探讨光纤技术在通信工程中的应用与设计

　　摘要：在互联网时代，通信工程的建设广受关注，作为现阶段通信工程中的重要组成部分，光纤技术及其研究与应用也受到了高度关注。基于此，本文详细探讨了光纤技术在通信工程中的应用与设计，并对光纤技术的发展趋势进行了展望，以供参考。

　　关键词：通信工程； 光纤技术； 信息传输；

　　作为近年来的一项新通信技术，光纤技术因其易安装、成本低和信息传输效率高等诸多优点，在通信工程领域得到了逐步应用，这对于降低有关企事业单位的成本开支，提高经济效益，乃至推动国民经济高质量发展，都有着重要的现实意义。因此，当前光纤技术在通信工程中的地位是不可替代的，这就需要对光纤技术的相关应用等方面做进一步的研究。

　　一、光纤技术及其应用意义

　　1.1光纤技术概述

　　光纤技术主要是指通过地下光缆，并以光波为载体而进行信息传输。目前，随着光纤技术的不断发展，光纤技术已经发展到多层光纤传输，并通过与数字信号传输技术的有机结合，形成立体化的信息传输结构。具体来看，现阶段的光纤技术具有如下特点：

　　1.抗干扰性较好

　　光纤原材料为绝缘体材料，使用石英制成，这种材料不仅绝缘性好，而且具有优异的抗腐蚀性能，其光波导免疫性也极高，雷电和太阳黑子活动等自然因素都不会对光纤的信息传输造成影响。

　　除此之外，由于其信息传输能力也不受到人为制造的电磁场所干扰，因此，其可与高压输电线和电气化铁路进行平行设计，以建设在强电领域中的辐合光缆，从而满足工业领域的实际需求。

　　2.通信容量极高

　　与传统的通信技术相比，光纤的传输带宽更大。对于单波长的光纤通信系统而言，因其终端设备具有电子瓶颈效应，难以体现光纤的传输带宽特性，因而需要使用一些新技术进行传输带宽的扩张，这其中最常用的是密集波分复用技术，可将光纤传输容量拓宽数十倍之多。

　　3.传输损耗更小

　　与其他材料相比，石英光纤有着更小的传输损耗，其损耗普遍在20dB/km以下，显然，与传统通信技术相比，使用光纤技术进行通信，能够大幅缩减工程成本，也能大幅简化信息传输过程。

　　4.保密性极强

　　现如今，公众对通信的保密性有着很高的要求。在传统的电通信过程中，只需要在电缆附近放置接收装置，就可以获取其中传输的信息，对于保密工作极其不利。而由于光纤的特殊设计，其传输的光波几乎不会发生偏离，基本不会发生泄漏情况，加之光纤大多深埋地下，因此，使用光纤技术进行通信，有着极强的保密性，并且也不会发生以往电通信中的线路串话情况。

　　1.2光纤技术在通信工程中应用的重要性

　　随着我国经济社会的不断发展，公众对通信工程也有着更高的要求，因此，能够提升信息传输质量的光纤技术的发展是大势所趋，这对于公众的日常生活和工业生产都带来了更高的便捷性，进而促进了互联网技术的进一步发展。显然，在通信工程中应用光纤技术有着重要的现实意义[1].

　　二、通信工程中光纤技术的应用和设计

　　2.1通信工程中光纤技术的应用

　　1.光孤子技术及其应用

　　光孤子技术是通信工程中应用较广的光纤技术之一，该技术通过长距离传递光脉冲，以减少光孤子的传递损耗，以此形成信息载体，确保信息传输的稳定性和高质量。目前，技术人员通过光孤子技术和其他通信技术相结合的方式，进一步提升了信息传输质量。现阶段的光孤子技术多应用于海底光缆建设当中，大多数专业人士认为，光孤子技术仍有着广阔的发展前景。

　　2.光纤传感技术及其应用

　　当前，光纤传感技术的应用过程中，以光波为信息载体，在信息传输过程中，起到实时监控和获取外界信号的作用，这就使得这项技术能够实现对外界情况的监控，从而提升传感效率和信息传输准确性。

　　具体来看，光纤传感技术主要包括感知外界信号和传输外界信号两个方面。感知方面主要是指外界信号的变化使得光纤传输的物理量也由此相应变化。传输方面主要是指光纤将获得的外界信号调制后，将转换出的光波传输到光探测器当中进行数据处理。目前，光纤传感技术在很多方面都得到了广泛应用，可根据物理量的不同，制作不同的传感器。由于光纤传感器有着很强的抗电磁干扰能力，因此在电力系统方面也有着很广泛的应用，对于提升电力企业的管理效率也有着重要作用。

　　此外，在石油石化企业中，光纤传感技术同样有着广泛的应用，其主要表现形式为光纤温度传感器的应用。在石油石化企业的生产活动中，需要及时测量油井和油罐的温度，以往这种测量工作大多使用点式传感器进行，这种传感器的局限性在于只能测量特定的一个点位，而不能实现对所有点位同时测量。光纤温度传感器的出现有效解决了这一问题，通过在毛细钢管内部安装这种传感器，就可以实现对各区域温度的连续实时采集，根据采集到的数据，可以处理得到油井和油罐的温度剖面，再结合流量和压力等数据进行分析，就可以实现对油井和油罐内部变化的精准分析。目前，这项技术在一部分石油石化企业得到了应用，具有显著的应用效果。

　　3.光纤接入网技术及其应用

　　光纤接入网技术能够实现对信息的高度传输，因此其在通信工程中得以广泛应用。这项技术以光纤为传输载体，不仅能够实现接入网信息的传输，还能对所传输的信息进行一定程度的分析，从而使得信息传输的完整性和安全性都得以提高。

　　目前，光纤接入网技术多应用于铁路方面，该项技术能够确保铁路方面的通信信息传输具有较高的安全性和质量。在现阶段的我国铁路通信工程中，其光纤接入网技术分为有线和无线两种。而光纤卡接入网则具有星级组网形式、总线组网形式和环型组网形式三种，这几种组网形式需要根据实际的建设要求进行选取，一般来说，环形组网形式在国内铁路通信工程中应用较多，因为这也是最能满足铁路建设中信息传输的实际需求的一种组网形式。

　　4.相干光技术及其应用

　　相干光技术是通信工程中光纤技术的一个重要表现形式，其应用主要侧重于优化信息的传输质量。这种技术主要通过外差检测的方法，来辅助技术人员发现是否在信息传输中出现变频差现象，如存在变频差现象，技术人员就可以及时进行改变参数等一系列处理工序。

　　5.光复用技术及其应用

　　光信号的复用技术分为波分复用、时分复用与码分复用三种，这三种方式具有各自的优势和特点，需要根据通信工程项目中的实际需要来进行选用。

　　2.2通信工程中光纤技术的设计

　　1.光纤接入网技术的设计

　　光纤接入网技术多应用于铁路和地铁的通信工程中，其设计包括以下两个方面：第一，光源网络的设计。在光配网中配置几倍源器器件的光网络，以确保远距离信息传输具有足够的可靠性。第二，无光源网络的设计。在这种设计中，光纤技术接入的设计方式又可分为总线型结构、环形结构和星型结构三种，这几种方式的差异主要在于组网模式的不同。具体来看，总线型结构的优势在于可以轻松地增加或删除节点，而不需考虑各节点之间的干扰，并且线路运行成本相对较低，但这种结构对于主干光纤的依赖较为严重；环形结构的优势在于自愈功能较强，但其高昂的成本限制了这种结构的实际应用；星型结构的优势在于几乎没有损耗累积，适应性好，拓展容量和升级方面较为容易，但对于中央节点的稳定性有着很高的要求。

　　2.光孤子通信技术设计

　　光孤子通信技术的设计理念是，利用光纤折射形成的非线性效应，来对光脉冲进行压缩，使得光纤和全速色散导致的光脉冲展宽持平，从而实现对信息的远距离稳定传输。除此之外，在该项技术的设计中，要考虑与EDFA技术相结合，以进一步提高光纤技术的利用率。

　　三、通信工程中光纤技术的发展趋势

　　3.1朝着超高速系统发展

　　超高速系统目前已经在国内通信工程领域得到了广泛应用，有效改善了通信工程的运行质量，不仅如此，通信工程中的光纤技术也朝着大规模商用化的方向发展，使得通信工程和其他的诸多行业发展需求都有所关联[2].

　　3.2朝着超大容量WDM系统发展

　　虽然通信工程中的波分复用系统在国内很多行业都有所应用，但由于光纤宽带资源利用率不高和资源发掘能力不足的原因，通信工程的发展速度仍然受到限制。对于这种情况，应当选择多种技术方式，对光纤技术加以优化，使之向超大容量方向发展，实现对信息传输容量的扩张，进而实现对光波分复用系统扩容工作的落实。

　　3.3实现光联网

　　虽然波分复用系统技术有着传输容量大的优点，但在信息传输过程中的灵活性和可靠性仍然稍显不足，难以满足通信工程中信息传输的实际需求。对于这种情况，就需要选择合适的技术和措施，实现光纤技术和信息技术的有机融合，在扩大通信工程传输容量的同时，进一步提高信息传输的灵活性和可靠性。除此之外，光联网技术作为一种具有系统互联和信息彼此制约两项功能的新技术，可在通信工程的进一步发展中发挥更大的作用。

　　3.4进一步研发新的光纤

　　以往的光纤技术已经不能满足通信工程快速发展的需求，必须对其进行优化，以研发新的光纤。具体来看，近年来，新的光纤技术正在逐步取代以往的光纤技术，并在各行各业逐渐推广应用。当前，通信工程领域中，其光纤技术多为零色散光和无水吸收峰光纤两种，这两种技术能够充分满足目前通信工程发展的需要，并在宽带接入技术的发展中也有着举足轻重的作用。

　　3.5光接入网

　　随着互联网技术的不断发展，网络系统也有了很大变化，网络核心部分的稳定性成为至关重要的环节，但这部分也容易受到更大的威胁。在通信工程领域发展过程中，信息传输和交换水平的提高，使得网络技术在自动化的基础上朝着数字化的方向发展，这反过来也推动了通信工程的进一步发展。但接入网技术目前的发展仍然较为缓慢，使得光纤传输技术和接入网技术二者之间的水平差距明显，产生了脱节现象，制约了通信网络技术的进一步发展。为此，就要对光接入网技术做进一步研究，尽最大努力缩减二者之间的技术水平差距，从而确保我国通信工程领域实现进一步发展。

　　四、结束语：

　　如今，光纤技术在我国通信工程中的地位至关重要，不仅关系着国家的重要产业的发展，也关系着公众的日常生活的便利。未来，光纤技术也必然在现有的基础上进一步优化升级，实现更多的应用功能，充分满足生产和生活的实际需要，推动我国经济社会的进一步发展。

　　参考文献

　　[1] 邵彤。通信工程技术中的光纤网络应用[J].无线互联科技，2018,15（13）：3-4.

　　[2] 王晓乐。通信工程中光纤技术的设计应用和发展趋势[J].通信电源技术，2018,35（2）：186-187.