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摘要：光纤通信技术的问世与发展给世界通信业带来了革命性的变革。特别是经历40多年的研究开发，光纤、光缆、器件、系统的品种不断更新，性能逐渐完善，已使光纤通信成为信息高速公路的传输平台。本文简要探讨了光纤通信的概念以及特点，主要对光纤通信技术的发展前景进行了重要阐述。
关键词：光纤通信 概念 特点 前景
光纤通信技术已成为现代通信的主要通信方式，在现代信息网中起着非常重要的作用，随着信息技术的发展，大容量光纤通信网络的建设，光电子技术将起到越来越重要的作用。光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。有专家预测，21世纪将是“光子世纪”，十年内，光子产业可能会全面取代传统电子工业，成为本世纪最大的产业，光纤通信已然进入了一个蓬勃发展的新时期，无疑将对21世纪信息产业的发展和社会进步产生巨大影响。
1、光纤通信的概念
所谓光纤通信，就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信之目的。要使光波成为携带信息的载体，必须对之进行调制，在接收端再把信息从光波中检测出来。然而，由于目前技术水平所限，对光波进行频率调制与相位调制等仍局限在实验室内，尚未达到实用化水平，因此目前大都采用强度调制与直接检波方式（IM-DD）。又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重，所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。
数字光纤通信系统基本上由光发送机、光纤与光接收机组成。发送端的电端机把信息（如话音）进行模/数转换，用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件（LED），则LED 就会发出携带信息的光波。即当数字信号为“1”时，光源器件发送一个“传号”光脉冲；当数字信号为“0”时，光源器件发送一个“空号”（不发光）。光波经光纤传输后到达接收端。在接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机再进行数/模转换，恢复成原来的信息，就这样完成了一次通信的全过程。
2、光纤通信的特点
光纤通信之所以受到人们的极大重视，这是因为和其它通信手段相比，具有无以伦比的优越性。
第一，通信容量大。从理论上讲，一根仅有头发丝粗细的光纤可以同时传输1000 亿个话路。虽然目前远远未达到如此高的传输容量，但用一根光纤同时传输24 万个话路的试验已经取得成功，它比传统的明线、同轴电缆、微波等要高出几十乃至上千倍以上。一根光纤的传输容量如此巨大，而一根光缆中可以包括几十根甚至上千根光纤，如果再加上波分复用技术把一根光纤当作几根、几十根光纤使用，其通信容量之大就更加惊人了。
第二，中继距离长。由于光纤具有极低的衰耗系数（目前商用化石英光纤已达0.19dB/km 以下），若配以适当的光发送与光接收设备，可使其中继距离达数百公里以上。这是传统的电缆（1.5km）、微波（50km）等根本无法与之相比拟的。因此光纤通信特别适用于长途一、二级干线通信。据报导，用一根光纤同时传输24 万个话路、100 公里无中继的试验已经取得成功。此外，已在进行的光孤子通信试验，已达到传输120 万个话路、6000 公里无中继的水平。因此，在不久的将来实现全球无中继的光纤通信是完全可能的。
第三，保密性能好。在电波传输的过程中，电磁波的传播容易泄露，保密性差。而光波在光纤中传播，不会发生串扰的现象，保密性强。除以上特点之外，还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设；光纤的原材料资源丰富，成本低；温度稳定性好、寿命长。正是因为光纤的这些优点，光纤的应用范围越来越广。
第四，抗干扰能力强。石英有很强的抗腐蚀性，而且绝缘性好。而且它还有一个重要的特性就是抗电磁干扰的能力很强，它不受外部环境的影响，也不受人为架设的电缆等干扰。这一点对于在强电领域的通讯应用特别有用，而且在军事上也大有用处。
此外，它还有体积小、重量轻、便于施工维护，原材料来源丰富，潜在价格低廉等特点。
3、光纤通信技术的发展前景
光纤通信从1970年真正起步，迄今为止虽然仅有四十多年的时间，但光纤通信的技术无论是光纤制造技术还是光电器件的制造技术，以及光纤通信系统的水平都取得了极其惊人的进展，它已经成为现代通信最主要的传输手段。光纤的衰耗从刚开始的20dB/km，而现在已经低达0.14dB/km，它已经十分接近石英光纤的理论衰耗极限0.1dB /km，光纤的带宽也从刚开始的10MHZ·km 发展到现在1000GHZ·km 以上。光源器件从刚开始的结构十分简单、发光功率只有几十微瓦、寿命仅几小时的GaAs 激光器发展到现在的发光功率在1毫瓦以上、寿命达几十万小时的分布反馈式和多量子阱的单纵模激光器。光纤通信系统的水平也在不断地提高，从一九七六年的45Mb/S发展到现在的10Gb/S。一九八五年多模光纤通信商用化，一九九0年单模光纤通信又迅速商用化，而现在技术更加先进的SDH 光纤通信已经席卷世界各地。
可以说光纤通信的潜力是巨大的，目前的光纤通信应用水平据分析仅仅是其能力的1～2%左右。因此光纤通信技术永远不会停滞不前，而是向更高水平、更高层次的方向发展。
首先，波分复用技术（WDM）。所谓波分复用，就是用一根光纤同时传输几种不同波长的光波以达到扩大通信容量的目的。在系统的发送端，由各个分系统分别发出不同波长的光波如λ1、λ2、λ3、λ4，并由合波器合成一束光波进入光纤进行传输，而在接收端用分波器把几种光波分离开，分别输入到各个分系统的光接收机。可以看出波分复用的关键技术是光波的合波器与分波器。近几年已经出现几种形式的合波器与分波器，如半透镜与滤光片、自聚焦棒与滤光片以及平面光栅与偏振光栅等。
其次，超长波长光纤通信。石英光纤的衰耗目前已接近理论极限值，再无多大潜力可挖。经研究发现，氟化物光纤在波长3.4 微米处的衰耗理论极限，可低达10-3 dB/km；而金属卤化物光纤的衰耗理论极限可低达10-2～10-5dB/km，若真的实现光纤衰耗小于10-3 dB/km，中继距离可达三万多公里，那么实现全球无中继的光纤通信就会成为现实。人们把波长大于2 微米的通信称为超长波长光纤通信。
第三，光集成技术。它和电子技术中的集成电路相类似，是把许多微型光学元件如光源器件、光检测器件、光透镜、光滤波器、光栅等集成在一块很小的芯片上，构成具有复杂性能的光器件；还可以和集成电路等电子元件集成在一起形成功能更复杂功能的光电部件如光发送机与光接收机等。采用光集成技术，不仅使设备的体积、重量大大减少，而且提高了稳定性与可靠性。
4、结束语
现在光通信网络的容量虽然已经很大，但还有许多应用能力在闲置，今后随着社会经济的不断发展，作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长，一定会超过现有网络能力，推动通信网络的继续发展。因此，光纤通信技术在应用需求的推动下，一定不断会有新的发展。
参考文献：
[1] 宋小韋.浅析光纤通信技术的发展及应用[J]. 科技信息. 2013（22）
[2] 梁延成.继电保护中光纤通信技术应用[J]. 电子世界. 2013（13）
[3] 丁海韬.浅析光纤通信技术发展的现状与前景[J]. 信息通信. 2013（05）
[4] 张俞.试论光纤通信技术的现状及发展趋势[J]. 中小企业管理与科技（上旬刊）. 2013（07）
[5] 张项安，谭骞，刘星，周苏荃，冯伟明.基于广义节点的配电网集中式差动保护方法研究[J]. 电力系统保护与控制. 2013（11）
关键词：光纤通信 概念 特点 前景
光纤通信技术已成为现代通信的主要通信方式，在现代信息网中起着非常重要的作用，随着信息技术的发展，大容量光纤通信网络的建设，光电子技术将起到越来越重要的作用。光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。有专家预测，21世纪将是“光子世纪”，十年内，光子产业可能会全面取代传统电子工业，成为本世纪最大的产业，光纤通信已然进入了一个蓬勃发展的新时期，无疑将对21世纪信息产业的发展和社会进步产生巨大影响。
1、光纤通信的概念
所谓光纤通信，就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信之目的。要使光波成为携带信息的载体，必须对之进行调制，在接收端再把信息从光波中检测出来。然而，由于目前技术水平所限，对光波进行频率调制与相位调制等仍局限在实验室内，尚未达到实用化水平，因此目前大都采用强度调制与直接检波方式（IM-DD）。又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重，所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。
数字光纤通信系统基本上由光发送机、光纤与光接收机组成。发送端的电端机把信息（如话音）进行模/数转换，用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件（LED），则LED 就会发出携带信息的光波。即当数字信号为“1”时，光源器件发送一个“传号”光脉冲；当数字信号为“0”时，光源器件发送一个“空号”（不发光）。光波经光纤传输后到达接收端。在接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机再进行数/模转换，恢复成原来的信息，就这样完成了一次通信的全过程。
2、光纤通信的特点
光纤通信之所以受到人们的极大重视，这是因为和其它通信手段相比，具有无以伦比的优越性。
第一，通信容量大。从理论上讲，一根仅有头发丝粗细的光纤可以同时传输1000 亿个话路。虽然目前远远未达到如此高的传输容量，但用一根光纤同时传输24 万个话路的试验已经取得成功，它比传统的明线、同轴电缆、微波等要高出几十乃至上千倍以上。一根光纤的传输容量如此巨大，而一根光缆中可以包括几十根甚至上千根光纤，如果再加上波分复用技术把一根光纤当作几根、几十根光纤使用，其通信容量之大就更加惊人了。
第二，中继距离长。由于光纤具有极低的衰耗系数（目前商用化石英光纤已达0.19dB/km 以下），若配以适当的光发送与光接收设备，可使其中继距离达数百公里以上。这是传统的电缆（1.5km）、微波（50km）等根本无法与之相比拟的。因此光纤通信特别适用于长途一、二级干线通信。据报导，用一根光纤同时传输24 万个话路、100 公里无中继的试验已经取得成功。此外，已在进行的光孤子通信试验，已达到传输120 万个话路、6000 公里无中继的水平。因此，在不久的将来实现全球无中继的光纤通信是完全可能的。
第三，保密性能好。在电波传输的过程中，电磁波的传播容易泄露，保密性差。而光波在光纤中传播，不会发生串扰的现象，保密性强。除以上特点之外，还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设；光纤的原材料资源丰富，成本低；温度稳定性好、寿命长。正是因为光纤的这些优点，光纤的应用范围越来越广。
第四，抗干扰能力强。石英有很强的抗腐蚀性，而且绝缘性好。而且它还有一个重要的特性就是抗电磁干扰的能力很强，它不受外部环境的影响，也不受人为架设的电缆等干扰。这一点对于在强电领域的通讯应用特别有用，而且在军事上也大有用处。
此外，它还有体积小、重量轻、便于施工维护，原材料来源丰富，潜在价格低廉等特点。
3、光纤通信技术的发展前景
光纤通信从1970年真正起步，迄今为止虽然仅有四十多年的时间，但光纤通信的技术无论是光纤制造技术还是光电器件的制造技术，以及光纤通信系统的水平都取得了极其惊人的进展，它已经成为现代通信最主要的传输手段。光纤的衰耗从刚开始的20dB/km，而现在已经低达0.14dB/km，它已经十分接近石英光纤的理论衰耗极限0.1dB /km，光纤的带宽也从刚开始的10MHZ·km 发展到现在1000GHZ·km 以上。光源器件从刚开始的结构十分简单、发光功率只有几十微瓦、寿命仅几小时的GaAs 激光器发展到现在的发光功率在1毫瓦以上、寿命达几十万小时的分布反馈式和多量子阱的单纵模激光器。光纤通信系统的水平也在不断地提高，从一九七六年的45Mb/S发展到现在的10Gb/S。一九八五年多模光纤通信商用化，一九九0年单模光纤通信又迅速商用化，而现在技术更加先进的SDH 光纤通信已经席卷世界各地。
可以说光纤通信的潜力是巨大的，目前的光纤通信应用水平据分析仅仅是其能力的1～2%左右。因此光纤通信技术永远不会停滞不前，而是向更高水平、更高层次的方向发展。
首先，波分复用技术（WDM）。所谓波分复用，就是用一根光纤同时传输几种不同波长的光波以达到扩大通信容量的目的。在系统的发送端，由各个分系统分别发出不同波长的光波如λ1、λ2、λ3、λ4，并由合波器合成一束光波进入光纤进行传输，而在接收端用分波器把几种光波分离开，分别输入到各个分系统的光接收机。可以看出波分复用的关键技术是光波的合波器与分波器。近几年已经出现几种形式的合波器与分波器，如半透镜与滤光片、自聚焦棒与滤光片以及平面光栅与偏振光栅等。
其次，超长波长光纤通信。石英光纤的衰耗目前已接近理论极限值，再无多大潜力可挖。经研究发现，氟化物光纤在波长3.4 微米处的衰耗理论极限，可低达10-3 dB/km；而金属卤化物光纤的衰耗理论极限可低达10-2～10-5dB/km，若真的实现光纤衰耗小于10-3 dB/km，中继距离可达三万多公里，那么实现全球无中继的光纤通信就会成为现实。人们把波长大于2 微米的通信称为超长波长光纤通信。
第三，光集成技术。它和电子技术中的集成电路相类似，是把许多微型光学元件如光源器件、光检测器件、光透镜、光滤波器、光栅等集成在一块很小的芯片上，构成具有复杂性能的光器件；还可以和集成电路等电子元件集成在一起形成功能更复杂功能的光电部件如光发送机与光接收机等。采用光集成技术，不仅使设备的体积、重量大大减少，而且提高了稳定性与可靠性。
4、结束语
现在光通信网络的容量虽然已经很大，但还有许多应用能力在闲置，今后随着社会经济的不断发展，作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长，一定会超过现有网络能力，推动通信网络的继续发展。因此，光纤通信技术在应用需求的推动下，一定不断会有新的发展。
参考文献：
[1] 宋小韋.浅析光纤通信技术的发展及应用[J]. 科技信息. 2013（22）
[2] 梁延成.继电保护中光纤通信技术应用[J]. 电子世界. 2013（13）
[3] 丁海韬.浅析光纤通信技术发展的现状与前景[J]. 信息通信. 2013（05）
[4] 张俞.试论光纤通信技术的现状及发展趋势[J]. 中小企业管理与科技（上旬刊）. 2013（07）
[5] 张项安，谭骞，刘星，周苏荃，冯伟明.基于广义节点的配电网集中式差动保护方法研究[J]. 电力系统保护与控制. 2013（11）