通信工程设计中光纤技术的应用探究

单祥飞

（华信咨询设计研究院有限公司，浙江 杭州 310052）

0 引 言

现阶段，新兴的科学技术越来越多，这些技术和互联网融合之后，可使用的范围越来越广。其中，对于通信领域来说，采用新型的光纤技术可以促进通信行业的发展更上一个台阶，也对其他行业的发展有很大益处。

1 光纤技术简述

1.1 发展现状

在通信工程中应用光纤技术的优点非常多，如成本低、损耗低、可靠性高以及抗干扰性强等，因此受到业内人士的广泛好评。现阶段，随着科学技术的发展，通信行业也得到了进一步发展，光纤技术已经被广泛应用到与通信相关的各行各业，如电力通信领域和军事通信领域等。同时光纤技术在应用过程中展示出多样性，如光纤接入技术和波分复用技术等。以波分复用技术为例进行分析，其可借助单模光纤损耗区域带来的资源内容，与不同信道的波长或者光波频率进行结合，划分光纤低损耗窗口。通过光波传输，将各种类型的信号光载波合并到一起，仅使用一根光纤进行传输作用，实现了只接入一个光纤达到多路光线信号复用的传输效果。在此传输过程中，不同波长所体现的效果不同，另外忽略光纤非线性的问题，可保证光纤接入线路的顺利程度，充分满足用户对光纤网络的应用要求。

1.2 应用意义

在全面改进通信技术的背景下，光纤通信利用光波传输和处理信息，通信技术在此基础上可以作为运输和传导媒体，能有效促进项目开展并落实。尤其是在科技发展过程中，新兴的技术在不断增多，有效完善了通信技术的应用功能，提升了其传输信息的质量，充分发挥出其核心信息技术产生的作用效果，从而充分体现光纤技术的使用价值和优势。

2 光纤技术优势

在不断实践研究中，光纤技术已经得到了广泛应用，其应用具有十分明显的优势，现从以下几点进行阐述。

2.1 成本低

光纤芯线的直径一般是以微米为单位的，而其主要制成材质又是玻璃纤维，占据比重较小，所以具有质量轻的优点，有利于安装作业。石英作为主要制成材料，比较容易获得，而且在光纤制作方面，因为技术的不断改进，使得其生产成本较低。此外，与电缆相比，由于电缆的主要材料为铜，资源稀缺，且价格处于上升状态，因此通过各方面综合分析，光纤不管在经济上还是在应用方面都具有更高的优势，必将作为传输介质被广泛运用[1]。

2.2 损耗低

通过不断研究分析表明，频带的宽度越宽，容量就越大。光纤通信系统中，在进行设计工作时，通过综合考虑光纤色散特性和光源调制特性等各方面，构建完整的光纤通信系统，充分发挥出光纤带宽的优势。同时可以将波分复用技术应用在光纤传输中，增加其通信容量，保证单波长的传输过程中速率处于既定范围内，保持稳定传输状态。此外由于光纤在传输过程中的损耗比较小，所以其在更远距离传输方面具有一定的优势，而且在此过程中，外界温度的变化不会对损耗产生影响。

2.3 可靠性高

光纤在进行传输时，通常没必要进行中继放大操作，这样不仅能提高光纤传输的效率和质量，也能避免产生非线性失真的问题，所以应用光纤进行传输工作具有更高的可靠性。对于整个系统来说，光纤可减少节点及设备数量，从而提高可靠性。实践表明，应用光纤设备在正常工作时，如果一直处于无故障状态，那么其应用时间长达（0.5～7.5）×105h[2]。在进行电波传输时，如果电磁波发生泄露现象，那么可能会对正常工作的传输通道产生干扰影响，就可能会存在窃听和保密性非常差等状况。

2.4 抗干扰性

光纤的主要组成成分是石英，这种材质的特点为不导电，只能传输光，所以在光纤传输过程中，电磁场不会对其产生干扰，而且受到外界因素的影响较小，不容易被腐蚀，绝缘性效果非常明显[3]。自然界产生的雷电现象、电离层变化以及人为释放电磁等现象，均不会对光纤产生较大的影响作用。基于此，其能够构建复合光缆，常见的方式有两种，一是与高压输电线路平行架设构建复合光缆，二是与电力导体复合结构构建复合光缆。从这方面看，其不仅在高压输电线路平线架设系统中具有显著的应用效果，而且在电力导体复合光缆系统中也同样如此。此外，由于在具体应用中可以避免一部分电磁脉冲效应，因此光纤信号很难被窃取，使用这种材料对信号进行传输，具有很高的安全性保障，又因为光纤传输系统应用效果较为显著，所以在军事应用系统中使用可以充分发挥出其作用。

3 光纤技术应用分析

3.1 接入组网方面

当前在接入技术领域中，光纤技术应用较为广泛[4]。光纤信号传输较为稳定，利用此特点将其接入网络信息系统，并研究分析相关信号，以达到提升信号质量的目的。在通信应用方面，有线网接入技术应用非常广泛，在普通通信方面，接入组网方式包括星网形式、组网形式以及总线组网形式3种。这3类方式在使用规模方面和覆盖面积方面都分别具有针对性的使用优势[5]。在当前阶段通信工程中，3种组网方式的综合使用，对解决不同接入需求具有非常好的效果。

3.2 光孤子技术

随着技术不断迭代，光纤技术处于快速发展状态，在此过程中人们发现了光信号传播的优势，所以开始深入研究分析光信号传输。现阶段，光孤子技术有了突飞猛进的发展，作为一种利用相关设施提高光信号传输质量的技术，优化了光纤技术的行业应用效果[6]。其利用的设备包括DFB激光器和光孤子放大器等，前者被锁模半导体激光器代替，而锁模半导体激光器也是一种耗能比较低，光源比较稳定且能有效提供光源的装置。而后者则会利用相关技术弥补光孤子能量强度较低的缺陷，从而产生质量比较高，能源相对较低的传输技术，从而有效提高人们的生活便利性。

3.3 相干光通信技术

此技术也是光信号应用的一种方式，采用的是外插检测技术和相干调制技术[7]。前者在光信号中混入激光，并借助相关光波性质有效地计算出原信号的参数，后者在使用过程中能改变广播频率相位振幅，从而产生相干光，最终实现信号调制。相干光通信原理与关键技术为偏振复用QPSK调制，其具体工作过程如图1所示。

图1 光孤子通信现状与展望

3.4 传媒行业

与其他行业相比，信息传输对传媒行业的整体工作与发展尤为重要。在现阶段发展过程中，传媒行业主要以提供高品质的多媒体图像信号服务为主，在运营过程中不仅涉及信息量大，而且格式各有不同，这就要求信息系统容量大且适应性强。光纤通信系统能够满足这一要求，其不仅具有非常高的通信容量，而且能够传输各种类型的数字信号。在相关网络建设过程中，光缆可以代替很多传统介质进行传输工作，在较为复杂的网络环境中，应用光纤通信技术可以保障高品质的传输服务。此外，采用光纤接入的方式，对于保障信号传输速率的稳定性和远距离传输具有十分重要的作用，也能提升传输质量和抗干扰能力[8]。这些显著的优势，使得光纤通信技术已经被广泛应用，同时不断促进传媒行业的发展。

3.5 互联网方面

当前，信息技术的发展，对推动各个行业进行技术创新产生了重要影响，而且互联网已经成为保障人们保持正常生产生活中不可或缺的重要组成部分。随着其不断扩大建设，相应系统的通信容量和覆盖面也在不断增大。同时由于其相关业务与用户数量在发展中不断增加，因此使得原来的信号传输介质与用户总体需求不匹配，而应用光纤通信技术可解决此类问题。

3.6 军用领域

光纤技术优点非常显著，将其应用在军事领域中具有非常良好的应用效果。根据资料调查表明，美国是最早将光纤技术使用在军事领域的国家，将此种技术与传统的微波通信以及卫星通信进行比较发现，不管在技术理论方面还是技术研究方面都较为先进，具备非常明显的应用优势。在局域网和雷达等方面应用光纤技术，对于促进军事领域的发展有非常明显的作用[9]。现阶段，国防等领域已经在很多方面使用光纤通信技术，并且取得了良好的成果，在未来发展过程中相关人员会不断深入研究光纤技术，使其在军事领域的应用更加全面、更加深入。利用光纤技术有助于国防事业进一步发展，在促进社会和谐统一方面具有重要作用。

4 发展探讨

光纤技术不仅快速发展，而且在使用过程中具有丰富的类型，在现阶段表现出强有力的发展趋势和未来发展都，并且技术内容也会得到进一步扩展和优化。从本文讨论内容来看，通信工程在未来发展过程中，可从以下两方面分析光纤技术的发展方向。

4.1 光孤子通信

光孤子作为一种超短光脉冲，其处于光线反常色散区，能够长距离传输信息，在很大程度上可以解决传统光纤在色散方面的不足之处。另外有效利用光孤子通信，可以有效将在传输过程中存在的光纤损耗减小到无，并且在此过程中不存在光电转换问题，具有传输容量非常大、传输距离非常远以及可以有效缓解失真现象的优点。将光孤子应用到传输过程中，不会产生新的状况，能够有效保证传输的质量及效率，对通信领域发展所起的促进作用非常明显。随着科技水平的不断增强以及专业人员的不断探索与努力，光通信系统将会实现更高、更好且更快地发展。光孤子通信将在现有基础上扩大传输距离，增加传输速度并优化EDFA，以这3方面为具体发展方向的现状与展望如图1所示。

4.2 全光网络

全光网络指的是在传输过程中，采用光的形式进行传输工作，而且不需要光电转换，是一种较为理想性的高速通信网[10]。实现全光网络全面发展的优势非常显著，包括可靠性极高、传输容量非常大、处理速度非常快以及错误概率非常低等。此外，在实现全光网络的方向中可以使用光节点代替电节点，在这种情况下可以优化网络结构，使其组成更加简单，对于相关人员操作来说也更加简便，同时对于增加节点没有过多的条件限制。对比分析光通信网络与全光网络发现，后者没有光电转换的环节，对于节约资源有一定的效果，但是从发展现状来看，对于全光网络并没有深入了解，依然在初级阶段进行探索。所以应该重视接下来的发展方向，研究内容也应将电光转换问题作为重要的研究方向，这将在很大程度上促进通信技术更好更精准地发展。

5 结 论

在现代化快速发展过程中，将光纤技术应用到通信领域是个非常好的选择。与传统通信技术相比，光纤技术优势显著，具有投入成本低、应用效率高以及使用期限长的特点，能够有效降低企业在通信工程方面的投入成本，提升企业的整体经济效益和社会效益。