摘要：光纖通信是以光波為載波，利用純度極高的玻璃拉制成極細(xì)的光導(dǎo)纖維作為傳輸媒介，通過光電變換，用光來傳輸信息的通信系統(tǒng)。從國家骨干通信網(wǎng)到城域網(wǎng)以及到用戶的接入網(wǎng)，基本上都是采用光纖通信的方式實(shí)現(xiàn)的。
關(guān)鍵詞：光纖網(wǎng)絡(luò)，傳輸容量，超高速，超長距離，DWDM，自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)
中圖分類號：TN929.11文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007-9416（2013）02-0044-01
近些年來，隨著技術(shù)的發(fā)展，核心網(wǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了光纖化、數(shù)字化。這就要求我們對光纖通信技術(shù)有比較深刻的認(rèn)識。光纖通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息化的核心技術(shù)，它負(fù)責(zé)把網(wǎng)絡(luò)中的信號安全、高速的進(jìn)行傳送。目前，我國累計(jì)鋪設(shè)光纜近400萬公里，累計(jì)光纖用量近8000萬公里。隨著對傳輸速度和質(zhì)量的要求不斷提高，未來建立一個(gè)速度更快、容量更大的光纖通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)是刻不容緩。
1光纖通信技術(shù)優(yōu)勢
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸介質(zhì)，由于光波頻率遠(yuǎn)高于電波的頻率，同時(shí)作為傳輸介質(zhì)的光纖的損耗又遠(yuǎn)低于其它傳輸介質(zhì)，所以光纖通信技術(shù)擁有頻帶寬，通信容量大、損耗低，中繼距離長、抗電磁干擾能力強(qiáng)、保密性能好等特點(diǎn)。
1.1頻帶寬、損耗低
以目前的技術(shù)而言，我們發(fā)現(xiàn)傳輸?shù)淖詈幂d體依然是光，所以我們只有充分利用光譜才能帶給我們充裕的帶寬，只有利用光作為傳輸介質(zhì)才能給我們帶來更低的損耗更遠(yuǎn)的中繼距離。以單模光纖為例，當(dāng)它位于1550nm窗口時(shí)，衰減僅為0.19～0.25dB/km，色散系數(shù)為15～20ps/（nm.km）。由于光纖傳輸損耗低，所以其中繼距離達(dá)到幾十公里至上百公里。近些年來，人們?yōu)榱双@得更大的帶寬，一般常用以下幾種方式來增加光纖傳輸容量，空分復(fù)用（SDM）、電的時(shí)分復(fù)用（TDM）、波分復(fù)用（WDM）、光的頻分復(fù)用（OFDM）、光的時(shí)分復(fù)用（OTDM）和光孤子技術(shù)（Soliton）�；趯�(shí)用性，只對TDM和WDM兩種擴(kuò)容方式作簡要介紹。時(shí)分復(fù)用技術(shù)（TDM）TDM技術(shù)是一種對信號進(jìn)行時(shí)分復(fù)用的技術(shù)，是一種傳統(tǒng)的擴(kuò)容方式。隨著復(fù)用速率的提高，例如達(dá)到10Gbit/s時(shí)已接近硅和砷化技術(shù)的極限，TDM技術(shù)已經(jīng)沒有太多的潛力可挖。波分復(fù)用技術(shù)（WDM）采用波分復(fù)用器（合波器）在發(fā)送端將不同規(guī)定波長的信號光載波合并起來并送入一根光纖進(jìn)行傳輸。在接收端再由一個(gè)波分復(fù)用器（分波器）將這些不同波長承載不同信號的光載波分開來。光纖高速傳輸技術(shù)現(xiàn)正沿著擴(kuò)大單一波長傳輸容量、超長距離傳輸和密集波分復(fù)用（DWDM）系統(tǒng)三個(gè)方向在發(fā)展。
1.2抗干擾強(qiáng)、便于鋪設(shè)
制作光纖的主要原材料是由石英，石英光纖的主要成分是二氧化硅（SiO2），所以制成的光纖不易被腐蝕，絕緣性好而且對電磁干擾有很高的抵抗力。同時(shí)，由于二氧化硅是地球最豐富的資源之一，所以制作出的光線與傳統(tǒng)通信介質(zhì)比較還具有價(jià)格上的優(yōu)勢。光纖直徑纖細(xì)，加上保護(hù)套后的直徑僅為0.1mm左右，所以光纖對比其它介質(zhì)來說，重量僅為其它介質(zhì)的幾十分之一，甚至為幾百分之一。所以鋪設(shè)光纖，能有效的節(jié)約成本，同時(shí)能充分利用有限的管道空間。
2光纖網(wǎng)絡(luò)的接入技術(shù)
光接入技術(shù)可分為兩大類：有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）和無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）。AON又可分為基于SDH的AON和基于PDH的AON。PON又可分為基于ATM的PON以及基于以太網(wǎng)的PON。
2.1有源光網(wǎng)絡(luò)（AON）
典型的有源光網(wǎng)絡(luò)一般由光發(fā)射機(jī)、中繼機(jī)和光接收機(jī)組成，如圖1所示。
電信號首先進(jìn)入光發(fā)射機(jī)，由光發(fā)射機(jī)將電信號轉(zhuǎn)換為光信號再發(fā)射出去。中繼機(jī)的作用是補(bǔ)償光的衰減以及對波形失真的脈沖進(jìn)行整形，從而保證整個(gè)光網(wǎng)絡(luò)的光信號進(jìn)行高質(zhì)量和遠(yuǎn)距離的傳輸。光接收機(jī)的作用是將接收到的光信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變成電信號后再將此電信號發(fā)送出去。
有源光網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)十分突出，首先它傳輸?shù)娜萘看�，一般能達(dá)到155mb/s、622mb/s、2.5Gb/s和10Gb/s的接入速率。其次傳輸?shù)木嚯x遠(yuǎn)，不加中繼器，傳輸距離達(dá)到70多公里。同時(shí)有源光網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用十分的廣泛，技術(shù)已經(jīng)十分成熟。在有源光網(wǎng)絡(luò)中，SDH技術(shù)使用最為廣泛。在SDH網(wǎng)中，網(wǎng)元與連接網(wǎng)元的光纖組成了網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在很大程度上決定了網(wǎng)絡(luò)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。常用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有鏈形、星形、樹形、環(huán)形和網(wǎng)孔形。鏈形網(wǎng)是將網(wǎng)中的所有節(jié)點(diǎn)一一串聯(lián)，而首尾兩端開放。這種拓?fù)涞奶攸c(diǎn)是較經(jīng)濟(jì)，在早期的鐵路網(wǎng)中被廣泛的應(yīng)用。近些年隨著鐵路的大發(fā)展，鐵路網(wǎng)的傳輸系統(tǒng)也得到了很大的提升，一般講鏈形網(wǎng)替換成了更安全的其它網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/P>
2.2無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）
無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）顧名思義，是在網(wǎng)絡(luò)中去掉了有源設(shè)備，這樣就減少了設(shè)備之間的干擾，同時(shí)由于減少了設(shè)備，這樣使得網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的故障率也呈下降趨勢，降低建設(shè)和運(yùn)維的成本。典型的PON網(wǎng)絡(luò)由局端側(cè)的光線路終端OLT和用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU組成，二者通過ODN網(wǎng)絡(luò)（光纖和無源分光器組成）相連。
3結(jié)語
光纖通信技術(shù)在信息時(shí)代的背景下，已經(jīng)成為了最重要的傳輸手段，過去的十年它的傳輸速度增長了不止100倍，在未來光纖通信技術(shù)仍然會(huì)保持高速的發(fā)展，在不久的將來光纖通信很有可能全面替代其他信息傳送方式，成為通信領(lǐng)域傳輸技術(shù)的主流，帶領(lǐng)人類走向全光時(shí)代。
