光纤通讯及驱动应用研究

光纤通讯及驱动应用研究

吴鹏飞

（贵州大学明德学院）

摘要：本文通过对光纤光缆技术的基本认识及在传输中的应用认识，结合通信技术发展的基本趋势与传输的基本要求，认为光纤光缆发展可在传输波分复技术、光孤子、全光网络等方面发展光纤光缆的应用。

关键词：光纤光缆；通信传输；传输技术；发展趋势

1光纤光缆技术

1.1光纤光缆技术原理

光纤信号一般由三个部分构成：第一；光信号发射终端；其次是用于传播光信号的光纤线路；最后，光信号接收终端。光信号发送端口的作用是通过光电转化器将要传输的信号从电信号转换为光信号。当前，发射端口的光电转换装置一般采用半导体硅材料或者是用发光二极管材料。其中，发光二极管的功率比较小，发射出的信号频率比较低，由于这两点的限制，其价格比较廉价。由于，发光二极管的输出功率和输出电流成正比，适宜于距离近，传输速度要求低的情况；相比之下，激光二极管正好相反它的输出功率较大，信号传输频率快，比较适合于远距离速度要求高的情况，同理它的成本造价也高一点。

1.2光纤光缆技术要点

1.2.1巨大的通信传输容量

进来的研究发现，只有头发丝粗细的光纤的传输量是巨大的，理论上可以传输一千亿个话路。尽管在实际的应用中，从光纤产生到现在都没有达到传输量的极值，但是参考实际的应用情况来看，一个光纤可以传输大约22亿个话路。这种方法相比之前的采用明线、微波或者是同轴电缆的传输速度要提高几十至几千倍的传输量。我们可以看到仅仅一个光纤就拥有如此客观的传输量，如果将这些光纤结合为一个光缆的话，其传输数据的量级将会更大。如果在利用先进的波分技术，将一根光缆分成几根使用的话，这样一个光缆产生的数据传输容量是十分巨大的，这在以前是不可能实现的。

1.2.2优秀的中继传输距离

光纤的主要特点就是和明线传输等方式相比，衰耗系数相比较而言极低，而且根据文献报道，商业用石英石光纤的传输速度已达0.19dB/km以下。因此，光纤的衰耗速率优势是远远超过其他传输方式的。如果配以合适的光信号传输和接收的设施，光纤可以拥有数百公里的传输中继距离。这样优异的中继传输距离在光纤出现以前是无法进行相像的。

1.2.3新类型的光纤在不断的问世

随着市场规模的扩大化，光纤的性能指标在不断提高，琳琅满目的新型光纤在不断的研究出来，同时各大研究机构也在致力于推出新品种。主要的产品有：长距离大容量的类型以及城域网的新型光纤，还值得注意的有：局域网中用的多模光纤和空心光纤。

2光纤光缆技术的发展前景

2.1技术的发展前景

目前的光纤光缆最主要的特征就是需要不断的提高产品自身的性能，在传输容量方面来看，单一波长的传输容量的提高已经迫在眉睫，目前光纤光缆技术的新趋向是单波长类型的传输容量的增加，其中，160G的光纤制品已经开始研发。在2002年已经有报道称提出了传输速率高于10G的光纤概念。在光纤发展中另一个备受关注的重点是远距离传输光纤的研制，若果我们加以利用色散原理，那么就可以实现2000Km以上的远距离无需电力辅助的信号传输。DWDM技术的新型光纤也在快马加鞭的研制之中。同时应用于32位和64位系统10G传输速率的光纤也在研发。

2.2标准的划分

对于G.655.A与G.655.B类型光纤分类的细化，大幅度提高了分类的准确性。目前对于光纤性能也进行了提升，对于光纤在不同的空间中的传输速度的差别做出了具体的分类说明，对于光纤的安装做出明确的规定。这样做，可以帮助安装公司对于光缆提升理论水平，升级服务水平，规范工人的作业标准。一系列的修改方案逐步提出，预示着光纤朝着一个更加规范专业的方向迈进，测定方法和实验过程的优化设计重整不仅起到了奠定作用，而且对于进一步的研究起到了指导作用。

2.3海底光缆技术的美丽前景

作为最主要的洲际信号传输方式海底管缆是十分重要的，可以说已经占据了周期通信的主要市场，而随着现在对数据传输速度的要求，光缆也应该在技术层面上作出提高。海底光缆的应用在大面积的单模光纤问世后取得了突出的改进。这种技术使得光纤的有效面积大大提高，光分散功率的面积得以增加，所以减少了光传播过程中的功率强度要求，进而提高了信号传输的效率，这样光纤的传输距离就变小了，减少了中继站的数量，降低了建造海底光缆的成本。

3光纤光缆应用展望

3.1光孤子技术

光孤子技术的理论：采用超长距离的传输速率高的通信模式，应用最新的脉冲超短波的频率信号的光纤，让光纤的速率从10-20Gbit/s提高到100Gbit/s以上。利用整定再生技术，可以提高光纤的传输距离，有的研究人员采用的滤波器法使得光纤传输距离到达十万千米的量级。虽然目前对于光孤子技术的研究还处在瓶颈期，但是目前的研究结果给了我们很大的信心去进一步研究。光孤子通信由于拥有高速远距离的特点，使得它在海底光光缆系统中有着十分可观的前景。

3.2全光网络

我们对于未来所期待的理想通信网络是全光网络。全光网是光纤通信技术的顶峰，实现了将传统阶段的传输网络节点全部光信号化，但目前网络结点处依旧采用了电器设施，限制了通信网络干线总量的提升，因此真正的光网络的研究还是一个十分艰巨的任务。

全光网络不仅仅拥有良好的透明开放性，和良好的兼容能力；并且能够提供优秀的带宽和巨大的传输容量，在快速数据处理的过程中错误率也几乎为零。而且全光网络的安装不需要网络节点的设置和信号交换设备的安装，所以拥有结构简单，走线便捷的好处。当然，全光网的发展并不是一枝独秀的，他要伴随着ATM网、移动通信网络的发展一起进步。

虽然目前来看全光网的发展还处于萌芽状态，但是它相比较于其他方式已经显露出了独一无二的优势，形成一个真正的依赖WDM技术与光交换技术的光网络空间，已经成为一种最新的趋势。光网络的发展研究更是未来信息传输、网络的核心，也是通信行业技术发展的最终目标。

3.3增加光纤传输的抗电磁干扰能力

光纤所选取的材料一般都是非金属，自身都具备一定的抗电磁干扰的能力。而且即便光纤不慎暴露在强的电磁场之中也不会影响到信号的传输，并不会产生干扰信号的电流，所以这就奠定了光纤传输信息的高质量。但是在实际的应用中电磁干扰并不等于零，所以开发抗干扰的材料还是很有必要的。

对于光纤接收技术的提升，目前主要用的方法是FTTB，FTTH等，通过改变光纤的接入方式就可以提高用户端的带宽以及数据的容量，而且如果采取无线和有线兼存的方式，也促进了无线电信号传输产业的发展。

结语

随着社会经济水平的逐步提升，光纤技术已经是一种不可或缺的技术。光纤光缆技术的产生，宣告着通信传输方面的新纪元。掌握光纤光缆技术，为通信领域做出突出贡献，研制出拥有自主产权的国产光纤，做到真正意义上的强大。我们应该为科学进步作出更大的贡献，即使总结处理光纤应用中遇到的难题，确保我国光纤技术的进一步飞跃，造福于国家人民。

参考文献：

[1]程辉.??光纤到户在中国未来发展分析[J].科技信息.2012（02）

[2]刘祥义，于雷.??浅析光纤通信技术特点及未来发展趋势[J].才智.2012（02）

[3]杜胜兰.??光纤光缆产业发展受困低价怪圈[J].中国新通信.2012（01）

作者简介：吴鹏飞，男，民族：汉族，籍贯：贵州省绥阳县，学历：大学本科，毕业院校：贵州大学明德学院，研究方向：电气工程及其自动化。