淺論光纖通信技術的特點和發展趨勢
摘要：光纖通信不僅可以應用在通信的主干線路中，也可以在電力通信控制系統中發揮作用，進行工業監測、控制，現在在軍事上也被廣泛應用，基于各領域對信息量的需求不斷增長，光纖通信技術的應用發展趨勢也備受關注。一條完整的光纖鏈路除受光纖本身質量影響外，還取決于光纖鏈路現場的施工工藝和環境。本文探討了光纖通信技術的主要特征及發展趨勢，和它以光纖鏈路為基礎的現場測試。
關鍵詞：光纖通信技術 特點 發展趨勢 光纖鏈路 現場測試
1 光纖通信技術
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。可以把光纖通信看成是以光導纖維為傳輸媒介的“有線”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，比一根頭發絲還細；外面層稱為包層，包層的作用就是保護光纖。實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，不會發生信息傳播中的信息泄露現象；光纖很細，占用的體積小，這就解決了實施的空間問題。
2 光纖通信技術的特點
2.1 頻帶極寬，通信容量大。光纖的傳輸帶寬比銅線或電纜大得多。對于單波長光纖通信系統，由于終端設備的限制往往發揮不出帶寬大的優勢。因此需要技術來增加傳輸的容量，密集波分復用技術就能解決這個問題。
2.2 損耗低，中繼距離長。目前，商品石英光纖和其它傳輸介質相比的損耗是最低的；如果將來使用非石英極低損耗傳輸介質，理論上傳輸的損耗還可以降到更低的水平。這就表明通過光纖通信系統可以減少系統的施工成本，帶來更好的經濟效益。
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。而且它還有一個重要的特性就是抗電磁干擾的能力很強，它不受外部環境的影響，也不受人為架設的電纜等干擾。這一點對于在強電領域的通訊應用特別有用，而且在軍事上也大有用處。
2.4 無串音干擾，保密性好。在電波傳輸的過程中，電磁波的傳播容易泄露，保密性差。而光波在光纖中傳播，不會發生串擾的現象，保密性強。除以上特點之外，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。正是因為光纖的這些優點，光纖的應用范圍越來越廣。
3 不斷發展的光纖通信技術
3.1 SDH系統 光通信從一開始就是為傳送基于電路交換的信息的，所以客戶信號一般是TDM的連續碼流，如PDH、SDH等。伴隨著科技的進步，特別是計算機網絡技術的發展，傳輸數據也越來越大。分組信號與連續碼流的特點完全不同，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發展到SDH，從155Mb/s發展到lOGb/s，近來，4OGB/s已實現商品化。專家們在研究更大容量的，如160Gb/s(單波道)系統已經試驗成功，目前還在為其制定相應的標準。此外，科學家還在研究系統容量更大的通訊技術。
3.3 光纖傳輸距離 從宏觀上說，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，為增大無再生中繼距離創造了條件。
3.4 向城域網發展 光傳輸目前正從骨干網向城域網發展，光傳輸逐漸靠近業務節點。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。作為業務節點，既接近用戶，又能保證信息的安全傳輸，而用戶還希望光傳輸能帶來更多的便利服務。
3.5 互聯網發展需求與下一代全光網絡發展趨勢 近年來，互聯網業發展迅速，IP業務也隨之火爆。研究表明，隨著IP業的迅速發展，通信業將面臨“洗牌”，并孕育著新技術的出現。隨著軟件控制的進一步開發和發展，現代的光通信正逐步向智能化發展，它能靈活的讓營運者自由的管理光傳輸。而且還會有更多的相關應用應運而生，為人們的使用帶來更多的方便。
綜上所述，以高速光傳輸技術、寬帶光接入技術、節點光交換技術、智能光聯網技術為核心，并面向IP互聯網應用的光波技術是目前光纖傳輸的研究熱點，而在以后，科學家還會繼續對這一領域的研究和開發。從未來的應用來看，光網絡將向著服務多元化和資源配置的方向發展，為了滿足客戶的需求，光纖通信的發展不僅要突破距離的限制，更要向智能化邁進。
4 光纖鏈路的現場測試
4.1 現場測試的目的 對光纖安裝現場測試是光纖鏈路安裝的必須措施，是保證電纜支持網絡協議的重要方式。它的目的在于檢測光纖連接的質量是否符合標準，并且減少故障因素。
4.2 現場測試標準 目前光纖鏈路現場測試標準分為兩大類：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檢測應用的就是這個標準。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測試標準。這種測試的標準是固定的，不會因為光纖系統的不同而改變。
4.3 光纖鏈路現場測試 光纖通信應用的是光傳輸，它不會受到磁場等外界因素的干擾，所以對它的測試不同于對普通的銅線電纜的測試。在光纖的測試中，雖然光纖的種類很多，但它們的測試參數都是基本一致的。在光纖鏈路現場測試中，主要是對光纖的光學特性和傳輸特性進行測試。光纖的光學特性和傳輸特性對光纖通信系統對光纖的傳輸質量有重大的影響。但由于光纖的特性不受安裝的影響，因此在安裝時不需測試，而是由生產商在生產時進行測試。
4.4 現場測試工具①光源：目前的光源主要有LED（發光二極管）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中的萬用表，只不過萬用表測量的是電子，而光功率計測量的是光。通過測量發射端機或光網絡的絕對功率，一臺光功率計就能夠評價光端設備的性能。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量。③光時域反射計：OTDR根據光的后向散射原理制作，利用光在光纖中傳播時產生的后向散射光來獲取衰減的信息，可用于測量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點定位以及了解光纖沿長度的損耗分布情況等。從某種意義上來說，光時域反射計(OTDR)的作用類似于在電纜測試中使用的時域反射計（TDR），只不過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生反射所引起的。
雖然目前光通信的容量已經非常大，但仍有大量應用能力閑置，伴隨著社會經濟和科學技術的進一步發展，對信息的需求也會隨之增加，并會超過現在的網絡承載能力，因此我們必須進一步努力研究更加先進的光傳輸手段。因此，在經濟社會發展的推動下，光通信一定會有更加長久的發展。
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