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【摘要】隨著計算機網絡的高速發展,信息傳輸也成為當今人類生活的剛性需求,光纖通信的優良特性滿足信息量大的高速傳輸,從各種通信方式中脫穎而出,發展至今已成為當今世界的最主要的通信方式,今后也勢必被各行各業廣泛運用。本文將從光纖的發展歷史、技術特點對其發展趨勢進行探討研究,并結合當前相關領域的特點進行結合探討。
【關鍵詞】光纖通信;光信息傳播;通信設備
一、光纖通信的應用背景
20世紀90年代以來,我國光纖應用飛速發展,在有線電視網絡、能源探測等方面都大量被用到,隨著有線電視網絡普及率的提升,光纖的優點使其逐漸取代電信號傳播。尤其是光纖在廣播電視網絡中的應用,呈現出劇增的趨勢。光纖通信技術有以下兩種:光纖接入技術,波分復用技術。光纖接入技術即光纖到路邊或用戶的寬帶網絡接入技術,光纖通信極大的滿足了家庭和企業的信息通信的要求,所以它成為了電信通信技術的重要替代,尤其光纖到戶(FTTH)可以使用戶不受限制的進行信息接受與反饋。我國與2003年開始FTTH的推廣,到2014年已經在全國30多個城市建立了FTTH網絡,遍布家庭、網吧、企業等需求地,發展成果極為顯著。波分復用技術是將不同波長的信號整合在一根光纖中進行傳輸,到達后再區分為不同波長的信號,最終傳輸完畢。這一技術大大提升了光纖通信的信息傳輸量,受到了相關領域的廣泛關注。
二、光纖通信技術原理
光纖通信利用了光的全反射原理,即當光注入角度滿足一定條件時,光可以進行全反射,從而到達遠距離傳輸。在傳輸過程中,首先利用電信號對光波進行調制,使其成為帶有信息的已調光波,然后將已調光波發送到光纖線路中進行傳輸,光收信機最終將光信號轉化為電信號并進行接收。在傳輸過程中,中繼器可以補償光纖信號的衰減和對失真波形進行正形,無源器件(包括耦合器、光纖連接器等)完成以上各部分的連接。在傳輸過程中,在技術功能上,分為信號發射、信號合波、信號傳輸和放大、信號分離、信號接收五個結構。
三、光纖通信的特點
由于光纖通信是以光為載體,用光導纖維進行信息傳輸,玻璃材料的特性導致其具有以下優良特性:它的頻帶極寬,通信容量極大,是微波通信的幾十倍,滿足了用戶需求也降低了運輸空間,解決了管道擁擠的問題;石英這一介質的損耗低,中繼距離長,大大減少了中繼站的數量,從而減小了系統復雜性和運輸成本,且信息不易失真;由于其材料為絕緣的石英,所以其抗電磁干擾能力強,且不易被腐蝕,也不受自然界的一些電力和太陽黑子活動干擾,而且還能與電力導體進行復合,并運用于軍事領域;在傳輸過程中,光信號只能在纖維中傳輸,微弱的泄露信號也被外表吸收,所以它無串音干擾,保密性極好;光纖通信的材料使用玻璃為載體,節省了很多的稀有金屬材料。它同樣具有一些缺點:由于其材料特性,光纖的彎曲半徑不能過??;光纖的操作技術、分離、耦合較為麻煩。但它的這些特點同樣隨著技術發展將一步步得到改進。
四、光纖通信的發展趨勢
在光纖通信技術發展上,超高速傳輸是其主要研究方向,速度越高,信息傳輸的成本降越低。未來,信息量將越來越大,大數據的發展也需要光纖通信的高速傳輸進行大力發展。另一方面,高性能光纖也將得到大力發展。在未來發展中,光纖產品需要滿足IP業務的長距離甚至超長距離的信息傳輸,所以高性能光纖的開發是光纖發展的剛性需求。由于光線通信的優良特性,其逐漸取代了傳統的電力通信,已經在有線電視、電力通信網絡、電信干線傳輸等方面占據了極大的份額。從20世紀60年代開始,高錕博士的論文已經預見了光纖將取代傳統電通信,到如今,光纖已有了極大進展。在21世紀中光纖將如何發展成為了備受關注的話題。光纖通信與移動設備的式結合具有巨大前景,移動設備通信已融入到每一位居民生活中。光纖通信利用其優點滲透進入其中,市場巨大,且具有理論技術支持,和客戶需求;另外,光網絡與毫米波如果結合成功,也是革命性的進步;再有,制造高精度的光纖陀螺也具有巨大市場,除了未來航空系統,導彈系統,部分汽車也有陀螺;光纖傳感器也在一些技術精度要求較高的領域有潛在需求。21世紀以來,我國光纖通信發展迅猛,但自主知識產權的占比仍然極小,大多產品技術含量低,不具備較強的競爭力。但我國仍是光纖運用方面的世界第二大國,因此我們的自主知識產權也將越來越受到重視,知識作為第一生產力將越來越雄厚。另外,光纖通信的其他功能隨著其他領域的進步與發展也將一步步被挖掘,隨著更多的需求,光纖通信會展現其更多的技術功能。
五、結語
光纖通信以其優良的特性,已逐漸取代傳統電信號通信,未來將滲透到生活、軍事、航天等領域的方方面面,我國已在世界前列,但仍然需要加強技術研究。
參考文獻
[1]呂?.光纖通信的發展趨勢及應用[J].科技信息,2009,23:431-432.
[2]湯永忠.淺談光纖通信技術的發展現狀[J].電腦知識與技術,2014,10:2219-2220.
作者:馬文波 單位:吉林吉大通信設計院股份有限公司