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【關(guān)鍵詞】光纖 通信傳輸技術(shù) 應(yīng)用
現(xiàn)代光纖通信技術(shù)自問世以來(lái),便憑借著自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在世界各國(guó)得到了廣泛推廣,而這一技術(shù)的應(yīng)用也對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、電視、廣播等領(lǐng)域的發(fā)展帶來(lái)了極大的幫助,為了滿足我國(guó)民眾日益高漲的生活與業(yè)務(wù)需求,對(duì)現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)進(jìn)行相關(guān)研究,就有著很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。
1 現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的特點(diǎn)
1.1 通信容量大
相較于傳統(tǒng)通信傳輸技術(shù),現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)具有頻帶寬,通信容量大的特點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō),在傳統(tǒng)的光纖通信傳輸技術(shù)中,單波長(zhǎng)制約了其本身的帶寬大的優(yōu)勢(shì),而在現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)中,則能夠有效的發(fā)揮這一優(yōu)勢(shì),所以我們說(shuō)現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)具有通信容量大的特點(diǎn)。
1.2 中繼距離長(zhǎng)
由于在現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)中,構(gòu)成管線的材料主要是石英燈,這就使得現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)在傳輸中的相關(guān)損耗較低,具有中繼距離長(zhǎng)的特點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō),石英燈管線材料能夠支持現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)進(jìn)行長(zhǎng)距離運(yùn)輸,而在這一運(yùn)輸中需要的中繼站也會(huì)同時(shí)減少,所以我們說(shuō)現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)具有中繼距離長(zhǎng),成本低的特點(diǎn)。
1.3 抗電磁干擾
在現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的使用中,其還具有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力,這種能力對(duì)于現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)來(lái)說(shuō),能夠有效提升其對(duì)相關(guān)信息傳輸?shù)钠焚|(zhì)保證。具體來(lái)說(shuō),由于現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)采用的光纖是絕緣體材料,這就使得在現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的運(yùn)用中,自然界的雷電、電離層變化、太陽(yáng)黑子活動(dòng)都不會(huì)對(duì)其造成干擾,而對(duì)于傳統(tǒng)通信傳輸技術(shù)來(lái)說(shuō)較為困擾的高壓電線、工業(yè)電氣等設(shè)備產(chǎn)生的干擾同樣不會(huì)對(duì)該技術(shù)造成影響,這種特點(diǎn)的存在使得代光纖通信傳輸技術(shù)能夠保證我國(guó)民眾對(duì)信息傳輸準(zhǔn)確性的需求,所以抗電磁干擾,對(duì)于我國(guó)通信傳輸技術(shù)發(fā)展來(lái)說(shuō)是極為重要的一種品質(zhì)。
1.4 保密性好
在現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的運(yùn)用中,由于相關(guān)信息在光纜中傳輸,這就使得現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)天然具有較強(qiáng)的保密性。上文中我們提到了現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)具有較強(qiáng)的抗干擾能力,所以在相關(guān)信息的傳輸中,現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)由于自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì),能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)串音干擾,這就使得對(duì)現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)傳輸?shù)南嚓P(guān)信息進(jìn)行竊取的難度較大,有效的避免了相關(guān)重要信息的丟失,保證了我國(guó)民眾的信息安全,所以我們說(shuō)現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)具有保密性好的特點(diǎn)。
2 現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用
上文中我們對(duì)現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行了具體論述,在下文中筆者將結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)在我國(guó)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)論述,希望能夠以此推動(dòng)我國(guó)通信傳輸技術(shù)的相關(guān)發(fā)展。
2.1 單纖雙向通信技術(shù)
在現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)中,單纖雙向通信技術(shù)是其的應(yīng)用形式之一。具體來(lái)說(shuō),單纖雙向通信技術(shù)是將收發(fā)信號(hào)調(diào)制到不同波段后,通過(guò)一個(gè)光纖線路進(jìn)行信號(hào)傳輸,以此降低光纖傳輸耗能量的一種現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用形式。在當(dāng)今世界的現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)應(yīng)用中,業(yè)界中普遍采用的都是雙纖雙向的通信傳輸方式,這種方式雖然能夠有效的滿足當(dāng)下民眾的信息需求,但相較于單纖單向的通信傳輸技術(shù)來(lái)說(shuō),存在著耗能大的缺點(diǎn),這種缺點(diǎn)的存在使得我國(guó)現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)有著較大的提升空間。就理論上來(lái)說(shuō),單纖雙向通信技術(shù)就能夠滿足我國(guó)信息傳輸?shù)男枰?,而相關(guān)輔助技術(shù)的應(yīng)用也能夠起到提高通信容量的作用,所以我國(guó)近年來(lái)相關(guān)業(yè)界格外重視單纖雙向通信技術(shù)的研究。在我國(guó)當(dāng)下的單纖雙向通信技術(shù)使用中,單纖光收發(fā)器設(shè)備在我國(guó)通信部門中已經(jīng)開始得到應(yīng)用,對(duì)我國(guó)通信事業(yè)的相關(guān)發(fā)展起到了一定的促進(jìn)作用。
2.2 光纖入戶技術(shù)
在我國(guó)現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用中,光纖入戶技術(shù)是我國(guó)民眾較長(zhǎng)接觸的一種技術(shù)形式,對(duì)我國(guó)民眾的生產(chǎn)生活都帶來(lái)了極大的幫助。我們知道,隨著我國(guó)民眾文化生活的日漸豐富,我國(guó)傳統(tǒng)的寬帶業(yè)務(wù)已經(jīng)不能滿足我國(guó)民眾日益增長(zhǎng)的通信需求,在這種背景下,通過(guò)相關(guān)技術(shù)提高信息傳輸?shù)乃俣扰c質(zhì)量,就是我國(guó)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。針對(duì)這種問題,我國(guó)近年來(lái)開始推行的光纖入戶技術(shù)是其中較為優(yōu)秀的解決方案之一。在光纖入戶技術(shù)的使用中,其能夠通過(guò)現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)相關(guān)信息的快速、高質(zhì)量傳輸,而在傳輸?shù)耐瑫r(shí),光纖入戶技術(shù)還能夠發(fā)揮節(jié)省光電器件的作用。雖然光纖入戶技術(shù)在使用中能夠發(fā)揮多種優(yōu)秀效用,但其存在著建設(shè)需求資金大的特點(diǎn),也正是由于這種特點(diǎn)的存在,我國(guó)光纖入戶技術(shù)的普及還有著很長(zhǎng)一段路需要走。
2.3 骨干節(jié)點(diǎn)的光交換技術(shù)
在現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用中,骨干節(jié)點(diǎn)的光交換技術(shù)是一種價(jià)值與作用較為明顯的技術(shù)應(yīng)用形式,為我國(guó)通信傳輸?shù)南嚓P(guān)發(fā)展帶來(lái)了很大的幫助。具體來(lái)說(shuō),在現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的骨干節(jié)點(diǎn)的光交換技術(shù)應(yīng)用中,其能夠憑借自身的技術(shù)應(yīng)用形式實(shí)現(xiàn)更好的光交換,有效的避免傳統(tǒng)金屬線電纜使用中存在的交換問題與缺陷的出現(xiàn),這種技術(shù)形式的應(yīng)用能夠增強(qiáng)我國(guó)現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的傳輸效率,并能夠在一定程度上降低相關(guān)能源的損耗,所以骨干節(jié)點(diǎn)的光交換技術(shù)是我國(guó)現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)應(yīng)用中較為成功過(guò)案例之一。
3 現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
上文中我們對(duì)現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的特點(diǎn)與具體應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)論述,在下文中筆者將結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)儲(chǔ)備,對(duì)現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行相關(guān)論述,希望能夠以此對(duì)我國(guó)現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)一定幫助。
在我國(guó)現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的未來(lái)發(fā)展中,單波長(zhǎng)通道向多波長(zhǎng)通道的過(guò)渡、光孤子通信的實(shí)現(xiàn)、全光網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)是我國(guó)當(dāng)下業(yè)界中較為重視的現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的發(fā)展方向。所謂單波長(zhǎng)通道向多波長(zhǎng)通道的過(guò)渡,指的是一種能夠減輕光波混合影響,實(shí)現(xiàn)廣播信號(hào)傳輸距離控制的一種技術(shù)發(fā)展方向;而光孤子通信則是我國(guó)業(yè)界人士設(shè)想的一種新型光纖通信傳輸技術(shù),具有超長(zhǎng)距離、高速、大容量的特點(diǎn);全光網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的理想階段,是我國(guó)通信技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
4 結(jié)論
本文就現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了具體研究,詳細(xì)論述了現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的特點(diǎn)、具體應(yīng)用以及發(fā)展趨勢(shì),希望能夠以此推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的相關(guān)發(fā)展。
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關(guān)鍵詞:光纖通信技術(shù);特點(diǎn);發(fā)展前景
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.113
1 光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)
1.1 光纖通信技術(shù)傳遞速度快、傳輸功耗小
隨著現(xiàn)階段時(shí)代的進(jìn)步,通信技術(shù)不斷的進(jìn)步,現(xiàn)階段我國(guó)很多傳統(tǒng)的通信都已經(jīng)變成的光纖通信,光纖通信相對(duì)于傳統(tǒng)的通信技術(shù)有很多優(yōu)勢(shì),信號(hào)傳播、安全性、傳輸?shù)乃俣榷加袠O大的提升,這也是光纖通信被廣泛應(yīng)用的一個(gè)原因。一個(gè)新的事物的傳入需要時(shí)間被人們接受,在這個(gè)被接受的時(shí)間段內(nèi),光纖通信要更有特點(diǎn),首先將自身的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮到極致,現(xiàn)階段光纖通信有以下兩大優(yōu)點(diǎn):第一、傳輸速度快,容量充足。隨著現(xiàn)階段社會(huì)的發(fā)展,人們對(duì)于生活的質(zhì)量要求越來(lái)越高,之前使用的2G網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)階段已經(jīng)逐漸發(fā)展為3G、4G等,網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展一方面反映了現(xiàn)階段通信技術(shù)的發(fā)展,另一方面反映了人們對(duì)于信息傳遞速度的要求,目前人們對(duì)于信息傳遞速度要求越來(lái)越高,光纖就抓住了人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的這一要求,光纖的傳遞速度比傳統(tǒng)的通信要快得多,而且每次傳遞的信息量比較大。第二、傳輸功耗較小。光纖通信技術(shù)從發(fā)明到使用的整個(gè)過(guò)程中,信息傳遞的消耗都是光纖通信所關(guān)注的重點(diǎn),光纖通信不僅要求傳遞速度快,而且要求傳輸功耗小,光纖通信技術(shù)主要是依靠光纖來(lái)傳遞光波,這種傳遞形式完全不同于傳統(tǒng)的通信技術(shù),以光纖為媒介進(jìn)行光波傳遞極大地降低了信號(hào)傳輸?shù)暮膿p程度,在未來(lái)的社會(huì)中,科學(xué)技術(shù)不斷地進(jìn)步,光纖技術(shù)也能不斷地進(jìn)步,光纖將采用更好的石英光纖,這種石英光纖的損耗程度將更低,傳輸功耗就會(huì)減低,信息傳遞的成本也會(huì)降低。
1.2 光纖技術(shù)的安全性高
隨著人權(quán)意識(shí)的提高,現(xiàn)代人更加注重個(gè)人隱私,每個(gè)人都有自己的小秘密,目前,很多秘密都是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)泄露出去的,因此,現(xiàn)階段人們對(duì)通信的安全性要求有更高的要求,要求能夠保證個(gè)人隱私,個(gè)人的隱私不能被黑客入侵,現(xiàn)階段傳統(tǒng)的通信都不重視安全性,但是光纖通信從開發(fā)初期就重視用戶信息的安全性,光纖通信在安全性方面做了針對(duì)性的改進(jìn),防止不法分子進(jìn)行竊取,我國(guó)之前有很多黑客利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行竊取信息,導(dǎo)致?lián)p失慘重,光纖技術(shù)采取光波進(jìn)行信息傳遞,在信息傳遞的過(guò)程中信息被禁錮在導(dǎo)體中,從導(dǎo)體中直接傳輸?shù)侥康牡兀趥鬏數(shù)倪^(guò)程中很難被其他系統(tǒng)接收,因此信息傳遞是比較安全的。
2 光纖的發(fā)展前景
2.1 光纖傳遞速度會(huì)更快
目前,網(wǎng)絡(luò)信息的傳遞更加多,對(duì)于通信技術(shù)的要求更加高,通信技術(shù)只有不斷的發(fā)展才能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求。光纖通信技術(shù)也要隨著時(shí)代的發(fā)展,跟從時(shí)代的要求進(jìn)行變革,光纖通信技術(shù)只有日益提高通信的速度,才能被時(shí)代接受,才能被大規(guī)模的推廣。起初光纖通信的發(fā)展示根據(jù)電的時(shí)分復(fù)用進(jìn)行的,但是由于現(xiàn)階段人們需求的變更,傳統(tǒng)的通信已經(jīng)不能跟上時(shí)代的發(fā)展,不能夠滿足人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求,已經(jīng)逐步的退出時(shí)代的舞臺(tái),現(xiàn)階段的光纖通信正在研究光的時(shí)分復(fù)用方式進(jìn)行通信的傳遞,光的時(shí)分復(fù)用一旦大規(guī)模的利用將極大的改進(jìn)傳遞速度,傳遞信息的速度將極大的提升,所以未來(lái)的光纖傳遞速度會(huì)更快,能夠滿足人們對(duì)于網(wǎng)絡(luò)傳遞速度的要求。
2.2 更大傳遞容量的系統(tǒng)
目前,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們?nèi)粘I罨蛘吖ぷ髦惺褂玫男畔⒈纫郧暗亩嗪芏?,?duì)于信息傳遞也要求能夠有更大的容量,傳統(tǒng)的信息傳遞容量較小,但是,光纖通信技術(shù)在起初開發(fā)的時(shí)候就比較重視信息傳遞的容量,現(xiàn)階段光纖通信技術(shù)傳遞信息利用波分復(fù)用技術(shù),波分復(fù)用技術(shù)未來(lái)的前景非常好,波分復(fù)用技術(shù)傳遞信息的容量非常大,如果波分復(fù)用技術(shù)能夠在光纖通信技術(shù)中廣泛的使用,將極大的增加光纖通信傳輸信息的容量,光纖通信技術(shù)能夠有更大的傳輸容量系統(tǒng),波分復(fù)用技術(shù)在光纖寬帶的基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)大容量的信息傳遞,為綜合業(yè)務(wù)的傳輸?shù)於嘶A(chǔ)。
2.3 光纖通信技術(shù)將發(fā)展全光網(wǎng)絡(luò)
光纖本身是一種絕緣體,它自身的材料能避免受到自然界雷電的襲擊,避免太陽(yáng)黑子活動(dòng)的干擾。全光網(wǎng)絡(luò)是信息在傳遞的過(guò)程中,信號(hào)在進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)時(shí)進(jìn)行變換組合,比如電光和光電之間的變換,信息在傳遞的過(guò)程中不會(huì)一成不變的進(jìn)行傳遞。但是現(xiàn)階段的信息傳遞都是保持著一成不變的光的傳播,由此可見網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞并沒有進(jìn)行電的處理,也就是說(shuō)現(xiàn)階段的網(wǎng)絡(luò)信息的傳遞并沒有發(fā)展成為全光網(wǎng)絡(luò)。光纖通信技術(shù)一直在研究如何將全光網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用到光纖通信技術(shù)中,在光纖網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)下加上全光網(wǎng)絡(luò)的傳遞方式,能夠極大地提高信息傳遞的速度以及信息傳遞過(guò)程中的安全性,而且很多傳輸方式都可以利用全光網(wǎng)絡(luò),例如PDH、SDH等方式,全光網(wǎng)絡(luò)的利用將提高對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的利用。
3 總結(jié)
總而言之,現(xiàn)階段光纖通信并沒有被全部接受,很多居民都還是用的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),想要被大規(guī)模的推廣,光纖通信必須做好服務(wù)工作,一方面,加強(qiáng)自身的建設(shè),加強(qiáng)光纖通信技術(shù)的建設(shè),提高光纖通信技術(shù),在技術(shù)方面做到最優(yōu),另一方面,做好服務(wù)工作,在安裝寬帶的時(shí)候要保持良好的工作態(tài)度。光纖通信技術(shù)的發(fā)展將引領(lǐng)我國(guó)通信的進(jìn)步,對(duì)我國(guó)現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展有著非常重要的作用。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】光纖通信技術(shù)的發(fā)展 特點(diǎn) 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(guó)康寧公司首次研制成功損耗為20dB/km的光纖,光纖通信時(shí)代由此開始。1977年美國(guó)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(jìn)行了光纖通信試驗(yàn)。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(shí)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(shí)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(shí)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(zhǎng)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(chǎng)實(shí)驗(yàn)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(shí)用化。
二、光纖技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)
(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(duì)于單波長(zhǎng)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(shì)。通常采用各種復(fù)雜技術(shù)來(lái)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(zhǎng)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(zhǎng)。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(lái)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(guò)光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無(wú)中繼距離;對(duì)于一個(gè)長(zhǎng)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(qiáng)。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(gè)重要特性是光波導(dǎo)對(duì)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(yáng)黑子活動(dòng)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(diǎn)對(duì)于強(qiáng)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(wú)串音干擾,保密性好。在電波傳輸?shù)倪^(guò)程中,電磁波的泄漏會(huì)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?yàn)楣庑盘?hào)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(huì)出現(xiàn)串音干擾,同時(shí)在光纜外面,也無(wú)法竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>
除以上特點(diǎn)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(zhǎng)。由于光纖通信具有以上的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),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(jìn)行工業(yè)監(jiān)測(cè)、控制,而且在軍事領(lǐng)域的用途也越來(lái)越為廣泛。
三、光纖技術(shù)的發(fā)展前景
對(duì)光纖通信而言,超高速度、超大容量和超長(zhǎng)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(mèng)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(duì)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(shí)際測(cè)試,驗(yàn)證合格后才能安裝開通。它的比較現(xiàn)實(shí)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(jìn)入了大規(guī)模商用階段,而其它方式尚處于試驗(yàn)研究階段。
(2)向超大容量WDM系統(tǒng)的演進(jìn)。采用電的時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)的擴(kuò)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(gè)發(fā)送波長(zhǎng)適當(dāng)錯(cuò)開的光源信號(hào)同時(shí)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(kuò)大幾倍至上百倍;2.在大容量長(zhǎng)途傳輸時(shí)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(hào)速率及電調(diào)制方式無(wú)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(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交換和恢復(fù)可望實(shí)現(xiàn)未來(lái)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(zhǎng)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(shì),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(wú)水吸收峰光纖(全波光纖)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,BPON技術(shù)無(wú)可爭(zhēng)議地將是未來(lái)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(shí)際狀況看,它距離實(shí)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(huì)有一個(gè)較長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程。
(4)全光網(wǎng)絡(luò)。未來(lái)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(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)間的全光化,但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)處仍采用電器件,限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康倪M(jìn)一步提高,因此真正的全光網(wǎng)已成為一個(gè)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(shì)上看,形成一個(gè)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(lái)光通信發(fā)展的必然趨勢(shì),更是未來(lái)信息網(wǎng)絡(luò)的核心,也是通信技術(shù)發(fā)展的最高級(jí)別,更是理想級(jí)別。
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(jì)算、平臺(tái)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將人類帶入了高速的信息時(shí)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(shí),人們對(duì)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(diǎn)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(jìn)行傳輸信息的通信系統(tǒng),光纖實(shí)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(shí)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(jí)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(shì):光纖通信的頻帶較寬,可用帶寬約50000GHz,容量大可同時(shí)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(lái)的直接好處就是中繼距離長(zhǎng),傳輸穩(wěn)定可靠;另外抗電磁干擾性強(qiáng)、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(shí),也存在著一些問題。比如光信噪比(OSNR),OSNR是光纖信號(hào)與噪聲的比值,OSNR的大小直接影響傳輸信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣,OSNR過(guò)大,傳輸距離會(huì)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?huì)使脈沖展寬、強(qiáng)度降低,增大誤碼率,信號(hào)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(duì)系統(tǒng)的傳輸性能、傳輸速率和傳輸距離都會(huì)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(zhǎng)度為線性關(guān)系,光纖的帶寬與光纖長(zhǎng)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(duì)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)
【關(guān)鍵詞】光纖通信 發(fā)展趨勢(shì) 應(yīng)用
光纖即為光導(dǎo)纖維,而以光波為通信載體,以光纖為運(yùn)輸媒介的通信的方式便是光纖通訊?,F(xiàn)代社會(huì),光纖通訊技已經(jīng)成為通信的支柱之一,其作為一個(gè)新產(chǎn)生的技術(shù)手段,能夠?qū)崿F(xiàn)高速發(fā)展和大面積的覆蓋,可以說(shuō)是通信史上的奇跡。光纖通訊標(biāo)志著新技術(shù)革命的到來(lái),被廣泛認(rèn)為是未來(lái)社會(huì)中信息傳送的主要工具。在當(dāng)代社會(huì),中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提高,隨之而來(lái)的人民生活水平也不斷得到改善,隨著物質(zhì)生活的豐富,人們?cè)絹?lái)越注重生活的便利性和快捷性,從而可以更好的享受現(xiàn)代生活,非常符合“科技都是懶人帶動(dòng)出來(lái)的”,這句話。于是在這種背景下,光纖通信就伴隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代來(lái)到了人們的生活當(dāng)中,作為其傳輸媒介的光纖擁有容量大,覆蓋范圍廣,能耗小的特點(diǎn),非常符合人們對(duì)于現(xiàn)代通信的要求,從而得到快速普及,也就在實(shí)際上對(duì)通信領(lǐng)域的向前發(fā)展產(chǎn)生了極大的推進(jìn)作用。
1 光纖通訊的發(fā)展趨勢(shì)
1.1 光纜和光纖的發(fā)展
現(xiàn)代我們使用的光纖相比于以前有了很大進(jìn)步。光纖雖然具備容量大,傳播的速度極快的特點(diǎn),得到了極大的歡迎,但是由于波段較短,所以出現(xiàn)了色散,衰減的現(xiàn)象,使人們?cè)谕ㄓ嵣系囊曈X享受大大減分。因此光纖改進(jìn)者針對(duì)這一問題通過(guò)各種技術(shù)手段將光纖原來(lái)的850mm的波長(zhǎng)改進(jìn)到了到了1310―550mm的波長(zhǎng),非常成功的解決了色散和衰減問題,在今天更是出現(xiàn)了“常規(guī)單模光纖”這一種光纖形式,使光纖的波長(zhǎng)處于1310mm的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)色散為零的奇跡,避免了色散可能導(dǎo)致的質(zhì)量問題,對(duì)此我們應(yīng)該向那些為了光纖進(jìn)步而付出辛勤勞動(dòng)和偉大智慧的光纖工作者。
1.2 高速發(fā)展的光纖通訊
隨著信息化時(shí)代的到來(lái),世界的距離被“縮小”,全球?qū)崿F(xiàn)了信息化發(fā)展,從而孕育而生了一系列信息時(shí)代的全球通信方式,如有線電視,電視會(huì)議等,受到了各國(guó)高端階層的喜愛和推崇。而這一信息時(shí)代的到來(lái)也客觀上對(duì)光纖通信提出了更高的要求?,F(xiàn)在,世界上光纖通訊系統(tǒng)的檢測(cè)方式多為強(qiáng)度調(diào)制直接檢測(cè),而相干光纖通訊系統(tǒng)則大部分采取了相干檢測(cè)這一檢測(cè)形式,這一檢測(cè)方式的最大的優(yōu)點(diǎn)為能夠大大提高光接收機(jī)檢測(cè)的敏感系數(shù),從而進(jìn)一步提高光纖通信系統(tǒng)的使用效率,很大程度上提高了光纖通信系統(tǒng)的無(wú)斷式傳播的距離。
2 光纖通信的應(yīng)用
2.1 光纖通信技術(shù)
2.1.1 光弧子通信
在光纖通信中,“損耗”和“色散”這兩個(gè)原因是限制傳輸距離以及容量的主要阻礙?!皳p耗”會(huì)使光的信號(hào)在傳輸能量時(shí)不斷減弱,而“色散”會(huì)使光脈沖在傳輸?shù)倪^(guò)程中逐漸變寬(光脈沖的實(shí)質(zhì)是各種頻率的光波不斷振動(dòng)組成的電磁波的一個(gè)總和)。如今,由于光線制造技術(shù)得到了大力發(fā)展,從而導(dǎo)致光纖的損耗已經(jīng)接近極限小的程度,于是色散問題就隨之成為了阻礙超長(zhǎng)距離和超大容量實(shí)現(xiàn)的最大障礙。而光弧子通信就是一種全光的非線性通信手段,它能夠擺脫色散對(duì)傳輸?shù)乃俣群腿萘康木窒蓿軌蚝芎玫慕鉀Q光纖通信中的色散問題,因而被稱為下一代最有前景的運(yùn)輸方式之一。
2.1.2 全光通信
全光通信指的是在用戶和用戶之間全部采用光波手段來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳播與交換。全部采用光波技術(shù)即為從起始點(diǎn)到目的點(diǎn)的運(yùn)輸?shù)娜^(guò)程全部都在光域中實(shí)現(xiàn),并且其在所有節(jié)點(diǎn)的交換都使用oxc(即光交叉連接設(shè)備),該設(shè)備具有可信度高,容量存儲(chǔ)大和高度靈活的特點(diǎn)。由于不需要進(jìn)行電信號(hào)的處理,因此允許不同協(xié)議和編碼的同時(shí)存在,從而使信息的傳播和運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)了透明化。光纖通信用戶需求的不斷擴(kuò)大,通信網(wǎng)的傳播和運(yùn)輸容量也隨之增加,所以,光纖通信技術(shù)已到達(dá)一個(gè)全新的高度。
2.2 高速光纖計(jì)算機(jī)網(wǎng)
FDDI,即光纖分布式數(shù)據(jù)接口環(huán)網(wǎng),占據(jù)了高速的光纖計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,其為光纖傳輸?shù)拿浇?,所以,在區(qū)域網(wǎng)的范圍內(nèi),光纖分布式數(shù)據(jù)接口環(huán)網(wǎng)有非常好的實(shí)用效果,尤其是對(duì)于如今興盛的校園網(wǎng)建設(shè)更具有非常巨大的貢獻(xiàn)。
相比普通的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,我國(guó)很多高校實(shí)現(xiàn)了校園網(wǎng)的普及,如電信寬帶的無(wú)線路由,移動(dòng)公司的無(wú)線網(wǎng),聯(lián)通公司的無(wú)線網(wǎng)卡。這都是由于大學(xué)生對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用呈現(xiàn)逐漸迫切的趨向,而校園網(wǎng)具有速度快,便捷,方便的優(yōu)點(diǎn)得到高校大學(xué)生的普遍接受和歡迎。校園網(wǎng)有一些新的特點(diǎn):一是校園網(wǎng)的規(guī)模龐大,覆蓋的地域很廣,但就網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)就有數(shù)千個(gè);二是應(yīng)用的環(huán)境趨向多元和復(fù)雜,用戶端的需求逐漸呈現(xiàn)多樣性,這就需要校園網(wǎng)提供更加全面的終端服務(wù);三是使用位置分散,雜多,很多學(xué)校的教學(xué)樓,學(xué)院樓都分布著很多子網(wǎng)絡(luò);四是設(shè)備非常復(fù)雜,各種計(jì)算機(jī)類型,這使得組網(wǎng)方面顯得比較復(fù)雜和困難;五是存在的子網(wǎng)絡(luò)的分割很多,使得網(wǎng)絡(luò)的使用呈現(xiàn)出了較為分散的狀態(tài);六是系統(tǒng)的開發(fā)性能很強(qiáng),使得校園網(wǎng)處于不斷發(fā)展的優(yōu)良態(tài)勢(shì)。
3 小結(jié)
綜上所述,光纖通信仍處于不斷發(fā)展的良好狀態(tài),隨著更多新的科學(xué)和技術(shù)的出現(xiàn),光纖通信一定會(huì)有更多實(shí)質(zhì)性的突破,比如光纖通信中普遍存在的色散,衰減的現(xiàn)象等。希望致力于進(jìn)行光纖通信研究的工作人員能夠更好的進(jìn)行研究,早日發(fā)現(xiàn)更好,更快,更便捷的光纖通信系統(tǒng),為人類的信息化發(fā)展貢獻(xiàn)更大的力量,使光纖技術(shù)能夠憑借著其自身優(yōu)越的技術(shù)和實(shí)用的功能,廣泛適用于社會(huì)上的各個(gè)方面,逐步改善現(xiàn)代人的生活質(zhì)量,在更大程度上進(jìn)一步推進(jìn)現(xiàn)代文明的不斷前進(jìn)和發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】 光纖通信 發(fā)展現(xiàn)狀 前景
一、光纖通信的內(nèi)涵
光纖通信是指使用光纖作為傳輸媒介,把光作為信息載體的一種現(xiàn)代通信方式。光纖通信的原理是基于光纖、光源以及光檢測(cè)的組成。其中光纖的的絕緣性質(zhì)良好,是采用玻璃材質(zhì)制成的光導(dǎo)纖維,不會(huì)引發(fā)接地回路的問題。光纖與光纖之間產(chǎn)生串線的情況的幾率基本為零,信息傳輸?shù)谋C苄阅芎桶踩阅芊浅8摺9饫w的內(nèi)芯非常細(xì),所以所占用的傳輸系統(tǒng)空間特別小,大大的節(jié)約的空間。光纖通信系統(tǒng)里的頻帶非常寬,故而光纖通信的容量巨大。在光纖通信中,光波頻率高,損耗小,不需要中繼設(shè)備,可以進(jìn)行長(zhǎng)距離的信息傳輸。抗各種電磁干擾的能力非常強(qiáng)大。因此,光纖通信對(duì)于資源的優(yōu)化配置或是軍事上都有重要作用。光纖通信的急速發(fā)展,使光纖通信的適用范圍不斷擴(kuò)大,成為了現(xiàn)代通信的重要方式,也對(duì)整個(gè)社會(huì)的影響越來(lái)越大。
二、我國(guó)光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀
1、使用于廣播電視網(wǎng)。近年來(lái),我國(guó)光纖通信技術(shù)發(fā)展的越來(lái)越成熟,應(yīng)用的領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大。在電視廣播領(lǐng)域里,廣播電視信號(hào)以光纖作為傳輸?shù)妮d體,網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是以光纖網(wǎng)絡(luò)為中心的大局勢(shì)已經(jīng)形成。光纖通信傳輸信息系統(tǒng)具有傳輸頻帶極寬,通信容量大,光纖損耗小,串線幾率低,抗干電磁擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),傳輸過(guò)程中不會(huì)存在因?yàn)橹欣^設(shè)備而產(chǎn)生的噪音或雜聲,而干擾信息信號(hào)的質(zhì)量,更加不會(huì)因?yàn)橥涎咏邮招盘?hào)的時(shí)間而受到輕易影響。,光纖通信傳輸信息系統(tǒng)因其自身所具有的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),現(xiàn)在已經(jīng)成為城市中最普遍的的數(shù)字傳輸和數(shù)字電視的鏈路,也實(shí)現(xiàn)電視傳送方式中電視直播或者兩地傳輸?shù)幕痉椒ā?/p>
2、使用于電力通信網(wǎng)。隨著光纖通信在通信網(wǎng)絡(luò)范圍中的廣泛采用,我國(guó)大部分城市的電力專門使用通信網(wǎng)絡(luò)也大體上實(shí)現(xiàn)了由主干線的接入網(wǎng)向光纖通信網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)向過(guò)渡。當(dāng)前,以光纖通信網(wǎng)為基礎(chǔ)的電力通信網(wǎng)已經(jīng)成為我國(guó)較為完善的,較大規(guī)模的電力專用通信網(wǎng)。電力通信系統(tǒng)需要傳輸?shù)母黜?xiàng)音頻、數(shù)據(jù)、寬帶等各項(xiàng)電信業(yè)務(wù)以及電力生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的業(yè)務(wù)基本上都是光纖通信負(fù)責(zé)傳輸和承載。
三、對(duì)我國(guó)光纖通信前景的分析
1、通信容量巨大。目前,我國(guó)的電子通信正處于高速發(fā)展的好時(shí)機(jī),尤其是是光纖通信的發(fā)展前途不可估量。長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸技術(shù)和容量大是當(dāng)下最受青睞的光纖通信的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。受到了各方的極大關(guān)注。光纖通信具有以下優(yōu)勢(shì),信息傳輸頻帶大,光纖的損耗少,光纖具有超大容量和體積小等等。正是因?yàn)樯鲜龈鞣N優(yōu)點(diǎn),光纖通信廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域?!蹦壳暗牟ǚ謴?fù)用技術(shù)可以可以實(shí)現(xiàn)提高光纖的信息信號(hào)傳輸,這種技術(shù)也能夠?qū)崿F(xiàn)在兩種或兩種以上的不同光信號(hào)在同一條光纖中完成各自的傳輸,互相之間不會(huì)產(chǎn)生干擾影響。在研究中,科研人員發(fā)現(xiàn)在某種程度上,光時(shí)分復(fù)用技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)增加光纖中信號(hào)的傳輸?shù)男盘?hào)數(shù)量,以期實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大信號(hào)傳輸容量的目標(biāo)。
關(guān)鍵詞:光纖通信技術(shù) 特點(diǎn) 發(fā)展趨勢(shì) 光纖鏈路 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試
1 光纖通信技術(shù)
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。可以把光纖通信看成是以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。光纖由內(nèi)芯和包層組成,內(nèi)芯一般為幾十微米或幾微米,比一根頭發(fā)絲還細(xì);外面層稱為包層,包層的作用就是保護(hù)光纖。實(shí)際上光纖通信系統(tǒng)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(dān)心接地回路;光波在光纖中傳輸,不會(huì)發(fā)生信息傳播中的信息泄露現(xiàn)象;光纖很細(xì),占用的體積小,這就解決了實(shí)施的空間問題。
2 光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)
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(duì)于單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng),由于終端設(shè)備的限制往往發(fā)揮不出帶寬大的優(yōu)勢(shì)。因此需要技術(shù)來(lái)增加傳輸?shù)娜萘?,密集波分?fù)用技術(shù)就能解決這個(gè)問題。
2.2 損耗低,中繼距離長(zhǎng)。目前,商品石英光纖和其它傳輸介質(zhì)相比的損耗是最低的;如果將來(lái)使用非石英極低損耗傳輸介質(zhì),理論上傳輸?shù)膿p耗還可以降到更低的水平。這就表明通過(guò)光纖通信系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)的施工成本,帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效益。
2.3 抗電磁干擾能力強(qiáng)。石英有很強(qiáng)的抗腐蝕性,而且絕緣性好。而且它還有一個(gè)重要的特性就是抗電磁干擾的能力很強(qiáng),它不受外部環(huán)境的影響,也不受人為架設(shè)的電纜等干擾。這一點(diǎn)對(duì)于在強(qiáng)電領(lǐng)域的通訊應(yīng)用特別有用,而且在軍事上也大有用處。
2.4 無(wú)串音干擾,保密性好。在電波傳輸?shù)倪^(guò)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(huì)發(fā)生串?dāng)_的現(xiàn)象,保密性強(qiáng)。除以上特點(diǎn)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(zhǎng)。正是因?yàn)楣饫w的這些優(yōu)點(diǎn),光纖的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。
3 不斷發(fā)展的光纖通信技術(shù)
3.1 SDH系統(tǒng) 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(hào)一般是TDM的連續(xù)碼流,如PDH、SDH等。伴隨著科技的進(jìn)步,特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,傳輸數(shù)據(jù)也越來(lái)越大。分組信號(hào)與連續(xù)碼流的特點(diǎn)完全不同,它具有不確定性,因此傳送這種信號(hào),是光通信技術(shù)需要解決的難題。而且兩種傳送設(shè)備也是有很大區(qū)別的。
3.2 不斷增加的信道容量 光通信系統(tǒng)能從PDH發(fā)展到SDH,從155Mb/s發(fā)展到lOGb/s,近來(lái),4OGB/s已實(shí)現(xiàn)商品化。專家們?cè)谘芯扛笕萘康模?60Gb/s(單波道)系統(tǒng)已經(jīng)試驗(yàn)成功,目前還在為其制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。此外,科學(xué)家還在研究系統(tǒng)容量更大的通訊技術(shù)。
3.3 光纖傳輸距離 從宏觀上說(shuō),光纖的傳輸距離是越遠(yuǎn)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(duì)光纖傳輸距離的突破,為增大無(wú)再生中繼距離創(chuàng)造了條件。
3.4 向城域網(wǎng)發(fā)展 光傳輸目前正從骨干網(wǎng)向城域網(wǎng)發(fā)展,光傳輸逐漸靠近業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。而人們通常認(rèn)為光傳輸作為一種傳輸信息的手段還不適應(yīng)城域網(wǎng)。作為業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn),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(lái)更多的便利服務(wù)。
3.5 互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求與下一代全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì) 近年來(lái),互聯(lián)網(wǎng)業(yè)發(fā)展迅速,IP業(yè)務(wù)也隨之火爆。研究表明,隨著IP業(yè)的迅速發(fā)展,通信業(yè)將面臨“洗牌”,并孕育著新技術(shù)的出現(xiàn)。隨著軟件控制的進(jìn)一步開發(fā)和發(fā)展,現(xiàn)代的光通信正逐步向智能化發(fā)展,它能靈活的讓營(yíng)運(yùn)者自由的管理光傳輸。而且還會(huì)有更多的相關(guān)應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生,為人們的使用帶來(lái)更多的方便。
綜上所述,以高速光傳輸技術(shù)、寬帶光接入技術(shù)、節(jié)點(diǎn)光交換技術(shù)、智能光聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心,并面向IP互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的光波技術(shù)是目前光纖傳輸?shù)难芯繜狳c(diǎn),而在以后,科學(xué)家還會(huì)繼續(xù)對(duì)這一領(lǐng)域的研究和開發(fā)。從未來(lái)的應(yīng)用來(lái)看,光網(wǎng)絡(luò)將向著服務(wù)多元化和資源配置的方向發(fā)展,為了滿足客戶的需求,光纖通信的發(fā)展不僅要突破距離的限制,更要向智能化邁進(jìn)。
4 光纖鏈路的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試
4.1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的目的 對(duì)光纖安裝現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試是光纖鏈路安裝的必須措施,是保證電纜支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的重要方式。它的目的在于檢測(cè)光纖連接的質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn),并且減少故障因素。
1光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)
光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)有:(1)頻帶極寬,通信容量大。(2)損耗低,中繼距離長(zhǎng)。(3)抗電磁干擾能力強(qiáng)。(4)無(wú)串音干擾,保密性好。
除以上特點(diǎn)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(zhǎng)。
2我國(guó)光纖光纜發(fā)展的現(xiàn)狀
為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和傳輸流量提高的需求,傳輸系統(tǒng)供應(yīng)商都在技術(shù)開發(fā)上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纖上進(jìn)行了55x20Gbit/s傳輸?shù)难芯?實(shí)現(xiàn)了1.1Tbit/s的傳輸。NEC公司進(jìn)行了132x20Gbit/s、120km傳輸?shù)难芯?實(shí)現(xiàn)了2.64Thit/s的傳輸。NTT公司實(shí)現(xiàn)了3Thit/s的傳輸。目前,以日本為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家,在光纖傳輸方面實(shí)現(xiàn)了10.96Thit/s(274xGbit/s)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)超長(zhǎng)距離的傳輸已達(dá)到4000km無(wú)電中繼的技術(shù)水平。在光網(wǎng)絡(luò)方面,光網(wǎng)技術(shù)合作計(jì)劃(ONTC)、多波長(zhǎng)光網(wǎng)絡(luò)(MONET)、泛歐光子傳送重疊網(wǎng)(PHOTON)、泛歐光網(wǎng)絡(luò)(OPEN)、光通信網(wǎng)管理(MOON)、光城域通信網(wǎng)(MTON)、波長(zhǎng)捷變光傳送和接入網(wǎng)(WOTAN)等一系列研究項(xiàng)目的相繼啟動(dòng)、實(shí)施與完成,為下一代寬帶信息網(wǎng)絡(luò),尤其為承載未來(lái)IP業(yè)務(wù)的下一代光通信網(wǎng)絡(luò)奠定了良好的基礎(chǔ)。
3光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
(1)超大容量、超長(zhǎng)距離傳輸技術(shù)波分復(fù)用技術(shù)極大地提高了光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量,在未來(lái)跨海光傳輸系統(tǒng)中有廣闊的應(yīng)用前景。近年來(lái)波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展迅猛,目前1.6Tbit/的WDM系統(tǒng)已經(jīng)大量商用,同時(shí)全光傳輸距離也在大幅擴(kuò)展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時(shí)分復(fù)用(OTDM)技術(shù),與WDM通過(guò)增加單根光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)來(lái)提高其傳輸容量不同,OTDM技術(shù)是通過(guò)提高單信道速率來(lái)提高傳輸容量,其實(shí)現(xiàn)的單信道最高速率達(dá)640Gbit/s。
僅靠OTDM和WDM來(lái)提高光通信系統(tǒng)的容量畢竟有限,可以把多個(gè)OTDM信號(hào)進(jìn)行波分復(fù)用,從而大幅提高傳輸容量。偏振復(fù)用(PDM)技術(shù)可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零(RZ)編碼信號(hào)在超高速通信系統(tǒng)中占空較小,降低了對(duì)色散管理分布的要求,且RZ編碼方式對(duì)光纖的非線性和偏振模色散(PMD)的適應(yīng)能力較強(qiáng),因此現(xiàn)在的超大容量WDM/OTDM通信系統(tǒng)基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)基本上都包括在OTDM和WDM通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)中。
(2)光孤子通信。光孤子是一種特殊的ps數(shù)量級(jí)的超短光脈沖,由于它在光纖的反常色散區(qū),群速度色散和非線性效應(yīng)相互平衡,因而經(jīng)過(guò)光纖長(zhǎng)距離傳輸后,波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離無(wú)畸變的通信,在零誤碼的情況下信息傳遞可達(dá)萬(wàn)里之遙。
光孤子技術(shù)未來(lái)的前景是:在傳輸速度方面采用超長(zhǎng)距離的高速通信,時(shí)域和頻域的超短脈沖控制技術(shù)以及超短脈沖的產(chǎn)生和應(yīng)用技術(shù)使現(xiàn)行速率10—20Gbit/s提高到100Gbit/s以上;在增大傳輸距離方面采用重定時(shí)、整形、再生技術(shù)和減少ASE,光學(xué)濾波使傳輸距離提高到100000km以上;在高性能EDFA方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。當(dāng)然實(shí)際的光孤子通信仍然存在許多技術(shù)難題,但目前已取得的突破性進(jìn)展使人們相信,光孤子通信在超長(zhǎng)距離、高速、大容量的全光通信中,尤其在海底光通信系統(tǒng)中,有著光明的發(fā)展前景。
(3)全光網(wǎng)絡(luò)。未來(lái)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(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)間的全光化,但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)處仍采用電器件,限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康倪M(jìn)一步提高,因此真正的全光網(wǎng)已成為一個(gè)非常重要的課題。
全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點(diǎn)代替電節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)之間也是全光化,信息始終以光的形式進(jìn)行傳輸與交換,交換機(jī)對(duì)用戶信息的處理不再按比特進(jìn)行,而是根據(jù)其波長(zhǎng)來(lái)決定路由。
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(shì)上看,形成一個(gè)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(lái)光通信發(fā)展的必然趨勢(shì),更是未來(lái)信息網(wǎng)絡(luò)的核心,也是通信技術(shù)發(fā)展的最高級(jí)別,更是理想級(jí)別。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:繼電保護(hù) 光纖 保護(hù) 信號(hào)
中圖分類號(hào):TM774文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
光纖通信的誕生與發(fā)展是電信史上的一次重大革命。1966年,美籍華人高錕(C. K. Kao)和霍克哈姆(C. A. Hockham),表示低損耗的光纖可以運(yùn)用在通信中,從此出現(xiàn)光纖通信。1970年,損耗為 20dB/km 的光纖由美國(guó)康寧公司成功研制出,從此開始了光纖通信時(shí)代。1977年,美國(guó)在芝加哥相距7000米的兩個(gè)電話局之間首次成功進(jìn)行了光纖通信試驗(yàn)。1981年,成功實(shí)現(xiàn)了兩電話局之間使用1.3微米多模光纖通信系統(tǒng),這是第二代光纖通信系統(tǒng)。1984年,出現(xiàn)1.3微米單模光纖通信系統(tǒng),這是第三代光纖通信系統(tǒng)。80年代的中后期,1.55微米單模光纖通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),這是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(zhǎng)傳輸距離的系統(tǒng),這是第五代光纖通信系統(tǒng)。在新的系統(tǒng)中,相干光纖通信系統(tǒng)得到應(yīng)用。
一、光纖通道與接口
現(xiàn)如今,在繼電保護(hù)中,光纖通道已經(jīng)廣泛應(yīng)用。光纖繼電保護(hù)是由光纖通道構(gòu)成的一種保護(hù)。光纖通道主要由光發(fā)送器,光纖和光接收器這三個(gè)部分組成。
1、光發(fā)送器。光發(fā)送器可以把電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào),一般情況下,由砷化鎵或砷鎵鋁發(fā)光二極管或鋁石釹榴石激光器構(gòu)成。發(fā)光二極管的使用壽命很長(zhǎng),是一種不僅簡(jiǎn)單易用,而且可靠性強(qiáng)的電光轉(zhuǎn)換元件。
2、光接收器。光接收器可以把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),一般情況下,由光電二極管構(gòu)成。
3、光纖。光纖具有傳遞信號(hào)的作用。光纖是由一種特別細(xì)的空心石英絲或玻璃絲組成,光可以在其中傳輸。
光纖通道的容量很大,因而大量的有色金屬材料得以節(jié)省下來(lái)。另外,光纖很容易敷設(shè),并且具有一定的抗腐蝕性,不受潮,抗雷擊,對(duì)電磁有屏蔽作用,所以它構(gòu)成了一個(gè)安全的傳輸環(huán)境。但也存在一定的確定,比如通信距離受到限制,當(dāng)距離過(guò)長(zhǎng)時(shí),中繼器的運(yùn)用必不可少。
近年來(lái),電力系統(tǒng)保護(hù)、控制和遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展很快,因此很有必要擴(kuò)大通信容量。一般情況下,微波的通信容量是960路,而在光纖通道中,當(dāng)短波長(zhǎng)為0.85um時(shí),通信容量會(huì)超過(guò)1900路,用1.55um 長(zhǎng)波長(zhǎng)時(shí)通信容量更多。
4、工作可靠。載波通道受到雷電和電力系統(tǒng)操作能夠產(chǎn)生的電磁的干擾作用很強(qiáng),天氣可能會(huì)嚴(yán)重影響信號(hào)傳輸,甚至致使工作開展不下去。微波通道受到的電磁干擾是比較小的,但是當(dāng)天氣狀況不好的時(shí)候,還是會(huì)產(chǎn)生一些信號(hào)衰落。而光纖通道之所有有較高的可靠性,是因?yàn)樗梢园央姶牌帘蔚?,并且天氣變化?duì)它不起作用。
光纖保護(hù)包括光纖電流差動(dòng)保護(hù)、光纖距離保護(hù)、光纖方向保護(hù)和光纖命令傳輸?shù)妊b置,它們對(duì)傳輸通道的要求是各不相同的。由于邏輯命令信號(hào)在以上三種裝置中傳輸,所以傳輸通道不對(duì)稱也沒關(guān)系。
總之,當(dāng)光纖電流差動(dòng)保護(hù)裝置經(jīng)過(guò)一些通道切換裝置傳輸時(shí),保護(hù)裝置的收、發(fā)路由在切換前、后的一致性必須要得到保證;并且要同時(shí)切換收、發(fā)路,切換時(shí)間應(yīng) < 50ms,切換時(shí),通道告警信號(hào)隨時(shí)發(fā)出。
二、在繼電保護(hù)的高壓測(cè)量中應(yīng)用光纖
每一套繼電保護(hù)裝置的輸電線路電流、電壓都要用TA、TV 測(cè)量出來(lái)。光纖測(cè)量應(yīng)用有一種簡(jiǎn)單方法:把TA、TV與聯(lián)接保護(hù)裝置很好的聯(lián)接起來(lái),從而把強(qiáng)電磁對(duì)測(cè)量信號(hào)的干擾作用消除,把測(cè)量精度和設(shè)備安全性提高。另一種方法是電磁式的TA、TV用光纖變流器代替。這樣的測(cè)量不僅不可能出現(xiàn)飽和,而且還可以如實(shí)反映出故障存在條件下的電流、電壓量。計(jì)算機(jī)保護(hù)的應(yīng)用具有十分明顯的作用,在計(jì)算機(jī)保護(hù)中,把光纖變流器測(cè)量后的數(shù)字量輸入進(jìn)來(lái)對(duì)動(dòng)作時(shí)間和計(jì)算精度的提高具有十分重要的作用。
三、光纖作為繼電保護(hù)的信號(hào)通道
遠(yuǎn)距離的光的傳輸可以用光纖作為傳輸媒質(zhì)。如果光纖通信系統(tǒng)的距離較長(zhǎng),就需要每隔一段距離配置一個(gè)中繼器。把光纖作為繼電保護(hù)信號(hào)的通道這一應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1、電流縱差保護(hù)中的導(dǎo)引線。
2、繼電保護(hù)裝置的聯(lián)絡(luò)線;如高頻保護(hù)之呢過(guò),繼電保護(hù)載波機(jī)與控制室:微波保護(hù)中,保護(hù)裝置與發(fā)射塔之間距離長(zhǎng)度不等的聯(lián)絡(luò)線。
3、變電站或控制室內(nèi)的繼電保護(hù)信號(hào)傳輸線。如計(jì)算機(jī)多機(jī)綜合保護(hù)中,微機(jī)之間,以及微機(jī)與測(cè)量、自動(dòng)、遠(yuǎn)動(dòng)、終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸線。
在繼電保護(hù)通道中應(yīng)用光纖可以使通道的抗干擾能力得到很大程度的提升,提高信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。尤其是對(duì)短線電流縱差保護(hù)的應(yīng)用存在一個(gè)特別有效的解決方法,即對(duì)通道和設(shè)備的危害是由感應(yīng)電壓或故障電流過(guò)大而引起過(guò)高電壓。所以,對(duì)于繼電保護(hù)中對(duì)光纖通信的應(yīng)用研究,國(guó)內(nèi)外的研究方向集中在短線縱差保護(hù)上。另外,在短線上光纖縱差保護(hù)的應(yīng)用使距離保護(hù)得到有效避免。
四、光纖通信系統(tǒng)的復(fù)用在繼電保護(hù)中的應(yīng)用
對(duì)于短線電流縱差保護(hù)中的光纖通道,各路傳輸?shù)膹?fù)用技術(shù)應(yīng)該得到研究和應(yīng)用,各相電流及其他保護(hù)信號(hào)應(yīng)該進(jìn)行分相傳輸和分相比較以提高繼電保護(hù)的性能。
現(xiàn)如今,電力通信系統(tǒng)中已廣泛采用光纖通信,使繼電保護(hù)的多路電流、電壓信號(hào)的傳輸運(yùn)用以數(shù)字或模擬的光纖傳輸,并在比較長(zhǎng)的輸電線路上使分相電流縱差保護(hù)得到應(yīng)用,而電流差動(dòng)保護(hù)原理是十分優(yōu)越的。
五、結(jié)語(yǔ)
光纖通信具有抗干擾性能強(qiáng)、傳輸容量大的特點(diǎn)。在繼電保護(hù)中應(yīng)用抗干擾性能強(qiáng)這一特點(diǎn),可以有效提高裝置的安全性和可靠性;而傳輸容量大這一特點(diǎn)的應(yīng)用有助于新的保護(hù)方式的發(fā)現(xiàn),也有助于催生出新的保護(hù)原理。
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