信息載體下的光纖通信論文
時(shí)間:2022-08-01 03:29:08
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1光纖及光纖通信技術(shù)概述
光纖,是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)寫。光纖是由玻璃或者塑料為材料制作而成的纖維,具有傳播光的功能,如下圖1所示。光纖中光的傳播利用的是“光的全反射”原理,借助發(fā)光二極管等裝置將光脈沖發(fā)射到光纖當(dāng)中,光纖的另一端則依靠光敏原件檢測(cè)脈沖以結(jié)束傳輸信息。在光纖當(dāng)中,光的傳播損耗是非常小的,而電信號(hào)在電線中傳播的過程中,由于電阻等因素的影響,將帶來大量的損害,這就使得光纖較線纜更有利于信息的傳輸,能夠更好地滿足現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展需求。光纖通信,就是以光波為信息載體,利用光纖進(jìn)行信息傳輸?shù)默F(xiàn)代通信技術(shù)。光纖通信的實(shí)現(xiàn),需要借助于光纖、光源以及光檢測(cè)裝置。1976年,美國(guó)亞特蘭大貝爾實(shí)驗(yàn)室正式開通了全球第一條光纖通信線路,以44.736Mbps的速度進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸,距離為10km。該線路的開通,標(biāo)志著人類光纖通信的誕生和使用,開啟了光纖通信技術(shù)時(shí)代。到1977年,美國(guó)芝加哥市實(shí)現(xiàn)了全球第一條商用光纖通信系統(tǒng)的建設(shè)和使用,光纖通信技術(shù)逐漸開始在全球范圍內(nèi)普及。我國(guó)最早于1973年開始光纖通信技術(shù)的研究,并且在1999年在青島、沈陽(yáng)和大連開通了光纖通信系統(tǒng),光纖通信系統(tǒng)正式在國(guó)內(nèi)獲得使用。到目前為止,我國(guó)光纖通信技術(shù)發(fā)展速度不斷加快,光纖產(chǎn)能達(dá)到了1億2千萬芯公里,滿足了國(guó)內(nèi)光纖通信系統(tǒng)的建設(shè)需求,并為全球多個(gè)國(guó)家光纖通信系統(tǒng)建設(shè)提供可靠支持。
2光纖通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析
光纖通信技術(shù)是光纖通信技術(shù)的進(jìn)步,能夠促進(jìn)光纖通信質(zhì)量和效率的提升,降低光纖通信過程中能量的損耗,實(shí)現(xiàn)光纖通信應(yīng)用范圍的不斷延伸。光纖通信技術(shù)有以下兩種。光纖接入技術(shù)即光纖到路邊(FTTC)和光纖到戶(FTTH)的寬帶網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)。光纖接入技術(shù)所帶來的影響更為深刻,主要原因在于光纖接入技術(shù)的影響要更加廣泛。隨著光纖通信的應(yīng)用和普及,光纖通信已經(jīng)成為電信通信技術(shù)的重要替代,滿足了現(xiàn)代信息的傳輸需求。但是,目前光纖通信技術(shù)依然以雙絞線銅線為主,原始落后的模擬系統(tǒng)導(dǎo)致光纖通信技術(shù)的發(fā)展受到一定的阻礙,使光纖通信發(fā)展陷入瓶頸。利用光接入網(wǎng),是提升光纖通信水平的關(guān)鍵。光纖接入技術(shù)作為目前最為主要的研究方向,光纖接入技術(shù)最為重要的意義和價(jià)值在于,光纖接入技術(shù)能夠最大化地應(yīng)用于企業(yè)和家庭當(dāng)中,滿足人民群眾對(duì)信息通信質(zhì)量和效率的需求。光纖到戶(FTTH)提供全光的接入,在充分利用光纖寬帶特性的情況下,用戶能夠獲得更為良好的光纖通信體驗(yàn),能夠不受限制地進(jìn)行信息接收,以充分滿足自身的寬帶接入需求。我國(guó)從2003年開始,便逐漸開始了對(duì)FTTH的推廣工作,目前為止,全國(guó)已經(jīng)有30多個(gè)城市建立了實(shí)驗(yàn)FTTH網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)覆蓋了企業(yè)、居民、網(wǎng)吧等區(qū)域,獲得了較為顯著的效果,成為最具發(fā)展前景的光纖通信技術(shù)。波分復(fù)用技術(shù)(WDM),即充分利用單模光纖低損耗區(qū)來最大化地獲取寬帶資源,如下圖2所示。在光纖通信過程當(dāng)中,由于光波頻率的不同,光纖低損耗窗口能夠劃分為多個(gè)通道,在波分復(fù)用器的作用之下,能夠?qū)⒉煌?guī)定波長(zhǎng)的信號(hào)光載波合起來,依靠一根光纖實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸,以減低信號(hào)傳輸中的損耗,提升光纖通信質(zhì)量。當(dāng)信號(hào)抵達(dá)之后,利用波分復(fù)用器對(duì)光波不同信號(hào)的光載波進(jìn)行區(qū)分,以達(dá)到信號(hào)傳輸?shù)淖罱K目的。波分復(fù)用技術(shù)作為一種尖端光纖通信技術(shù),波分復(fù)用技術(shù)能夠在很大程度上提升光纖傳輸系統(tǒng)的整體承載量,因此受到廣泛的關(guān)注和青睞。對(duì)于信息傳輸來說,傳輸過程中的損耗問題尤為受到關(guān)注和重視。傳統(tǒng)的電信通信技術(shù)下,信號(hào)以電的形式發(fā)出,在媒介當(dāng)中會(huì)造成大量損耗,不但造成資源上的浪費(fèi),也導(dǎo)致信息質(zhì)量的下降。波分復(fù)用技術(shù)的出現(xiàn),不但對(duì)電信通信技術(shù)進(jìn)行了有效替代,更解決了部分光纖通信技術(shù)所面臨的難題。目前,密集波分復(fù)用技術(shù)是在波分復(fù)用技術(shù)的基礎(chǔ)上所研發(fā)出來的新技術(shù),使光纖傳輸容量進(jìn)一步的增加。目前,密集波分復(fù)用技術(shù)已經(jīng)成為光纖通信的核心技術(shù),將光纖通信距離和傳輸容量提升到了全新的高度。
3光纖通信技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)
3.1超高速傳輸
超高速傳輸,是未來光纖通信技術(shù)的主要研究方向。一般來說,傳統(tǒng)光纖通信數(shù)據(jù)傳播過程中,信息傳輸效率每提升4倍,信息傳輸所消耗的成本則相應(yīng)的下降30%~40%,在這一規(guī)律之下,光纖通信速度在發(fā)展過程中速度不斷提升,20多年的時(shí)間里提升了2000倍甚至更高。在未來的發(fā)展過程中,光纖通信的速度還將會(huì)出現(xiàn)全新的發(fā)展速度,集成度更高,傳輸效率更高,以滿足人們對(duì)更高的信息傳輸速度要求。
3.2高性能光纖
高性能的光纖,能夠給光纖通信技術(shù)的發(fā)展提供強(qiáng)有力支持,而高性能光纖的研制,將成為主要的研究領(lǐng)域。隨著IP業(yè)務(wù)的不斷上升,對(duì)光纖產(chǎn)品的要求也更高,傳統(tǒng)的光纖產(chǎn)品已經(jīng)難以適用于超距離乃至超長(zhǎng)距離的信息傳輸,高性能光纖的開發(fā)成為必然趨勢(shì)。到目前為止,為滿足不同干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的需要,已經(jīng)先后開發(fā)出非零色散光纖和無水吸收峰光纖兩種新型光纖產(chǎn)品,而在未來,高性能光纖產(chǎn)品也將會(huì)更加豐富,按照光纖通信領(lǐng)域和環(huán)境的不同,高性能光纖的作用也將會(huì)出現(xiàn)較大的差異。
4總結(jié)
光纖通信技術(shù),作為重要的現(xiàn)代通信技術(shù),得到了廣泛應(yīng)用和普及,成為最為主要的信息通信手段。光纖通信自身所具備的諸多優(yōu)點(diǎn),使得光纖通信技術(shù)已經(jīng)逐漸替代傳統(tǒng)的信息通信技術(shù),以更好地滿足人們對(duì)信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)際需求。目前,經(jīng)過了三四十年的發(fā)展,光纖通信技術(shù)已經(jīng)獲得了長(zhǎng)足發(fā)展,從性能、效率和能耗上都得到了極大的改善,而這也體現(xiàn)出了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展高度和創(chuàng)新能力。在未來,光纖通信技術(shù)將會(huì)創(chuàng)造更多價(jià)值,對(duì)各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域帶來更大影響,以適應(yīng)不斷提升的信息通信要求,為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供更為可靠的支持。
作者:湯永忠工作單位:安徽電信工程有限責(zé)任公司
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