浅析光纤通信技术的特点与发展
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【摘 要】光纤通信技术有很多优点，传输速率快，保密性好，容易施工，光纤材料容易获取等优点。随着网络速度的需求，光纤通信技术也不断向前发展，速率更快，容量更高，但成本却在下降，并且光纤网络更加稳定。同时，为了进一步提高光纤通信网络的各种性能结合实际需要，研究者又研究出了密集波分复用技术（WDM），无源光纤网络（PON），以及光正交频分复用（O-OFDM）等技术，这些技术大大促进了光纤通信技术的发展。
【关键词】光纤通信组成；结构；特点；PON；OFDM
一、光纤通信技术的基本介绍
1.光纤通信系统的组成和基本工作原理
总的来说，一个简单的光纤通信系统或者网络至少包括三个组成部分，发射部分，接收部分和传输媒介，也就是光纤。
光发射机通过光调制器，把信号调制到光波上组成光信号，耦合到光纤中传输。光信号在光纤中进行传输，如果传输距离比较远，需要中继设备来放大功率。最后光信号经光接收机解调转换为电信号传送到终端中。
光接收机最重要的部分是光信号探测器即光电二极管，光电二极管的好坏直接决定了光纤网络的传输质量。光电二极管包括APD和PIN光电二极管，可以将光纤的光信号还原成电信号，经放大、整形、再生恢复原形后，输至电端机的接收端。在通信系统中，窄谱带响应的高速光电检测器是未来趋势。[7]
光纤通信系统的传输媒介自然就是光纤，按照折射率在横截面上的分布，分为阶跃形和渐变型光纤。按照传输模式分为单模光纤和多模光纤两类，按工作波长可分为短波长光纤和长波长光纤。
2.光纤通信系统中的光电子器件
光纤通信系统功能的实现基础就是各种光电子器件。光源是光发射机最重要的部分，光源包括发光二极管（LED），激光器，由于LED本身色散严重，光谱宽不适合长距离，高速率下的通信，但考虑成本可以在一些性能要求不高的情况下可以使用。根据光纤的损耗系数和波长关系，光纤通信系统目前使用的光波波长是850nm，1310nm和1550nm，在这3个光谱窗口中，光纤中光的色散较低，损耗较低。此外，垂直腔面激光器也是非常有潜力的光源，易于和光发射机等其他器件集成。
二、光纤通信技术的特点
（1）速率高，容量大。利用光谱频带宽，可以采用波分复用（WDM）技术，极大扩充了通信容量。
（2）串扰小，传输距离远，信号好。
（3）光纤由玻璃（SiO2）拉制成形，地球中含有大量SiO2，原材料丰富，所以耗费相对低。同时也就节省了大量铜之类的金属。
（4）尺寸小，重量轻，容易布线。
（5）抗电磁干扰，保密性好。因为电缆在传输过程中，会出现电磁波的泄露，从而造成对传输信号通道之间的干扰，也造成了信号的外泄，降低了通信系统的保密性。光纤中传输的光信号，利用光的全反射原理来进行光信号的传输，封闭性更强，加之光缆的保护层，传输安全可以得到保证。
三、现代光纤通信技术的发展
现展起来的光纤通信技术包括GPON，EPON，O-OFDM，WDM等技术。
PON是无源光纤网络的简称，属于光接入技术。由于成本因素，考虑到成本因素全部使用PON技术能够大大减少有源器件，可分为GPON（千兆无源光网络）和EPON（以太网无源光网络）技术，可以提供大约1G的上行带宽和2.4G的下行带宽。而下一代PON技术则有10G EPON，10G GPON，WDM-PON技术甚至传输速率更高的XG-PON技术。[6]
WDM是密集波分复用技术，在一根光纤中耦合进不同的波长来进行数据的传输，以此提高传输容量同时减少了使用光纤的数量。波分复用技术根据光波频率间隔可分为粗波分复用技术和密集波分复用技术，间隔越大则可复用的路数越小。[5]
O-OFDM是光正交频分复用技术的简称，将OFDM技术应用于光通信中，可有效对抗色散引起的信道间干扰（ICI），使得传输容量大幅度增加。利用该技术可在10Gb/s速率下传输1000km。主要分为直接检测光OFDM（DDO-OFDM）和相干检测光OFDM（CO-OFDM）。[4]
四、总结
光纤通信技术是信息时代的基础，随着通信技术的不断发展和成熟，光纤通信技术不断朝着高容量，高速率和低成本的方向发展，而且其潜力也不断的被挖掘出来，光纤通信技术必将拥有更广阔的明天！[1， 2， 3]
参考文献：
[1]屠锴.光纤通信技术的现状与发展趋势[J]. 信息与电脑（理论版） 2010.02：183-185.
[2]刁统新.光纤通信技术及应用分析[J]. 中国新通信，2013，24：68.
[3]王佳璇.浅析现代光纤通信的特点及其应用[J]. 中国新通信，2013，24：94.
[4]梁猛，何金池，巩稼民，王渊博. 基于OptiSystem的相干光OFDM系统的仿真研究[J]. 光通信技术，2011，04：41-44.
[5]王宇，尹霄丽.波分复用多波长激光器的研究[J]. 光通信技术，2009，01：41-43.
[6]石永辉，卢锟.下一代PON技术发展及现状[J]. 电力系统通信，2011，03：39-44.
[7]王启明.支撑光网络发展的光电子器件研发现状与趋势[J]. 中国科学院院刊，2002，02：89-94.