光纤通信技术

光纤通信技术

作者：孙建国

来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2011年第02期

摘要：本文针对光纤通信技术中通信系统展开研究，分别对光线通信技术，光的传播与光纤，光纤的连接进行了研究。

关键词：光纤通信技术（总） 光的传播与光线 光线的连接 0 引言

目前，在实际运用中，光纤通信技术是相当有前途的一种通信技术之一，对现代通信起非常重要的作用。作为全球新一代信息技术革命的重要标志之一，光纤通信技术已经变成当今信息社会中各种多样且复杂的信息的主要传输媒介，并广泛的改变了信息网架结构的整体面貌，以现代信息社会最坚实的用心基础的身份，向世人展现了其无线美好的发展前景。

光纤通信技术以光波作为信息传输的载体，以光纤硬件作为信息传输媒介，因为信息传输频带比较宽，所以它的主要特点是：①光纤是绝缘的，它可以讲发送端和接收端隔离。②光纤不受电磁辐射的影响，它可以在充满噪声的环境中进行通信而不受电磁干扰；一条光缆中的多条光纤之间的组成框图。③光的频率极高，因此有很大的传输带宽。 1 光纤通信技术（总）

1.1 光纤通信技术中的波分复用技术。即WDM，充分利用了单模光纤低损耗区的优势，获得了大的宽带资源。波分复用技术基于每一信道光波的频率和波长不同等情况出发，把光纤的低损耗窗口规划为许多个单独的通信管道，并在发送端设置了波分复用器，将波长不同的信号集合到一起送入单根光纤中，再进行信息的传输，而接收端的波分复用器把这些承载着多种不同信号的、波长不同的光载波再进行分离。

1.2 光纤通信技术中的光纤接入技术。光纤接入网技术是信息传输技术的一个崭新的尝试，它实现了普遍意义上的高速化信息传输，满足了广大民众对信息传输速度的要求，主要由宽带的主干传输网络和用户接入两部分组成。其中后者起着更为关键的作用，作为光纤宽带接入的最后环节。负责完成光接入的重要任务，基于光纤宽带的相关特性，为通信接收端的用户提供了所需的不受限制的带宽资源。

1.3 光纤通信技术中光传输与交换技术的融合。基于上述光接入网通讯技术的成熟发展，网络的核心架构已经正在日新月异的变化发展着，在交换和传输两方面来讲也都早已进行了好

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几代的更新。光接入网技术和光传输与交换技术的融合技术，前者较在技术应用上有了一些技术上改进，从而也就提高了全网的进一步有效发展。

1.4 新一代的光纤在光纤通信技术中的应用。传统意义上的G.652单模光纤已经在长距离且超高速的传送网络发展中表现出了力不从心的缺点，新一代光纤的研究已成为当务之需，在目前普遍需求的干线网和城域网的背景下，基于不同的发展需要，已经发展出了两种新一代光纤——非零色散光纤和全波光纤。 2 光的传播与光纤

2.1 光的性质。光是一种电磁能，光的传播速度与传播光的介质密度有关，密度越高，传播速度越慢，在真空中传播速度是300000k m/s。

光在单一的均匀介质中沿直线传播。如果光从一种密度的媒介进入到另一种密度的媒介中，光的传播速度发生变化，会引起光的传播方向的变化，这种现象叫做光的折射。 光的折射角度的大小与两个传播媒介的折射率以及光的入射角度有关。光从光密介质进入到光疏介质时，折射角大于入射角。当折射角为90度时，此时的入射角称临界角。当入射角大于临界角时，光不再折射到光疏介质中，而是全部反射到光密介质中，这种现象成为光的全反射。光信号在光导纤维中的传播就是利用光的全反射原理。

2.2 光导纤维。光纤一般以光波的传播模式分类，主要有两类：多模光纤和单模光纤。 2.2.1 多模光纤。多模光纤是一种传输多个光波模式的光纤。多模光纤适用于（几十~100）Mb/s的码元传输速率，最大无中继传输距离是10到100KM。

多模光纤可以按照从光纤界面的折射率变化分为阶跃型多模光纤和渐变型多模光纤。阶跃型多模光纤结构最为简单，容易制造。在阶跃型多模光纤中，不同入射角的光束会以不同的路径在光纤中传播，同样长的一段光纤，以非常大的入射角度传输光纤将比那些几乎根本不改变方向的光缆传输更远的距离。这样，一个短的光脉冲的各个部分能量由于在传输过程中的时延不同会陆续的到达输出端，造成光脉冲的扩散或发散，并且扩散会随着光纤的长度的增加而增加。由于这个原因，两个光脉冲之间的间隔就不能太小，因此阶跃型多模光纤的传输带宽只能达到几十MHz，不能满足高码率传输的要求，在通信中已逐步被淘汰。渐变型多模光纤是在较高带宽的单模光纤容易耦合的阶跃型多模光纤之间的一种折中光纤。

2.2.2 单模光纤。单模光纤传输光的基膜不存在模间时间差，因而具有比多模光纤大得多的带宽。单模光纤主要用于传输很长的主干线及国际长途通信系统，速率为几个1Gb/s。由于价格的下降以及对比特传输率的要求不断提高，单模光纤也被用于原来使用多模光纤的系统。

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2.2.3 光缆。光缆的结构必须能够保护每一条光纤不会因为敷设，安装而破坏。与电缆相比，光缆可以省去一些诸如屏蔽层，地线等。但由于光纤很细，制造光纤的玻璃纤维材料很脆，在通常性操作中也很容易产生事故性损伤，因此光缆结构中增加了抗拉抗折的加强构件。 3 光纤的连接

光纤的连接有两种情况，一种是永久连接，类似电线电缆中的焊接；另一种是活动连接，类似于插头与插座的连接。

3.1 永久连接。电弧熔接法。电弧熔接法是将光纤两个端头紧密相接，然后再用高压电弧对其加热，使两头表面融化而连接。

3.2 活动连接。光纤端接元件，保护和定位光纤端面。对准定位光纤端接元件时，对其耦合最佳。连接器外壳，保护光学接触不受环境的影响，将对准规和光纤端接元件固定在应有的位置，并端接光缆护套和应变元件。 参考文献：

[1]王钧铭.数字通信技术——光线通信系统.