光纤通信在5G系统的应用及展望

【摘要】随着社会的发展，科技的进步，光纤通信走入了千家万户，使人们的衣、食、住、行等生活发生了翻天覆地的改变，同时把世界之间的距离缩短了，使得人们的生活更加网络化、智能化、便捷化，实现了人们可以足不出户解决生活中的一切需求。目前，4G网络已经基本得到全面覆盖，但随着人们生活需求的不断提高，4G网络已经不再满足人们对带宽和网络速度的需求，5G系统即将到来，并将在不久的将来得到广泛的应用。光纤通信是互联网时代的重要传递载体，其重要性不言而喻。本文主要就光纤通信在5G系统中的应用和展望进行分析，希望可以对相关人员有所帮助。

【关键词】光纤通信；5G系统；应用；展望

科技的不断发展，使人们可以通过网络通信进行沟通和联系，拉近了人与人之间的时空距离。光纤通信作为人们生活中不可或缺的辅助资源，必须保证其具有大容量和高速性。在这样的背景下，5G网络正在研发，并即将开始投入使用。光纤通信也将在5G系统中会得到更为全面、广泛的应用，为人与人、人与物、物与物之间提供高速、安全、自由的连接，使人们的生活更加美好。

1光纤通信的含义及意义

光纤通信是通过光导纤维传送信息的，所谓“光纤将梦想接入现实”，就是对光纤通信的真实写照。它不仅具有庞大的通信容量，还提升传输质量，保障了通信的私密性。光纤通信将在5G系统中扮演非常重要的角色，并得到更广泛的应用。我国对光纤通信的需求在很久之前就已经十分迫切，据可靠数据显示，迄今为止，全世界已安装了42亿km的光纤，而其中中国占16亿芯km，可谓是占据全球产需求的半壁江山。随着5G时代的来临，对光纤通信的需求量还会变得更加庞大。有研究学者预测，在5G时代下我国对光线通信的需求量还会继续增长，能够达到4G时代的5倍。

25G系统的概念及特点

2.1概念。5G是在前四代通信技术基础上发展起来的第五代移动通信技术，相较于前四代通信技术，5G通信技术已经不再是单一的无线技术，而是实现了现有的无线接入技术和新增补充新无线技术之间的融合，可以认为其是一个融合的网络。它改善了现有4G网络处理自发的能力，使频谱效率、频谱资源都可以达到巅峰速度，同时使LTE峰值速率从现在的100Mb/s，提高到达到10Gb/s，实现了百倍的提升。2.2特点。5G系统作为未来的发展趋势，具有其本身的优良特点。首先，5G系统集合了功能强大的基站，在此基础上组成大服务器集群，这样新型的构架方式，大大提升了速度。其次，5G的基站在设计时考虑到安装场景各不相同的需求，把基站设计的相对小型化，但功能却更加强大，以满足不同场景的安装。最后，5G系统在能源消耗上做到了绿色节能，能源消耗只有现在的1/10，符合国家可持续发展的环保理念。

3光纤通信技术在5G系统中的应用

3.1色散补偿的技术。由于5G系统下光纤通信的速度经大幅度提升，而在信息传输中，1550nm波段约产生18ps/nm•km的色散，会引起脉冲展宽，导致乱码的产生，不利于高速信号的长距离传输，色散补偿技术，可以对色散问题进行弥补，满足长距离传输。因此，色散补偿技术将是长距离光纤传输的关键技术。3.2光纤放大器的技术。宽带光纤放大器的技术，可以使传输容量得到提升，具有抗偏振，抗串扰等特点，在光纤通信技术中发挥重要作用。就在当前的技术下，有很多种宽带放大器技术，包括碲化物光纤放大器、碲化物光纤放大器等。3.3光孤子WDM传输的技术。在5G系统中，拥有更大的数据容量。因此，在数据传输中，必须要处理好平衡处理好色散。光孤子WDM传输的技术，通过对光纤自身非线性的特点进行利用，可以对光纤的色散进行平衡处理，确保信息传输不受距离、速度的限制，使信息传输更加平稳。3.4密集波分复用（DWDM）技术。密集波分复用（DWDM）技术是目前光纤通信中应用非常成熟的新技术，可以实现一根光纤同时传输两个以上不同波段的光载波通信。在此系统中为最重要的器件就是利用分波、合波原理所制成的干涉滤光片型DWDM器件，它的核心是超窄带干涉滤光片，以光学镀膜方式所制作的薄膜干涉滤光片，具有热稳定性好、最小的插入损耗、最小的偏振相关损耗等特点，受到市场的广泛应用。为了能够实现在传输光纤的终端正确地将每个载波从多个波长中提取出来而不存在串扰，要运用超窄带滤光片，且要求超窄带滤光片必须具有矩形通带、较小的波纹、较高的抑制比等特点。

4光纤通信在5G中的运用展望

4.1增强型移动宽带（eMBB）。5G时代，带来最大的改变就是网络速率的大幅度提升。目前的4G网络速度已经很快了，但是5G会更加快，达到10Gbps，满足人们居住、工作、休闲和交通等不同区域的需求，同时做到在密集住宅区、体育场、露天集会、地铁、快速路、高铁等人流密集地可以随时满足超高清视频、虚拟现实、在线游戏等需求，并且不存在卡网、掉网的现象。4.2低功耗大连接（mMTC）。由于终端的功耗以及无线网络的覆盖的影响，物联网目前仍不被大众所熟知和运用，处于萌芽的状态。而5G网络的出现，5G网络实现了低功耗大连接，相信未来的物联网的需求将会很大，会迎来全面发展。物联网可以利用现有的如智慧城市、智能家居、智慧农业、工业互联网、森林防火等应用的基础上进行发展，这类应用大多数据小、功耗低，且终端分布范围广，实现了低功率、低成本的连接。4.3低时延高可靠（uRLLC）。目前所应用的4G网络，可以满足人们进行游戏、视频、数据电话等，网络的时延为100ms，5G网络的到来，将会缩短网络的延时，达到小于5ms，通信速度达到450km/h。在这样的速度下，实现了消费者可以随时随地随心所欲地享受高清视频传输，体验VR360°全景直播，享受AR游戏和购物、实时观看无人机航拍画面等不同需求，同时，5G网络还具有高可靠性，将会对一些相关产业带来创新应用，促进网联无人机、自动驾驶和远程驾驶、智能电网、工业互联网等产业的发展。

5结束语

在这个“光纤连接世界”的时代，对移动互联网业务提出了更高的要求。面对现有的4G通信网络已经不足以满足社会的需求的大环境下，5G网络即将强势来临，以其特有的优势席卷社会。光纤通信技术作为互联网技术的重要组成部分，尤其是1310nm波段的波分复用器件将给5G系统带来更好的应用，让用户享受到高网速、零延迟的网络服务，同时还能够促进各类业务和用户感知的智能优化，有效的推动通信网络的发展。

参考文献

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作者:张明 单位:上海光联通讯技术有限公司