光纖技術(shù)論文精品(七篇)

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篇(1)

關(guān)鍵詞：光纖直放站覆蓋技術(shù)傳輸距離

引言

隨著移動通信的高速發(fā)展，客戶對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的要求不斷提高，運營商之間競爭日益激烈。而對公路隧道實現(xiàn)全線覆蓋是運營商提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)，也是提高綜合競爭力的一個有力手段。

建設(shè)CDMA、GSM直放站可快速提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。直放站從傳輸方式來分有無線直放站、光纖直放站和移頻直放站。其中，光纖直放站運用的歷史較短，但與其他直放站相比較，它有自己獨特的優(yōu)勢，光纖直放站信號純凈，衰減度小，信號傳輸不受地理氣候的限制，而且隨著光器件價格的降低，產(chǎn)品不斷成熟，在網(wǎng)絡(luò)中的運用不斷增多。

一、光纖直放站的工作原理

光纖直放站主要由中繼端機（或近端機，在基站機房內(nèi)耦合信號）、光傳輸網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)端機和天線系統(tǒng)組成。

中繼端機將基站射頻信號耦合下來，并將射頻信號轉(zhuǎn)換成光信號；

光傳輸網(wǎng)絡(luò)將信號傳送到遠(yuǎn)端；

遠(yuǎn)端機主要包括雙工濾波器（Duplex）、低噪聲放大器（LNA-lownoiseamplifier）、功率放大器（PA-poweramplifier）、光端機等設(shè)備，將射頻信號從光信號中解調(diào)出來，并濾波、放大；

用戶天線用于覆蓋區(qū)的信號發(fā)射和接收，可采用全向或定向天線。

前向放大器放大基站至移動臺的下行信號（前向信號），反向放大器放大移動臺至基站的上行信號（反向信號），由于上下行信號頻率相差很大即雙工間隔很大（如GSM900、CDMA800的雙工間隔為45MHz），可利用雙工濾波器和前端濾波器方便地將兩路信號分開。

二、光纖直放站特點

光纖直放站與無線直放站的最大區(qū)別在于施主基站信號的傳輸方式上，光纖直放站是通過光纖進行傳輸，而無線直放站通過空間傳播。因此，光纖直放站具有以下特點：①輸出信號頻率與輸入信號頻率相同，透明信道。②覆蓋區(qū)天線可根據(jù)地形情況選擇全向或定向天線。③不存在無線直放站收發(fā)隔離問題，選址方便。④光纖中繼端與近端機距離不超過20公里。

三、光纖直放站在公路隧道覆蓋中的建設(shè)問題

由于公路隧道具有地形復(fù)雜，信源獲取困難以及覆蓋區(qū)域狹長，信號波動損耗都較大等特點；因此需要根據(jù)實際環(huán)境進行勘測設(shè)計，靈活組網(wǎng)規(guī)劃；基于公路隧道的特點，光纖直放站因具有設(shè)計和施工靈活且覆蓋效果好，工作穩(wěn)定等優(yōu)點，所以在公路隧道中有很好的應(yīng)用。可從以下幾個方面來進行探討。

3.1傳輸距離的要求光纖直放站的傳輸距離最大可達(dá)15公里，因此對于一般的狹長的隧道，只要不超過改傳輸距離，就可以使用光纖直放站來進行覆蓋。

3.2信源的選取因為信源的選取直接關(guān)系到整體覆蓋效果。因此要保證施主基站有話務(wù)容量冗余可以負(fù)擔(dān)光纖直放站覆蓋區(qū)域內(nèi)的話務(wù)量。若在隧道口附近無信源可取或隧道較長，利用耦合器從基站耦合信號到近端機，近端機將射頻信號轉(zhuǎn)化為光信號，通過光纜將光信號送到遠(yuǎn)端機，遠(yuǎn)端機將光信號轉(zhuǎn)化為射頻信號同時放大信號將其饋送到天線。根據(jù)覆蓋距離及近端機拖帶遠(yuǎn)端機能力和對基站的噪聲影響，來確定遠(yuǎn)端機數(shù)量。

3.3供電方式對于公路隧道，一般建設(shè)在較偏遠(yuǎn)的山區(qū)，電源不太穩(wěn)定甚至沒有電源提供，因此可以利用太陽能供電系統(tǒng)供電，但是如果是在有電源提供的地區(qū)可直接利用220V交流電供電。

3.4監(jiān)控系統(tǒng)公路隧道在偏遠(yuǎn)地區(qū)，故在維護上有很大的困難。監(jiān)控系統(tǒng)能對其進行參數(shù)設(shè)置、調(diào)整，在網(wǎng)絡(luò)維護方面起了非常重要的作用，是必不可少的一項補充。

四、光纖直放站在某隧道網(wǎng)絡(luò)覆蓋中的應(yīng)用實例

4.1工程概況某隧道隧道全長820米，雙洞單向兩車道，隧道頂高約6米，隧道內(nèi)信號電平小于-100dBm，隧道東側(cè)隧道口到轉(zhuǎn)彎處約1000米路段信號電平在-90dBm至-98dBm之間，通話質(zhì)量差。

4.2解決方案為了解決該隧道的覆蓋問題，采用無線接入光纖直放站，兩隧道內(nèi)分別采用八木天線進行覆蓋，隧道外采用拋物面天線，而利用隧道頂遮擋來解決隔離度問題。系統(tǒng)平面圖如下：

4.3測試結(jié)果該隧道開通后檢測結(jié)果為公路隧道內(nèi)、隧道外網(wǎng)絡(luò)信號電平值≥-85dBm左右，通話質(zhì)量RxQual90%區(qū)域以上0級，切換成功率＞99%，掉話率＜1%，擴大基站覆蓋范圍，對基站參數(shù)指標(biāo)無任何影響。

五、結(jié)束語

光纖直放站相對于無線直放站來說，成本相對較高，而且需要敷設(shè)光纖。但正如本文第2點所闡述，與無線直放站相比，光纖直放站有著無可比擬的優(yōu)點，光纖直放站一般可獲得80dB以上的增益，主要完成為離基站較遠(yuǎn)的村鎮(zhèn)、公路、廠礦、旅游區(qū)等地域的覆蓋。該系統(tǒng)具有建站速度快、工程投資低，見效快等優(yōu)點，具有極高的性價比。

參考文獻(xiàn)：

[1]韋惠民等.蜂窩移動通信技術(shù).西安：西安電子科技大學(xué)出版社.2002.

篇(2)

隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，互聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)、云計算、平臺、移動互聯(lián)網(wǎng)將人類帶入了高速的信息時代，互聯(lián)網(wǎng)和通信方式改變著人們的生活、工作方式，通信方式發(fā)生了質(zhì)的飛躍。同時，人們對通信系統(tǒng)的傳輸性能，也提出了更高的要求。通信方式從電纜通信、微波通信、光纖通信，再到目前的研究熱點高速光纖通信。光纖通信是三大支柱通信方式的主體。光纖通信系統(tǒng)，顧名思義，是利用光作為載波、以光纖作為傳輸媒介進行傳輸信息的通信系統(tǒng)，光纖實際上是一種極細(xì)的光導(dǎo)纖維，由純度很高的玻璃拉制而成。普通光纖通信的傳輸速率一般是10Gb/s，高速光纖通信的傳輸速率可達(dá)到40Gb/s、160Gb/s甚至更高。事實上，在光纖通信的不同發(fā)展階段，高速的含義是不同的。目前通常把STM-16等級以上的系統(tǒng)稱為高速光纖通信系統(tǒng)，也有人稱之為超高速光纖通信系統(tǒng)。光纖通信作為當(dāng)前三大通信方式的主體，有著較為明顯的優(yōu)勢：光纖通信的頻帶較寬，可用帶寬約50000GHz，容量大可同時傳輸更多的路數(shù)；光纖通信比任何的傳輸都具有更小的損耗，損耗小帶來的直接好處就是中繼距離長，傳輸穩(wěn)定可靠；另外抗電磁干擾性強、保密性好。

2高速光纖通信系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)

高速光纖通信系統(tǒng)快速發(fā)展，并得到廣泛應(yīng)用的同時，也存在著一些問題。比如光信噪比（OSNR），OSNR是光纖信號與噪聲的比值，OSNR的大小直接影響傳輸信號質(zhì)量的優(yōu)劣，OSNR過大，傳輸距離會相應(yīng)減小。另外，色散、非線性效應(yīng)等問題也是影響高速光纖通信傳輸?shù)闹饕蛩亍Ｉ姑}沖展寬、強度降低，增大誤碼率，信號畸變失真，直接降低通信質(zhì)量。色散一般分為兩類：群速度色散和偏振模色散（PMD）。群速度色散和偏振模色散效應(yīng)對系統(tǒng)的傳輸性能、傳輸速率和傳輸距離都會有明顯的損害。PMD的問題在以往的光纖傳輸中就存在，傳輸速率越高，PMD的影響也越加明顯。光纖傳輸?shù)乃p、消耗和色散與光纖長度為線性關(guān)系，光纖的帶寬與光纖長度為非線性關(guān)系，這一非線性關(guān)系即為非線性效應(yīng)。非線性效應(yīng)分為散射效應(yīng)、與折射密切相關(guān)的自相位調(diào)制SPM、交叉相位調(diào)制XPM和四波混頻效應(yīng)FWM，其中XPM和FWM對系統(tǒng)影響較為嚴(yán)重。因此，研究OSNR、色散和非線性效應(yīng)問題是解決高速光纖通信系統(tǒng)高質(zhì)量傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)。

3高速光纖通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

篇(3)

（1）通過告警接口適配器來對光傳輸設(shè)備網(wǎng)管中的故障告警信號進行采集，一旦采集到了相關(guān)的故障信心，那么設(shè)備就會告警，然后啟動OTDR進行故障的掃描判斷，判斷出故障的大致位置，并進行定位，以便于工作人員比較準(zhǔn)備的找到故障位置進行維修，但是，網(wǎng)管告警中經(jīng)常會有一些非光纜中斷的因素，所以這就對告警接口適配器提出了一些要求，必須能夠支持多種接口和協(xié)議，可以比較精確的翻譯出報警信息。

（2）跨段監(jiān)測和跨段故障掃描。通過對無源光器件或在光纜跨接處跳纖，就能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測多段連續(xù)的光纖線路的遠(yuǎn)距離在線或者空閑纖芯的工作，針對不同的監(jiān)測方式，則必須要根據(jù)實際的情況對檢測的方法進行重新的設(shè)計，以實現(xiàn)跨段監(jiān)測，在線監(jiān)測只能測試一段業(yè)務(wù)信號，不能實現(xiàn)跨段監(jiān)測，只能實現(xiàn)跨段故障掃描，當(dāng)使用在線檢測模式的時候，由于OTDR故障檢測信號和業(yè)務(wù)信號共用纖芯，跨段設(shè)計需要在跨段點上增加兩套無源的波分復(fù)用設(shè)備（FCM），使測試信號可以旁路。上面介紹的所有的測試方法，空閑芯檢測方法不影響相關(guān)光纖的正常工作，也不會對相關(guān)的傳輸信號造成干擾，系統(tǒng)的穩(wěn)定性高，且構(gòu)造比較簡單，性價比高，且空閑芯檢測支持跨段監(jiān)測和跨段故障掃描，能夠擴大監(jiān)測的范圍，因此，當(dāng)前這種方法應(yīng)用得最多。

2光纜通信監(jiān)測系統(tǒng)的硬件平臺

光纜通信檢測系統(tǒng)式整個電力通信網(wǎng)絡(luò)中一個非常重要的子系統(tǒng)，為了確保電力通信系統(tǒng)的正常運行，因此應(yīng)該有一個個系統(tǒng)能夠?qū)Υ笠?guī)模的光纖網(wǎng)絡(luò)資源進行管理和維護，且應(yīng)該支持多級管理和維護，以保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

（1）一級監(jiān)控中心。一級監(jiān)控中心主要負(fù)責(zé)大區(qū)域的監(jiān)測，去監(jiān)測多級多層的光纜網(wǎng)絡(luò)，并且要有一個與檢測規(guī)模相對應(yīng)的監(jiān)測中心，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)可以將各級的監(jiān)控中心有效的連接起來，并且將他們各自監(jiān)測到數(shù)據(jù)傳送到總的監(jiān)測中心，然后對故障進行分析判斷，并生成統(tǒng)計報表。

（2）二級監(jiān)控中心是一級監(jiān)控中心下面的一個子系統(tǒng)，它主要負(fù)責(zé)一定區(qū)域內(nèi)的光纖通信監(jiān)測系統(tǒng)，對這個區(qū)域之內(nèi)的光纜網(wǎng)絡(luò)進行自動的監(jiān)測、進行故障定位、數(shù)據(jù)管理等，并且接收來自相關(guān)監(jiān)測站點的告警信號和相關(guān)的數(shù)據(jù)，對發(fā)生的故障進行有效的統(tǒng)計和處理，并且生成報表。

（3）遠(yuǎn)方監(jiān)測單元。遠(yuǎn)方監(jiān)測單元主要是實現(xiàn)對相關(guān)纖芯的監(jiān)測，并對監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行采集，然后根據(jù)采集的數(shù)據(jù)繪制出數(shù)據(jù)曲線，然后進行初級的分析，根據(jù)分析的結(jié)果對光纜線路進行遠(yuǎn)程的控制等工作，通過DCN與上一級別的監(jiān)控中心數(shù)據(jù)服務(wù)器的通信，支持上級監(jiān)測中心對本監(jiān)測站的光纜和RTU設(shè)備實施監(jiān)測和管理功能。主控單元：主控制單元主要指的是遠(yuǎn)方監(jiān)測單元的主控制板，或者是負(fù)責(zé)遠(yuǎn)方監(jiān)測單元監(jiān)測控制和數(shù)據(jù)通信的一個服務(wù)中心，它具有網(wǎng)絡(luò)接口，以便于更好的進行數(shù)據(jù)的交換，進行遠(yuǎn)程測試等工作；光切換單元：主要有兩種，分別是機械式光路切管開關(guān)和電磁式光路切管開關(guān)，機械式光路切管開關(guān)穩(wěn)定性好，且抗干擾，但是它的精度比較低，電磁式光路切管開關(guān)精度高、體積小、抗震性好，且不耗電不發(fā)熱，對于降低整個遠(yuǎn)方監(jiān)測單元的發(fā)熱有幫助。

（4）光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)的最大監(jiān)測距離計算。實際上，光纜自動檢測系統(tǒng)的最大監(jiān)測距離就是OTRD的極限有效檢測距離，因為在傳輸?shù)倪^程中可能會有光纜熔接頭損耗、傳輸衰耗等因素，所以它的最大有效傳輸距離應(yīng)該考慮這些因素。

（5）波分復(fù)用模塊。波分復(fù)用模塊主要是由光合波器和光濾波器等這些光纖被動元件組成的，針對和纖在線測試方式，F(xiàn)CM可以將OTDR故障掃描信號波與業(yè)務(wù)信號波耦合在一起注入到受測光纖中。通過在遠(yuǎn)端光纜交叉點上設(shè)置FCM，可以實現(xiàn)跨段在線故障掃描。

3結(jié)語

篇(4)

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù)的發(fā)展特點前景

一、光纖通信的歷史

光纖通信的誕生與發(fā)展是電信史上的一次重要革命。1966年，美籍華人高錕(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)，預(yù)見了低損耗的光纖能夠用于通信，敲開了光纖通信的大門，引起了人們的重視。1970年，美國康寧公司首次研制成功損耗為20dB/km的光纖，光纖通信時代由此開始。1977年美國在芝加哥相距7000米的兩電話局之間，首次用多模光纖成功地進行了光纖通信試驗。8.5微米波段的多模光波為第一代光纖通信系統(tǒng)。1981年又實現(xiàn)了兩電話局間使用1.3微米多模光纖的通信系統(tǒng)，為第二代光纖通信系統(tǒng)。1984年實現(xiàn)了1.3微米單模光纖的通信系統(tǒng)，即第三代光纖通信系統(tǒng)。80年代中后期又實現(xiàn)了1.55微米單模光纖通信系統(tǒng)，即第四代光纖通信系統(tǒng)。用光波分復(fù)用提高速率，用光波放大增長傳輸距離的系統(tǒng)，為第五代光纖通信系統(tǒng)。新系統(tǒng)中，相干光纖通信系統(tǒng)，已達(dá)現(xiàn)場實驗水平，將得到應(yīng)用。光孤子通信系統(tǒng)可以獲得極高的速率，20世紀(jì)末或21世紀(jì)初可能達(dá)到實用化。

二、光纖技術(shù)發(fā)展的特點

(1)頻帶極寬，通信容量大。光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，光纖通信系統(tǒng)的于光源的調(diào)制特性、調(diào)制方式和光纖的色散特性。對于單波長光纖通信系統(tǒng)，由于終端設(shè)備的電子瓶頸效應(yīng)而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢。通常采用各種復(fù)雜技術(shù)來增加傳輸?shù)娜萘?，特別是現(xiàn)在的密集波分復(fù)用技術(shù)極大地增加了光纖的傳輸容量。目前，單波長光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到10Gbps。

(2)損耗低，中繼距離長。目前，商品石英光纖損耗可低于0～20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都低；若將來采用非石英系統(tǒng)極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無中繼距離；對于一個長途傳輸線路，由于中繼站數(shù)目的減少，系統(tǒng)成本和復(fù)雜性可大大降低。

(3)抗電磁干擾能力強。光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯(lián)系的一個重要特性是光波導(dǎo)對電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設(shè)或與電力導(dǎo)體復(fù)合構(gòu)成復(fù)合光纜。這一點對于強電領(lǐng)域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利。由于能免除電磁脈沖效應(yīng)，光纖傳輸系還特別適合于軍事應(yīng)用。

(4)無串音干擾，保密性好。在電波傳輸?shù)倪^程中，電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串?dāng)_，而容易被竊聽，保密性差。光波在光纖中傳輸，因為光信號被完善地限制在光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，而任何泄漏的射線都被環(huán)繞光纖的不透明包皮所吸收，即使在轉(zhuǎn)彎處，漏出的光波也十分微弱，即使光纜內(nèi)光纖總數(shù)很多，相鄰信道也不會出現(xiàn)串音干擾，同時在光纜外面，也無法竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

除以上特點之外，還有光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩(wěn)定性好、壽命長。由于光纖通信具有以上的獨特優(yōu)點，其不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路中，還可以應(yīng)用在電力通信控制系統(tǒng)中，進行工業(yè)監(jiān)測、控制，而且在軍事領(lǐng)域的用途也越來越為廣泛。

三、光纖技術(shù)的發(fā)展前景

對光纖通信而言，超高速度、超大容量和超長距離傳輸一直是人們追求的目標(biāo)，而全光網(wǎng)絡(luò)也是人們不懈追求的夢想。

(1)向超高速系統(tǒng)的發(fā)展。目前10Gbps系統(tǒng)已開始大批量裝備網(wǎng)絡(luò)，主要在北美，在歐洲、日本和澳大利亞也已開始大量應(yīng)用。但是，10Gbps系統(tǒng)對于光纜極化模色散比較敏感，而已經(jīng)鋪設(shè)的光纜并不一定都能滿足開通和使用10Gbps系統(tǒng)的要求，需要實際測試，驗證合格后才能安裝開通。它的比較現(xiàn)實的出路是轉(zhuǎn)向光的復(fù)用方式。光復(fù)用方式有很多種，但目前只有波分復(fù)用(WDM)方式進入了大規(guī)模商用階段，而其它方式尚處于試驗研究階段。

(2)向超大容量WDM系統(tǒng)的演進。采用電的時分復(fù)用系統(tǒng)的擴容潛力已盡，然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用了不到1%，99%的資源尚待發(fā)掘。如果將多個發(fā)送波長適當(dāng)錯開的光源信號同時在一極光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復(fù)用(WDM)的基本思路。采用波分復(fù)用系統(tǒng)的主要好處是：1.可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使容量可以迅速擴大幾倍至上百倍；2.在大容量長途傳輸時可以節(jié)約大量光纖和再生器，從而大大降低了傳輸成本：3.與信號速率及電調(diào)制方式無關(guān)，是引入寬帶新業(yè)務(wù)的方便手段；4.利用WDM網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交換和恢復(fù)可望實現(xiàn)未來透明的、具有高度生存性的光聯(lián)網(wǎng)。

(3)開發(fā)新代的光纖。傳統(tǒng)的G.652單模光纖在適應(yīng)上述超高速長距離傳送網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需要方面已暴露出力不從心的態(tài)勢，開發(fā)新型光纖已成為開發(fā)下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。目前，為了適應(yīng)干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的不同發(fā)展需要，已出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖，即非零色散光(G.655光纖)和無水吸收峰光纖(全波光纖)。從長遠(yuǎn)來看，BPON技術(shù)無可爭議地將是未來寬帶接入技術(shù)的發(fā)展方向，但從當(dāng)前技術(shù)發(fā)展、成本及應(yīng)用需求的實際狀況看，它距離實現(xiàn)廣泛應(yīng)用于電信接入網(wǎng)絡(luò)這一最終目標(biāo)還會有一個較長的發(fā)展過程。

(4)全光網(wǎng)絡(luò)。未來的高速通信網(wǎng)將是全光網(wǎng)。全光網(wǎng)是光纖通信技術(shù)發(fā)展的最高階段，也是理想階段。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了節(jié)點間的全光化，但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點處仍采用電器件，限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康倪M一步提高，因此真正的全光網(wǎng)已成為一個非常重要的課題。

目前，全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展仍處于初期階段，但它已顯示出了良好的發(fā)展前景。從發(fā)展趨勢上看，形成一個真正的、以WDM技術(shù)與光交換技術(shù)為主的光網(wǎng)絡(luò)層，建立純粹的全光網(wǎng)絡(luò)，消除電光瓶頸已成為未來光通信發(fā)展的必然趨勢，更是未來信息網(wǎng)絡(luò)的核心，也是通信技術(shù)發(fā)展的最高級別，更是理想級別。

篇(5)

在應(yīng)用過程中，按照用途將光纖進行分類，可分為傳感光纖和通信用光纖；按照制作工藝分類，可分為材料組成類、制造工藝類和光學(xué)特性類；按照傳輸介質(zhì)分類，可分為專用和通用兩種，并且，功能器件光纖可以應(yīng)用于放大光波、分頻、整形和光振蕩等方面，從而以不同形態(tài)呈現(xiàn)在人們眼前。根據(jù)光纖通信的應(yīng)用情況可知，光纖通信的基本構(gòu)成結(jié)構(gòu)包括光源、光纖和光檢測器三部分，具有如下幾個特點：

（1）信號干擾小、保密性強。

（2）通信容量超大，可完成遠(yuǎn)距離傳輸。一般一根光纖的帶寬在20THz以上，在沒有中繼傳輸?shù)那闆r下，可傳輸?shù)綆资镆陨稀?/p>

（3）重量較輕、細(xì)徑較細(xì)，一般制作材料是石英，大大降低了有色金屬的耗損，使資源得到合理利用。

（4）不受外界因素影響，在任何情況下可使用，具有較長使用壽命。

（5）較強抗電磁干擾能力和絕緣性能，因此，信息傳輸質(zhì)量非常好。

（6）沒有輻射，不容易被竊聽，提高信息傳輸?shù)陌踩浴?/p>

（7）環(huán)繞性好、抗腐蝕能力強，在使用過程中，不會出現(xiàn)火花，減少安全事故。

2光纖通信技術(shù)在電力通信中的應(yīng)用

在電力通信中，電力特種光纖包括OPGW(光纖復(fù)合地線)、MASS(金屬自承光纜)、OPPC(光纖復(fù)合相線)、ADL(相/地捆綁光纜)、ADSS(全介質(zhì)自承光纜)和GWWOP(相/地線纏繞光纜)等六種，而我國應(yīng)用較多的電力特種光纜是ADSS和OPGW兩種，大大提高了電力通信的工作效率，使電能損耗得到大量減少。

2.1ADSS(全介質(zhì)自承光纜)

根據(jù)我國電力通信的發(fā)展來看，ADSS(全介質(zhì)自承光纜)在35KV、110KV、220KV的電壓等級輸電線路上得到了廣泛應(yīng)用，尤其是目前已建成的線路上使用范圍非常廣，使電力部門利用高壓輸電線桿塔建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)變得更加方便和快捷，大大減低工作人員的工作量和建設(shè)成本。在進行光纜設(shè)計時，對溫差、風(fēng)速和氣候等外界因素進行了充分考慮，因此，ADSS(全介質(zhì)自承光纜)具有很強的抗震動性、抗沖擊性，可以隨意彎折和抗老化性，并且，成本較低、安裝非常方便、易攜帶，給桿塔帶來的負(fù)載非常小。由于ADSS(全介質(zhì)自承光纜)具有光纖傳輸性能強、環(huán)境性能好和光纜機械性能卓越等特點，在實際應(yīng)用過程中，可以與高雅電力傳輸線架設(shè)在同一根電桿上，因此，成為了電力系統(tǒng)中最完美的電網(wǎng)通信傳輸介質(zhì)，確保了電網(wǎng)通信的信號質(zhì)量，使光纜傳輸效果得到大大提高。我國現(xiàn)代化建設(shè)中，ADSS(全介質(zhì)自承光纜)在山區(qū)、跨度較大區(qū)域和雷電集中區(qū)等地方的線纜架空敷設(shè)中非常適用，在滿足了電力部門自身的通信要求的同時，為通信業(yè)務(wù)不斷發(fā)展和開展新業(yè)務(wù)提供新的途徑。

2.2OPGW(光纖復(fù)合地線)

在電力通信中，OPGW(光纖復(fù)合地線)是電路傳輸線路的地形中含有供通信用的光纖單元，由此可見，架空地線中含有光纖，OPGW(光纖復(fù)合地線)是架空地線和光纜的復(fù)合體。由于OPGW(光纖復(fù)合地線)的一次性投入較大，在新建線路或舊線路更換時會選擇使用，具有可靠性高和不需要維護的特點。在實際應(yīng)用過程中，OPGW(光纖復(fù)合地線)擁有兩種功能：一是，與復(fù)合在地線中的光纖一起完成信息傳輸，二是作為輸電線路的防雷線，可以對輸電導(dǎo)線起到屏蔽保護的作用。一般情況下，OPGW(光纖復(fù)合地線)有鋁管型、鋼管型和鋁骨架型三種，具有光學(xué)性能、電氣性能和機械性能，可以應(yīng)用于具有架空接地線的輸配電線路中，從而使光纖的可靠性和安全性得到大大提高，使我國輸電容量得到機一部提高。在新建線路的應(yīng)用中，OPGW(光纖復(fù)合地線)不需要增加建設(shè)成本，在舊線路更換中，只需要將原來的地線更換掉就可以了，并且不需要對桿塔進行加固或重新設(shè)計等，從而大大減少工作人員的工作量。另外，OPGW(光纖復(fù)合地線)的安裝非常方便，不需要特殊的工具，成為我國電力事業(yè)未來發(fā)展的重要研究方向。

3結(jié)束語

篇(6)

關(guān)鍵詞：DWDM，光分波/合波器，光放大器

 

1．引言

隨著話音業(yè)務(wù)的飛速增長和各種新業(yè)務(wù)的不斷涌現(xiàn)，特別是IP技術(shù)的日新月異，網(wǎng)絡(luò)容量將會受到嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。隨著EDFA進入實用階段，DWDM――目前解決通信網(wǎng)絡(luò)容量危機的最佳方案--復(fù)用波分技術(shù)得到了極大的發(fā)展。

波分復(fù)用(WDM)技術(shù)，尤其是其中的密集波分復(fù)用(DMDM)技術(shù)除了能經(jīng)濟地使光網(wǎng)絡(luò)獲得超大傳輸容量外，還有應(yīng)用靈活方便的優(yōu)點。因為DMDM系統(tǒng)各信道上的光信號可以具有彼此獨立的比特率和體系。用一根光纖能夠同時傳輸不同體系、不同速率（低速、高速、超高速）、不同業(yè)務(wù)類型（圖像、語音、數(shù)據(jù)）的多種信號。至2000年，DWDM技術(shù)已在全球范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，該技術(shù)正邁向成熟。

2．光波分復(fù)用的基本概念

WDM是指在一根光纖中同時傳輸多波長光信號的一項技術(shù)。

DWDM指在同一窗口中信道間隔較小的波分復(fù)用。該系統(tǒng)是在1550nm波長區(qū)段內(nèi)(見圖1)，同時用8，16或更多個波長，在一對光纖上(也可采用單光纖)構(gòu)成的光通信系統(tǒng)，其中每個波長之間的間隔為1.6nm，0.8nm或更低，其對應(yīng)的帶寬約為200GHz，100GHz或更窄。

現(xiàn)在，也有用WDM來稱呼DWDM系統(tǒng)的。從本質(zhì)上講，DWDM只是WDM的一種形式，WDM更具有普遍性，DWDM缺乏很明確和準(zhǔn)確的定義。一般情況下，如果不特指1310nm/1550nm的兩波分WDM系統(tǒng)，人們談?wù)摰腤DM系統(tǒng)就是指DWDM系統(tǒng)。

3．光波分復(fù)用的關(guān)鍵技術(shù)

DWDM技術(shù)把光波作為信號的載波，在發(fā)送端采用波分復(fù)用器（合波器）將規(guī)定的不同波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端，再由波分解復(fù)用器（分波器）將這些不同波長承載不同信號的光載波分開的復(fù)用方式。根據(jù)波分復(fù)用器的不同，可以復(fù)用的波長數(shù)也不同。如圖1所示。論文格式，光放大器。。

DWDM系統(tǒng)中的光電器件主要包括激光器、波分復(fù)用/解復(fù)用器和光纖放大器。

圖 1 DWDM技術(shù)

3.1波分復(fù)用系統(tǒng)對光纖光源的要求

由于單模光纖具有內(nèi)部損耗低、帶寬大、易于升級擴容和成本低的優(yōu)點，國際上已一致認(rèn)同DWDM系統(tǒng)將只使用單模光纖作為傳輸媒質(zhì)。目前，ITU-T已經(jīng)在G.652、G.653、G.654和G.655建議中分別定義了4種不同設(shè)計的單模光纖。

波分系統(tǒng)的光源的兩個基本要求是：①光源有標(biāo)準(zhǔn)的、穩(wěn)定的光波長。②光源需要滿足長距離傳輸要求。

目前最適合傳輸DWDM系統(tǒng)的光纖是G.655光纖，但在我國因為大量鋪設(shè)的是G.652尾纖，所以在上10G及以上速率的信號時，需要用色散補償。

3.2波分復(fù)用系統(tǒng)關(guān)鍵器件--分波/合波器

波分系統(tǒng)的關(guān)鍵器件是分波/合波器。論文格式，光放大器。。合波器的主要作用是將多個信號波長合在一根光纖中傳輸；分波器的主要作用是將在一根光纖中傳輸?shù)亩鄠€波長信號分離。

3.3 光放大技術(shù)

光放大技術(shù)的發(fā)展和實際應(yīng)用是DWDM技術(shù)得以應(yīng)用的主要因素。

在光纖通信中光信號不失真地傳送得越遠(yuǎn)越好。由于光纖存在一定的損耗和色散，從而限制了光纖通信系統(tǒng)的傳送距離。為實現(xiàn)長距離的光纖傳輸，需要采用光放大器。

迄今為止，人們已研究出3種光放大器，即半導(dǎo)體激光放大器（SOA）、光纖拉曼放大器（RAMAN）和摻稀土元素的光纖放大器。摻稀土元素的光纖放大器主要有摻鉺光纖放大器（EDFA）和摻鐠光纖放大器（PDFA），其中EDFA適合于長波長1550nm窗口的光信號放大，而PDFA適用于1310nm窗口的光信號。論文格式，光放大器。。目前已經(jīng)達(dá)到實用化水平并在DWDM系統(tǒng)應(yīng)用的就是EDFA。PDFA尚未達(dá)到商用水平。半導(dǎo)體激光放大器（SOA），集成性好，但其放大器噪聲較大是一個急待解決的問題；RAMAN在高速率系統(tǒng)和海底通信系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用前景。

3.4 DWDM設(shè)備工作方式

3.4.1 雙纖雙向傳輸

雙纖雙向傳輸是指一根光纖只完成一個方向光信號的傳輸，反向光信號的傳輸由另一根光纖來完成。因此，同一波長在兩個方向上可以重復(fù)利用。

這種DWDM系統(tǒng)可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使一根光纖的傳輸容量擴大幾倍至幾十倍。在長途網(wǎng)中，可以根據(jù)實際業(yè)務(wù)量的需要逐步增加波長來實現(xiàn)擴容，十分靈活。

3.4.2 單纖雙向傳輸

單纖雙向傳輸是指在一根光纖中實現(xiàn)兩個方向光信號的同時傳輸，兩個方向光信號應(yīng)安排在不同波長上。單纖雙向傳輸允許單根光纖攜帶全雙工通路，通?？梢员葐蜗騻鬏敼?jié)約一半的光纖器件。論文格式，光放大器。。由于兩個方向傳輸?shù)男盘柌唤换ギa(chǎn)生FWM（四波混頻）產(chǎn)物，因此其總的FWM產(chǎn)物比雙纖單向傳輸少很多，但缺點是該系統(tǒng)需要采用特殊的措施來對付光反射，以防多徑干擾；當(dāng)需要將光信號放大以延長傳輸距離時，必須采用雙向光纖放大器以及光環(huán)形器等元件，但其噪聲系數(shù)稍差。論文格式，光放大器。。

4．結(jié)論：密集波分復(fù)用是光纖通信的發(fā)展方向

一百年來，電信網(wǎng)技術(shù)發(fā)生了巨大變化，其中交換網(wǎng)、傳輸網(wǎng)經(jīng)歷了從模擬到數(shù)字、從電纜到光纜、從PDH到SDH、……總之,從業(yè)務(wù)形態(tài)來說,核心通信業(yè)務(wù)的發(fā)展遵循了從簡單到復(fù)雜，從窄到寬發(fā)展的規(guī)律。論文格式，光放大器。。DWDM的成功推出是必然趨勢，DWDM技術(shù)第一次把復(fù)用方式從電信號轉(zhuǎn)移到光信號，在光域上用波分復(fù)用的方式提高傳輸速率，光信號實現(xiàn)了直接復(fù)用和放大，并且各個波長彼此獨立，對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式透明，從某種意義上講，WDM技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)志著光通信時代的“真正”來臨。在可預(yù)見的未來，基于WDM技術(shù)的光選路、交換技術(shù)也將得到大規(guī)劃應(yīng)用，作為通信領(lǐng)域發(fā)展最為迅速的前沿技術(shù)，WDM具有不可估量的發(fā)展?jié)摿凸饷髑巴?。所以說光波分復(fù)用是光纖通信發(fā)展的方向。

篇(7)

1目前《光纖通信技術(shù)》課程教學(xué)中存在的問題

1.1課時不足，理論性知識不能較好地結(jié)合實際工程，且實驗設(shè)備更新較慢，實驗教學(xué)效果有待提高

由于光纖通信技術(shù)是一門多學(xué)科交叉滲透的課程，涉及的內(nèi)容相當(dāng)廣泛。就我校的情況來說，本門課程總學(xué)時48個學(xué)時，實驗10個學(xué)時，由于教學(xué)學(xué)時的限制，不可能面面俱到地把所有光纖通信的內(nèi)容都講到，因此教師選擇教學(xué)內(nèi)容的隨意性較大，容易導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容的片面性和不連續(xù)性，對于學(xué)生來說，也感覺課程的知識點過多，沒有連續(xù)性，不好掌握。而且本門課程涉及的物理知識較多，對一些基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生來說，很難掌握，因此就會出現(xiàn)學(xué)習(xí)困難。學(xué)生對知識的掌握僅限于一些基本知識點，不清楚理論的實際工程意義，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)完以后不知學(xué)了什么，不知學(xué)了有什么用的情況。在實驗內(nèi)容方面，也存在著實驗硬件更新升級落后、實驗的設(shè)備陳舊、實驗項目單一、實驗內(nèi)容老化等問題，教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)嚴(yán)重落后于光纖通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。另外，采用實驗箱型的實驗方式在方便操作的同時卻無法讓學(xué)生深入了解光纖通信系統(tǒng)全貌。實踐教學(xué)很難達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生動手能力的目的，導(dǎo)致學(xué)生普遍對實驗教學(xué)認(rèn)識不足，嚴(yán)重影響了實驗教學(xué)質(zhì)量和效果。

1.2課程內(nèi)容選取理論性較強，工學(xué)結(jié)合教學(xué)體系尚未真正構(gòu)建

傳統(tǒng)的教學(xué)方法是按照所選教材的順序按章講解，由于課程本身特點，公式多，表格多，圖形多，有些還需要教師在課堂上進行公式的推導(dǎo)，導(dǎo)致了學(xué)生感覺學(xué)習(xí)難度大，不易聽懂，課程氣氛沉悶，認(rèn)為對實踐指導(dǎo)沒有意義。課堂講授理論性強，但不知道這些理論應(yīng)該如何應(yīng)用，工學(xué)結(jié)合課程教學(xué)體系尚未真正的構(gòu)建。

1.3側(cè)重理論知識考核，過程與能力考核尚未得到足夠的重視

我校傳統(tǒng)的考核辦法是期末考試成績占70%，平時成績占30%。期末考試時，學(xué)生把大量的精力花費在記憶知識點，背公式上，而且不能反映學(xué)生的實際應(yīng)用水平，由于期末考試所占比重最大，不能改變一考定終身的問題。雖然有平時成績，但不能全面反映學(xué)生的實際掌握知識的能力及水平。由于平時成績所占比重小，因此對平時成績里所含的實驗成績不重視，大部分學(xué)生對待實驗不重視，實驗報告也有抄襲現(xiàn)象。所以這種考核辦法不能反映學(xué)生的真實水平，也需要進一步改進。因此，本文針對教學(xué)中出現(xiàn)的以上問題進行了深入的研究。

2教學(xué)內(nèi)容改革

結(jié)合本校的人才培養(yǎng)定位，為了培養(yǎng)應(yīng)用型人才，在教學(xué)內(nèi)容方面，既重視課程的理論性，更要強調(diào)課程的實用性。

2.1結(jié)合工程實際，重組課程內(nèi)容

光纖課程的理論知識點較多，在理論課講授時，由于學(xué)時的限制，不可能面面俱到，都講深入也是不切實際的。因此在課程教學(xué)過程中要抓住重點、突破難點，做到詳略得當(dāng)、主次分明。對于學(xué)生反映掌握比較困難的理論，可以適當(dāng)?shù)卦谡n前進行一些知識的補充，也可以在上次課結(jié)束時，留一些預(yù)習(xí)任務(wù)。比如在講光源這一部分內(nèi)容時，可以讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)物理中光學(xué)這部分內(nèi)容以及模擬電路里的相關(guān)內(nèi)容，在課堂上再輔以補充，使學(xué)生接受新知識時就容易得多。還有在講解光纖導(dǎo)光原理這部分內(nèi)容時，由于模式理論方法其中存在非常難懂的電磁理論知識，因此結(jié)合人才培養(yǎng)目標(biāo)，果斷刪除這種分析方法，改用相對簡單的射線分析方法。

2.2及時將光纖通信新知識、新技術(shù)補充到教學(xué)內(nèi)容中

由于光纖通信技術(shù)發(fā)展速度極快，現(xiàn)有的光纖通信教材中提到的新技術(shù)，比如光放大技術(shù)、光波分復(fù)用技術(shù)、光孤子通信和相干光通信等在實際中已經(jīng)應(yīng)用的比較成熟。而新出現(xiàn)的新技術(shù)并沒有提及，因此適當(dāng)增加新技術(shù)、新理論的課時，使學(xué)生更多的最新技術(shù)發(fā)展的動態(tài)。

2.3重視實際工程案例、實際工程操作的講解

比如光纜敷設(shè)、光纖熔接、光纖通信系統(tǒng)設(shè)計等教學(xué)內(nèi)容都安排了適當(dāng)?shù)恼n時，通過實驗或視頻的形式給學(xué)生展示出來。既與實際聯(lián)系緊密，又增加學(xué)生的興趣，為將來的工作打下一個良好的基礎(chǔ)。

3教學(xué)方法的改革

現(xiàn)在的教學(xué)方法主要有這么幾種，課堂的板書講授法、多媒體授課、實驗演示法等。板書講授法是傳統(tǒng)的教學(xué)方法，優(yōu)點是思路清晰、框架清楚、重點突出，學(xué)生容易筆記，思路清楚，精神集中；缺點是形式單一、信息量小、不生動直觀。多媒體教學(xué)可彌補板書里存在的問題，多媒體教學(xué)方法信息量大，能動態(tài)的顯示一些復(fù)雜不易理解的內(nèi)容，一些動態(tài)軟件的引入，更是可以使抽象的知識和理論形象生動化，學(xué)生學(xué)起來更容易懂，更加感興趣。但由于信息量太大，講授速度偏快，如果只使用多媒體教學(xué)學(xué)生很容易疲勞。實驗演示方法最直觀，最容易接受，也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。但由于實驗條件的限制，不能全程采用。這幾種教學(xué)方法各有優(yōu)缺點，我們不能只是單一地采用某一種教學(xué)方法，而是應(yīng)該把它們結(jié)合起來。針對不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)形式，目的能達(dá)到使學(xué)生對學(xué)習(xí)充滿興趣，學(xué)習(xí)更加輕松，容易接受，更能很好地掌握所學(xué)知識并運用到實際工作中。目前《光纖通信技術(shù)》課程內(nèi)容主要有這么幾部分：光纖傳輸原理及特性、光纖器件、光纖通信系統(tǒng)、光纖通信網(wǎng)絡(luò)及新技術(shù)。這幾部分內(nèi)容各有特點，因此在教學(xué)時應(yīng)該根據(jù)不同教學(xué)的內(nèi)容采用不同的教學(xué)方法。（1）光纖傳輸原理及特性這部分內(nèi)容理論性很強，涉及到很多物理知識、數(shù)學(xué)知識，內(nèi)容抽象，還存在很多公式推導(dǎo)，學(xué)生學(xué)起來很困難，不感興趣。在講授這部分內(nèi)容時以板書形式為主，清晰明了，輔以多媒體課件，把書中一些圖片由靜止變動態(tài)，把枯燥的知識變得生動形象。（2）光纖器件這部分內(nèi)容比較直觀，更接近于實際應(yīng)用，因此教學(xué)方法不采用板書講授。這部分內(nèi)容以多媒體講授為主，輔以實物展示。把不同的光纖器件帶進課堂，給同學(xué)們展示，學(xué)生非常感興趣。在多媒體課件上向?qū)W生展示它們的應(yīng)用情況，效果很好。由于實踐條件的限制，這部分內(nèi)容的操作要靠校外實訓(xùn)基地提供的幫助，把合作單位的器件拿到課堂，并請工程師來講解，收到很好地效果。（3）光纖通信系統(tǒng)這部分內(nèi)容主要是設(shè)計思想和實際應(yīng)用，采用的辦法是采用仿真軟件和實驗箱操作結(jié)合的方式，這部分內(nèi)容可以安排在實驗室。采用仿真軟件，可以使學(xué)生對整個系統(tǒng)的應(yīng)用有更深刻的認(rèn)識，可以提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。通過實驗，可以增強學(xué)生的動手操作能力，加深印象。（4）光纖通信網(wǎng)絡(luò)及新技術(shù)這部分內(nèi)容也是有一定難度的，在講授這部分內(nèi)容時，一是理論性強，不好理解，講授方法采用多媒體為主，輔以形象舉例法。比如SDH的同步復(fù)用和映射方法這一節(jié)，內(nèi)容非常抽象，不好理解，在講授時通過多媒體的動態(tài)演示使學(xué)生思路清晰，并且通過舉大家日常非常熟悉的貨車?yán)浀睦?，引?dǎo)學(xué)生理解，由淺入深。二是這部分內(nèi)容更新非?？欤覀儾扇〉姆椒ㄊ牵豪蠋煂δ壳暗男录夹g(shù)、新成果進行大量的材料收集，以多媒體的形式向?qū)W生展示；另外為了激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)自己收集這部分內(nèi)容的材料，課上和同學(xué)們一起分享并說出自己的見解。通過這種形式，既可以讓學(xué)生獨立思考，增加獨立解決問題的能力，又能形成很好的教學(xué)互動。

4考核方式的改革

針對傳統(tǒng)考核辦法存在的不足，我們采取了這樣的嘗試辦法。成績的組成由這幾部分構(gòu)成：平時成績20%（包括平時出勤情況、課堂參與情況）、實驗成績30%（實驗報告+實驗論文）、小論文10%、期末考試成績40%。在這幾部分中降低期末考試的比重，提高實驗成績的比重。其中實驗成績這部分內(nèi)容，學(xué)生不能只交一個實驗報告了事，還要有仿真作業(yè)成績，并且通過實驗論文讓學(xué)生寫出對實驗結(jié)果的分析及現(xiàn)象總結(jié)，實驗過程中出現(xiàn)了什么問題，是如何解決的，有沒有改進的辦法。我們設(shè)置的小論文是開放性的題目，比如可以寫對整個光纖通信技術(shù)某項新技術(shù)的認(rèn)識、發(fā)展動態(tài)，也可以設(shè)計一個小型實際項目的光纖通信系統(tǒng)。通過這些措施，希望能全面的反映學(xué)生的綜合水平，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

5總結(jié)