ＥｋＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＷＯＲＬＤ・ 探讨光纤通信系统的组成及关键技术 贵州大学张一林宋婷婷 【摘要】随着通信技术的日新月异，光纤通信作为一种先进的通信技术在上世纪末就进入了实用化阶段，当前光纤通信系统普遍应用在舰艇、飞 机、有线电视、军民干线通信等场合中，彰显出了很大的优势与价值。本文总结了光纤通信系统的组成部分，并分析了光纤通信系统中的关键技术。 【关键词】光纤通信系统；组成部分；关键技术 光纤通信系统是通信技术快速发展的最新成果，其具有信息传输 速度快、信息容量大等特点，其投入使用后可大幅降低通信成本，可 集，所以光波分解器件难以将光载波的不同点区分出来，这就需要分 辨率更高的技术灵活地选择各种所需波长。在频分非常密集的情况 较好地满足高网络容量的需求，在灵活性及交互性等方面还有重大积 极意义。因此，只有全面了解光纤通信系统的组成及关键技术，才能 更好地加以应用，最终为通信事业的快速发展创造条件。 一 光纤通信系统的组成部分 光纤通信系统涵盖有落实点对点通信的所有设备，通常由交换 设备、接入设备、用户终端、传输系统四部分构成。一般来讲，光纤 传输系统由光接收机、光传输线路（包括光放大器）、光发送机等功 能部件构成，其中涵盖很多有源及无源光器件。在距离较长的光纤通 信系统中，一般的传输线路中还应安装光放大器。在通过传输线路以 后，就需要把光纤科学地连接到光纤配线架等相关交换设备中。光纤 配线架的主要作用，是利用活动的光纤连接器，通过一段光纤把传输 中的光信息合理地分配给对应的光接收机。当这些光信息被光接收机 恰当地处理之后，再借助电端机，传输到用户终端（图像终端、数字 终端、电话终端等），最终实现光纤维的通信功能。还应在光接受设 备的译码器与判决器之间安装分离的脉冲电路，与公务、告警、监控 等设备连接，目的是监测通信系统的实时工作状态，一旦监测出故障 问题，就会自动报警，并做恰当的维护处理。 ＝、光纤通信系统的关键技术 利用光纤资源的目的有两个：①优化通信速率。提高通信速率 可让光纤系统在一定时间内传输的信息更多，以有效降低通信业务 面临的过大业务量压力。但是因为受限于电子器件的反应速度，通 信速率也难以有更大幅度的提升。当前，通信系统的速率难以超过 ４０Ｇｂ／ｓ。②借助光复用技术增加光纤的容量。这是进一步扩大光纤 通信系统通信容量的最有效方法，其不仅可降低通信成本，而且还 可较好地满足宽带网络扩容需求。 ｌ、波分复用技术 光波复用技术，是指在同一根光纤内同时传输两个及以上波 长信号的技术。其主要特点为，可充分发挥光纤中的宽带优势，让 一根光纤的容量增加成百上千倍；由于同一根光纤中信号的波长均 为相互独立的，因此一般不会发生相互干扰现象，并且还可同时传 输各种特点的信号，像模拟信号、数字信号等。当前，在光纤通信 中，光载波常用的波长为１．５５ １ＴＩ及１．３¨ｍ。所有的光载波在光纤 中传输时都会造成不低于１００ｎｍ的低损耗带。换句话说，当前很多 通信光纤中都有两个通信窗口，也就是１．５～１．６ ｕ ｍ及１．２５—１．３５ ｕ ｍ 两个波段。这样的话，所有的通信光纤中有不低于２００ｎｍ的宽带可 利用，假如以ｌｎｍ的波长为单位对光载波进行划分的话，则有超过 ２００信道能为通信活动所使用。当前的通信技术可让光波之间的间 隔降低到０．４ｎｍ，这就大大增加了通信光纤中的信息容量，从而为 光波分复用技术在光纤通信中应用创造了条件。 ２、光频分复用技术 光频分复用技术的基本原理是：在发送信息的端点，把所有支路 信息借助合理的调制方式科学地调制到与之相符合的光载频上，然后 利用合波器把所有的光载频信号全部耦合到同一根光纤内实施传输。 在光纤通信系统的接收端，理论上也可使用波分复用技术，借助分波 器把分离光载波信号，散失因为光载波具有过小的间隔、排列过于密 下，一般可借助两种差异性的调谐法较好地分离各个光载频。具体来 讲：①借助相干光纤通信内的外插检测与可调谐本振激光有机结合的 方法。②借助光纤通信中常规的调谐光纤滤波器与直接检测有机结合 的方法。大量的实践研究结果显示，以上两种方法都具有很高的可行 性，第一种方法具有很高的接受灵敏度（可显著拓展中继距离），具 有很好的选择性（可缩减信道间隔，以丰富信道路数），散失由于设 备十分复杂，因此成本较高。第二种方法具有较少的频分路数，因此 成本也较低。在实际的光纤通信系统设置时，技术人员可依据实际情 况灵活选用最适合的方法。当前，由于光频分复用技术的光器件还不 能实现规模生产，再加上系统光源具有较小的输出功率，因此主要应 用在综合光纤的中的局域网及用户接入网中。 ３、光时分复用技术 光时分复用技术指的是所有需要传输的信道信号，在同一光纤 信道中所占用有差异性的时间间隙实现通信的一种新技术。所有支路 （像信道ａ和信道ｂ）的信号全部是低频低速的脉冲频光信号，而在传 输在光纤中的信号都是高速的、复用之后的脉冲信号。一般情况下， 复用信道内的脉冲信号都是以帧结构方式进行传输的，一个帧周期是 Ｔ，两个相邻帧在时间上的间隔是ｔ，一个光信号的时域可划分成多个 等长的间隙，每一个信道中的信号发送设备传送出来的已经调制过的 单个脉冲都占有一定的间隙。具体来讲，复用器把所有信道内的光脉 冲从其对应的时域方面把其逐一复合成一帧又一帧的脉冲流，然后使 其在相同的光纤中实施高度传输。在通信系统的接收端，利用先进的 解复用器将所有脉冲流科学地拆分成以前的光脉冲低速信号，在此基 础上把脉冲信号全部输入到光接收机中接受处理。在光纤通信系统中 使用先进的光时分复用技术时，传输中的光载波都是单波长；所有的 支路信号均需要在独占线路在自己的间隙中进行传输，因此各个信号 之间是相互隔离的，一般不会出现相互干扰的情况。在通信网络中应 用光时分复用技术时，各个网络节点平均分配的宽带将下降，从而会 限制网络结构自身的规模。从这里我们可以得知，光时分复用技术 的网络结构通常适合用在局域网中。但是，如果我们可恰当地把光 时分复用技术与光波分复用技术有机结合在一起加以利用的话，就 可使得他们优势互补，最终大大丰富通信容量。 总而言之，随着社会经济的发展，通信技术在日常的生产、 生活及国防等方面的作用更加突出，人们对通信系统的先进性、实 用性提出了新的更高标准。而光纤通信系统具有更快的信息传输速 度、更大的信息容量，可有效环节当前过大的通信压力，可较好地 满足人们的通信需求。因此，通信工作者应全面了解光纤通信系统 的组成部分及关键技术，从而大胆创新这些技术的应用策略，为光 纤通信系统优势作用的充分发挥创造有利条件。 参考文献 【１】赵双ｆｔ．．高速光纤通信系统中复用技术的关键器件『Ｊ１．电脑知 识与技术，２０１３，０６：１３５１－１３５３． ［２】谢意雏．基于模分复用的高速光纤通信系统的关键技术研究ｆＤ１． 华中科技大学，２０１４． ［３】骆扬．光纤通信系统中接收端光电器件集成结构及工艺兼容 若干问题的研究［Ｄ］．北京邮电大学，２０１４． 【４】田凤．高速光纤通信系统中偏振控制及多载波产生与应用的 研究『Ｄ１．北京邮电大学，２０１３． １Ｉ｝子世界・１５１・