应用技术 Ｉ■ ＣｈｉＩｌａ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＲｅｖｉｅＷ 浅谈光纤通信技术的现状与发展 孙立军王颖 （中国联合网络通信有限公司哈尔滨分公司） ［摘 要］光通信技术作为信息技术的重要支撑平台，在未来信息社会中将起到重要作用。文章介绍了光纤通信技术的现状与发展。 ［关键词］光纤通信技术特点现状发展趋势 中图分类号：ＴＮ９２９．１ｌ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１０）３２—０６３８—０１ 光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。可以 把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。光纤由内芯 和包层组成，内芯一般为几十微米或几微米，比一根头发丝还细：外面层称为包 层，包层的作用就是保护光纤 实际上光纤通信系统使用的不是单根的光纤， 而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。由于玻璃材料是制作光纤的主要材 料，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路：光波在光纤中传输，不会发生 信息传播中的信息泄露现象：光纤很细，占用的体积小，这就解决了实施的空间 问题。 １光纤通信技术的特点 （１）频带极宽，通信容量大。光纤的传输带宽比铜线或电缆大得多。对 于单波长光纤通信系统，由于终端设备的往往发挥不出带宽大的优势。 因此需要技术来增加传输的容量，密集波分复用技术就能解决这个问题。 （２）损耗低，中继距离长。目前，商品石英光纤和其它传输介质相比的损 耗是最低的：如果将来使用非石英极低损耗传输介质，理论上传输的损耗还可 以降到更低的水平。这就表明通过光纤通信系统可以减少系统的施工成本， 带来更好的经济效益。 （３）抗电磁干扰能力强。石英有很强的抗腐蚀性，而且绝缘性好。而且 它还有一个重要的特性就是抗电磁干扰的能力很强，它不受外部环境的影响， 也不受人为架设的电缆等干扰。这一点对于在强电领域的通讯应用特别有 用，而且在军事上也大有用处。 （４）无串音干扰，保密性好。在电波传输的过程中，电磁波的传播容易泄 露，保密性差。而光波在光纤中传播，不会发生串扰的现象，保密性强。除以 上特点之外，还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设：光纤的原材料资源 丰富，成本低：温度稳定性好、寿命长。正是因为光纤的这些优点，光纤的应 用范围越来越广。 ２我目光纤光缆发晨的现状 （１）普通光纤 普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展，光中继距 离和单一波长信道容量增大，Ｇ．６５２．Ａ光纤的性能还有可能进一步优化，表现 在１５５０ｒｉｍ区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零 色散点不在同一区域。符合ＩＴＵＴＧ．６５４规定的截止波长位移单模光纤和符合 Ｇ．６５３规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。 （２）核心网光缆 我国已在干线（包括国家干线、省内干线和区内干线）上全面采用光缆， 其中多模光纤已被淘汰，全部采用单模光纤，包括Ｇ．６５２光纤和Ｇ．６５５光纤。Ｇ． ６５３光纤虽然在我国曾经采用过，但今后不会再发展。Ｇ．６５４光纤因其不能很 大幅度地增加光纤系统容量，它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中 采用分立的光纤，不采用光纤带。干线光缆主要用于室外，在这些光缆中，曾经 使用过的紧套层绞式和骨架式结构，目前已停止使用。 （３）接入网光缆 接入网中的光缆距离短，分支多，分插频繁，为了增加网的容量，通常是增 加光纤芯数。特别是在市内管道中，由于管道内径有限，在增加光纤芯数的同 时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量，是很重要的。接入网使用 Ｇ．６５２普通单模光纤和Ｇ．６５２．ｃ低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集 波分复用，目前在我国已有少量的使用。 （４）室内光缆 室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。并目还可 能用于遥测与传感器。国际电工委员会（ＩＥＣ）在光缆分类中所指的室内光缆， 笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在 中心局或其他电信机房内，布放紧密有序和位置相对固定。综合布线光缆布放 在用户端的室内，主要由用户使用，因此对其易损性应比局用光缆有更严格的 考虑。 （５）电力线路中的通信光缆 ’ 光纤是介电质，光缆也可作成全介质，完全无金属。这样的全介质光缆将 是电力系统最理想的通信线路。用于电力线杆路敷设的全介质光缆有两种结 构：即全介质自承式（ＡＤＳＳ）结构和用于架空地线上的缠绕式结构。ＡＤＳＳ光缆 因其可以单独布放，适应范围广，在当前我国电力输电系统改造中得到了广泛 ６３８ ｌ科技博览 的应用。国内已能生产多种ＡＤＳＳ光缆满足市场需要。但在产品结构和性能 方面，例如大志数光缆结构、光缆蠕变和耐电弧性能等方面，还有待进一步完 善。ＡＤＳＳ光缆在国内的近期需求量较大，是目前的一种热门产品。 ３光纤通信技术的发展趋势 对光纤通信而言，超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求 的目标，而全光网络也是人们不懈追求的梦想。 （１）超大容量、超长距离传输技术波分复用技术极大地提高了光纡传输 系统的传输容量，在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。近年来波分复 用系统发展迅猛，目前１．６Ｔｂｉｔ／的ＷＤＭ系统已经大量商用，同时全光传输距离 也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用（ＯＴＤＭ）技术，与 ＷＤＭ通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同，ＯＴＤＭ技术是通 过提高单信道速率来提高传输容量，其实现的单信道最高速率达６４０Ｇｂｉｔ／ｓ。 仅靠ＯＴＤＭ和ＷＤＭ来提高光通信系统的容量毕竟有限，可以把多个ＯＴＤＭ信 号进行波分复用，从而大幅提高传输容量。偏振复用（ＰＤＭ）技术可以明显减弱 相邻信道的相互作用。由于归零（Ｒｚ）编码信号在超高速通信系统中占空较小， 降低了对色散管理分布的要求，且Ｒｚ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散 （ＰＭＤ）的适应能力较强，因此现在的超大容ＩＷＤＭ／ＯＴＤＭ通信系统基本上都采用 Ｒｚ编码传输方式。ＷＤＭ／ＯＴＤＭ混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括 在ＯＴＤＭ和ＷＤＭ通信系统的关键技术中。 （２）光孤子通信 光孤子是一种特殊的ｐｓ数量级的超短光脉冲，由于它在光纤的反常色散 区，群速度色散和非线性效应相互平衡，因而经过光纤长距离传输后，波形和速 度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通 信，在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。 光孤子技术未来的前景是：在传输速度方面采用超长距离的高速通信，时 域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率 １０￣２０Ｇｂｉｔ／ｓ提高到ｌＯＯＧｂｉｔ／ｓ以上：在增大传输距离方面采用重定时、整 形、再生技术和减少ＡＳＥ，光学滤波使传输距离提高到１０００００ｋｍ以上：在高性 能ＥＤＦＡ方面是获得低噪声高输出ＥＤＦＡ。当然实际的光孤子通信仍然存在许多 技术难题，但目前已取得的突破性进展使人们相信，光孤子通信在超长距离、 高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系统中，有着光明的发展前景。 （３）全光网络 未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶 段，也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍 采用电器件，了目前通信网干线总容量的进一步提高，因此真正的全光网 已成为一个非常重要的课题。 全光网络以光节点代替电节点，节点之间也是全光化，信息始终以光的形 式进行传输与交换，交换机对用户信息的处理不再按比特进行，而是根据其波 长来决定路由。 目前，全光网络的发展仍处于初期阶段，但它已显示出了良好的发展前 景。从发展趋势上看，形成一个真正的、以ＷＤＭ技术与光交换技术为主的光网 络层，建立纯粹的全光网络，消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势， 更是未来信息网络的核心，也是通信技术发展的最高级别，更是理想级别。 结语 虽然目前光通信的容量已经非常大，但仍有大量应用能力闲置，伴随着社 会经济和科学技术的进一步发展，对信息的需求也会随之增加，并会超过现在 的网络承载能力，因此我们必须进一步努力研究更加先进的光传输手段。因 此，在经济社会发展的推动下，光通信一定会有更加长久的发展。
