毛目華，朱曙光，王海君，郝允領(lǐng)
（1.鄂托克前旗長城五號礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 016299；2.中國礦業(yè)大學(xué)，江蘇 徐州 221000；3.華洋通信科技股份有限公司，江蘇 徐州 221000）
0 引 言
隨著電信工業(yè)發(fā)展進(jìn)程的加快，光纖通信傳輸技術(shù)的融合內(nèi)容受到更多的關(guān)注，要依照行業(yè)發(fā)展需求，建立動(dòng)態(tài)化研究體系。通過全面了解并分析光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用要素和技術(shù)內(nèi)容，推動(dòng)通信工程實(shí)現(xiàn)新階段發(fā)展的有效轉(zhuǎn)型。
1 光纖通信傳輸關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容
光纖通信傳輸系統(tǒng)利用波分復(fù)用技術(shù)，借助信道光波長度和頻率完成信息的傳輸處理。從技術(shù)層面分析，光纖通信傳輸具有寬頻帶的特點(diǎn)，整體通信容量較大。在硅石玻璃和石英等絕緣材料的加持下，光纖通信傳輸過程非常穩(wěn)定，能夠提高傳輸?shù)男Ч唾|(zhì)量。在光纖通信傳輸系統(tǒng)中，要借助關(guān)鍵技術(shù)搭建合理的運(yùn)行平臺(tái)，以提高通信傳輸工作的綜合效益。
1.1 光纖接入技術(shù)
光纖接入技術(shù)指借助光纖連接終端用戶設(shè)備，將光纖作為傳輸媒介，最大限度地提高傳輸效率，減少信號傳輸過程中的衰減，更好地完成擴(kuò)容處理。在光纖接入環(huán)節(jié)，光纖調(diào)制解調(diào)器和路由器是主要的運(yùn)行元件，能夠構(gòu)建完整的信息交互管理模式，有效維持客戶端信息傳輸?shù)募皶r(shí)性和完整性，提高信息傳輸?shù)馁|(zhì)量和水平[1]。
1.2 光交換技術(shù)
光交換技術(shù)是借助電子交換機(jī)，在不進(jìn)行光電交換的前提下，直接將輸入端光信號交換到固定輸出端的技術(shù)模式。光交換技術(shù)能有效減少通信工程項(xiàng)目建網(wǎng)作業(yè)的投入成本，提高通信系統(tǒng)信息傳輸?shù)目煽啃院挽`活性。光交換技術(shù)分為光路光交換技術(shù)和分組光交換技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)不同工程情況、應(yīng)用場景以及實(shí)現(xiàn)條件選取差異化技術(shù)內(nèi)容，有效提高技術(shù)處理的可控性水平。
1.2.1 光路光交換
光路光交換要在通信系統(tǒng)中設(shè)置光分插復(fù)用器（Optical Add-Drop Multiplexer，OADM）等，其結(jié)構(gòu)如圖1 所示。將全部波長通道或光纖鏈路作為光交換的對象，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息傳輸通道，配合OADM 實(shí)現(xiàn)光纖信號的傳輸處理。這種技術(shù)手段一般應(yīng)用于早期通信工程，光部件性能廣泛，且技術(shù)成本較低[2]。
圖1 光路光交換結(jié)構(gòu)
在光路光交換體系內(nèi)，為更好地維持交換處理的科學(xué)性，要按照階段性光路交換任務(wù)落實(shí)相應(yīng)的處理內(nèi)容，保證綜合應(yīng)用效能最優(yōu)化。第一個(gè)階段是鏈路建立階段，完成雙向帶寬的申請?zhí)幚恚勒找?guī)范控制標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范建立基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，利用請求和應(yīng)答一一對應(yīng)的方式完成光交換處理的初始內(nèi)容。第二個(gè)階段是鏈路保持階段，要結(jié)合實(shí)際應(yīng)用控制規(guī)范，維持鏈路的穩(wěn)定性，有效避免其他通信占用或共享鏈路，為光交換傳輸?shù)姆€(wěn)定效果提供支持。第三個(gè)階段是鏈路拆解階段，光交換的任意一方提出斷開信號，另一方都能及時(shí)獲取信號并確認(rèn)，一旦確認(rèn)斷開指令，就能完成資源的有效釋放。
1.2.2 分組光交換
在分組光交換處理環(huán)節(jié)，為保證信息交互的及時(shí)性和可控性，要借助數(shù)據(jù)包完成信道信息的交換處理，同時(shí)搭配多粒度光交換技術(shù)手段，更好地完成信息的匯總作業(yè)。按照光域要求，確保信息交互能在端與端之間有效連接，及時(shí)協(xié)調(diào)分配資源，保證全光狀態(tài)下IP 數(shù)據(jù)包信息交互控制工作順利落實(shí)，從而發(fā)揮節(jié)點(diǎn)信息傳遞的優(yōu)勢。目前，新建通信工程主要采取分組光交換技術(shù)，但是這種技術(shù)對光部件性能要求較高，需要依照實(shí)際情況優(yōu)化配置過程，從而更好地發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢[3]。
1.2.3 光突發(fā)交換
在光交換體系內(nèi)，光突發(fā)交換也較為常見。結(jié)合邊緣節(jié)點(diǎn)和核心節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用要求，建立相匹配的應(yīng)用模式，從而提高整體應(yīng)用體系的合理性，提升光交換控制的規(guī)范效果。在實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)中，將控制分組和突發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化分離，旨在控制分組可以先于突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸，以彌補(bǔ)控制分組在交換節(jié)點(diǎn)處理過程中存在的時(shí)延缺陷。 同時(shí)，發(fā)出的突發(fā)數(shù)據(jù)在交換節(jié)點(diǎn)進(jìn)行全光交換透明傳輸，從而降低對光緩存器的需求，不僅有效縮短了處理時(shí)延，還在一定程度上加快了交換速度。
1.3 單纖雙向傳輸技術(shù)
與傳統(tǒng)單向傳輸信號的方式相比，現(xiàn)代通信工程項(xiàng)目利用單纖雙向傳輸技術(shù)，能有效提高信息傳輸質(zhì)量水平。若要設(shè)置單根光纖結(jié)構(gòu)，技術(shù)人員需要全面分析具體搭建環(huán)境和要求，保證相關(guān)作業(yè)匹配度滿足設(shè)計(jì)預(yù)期，并維持濾波器等基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行的合理性，在節(jié)約材料的基礎(chǔ)上提高傳輸綜合控制效能。將單纖雙向傳輸技術(shù)應(yīng)用于用戶接入網(wǎng)場景模式，利用分支器等組件，將發(fā)出的光功率通過分光片直接傳輸?shù)焦饫w結(jié)構(gòu)上，更好地完成外來信號處理。在較低成本支持的情況下，該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)圖像信息和數(shù)據(jù)信息的傳輸，提高通信信息管理與控制的科學(xué)水平[4]。
1.4 長波單模光纖技術(shù)
在光纖通信傳輸系統(tǒng)中，單模光纖主要應(yīng)用的材料是-9 ～10 μm 的中心玻璃芯。在沿纖芯中心軸線的傳輸處理過程中，整體信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性較好，模間色散度較小，能有效提高信號傳輸質(zhì)量，降低畸變率[5]。發(fā)光口面積的大小決定單模光纖是長波還是短波，整個(gè)發(fā)光口面積和通信傳輸距離之間成反比關(guān)系。發(fā)光口面積越小，傳輸距離越長；反之，發(fā)光口面積越大，傳輸距離越短。長波單模光纖技術(shù)手段支持的傳輸距離具有突出的優(yōu)勢，一般應(yīng)用于對傳輸距離要求較為嚴(yán)格的工程項(xiàng)目等。
由于長波單模光纖技術(shù)的芯徑有限，利用激光作為光源體能獲取較大的頻寬，降低通信傳輸工程項(xiàng)目的建造成本。技術(shù)人員在全面分析工程項(xiàng)目實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，精準(zhǔn)分析作業(yè)要求和長波單模光纖的可行性，從而更好地設(shè)置具體的技術(shù)處理機(jī)制，在提高傳輸效率的同時(shí)降低項(xiàng)目投入成本。
2 現(xiàn)代通信工程中光纖通信傳輸技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)
在應(yīng)用光纖通信傳輸技術(shù)的過程中，結(jié)合現(xiàn)代通信工程作業(yè)要求和具體應(yīng)用場景，選擇合適的技術(shù)作業(yè)方案，確保現(xiàn)代通信工程的綜合效益最優(yōu)化。
2.1 加裝光放大器
無論是信號的衰減，還是信號傳輸效率的降低，都會(huì)制約通信項(xiàng)目的綜合水平。在技術(shù)全面發(fā)展的背景下，為更好地提高光纖通信技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量，部分通信工程項(xiàng)目在通信系統(tǒng)沿線設(shè)置對應(yīng)的中繼器設(shè)備。基于中繼器設(shè)備的特點(diǎn)，控制2 個(gè)相鄰中繼器之間的間距為20 ～30 km，通過中繼器放大較弱的光信號，加快信號的傳輸和接收。根據(jù)光纖通信工程項(xiàng)目施工作業(yè)的現(xiàn)場情況和實(shí)際狀態(tài)，安裝中繼器會(huì)增大整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，甚至?xí)a(chǎn)生較大的額外項(xiàng)目投入成本。因此，要結(jié)合實(shí)際情況精準(zhǔn)調(diào)控光纖通信傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，利用光放大器替代原有的中繼器，提高實(shí)際運(yùn)行質(zhì)量。
在應(yīng)用光放大器的過程中，建立光電交換模式和電光交換模式，放大相應(yīng)信號，更好地構(gòu)建運(yùn)行體系。結(jié)合短波長激光應(yīng)用方式，建立較為完整的激光處理框架，從而完成相應(yīng)操作。在選取光放大器的過程中，作業(yè)人員要結(jié)合工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和具體情況選擇適配的型號。其中，非線性光學(xué)類的拉曼光放大器的應(yīng)用較為廣泛，能夠形成獨(dú)有的非線性拉曼散射效應(yīng)，作用功率大且頻譜較寬，最大限度地放大光信號。
2.2 LED 發(fā)射器的選用
LED 發(fā)射器能更好地替代激光二極管，搭建更合理的通信模式，維持通信信道運(yùn)行的動(dòng)態(tài)效果，提高信號處理效能，更好地滿足高功率運(yùn)行要求，確保應(yīng)用控制平臺(tái)的穩(wěn)定性和規(guī)范性。在使用LED 發(fā)射器的過程中，為更好地規(guī)避激光二極管頻譜范圍有限等問題，要著重控制光學(xué)諧振等現(xiàn)象。
在搭建LED 發(fā)射器運(yùn)行模式的過程中，根據(jù)光纖通信系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)范，控制信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。配合非同調(diào)性光信號控制處理機(jī)制，調(diào)控頻譜狀態(tài)，確保應(yīng)用處理環(huán)節(jié)更加規(guī)范，從而提高現(xiàn)代通信工程的綜合作業(yè)質(zhì)量。
2.3 改良光纖通信工藝
部分光纖通信施工項(xiàng)目是借助光纖架設(shè)和接續(xù)等方式完成基礎(chǔ)作業(yè)，雖然符合作業(yè)要求，但是存在較大的質(zhì)量隱患。例如，在光纖接續(xù)工藝體系中，傳統(tǒng)的熔接技術(shù)經(jīng)常出現(xiàn)光纖彎曲角度過大或熔接點(diǎn)分布不均等問題，影響最終的光纖通信質(zhì)量，甚至增加信號損耗量。因此，在光纖通信傳輸技術(shù)應(yīng)用作業(yè)中，要升級改良已有的光纖通信施工工藝技術(shù)。施工人員要在原有基礎(chǔ)上調(diào)整節(jié)段光纖位置、朝向情況及標(biāo)高參數(shù)等，在滿足相鄰節(jié)段光纖接口匹配的情況下，集中清理光纖斷面問題，使其保持平整。此外，配合熔接機(jī)自動(dòng)熔接光纖斷面，滿足作業(yè)安全需求，提升光纖通信施工工藝的綜合效果，提高階段性作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)效率。
3 結(jié) 論
在現(xiàn)代通信工程中應(yīng)用光纖通信傳輸技術(shù)具有重要的研究價(jià)值，結(jié)合實(shí)際需求優(yōu)化相關(guān)工藝內(nèi)容，在改良光纖通信工藝的基礎(chǔ)上，優(yōu)選適配的LED 發(fā)射器，并加裝放大器，更好地發(fā)揮光纖通信傳輸系統(tǒng)各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢，保證光纖通信作業(yè)質(zhì)量滿足預(yù)期。通過進(jìn)一步深度研究光纖通信技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，推動(dòng)現(xiàn)代通信工程發(fā)展進(jìn)步，為現(xiàn)代通信工程可持續(xù)健康發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
