光通信論文范文

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1光纖模型

對(duì)于一些較為復(fù)雜的矢量信息的調(diào)制，光通信系統(tǒng)當(dāng)中則一般都是用IQ調(diào)制器進(jìn)行；光纖模型是為了將通信相干系統(tǒng)內(nèi)處理數(shù)字信號(hào)進(jìn)行提高，因此必須要具體研究整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)信號(hào)進(jìn)行光纖傳輸?shù)默F(xiàn)象，而該現(xiàn)象則需要從物理以及數(shù)學(xué)的模型當(dāng)中入手，對(duì)對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償或均衡技術(shù)進(jìn)行研究過程中將數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的作用發(fā)揮出來，使得光信號(hào)變換成為電磁波的形式，具體的解是在麥克斯韋方程組導(dǎo)出的波動(dòng)方程中進(jìn)行的，表達(dá)式是：其中X是信號(hào)偏振方向的單位向量，是初始振幅的傅立葉表示，是常數(shù)，最終將光信號(hào)基態(tài)模式分布成F（x，y）看成是近似高斯函數(shù)。另外在研究接收端過程中，一般都是將光相干接收機(jī)作為主要組成進(jìn)行研究，其能夠?qū)邮諜C(jī)進(jìn)行直接測(cè)探，讓所檢測(cè)的信號(hào)強(qiáng)度信息得以增強(qiáng)，同時(shí)還能夠?qū)?qiáng)度調(diào)制信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換前對(duì)其進(jìn)行除匹配濾波之外的處理。

2信號(hào)處理

研究相干光通信系統(tǒng)內(nèi)處理數(shù)字信號(hào)的技術(shù)主要是：光纖信道是信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)耐ǖ溃渲兴霈F(xiàn)的不同形式的失真或者損傷就會(huì)在結(jié)合過程中出現(xiàn)線性或者非線性的失真。而線性失真的補(bǔ)償是不存在因果關(guān)系，即無需顧慮其順序問題，不過需要在具體算法當(dāng)中遵循以下原則：分離所需估計(jì)的線性失真為單獨(dú)形式的變量，并補(bǔ)償態(tài)應(yīng)該優(yōu)先估計(jì)，對(duì)于算法較為簡單的變量，然后再補(bǔ)償隨機(jī)變量，最后才是對(duì)所有變量進(jìn)行完整補(bǔ)償。算法流程：每個(gè)方框所代表的都是相干接收機(jī)內(nèi)的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的子系統(tǒng)，且子系統(tǒng)之間所可能出現(xiàn)的反饋線路的具體圖表也要進(jìn)行表示，在預(yù)處理算法的研究中，它是指在進(jìn)行實(shí)質(zhì)的信道均衡、載波恢復(fù)之前，對(duì)采樣后的信號(hào)進(jìn)行一定程度的預(yù)先處理，為形成數(shù)字信號(hào)處理算法做出充分的準(zhǔn)備。

3信號(hào)補(bǔ)償

使用數(shù)字信號(hào)處理算法之后，相干光通信系統(tǒng)對(duì)信號(hào)補(bǔ)償是在接收端，具體使用過程當(dāng)中則會(huì)根據(jù)情況的不同來使用不同形式的數(shù)字信號(hào)處理子系統(tǒng)。去偏移系統(tǒng)可以針對(duì)偏振之間的采樣時(shí)刻偏移進(jìn)行補(bǔ)償。正交化系統(tǒng)可以補(bǔ)償因調(diào)制器和混頻器缺陷造成的欠正交狀況。歸一化系統(tǒng)能夠?qū)⑿盘?hào)具備單位的能力和幅度，進(jìn)而使得信號(hào)發(fā)生色度色散后可利用靜態(tài)信道的均衡系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。即使出現(xiàn)不當(dāng)采樣而導(dǎo)致誤差出現(xiàn)時(shí)，也能夠使用采樣時(shí)鐘來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)補(bǔ)償。即自適應(yīng)的信道均衡系統(tǒng)能夠?qū)τ谄袼霈F(xiàn)的相關(guān)損傷進(jìn)行補(bǔ)償，載波相位回復(fù)系統(tǒng)是估計(jì)載波相位的噪聲，進(jìn)而對(duì)所出現(xiàn)的失真進(jìn)行補(bǔ)償。載波頻率恢復(fù)系統(tǒng)則是對(duì)發(fā)送端和接收端之間載波所出現(xiàn)的頻率偏移進(jìn)行補(bǔ)償和估計(jì)。對(duì)于光線非線性造成的信號(hào)損傷可以借助非線性補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償。

4相關(guān)耦合

在應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理算法過程當(dāng)中，先在接收端破和所輸入的光信號(hào)和本振光，進(jìn)而根據(jù)上述的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)子系統(tǒng)來對(duì)所耦合的光信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)化、去偏移以及正交化恢復(fù)等處理，然后根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境來選擇具體形式的反饋和補(bǔ)償。即相干光通信系統(tǒng)中有了數(shù)字信號(hào)處理算法的應(yīng)用將會(huì)對(duì)其色散、偏振等造成的信號(hào)失真有了非常有效的補(bǔ)償，進(jìn)而更好的促進(jìn)了相干光通信系統(tǒng)的發(fā)展。

二、小結(jié)

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[論文摘要]光纖通信因其具有的損耗低、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(yōu)點(diǎn)，備受業(yè)內(nèi)人士青睞，發(fā)展非常迅速。目前，光纖光纜已經(jīng)進(jìn)入了有線通信的各個(gè)領(lǐng)域，包括郵電通信、廣播通信、電力通信和軍用通信等領(lǐng)域。綜述我國光纖通信研究現(xiàn)狀及其發(fā)展。

近年來，光纖通信技術(shù)得到了長足的發(fā)展，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，這大幅提高了通信能力，并使光纖通信的應(yīng)用范圍

不斷擴(kuò)大。

一、我國光纖光纜發(fā)展的現(xiàn)狀

（一）普通光纖

普通單模光纖是最常用的一種光纖。隨著光通信系統(tǒng)的發(fā)展，光中繼距離和單一波長信道容量增大，G.652.A光纖的性能還有可能進(jìn)一步優(yōu)化，表現(xiàn)在1550rim區(qū)的低衰減系數(shù)沒有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數(shù)和零色散點(diǎn)不在同一區(qū)域。符合ITUTG.654規(guī)定的截止波長位移單模光纖和符合G.653規(guī)定的色散位移單模光纖實(shí)現(xiàn)了這樣的改進(jìn)。

（二）核心網(wǎng)光纜

我國已在干線(包括國家干線、省內(nèi)干線和區(qū)內(nèi)干線)上全面采用光纜，其中多模光纖已被淘汰，全部采用單模光纖，包括G.652光纖和G.655光纖。G.653光纖雖然在我國曾經(jīng)采用過，但今后不會(huì)再發(fā)展。G.654光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統(tǒng)容量，它在我國的陸地光纜中沒有使用過。干線光纜中采用分立的光纖，不采用光纖帶。干線光纜主要用于室外，在這些光纜中，曾經(jīng)使用過的緊套層絞式和骨架式結(jié)構(gòu)，目前已停止使用。

（三）接入網(wǎng)光纜

接入網(wǎng)中的光纜距離短，分支多，分插頻繁，為了增加網(wǎng)的容量，通常是增加光纖芯數(shù)。特別是在市內(nèi)管道中，由于管道內(nèi)徑有限，在增加光纖芯數(shù)的同時(shí)增加光纜的光纖集裝密度、減小光纜直徑和重量，是很重要的。接入網(wǎng)使用G.652普通單模光纖和G.652.C低水峰單模光纖。低水峰單模光纖適合于密集波分復(fù)用，目前在我國已有少量的使用。

（四）室內(nèi)光纜

室內(nèi)光纜往往需要同時(shí)用于話音、數(shù)據(jù)和視頻信號(hào)的傳輸。并目還可能用于遙測(cè)與傳感器。國際電工委員會(huì)(IEC)在光纜分類中所指的室內(nèi)光纜，筆者認(rèn)為至少應(yīng)包括局內(nèi)光纜和綜合布線用光纜兩大部分。局用光纜布放在中心局或其他電信機(jī)房內(nèi)，布放緊密有序和位置相對(duì)固定。綜合布線光纜布放在用戶端的室內(nèi)，主要由用戶使用，因此對(duì)其易損性應(yīng)比局用光纜有更嚴(yán)格的考慮。

（五）電力線路中的通信光纜

光纖是介電質(zhì)，光纜也可作成全介質(zhì)，完全無金屬。這樣的全介質(zhì)光纜將是電力系統(tǒng)最理想的通信線路。用于電力線桿路敷設(shè)的全介質(zhì)光纜有兩種結(jié)構(gòu)：即全介質(zhì)自承式(ADSS)結(jié)構(gòu)和用于架空地線上的纏繞式結(jié)構(gòu)。ADSS光纜因其可以單獨(dú)布放，適應(yīng)范圍廣，在當(dāng)前我國電力輸電系統(tǒng)改造中得到了廣泛的應(yīng)用。ADSS光纜在國內(nèi)的近期需求量較大，是目前的一種熱門產(chǎn)品。

二、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

對(duì)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(mèng)想。

（一）超大容量、超長距離傳輸技術(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，在未來跨海光傳輸系統(tǒng)中有廣闊的應(yīng)用前景。近年來波分復(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通過增加單根光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)來提高其傳輸容量不同，OTDM技術(shù)是通過提高單信道速率來提高傳輸容量，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。

（二）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)過光纖長距離傳輸后，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)長距離無畸變的通信，在零誤碼的情況下信息傳遞可達(dá)萬里之遙。

光孤子技術(shù)未來的前景是：在傳輸速度方面采用超長距離的高速通信，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。

（三）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(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)其波長來決定路由。

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光通信發(fā)展的必然趨勢(shì)，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(jí)別，更是理想級(jí)別。

三、結(jié)語

光通信技術(shù)作為信息技術(shù)的重要支撐平臺(tái)，在未來信息社會(huì)中將起到重要作用。雖然經(jīng)歷了全球光通信的“冬天”但今后光通信市場(chǎng)仍然將呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。從現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢(shì)來看，光纖通信也將成為未來通信發(fā)展的主流。人們期望的真正的全光網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代也會(huì)在不遠(yuǎn)的將來到來。

參考文獻(xiàn)：

[1]辛化梅、李忠，論光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].山東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，（04）

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（1）在電力通信中，完成通信需要多個(gè)設(shè)備的參與，而這主要是由于設(shè)備的性質(zhì)不同、功能不同，且所承擔(dān)的任務(wù)也不同，因此，這就使得電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于傳統(tǒng)的通信已無法適應(yīng)電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的要求，因此，把光纖通信作為介質(zhì)，提高通信質(zhì)量也就成為一種趨勢(shì)。（2）電力通信與其它通信之間的區(qū)別在于，其不僅對(duì)傳輸信息質(zhì)量要求高，而且在通信實(shí)時(shí)性方面有著較高要求。隨著中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的轉(zhuǎn)型升級(jí)，電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，通信信號(hào)的種類日漸繁雜，同樣要求在電力系統(tǒng)通信領(lǐng)域應(yīng)用光纖通信，不僅包括繼電保護(hù)信號(hào)，也包括語音信號(hào)，通過應(yīng)用光纖通信，可提高信號(hào)傳輸質(zhì)量。（3）由于電力系統(tǒng)的覆蓋范圍廣，在通信這一領(lǐng)域，對(duì)傳輸范圍和抗沖擊能力均有較高的要求，為了最大程度上降低通信的損耗，保證傳輸?shù)馁|(zhì)量，特別是長距離傳輸?shù)馁|(zhì)量，也要求應(yīng)用光纖通信。

2電力系統(tǒng)中光纖通信的特點(diǎn)

光纖通信的特點(diǎn)，主要是相對(duì)于傳統(tǒng)電力通信方式來說的，這些特點(diǎn)同時(shí)也可視為光纖通信的優(yōu)點(diǎn)，主要包括以下幾個(gè)方面：（1）電力系統(tǒng)中的光纖通信的通信容量相當(dāng)大，一般情況下，一對(duì)光纖便足以滿足上百路甚至上千路信息路徑通過，同時(shí)在一根光纜中，含有幾十根甚至上百根光纖纖芯。（2）眾所周知，光纖的制作材料一般為硅或者玻璃，所以這也就意味著光纖制作的原料來源非常豐富，所以對(duì)于節(jié)約金屬材料的使用量具有重要的意義。（3）在電力系統(tǒng)通信領(lǐng)域中，光纖通信的保密性良好，外界的電磁干擾不容易對(duì)其造成影響，同時(shí)光纖通信也不受雷擊、潮濕等因素的影響。（4）電力系統(tǒng)用的光纖，主要是OPGW光纜，其敷設(shè)與地線一次性完成，比較簡單。（5）由于光纖通信無感應(yīng)性能，所以電力系統(tǒng)中的光纖通信不容易受到電位升高的影響，毫無疑問，光纖通信技術(shù)是電力通信系統(tǒng)最為理想的通信技術(shù)。

3光纖通信在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用領(lǐng)域

光纖通信在電力系統(tǒng)中主要在以下方面有應(yīng)用：（1）電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動(dòng)化。電網(wǎng)智能化和自動(dòng)化程度提高，在電網(wǎng)中應(yīng)用光纖通信技術(shù)成為一種常態(tài)，在監(jiān)控與調(diào)度中的應(yīng)用表現(xiàn)為：把監(jiān)控傳感器采集到的狀態(tài)信息傳輸給上級(jí)系統(tǒng)，同時(shí)下達(dá)有關(guān)的指令。（2）在配網(wǎng)自動(dòng)化中的應(yīng)用。確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性，要求在電力系統(tǒng)通信領(lǐng)域應(yīng)用光纖通信，在狀態(tài)監(jiān)測(cè)、調(diào)度管理與分層控制等方面具有重要的作用。此外，光纖通信在繼電保護(hù)器中也有著應(yīng)用，主要是用于保護(hù)電流縱差中的導(dǎo)引線、保護(hù)繼電保護(hù)裝置、智能變電站或控制室內(nèi)的信號(hào)傳輸線等。

4光纖通信在電力系統(tǒng)中的發(fā)展前景

現(xiàn)階段，光纖通信在快速發(fā)展的形勢(shì)下，已經(jīng)發(fā)展到第五代光纖通信階段，在這一階段的光纖通信技術(shù)，具有容量大、信號(hào)傳輸速率快等諸多的優(yōu)點(diǎn)。隨著技術(shù)的進(jìn)度與經(jīng)貿(mào)水平的提高，全球的信息化程度逐步提高，因此對(duì)光纖通信的通信距離、容量和速度等提出了更高的要求。電力系統(tǒng)中，光纖通信的發(fā)展前景包括下面幾個(gè)方面：

4.1光纖傳送網(wǎng)新技術(shù)

目前，傳輸40GE/100GE網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)中，主要包括兩種技術(shù)：①40Gbit/s技術(shù)；②100Gbit/s技術(shù)。同時(shí)，這兩種技術(shù)中又包含有編碼調(diào)制技術(shù)、色散補(bǔ)償技術(shù)與非線性抑制技術(shù)，以及OSNR保證對(duì)策等幾個(gè)方面。在未來電力系統(tǒng)發(fā)展過程中，為有效保證長距離光纖通信的要求，應(yīng)使用光纖傳輸網(wǎng)新技術(shù)，主要是FEC技術(shù)，也就是多種增強(qiáng)前向糾錯(cuò)技術(shù)，以及動(dòng)態(tài)增益均衡技術(shù)、新型編碼調(diào)制技術(shù)等，通過利用電均衡接收機(jī)、功率調(diào)整技術(shù)等，可實(shí)現(xiàn)增加容量的目的。而頻分復(fù)用技術(shù)、偏振復(fù)用技術(shù)和波分復(fù)用技術(shù)等，在未來的電力系統(tǒng)通信中，毫無疑問將會(huì)有越來越廣泛的應(yīng)用。

4.2光纖通信接入網(wǎng)新技術(shù)

在現(xiàn)階段，電力系統(tǒng)中光纖通信接入技術(shù)主要存在傳輸距離、分光比、業(yè)務(wù)支持能力等方面的差距。目前光纖接入技術(shù)包括EPON技術(shù)（即太無源光網(wǎng)絡(luò)）、GPON技術(shù)（即基于I-TU-TG984標(biāo)準(zhǔn)的新寬帶無源光網(wǎng)絡(luò)），以及基于星型結(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)接入技術(shù)、基于樹形拓?fù)涞腁PON/BPON技術(shù)等。一般情況下，EPON技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，相比于GPON技術(shù)來說要簡單不少，但是對(duì)于多業(yè)務(wù)的支持能力不如GPON技術(shù)。而基于星型結(jié)構(gòu)的光纖接入技術(shù)是在傳統(tǒng)的以太網(wǎng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的電力系統(tǒng)光纖通信的接入技術(shù)，這種技術(shù)適宜在單用戶對(duì)寬帶的要求大的區(qū)域（此種光纖接入情況下只能對(duì)單個(gè)用戶進(jìn)行連接）或者具有豐富光纖資源的區(qū)域，因此，相對(duì)來說基于星型結(jié)構(gòu)的光纖接入技術(shù)的范圍比較窄，并不是主流光纖接入技術(shù)的發(fā)展方向。

4.3光纖通信光交換新技術(shù)

對(duì)于光網(wǎng)絡(luò)來說，典型屬性之一便是光交換。當(dāng)前，基于實(shí)現(xiàn)特征與交換顆粒進(jìn)行光交換技術(shù)的劃分，可以分為OPS即光分組交換、OBS即光突發(fā)交換、OCS即光路/波長交換。OCS的交換單位是波長，具有易于實(shí)現(xiàn)，交換顆粒大的優(yōu)勢(shì)，然而寬帶的利用率以及復(fù)用特性非常差；OPS的交換單位是分組，并且交換的顆粒較小，因此不易于實(shí)現(xiàn)，然而其寬帶的利用率以及統(tǒng)計(jì)復(fù)用特性非常好。基于光路/波長光交換技術(shù)與光分組交換技術(shù)的OBS，相對(duì)來說較為容易實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，寬帶利用率和復(fù)用特性能較好，因此，在未來電力系統(tǒng)通信中光纖通信的應(yīng)用中，OBS會(huì)處于主導(dǎo)位置。

5結(jié)語

篇4

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(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(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)

篇5

數(shù)據(jù)高速傳輸，需有較大的總線傳輸容量，且還必須保證外界噪聲不會(huì)影響到該系統(tǒng)。在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中應(yīng)用光纖通信網(wǎng)絡(luò)，不僅可滿足高寬帶的需要，且與光纖信號(hào)均不會(huì)被外界噪聲影響的特點(diǎn)相符合，最終可完成數(shù)據(jù)采集及傳輸。光纖通信網(wǎng)絡(luò)在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要包括:(1)光波傳輸容量較大、頻率較高。(2)具有良好保密性，不會(huì)受到電磁干擾。(3)信號(hào)不輕易衰減，具有較長的中繼距離。(4)低廉、豐富的光纖材料來源，能夠節(jié)省眾多有色金屬，且光纖材料重量輕、直徑小，并具有良好地可撓性。隨著現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)充、建設(shè)及提速，對(duì)光纖材料的需求也隨之不斷增長［3］。

2在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1高速采集模塊

將Atmega168芯片應(yīng)用于系統(tǒng)主控制器中，時(shí)鐘時(shí)序由CPLD產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速數(shù)據(jù)的控制及采集，數(shù)據(jù)采集模塊具體方案如圖1所示。高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)運(yùn)行原理為:通過傳感器將模擬量信號(hào)中攜帶的物理量信息進(jìn)行電壓量的轉(zhuǎn)化，再通過ADC轉(zhuǎn)換模塊以數(shù)字電壓量代替模擬電壓量，進(jìn)而實(shí)施數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、傳輸及處理。由CPLD和AVR共同控制完成高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并對(duì)所采集到的模擬信號(hào)實(shí)施模數(shù)轉(zhuǎn)換后，在FIFO中緩存結(jié)果，再在Flash陳列中進(jìn)行轉(zhuǎn)存與保存。整個(gè)系統(tǒng)工作過程中，F(xiàn)IFO既具有緩存作用，還可使A/D對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)位數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的匹配問題得到全面解決，有效調(diào)整了與Flash存儲(chǔ)器中所包含的數(shù)據(jù)線位數(shù)。

2.2控制程序設(shè)計(jì)

在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，編程采集功能的實(shí)現(xiàn)選用兩條通道實(shí)施時(shí)鐘分析，若控制信號(hào)屬于低電平狀態(tài)，觸發(fā)采集，8路數(shù)據(jù)通道存儲(chǔ)采集到的數(shù)據(jù)，EOC電平逐漸下降［5］。在數(shù)據(jù)采集過程中，所有通道均具有相同的工作原理，且最終都在存儲(chǔ)區(qū)中存入所采集到的數(shù)據(jù)。以此為基礎(chǔ)，在CPLD中載入相關(guān)程序，系統(tǒng)性調(diào)試電路，同時(shí)實(shí)施8通道的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及控制，所產(chǎn)生出的波形如圖2所示。由此可見，1、3、4、5四路將8個(gè)連續(xù)脈沖分別產(chǎn)生出來，且具有準(zhǔn)確的時(shí)序位置，即控制器可同時(shí)對(duì)8路信號(hào)進(jìn)行采集與控制，不會(huì)發(fā)生時(shí)序或邏輯方面的錯(cuò)誤［6］。因此，光纖通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的采集程序符合設(shè)計(jì)要求，依照所采集的脈沖寬度，能夠?qū)⑾到y(tǒng)采集速度最高值為10Mbit·s－1計(jì)算出來。采用電光調(diào)制將采集到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行成光信號(hào)的轉(zhuǎn)換，并于光纖通信網(wǎng)絡(luò)中實(shí)施加載，再采用光纖通信網(wǎng)絡(luò)將所采集的數(shù)據(jù)傳輸至高速數(shù)據(jù)主控制系統(tǒng)中。

2.3外接存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)

光纖通信網(wǎng)絡(luò)在通過光的形式與模塊接入后，其數(shù)據(jù)速率比FPGA數(shù)據(jù)處理能力高，為了能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地傳輸信號(hào)，故設(shè)計(jì)外接存儲(chǔ)體是必要的。多累存儲(chǔ)器在市場(chǎng)中有多種，其中主要包括DDRSDRAM、SDRAM、VCM、DRDRAM等。根據(jù)光纖通信具有高速率、大數(shù)據(jù)量等特征，再與總體硬件設(shè)計(jì)相結(jié)合，該系統(tǒng)選用DDRSDRAM。DDRSDRAM通過雙倍速率結(jié)構(gòu)增加對(duì)所采集數(shù)據(jù)進(jìn)行高速讀取的能力，此雙倍速率結(jié)構(gòu)中的所有時(shí)鐘周期均會(huì)實(shí)施讀寫操作，從而達(dá)到雙倍數(shù)據(jù)讀寫速度的效果。此外，控制命令、數(shù)據(jù)及地址被寄存在不同的時(shí)鐘跳沿，所以DDRSDRAM必須精準(zhǔn)的對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行判斷。為與該要求相滿足，時(shí)鐘信號(hào)于DDRSDRAM中通過雙端差動(dòng)實(shí)施數(shù)據(jù)傳輸，即CK#與CK.在CK變高、CK#變低的情況下，會(huì)認(rèn)定CK為上跳沿;而若CK變低、CK#變高的情況下，會(huì)有時(shí)鐘CK下跳沿的認(rèn)識(shí)。時(shí)鐘CK上跳沿對(duì)控制命令與地址予以寄存，可將所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行高、低劃分，并分別存儲(chǔ)在時(shí)鐘上下跳沿。DDRSDRAM在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的工作原理，如圖3所示。與系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量要求與處理速度相結(jié)合，選用現(xiàn)階段技術(shù)較成熟的HY5DU(L)T芯片。該芯片擁有32MB的容量，16位的數(shù)據(jù)總線寬度，芯片在最佳狀態(tài)下的數(shù)據(jù)吞吐率最大值為2×16×166×106=5.312Gbit·s－1。由此可見，DDRSDRAM芯片并不能解決光纖信號(hào)網(wǎng)絡(luò)速率在10Gbit·s－1時(shí)所存在的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問題［9］。此外，因系統(tǒng)設(shè)計(jì)難以滿足DDRSDRAM芯片速率最高值，故為了確保外部存儲(chǔ)器余量充足，可通過4片芯片并聯(lián)模式有效提升數(shù)據(jù)吞吐力，使其達(dá)到21.248Gbit·s－1。

3系統(tǒng)測(cè)試

在對(duì)基于光纖通信網(wǎng)絡(luò)的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行性能測(cè)試時(shí)，需通過對(duì)已知信號(hào)進(jìn)行采集，并將信號(hào)存儲(chǔ)后，對(duì)比已知信號(hào)，最終完成測(cè)試。具體測(cè)試步驟為:通過光通信協(xié)議儀將特殊信號(hào)發(fā)送出去，達(dá)到9.953Gbit·s－1的信號(hào)速率，15520Byte的幀長，為便于分析信號(hào)，需對(duì)信號(hào)幀同步碼設(shè)置成“F6F6F6282828”的序列，將0設(shè)置在幀頭剩余部位，并將5設(shè)置在幀內(nèi)剩余部位，由此避免對(duì)信號(hào)實(shí)施直接擾碼與傳輸。在對(duì)光信號(hào)接收后，系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)施光電降速與轉(zhuǎn)換處理，由系統(tǒng)中的FPGA對(duì)數(shù)據(jù)及時(shí)鐘實(shí)施接收，對(duì)其相應(yīng)處理后轉(zhuǎn)入外部存儲(chǔ)器實(shí)施緩存［10］。數(shù)據(jù)存滿外部存儲(chǔ)器后，可暫停采集數(shù)據(jù)，根據(jù)順序?qū)ν獠看鎯?chǔ)器數(shù)據(jù)實(shí)施重新讀取，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中送入千兆以太網(wǎng)接口實(shí)施統(tǒng)計(jì)對(duì)比分析。試驗(yàn)結(jié)果得出數(shù)據(jù)幀同步碼，即“F6F6F6282828”，這些同步碼后有若干個(gè)0，所有凈荷均為常數(shù)5。試驗(yàn)結(jié)果顯示，發(fā)送特定數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)相同。此外，為對(duì)系統(tǒng)誤碼率進(jìn)行測(cè)試，將固定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為偽隨機(jī)碼以做信號(hào)凈荷，結(jié)果顯示誤碼率在10～12以下。

4結(jié)束語

篇6

通過這一實(shí)驗(yàn)可以觀察當(dāng)偏置電流變化從而改變弛豫頻率時(shí)，高速光纖傳輸系統(tǒng)的性能變化情況[8]，仿真模型如圖3所示。圖3中，Ith=33.45mA，τsp=1ns，τph=3ps，I0=IB=40mA，Sequencelength128bits，Samplesperbit512。仿真結(jié)果：在直接光強(qiáng)度調(diào)制下弛豫頻率與有源區(qū)內(nèi)的電子壽命和諧振腔內(nèi)的光子壽命的關(guān)系為（3）根據(jù)仿真模型設(shè)定的參數(shù)可以得到弛豫頻率fres≈1.3GHz。圖4給出了系統(tǒng)性能與調(diào)制頻率的關(guān)系。當(dāng)調(diào)制頻率為1.3GHz時(shí)如圖4（a）所示；當(dāng)調(diào)制頻率為5GHz時(shí)如圖4（b）所示。由圖4可看出，當(dāng)調(diào)制頻率高于弛豫頻率后，系統(tǒng)性能嚴(yán)重變壞。

2摻鉺光纖放大器（EDFA）實(shí)驗(yàn)

本研究用于分析EDFA的頻率特性和噪聲性能[9]，仿真模型如圖5所示。在仿真模型中摻鉺光纖參數(shù)：Length7m，Corera-dius2.2m，Ermetastablelifetime10ms，Erdopingradius2.2m，Eriondensity1e+025m3，Numericalaperture0.24。仿真結(jié)果如圖6所示。圖6中，（a）為CW激光器的頻率與EDFA增益的關(guān)系曲線，（b）為信號(hào)輸入功率與EDFA增益曲線，（c）為功率噪聲曲線。光接收機(jī)實(shí)驗(yàn)光接收機(jī)主要的性能指標(biāo)是靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍。本研究的目的是了解光接收機(jī)靈敏度與誤碼率的關(guān)系及靈敏度與最小輸入功率的關(guān)系[10]，仿真模型如圖7所示。

3WDM系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

波分復(fù)用是光纖通信系統(tǒng)擴(kuò)大傳輸容量，提高傳輸速率的主要途徑之一，仿真模型如圖9所示。圖9中，利用Mach-Zehnder調(diào)制器進(jìn)行外調(diào)制，16路復(fù)用，光發(fā)射器參數(shù)：Bitrate40Gb/s。線路由50km單模光纖與10km色散補(bǔ)償光纖構(gòu)成循環(huán)單元，采用摻餌光纖放大器。解復(fù)用器參數(shù)：Bandwidth8e+010Hz，Depth100dB，F(xiàn)iltertypeBessel，F(xiàn)ilterorder6。圖10為WDM系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果，圖中給出了解復(fù)用器之前光纖線路之后的光譜圖，圖中較低的部分為噪聲部分。

4結(jié)束語

篇7

在應(yīng)用過程中，按照用途將光纖進(jìn)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(cè)器三部分，具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）信號(hào)干擾小、保密性強(qiáng)。

（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(qiáng)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(qiáng)，在使用過程中，不會(huì)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(jí)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(jìn)行光纜設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)溫差、風(fēng)速和氣候等外界因素進(jìn)行了充分考慮，因此，ADSS(全介質(zhì)自承光纜)具有很強(qiáng)的抗震動(dòng)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(qiáng)、環(huán)境性能好和光纜機(jī)械性能卓越等特點(diǎn)，在實(shí)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(hào)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(shí)，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(shí)會(huì)選擇使用，具有可靠性高和不需要維護(hù)的特點(diǎn)。在實(shí)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(duì)輸電導(dǎo)線起到屏蔽保護(hù)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(jī)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(jī)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(duì)桿塔進(jìn)行加固或重新設(shè)計(jì)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8

（1）通過告警接口適配器來對(duì)光傳輸設(shè)備網(wǎng)管中的故障告警信號(hào)進(jìn)行采集，一旦采集到了相關(guān)的故障信心，那么設(shè)備就會(huì)告警，然后啟動(dòng)OTDR進(jìn)行故障的掃描判斷，判斷出故障的大致位置，并進(jìn)行定位，以便于工作人員比較準(zhǔn)備的找到故障位置進(jìn)行維修，但是，網(wǎng)管告警中經(jīng)常會(huì)有一些非光纜中斷的因素，所以這就對(duì)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(bào)警信息。

（2）跨段監(jiān)測(cè)和跨段故障掃描。通過對(duì)無源光器件或在光纜跨接處跳纖，就能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測(cè)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(duì)不同的監(jiān)測(cè)方式，則必須要根據(jù)實(shí)際的情況對(duì)檢測(cè)的方法進(jìn)行重新的設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)跨段監(jiān)測(cè)，在線監(jiān)測(cè)只能測(cè)試一段業(yè)務(wù)信號(hào)，不能實(shí)現(xiàn)跨段監(jiān)測(cè)，只能實(shí)現(xiàn)跨段故障掃描，當(dāng)使用在線檢測(cè)模式的時(shí)候，由于OTDR故障檢測(cè)信號(hào)和業(yè)務(wù)信號(hào)共用纖芯，跨段設(shè)計(jì)需要在跨段點(diǎn)上增加兩套無源的波分復(fù)用設(shè)備（FCM），使測(cè)試信號(hào)可以旁路。上面介紹的所有的測(cè)試方法，空閑芯檢測(cè)方法不影響相關(guān)光纖的正常工作，也不會(huì)對(duì)相關(guān)的傳輸信號(hào)造成干擾，系統(tǒng)的穩(wěn)定性高，且構(gòu)造比較簡單，性價(jià)比高，且空閑芯檢測(cè)支持跨段監(jiān)測(cè)和跨段故障掃描，能夠擴(kuò)大監(jiān)測(cè)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(cè)系統(tǒng)的硬件平臺(tái)

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

（1）一級(jí)監(jiān)控中心。一級(jí)監(jiān)控中心主要負(fù)責(zé)大區(qū)域的監(jiān)測(cè)，去監(jiān)測(cè)多級(jí)多層的光纜網(wǎng)絡(luò)，并且要有一個(gè)與檢測(cè)規(guī)模相對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)中心，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)可以將各級(jí)的監(jiān)控中心有效的連接起來，并且將他們各自監(jiān)測(cè)到數(shù)據(jù)傳送到總的監(jiān)測(cè)中心，然后對(duì)故障進(jìn)行分析判斷，并生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

（2）二級(jí)監(jiān)控中心是一級(jí)監(jiān)控中心下面的一個(gè)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(cè)系統(tǒng)，對(duì)這個(gè)區(qū)域之內(nèi)的光纜網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自動(dòng)的監(jiān)測(cè)、進(jìn)行故障定位、數(shù)據(jù)管理等，并且接收來自相關(guān)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的告警信號(hào)和相關(guān)的數(shù)據(jù)，對(duì)發(fā)生的故障進(jìn)行有效的統(tǒng)計(jì)和處理，并且生成報(bào)表。

（3）遠(yuǎn)方監(jiān)測(cè)單元。遠(yuǎn)方監(jiān)測(cè)單元主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)纖芯的監(jiān)測(cè)，并對(duì)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)行初級(jí)的分析，根據(jù)分析的結(jié)果對(duì)光纜線路進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制等工作，通過DCN與上一級(jí)別的監(jiān)控中心數(shù)據(jù)服務(wù)器的通信，支持上級(jí)監(jiān)測(cè)中心對(duì)本監(jiān)測(cè)站的光纜和RTU設(shè)備實(shí)施監(jiān)測(cè)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(cè)單元的主控制板，或者是負(fù)責(zé)遠(yuǎn)方監(jiān)測(cè)單元監(jiān)測(cè)控制和數(shù)據(jù)通信的一個(gè)服務(wù)中心，它具有網(wǎng)絡(luò)接口，以便于更好的進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)試等工作；光切換單元：主要有兩種，分別是機(jī)械式光路切管開關(guān)和電磁式光路切管開關(guān)，機(jī)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(duì)于降低整個(gè)遠(yuǎn)方監(jiān)測(cè)單元的發(fā)熱有幫助。

（4）光纜自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的最大監(jiān)測(cè)距離計(jì)算。實(shí)際上，光纜自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的最大監(jiān)測(cè)距離就是OTRD的極限有效檢測(cè)距離，因?yàn)樵趥鬏數(shù)倪^程中可能會(huì)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(dòng)元件組成的，針對(duì)和纖在線測(cè)試方式，F(xiàn)CM可以將OTDR故障掃描信號(hào)波與業(yè)務(wù)信號(hào)波耦合在一起注入到受測(cè)光纖中。通過在遠(yuǎn)端光纜交叉點(diǎn)上設(shè)置FCM，可以實(shí)現(xiàn)跨段在線故障掃描。

3結(jié)語

篇9

論文摘要:城域網(wǎng)光纖通信自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)采用光纖的備份使用機(jī)制，用一條主路光纖、一條備路光纖來保證傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。是一種在主線路出現(xiàn)故障或阻斷時(shí)，用備用線路代替主線路繼續(xù)工作、從而保障整個(gè)通信正常進(jìn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。因而，該系統(tǒng)所要達(dá)到的目的就是運(yùn)用光纖保護(hù)系統(tǒng)的這種機(jī)制，來保證通信系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，從而將由于線路故障所引起的不便和損失減小到最低程度。

一、光纖通信網(wǎng)保護(hù)系統(tǒng)概述

實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)生存性一般有兩種方法：保護(hù)和恢復(fù)。

保護(hù)是指利用節(jié)點(diǎn)間預(yù)先分配的容量實(shí)施網(wǎng)絡(luò)保護(hù)，即當(dāng)一個(gè)工作通路失效時(shí)，利用備用設(shè)備的倒換，使工作信號(hào)通過保護(hù)通路維持正常傳輸。保護(hù)往往處于本地網(wǎng)元或遠(yuǎn)端網(wǎng)元的控制下，無需外部網(wǎng)管系統(tǒng)的介入，保護(hù)倒換時(shí)間很短，但備用資源無法在網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)共享，資源利用率低。

恢復(fù)則通常利用節(jié)點(diǎn)間可用的任何容量，包括預(yù)留的專用空閑備用容量、網(wǎng)絡(luò)專用的容量乃至低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)可釋放的容量，還需要準(zhǔn)確地知道故障點(diǎn)的位置，其實(shí)質(zhì)是在網(wǎng)絡(luò)中尋找失效路由的替代路由，因而恢復(fù)算法與網(wǎng)絡(luò)選用算法相同。使用網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)可大大節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源，但恢復(fù)倒換由外部網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)控制，具有相對(duì)較長的計(jì)算時(shí)間。

通常認(rèn)為保護(hù)是一種能夠提供快速恢復(fù)、適用特定拓?fù)涞募夹g(shù)（例如線形和環(huán)形）；而恢復(fù)通常主要適用網(wǎng)狀拓?fù)洌茏罴训睦镁W(wǎng)絡(luò)資源。

二、光纖通信網(wǎng)自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)方案選擇

隨著WDM系統(tǒng)的廣泛使用，在光層上實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)到點(diǎn)系統(tǒng)的保護(hù)倒換就成為一個(gè)非常重要的課題。許多光網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)結(jié)構(gòu)與SDH是極其相似的。對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的線路系統(tǒng)，經(jīng)常考慮1+1和1:1的線路（光復(fù)用段OMS）保護(hù)倒換方案。

線路保護(hù)倒換的工作原理是當(dāng)工作鏈路傳輸中斷或性能劣化到一定程度后，系統(tǒng)倒換設(shè)備將主信號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)至備用光纖系統(tǒng)來傳輸，從而使接收端仍能接收到正常的信號(hào)而感覺不到網(wǎng)絡(luò)已出現(xiàn)故障。該保護(hù)方法只能保護(hù)傳輸鏈路，無法提供網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的失效保護(hù)，因此主要適用于點(diǎn)到點(diǎn)應(yīng)用的保護(hù)。

（一）1+1光保護(hù)層

對(duì)于1+1光鏈路保護(hù)，只能對(duì)鏈路故障中的業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)。這種方法是利用光濾波器來橋接光信號(hào)，并把同樣的兩路信號(hào)分別送入工作光纖和保護(hù)光纖的通道中。保護(hù)倒換完全是在廣域網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)遇到單一的鏈路故障時(shí)，在接收端的光開關(guān)便把線路切換到保護(hù)光纖。由于在這里電層的復(fù)制和操作，所以除了當(dāng)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)發(fā)生故障時(shí)會(huì)丟失業(yè)務(wù)外，一切故障都可以恢復(fù)。

（二）1:1光保護(hù)層

（1:1）的光層保護(hù)方案與（1+1）的光層保護(hù)方案很類似，都是利用備用的路由鏈路來避免鏈路故障對(duì)業(yè)務(wù)的影響。業(yè)務(wù)流量并不是被永久地橋接到工作和保護(hù)光纖上，相反，只有出現(xiàn)故障時(shí)，才在工作光纖和保護(hù)光纖之間進(jìn)行一次切換。

在雙向通道中，當(dāng)有故障事件出現(xiàn)時(shí)，使用APS信令信道來協(xié)調(diào)交換機(jī)的保護(hù)倒換動(dòng)作。在（1+1）的SONET網(wǎng)絡(luò)中的保護(hù)恢復(fù)結(jié)構(gòu)中，在頭和尾之間有一個(gè)APS信道，保護(hù)倒換的實(shí)現(xiàn)既使用了保護(hù)光纖又使用了一條APS信令信道。而在（1:1）的光層保護(hù)結(jié)構(gòu)中，在保護(hù)光纖中不必存在相互通信的通道，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)沒有在電層上被復(fù)制信號(hào)。只有當(dāng)發(fā)射端和接收端都切換到保護(hù)光纖中，這個(gè)通信通道才建立起來。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，如果接收端不知道發(fā)射端是否切換到保護(hù)光纖上時(shí)，接收機(jī)端就經(jīng)由保護(hù)光纖給發(fā)射端發(fā)出一個(gè)消息。因此，當(dāng)接收機(jī)最初倒換到保護(hù)光纖上時(shí)它并不能接收到任何信號(hào)。而如果發(fā)射端已切換到保護(hù)光纖上了，那么利用上述過程就可完成對(duì)業(yè)務(wù)的保護(hù)和恢復(fù)。否則，業(yè)務(wù)流量就會(huì)丟失。如果再由一個(gè)獨(dú)立的“帶外”光業(yè)務(wù)通道來支持保護(hù)倒換的信令，那么這種發(fā)射機(jī)與接收機(jī)在協(xié)調(diào)工作方面的困難就可以避免掉。

（三）1:N光保護(hù)層

（1:N）的光層保護(hù)結(jié)構(gòu)與（1:1）的保護(hù)結(jié)構(gòu)類似。然而在這里，N個(gè)工作實(shí)體共享同一個(gè)保護(hù)光纖。如果有多條工作光纖出現(xiàn)故障，那么只有其中的一條所承載的流量可以恢復(fù)。最先恢復(fù)的使具有最高優(yōu)先級(jí)的故障。

通過以上幾種點(diǎn)到點(diǎn)的光層保護(hù)倒換方案的比較可以看出：1:1光層保護(hù)技術(shù)有更高的恢復(fù)率和可靠性。

三、城域網(wǎng)光纖通信自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

城域網(wǎng)光纖通信自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)采用三級(jí)分層控制結(jié)構(gòu)，第一級(jí)為遠(yuǎn)層監(jiān)控中心，負(fù)責(zé)各監(jiān)控站的監(jiān)測(cè)、通信和控制的授權(quán)，通常由網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備和計(jì)算機(jī)組成；第二級(jí)為監(jiān)測(cè)站，向上一級(jí)的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心反映系統(tǒng)工作狀態(tài)，往下一級(jí)實(shí)現(xiàn)對(duì)各條線路進(jìn)行整體地集中監(jiān)測(cè)和管理，通常由主控盤和顯示器組成；第三級(jí)為多個(gè)光保護(hù)盤，實(shí)現(xiàn)對(duì)各條通信線路的監(jiān)控和管理，并和上一級(jí)進(jìn)行通信，反映系統(tǒng)工作狀態(tài)光保護(hù)盤是線路監(jiān)測(cè)和切換的直接執(zhí)行者，同時(shí)又完成向監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)傳輸和狀態(tài)顯示，它主要由光信號(hào)發(fā)送部分和接收兩部分組成。Sin為發(fā)送端光端機(jī)發(fā)出信號(hào)的輸入端，光端機(jī)輸入的信號(hào)從該接口進(jìn)入光保護(hù)盤，當(dāng)系統(tǒng)工作在主路時(shí)，通過光開關(guān)從Sout1主發(fā)端送到主路通信光纖中；在系統(tǒng)工作在備路時(shí)，則從Sout2備發(fā)端送入通信線路的備路光纖中。Rin1為主路光信號(hào)的輸入端，系統(tǒng)工作在主路狀態(tài)時(shí)光纖線路輸入的信號(hào)從該接口進(jìn)入光保護(hù)盤，經(jīng)過分光器分出3%的光信號(hào)用于檢測(cè)，另外的97%的光信號(hào)從Rout發(fā)端送到接收光端機(jī)中；在系統(tǒng)工作于備路時(shí)，光纖線路輸入的信號(hào)則從Rin2備送入光保護(hù)盤，從Rout發(fā)送到接收光端機(jī)。另外光保護(hù)盤還備有主/備線路工作狀態(tài)指示燈、本盤復(fù)位按鈕、RS－485計(jì)算機(jī)接口和電源接口。

在本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采取模塊化的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，容易的實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)充分體現(xiàn)構(gòu)件化的思想，小到功能點(diǎn)，大到子系統(tǒng)，甚至整個(gè)系統(tǒng)貫穿“構(gòu)件”的概念。

四、城域網(wǎng)光纖通信自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的工作原理

城域網(wǎng)光纖通信自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)采用光纖的備份使用機(jī)制，用一條主路光纖，一條備路光纖來保證傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。在主線路出現(xiàn)故障或阻斷時(shí)，用備用線路代替主線路繼續(xù)工作、從而保障整個(gè)通信正常進(jìn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。它對(duì)通信線路的監(jiān)控功能主要體現(xiàn)在如下三個(gè)方面：

（一）主路在用光纖正常運(yùn)行時(shí)

自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的各光保護(hù)盤對(duì)主路在用光纖實(shí)時(shí)地進(jìn)行收光功率監(jiān)測(cè)，自動(dòng)建立參考，自動(dòng)分析，時(shí)刻與監(jiān)測(cè)站和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心保持通信，響應(yīng)各種指令。

（二）主路光纖發(fā)生故障時(shí)

當(dāng)系統(tǒng)收到的光功率值小于絕對(duì)告警門限（認(rèn)為系統(tǒng)無光時(shí)的光功率值），或者收到的光功率值與系統(tǒng)參考光功率值（正常通信時(shí)的光功率值）之差大于相對(duì)告警門限（和正常通信時(shí)的收光功率相比較，光功率衰減到致使通信不穩(wěn)定或不能正常進(jìn)行的光功率變化值）時(shí)，系統(tǒng)控制模塊就判定通信光纖處于阻斷狀態(tài)，自動(dòng)將通信從主路光纖切換到備路光纖。

（三）主路光纖修復(fù)后

對(duì)主路光纜進(jìn)行測(cè)試，確認(rèn)線路沒有問題后，在遠(yuǎn)程控制中心受權(quán)下，通過對(duì)光纖自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的復(fù)位操作使通信系統(tǒng)從備路光纖切換到主路光纖。

參考文獻(xiàn)：

[1]原榮.光纖通信網(wǎng)絡(luò).北京：電子工業(yè)出版社，1998

篇10

1.1網(wǎng)絡(luò)通信形式單工通信、半雙工通信、全雙工通信是網(wǎng)絡(luò)通信的主要形式。其中，遙控器是單工通信的代表，發(fā)送者和接受者是固定的，數(shù)據(jù)只能由發(fā)送者向接受者傳輸；對(duì)講機(jī)是半雙工通信的代表，盡管能相互傳輸，但不能同時(shí)相互傳輸；移動(dòng)電話是全雙工通信的代表，數(shù)據(jù)既能雙向傳輸，又能同時(shí)傳輸，是網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)展的產(chǎn)物。

1.2網(wǎng)絡(luò)通信內(nèi)容

1)數(shù)據(jù)通信利用數(shù)據(jù)通信能有效地實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸。數(shù)據(jù)通信大量應(yīng)用在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，包括自動(dòng)化技術(shù)、遙感技術(shù)、航空技術(shù)、軍事技術(shù)、資源探測(cè)開發(fā)等方面，并且隨著社會(huì)的發(fā)展，數(shù)據(jù)通信已逐步開始在人們的日常生活中普及開來，對(duì)人們的工作、學(xué)習(xí)、生活帶來了翻天覆地的變化。數(shù)據(jù)通信功能的實(shí)現(xiàn)離不開軟件和硬件的相互配合，主要內(nèi)容有傳輸媒體、接口、數(shù)據(jù)鏈路復(fù)用、信號(hào)傳輸、數(shù)據(jù)鏈路控制和信號(hào)編碼等。

2)網(wǎng)絡(luò)連接通過連接介質(zhì)，以某種方式把各種通信設(shè)備連接在一起形成一個(gè)龐大的結(jié)構(gòu)體系是為網(wǎng)絡(luò)連接。在網(wǎng)絡(luò)連接這個(gè)體系中，連接介質(zhì)、通信設(shè)備、通信技術(shù)、連接方法等各種要素相互影響、相互關(guān)聯(lián)，具有分類多功能性和協(xié)調(diào)統(tǒng)一性。不同的連接介質(zhì)其功能不同，不過都要具有可靠性，連接介質(zhì)包括雙絞線、微波、通信衛(wèi)星、電纜、載波和光纖。就當(dāng)前來看，連接介質(zhì)受到材質(zhì)、技術(shù)的影響，具有一定的局限性，不過隨著社會(huì)的發(fā)展，我們可以找到更加可靠高效的介質(zhì)。

3)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議并不同于我們?nèi)粘Ｉ钪械目陬^協(xié)議、書面協(xié)議，它專指在通信過程中采用某種形式或方法。通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以對(duì)不同體系總體結(jié)構(gòu)以及各不同層次分體結(jié)構(gòu)繼進(jìn)行具體的分析和解析，已達(dá)到各體系相互連接的目的，保證結(jié)構(gòu)的開放性和融合性。作為一個(gè)分散集合體，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議形成的，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)各個(gè)末端連接著不同個(gè)體、不同位置的計(jì)算機(jī)。

4)安全防護(hù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由兩個(gè)部分組成，即計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)。通信網(wǎng)絡(luò)的終端或信源就是計(jì)算機(jī)，能夠進(jìn)行有效地信息傳輸和交換。計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)安全是在了解計(jì)算機(jī)性質(zhì)的基礎(chǔ)上采取相應(yīng)的防護(hù)措施進(jìn)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全面保護(hù)，具體包括硬件、應(yīng)用軟件等，有效地防止非本用戶使用服務(wù)，從而更好地維護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在國外計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)安全的發(fā)展現(xiàn)狀。較早的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)安全研究是起于國外，并且具有很廣泛的應(yīng)用，在上個(gè)世紀(jì)的70年代，美國就研究出了“計(jì)算機(jī)保密模型”，并且在此理論的基礎(chǔ)上又制定出了“可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全評(píng)估準(zhǔn)則”，通過不斷地完善，終于形成了安全信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)則。后來又發(fā)現(xiàn)了狀態(tài)機(jī)、模態(tài)邏輯以及代數(shù)工具等三種不同的分析方法，但是還存在著很多的問題。通過密碼體制終于克服了網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)密鑰管理中的一大難題，為電子商務(wù)的安全性提供了有效地保障，隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的不斷提升，各種新的密碼技術(shù)正不斷地涌現(xiàn)出來，為建設(shè)完善的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)做出了很大的貢獻(xiàn)。在國內(nèi)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)安全的發(fā)展現(xiàn)狀。我國的信息網(wǎng)絡(luò)安全研究主要包括兩種，即通信保密、數(shù)據(jù)保護(hù)。在計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)安全研究的過程中經(jīng)歷了很多的變革，先后出現(xiàn)了防火墻、安全網(wǎng)關(guān)、系統(tǒng)脆弱性掃描軟件等，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，信息技術(shù)水平不斷地提升，安全隱患越來越多，因此要不斷地研究新的防護(hù)技術(shù)，確保信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安全運(yùn)行。目前我國的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)安全研究正向完善安全體系結(jié)構(gòu)、現(xiàn)代密碼理論、信息分析及監(jiān)控體系等方向發(fā)展，制作出具有系統(tǒng)性、完整性以及協(xié)同性的信息網(wǎng)絡(luò)安全方案。不僅僅要滿足對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地處理和分析，而且還要加強(qiáng)保密體系的建設(shè)，不斷地完善通信協(xié)議和通信軟件系統(tǒng)，提升計(jì)算機(jī)內(nèi)部管理人員的專業(yè)素質(zhì)和技術(shù)水平，制定出完善的安全防護(hù)和等級(jí)鑒別方案，防止不法分子利用軟件漏洞進(jìn)行犯罪活動(dòng)，影響到計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。

2光纖通信技術(shù)及通信信號(hào)

2.1光纖通信技術(shù)介紹隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，光纖通信技術(shù)正逐步應(yīng)用在通信領(lǐng)域中。相對(duì)于金屬或其他電纜，光纖傳輸能力更強(qiáng)，數(shù)據(jù)傳輸能力不可同日而語，比如單模光纖已具有幾十GHZkm的寬帶。光纖產(chǎn)生數(shù)據(jù)具有較大的傳輸寬帶，比如散波長窗口。光纖的通信功能是通過光纖的色散特性和光源的調(diào)制特性、調(diào)制方式實(shí)現(xiàn)的，不過由于終端設(shè)備的限制，光纖的優(yōu)勢(shì)并不能得到有效的發(fā)揮，在單波長光纖通信系統(tǒng)這種情況表現(xiàn)的更加明顯。而大量的實(shí)驗(yàn)表明，密集波分復(fù)用技術(shù)能有效地利用光纖的寬帶優(yōu)勢(shì)，可使得2.5Gbps~10Gbps單波長光纖通信增加至100Gbps，也就是說其傳輸容量可達(dá)單波長光纖通信的數(shù)十倍。

2.2光纖材料光導(dǎo)纖維即是我們常說的光纖，主要是由玻璃或塑料制成的，光在其中通過全反射能實(shí)現(xiàn)傳導(dǎo)。生活中，我們常見的是玻璃制成的普通階躍型光纖。而光子晶體光纖大多是由硅的合成物摻雜一些硅晶體做成的，在晶體內(nèi)部有空氣空洞。由于石英材質(zhì)制成的光纖損耗很低，沒千米不超過0.21dB，相對(duì)于其它介質(zhì)結(jié)構(gòu)，其產(chǎn)生的中繼距離更遠(yuǎn)，是目前最實(shí)用的光纖。

2.3通信信號(hào)的衰弱和再生

1)通訊信號(hào)的衰弱造成通訊信號(hào)的衰弱的原因是多方面的，在通訊信號(hào)長距離傳輸?shù)倪^程中，可以采用信號(hào)放大器來降低光波能耗損失的影響，但通訊信號(hào)的衰弱是不可避免的，造成通訊信號(hào)的衰弱的原因有：瑞立散射、物質(zhì)吸收、米氏散射、連接器造成的損失，就算是性能的優(yōu)越的石英光纖，其內(nèi)部的雜質(zhì)同樣會(huì)增大可比系數(shù)，造成光波能耗損失。并且，光纖密度不均衡、接合技術(shù)不達(dá)標(biāo)、光纖變形同樣會(huì)引起通訊信號(hào)的衰弱。

2)通訊信號(hào)的再生技術(shù)由于通訊信號(hào)的衰弱，通訊信號(hào)的再生技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，能有效地避免由于通訊信號(hào)的衰弱所產(chǎn)矛盾的進(jìn)一步醞釀和發(fā)展，保證通訊傳輸暢通無阻，避免嚴(yán)重事故的發(fā)生。通訊信號(hào)的再生技術(shù)泛指所有能彌補(bǔ)通訊信號(hào)的衰退的技術(shù)，再生技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用降低通訊系統(tǒng)的運(yùn)行成本。比如海底光纖，在應(yīng)用在再生技術(shù)之前，主要是借助中繼器來實(shí)現(xiàn)光纖傳輸，而中繼器維護(hù)成本高昂，阻礙著海底光纖的普及，而再生技術(shù)的發(fā)展很好滴解決了這個(gè)問題。

3結(jié)束語