摘要：在社會經濟與科技飛速進步的背景下，通信技術的發展速度也十分迅猛，是人們工作和生活中必不可少的。在通訊工程當中，利用光纖技術進行信息的傳遞具有較強的優勢，光纖通信的能量損耗很小，可以保證高度還原信息的有效性，也可以對所傳遞的信息實行加密，安全性和傳遞效率都得到了明顯的提升，在通信領域具有極大的發展空間，是未來通信發展的大方向。因此，文章系統性地介紹了光纖通信的原理特點，并詳細討論光纖通信技術的主要設計應用和未來發展趨勢。

關鍵詞：通信工程；光纖技術；設計應用

在人們生活水平不斷提升的今天，通信技術已經深入到了日常的工作，學習，生活當中，當下不斷研究和突破的5G技術就是一種新型的通信模型能夠明顯提升信息傳遞的效率和容量。光纖通信是一項具有較大發展潛力的技術，能夠對傳統的通信帶來較大革新。光纖是一種較為柔軟的玻璃材料，光線好，在光纖當中經過反射的光能損失很小，可以最大程度保證信息原始狀態。光的傳遞通訊速率遠高于電，更適用于現代化大容量、高速率的通信傳遞需求。

1 光纖通信技術的概述

1.1 光纖通信原理

光纖通信是將光線作為傳輸的載體，直接傳遞光波信號實現通信需求的過程。在光纖通信當中，還無法完成全光工作的模式，傳遞之前需要經過電光轉化后再進行信息的傳遞。光纖是光線傳輸的導體，與電線、電流的關系類似，也屬于有線的信息傳輸手段，光纖能夠為光線傳輸和信息保存提供良好的通道[1]。光波中，振幅和頻率兩個參數的不同都可以攜帶不同的調制信息，有效擴展了信息傳遞的容量。振幅或頻率隨著原始信息的區別引發了一定的變化，通過光纖進行反射傳輸后發送到接收端，接收器可以將檢測到的光信號重新進行解調，將其恢復為原始信息。光纖的結構能夠保證光線在傳輸過程中完全泛著，避免了因為透光折射而產生的能量和信息損失，是一種較為理想的通信載體。

1.2 光纖技術損耗

光纖通信的優勢十分突出，也是在未來通信行業發展當中重要的發展方向之一，主要表現在信息傳遞過程中的損耗極弱，是傳統的電力傳輸不能比擬的。首先，在光導纖維的外層鍍有一層薄膜，能夠有效防止光線在光纖內反射時發生的能量損失，即信息傳遞的損耗較小。光纖的主要材質是石英玻璃，是一種耐腐蝕的非導體材料，在傳遞過程中不會受到外界環境中電磁波的影響，能夠最大程度保留原始信息的數據，使光線在其內部完成全反射，提升了通信傳遞的準確性和有效性[2]。其次，傳統的電力線來信息傳遞在數據還原的過程當中，主要依靠數模轉換技術，一旦信息在傳輸過程中發生的損失幅度較大，則會給信息還原帶來很大問題。光纖通信技術主要將信息集成在了光波當中，在良導體光纖當中的反射不會對光波的參數造成損失，能夠實現更加高效的數據信息還原。

1.3 光纖通信優點

首先，光纖通信的載波信號是光線，其中的幅度、頻率都可以作為信息傳遞的載體，且在同一根光纖中可以容納不同的光線同時傳遞，能夠極大提升信息傳輸的效率和容量，為更加高速的5G信息技術的發展提供了極大的便利和技術支持。光纖是一種特殊的光導體，光線在期內反射傳播能夠有更大的帶寬。以電線作為傳輸介質，電流和銅線之間可能會出現阻抗問題，在一定程度上限制了傳輸容量[3]。其次，光纖的原材料較為廣泛，主要是石英玻璃，生產的原料成本較低，質量很輕易于搬運，為其廣泛應用打下了良好基礎。光的傳導速率很快，在光纖內可以實現高速傳輸，在一些需要進行遠距離信息傳遞的工程當中，利用光纖能夠更好完成，也是其目前在鐵路通信當中作為主要信息傳遞介質的原因之一。

2 光纖通信應用

2.1 鐵路通信工程

鐵路通信工程的通信線路包括光纖、電纜線路等，主要是完成在鐵路運營過程當中所有與信息傳遞有關的工作。在鐵路運輸的過程當中，涉及到的業務工作較為復雜，在接入傳統的網絡技術時，會受到帶寬的限制，而利用光纖進行通信能夠有效解決這些限制問題，也能夠提升在區間范圍內的應急通信問題，維護鐵路的穩定運營。在鐵路通信原有的線路當中重新更換為光纖技術的工作量較大，但是光纖通信可以打通鐵路通信的安全管理線路，確保了鐵路運營的穩定性。鐵路通信網絡中的終端和數據體量較大，利用光線進行通信交流能夠有效提升數據傳輸的容量，能夠更好地解決在鐵路運輸當中的發展短板和不足。鐵路光纖通信可以分為有線和無線，其信息傳遞的穩定性存在一定差異，但根據實際乘務工作的需求可以靈活選擇，為光纖通信在鐵路當中的應用提供了可行性。

2.2 相干光的通信

相干光是光學領域當中十分重要的基本概念，也是光波的一種特殊性質。在相干光中，原本直線傳播的光束在一些特殊的條件影響之下會出現明暗分布，如果用一束已知相位、頻率和振幅的光束去進行探測，可以通過探測光、相干光的接推反推原本光束的實際情況，從而獲取原光束中攜帶的數據信息。由于相干光本身的調制階數更高，相比普通的光束信息傳遞，相干光中能夠攜帶的信息容量更大，對結果的控制也更加的精準，是一種較為理想的光通信方式。在調制光線時要確保兩束光在90 °垂直的情況下發生相干現象，探測相干光信號時要使用光接收器，確保接收到的光信號強度和精準度。相干光的信息傳輸方式對光的調制作用更強，能夠使光信號負載更多的信息內容，在傳遞中也可以更好地消除外界環境對于光信號的影響。

2.3 光孤子的應用

光孤子是一種特殊的技術手段，光孤子是一種較為獨立的光波形式，在光纖當中，光孤子的傳遞波形十分穩定，可以滿足長時間、長距離的傳輸，對原始信息的保留程度也很高。目前在對光孤子的通信技術研究當中發現可以利用一些激光器或放大器來實現更新后的釋放，利用光纖作為信息傳遞的渠道，能夠實現更加精密的光的波分復用法，在提升信息傳遞穩定性和容量上最重要的研究價值。光孤子載波的傳遞上具有獨立的優勢性，且在長距離的傳輸過程中，對原始信息的保存十分穩定，不會受到外界環境的干擾。等光孤子通信技術目前研究還存在一定的限制，如光的偏振狀態如何在快速傳遞過程中完成保持等，還需要技術人員繼續加以研究突破。

3 光纖通信發展

3.1 信息穩定研究作為高速信息傳輸的主要載體，如今光通信技術已經在數據中心中得到了廣泛應用，從距離幾米服務器間的光互聯到連接世界各地數據中心的光網絡。對應用于海底及長途傳輸的光纖而言，光纖的衰減和有效面積成為可進一步優化的參數，超低損耗和大有效面積光纖是發展的方向[4]。對于城域的數據中心互聯，光纖的衰減，色散等因素對非相干高速系統仍有重要意義。伴隨著全球范圍內的高速通信升級，作為連接支撐的海底光纜也需要相應提升，其中超低損耗和大有效面積是重點發展方向。

3.2 大容量的通信

容量提升是指通過提高速率、多粒度大容量交叉、靈活柵格等技術方式來提高光纖通信容量，以滿足日益擴展的、大容量多業務承載需求。在5G技術的發展背景之下，用戶對于通信系統的容量有了更大的需求，這部分的市場目前也在迅速擴張，國家也相應的投入了大量的科研資金和人力資源。高速的通信網絡是未來國家進行數字化競爭的重要對象，也是實現技術自我支持的強烈需求。我國的通信業三巨頭，移動、聯通和電信都已經著手積極研發提升光纖通道容量的相關項目，并在全國范圍內推出了“光改”計劃。

4 結語

總之，利用光纖進行通信信息傳遞的優勢十分突出，在目前的鐵路通信當中已經有了較為廣泛的應用。相干光和光孤子通信技術具有較大的發展空間，可以和現代化的5G技術相結合提升通信信息傳遞效率。由于光纖十分柔軟，可以彎折，在一些醫療、媒體等方面發展潛力巨大。在光纖通信技術不斷發展的過程當中，如何提高傳遞速度和傳遞容量是亟待解決的方向。將光纖通信并入光聯網實現光纖到戶能夠明顯增加光纖通信技術的普及，使新型通信技術惠及每位用戶。

[1]戴淑怡.通信工程中光纖技術的設計應用和發展趨勢探析[J].科學與信息化，2019 ，20 （1 ）：34-35.

[2]王曉樂.通信工程中光纖技術的設計應用和發展趨勢[J].通信電源技術，2018 ，35 （2 ）：186-187.

[3]張鵬，劉宏.通信工程中光纖技術的設計應用研究[J].飲食科學，2018 ，47 （16 ）：240.

[4]孟蒙.通信工程中光纖技術的應用及設計分析[J].信息通信，2018 ，32 （5 ）：156-157.