光通信研究論文范文

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第1篇

[摘要]光纖是通信網絡的優良傳輸介質，光纖通信是以很高頻率(1014Hz數量級)的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質的通信，光纖通信的問世使高速率、大容量的通信成為可能，目前它已成為最主要的信息傳輸技術。介紹我國光纖通信技術的現狀，總結光纖通信技術的幾種關鍵技術，并對光纖通信技術的發展趨勢進行論述。

一、光纖通信的概況

1966年，美籍華人高錕(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)，預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。光纖通信是以很高頻率(1014Hz數量級)的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質的通信。由于光纖通信具有損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優點，備受業內人士青睞，發展非常迅速。光纖通信系統的傳輸容量從1980年到2000年增加了近一萬倍，傳輸速度在過去的10年中大約提高了100倍。

光纖通信的發展依賴于光纖通信技術的進步。目前，光纖通信技術已有了長足的發展，新技術也不斷涌現，進而大幅度提高了通信能力，并不斷擴大了光纖通信的應用范圍。

二、光纖通信技術發展的現狀

(一)波分復用技術。波分復用技術可以充分利用單模光纖低損耗區帶來的巨大帶寬資源。根據每一信道光波的頻率(或波長)不同，將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道，把光波作為信號的載波，在發送端采用波分復用器(合波器)，將不同規定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，再由一波分復用器(分波器)將這些不同波長承載不同信號的光載波分開。由于不同波長的光載波信號可以看作互相獨立(不考慮光纖非線性時)，從而在一根光纖中可實現多路光信號的復用傳輸。

(二)光纖接入技術。光纖接入網是信息高速公路的“最后一公里”。實現信息傳輸的高速化，滿足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網絡，用戶接入部分更是關鍵，光纖接入網是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應用，統稱FTTx。FTTH(光纖到戶)是光纖寬帶接入的最終方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纖的寬帶特性，為用戶提供所需要的不受限制的帶寬，充分滿足寬帶接入的需求。目前，國內的技術可以為用戶提供FE或GE的帶寬，對大中型企業用戶來說，是比較理想的接入方式。

三、光纖通信技術的發展趨勢

近幾年來，隨著技術的進步，電信管理體制的改革以及電信市場的逐步全面開放，光纖通信的發展又一次呈現了蓬勃發展的新局面，以下在對光纖通信領域的主要發展熱點作一簡述與展望。

(一)向超高速系統的發展。從過去20多年的電信發展史看，網絡容量的需求和傳輸速率的提高一直是一對主要矛盾。傳統光纖通信的發展始終按照電的時分復用(TDM)方式進行，每當傳輸速率提高4倍，傳輸每比特的成本大約下降30％～40％：因而高比特率系統的經濟效益大致按指數規律增長，這就是為什么光纖通信系統的傳輸速率在過去20多年來一直在持續增加的根本原因。目前商用系統已從45Mbps增加到10Gbps，其速率在20年時間里增加了2000倍，比同期微電子技術的集成度增加速度還快得多。高速系統的出現不僅增加了業務傳輸容量，而且也為各種各樣的新業務，特別是寬帶業務和多媒體提供了實現的可能。

(二)向超大容量WDM系統的演進。采用電的時分復用系統的擴容潛力已盡，然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用了不到1％，99％的資源尚待發掘。如果將多個發送波長適當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，這就是波分復用(WDM)的基本思路。采用波分復用系統的主要好處是：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．與信號速率及電調制方式無關，是引入寬帶新業務的方便手段；4．利用WDM網絡實現網絡交換和恢復可望實現未來透明的、具有高度生存性的光聯網。

(三)實現光聯網。上述實用化的波分復用系統技術盡管具有巨大的傳輸容量，但基本上是以點到點通信為基礎的系統，其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實現類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話，無疑將增加新一層的威力。根據這一基本思路，光的分插復用器(OADM)和光的交叉連接設備(OXC)均已在實驗室研制成功，前者已投入商用。實現光聯網的基本目的是：1．實現超大容量光網絡；2．實現網絡擴展性，允許網絡的節點數和業務量的不斷增長；3．實現網絡可重構性，達到靈活重組網絡的目的；4．實現網絡的透明性，允許互連任何系統和不同制式的信號；5．實現快速網絡恢復，恢復時間可達100ms。鑒于光聯網具有上述潛在的巨大優勢，發達國家投入了大量的人力、物力和財力進行預研。光聯網已經成為繼SDH電聯網以后的又一新的光通信發展。

第2篇

關鍵詞：光纖通信技術特點發展趨勢光纖鏈路現場測試

1光纖通信技術

光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式。可以把光纖通信看成是以光導纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。光纖由內芯和包層組成，內芯一般為幾十微米或幾微米，比一根頭發絲還細；外面層稱為包層，包層的作用就是保護光纖。實際上光纖通信系統使用的不是單根的光纖，而是許多光纖聚集在一起的組成的光纜。由于玻璃材料是制作光纖的主要材料，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路；光波在光纖中傳輸，不會發生信息傳播中的信息泄露現象；光纖很細，占用的體積小，這就解決了實施的空間問題。

2光纖通信技術的特點

2.1頻帶極寬，通信容量大。光纖的傳輸帶寬比銅線或電纜大得多。對于單波長光纖通信系統，由于終端設備的限制往往發揮不出帶寬大的優勢。因此需要技術來增加傳輸的容量，密集波分復用技術就能解決這個問題。

2.2損耗低，中繼距離長。目前，商品石英光纖和其它傳輸介質相比的損耗是最低的；如果將來使用非石英極低損耗傳輸介質，理論上傳輸的損耗還可以降到更低的水平。這就表明通過光纖通信系統可以減少系統的施工成本，帶來更好的經濟效益。

2.3抗電磁干擾能力強。石英有很強的抗腐蝕性，而且絕緣性好。而且它還有一個重要的特性就是抗電磁干擾的能力很強，它不受外部環境的影響，也不受人為架設的電纜等干擾。這一點對于在強電領域的通訊應用特別有用，而且在軍事上也大有用處。

2.4無串音干擾，保密性好。在電波傳輸的過程中，電磁波的傳播容易泄露，保密性差。而光波在光纖中傳播，不會發生串擾的現象，保密性強。除以上特點之外，還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩定性好、壽命長。正是因為光纖的這些優點，光纖的應用范圍越來越廣。

3不斷發展的光纖通信技術

3.1SDH系統光通信從一開始就是為傳送基于電路交換的信息的，所以客戶信號一般是TDM的連續碼流，如PDH、SDH等。伴隨著科技的進步，特別是計算機網絡技術的發展，傳輸數據也越來越大。分組信號與連續碼流的特點完全不同，它具有不確定性，因此傳送這種信號，是光通信技術需要解決的難題。而且兩種傳送設備也是有很大區別的。

3.2不斷增加的信道容量光通信系統能從PDH發展到SDH，從155Mb/s發展到lOGb/s，近來，4OGB/s已實現商品化。專家們在研究更大容量的，如160Gb/s(單波道)系統已經試驗成功，目前還在為其制定相應的標準。此外，科學家還在研究系統容量更大的通訊技術。

3.3光纖傳輸距離從宏觀上說，光纖的傳輸距離是越遠越好，因此研究光纖的研究人員們，一直在這方面努力。在光纖放大器投入使用后，不斷有對光纖傳輸距離的突破，為增大無再生中繼距離創造了條件。

3.4向城域網發展光傳輸目前正從骨干網向城域網發展，光傳輸逐漸靠近業務節點。而人們通常認為光傳輸作為一種傳輸信息的手段還不適應城域網。作為業務節點，既接近用戶，又能保證信息的安全傳輸，而用戶還希望光傳輸能帶來更多的便利服務。

3.5互聯網發展需求與下一代全光網絡發展趨勢近年來，互聯網業發展迅速，IP業務也隨之火爆。研究表明，隨著IP業的迅速發展，通信業將面臨“洗牌”，并孕育著新技術的出現。隨著軟件控制的進一步開發和發展，現代的光通信正逐步向智能化發展，它能靈活的讓營運者自由的管理光傳輸。而且還會有更多的相關應用應運而生，為人們的使用帶來更多的方便。

綜上所述，以高速光傳輸技術、寬帶光接入技術、節點光交換技術、智能光聯網技術為核心，并面向IP互聯網應用的光波技術是目前光纖傳輸的研究熱點，而在以后，科學家還會繼續對這一領域的研究和開發。從未來的應用來看，光網絡將向著服務多元化和資源配置的方向發展，為了滿足客戶的需求，光纖通信的發展不僅要突破距離的限制，更要向智能化邁進。

4光纖鏈路的現場測試

4.1現場測試的目的對光纖安裝現場測試是光纖鏈路安裝的必須措施，是保證電纜支持網絡協議的重要方式。它的目的在于檢測光纖連接的質量是否符合標準，并且減少故障因素。:

4.2現場測試標準目前光纖鏈路現場測試標準分為兩大類：光纖系統標準和應用系統標準。①光纖系統標準：光纖系統標準是獨立于應用的光纖鏈路現場測試標準。對于不同的光纖系統，它的標準也不同。目前大多數的光纖鏈路現場檢測應用的就是這個標準。②光纖應用系統標準：光纖應用系統標準是基于安裝光纖的特定應用的光纖鏈路現場測試標準。這種測試的標準是固定的，不會因為光纖系統的不同而改變。

4.3光纖鏈路現場測試光纖通信應用的是光傳輸，它不會受到磁場等外界因素的干擾，所以對它的測試不同于對

普通的銅線電纜的測試。在光纖的測試中，雖然光纖的種類很多，但它們的測試參數都是基本一致的。在光纖鏈路現場測試中，主要是對光纖的光學特性和傳輸特性進行測試。光纖的光學特性和傳輸特性對光纖通信系統對光纖的傳輸質量有重大的影響。但由于光纖的特性不受安裝的影響，因此在安裝時不需測試，而是由生產商在生產時進行測試。

4.4現場測試工具①光源：目前的光源主要有LED（發光二極管）光源和激光光源兩種。②光功率計：光功率計是測量光纖上傳送的信號強度的設備，用于測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗。在光纖系統中，測量光功率是最基本的。光功率計的原理非常像電子學中的萬用表，只不過萬用表測量的是電子，而光功率計測量的是光。通過測量發射端機或光網絡的絕對功率，一臺光功率計就能夠評價光端設備的性能。用光功率計與穩定光源組合使用，組成光損失測試器，則能夠測量連接損耗、檢驗連續性，并幫助評估光纖鏈路傳輸質量。③光時域反射計：OTDR根據光的后向散射原理制作，利用光在光纖中傳播時產生的后向散射光來獲取衰減的信息，可用于測量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點定位以及了解光纖沿長度的損耗分布情況等。從某種意義上來說，光時域反射計(OTDR)的作用類似于在電纜測試中使用的時域反射計（TDR），只不過TDR測量的是由阻抗引起的信號反射，而OTDR測量的則是由光子的反向散射引起的信號反射。反向散射是對所有光纖都有影響的一種現象，是由于光子在光纖中發生反射所引起的。

雖然目前光通信的容量已經非常大，但仍有大量應用能力閑置，伴隨著社會經濟和科學技術的進一步發展，對信息的需求也會隨之增加，并會超過現在的網絡承載能力，因此我們必須進一步努力研究更加先進的光傳輸手段。因此，在經濟社會發展的推動下，光通信一定會有更加長久的發展。

參考文獻：

[1]王磊，裴麗.光纖通信的發展現狀和未來[J].中國科技信息.2006.(4).

[2]何淑貞，王曉梅.光通信技術的新飛躍[J].網絡電信.2004.(2).

第3篇

關鍵詞：電力通信；ADSS光纜；SDH傳輸系統

0引言

電力通信是為了保證電力系統的安全穩定運行應運而生的，它同電力系統的安全穩定控制系統、調度自動化系統被人們合稱為電力系統安全穩定運行的三大支柱。因此，要求電力通信應具有很高的可靠性。目前，光纖通信在電力載波通信、微波通信、一點多址等諸多通信方式中日顯優勢，已成為電力通信網的主要傳輸方式。它是以光波為載體，以光導纖維為傳輸媒質，將信號從一處傳輸到另一處的一種通信手段。它具有傳輸的信息量大、距離遠、頻帶寬、質量高、抗干擾及輻射性強等許多優點，是集語音、圖像、數據通信為一體的綜合傳輸系統。

隨著華北油田變電站無人值守項目的實行，電網專業化管理的進一步深化，電力通信專網在整個油田電網運行管理中的地位越來越重要，積極采用新技術和新設備組建電力通信專網已是十分緊迫的任務。在此背景下，自2007年以來，華北油田進行了電力通信專網的統一規劃和建設，建成了以光纖通信為主，微波和電力載波為輔的通信系統。

1系統組成、規模及維護

1.1系統組成

（1）全介質自承光纜——ADSS（AllDielectricSelfSupporting）。ADSS光纜在輸電線路上廣泛使用，特別是在已建線路上使用較多。它能滿足輸電線跨度大、垂度大的要求。其特點是：①張力理論值為零；②為全絕緣結構，安裝及線路維護時可帶電作業，這樣可大大減少停電損失；③其伸縮率在溫差很大的范圍內可保持不變，而且其在極限溫度下，具有穩定的光學特性；④耐電蝕ADSS光纜可減少高壓感應電場對光纜的電腐蝕；⑤ADSS光纜直徑小、質量輕，可以減少冰和風對光纜的影響，其對桿塔強度的影響也很小。

（2）SDH傳輸系統。本項目SDH傳輸系統具有靈活的設備配置：STM-16／4兼容設備，支持網絡設備從622M到2.5G的在線升級，具備高低階20G全交叉能力。具有強大的組網能力支持Mesh組網，網絡節點即插即用。支持SDH業務、PDH業務、以太網等多業務接口，單子架可實現1×STM-16四纖環或2×STM-16二纖環，可支持Mesh網絡中多達40個光方向的組網；具有完善的網絡生存機制和完備的設備保護機制。

（3）同步時鐘系統。同步時鐘源包括：線路時鐘源、支路信號時鐘源、2個外同步時鐘源。每個站點可以從兩個方向提取時鐘，對這兩個方向時鐘設置優先級，當高優先級的時鐘質量低于要求時，自動跟隨另一個低優先級的時鐘，以此對同步時鐘建立起時鐘保護自愈環。

（4）網管系統。本項目網絡管理系統實現了對整個傳輸和接入設備的統一管理。網管放在電力調度中心，提供網絡拓撲、配置、安全、系統維護等管理功能，支持軟件在線升級。

（5）PCM接入系統。PCM接入系統具有集中網絡管理能力，與SDH傳輸系統統一網管，具有大容量的交叉連接矩陣，是一種SDH設備延伸的業務接入。其接口豐富，極大豐富了業務的靈活接入，擴充了傳輸業務的特殊要求。

1.2系統規模

華北油田現擁有變電站43余座，依據油田電網各變電站分布情況，以電調中心和四個集控中心為支點建立主干光纖環網通信網絡，再經光纜向35kV變電站輻射，35kV變電站之間串聯運行，力爭實現雙光纖環路，為集控化的智能電網建設提供通信保障。

1.3系統維護

SDH系統的維護主要是對光線路和設備的維護，具體如下：

（1）光纜線路情況：包括光纜的長度、芯數、接頭、跳纖及光纖的衰耗值、備纖等各方面情況。

（2）設備情況：主要包括設備的型號、配置情況、機盤功能、接口情況、面板上各種告警燈和指示燈的顯示情況及組網情況；光端機的各種測試指標；設備供電電源情況；ODF架、DDF架、VDF架及網管系統的應用情況。

（3）儀表、工具情況：SDH光傳輸系統常用儀表有：光功率計、誤碼儀等。要熟練掌握這些儀表的功能及使用方法。超級秘書網

2項目成效

華北油田電網光纖通信規劃建設為無人值守變電站的現代化自動化管理和運營提供了先進的通信手段，為油田電網的管理和運行提供了充足可靠的綜合業務接口及傳輸通道。具體來講：

（1）滿足了各站點調度電話對電路的需求。中心調度、各集控站調度、無人值守變電站之間的電力調度專用電話傳輸有了穩定可靠的通信電路來作為保障。

（2）滿足了電力自動化系統對電路的需求。電網生產實時數據等電力自動化信息對通信系統的要求越來越高，本通信系統為其提供了標準和足夠的數據接入接口，并保證了自動化數據信號的實時和無誤傳輸。

（3）滿足了監控系統對電路的需求。今后油田各個變電站將逐步向無人職守的方向發展，廣泛采用變電站遠程圖像監控技術是變電站自動化建設的發展趨勢，本通信系統為其預留了高速視頻監控通道。

（4）滿足了遠程抄表系統對電路的需求。油田的電量遠程抄表系統在不斷建設和發展，本通信系統為其提供了相應的專用數據接口和通道。

3結束語

光纖通信在華北油田電力系統的應用實現了油田通信網建設的低成本、大容量、多業務和智能化，滿足了電力數據、語音、視頻、寬帶接入等多種業務的傳輸要求，并在網絡通信的實時性、準確性和可靠性等方面為各用戶提供了充分的保障，從而保證了油田電網生產的安全經濟運行，并創造了巨大的經濟效益和社會效益。

參考文獻：