光纤通信的优势及发展趋势研究
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摘 要 当今信息时代，通信业务和信息量快速增长，通信道路越显拥挤，光纤通信为信息高速公路的顺利运行提供了保证。相比于传统的电通信，光纤通信拥有传输容量更大、更精确、保密性更好等诸多优点。
中图分类号：TP929.11 文献标识码：A
1当前光纤通信的优越性
1.1频带非常宽，传输容量非常大
目前，在光纤通信系统中，光纤的传输带宽比电缆大很多，单模光纤就具有几十GHz・km的带宽距离积。采用多种复用技术能提升线路传输容量；最简单的是采用空分复用，光纤外径只有几十 m，一根光缆就可以容纳几百根光纤，传输容量成百倍增长；对于单根光纤，可以采用光复用技术，正在研究开发的光复用技术有波分复用（WDM）、光码分复用（OCDM）和光时分复用（OTDM），而主要采用的是波分复用（WDM），目前人们采用的密集波分复用（DWDM）能增加可使用波长数量，同时利用光纤损耗谱平坦，扩大可利用的波长转换技术和窗口技术，实现波长再利用等使单根光纤由单波长传输的传输速率几Gbps，达到多波长传输几十Tbit/s；另一方面，减小光源谱线宽度和采用外调制方式，同样能极大提升传输容量。
1.2抗电磁干扰性能强，泄露小，保密性好，无串话
由于光纤是非金属的光导纤维（目前主要采用石英（SiO2）），光纤通信线路不会受普通的高、低频电磁场的干扰和闪电雷击等的损坏，抗电磁干扰性能好。光纤的设计独特无比，在光纤中传输的光被严格局限于光纤的纤芯与包层邻近进行传输，泄露极其微弱；即使在弯曲半径十分小的地方，光泄漏的可能性也非常微弱。所以泄漏到光缆之外的光信号基本上没有，如果没有专用的特殊工具，光纤无法分接；以及长途光缆等通常埋在地下。由此可知：光纤通信保密性能极好，也不会产生电缆通信中常见的串话现象。这对现代政治、军事和经济均有重要意义。
1.3光纤重量轻、纤芯细，铺设简单，资源丰富
光纤一般直径只有几微米至几十微米之间，相同容量话路光缆，要比电缆轻90%～95%（光缆的质量仅为电缆的1/10～1/20），直径小于电缆的1/5；光纤柔软性十足，铺设简单；这顺利解决通信传输系统占用较大的空间致地下管道拥挤等难题，同时极大的节省了通信地下管道的投资成本；光纤通信应用于航天领域，能够有效减轻卫星、飞船与飞机等的重量，提升通信质量的同时降低制造成本。制造光纤的原料石英（SiO2），更是资源丰富且价格便宜，因此光纤通信的发展及全面普及具有巨大前景。
2光纤通信发展现状及趋势
2.1超高速、超大容量、超长距离系统发展
光纤通信经过数十年的发展，目前商用系统传输速率已能达到10Gbps以上；随着传输需求不断提升，超高速、超大容量、超长距离的光纤通信系统发展成为必然。单一的采用光时分复用（OTDM）或波分复用（WDM）对信道传输速率的提升是有限的；因此，可以采用将多个光时分复用（OTDM）信号集中进行波分复用（WDM）的办法来实现信道传输能力最大化。
2.2新型光纤不断发展
在传统的G.652光纤已无法满足超高速长距离传输网络发展需求的状况下，新型光纤的开发成为下一代网络基础设施工作的重要部分。光纤通信传输速率的提高主要通过：（1）提高传输速率；（2）增加传输的光波数量。因此，开发尽可能宽的可用波段的全波光纤成为关键。目前全国光纤通信运用在C（1530～1565nm）与L（1565～1625nm）波段，而全波光纤能将波长扩展至1260～1675nm；若按波长间隔为50HZ（0.4nm）开通DWDM系统，以目前单信道传输速率80 Gbps计算，单纤通信容量高达1000X80 Gbps以上。其它诸如非零色散光纤，空心光纤等新型光纤也陆续出现。
2.3光纤孤子通信发展
光纤孤子通信是一种全光非线性通信方案，主要利用光纤折射率的非线性效应对光脉冲压缩，使其与群速色散激发的光脉冲展宽平衡，光孤子能在光纤的反常色散区与脉冲光功率密度足够大前提下进行长距离不变形传输。这种传输方式在大幅度提升传输距离的同时保证了传输质量。理论上，光孤子通信容量没有限制，可高达1000Gbps；近些年随着色散补偿和色散管理的实施及相关技术的深入研究，光孤子运行速率已能从10～20 Gbps提高至100 Gbps；并采用再生、重新定时等降低自发发射，使传输距离高达100000km以上。
3结语
自从1966年英籍华人高锟博士提出光纤作为传输介质的概念，1970年美国康宁公司根据高锟论文的设想，使用改进型化学汽相沉淀法，制造出世界上第一根超低损耗光纤，其在1 m附件波长区将光纤损耗降低到20dB/km。由于光波通信技术的巨大发展，现在世界通信传输业务的90%需经过光纤传输，并且目前业务量还在不断快速增长；随着光纤通信技术的不断发展，光纤通信应用的范围将越来越广。
参考文献
[1] 刘增基，周洋溢，胡辽林，任光亮，周绮丽.光纤通信（第二版）[M].西安：西安电子科技大学出版社，2013.
[2] 袁国良.光纤通信原理（第二版）[M].北京：清华大学出版社，2012.