如今降低到0.2分貝/千米，并且僅一對(duì)單模光纖就實(shí)現(xiàn)了3000多個(gè)電話同時(shí)通話。在1991年低，光纜全球敷設(shè)距離長(zhǎng)563萬(wàn)千米，但到1995年敷設(shè)距離已超過(guò)1100萬(wàn)千米。

二、光纖通信技術(shù)簡(jiǎn)介

1.光纖通信技術(shù)概念。將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，以光波作為載波，以光纖作為介質(zhì)進(jìn)行信息傳輸?shù)募夹g(shù)被稱之為光纖通信技術(shù)。

2.光纖通信系統(tǒng)傳輸信號(hào)的形式。光纖通信技術(shù)系統(tǒng)分類：光纖模擬通信系統(tǒng)、光纖數(shù)字通信系統(tǒng)以及光纖數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。

（1）光纖模擬通信系統(tǒng)。在發(fā)射端通過(guò)放大和預(yù)調(diào)制基帶信號(hào)對(duì)電信號(hào)進(jìn)行處理，在接收端通過(guò)解調(diào)和放大等處理將正常電信號(hào)釋放出來(lái)。

（2）光纖數(shù)字通信系統(tǒng)。在發(fā)射端通過(guò)放大、取樣和數(shù)字量化基帶信號(hào)對(duì)電信號(hào)處理，在接收端逆過(guò)程處理。

（3）光纖數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。在發(fā)射端通過(guò)放大基帶信號(hào)對(duì)電信號(hào)進(jìn)行處理后，到接收端進(jìn)行逆過(guò)程處理。光纖數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)與光纖數(shù)字通信系統(tǒng)相比缺少了碼型變換過(guò)程。

3.光纖通信技術(shù)工作原理。本文以數(shù)字光纖通信電路為例分析光纖通信技術(shù)工作原理，傳送的模擬信號(hào)被發(fā)送端接收后，通過(guò)電端機(jī)將傳送模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，通過(guò)放大、取樣和量化基帶信號(hào)等對(duì)電信號(hào)處理，經(jīng)過(guò)調(diào)制將信息調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上，并且電信號(hào)的頻率直接影響的著光的強(qiáng)度。通過(guò)光纖將光束發(fā)出去，在接收端通過(guò)檢測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并恢復(fù)原傳輸模擬信息。

4.光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)

（1）通信容量大、頻帶寬。光纖通信傳輸過(guò)程中是將傳輸模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成為光信號(hào)以光纖作為介質(zhì)進(jìn)行傳輸，與電纜通信相比，傳輸頻帶寬、傳輸速度快、通信容量大。但是在平時(shí)使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)使用單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)時(shí)，不能充分發(fā)揮頻帶寬和通信容量大的性能，通過(guò)反復(fù)研究發(fā)現(xiàn)采用多種復(fù)合技術(shù)增強(qiáng)頻帶寬和通信容量。

（2）傳輸過(guò)程損耗低，長(zhǎng)距離傳輸中繼站數(shù)量少。目前，市面上廣泛應(yīng)用的石英光纖損耗為0~20dB/km，如果采用非石英光纖系統(tǒng)其傳輸損耗會(huì)更低。由于其傳輸損耗低，使得在長(zhǎng)途傳輸過(guò)程中，減少了中繼電站的數(shù)量，大大降低了原料和人工成本、維護(hù)周期和系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜性。

（3）抗電磁干擾能力強(qiáng)。由于石英是絕緣體材料，所以利用石英作為原材料的光纖絕緣性特別好，使得光信號(hào)在傳輸過(guò)程中較強(qiáng)電磁干擾（如：自然雷電、電離層發(fā)出的電離子、人為產(chǎn)生的電磁等）能力。所以實(shí)現(xiàn)了和高壓線平行架設(shè)或者與電力導(dǎo)體一起使用構(gòu)成復(fù)合光纜，降低了傳輸費(fèi)用，施工和維護(hù)難度。

（4）無(wú)串音干擾,保密性好。在使用電纜通信時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)通道相互串?dāng)_、被竊聽(tīng)等情況。但是在光纖通信技術(shù)使用過(guò)程中，由于光信號(hào)被包裹在光纖中，光纖不透明的皮對(duì)光射線有吸收作用，光纖外面根本沒(méi)有辦法竊聽(tīng)到光纖內(nèi)傳輸?shù)男畔?，即使光纜內(nèi)有很多根光纖也不會(huì)出現(xiàn)相關(guān)干擾和串音情況，被部隊(duì)廣泛應(yīng)用。

三、光纖通信技術(shù)的應(yīng)用

1.通信領(lǐng)域的應(yīng)用。隨著時(shí)代的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)和人們生活都離不開(kāi)信息通訊，在因特網(wǎng)、有線電視、電話中光纖通信被廣泛應(yīng)用。由于光纖通信具有通信容量大、頻帶寬、損耗低、防電磁防干擾強(qiáng)等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了一條光纖既可以容納多人通話也可以傳輸多套電視節(jié)目。

2.醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。利用光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡進(jìn)行檢查患者腦室、心臟、胃、食道等疾病，可以檢測(cè)患者心臟血液值、氧氣在血液中的飽和度、胃部情況、食道情況等，然后根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行診斷和治療。同時(shí)，醫(yī)學(xué)也已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用光導(dǎo)纖維連接的激光進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)，所以光纖通信技術(shù)提高了醫(yī)學(xué)治療水平，被醫(yī)學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用和研究。

3.傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用。光纖通信技術(shù)與敏感元器件相組合，應(yīng)用在傳感器的研制，廣泛應(yīng)用到工業(yè)和生活中，如：光敏傳感器、紅外傳感器、溫度傳感器、雷達(dá)傳感器，工業(yè)溫度、流量、壓力、顏色、光澤專業(yè)測(cè)量等。

4.光纖技術(shù)應(yīng)用。照明過(guò)程中利用了光纖良好的物理特性，實(shí)現(xiàn)藝術(shù)裝修美化的效果，如果：LED廣告顯示屏、草坪地?zé)?、藝術(shù)裝飾品照明燈等。

四、光纖通信技術(shù)的發(fā)展方向

1.提升傳輸速度、擴(kuò)大傳輸容量、增長(zhǎng)傳輸距離，減少中繼站數(shù)量。相對(duì)與電纜通信來(lái)說(shuō)，光纖通信技術(shù)水平在很大程度上已經(jīng)提升了信號(hào)的傳輸速度、容量和距離，但是未來(lái)光纖通信技術(shù)還有圍繞這一發(fā)展方向，實(shí)現(xiàn)更高速度、更大容量和更長(zhǎng)距離的傳輸，并且實(shí)現(xiàn)與世界各國(guó)跨海、跨越的信息傳輸。

2.全光網(wǎng)絡(luò)。未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展重要目標(biāo)和通信技術(shù)發(fā)展的最高階段是實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)，目前全光網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)是世界各國(guó)對(duì)光纖通信研究的一個(gè)重要課題。雖然目前還處在初級(jí)階段，但是隨著人類的不斷的探究和研制，相信全光網(wǎng)絡(luò)這一目標(biāo)很快會(huì)實(shí)現(xiàn)。

五、結(jié)論

隨著信息時(shí)代繁榮發(fā)展，迎來(lái)光纖通信技術(shù)空前的提高，它改寫(xiě)了我們通信行業(yè)的歷史，使得理論變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)，它不僅僅是一個(gè)信息傳輸手段，也被廣泛應(yīng)用到了工業(yè)生產(chǎn)和人們生活的各個(gè)領(lǐng)域，只有將光纖通信技術(shù)向更高方向發(fā)展和技術(shù)提高，加快引領(lǐng)通信領(lǐng)域前進(jìn)步伐，從而促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王磊,裴麗.光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)[J].中國(guó)科技信息,2006(4):59-60.

[2]顧生華.光纖通信技術(shù)[M].北京：北京郵電出版社,2006．

作者：徐笑 單位：新疆公安廳特別偵察隊(duì)