摘要：光纤通信是一种新兴的信息传输技术，一经推出就受到人们的广泛关注，并且在整个行业的发展当中受到了高度的重视。如今更是成为全球信息技术革命的主要标志，如今光纤通信技术已经发展的越来越复杂，同时充满了多样性的变化，有效的改善了信息网架构当中的整体性面貌，成为当代信息社会当中坚实的通信基础，具有非常广阔的发展前景。本文就重点展开对光纤通信的发展及应用研究。
关键词：光纤；通讯技术；发展
1 光纤通讯技术的概述
1.1 光纤通讯发展简史
在古代，中国用烽火台传递信息，这是原始的光通讯。1880年，美国人Bell发明了用光波作载波传送话音的“光电话”，这是现代光通信的雏型。1966年，英国人C.K.Kao和C.A.Hockham提出了光纤通讯的相关理论，为现代光纤通讯的发展奠定了基础。19世纪70年代，光纤的研发制造取得了重大的突破，将光纤研究推向了一个发展的新阶段。80年代，开始使用光纤用于商业通讯。80年代末至今，超大容量、超长距离的光缆通讯随着技术研发的进步和成本的降低逐渐应用益广。目前，光纤已成为信息宽带传输的主要媒质，光纤通信系统将成为未来国家信息基础设施的支柱。
1.2 光纤通讯的基本结构与原理
光是一种电磁波，是一种按照电磁定律在场内传播的电磁振动。光纤通讯所用的光波长范围在800-1600nm的近红外区。光纤通讯中光信号传播的介质是光纤，依靠光的全反射原理。光纤是由纤芯、包层、护套构成的一种同心圆柱体结构，外径一般为125um，构成材料主要是玻璃或塑料。而且其本身无串音，具有非常好的保密性，即使在光缆内部的光纤较多也能够实现无串音干扰，从而无法窃听到光纤内部传输的信息。
1.3光纤通讯传输特点及系统含量
光纤通讯可在每一条光纤将可提供每秒超过1Terabit的传输功能，并且在许多光纤技术仍在进步之中，未来在区域网路及传输频宽上，仍有无限发展可能。 光纤通讯在高速传输技术下，可以在一条光纤内同时处理多种光学讯号，在没有新铺设光纤的情况下，可以增加传输频宽。光纤通讯技术乃利用滤波的技术，将1310nm或1550nm频带切割成8、16、32或40个波道，在单一光纤内同时处理不同波长的多个光学讯号，不仅增加频道的容量，同时也降低了传输成本。光纤通讯技术的发展，包括每条光纤的波长数、每个波长的容量，与延长光放大器间的距离。可实现容纳达1022条波长的光纤，每条波长容量可达160Gbps。分波主流为16个波长，未来将逐渐往更高波长发展。光纤通讯系统包括光终端多工器、光塞取多工器、光放大器、光交换机、光路由器等.光纤通讯主要元件有可调式多波长激光器、滤波器模组、积体光学元件、光纤光栅等
2 光纤通信技术的应用
2.1 在有线电视网络方面的应用
而且光纤技术的不断发展和成熟也有效的推动了有线电视网络的飞速发展。如今广电综合信息网的发展规模开始不断的扩大，因此信息的复杂程度也在攀升，这就在一定程度上对广电综合信息网的维护及管理工作带来了非常大的困难。而利用光纤通信技术就能更好的解决这一问题。所以，一些大型的媒体单位已兴建了以光纤通信技术为基础的完整设备。目前，以光纤通信为基础的网络建设格局也在逐步形成。
2.2 光纤通信在电力系统中的应用
当前光纤通信系统中，被开发和拓展出各种新型的电力业务与工作，这就对光纤通信系统的网络结构产生的运行压力和变更要求。光纤通信系统主要功能是实现对电力网信息和数据的交换，其目的是实现对电力网电能的调度与调节。当前光纤通信系统需要将电话、图像、信号等不同类型的数据加以综合传输，这就需要光纤通信系统告别传统的网络和结构特点，采用具有丰富功能的形态与形式，满足电力网络通信和信息交换的要求。当前，光纤通信系统网络设计一般采用环形网络。
2.3 光纤通信在配电网自动化中的应用
配电网自动化系统终端数量非常多，这就要求其拥有一个有效的通信网。通信系统需满足可靠、经济、易操作及双向通信等要求才能使配电网自动化系统的规模和自动化程度符合标准。光纤通信系统以光纤为介质传输信号，光纤主要包括单模光纤(SMF)、多模光纤(MMF)、保偏光纤(PMF)及塑料光纤(POF)等，常用的为SMF和MMF。光纤通信在配电网中的组网方式多种多样，可以设计为网状、链型、双纤网、多环相交等，依据配电网自动化系统的特点，一般构架为环型。并且为使数据得以共享，要使其与计算机局域网相连接。
2.4 光纤在光缆中的应用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在架空的地线内如果含有光纤技术则被称之为地线复合光缆。大部分光纤单元都是掩盖在地线内的。之所以采用此种模式，主要原因在于不仅可以降低对光纤设备的物理伤害，也保证地线设施不受光纤通信设备的影响。通常，骨架、海底光缆是地线复合光缆最常用的两种形式。在架空地线上缠绕光缆设施的布防形式被称之为地城缠绕光缆。相对于其他光缆类型，地城缠绕光缆的传输稳定性优势更为明显，少量的光纤芯可以支持大部分数据传输服务，能源耗量相对较低。但由于比较容易被折断，所以存放过程需要加强管理。
2.5 光纤通信在军事领域的应用
21世纪是一个信息爆炸的时代，各个行业都离不开信息的传递，军事领域更是如此。在现代化国防事业的建设中，先进的军事武器、装备等都需要信息的支持。光纤通信不仅传输信息容量大、抗干扰能力强，而且保密性好，可以降低信号的泄漏，其在军事方面具有安全、稳定、可靠等优势，所以，光纤通信在世界范围内的军事领域已得到广泛应用。此外，光纤通信数据一条光缆可多路传输的特点也使其在军事通信、空中通讯以及战略交流等方面占有不可替代的作用。
3 光纤通讯技术的未来发展
3.1 传输技术的优化升级
在光纤通信系统和应用领域当中，超大传输容量、超长传输距离、是人们提出的新要求，也是光纤通信领域相关技术研究人员致力追求的目标。基于此，诸如密集波分复用技术、光时分复用技术等传输技术不断研发及使用，在一定程度上有效提高了光纤的传输容量，最大化提高了单信道的传输速率，充分实现了WDM系统的1.6Tbit商业化，大幅度扩展了传输距离。不过这些传输技术的功能性还存在相应的局限，因而光纤通信在未来的发展道路上还需要不断优化和升级传输技术，研发多样性的传输技术，有效实现传输容量、传输距离的最大优化，最大限度的满足发展需求。
3.2 全光网络的发展
全光网络是未来高速通信的主要发展趋势，是光纤通信发展的最理想阶段。全光网络就是光节点完全代替了电节点，信息以光的形式进行传输，而交换机则依据光波波长来决定路由。全光网具有良好的开放性、兼容性和可靠性，在传输速度和容量方面也有不可比拟的优势，并且其组网方式非常灵活，可根据需要随时安装新的节点。值得注意的是，要实现真正的全光网络要依靠众多通信技术的共同发展，例如，因特网、移动通信网等。
3.3 光孤子通信
全光非线性通信是今后光纤通信领域的发展设想，而光孤子技术的研发为该设想的实现提供了可能。其中，光纤折射率的非线性效应是光孤子技术的原理依据，该效应可实现压缩光脉冲使之平衡于因群速色散而产生的光脉冲展宽，此时若满足相应条件（即光纤反常色散区、脉冲光功率密度），在光纤传输过程中光孤子可以满足长距离不变性的性能，如此打破了传输距离的局限。而在未来的光孤子通信发展中，最大程度实现10-100Gbit/s的运行效率，努力达到超于100000km的传输距离，这是光孤子通信和技术需要实现的发展目标。
3.4 新一代光纤的开发
我国经济的高速发展在一定程度上使得IP行业的业务量出现了爆炸式的增长，为开启一个新时代的光纤网络，一个必不可少的基础条件就是光纤基础设备的普及。传统的单模光纤已不能满足如今网络距离和速度的要求，所以时代的发展要求我们必须开发新型的光纤，全波光纤和G.655光纤是两种类型的新型光纤。全波光纤主要是为了给网络提供尽可能宽的波段，增加可复用的波长数，可大大降低无源器件的使用成本，从而降低整个系统的成本。
3.5 实现光联网
光联网可实现网络的组网灵活性、扩展性、重构性以及透明性，还可以提高网络节点数和业务量。光纤通信采用的波分复用技术实现了许多其它技术所不具备的特点，但由于点对点的通信方式，使其可靠性和灵活度受到了限制。将SDH电路应用到光纤通信系统中，可应用其交叉连接和分插连接功能，使光纤通信技术在应用上更上一层楼。光联网拥有较大优势，所以很多国家在光联网的研发中投入了大量的财力和物力。光联网继承电联网的光通信技术已成为不可阻挡的趋势。
4 结束语
随着社会的不断发展，光纤通信作为一种新的信息传输技术，在各个方面的信息传输中占据主导地位。光纤通信技术是科学技术发展的结果，尤其是经济建设的不断发展和进步。促进了通信技术的发展，而光纤通信技术在一定程度上促进了通信行业的发展。
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论文作者:靳佳佳,刘培松
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/22
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