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摘 要：现如今，光纤通信技术已经成为通信领域中应用最为广泛的一种技术方法，这是因为以光纤为载体的通信方式具有传输距离长、传输质量高等特点。但是在实际的传输过程中，光纤通信传输在长距离传输的过程中也会受到很多因素的影响，使得其长距离的信号传输质量无法得到保证。在此情况下，我们必须要对影响光纤通信传输距离的因素进行分析，并探究其相应的解决对策，以供参考。
关键词：光纤通信；传输距离；因素；功率；改善措施
与传统的通信技术相比，光纤通信技术具有更为稳定的通信信号和更广泛的应用范围，因此光纤通信传输技术自从被研发以来，就在通信领域中得到了广泛的应用。并且从实践中也可以看出，光纤通信传输系统的通信质量和通信效率远远高于传统通信技术系统。目前人们对长距离通信的需求量越来越大，使得光纤通信传输距离影响因素的研究显得非常紧迫。这是因为光纤在一定距离内的通信信号较为稳定，但是当距离过长时就会出现信号衰竭的现象，影响信号传输质量，必须要设立一定的中继站来解决这一问题。但是过多的设置中继站不但会增加通信成本，也不利于保证光纤通信系统的运行质量。为此必须要通过分析影响光纤通信传输距离的因素来探寻其解决对策。
1 影响光纤通信传输距离的因素
1.1 光发送机与光接收机
光纤通信的信息载体主要是光，其传输通讯的方式主要是光纤，所以，光接收灵敏度、发送机效率以及光纤光缆线路的质量，都对光纤传输系统有着较大影响，这些因素决定了系统的中继长度。计算光纤传输系统中继距离的公式是：
L=Ps-PR-Me-∑Ac/Af+As+Mc（km）
该公式中，Ps是指发送光功率，PR：出纤光功率即接收灵敏度。这里减除了耦合器的衰减和色散的影响；Me：设备富余度；∑Ac：其他耦合器引起的衰减；Af：光纤的衰减系数；As：光纤固定接头的平均熔接衰减；Mc：光缆富余度。
从上述公式中可以看出，光发送机以及接收机的入纤光功率是影响光纤通信传输距离的主要因素。
1.2 功率消耗情况
光纤通信系统中，光发射机的发射功率有限，而光接收机在运作的过程中会产生一定噪声，为了保证系统接收信号的质量与能力，必须保证信号光功率的稳定输出，还要降低光纤传输的损耗，这样才能避免光纤通信传输距离受到限制，才能降低功率的损耗。当光纤系统带宽大于信号带宽时，光纤传输系统的传输距离最远，其计算公式可以表示为：
L=[Ltotal-（Lcoup+Lc+L（fm）+Lm）]/α
其中：假设光源发射的平均光信号功率为Ps，光接收机接收的最小平均光功率为PRmin，那么系统从光发射机到接收机之间允许的光功率总损耗为：
Ltotal=10lg（Ps/PRmin）
Ltotal表示光源与光纤的耦合损耗和光纤与光探测器的耦合损耗的和；Lc表示光纤之间各种连接损耗的总和；L（fm）表示由于光源和传输光纤的有限频带宽度导致的光信号强度下降的等效损耗；Lm表示光纤系统设计时留的富余量；L为传输距离，α为每公里光纤传输损耗系数；αL表示光纤的传输损耗。光在传输过程中的各种损耗也是影响光通信系统传输距离的主要因素。
2 改善光纤通信传输距离受到限制的措施
2.1 提高光发送机的性能与质量
光纤通信传输距离的大小与光发送机入纤光功率有关，所以，相关工作人員要努力改善光发送机的性能，并提高其质量，避免强光对光纤折射率的影响，还要注意对光信号相位的调整，避免光脉冲频率出现较大变化。如果光脉冲的宽度过大，则会限制系统的带宽，进而影响光纤通信传输的距离。为了改善光发送机的性能，相关人员必须选择码型适合的光发送机，这样可以保证在增加其他设施后，有效延长光纤传输距离。当光纤传输距离较长，而且传输速率较高时，发送机色度色散、光纤非线性效应都会发生较为明显的物理效应，这会严重影响传输容量的增加，也会降低信号的覆盖范围。所以，工作人员必须对光发送机的码型进行调制。由于RZ码对光纤非线性效应有着一定免疫能力，所以改变其脉冲，则可以减小信道间的制约作用。此外，为了尽可能利用全部的光源功率输出、延长系统传输距离，通信系统应采用外调制技术。
2.2 增强光接受机的性能
光接受机是光纤通信系统中重要的设备，其可以将光纤传输后衰减的脉冲信号转变为电脉冲信号，还可以对光纤进行放大以及再生还原，使其成为标准的数字脉冲信号。数字光接收机的输入光功率和误码率两者是互相矛盾的，因此必须对其中一个进行人为的规定，一般规定误码率为10-9.根据这一要求，就可以找到数字光接收机所接收到的最小光功率作为其性能指标，即接收灵敏度。提高光接收机的灵敏度也可以延长光纤通信的传输距离。
色散导致脉冲展宽，当脉冲展宽超过分配给它们的时隙时，一部分脉冲能量进人相邻时隙而导致码间干扰。而本时隙内脉冲能量降低，使判决电路的SNR降低，从而导致接收机灵敏度的恶化。因此要尽量减小通信系统中的色散。
频率啁啾是限制广播系统性能的重要因素。对半导体激光器进行调制时，有源区的折射率、传播常数及光脉冲的相位均发生变化，这种由调幅到调相的转换导致光谱的加宽，称为频率啁啾。带有频率啁啾的光脉冲在色散光纤中传输时，脉冲形状将发生变化。由于光谱移动，当脉冲在光纤中传输时，包含在脉冲啁啾分量的部分功率将逸出比特时隙。该功率损耗降低了接收机的SNR，使灵敏度恶化。可采用EAM和MZ-M等预啁啾调制技术来改善系统性能。
2.3 减小系统传输损耗
影响系统传输距离的损耗主要有连接损耗、传输损耗和耦合损耗。现在光纤连接器技术发展已经比较成熟，连接损耗可以忽略。传输损耗与光纤传输损耗系数有关，可以通过选择合适的通信窗口来减小传输损耗。光耦合器又叫光分波合波器，分波器合波器的插入损耗小、隔离度大、带内损耗平坦、带外插入损耗变化陡峭、低的偏振相关性、温度稳定性好、复用道路多等。目前在WDM系统中使用的光分波合波器主要有阵列波导光栅（AWG）、相控阵列分波器、可调谐滤波器、干涉膜滤波器、光栅耦合器等。
结束语
综上所述，在光纤通信系统的传输过程中，影响光纤通信传输距离的因素有很多，但是只要能够对其成因进行分析，就能够采取有针对性的应对措施来避免这些因素对传输质量造成影响。另外，还可以通过引进新技术来提高光纤通信传输系统的整体技术水平和抗干扰能力，例如可以增加光纤放大器、光纤中继器等设备，从而尽可能的延长光纤传输距离，提高信号传输稳定性。当然，在今后的光纤通信事业的发展中，还将会有很多其他的新技术可以被研发应用在光纤传输系统中，来大大的提升光纤传输效率，延长光纤传输距离。参考文献
[1]李伟新，汪晓岩.P型环网结构的配电线载波组网方式研究[J].电力系统通信，2006（11）.
[2]孙强，庞翠珠，文冀萍.一种新的实现光通信传输的系统[J].铁道学报，1995（2）.
[3]龚倩，徐荣，叶小华，等.高速超长距离光传输技术[M].北京：人民邮电出版社，2005.
关键词：光纤通信；传输距离；因素；功率；改善措施
与传统的通信技术相比，光纤通信技术具有更为稳定的通信信号和更广泛的应用范围，因此光纤通信传输技术自从被研发以来，就在通信领域中得到了广泛的应用。并且从实践中也可以看出，光纤通信传输系统的通信质量和通信效率远远高于传统通信技术系统。目前人们对长距离通信的需求量越来越大，使得光纤通信传输距离影响因素的研究显得非常紧迫。这是因为光纤在一定距离内的通信信号较为稳定，但是当距离过长时就会出现信号衰竭的现象，影响信号传输质量，必须要设立一定的中继站来解决这一问题。但是过多的设置中继站不但会增加通信成本，也不利于保证光纤通信系统的运行质量。为此必须要通过分析影响光纤通信传输距离的因素来探寻其解决对策。
1 影响光纤通信传输距离的因素
1.1 光发送机与光接收机
光纤通信的信息载体主要是光，其传输通讯的方式主要是光纤，所以，光接收灵敏度、发送机效率以及光纤光缆线路的质量，都对光纤传输系统有着较大影响，这些因素决定了系统的中继长度。计算光纤传输系统中继距离的公式是：
L=Ps-PR-Me-∑Ac/Af+As+Mc（km）
该公式中，Ps是指发送光功率，PR：出纤光功率即接收灵敏度。这里减除了耦合器的衰减和色散的影响；Me：设备富余度；∑Ac：其他耦合器引起的衰减；Af：光纤的衰减系数；As：光纤固定接头的平均熔接衰减；Mc：光缆富余度。
从上述公式中可以看出，光发送机以及接收机的入纤光功率是影响光纤通信传输距离的主要因素。
1.2 功率消耗情况
光纤通信系统中，光发射机的发射功率有限，而光接收机在运作的过程中会产生一定噪声，为了保证系统接收信号的质量与能力，必须保证信号光功率的稳定输出，还要降低光纤传输的损耗，这样才能避免光纤通信传输距离受到限制，才能降低功率的损耗。当光纤系统带宽大于信号带宽时，光纤传输系统的传输距离最远，其计算公式可以表示为：
L=[Ltotal-（Lcoup+Lc+L（fm）+Lm）]/α
其中：假设光源发射的平均光信号功率为Ps，光接收机接收的最小平均光功率为PRmin，那么系统从光发射机到接收机之间允许的光功率总损耗为：
Ltotal=10lg（Ps/PRmin）
Ltotal表示光源与光纤的耦合损耗和光纤与光探测器的耦合损耗的和；Lc表示光纤之间各种连接损耗的总和；L（fm）表示由于光源和传输光纤的有限频带宽度导致的光信号强度下降的等效损耗；Lm表示光纤系统设计时留的富余量；L为传输距离，α为每公里光纤传输损耗系数；αL表示光纤的传输损耗。光在传输过程中的各种损耗也是影响光通信系统传输距离的主要因素。
2 改善光纤通信传输距离受到限制的措施
2.1 提高光发送机的性能与质量
光纤通信传输距离的大小与光发送机入纤光功率有关，所以，相关工作人員要努力改善光发送机的性能，并提高其质量，避免强光对光纤折射率的影响，还要注意对光信号相位的调整，避免光脉冲频率出现较大变化。如果光脉冲的宽度过大，则会限制系统的带宽，进而影响光纤通信传输的距离。为了改善光发送机的性能，相关人员必须选择码型适合的光发送机，这样可以保证在增加其他设施后，有效延长光纤传输距离。当光纤传输距离较长，而且传输速率较高时，发送机色度色散、光纤非线性效应都会发生较为明显的物理效应，这会严重影响传输容量的增加，也会降低信号的覆盖范围。所以，工作人员必须对光发送机的码型进行调制。由于RZ码对光纤非线性效应有着一定免疫能力，所以改变其脉冲，则可以减小信道间的制约作用。此外，为了尽可能利用全部的光源功率输出、延长系统传输距离，通信系统应采用外调制技术。
2.2 增强光接受机的性能
光接受机是光纤通信系统中重要的设备，其可以将光纤传输后衰减的脉冲信号转变为电脉冲信号，还可以对光纤进行放大以及再生还原，使其成为标准的数字脉冲信号。数字光接收机的输入光功率和误码率两者是互相矛盾的，因此必须对其中一个进行人为的规定，一般规定误码率为10-9.根据这一要求，就可以找到数字光接收机所接收到的最小光功率作为其性能指标，即接收灵敏度。提高光接收机的灵敏度也可以延长光纤通信的传输距离。
色散导致脉冲展宽，当脉冲展宽超过分配给它们的时隙时，一部分脉冲能量进人相邻时隙而导致码间干扰。而本时隙内脉冲能量降低，使判决电路的SNR降低，从而导致接收机灵敏度的恶化。因此要尽量减小通信系统中的色散。
频率啁啾是限制广播系统性能的重要因素。对半导体激光器进行调制时，有源区的折射率、传播常数及光脉冲的相位均发生变化，这种由调幅到调相的转换导致光谱的加宽，称为频率啁啾。带有频率啁啾的光脉冲在色散光纤中传输时，脉冲形状将发生变化。由于光谱移动，当脉冲在光纤中传输时，包含在脉冲啁啾分量的部分功率将逸出比特时隙。该功率损耗降低了接收机的SNR，使灵敏度恶化。可采用EAM和MZ-M等预啁啾调制技术来改善系统性能。
2.3 减小系统传输损耗
影响系统传输距离的损耗主要有连接损耗、传输损耗和耦合损耗。现在光纤连接器技术发展已经比较成熟，连接损耗可以忽略。传输损耗与光纤传输损耗系数有关，可以通过选择合适的通信窗口来减小传输损耗。光耦合器又叫光分波合波器，分波器合波器的插入损耗小、隔离度大、带内损耗平坦、带外插入损耗变化陡峭、低的偏振相关性、温度稳定性好、复用道路多等。目前在WDM系统中使用的光分波合波器主要有阵列波导光栅（AWG）、相控阵列分波器、可调谐滤波器、干涉膜滤波器、光栅耦合器等。
结束语
综上所述，在光纤通信系统的传输过程中，影响光纤通信传输距离的因素有很多，但是只要能够对其成因进行分析，就能够采取有针对性的应对措施来避免这些因素对传输质量造成影响。另外，还可以通过引进新技术来提高光纤通信传输系统的整体技术水平和抗干扰能力，例如可以增加光纤放大器、光纤中继器等设备，从而尽可能的延长光纤传输距离，提高信号传输稳定性。当然，在今后的光纤通信事业的发展中，还将会有很多其他的新技术可以被研发应用在光纤传输系统中，来大大的提升光纤传输效率，延长光纤传输距离。参考文献
[1]李伟新，汪晓岩.P型环网结构的配电线载波组网方式研究[J].电力系统通信，2006（11）.
[2]孙强，庞翠珠，文冀萍.一种新的实现光通信传输的系统[J].铁道学报，1995（2）.
[3]龚倩，徐荣，叶小华，等.高速超长距离光传输技术[M].北京：人民邮电出版社，2005.