淺談電信光纖通信技術

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　　摘要：光纖通信不僅可以應用在通信的主干線路中，還可以應用在電力通信控制系統(tǒng)中，進行工業(yè)監(jiān)測、控制，而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。光纖通信技術作為信息技術的重要支撐平臺，在未來信息社會中將起到十分重要的作用。

　　關鍵詞:光纖通信技術 優(yōu)勢 接入技術

　　引言

　　近年來隨著傳輸技術和交換技術的不斷進步，核心網(wǎng)已經(jīng)基本實現(xiàn)了光纖化、數(shù)字化和寬帶化。同時，隨著業(yè)務的迅速增長和多媒體業(yè)務的日益豐富，使得用戶住宅網(wǎng)的業(yè)務需求也不只局限于原來的語音業(yè)務，數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務的需求已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢，現(xiàn)有的語音業(yè)務接入網(wǎng)越來越成為制約信息高速公路建設的瓶頸，成為發(fā)展寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)的障礙。

　　1 光纖通信技術定義

　　光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ帕κ�。在光纖通信系統(tǒng)中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質(zhì)的光纖又比同軸電纜或?qū)Рü艿膿p耗低得多，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構(gòu)造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路，光纖之間的中繞非常小，光波在光纖中傳輸，不會因為光信號泄漏而擔心傳輸?shù)男畔⒈蝗颂铰�，光纖的芯很細，由多芯組成光纜的直徑也很小，所以用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題。

　　2 光纖通信技術優(yōu)勢

　　2.1 頻帶極寬，通信容量大

　　光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，光纖通信系統(tǒng)的于光源的調(diào)制特性、調(diào)制方式和光纖的色散特性。散波長窗口，單模光纖具有幾十GHz·km的寬帶。對于單波長光纖通信系統(tǒng)，由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸?shù)娜萘�，特別是現(xiàn)在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。采用密集波分復術可以擴大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目前，單波長光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps，采用密集波分復術實現(xiàn)的多波長傳輸系統(tǒng)的傳輸速率已經(jīng)達到單波長傳輸系統(tǒng)的數(shù)百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業(yè)務網(wǎng)的首選介質(zhì)。

　　2.2 損耗低，中繼距離長 目前，實用的光纖通信系統(tǒng)使用的光纖多為石英光纖，此類光纖損耗可低于0.20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都低，因此，由其組成的光纖通信系統(tǒng)的中繼距離也較其他介質(zhì)構(gòu)成的系統(tǒng)長得多。

　　如果將來采用非石英系統(tǒng)極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無中繼距離;對于一個長途傳輸線路，由于中繼站數(shù)目的減少，系統(tǒng)成本和復雜性可大大降低。目前，由石英光纖組成的光纖通信系統(tǒng)最大中繼距離可達200多km，由非石英系極低損耗光纖組成的通信系至數(shù)公里，這對于降低通信系統(tǒng)的成本、提高可靠性和穩(wěn)定性具有特別重要的意義。

　　2.3 抗電磁干擾能力強 我們知道光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯(lián)系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構(gòu)成復合光纜。它是一種非導電的介質(zhì)，交變電磁波在其中不會產(chǎn)生感生電動勢，即不會產(chǎn)生與信號無關的噪聲。這樣，就是把它平行鋪設到高壓電線和電氣鐵路附近，也不會受到電磁干擾。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利。

　　2.4 光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設 光纖的芯徑很細，約為0.1mm，由多芯光纖組成光纜的直徑也很小，8芯光纜的橫截面直徑約為10mm，而標準同軸電纜為47mm。這樣采用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題，節(jié)約了地下管道建設投資。此外，光纖的重量輕，柔韌性好，光纜的重量要比電纜輕得多，在飛機、宇宙飛船和人造衛(wèi)星上使用光纖通信可以減輕飛機、輪船、飛船的重量，顯得更有意義。還有，光纖柔軟可繞，容易成束，能得到直徑小的高密度光纜。

　　2.5 保密性能好 對通信系統(tǒng)的重要要求之一是保密性好。然而，隨著科學技術的發(fā)展，電通信方式很容易被人探聽，只要在明線或電纜附近設置一個特別的接收裝置，就可以獲取明線或電纜中傳送的信息，更不用去說無線通信方式。

　　光纖通信與電通信不同，由于光纖的特殊設計，光纖中傳送的光波被限制在光纖的纖芯和包層附近傳送，很少會跑到光纖之外。即使在彎曲半徑很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的。并且成纜以后光纖在外面包有金屬做的防潮層和橡膠材料的護套，這些均是不透光的，因此，泄漏到光纜外的光幾乎沒有。更何況長途光纜和中繼光纜一般均埋于地下。所以光纖的保密性能好。此外，由于光纖中的光信號一般不會泄漏，因此電通信中常見的線路之間的串話現(xiàn)象也可忽略。

　　3 光纖接入技術

　　隨著通信業(yè)務量的不斷增加，業(yè)務種類也更加豐富，人們不僅需要語音業(yè)務，高速數(shù)據(jù)、高保真音樂、互動視頻等多媒體業(yè)務也已經(jīng)得到了更多用戶的青睞。光纖接入網(wǎng)可分為有源光網(wǎng)絡A(ON)和無源光網(wǎng)絡((PON。)采用SDH技術、ATM技術、以太網(wǎng)技術在光接入網(wǎng)系統(tǒng)中稱為有源光網(wǎng)絡。若光配線網(wǎng)(ODN全)部由無源器件組成，不包括任何有源節(jié)點，則這種光接入網(wǎng)就是無源光網(wǎng)絡。

　　現(xiàn)階段，無源光網(wǎng)絡P(ON)技術是實現(xiàn)FT-Tx的主流技術。典型的PON系統(tǒng)由局側(cè)OLT光(線路終端)、用戶側(cè)ONUO/NT(光網(wǎng)絡單元)以及ODN-OrgnizationDevelopment Network(光分配網(wǎng)絡)組成。PON技術可節(jié)省主干光纖資源和網(wǎng)絡層次，在長距離傳輸條件夏可提供雙向高帶寬能力，接入業(yè)務種類豐富，運維成本大幅降低，適合于用戶區(qū)域較分散而每一區(qū)域內(nèi)用戶又相對集中的小面積密集用戶地區(qū)。

　　為實現(xiàn)信息傳輸?shù)母咚倩�，滿足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡，用戶接入部分更是關鍵，光纖接入網(wǎng)是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達置的不同，有FTB、FTTC，F(xiàn)TTCab和FTTH等不同的應用，統(tǒng)稱FTTx。

　　FTTH(光纖到戶)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，為用戶提供所需要的不受限制的帶寬，充分滿足寬帶接入的需求。我國從2003年起，在“863”項目的推動下，開始了FTTH的應用和推廣工作。迄今已經(jīng)在30多個城市建立了試驗網(wǎng)和試商用網(wǎng)，包括居民用戶、企業(yè)用戶、網(wǎng)吧等多種應用類型，也包括運營商主導、駐地網(wǎng)運營商主導、企業(yè)主導、房地產(chǎn)開發(fā)商主導和政府主導等多種模式，發(fā)展勢頭良好。不少城市制定了FTTH的技術標準和建設標準，有的城市還制門了相應的優(yōu)惠政策，這此都為FTTH在我國的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。

　　在FTTH應用中，主要采用兩種技術，即點到點的P2P技術和點到多點的xPON技術，亦可稱為光纖有源接入技術和光纖無源接入技術。P2P技術主要采用通常所說的MC(媒介轉(zhuǎn)換器)實現(xiàn)用戶和局端的自接連接，它可以為用戶提供高帶寬的接入。目前，國內(nèi)的技術可以為用戶提供FE或GE的帶寬，對大中型企業(yè)用戶來說，是比較理想的接入方式。

　　4 結(jié)束語

　　從光纖通信問世到現(xiàn)在，光傳輸?shù)乃俾室灾笖?shù)增長，光傳輸?shù)乃俾试谶^去的10年中大約提高了100倍。層出不窮的光通信新技術將成為市場復蘇的源泉，而人類對通信容量的無止境需求將是市場恢復的原動力。隨著光通信技術進一步發(fā)展，必將對21世紀通信行業(yè)的進步，乃至整個社會經(jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。

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