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摘 要： 【摘要】在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，通信工程的建設(shè)廣受關(guān)注，作為現(xiàn)階段通信工程中的重要組成部分，光纖技術(shù)及其研究與應(yīng)用也受到了高度關(guān)注。基于此，本文詳細(xì)探討了光纖技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用與設(shè)計(jì)，并對(duì)光纖技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望，以供參考。 【關(guān)鍵詞】通信工
【摘要】在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，通信工程的建設(shè)廣受關(guān)注，作為現(xiàn)階段通信工程中的重要組成部分，光纖技術(shù)及其研究與應(yīng)用也受到了高度關(guān)注。基于此，本文詳細(xì)探討了光纖技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用與設(shè)計(jì)，并對(duì)光纖技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望，以供參考。
【關(guān)鍵詞】通信工程光纖技術(shù)信息傳輸
作為近年來的一項(xiàng)新通信技術(shù)，光纖技術(shù)因其易安裝、成本低和信息傳輸效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，在通信工程領(lǐng)域得到了逐步應(yīng)用，這對(duì)于降低有關(guān)企事業(yè)單位的成本開支，提高經(jīng)濟(jì)效益，乃至推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，都有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，當(dāng)前光纖技術(shù)在通信工程中的地位是不可替代的，這就需要對(duì)光纖技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用等方面做進(jìn)一步的研究。
一、光纖技術(shù)及其應(yīng)用意義
1.1光纖技術(shù)概述
光纖技術(shù)主要是指通過地下光纜，并以光波為載體而進(jìn)行信息傳輸。目前，隨著光纖技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到多層光纖傳輸，并通過與數(shù)字信號(hào)傳輸技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，形成立體化的信息傳輸結(jié)構(gòu)。具體來看，現(xiàn)階段的光纖技術(shù)具有如下特點(diǎn)：
1.抗干擾性較好
光纖原材料為絕緣體材料，使用石英制成，這種材料不僅絕緣性好，而且具有優(yōu)異的抗腐蝕性能，其光波導(dǎo)免疫性也極高，雷電和太陽黑子活動(dòng)等自然因素都不會(huì)對(duì)光纖的信息傳輸造成影響。
除此之外，由于其信息傳輸能力也不受到人為制造的電磁場(chǎng)所干擾，因此，其可與高壓輸電線和電氣化鐵路進(jìn)行平行設(shè)計(jì)，以建設(shè)在強(qiáng)電領(lǐng)域中的輻合光纜，從而滿足工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際需求。
2.通信容量極高
與傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比，光纖的傳輸帶寬更大。對(duì)于單波長(zhǎng)的光纖通信系統(tǒng)而言，因其終端設(shè)備具有電子瓶頸效應(yīng)，難以體現(xiàn)光纖的傳輸帶寬特性，因而需要使用一些新技術(shù)進(jìn)行傳輸帶寬的擴(kuò)張，這其中最常用的是密集波分復(fù)用技術(shù)，可將光纖傳輸容量拓寬數(shù)十倍之多。
3.傳輸損耗更小
與其他材料相比，石英光纖有著更小的傳輸損耗，其損耗普遍在20dB/km以下，顯然，與傳統(tǒng)通信技術(shù)相比，使用光纖技術(shù)進(jìn)行通信，能夠大幅縮減工程成本，也能大幅簡(jiǎn)化信息傳輸過程。
4.保密性極強(qiáng)
現(xiàn)如今，公眾對(duì)通信的保密性有著很高的要求。在傳統(tǒng)的電通信過程中，只需要在電纜附近放置接收裝置，就可以獲取其中傳輸?shù)男畔ⅲ瑢?duì)于保密工作極其不利。而由于光纖的特殊設(shè)計(jì)，其傳輸?shù)墓獠◣缀醪粫?huì)發(fā)生偏離，基本不會(huì)發(fā)生泄漏情況，加之光纖大多深埋地下，因此，使用光纖技術(shù)光纖技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用與研究。
1.2光纖技術(shù)在通信工程中應(yīng)用的重要性
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，公眾對(duì)通信工程也有著更高的要求，因此，能夠提升信息傳輸質(zhì)量的光纖技術(shù)的發(fā)展是大勢(shì)所趨，這對(duì)于公眾的日常生活和工業(yè)生產(chǎn)都帶來了更高的便捷性，進(jìn)而促進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。顯然，在通信工程中應(yīng)用光纖技術(shù)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。
二、通信工程中光纖技術(shù)的應(yīng)用和設(shè)計(jì)
2.1通信工程中光纖技術(shù)的應(yīng)用
1.光孤子技術(shù)及其應(yīng)用光孤子技術(shù)是通信工程中應(yīng)用較廣的光纖技術(shù)之一，該技術(shù)通過長(zhǎng)距離傳遞光脈沖，以減少光孤子的傳遞損耗，以此形成信息載體，確保信息傳輸?shù)姆�(wěn)定性和高質(zhì)量。目前，技術(shù)人員通過光孤子技術(shù)和其他通信技術(shù)相結(jié)合的方式，進(jìn)一步提升了信息傳輸質(zhì)量。現(xiàn)階段的光孤子技術(shù)多應(yīng)用于海底光纜建設(shè)當(dāng)中，大多數(shù)專業(yè)人士認(rèn)為，光孤子技術(shù)仍有著廣闊的發(fā)展前景。
2.光纖傳感技術(shù)及其應(yīng)用
當(dāng)前，光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用過程中，以光波為信息載體，在信息傳輸過程中，起到實(shí)時(shí)監(jiān)控和獲取外界信號(hào)的作用，這就使得這項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)外界情況的監(jiān)控，從而提升傳感效率和信息傳輸準(zhǔn)確性。
具體來看，光纖傳感技術(shù)主要包括感知外界信號(hào)和傳輸外界信號(hào)兩個(gè)方面。感知方面主要是指外界信號(hào)的變化使得光纖傳輸?shù)奈锢砹恳灿纱讼鄳?yīng)變化。傳輸方面主要是指光纖將獲得的外界信號(hào)調(diào)制后，將轉(zhuǎn)換出的光波傳輸?shù)焦馓綔y(cè)器當(dāng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。目前，光纖傳感技術(shù)在很多方面都得到了廣泛應(yīng)用，可根據(jù)物理量的不同，制作不同的傳感器。由于光纖傳感器有著很強(qiáng)的抗電磁干擾能力，因此在電力系統(tǒng)方面也有著很廣泛的應(yīng)用，對(duì)于提升電力企業(yè)的管理效率也有著重要作用。
此外，在石油石化企業(yè)中，光纖傳感技術(shù)同樣有著廣泛的應(yīng)用，其主要表現(xiàn)形式為光纖溫度傳感器的應(yīng)用。在石油石化企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)中，需要及時(shí)測(cè)量油井和油罐的溫度，以往這種測(cè)量工作大多使用點(diǎn)式傳感器進(jìn)行，這種傳感器的局限性在于只能測(cè)量特定的一個(gè)點(diǎn)位，而不能實(shí)現(xiàn)對(duì)所有點(diǎn)位同時(shí)測(cè)量。光纖溫度傳感器的出現(xiàn)有效解決了這一問題，通過在毛細(xì)鋼管內(nèi)部安裝這種傳感器，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各區(qū)域溫度的連續(xù)實(shí)時(shí)采集，根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)，可以處理得到油井和油罐的溫度剖面，再結(jié)合流量和壓力等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)油井和油罐內(nèi)部變化的精準(zhǔn)分析。目前，這項(xiàng)技術(shù)在一部分石油石化企業(yè)得到了應(yīng)用，具有顯著的應(yīng)用效果。
3.光纖接入網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用
光纖接入網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信息的高度傳輸，因此其在通信工程中得以廣泛應(yīng)用。這項(xiàng)技術(shù)以光纖為傳輸載體，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)接入網(wǎng)信息的傳輸，還能對(duì)所傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行一定程度的分析，從而使得信息傳輸?shù)耐暾院桶踩远嫉靡蕴岣摺?/p>
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目前，光纖接入網(wǎng)技術(shù)多應(yīng)用于鐵路方面，該項(xiàng)技術(shù)能夠確保鐵路方面的通信信息傳輸具有較高的安全性和質(zhì)量。在現(xiàn)階段的我國(guó)鐵路通信工程中，其光纖接入網(wǎng)技術(shù)分為有線和無線兩種。而光纖卡接入網(wǎng)則具有星級(jí)組網(wǎng)形式、總線組網(wǎng)形式和環(huán)型組網(wǎng)形式三種，這幾種組網(wǎng)形式需要根據(jù)實(shí)際的建設(shè)要求進(jìn)行選取，一般來說，環(huán)形組網(wǎng)形式在國(guó)內(nèi)鐵路通信工程中應(yīng)用較多，因?yàn)檫@也是最能滿足鐵路建設(shè)中信息傳輸?shù)膶?shí)際需求的一種組網(wǎng)形式。
4.相干光技術(shù)及其應(yīng)用
相干光技術(shù)是通信工程中光纖技術(shù)的一個(gè)重要表現(xiàn)形式，其應(yīng)用主要側(cè)重于優(yōu)化信息的傳輸質(zhì)量。這種技術(shù)主要通過外差檢測(cè)的方法，來輔助技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)是否在信息傳輸中出現(xiàn)變頻差現(xiàn)象，如存在變頻差現(xiàn)象，技術(shù)人員就可以及時(shí)進(jìn)行改變參數(shù)等一系列處理工序。
5.光復(fù)用技術(shù)及其應(yīng)用
光信號(hào)的復(fù)用技術(shù)分為波分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用與碼分復(fù)用三種，這三種方式具有各自的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，需要根據(jù)通信工程項(xiàng)目中的實(shí)際需要來進(jìn)行選用。
2.2通信工程中光纖技術(shù)的設(shè)計(jì)
1.光纖接入網(wǎng)技術(shù)的設(shè)計(jì)
光纖接入網(wǎng)技術(shù)多應(yīng)用于鐵路和地鐵的通信工程中，其設(shè)計(jì)包括以下兩個(gè)方面：第一，光源網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。在光配網(wǎng)中配置幾倍源器器件的光網(wǎng)絡(luò)，以確保遠(yuǎn)距離信息傳輸具有足夠的可靠性。第二，無光源網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。在這種設(shè)計(jì)中，光纖技術(shù)接入的設(shè)計(jì)方式又可分為總線型結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)和星型結(jié)構(gòu)三種，這幾種方式的差異主要在于組網(wǎng)模式的不同。具體來看，總線型結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于可以輕松地增加或刪除節(jié)點(diǎn)，而不需考慮各節(jié)點(diǎn)之間的干擾，并且線路運(yùn)行成本相對(duì)較低，但這種結(jié)構(gòu)對(duì)于主干光纖的依賴較為嚴(yán)重;環(huán)形結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于自愈功能較強(qiáng)，但其高昂的成本限制了這種結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用;星型結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于幾乎沒有損耗累積，適應(yīng)性好，拓展容量和升級(jí)方面較為容易，但對(duì)于中央節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性有著很高的要求。
2.光孤子通信技術(shù)設(shè)計(jì)
光孤子通信技術(shù)的設(shè)計(jì)理念是，利用光纖折射形成的非線性效應(yīng)，來對(duì)光脈沖進(jìn)行壓縮，使得光纖和全速色散導(dǎo)致的光脈沖展寬持平，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的遠(yuǎn)距離穩(wěn)定傳輸。除此之外，在該項(xiàng)技術(shù)的設(shè)計(jì)中，要考慮與EDFA技術(shù)相結(jié)合，以進(jìn)一步提高光纖技術(shù)的利用率。
三、通信工程中光纖技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
3.1朝著超高速系統(tǒng)發(fā)展
超高速系統(tǒng)目前已經(jīng)在國(guó)內(nèi)通信工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有效改善了通信工程的運(yùn)行質(zhì)量，不僅如此，通信工程中的光纖技術(shù)也朝著大規(guī)模商用化的方向發(fā)展，使得通信工程和其他的諸多行業(yè)發(fā)展需求都有所關(guān)聯(lián)[2]。
3.2朝著超大容量WDM系統(tǒng)發(fā)展
雖然通信工程中的波分復(fù)用系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)很多行業(yè)都有所應(yīng)用，但由于光纖寬帶資源利用率不高和資源發(fā)掘能力不足的原因，通信工程的發(fā)展速度仍然受到限制。對(duì)于這種情況，應(yīng)當(dāng)選擇多種技術(shù)方式，對(duì)光纖技術(shù)加以優(yōu)化，使之向超大容量方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息傳輸容量的擴(kuò)張，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)光波分復(fù)用系統(tǒng)擴(kuò)容工作的落實(shí)。
3.3實(shí)現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)
雖然波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)有著傳輸容量大的優(yōu)點(diǎn)，但在信息傳輸過程中的靈活性和可靠性仍然稍顯不足，難以滿足通信工程中信息傳輸?shù)膶?shí)際需求。對(duì)于這種情況，就需要選擇合適的技術(shù)和措施，實(shí)現(xiàn)光纖技術(shù)和信息技術(shù)的有機(jī)融合，在擴(kuò)大通信工程傳輸容量的同時(shí)，進(jìn)一步提高信息傳輸?shù)撵`活性和可靠性。除此之外，光聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為一種具有系統(tǒng)互聯(lián)和信息彼此制約兩項(xiàng)功能的新技術(shù)，可在通信工程的進(jìn)一步發(fā)展中發(fā)揮更大的作用。
3.4進(jìn)一步研發(fā)新的光纖
以往的光纖技術(shù)已經(jīng)不能滿足通信工程快速發(fā)展的需求，必須對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，以研發(fā)新的光纖。具體來看，近年來，新的光纖技術(shù)正在逐步取代以往的光纖技術(shù)，并在各行各業(yè)逐漸推廣應(yīng)用。當(dāng)前，通信工程領(lǐng)域中，其光纖技術(shù)多為零色散光和無水吸收峰光纖兩種，這兩種技術(shù)能夠充分滿足目前通信工程發(fā)展的需要，并在寬帶接入技術(shù)的發(fā)展中也有著舉足輕重的作用。
3.5光接入網(wǎng)
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也有了很大變化，網(wǎng)絡(luò)核心部分的穩(wěn)定性成為至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，但這部分也容易受到更大的威脅。在通信工程領(lǐng)域發(fā)展過程中，信息傳輸和交換水平的提高，使得網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在自動(dòng)化的基礎(chǔ)上朝著數(shù)字化的方向發(fā)展，這反過來也推動(dòng)了通信工程的進(jìn)一步發(fā)展。但接入網(wǎng)技術(shù)目前的發(fā)展仍然較為緩慢，使得光纖傳輸技術(shù)和接入網(wǎng)技術(shù)二者之間的水平差距明顯，產(chǎn)生了脫節(jié)現(xiàn)象，制約了通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。為此，就要對(duì)光接入網(wǎng)技術(shù)做進(jìn)一步研究，盡最大努力縮減二者之間的技術(shù)水平差距，從而確保我國(guó)通信工程領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展。
四、結(jié)束語：
如今，光纖技術(shù)在我國(guó)通信工程中的地位至關(guān)重要，不僅關(guān)系著國(guó)家的重要產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也關(guān)系著公眾的日常生活的便利。未來，光纖技術(shù)也必然在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)更多的應(yīng)用功能，充分滿足生產(chǎn)和生活的實(shí)際需要，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展。——論文作者：米志東