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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?shù)耐ㄐ欧绞?。在光纖通信系統(tǒng)中,作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多,而作為傳輸介質(zhì)的光纖又比同軸電纜或?qū)Рü艿膿p耗低得多,所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構造的,它是電氣絕緣體,因而不需要擔心接地回路,光纖之間的串繞非常??;光波在光纖中傳輸,不會因為光信號泄漏而擔心傳輸?shù)男畔⒈蝗烁`聽;光纖的芯很細,由多芯組成光纜的直徑也很小,所以用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統(tǒng)所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題。
光纖通信在技術功能構成上主要分為:(1)信號的發(fā)射;(2)信號的合波;(3)信號的傳輸和放大;(4)信號的分離;(5)信號的接收。
2.光纖通信技術的特點
(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),由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸?shù)娜萘?,特別是現(xiàn)在的密集波分復用技術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1OGbps。
(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或與電力導體復合構成復合光纜。這一點對于強電領域(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,光纖傳輸系還特別適合于軍事應用。
(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擾,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結構中,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、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(wěn)定性好、壽命長。由于光纖通信具有以上的獨特優(yōu)點,其不僅可以應用在通信的主干線路中,還可以應用在電力通信控制系統(tǒng)中,進行工業(yè)監(jiān)測、控制,而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。
3.光纖通信技術在有線電視網(wǎng)絡中的應用
20世紀90年代以來,我國光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展極其迅速,特別是廣播電視網(wǎng)、電力通信網(wǎng)、電信干線傳輸網(wǎng)等的急速擴展,促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網(wǎng)規(guī)模的擴大和系統(tǒng)復雜程度的增加,全網(wǎng)的管理和維護,設備的故障判定和排除就變得越來越困難??梢圆捎肧DH+光纖或ATM+光纖組成寬帶數(shù)字傳輸系統(tǒng)。該傳輸網(wǎng)可以采用帶有保護功能的環(huán)網(wǎng)傳輸系統(tǒng),鏈路傳輸系統(tǒng)或者組成各種形式的復合網(wǎng)絡,可以滿足各種綜合信息傳輸。對于電視節(jié)目的廣播,采用的寬帶傳輸系統(tǒng)可以將主站到地方站的所需數(shù)字,通道設置成廣播方式,同樣的電視節(jié)目在各地都可以下載,也可以通過網(wǎng)絡管理平臺控制不同的站下載不同的電視節(jié)目
有線電視網(wǎng)絡在全國各地已基本形成,在有線電視網(wǎng)絡現(xiàn)有的基礎上,比較容易地實現(xiàn)寬帶多媒體傳輸網(wǎng)絡,因此在目前的情況下,不應完全廢除現(xiàn)有的有線電視網(wǎng),而用少量的投資來完善和改造它,滿足人們的目前需要。很多地區(qū)的CATV已經(jīng)是光纖傳輸,到用戶端也是同軸電纜進入千萬家。但是現(xiàn)在建設的CATV大多是單向傳輸,上行信號不能在現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)中傳送。可以通過電信網(wǎng)PSTN中語音通道或數(shù)據(jù)通道形成上行信號的傳送,也可以通過語音接入系統(tǒng)來完成。將電話接到各用戶,這樣各用戶間即可以打電話,也可以利用廣電自己的綜合信息網(wǎng)中的寬帶傳輸系統(tǒng)構成廣電網(wǎng)中自己的上行信號的傳送,組成了雙向應用的Internet網(wǎng)。
現(xiàn)在光通信網(wǎng)絡的容量雖然已經(jīng)很大,但還有許多應用能力在閑置,今后隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,作為經(jīng)濟發(fā)展先導的信息需求也必然不斷增長,一定會超過現(xiàn)有網(wǎng)絡能力,推動通信網(wǎng)絡的繼續(xù)發(fā)展。因此,光纖通信技術在應用需求的推動下,一定不斷會有新的發(fā)展。
參考文獻:
[1]王磊,裴麗.光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來[J].中國科技信息,2006,(4)
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?shù)耐ㄐ欧绞?。在光纖通信系統(tǒng)中,作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多,而作為傳輸介質(zhì)的光纖又比同軸電纜或?qū)Рü艿膿p耗低得多,所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構造的,它是電氣絕緣體,因而不需要擔心接地回路,光纖之間的串繞非常小;光波在光纖中傳輸,不會因為光信號泄漏而擔心傳輸?shù)男畔⒈蝗烁`聽;光纖的芯很細,由多芯組成光纜的直徑也很小,所以用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統(tǒng)所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題。
光纖通信在技術功能構成上主要分為:(1)信號的發(fā)射;(2)信號的合波;(3)信號的傳輸和放大;(4)信號的分離;(5)信號的接收。
2.光纖通信技術的特點
(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),由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸?shù)娜萘?特別是現(xiàn)在的密集波分復用技術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1OGbps。
(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或與電力導體復合構成復合光纜。這一點對于強電領域(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,光纖傳輸系還特別適合于軍事應用。
(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擾,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結構中,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、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(wěn)定性好、壽命長。由于光纖通信具有以上的獨特優(yōu)點,其不僅可以應用在通信的主干線路中,還可以應用在電力通信控制系統(tǒng)中,進行工業(yè)監(jiān)測、控制,而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。
3.光纖通信技術在有線電視網(wǎng)絡中的應用
20世紀90年代以來,我國光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展極其迅速,特別是廣播電視網(wǎng)、電力通信網(wǎng)、電信干線傳輸網(wǎng)等的急速擴展,促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網(wǎng)規(guī)模的擴大和系統(tǒng)復雜程度的增加,全網(wǎng)的管理和維護,設備的故障判定和排除就變得越來越困難??梢圆捎肧DH+光纖或ATM+光纖組成寬帶數(shù)字傳輸系統(tǒng)。該傳輸網(wǎng)可以采用帶有保護功能的環(huán)網(wǎng)傳輸系統(tǒng),鏈路傳輸系統(tǒng)或者組成各種形式的復合網(wǎng)絡,可以滿足各種綜合信息傳輸。對于電視節(jié)目的廣播,采用的寬帶傳輸系統(tǒng)可以將主站到地方站的所需數(shù)字,通道設置成廣播方式,同樣的電視節(jié)目在各地都可以下載,也可以通過網(wǎng)絡管理平臺控制不同的站下載不同的電視節(jié)目。
有線電視網(wǎng)絡在全國各地已基本形成,在有線電視網(wǎng)絡現(xiàn)有的基礎上,比較容易地實現(xiàn)寬帶多媒體傳輸網(wǎng)絡,因此在目前的情況下,不應完全廢除現(xiàn)有的有線電視網(wǎng),而用少量的投資來完善和改造它,滿足人們的目前需要。很多地區(qū)的CATV已經(jīng)是光纖傳輸,到用戶端也是同軸電纜進入千萬家。但是現(xiàn)在建設的CATV大多是單向傳輸,上行信號不能在現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)中傳送??梢酝ㄟ^電信網(wǎng)PSTN中語音通道或數(shù)據(jù)通道形成上行信號的傳送,也可以通過語音接入系統(tǒng)來完成。將電話接到各用戶,這樣各用戶間即可以打電話,也可以利用廣電自己的綜合信息網(wǎng)中的寬帶傳輸系統(tǒng)構成廣電網(wǎng)中自己的上行信號的傳送,組成了雙向應用的Internet網(wǎng)。
現(xiàn)在光通信網(wǎng)絡的容量雖然已經(jīng)很大,但還有許多應用能力在閑置,今后隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,作為經(jīng)濟發(fā)展先導的信息需求也必然不斷增長,一定會超過現(xiàn)有網(wǎng)絡能力,推動通信網(wǎng)絡的繼續(xù)發(fā)展。因此,光纖通信技術在應用需求的推動下,一定不斷會有新的發(fā)展。
參考文獻:
[1]王磊,裴麗.光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來[J].中國科技信息,2006,(4)
1.1.1虛電路方式
網(wǎng)絡傳輸采用虛電路方式,源節(jié)點在與目的節(jié)點進行通信之前,首先必須建立一條虛電路(邏輯連接),路徑就是從源節(jié)點到目的節(jié)點,然后通過這條虛電路才能進行數(shù)據(jù)傳送,這條虛電路上的數(shù)據(jù)傳輸結束以后,就釋放這條虛電路路徑。
1.1.2數(shù)據(jù)報文方式
我們在使用數(shù)據(jù)報方式時,交換機在傳輸報文數(shù)據(jù)的過程中,不必記錄每條打開的虛電路,可以建立一張路由表來指明交換機的輸出線路。而且在數(shù)據(jù)報傳輸方式中,每一個進入的報文進行一次路由選擇,這個選擇就由每一個交換節(jié)點決定,并且每個報文的路由選擇都是獨立于其他報文。
1.2電路交換技術
電路上的交換是在源地址和目的之間建立一條實在的物理專用鏈路,可以通過多路復用技術產(chǎn)生,也可以由一條實在的物理鏈路構成。電路交換技術支持則要按需連接,在通信結束時該條鏈路就會被切斷。
2廣域網(wǎng)連接技術
我們除了使用傳統(tǒng)的公共電話交換網(wǎng)PSTN之外,還有以下種類廣域網(wǎng)連接技術。
(1)ATM:全稱:AsynchronousTransferMode(異步傳輸模式),使用的連接方式是基于信源交換。ATM歸類于高速傳輸介質(zhì),例如E3、T、SONET。ATM網(wǎng)絡的傳輸帶寬峰值可以達到10Gbps。
(2)X.25:X.25協(xié)議主要支持計算機(不相同的公共網(wǎng)絡上)在網(wǎng)絡層上,使用第三者中間計算機進行通信。
(3)幀中繼(FR):一種類似于X.25的高速分組的交換報文數(shù)據(jù)的通信服務。幀中繼主要用于本局域網(wǎng)與其他局域網(wǎng)之間的連接通信服務。
(4)數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)(DDN):一種數(shù)據(jù)通信通過數(shù)字信道實現(xiàn)的傳輸網(wǎng),一般是使用單點對單點或者單點對多點的數(shù)字專線或?qū)>W(wǎng)。(DDN)提供的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)率最低為2Mbit/s,峰值可達到45Mbit/s甚至更高。
(5)綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(ISDN):數(shù)字電話網(wǎng)絡的一種國際標準,是一種非常典型的電路的交換網(wǎng)絡系統(tǒng)。它主要是傳輸語音和數(shù)據(jù),通過普通的銅纜以獲得更高的速率和質(zhì)量。ISDN是完全數(shù)字化的網(wǎng)絡電路,連接速度和數(shù)據(jù)服務上它能夠提供穩(wěn)定的環(huán)境。
(6)同步光學網(wǎng)絡(SONET)/數(shù)字分級網(wǎng)絡(SDH):同步光學網(wǎng)絡(SONET)是光纖高速網(wǎng)絡通信的國際標準。SONET則是以建立起光學媒體等級的網(wǎng)絡通信為目的,網(wǎng)絡帶寬介于51.8Mbit/s和10Gbit/s之間或更高。在歐洲與SONET相對等的產(chǎn)物則是SDH。
(7)交換式多兆位數(shù)據(jù)服務(SMDS):這個是眾多寬帶技術的一種,通過IEEE802.6中的,分布排列雙總線(DQDB)方式為基礎。SMDS服務也可以使用銅質(zhì)的介質(zhì)或者光纖。它所支持的通信網(wǎng)絡帶寬包括DS-1的1.545Mbit/s或DS-3的44.735Mbit/s。
3數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議
在每條廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡連接上,數(shù)據(jù)報文必須先被封裝成幀,才能通過廣域網(wǎng)鏈路傳輸,這需要采用網(wǎng)絡層中鏈路層的協(xié)議。廣域網(wǎng)所使用的鏈路層協(xié)議例舉如下。
(1)HDLC:面向比特的,控制數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議之一就有HDLC,同步PPP的基礎也是HDLC協(xié)議。
(2)PPP:為了讓路由器到路由器和主機到網(wǎng)絡的連接暢通,通過同步電路和異步電路提供可靠協(xié)議。包括IP在內(nèi)的多種網(wǎng)絡層協(xié)議能與PPP協(xié)同工作,PPP還內(nèi)置安全機制,如PAP和CHAP的認證。
(3)SLIP:Internet協(xié)議中使用的串行線路,主要是TCP/IP的單點對單點進行串行連接的標準協(xié)議,不過目前已被PPP取代。
(4)LAPB:全稱LinkAccessProcedureBalancedforX.25,在X.25和DTE設備之間通信連接,或者DCE與DCE設備之間的通信和數(shù)據(jù)幀的組織,都是由該協(xié)議負責管理的
與普通的通信相比,光纖的損耗率要低得多。目前,光纖的損耗可以低達0.2dB/km。中繼光放大器間距可達100多km,而傳統(tǒng)的銅電纜中繼放大器間距僅為幾百米到幾千米。因此,除了用戶到小站間仍使用銅電纜,其他通信網(wǎng)中包括電視網(wǎng)、跨海洋的網(wǎng)絡全部使用光纖通信。光纖通信在長距離傳輸中的優(yōu)勢非常明顯。目前光纖通信的最長通信距離達到10000m以上。
1.2抗干擾能力強
與其他光纜相比,光纖通信具有非常明顯的優(yōu)點———抗電磁干擾能力極強。光纖通信設備的主要成分是SiO的應用給光纖通信技術帶來無可比擬的優(yōu)勢。由于石英具有極強的抗腐蝕性和絕緣性,因此,應用到光纖通訊設備上使其同樣具有較強的抗干擾能力。光纖通信不會受到太陽黑子活動、電離層變化、雷電以及人為釋放的電磁等方面的干擾,這一特性使得光纖可以應用到軍事領域中。
1.3安全性和保密性高
因為光纖主要依靠光波的全反射原理進行傳輸,光信號完全被限制在包層內(nèi),光波泄露的現(xiàn)象很少發(fā)生。而且一個光纜內(nèi)的很多光纖線之間也不會相互干擾,因此,光通信的抗干擾能力很強,保密性和安全性非常高。此外,光纖的重量很輕、體積較小,這樣既節(jié)省空間又使得設備的安裝非常方便。另外,用來制作光纖通信設備的原材料越來越豐富,而且價格低廉,穩(wěn)定性好,同時受環(huán)境溫度影響小,使用壽命很長。光纖通信技術這些優(yōu)勢使其在日常生活中的應用范圍和領域越來越廣。
2光纖通信技術在我國的發(fā)展現(xiàn)狀
2.1普通單模光纖的現(xiàn)狀
光纖分為單模光纖和多模光纖兩大類。目前,普通單模光纖是我們生活中最常見的光纖。單模光纖只能傳輸一種模式的光,且對光源的譜寬及穩(wěn)定性都有較高的要求。隨著光纖通信技術的發(fā)展,單模光纖的傳輸距離和信息容量也在不斷增加,G652.A光纖的性能還能進一步優(yōu)化和提高。符合ITUTG654規(guī)定的截止波長的單模光纖和符合G653規(guī)定的單模光纖是對G652.A光纖進行了改進。
2.2接入網(wǎng)光纜的發(fā)展現(xiàn)狀
光纖接入網(wǎng)指的是以光纖為主要媒質(zhì)實現(xiàn)接入網(wǎng)的信息傳送。光纖接入逐漸替代原有電纜,成為通信接入網(wǎng)未來重點的發(fā)展方向。接入網(wǎng)光纜的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在接入網(wǎng)的光纜距離不斷縮短、分支越來越多、分插頻繁等。通常情況下,接入網(wǎng)的光纜會采用增加光纖芯數(shù)的方式來增加網(wǎng)絡容量。尤其是城市的光纖管道,由于管道內(nèi)徑有限制,只能通過增加管內(nèi)光纖芯數(shù)和光纖的集裝密度來增加網(wǎng)絡容量,同時需要減輕光纜的重量,縮小光纜的直徑。通常,接入網(wǎng)光纖使用G652普通單模光纖或G652C低水峰的單模光纖,而前者在我國使用較多。
2.3室內(nèi)光纜的發(fā)展現(xiàn)狀
室內(nèi)光纜指的是光傳輸載體(光纖)經(jīng)過一定技術手段處理而形成的線纜,通常需要同時支持語音、數(shù)據(jù)以及視頻等信號傳輸。室內(nèi)光纜主要包括綜合布線與局內(nèi)光纜兩大部分。其中綜合布線的光纜一般供用戶使用,放置在室內(nèi)用戶端,而局內(nèi)光纜放在中心局或其他各類電信機房內(nèi)。室內(nèi)光纜結構的設計和應用容易受到建筑物本身的限制及光纜材料多樣化的影響,因此室內(nèi)光纜相對復雜。雖然其抗拉度較小,保護層也較差,但是室內(nèi)光纜仍然有經(jīng)濟、便捷、便于信息傳遞等自身優(yōu)勢。室內(nèi)光纜傳輸信息速度很快,而且具有信號穩(wěn)定、清晰、強烈,抗干擾性好,信息流量大等優(yōu)點。
2.4通信光纜的發(fā)展現(xiàn)狀
通信光纜主要包括多根光纖芯和包層組成的纜芯、外保護層,屬于全介質(zhì)光纜,是電力系統(tǒng)中最為理想的通信線路。通信光纜主要依靠電流傳輸信號,在數(shù)據(jù)信息傳輸方面具有一定優(yōu)勢,但是其傳輸信息量較小。ADSS光纜則因為其可以單獨布放,比較適用于電力通信領域。目前我國電力系統(tǒng)改造過程中廣泛應用ADSS光纜,但是我國通信光纜的產(chǎn)品結構和性能仍然需要進一步完善。
2.5塑料光纖的發(fā)展
塑料光纖在我國也得到了廣泛應用,其成本低廉、傳輸速度較快,是優(yōu)質(zhì)的短距離信息傳輸介質(zhì)。它主要利用光的全反射或者光在塑料纖維內(nèi)的跳躍來進行傳輸,因此在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)領域有巨大的潛在市場。塑料光纖可以應用于海底。在海底進行鋪設時,海底光纖使用絕緣材料包裹導線,同時其兩端采用激光器,大大節(jié)約成本,相應的通話費用也有一定的減少。
3我國光纖通信技術在未來的發(fā)展趨勢
3.1超大的容量,超長的距離
超大容量、超長距離的傳輸技術在我國通信技術領域?qū)⒂袕V闊的應用前景。波分復用技術(WDM)通過增加單根光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù),大大提高光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量。目前1.6Tbit/s的光波分復用系統(tǒng)已經(jīng)大量商用,同時全光傳輸?shù)木嚯x也在逐漸增加。而光時分復用技術(OTDM)通過提高單信道速率來提高傳輸容量,使目前單信道最高速率達到640Gbit/s。要想進一步提高光纖通信的傳輸速度和傳輸容量,僅僅依靠光波分復用技術或光時分復用技術是很難實現(xiàn)的,必須同時結合光時分復用和光波分復用技術,只有這樣才能進一步提高光纖的傳輸速度和容量。
3.2光網(wǎng)絡智能化
智能化的光網(wǎng)絡是我國光纖通信技術未來非常重要的發(fā)展方向。近50年的發(fā)展歷程中,信息傳輸一直占據(jù)著光纖通信技術的主導地位。隨著計算機技術的迅猛發(fā)展,網(wǎng)絡技術和通信技術實現(xiàn)完美結合,進一步促進光網(wǎng)絡通信技術朝著更高更好的方向發(fā)展?,F(xiàn)代化的光網(wǎng)絡不僅能實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的傳輸,同時結合計算機控制技術、自動發(fā)現(xiàn)功能及更加完善的自我保護修復能力,真正形成智能化的光網(wǎng)絡。
SDH光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)里的使用解決了PDH光纖通信使用存在的問題,并在此基礎上有所突破,讓鐵路通信系統(tǒng)更加穩(wěn)定和流暢。借助SDH設備構成的具備自愈保護作用的環(huán)網(wǎng)形式,能在傳輸媒體主要信號中斷的時候自動利用自愈網(wǎng)及時恢復正常的通信狀態(tài)。相較于與PDH技術,SDH技術有四個顯著優(yōu)點:一是網(wǎng)絡管理能力更強;二是比特率和接口標準均統(tǒng)一,讓各個廠家設備間的互聯(lián)成為了可能;三是提出“自愈網(wǎng)”這一新理論,能在傳輸媒體主要信號中斷時及時恢復正常;四是運用字節(jié)復接技術,簡化網(wǎng)絡各個支路信號。鑒于SDH光纖通信技術有諸多優(yōu)點,所以在鐵路通信網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃里,已經(jīng)明確提出了要著重發(fā)展基于同步數(shù)字系列(SDH)基礎上的傳送網(wǎng)[2]。就以xx鐵路為例,該鐵路基于新敷設20芯光纜里的其中4芯光纖基礎上,開設SDH2.5Gb/s(1+1)光同步傳輸系統(tǒng)為長途傳輸網(wǎng),在鐵路的相應經(jīng)過點均設置了SDH2.5Gb/sADM設備,并借助622Mb/s光口同接入層傳輸設備相連,發(fā)揮上聯(lián)和保護作用。此外,還借助2芯光纖開設了SDH622Mb/s(1+0)光同步傳輸系統(tǒng),將其作為當?shù)氐闹欣^網(wǎng),并在鐵路相應經(jīng)過點以及新開設的各個中間站和線路新設置了SDH622Mb/s設備。
1.2DWDM光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)中的應用
DWDM光纖通信技術是借助單模光纖寬帶與損耗低的特點,由多個波長構成載波,許可各個載波信道能同時在同一條光纖里傳輸,如此一來,在給定信息傳輸容量的情況西夏,就能降低所需光纖的總量。使用DWDM技術,單根光纖能傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)流量可以高達400Gb/s。DWDM技術最顯著的優(yōu)點就是其協(xié)議與傳輸速度是沒有關聯(lián)的,以DWDM技術為基礎的網(wǎng)絡可以使用IP協(xié)議、以太網(wǎng)協(xié)議、ATM等進行數(shù)據(jù)傳輸,每秒處理數(shù)據(jù)流量在100Mb~2.5Gb之間。也就是說,以DWDM技術為基礎的網(wǎng)絡能在同一個激光信道上以各種傳輸速度傳輸各種類型的數(shù)據(jù)流量。當前,在國內(nèi)鐵路通信網(wǎng)里DWDM技術得到了廣泛應用,其中滬杭-浙贛鐵路干線就是國內(nèi)第一條使用DWDM光纖傳輸系統(tǒng)的鐵路。此外,京九、武廣等鐵路的DWDM光纖傳輸系統(tǒng)也在建設與使用中。就拿京九鐵路來說,京九鐵路線使用的是具有開放性的DWDM系統(tǒng)和設備,能兼容各種工作波長以及廠商的SDH設備。波道數(shù)量為16,波道速率基礎為每秒2.5Gb,借助京九線20芯光纜里的2芯G.652單模光纖,使用單纖單向傳輸?shù)姆绞剑簿褪钦f相同波長在兩個方向上都能多次使用,光接口滿足ITU-TG.692協(xié)議的標準。
新技術的發(fā)展推動了社會文明的進步,當前的激光通信技術已在諸多的領域得到了應用,激光通信技術主要就是以大氣或者是自由空間作為媒介,然后通過載波激光在大氣中傳輸有效的信息。也就是先將聲音信號調(diào)制到激光束上,再將信號的激光發(fā)送出去。根據(jù)不同的應用范圍能夠?qū)⒓す馔ㄐ欧譃闊o線和光纖兩種類型的激光通信[1]。
1.2激光通信技術的主要特征分析
激光通信技術自身有限鮮明的特點,激光通信技術在安裝方面較為簡單,在地形地貌等應用上的適應性比較強。能夠?qū)Ω鞣N臨時性的通信以及迅速搶險通信等條件得到滿足。和微波通信相比較而言激光通信在空間上的占有資源也相對比較小。并且在抗電磁干擾以及保密性方面都比較強,這些優(yōu)點使其在實際的應用上比較廣泛,在未來的發(fā)展過程中這也是一個必然的趨勢。
2激光通信技術在實際生活中的應用及前景展望
2.1激光通信技術在實際生活中的應用分析
在激光通信技術的實際應用是多方面的,無線激光通信主要是綜合了光纖通信以及微波通信的優(yōu)點,所以在城域網(wǎng)當中的應用就比較適合。在企事業(yè)當中的內(nèi)部網(wǎng)的連接當中能夠得到有效應用,校園網(wǎng)以及大型的企業(yè)等內(nèi)部網(wǎng)的建設過程中,有時會存在著急需連接使用通信的情況,在一定的程度上激光通信技術是光纖技術的一種補充,在城市化的發(fā)展速度不斷加快過程中,樓寓間的通信和移動間的通信倘若是利用光纖就比較的麻煩,并且還會影響城市外觀環(huán)境,在通信盲區(qū)情況下通常是采用光纖直放站加以應對,這樣就能夠?qū)⒐饫w和激光通信技術兩者得到補充應用,從而形成兩個基站間的鏈路。另外,將激光通信技術在移動通信當中進行應用也能夠起到很好的效果。在現(xiàn)階段我國的通信領域當中,最為活躍以及發(fā)展最為快速的就是移動通信。在移動電話使用量不斷上升的情況下,這給無線網(wǎng)絡的容量和帶寬提出了更高的要求,怎樣能夠?qū)⒂邢薜馁Y源得到充分利用,這也是當前的移動運營商所面臨的重大課題。
激光通信技術作為一種新型的接入技術,其自身有著顯著的優(yōu)點,這也為移動通信領域?qū)ζ涞膽锰峁┝肆己玫臈l件。在具體的應用過程中,主要就是將主干網(wǎng)在最近距離的天線間采取光纖進行對其連接,然后通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器通過相應的設備和天線得到有效連接,這樣在一定距離內(nèi)就能夠形成一個有效的基站,進而就能夠在這一技術的作用下實現(xiàn)應用。再者就是在高壓電工作過區(qū)當中的應用,在這一應用當中的作用主要就是采集以及傳輸信息,在實際工程應用過程中將供電站的變壓器工作數(shù)據(jù)傳輸?shù)降蛪簠^(qū)加以檢測,倘若是通過光纖進行實施就會造成環(huán)境的污染以及表面聚集塵土而發(fā)生導電情況發(fā)生。所以在這一情況下,通過激光通信技術就比較優(yōu)越,能夠通過空氣隔離的方法絕緣,這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)安全可靠對數(shù)據(jù)進行傳輸[3]。在具體的應用步驟上主要就是把光發(fā)射天線安裝在高壓區(qū),接收天線安裝在低壓區(qū),這樣就可以通過高壓發(fā)射天線在空氣的媒介下傳遞給低壓的接收天線,這樣就實現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)的傳輸。
2.2激光通信技術的發(fā)展前景展望
隨著我國的科學技術不斷的發(fā)展,激光通信技術在應用的空間上也會逐漸的擴大,不管是在應用的領域還是研究的領域都將會取得更加優(yōu)異的成果。在將來的激光通信技術的發(fā)展前景方面,激光通信技術的應用將更加廣泛,這也是通過這一技術自身的優(yōu)勢決定的。其中對遠距離的無線傳輸問題得到了解決,并實現(xiàn)了衛(wèi)星技術和激光通信技術的共相發(fā)展,這些對位激光通信技術的進一步發(fā)展打下了堅實基礎。在激光通信技術的不斷完善過程中,這一技術將會成為城市網(wǎng)絡通信的一個重要手段。以往的光纖技術的應用過程中,為人們的生活提供了很大的方便,但社會的進步不能停留于這一層面,尤其是當前的城鎮(zhèn)化建設的速率加快,光纖技術在實際的應用上已經(jīng)顯得愈來愈存在著不足。而激光通信技術避免了影響交通、建筑等弊端,并對環(huán)境沒有危害,在安全性能上相對較高,所以在將來的技術不斷完善下,激光通信技術將會取代光纖技術,為城市的網(wǎng)絡化建設提供技術上的重要支持。與此同時,激光通信技術的不斷發(fā)展完善,將會在通信的領域范圍內(nèi)帶來一場技術上的變革。在通信的領域當中,一些新技術的涌現(xiàn),將會對通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生很大的影響,從而推動其變革,使得技術上的革新成為是通信領域發(fā)展的一個主流。最終,愈來愈多的通信技術的涌現(xiàn),將會對通信領域的發(fā)展在技術上得到強有力的保障。
1.2在光纖通信系統(tǒng)中的應用第一,在接入網(wǎng)中的應用。光纖接入網(wǎng)的接入方式可分為無源接入和有源接入兩種,其中,無源光網(wǎng)絡是一種非常優(yōu)質(zhì)的接入方式,具有低成本、光纖少、中心局終端少、雷電影響小、電磁干擾少等優(yōu)點,后期的運營維護成本也較少,其擴展性強,能隨著技術的發(fā)展而升級改造。帶寬大、傳輸距離可達20km。正是由于諸多的優(yōu)點無源光網(wǎng)絡接入方式成為光纖接入網(wǎng)的首選接入方式,其中,上行接入技術乃技術關鍵點和難點,不能采用以往的以太網(wǎng)CSMA/CD媒體接入控制方式進行上行接入,可以將光波分復用技術應用到其中,進行上行接入?;诠獠ǚ謴陀眉夹g的波分多址上行接入方式以波長為用戶端ONU的標識,實現(xiàn)上行接入,具有較大的帶寬,能充分利用光纖的大帶寬,實現(xiàn)對稱寬帶接入。同時,該種接入方式還能有效解決ONU測距、快速比特同步等困難,在網(wǎng)絡管理和系統(tǒng)升級方面具有顯著優(yōu)勢。隨著光波分復用技術的發(fā)展,光波分復用器材價格越來越低,性能越來越優(yōu),這有效推動了無源光網(wǎng)絡的發(fā)展。第二,在城域網(wǎng)建設中的應用。傳統(tǒng)電信城域網(wǎng)無法適應數(shù)據(jù)業(yè)務突變性特點,承載多業(yè)務的帶寬效率低。因此,當前城域網(wǎng)發(fā)展的目標為面向數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務應用的IP優(yōu)化網(wǎng)絡?;贗P和光波分復用技術建設的城域網(wǎng)成為新型城域網(wǎng)的主要方案,其采用IPoverWDM傳輸技術,就是使IP數(shù)據(jù)包直接在光路上跑,減少網(wǎng)絡層之間的冗余部分,該方法省去了中間的ATM層和SDH層,傳輸效率高、運行成本低,用戶網(wǎng)絡費用少,非常適合于城域網(wǎng)建設。從通信協(xié)議角度來講,該方案的網(wǎng)絡結構層次為IP業(yè)務層和光網(wǎng)絡層,光網(wǎng)絡層又可以分成光網(wǎng)絡適配子層、光復用子層、光傳輸子層,其中,光復用子層為核心,它完成光復用協(xié)議的相關內(nèi)容,復用帶寬、保護線路、定位故障點。該方案有效應用了光纖的巨大帶寬資源,提高帶寬和傳輸速率,實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式、調(diào)制方式的透明化,實現(xiàn)與現(xiàn)有通信網(wǎng)的兼容,支持網(wǎng)絡升級,具有極高的推廣性和生存性。同時,該方案也有一定缺點,網(wǎng)絡管理與其傳輸?shù)男盘柡途W(wǎng)管分離開來,只是點對點的拓撲結構方式,沒有實現(xiàn)真正意義上的光網(wǎng)絡。在光纖通信系統(tǒng)中,若沒有應用光波分復用技術,則需要多投入n-1根光纖,若光纖通信方式為多個用戶協(xié)同工作,則適用光波分復用技術能更好突出光波分復用技術的優(yōu)勢,實現(xiàn)單根光纖傳輸容量成幾倍乃至幾十倍的增長,更好利用現(xiàn)有的光纖帶寬資源。在遠距離運輸中,適用WDM技術有助于節(jié)省大量光纖,降低光纖通信系統(tǒng)的開發(fā)建設成本。WDM以波長路由代替?zhèn)鹘y(tǒng)電子信號路由,以解復用器代替光電轉(zhuǎn)換交換器,消除延遲轉(zhuǎn)發(fā)等瓶頸問題,保證傳輸?shù)耐该餍?。總而言之,光波分復用技術在光纖通信系統(tǒng)中有廣闊的應用空間,能帶來良好的應用效果,值得大力推廣。
1.3光波分復用技術的發(fā)展趨勢隨著光波分復用技術的發(fā)展和應用,光纖通信朝著高速率、大傳輸容量方向發(fā)展,光纖通信對光波分復用技術提出更高要求,進一步推動光波分復用技術的發(fā)展。作為一種對米元件依賴性強的技術,未來的WDM技術發(fā)展方向是研發(fā)出更多新的、性能更好的米元件,開發(fā)低價的小型集成光元件,如:放大器、光交叉連接器、光分插復用器、濾波器、信號調(diào)節(jié)器、光存儲器等。其實現(xiàn)互通性和標準化服務,還必須實現(xiàn)傳輸協(xié)議和網(wǎng)關標準的規(guī)范化。伴隨著光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展,以WDM為基礎的光網(wǎng)絡層將逐步實現(xiàn)全光網(wǎng)絡連接,實現(xiàn)用戶與光纖通信網(wǎng)絡的親密接觸,到時候,人們可以利用WDM技術實現(xiàn)可視電視、可視會議、遠程技術等支援,進行語音、數(shù)據(jù)、圖像等多媒體信息的傳輸、處理和交換。簡單來說,WDM技術的完善將推動廣電數(shù)字網(wǎng)絡的發(fā)展,用戶對廣電數(shù)字網(wǎng)絡的需求又成為WDM發(fā)展的巨大推動力。WDM技術第一次實現(xiàn)了電信號到光信號的轉(zhuǎn)換,它標志著光通信時代的到來。當前的研究重點是密集波分復用技術,其商用水平為320Gbit/s,也就是說,一對光纖可傳送400萬話路,商用系統(tǒng)的傳輸能力僅是單根光纖傳輸容量的百分之一。在光纖網(wǎng)絡中,F(xiàn)TTH解決的是光纖通信“最后一公里”的問題,日本、美國、韓國緊鑼密鼓的建設FTTH網(wǎng)絡,進行大規(guī)模建設,將光波分復用就似乎應用其中,發(fā)展成為今天的WDM-PON。在我國,F(xiàn)TTH網(wǎng)絡的技術越來越多,且理論也較為完善,但卻還媒體一項技術被認為是完善的技術,這個時候充分利用無源光網(wǎng)絡技術則是可行的一種選擇,推動光波分復用技術的發(fā)展,逐漸根據(jù)社會需求,采用WDM-PON方式建設FTTH網(wǎng)絡。
光纖接入網(wǎng)技術利用傳輸網(wǎng)絡實現(xiàn)用戶接入光纖,共同實現(xiàn)光纖接入網(wǎng)下信息傳輸效果的持續(xù)提升,實現(xiàn)了傳統(tǒng)信息傳輸?shù)募夹g性突破,滿足人們對信息傳輸速度的需求。光纖用戶接入技術發(fā)展起著關鍵作用。FTTH是光纖接入網(wǎng)發(fā)展的一種最終形式,光纖接入網(wǎng)以光網(wǎng)絡單位(0NU)的位置所在,分為FTTH、光纖到大樓(FTTB)、光纖到駐地(FTTP)、光纖到路邊(FTTC)等幾種情況。目前,以”千兆到小區(qū)、百兆到大樓、十兆到用戶”為基礎的光纖+五類纜接入方式(FTTx+LAN)非常適合我國國情。它適用于用戶相對集中的小區(qū)、大專院校、企事業(yè)單位及人口密集的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。這種光纖接入方式的上傳和下傳帶寬,能夠?qū)崿F(xiàn)高速上網(wǎng)或企業(yè)局域網(wǎng)間的高速互聯(lián),滿足不同客戶群體對不同速率的需求。
1.2光纖波分復用技術
光纖波分復用技術是現(xiàn)代信息技術發(fā)展的重要組成部分,充分表現(xiàn)了現(xiàn)代光纖通信技術發(fā)展的主要特點。在ITU-T標準中,通過引入控制層面,使網(wǎng)絡具有自動連接建立和修改功能,以及提高連接恢復能力。光纖網(wǎng)絡控制層面本身能夠支撐不同的技術,不同的業(yè)務需求及不同的功能組合。光纖波分復用技術主要是應用波分復用器對廣信信息傳輸出現(xiàn)的損耗進行控制,保證寬帶資源的有效獲取。同時在光波頻率根據(jù)波長的不同情況對光纖損耗情況進行獨立性信息發(fā)送,充分發(fā)揮波分復用器的效果將信息數(shù)據(jù)進行整合。波分復用器能夠?qū)⒉煌盘柌ㄩL進行傳輸,承載電信光纖通信技術優(yōu)勢。
1.3光聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)
目前,在擴充骨干網(wǎng)、迅速普及應用DWDM系統(tǒng)的驅(qū)動下,我國光網(wǎng)絡市場已出現(xiàn)巨大變化,光傳送網(wǎng)的角色由原來大容量帶寬傳送轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁┒说蕉说姆者B接。電信運營商在電路交換轉(zhuǎn)變?yōu)榉纸M交換過程中,在光層網(wǎng)絡同時實現(xiàn)了傳輸功能和交換功能,而全光網(wǎng)絡以其良好的透明性、波長路由特性、兼容性和可擴展性,成為下一代高速(超高速)寬帶網(wǎng)絡的首選。光纖接入網(wǎng)技術和光纖波分復用技術的創(chuàng)新推廣應用中,光分插復用器(OADM)和光交叉連接設備(OXC)的成功研制,使得二者能夠在基礎通信設備基礎上實現(xiàn)光路交叉,為光聯(lián)網(wǎng)起步奠定堅實基礎,能夠進一步擴充網(wǎng)絡系統(tǒng),提升網(wǎng)絡系統(tǒng)的透明性,使全光聯(lián)網(wǎng)成為可能,掀起了SDH電聯(lián)網(wǎng)之后又一次新的光通信發(fā)展,建設一個最大透明、高度靈活的和超大容量的國家骨干網(wǎng)絡不僅可以為未來的國家信息基礎設施(NII)奠定一個堅實的物理基礎,而且對應我國信息產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟騰飛及國家安全有極其重要的戰(zhàn)略意義。
1.4全新一代光纖
全新一代光纖是新時期電信光纖通信技術應用的核心內(nèi)容。新的光傳輸網(wǎng)分為三層:光通路層(Och)支持終端到終端的傳送客戶信號。OMS光復用層把許多光波復用到一起后傳動到光纖中。OTS光傳送層把客戶信號映射到單一的光道,再將許多單一的光道復用在一起后送上光纖。全新一代光纖具有頻帶寬通信容量大、損耗低,中繼距離長、抗電磁干擾、無串音保密性好等優(yōu)勢特點。根據(jù)電信網(wǎng)絡服內(nèi)容不同,創(chuàng)新了傳統(tǒng)光纖發(fā)展模式,呈現(xiàn)出大容量、長距離傳輸?shù)葍?yōu)勢。
二、電信光纖通信技術發(fā)展趨勢的優(yōu)勢分析
伴隨中國城鎮(zhèn)化等宏觀經(jīng)濟政策調(diào)整,我國城鄉(xiāng)每年舊城改造和新屋建設達到20多億平方米,至少可以容納2000萬戶新居或數(shù)百萬個企業(yè),為光寬網(wǎng)建設提供了幾乎海量的外在條件。伴隨信息華社會的發(fā)展,人們隨時隨地辦公、生活、學習、購物、娛樂的內(nèi)在需求日益凸現(xiàn),建設安全的全光信息網(wǎng)絡已經(jīng)提升為國家戰(zhàn)略??茖W技術水平提升使電信光纖通信技術提供的服務質(zhì)量能夠不斷的滿足人們的要求。電信光纖通信技術發(fā)展趨勢優(yōu)勢明顯,傳輸速度快、傳輸容量擴大,并且在長距離下實現(xiàn)信息容量提升、完善全光網(wǎng)絡系統(tǒng)。在未來電信光纖通信技術發(fā)展狀況下信息數(shù)據(jù)傳輸水平會在網(wǎng)絡系統(tǒng)發(fā)展下實現(xiàn)高速發(fā)展。電信光纖通信技術發(fā)展具有重要的現(xiàn)實應用意義。
2.1全光網(wǎng)絡
電信光纖通信技術發(fā)展中全光網(wǎng)絡是重要的組成部分,同時也是電信光纖通信技術應用的關鍵核心,是人們對網(wǎng)絡信息技術需求發(fā)展的表現(xiàn)。全光網(wǎng)絡(ASON)在路由和信令控制下,完成自動交換連接功能。它首次將信令和選路引入傳送網(wǎng),通過智能的控制層面來建立呼叫和連接,實現(xiàn)了真正意義上的路由設置、端到端業(yè)務調(diào)度和網(wǎng)絡自動恢復。探究全光網(wǎng)絡特點對電信光纖通信技術進行研究,能夠更好的實現(xiàn)電信光纖通信技術應用的全面發(fā)展。我國對電信光纖通信技術不斷進行研究,創(chuàng)新了技術發(fā)展模式,在應用上取得了較大發(fā)展。伴隨國務院《“寬帶中國”戰(zhàn)略及實施方案》的推進,聯(lián)通等通信運營商加大力度推行“城鄉(xiāng)一體化”光網(wǎng)改造工程,通過全光網(wǎng)絡的方式向?qū)拵е袊繕丝拷?,不斷地滿足社會對現(xiàn)代網(wǎng)絡光纖通信技術的應用需求。
2.2多業(yè)務承載能力
新時期為了進一步促進電信市場的發(fā)展,需要對電信市場發(fā)展模式進行改革創(chuàng)新,對運營模式進行重組改制,實現(xiàn)電信業(yè)務多元化發(fā)展。網(wǎng)絡系統(tǒng)光纖接入技術的應用能夠承載更多的業(yè)務項目,強化基礎型承載業(yè)務水平,移動基站回傳、語音等服務都是多業(yè)務承載能力提升的重點內(nèi)容。從提高傳輸通道變?yōu)樘岣吖鈽I(yè)務的解決方案,使光網(wǎng)絡能夠提高多種高質(zhì)量的帶寬應用與服務,包括:1、OVPN;2、業(yè)務SLA;3、帶寬出租、帶寬批發(fā)、帶寬貿(mào)易、實時計費;4、流量工程;5、分布式恢復;6、SPC(軟永久連接)/SC(交換連接)/PC(永久連接)。傳統(tǒng)接入網(wǎng)系統(tǒng)主要采用對接式網(wǎng)絡結構,這種模式在一定程度上提升了運營系統(tǒng)管理成本投入,使網(wǎng)絡系統(tǒng)建設經(jīng)濟效益受到影響。高接入帶寬接入網(wǎng)應用之后能夠更好的使系統(tǒng)與網(wǎng)絡進行融合,實現(xiàn)網(wǎng)絡系統(tǒng)高效運行,建立統(tǒng)一系統(tǒng)應用平臺。電信光纖接入技術促進多業(yè)務承載能力的同時保證了系統(tǒng)客戶的應用安全有效性,業(yè)務發(fā)展保證服務水平質(zhì)量提升,同時能夠承載更多的系統(tǒng)業(yè)務,并且針對個人系統(tǒng)應用要求強化電信光纖通信技術。除此之外,還能夠提供高可靠性接入、高精度時鐘傳送、有效滿足針對移動基站的回傳業(yè)務。
Abstract: Due to the optical fiber communication with low loss, wide bandwidth, large capacity, small volume, light weight, resistance to electromagnetic interference, is not easy to crosstalk and other advantages, has been the industry favor, very rapid development. This paper describes the characteristics, optical fiber communication technology, and analyzes its advantages, and puts forward some corresponding countermeasures for the development of optical fiber communication in our country, to promote its development trend.
Key words: optical fiber communication technology; trend; FTTH; all-optical network
中圖分類號:TN91文獻標識碼:A文章編號:
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?shù)耐ㄐ欧绞?。在光纖通信系統(tǒng)中,作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多,而作為傳輸介質(zhì)的光纖又比同軸電纜或?qū)Рü艿膿p耗低得多,所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構造的,它是電氣絕緣體,因而不需要擔心接地回路,光纖之間的串繞非常小;光波在光纖中傳輸,不會因為光信號泄漏而擔心傳輸?shù)男畔⒈蝗烁`聽;光纖的芯很細,由多芯組成光纜的直徑也很小,所以用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統(tǒng)所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題。
光纖通信在技術功能構成上主要分為:(1)信號的發(fā)射;(2)信號的合波;(3)信號的傳輸和放大; (4)信號的分離;(5)信號的接收。
2 光纖通信技術的特點
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),由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸?shù)娜萘?,特別是現(xiàn)在的密集波分復用技術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1OGbps。
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)成本和復雜性可大大降低。
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或與電力導體復合構成復合光纜。這一點對于強電領域(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,光纖傳輸系還特別適合于軍事應用。
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擾,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結構中,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>
3 光纖通信技術應用的主要對策
波長就是一個信號系統(tǒng),把從前的電路交換,換成當前的光路交換。這種交換系統(tǒng)就是把光的傳輸和交換融為一體,把交換給取消了。希望今年能作出一個演示系統(tǒng)。這個問題是最簡單最有效的解決如此困惑傳輸高速路的問題,寬帶推廣應用就有很好的基礎。
第一個是可變波長激光器、高頻調(diào)制器;第二是波分復用/解復用器/濾波器;第三是增益平坦和鎖定的SCL 波段放大器;第四是RAMAN 放大器;第五是高頻光探測器、MEMS光開關。我國建立環(huán)保型的微電子和光電子的生產(chǎn)基地,我國的硅石材料是非常豐富的。多晶硅是未來最清潔的能源。
21 世紀,要發(fā)展光網(wǎng)絡與移動通信式的結合,這是一個很大的商機。光網(wǎng)絡與毫米波的結合,如果成功的話,也是很大的具有革命性的進步。再一個是制造高精度的光纖陀螺。這不僅僅是未來航空系統(tǒng),導彈系統(tǒng)要用它,國外的汽車里面也有陀螺。此外,新型實用化電流傳感器、電壓傳感器,光纖光柵應力傳感器,光纖光柵溫度傳感器。
雖然這幾年來,我國光纜電纜技術有很大發(fā)展,有一些具有自主知識產(chǎn)權的技術已在發(fā)揮作用,但是應該看到這種比例仍是很小的,國內(nèi)有近200 家光纖光纜廠,但大多產(chǎn)品單一,沒有自主的知識產(chǎn)權,技術含量較低,競爭力不強。實際上我國的光纖光纜技術應該說與國際水平己差距下大,因此我們作為世界第二的光纜大國,應該把開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的技術作為我們工作的重中之重,爭取創(chuàng)造更多的光纖光纜專利。
西部大開發(fā)是國家的重大策略,國家制定了有利的政策,政府對發(fā)展通信等行業(yè)也給予了大力的支持。西部是一個地域復雜、分布較寬、通信相對落后的地區(qū)。經(jīng)濟大發(fā)展中,通信要先行,需要一些與之相適應的光纖光纜及通信電纜的先進產(chǎn)品來配合發(fā)展的需求。因此,符合條件的產(chǎn)品將會在這里找到很好的市場,光纖光纜和通信電纜的各種技術、產(chǎn)品及成果都會在西部開發(fā)中得到發(fā)揮。
4 光纖通信技術的發(fā)展趨勢
對光纖通信而言, 超高速度、超大容量、超長距離一直都是人們追求的目標, 光纖到戶和全光網(wǎng)絡也是人們追求的夢想。
(1) 光纖到戶
現(xiàn)在移動通信發(fā)展速度驚人, 因其帶寬有限,終端體積不可能太大, 顯示屏幕受限等因素, 人們依然追求性能相對占優(yōu)的固定終端, 希望實現(xiàn)光纖到戶。光纖到戶的魅力在于它有極大的帶寬, 它是解決從互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)到用戶桌面的“最后一公里”瓶頸現(xiàn)象的最佳方案。隨著技術的更新?lián)Q代,光纖到戶的成本大大降低, 不久可降到與DSL 和HFC 網(wǎng)相當, 這使FTTH 的實用化成為可能。據(jù)報道, 1997 年日本NTT 公司就開始發(fā)展FTTH, 2000年后由于成本降低而使用戶數(shù)量大增。美國在2002 年前后的12 個月中, FTTH 的安裝數(shù)量增加了200%以上。在我國, 光纖到戶也是勢在必行, 光纖到戶的實驗網(wǎng)已在武漢、成都等市開展, 預計2012 年前后, 我國從沿海到內(nèi)地將興起光纖到戶建設??梢哉f光纖到戶是光纖通信的一個亮點, 伴隨著相應技術的成熟與實用化, 成本降低到能承受的水平時, FTTH 的大趨勢是不可阻擋的。
(2) 全光網(wǎng)絡
傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡實現(xiàn)了節(jié)點間的全光化, 但在網(wǎng)絡結點處仍用電器件, 限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康奶岣? 因此真正的全光網(wǎng)絡成為非常重要的課題。全光網(wǎng)絡以光節(jié)點代替電節(jié)點, 節(jié)點之間也是全光化, 信息始終以光的形式進行傳輸與交換, 交換機對用戶信息的處理不再按比特進行, 而是根據(jù)其波長來決定路由。全光網(wǎng)絡具有良好的透明性、開放性、兼容性、可靠性、可擴展性, 并能提供巨大的帶寬、超大容量、極高的處理速度、較低的誤碼率, 網(wǎng)絡結構簡單, 組網(wǎng)非常靈活, 可以隨時增加新節(jié)點而不必安裝信號的交換和處理設備。當然全光網(wǎng)絡的發(fā)展并不可能獨立于眾多通信技術, 它必須要與因特網(wǎng)、ATM網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等相融合。目前全光網(wǎng)絡的發(fā)展仍處于初期階段,但已顯示出良好的發(fā)展前景。從發(fā)展趨勢上看, 形成一個真正的、以WDM技術與光交換技術為主的光網(wǎng)絡層, 建立純粹的全光網(wǎng)絡, 消除電光瓶頸已成未來光通信發(fā)展的必然趨勢, 更是未來信息網(wǎng)絡的核心, 也是通信技術發(fā)展的最高級別, 更是理想級別。
5 結束語
現(xiàn)在光通信網(wǎng)絡的容量雖然已經(jīng)很大,但還有許多應用能力在閑置,今后隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,作為經(jīng)濟發(fā)展先導的信息需求也必然不斷增長,一定會超過現(xiàn)有網(wǎng)絡能力,推動通信網(wǎng)絡的繼續(xù)發(fā)展。因此,光纖通信技術在應用需求的推動下,一定不斷會有新的發(fā)展。
引言
近年來隨著傳輸技術和交換技術的不斷進步,核心網(wǎng)已經(jīng)基本實現(xiàn)了光纖化、數(shù)字化和寬帶化。同時,隨著業(yè)務的迅速增長和多媒體業(yè)務的日益豐富,使得用戶住宅網(wǎng)的業(yè)務需求也不只局限于原來的語音業(yè)務,數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務的需求已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢,現(xiàn)有的語音業(yè)務接入網(wǎng)越來越成為制約信息高速公路建設的瓶頸,成為發(fā)展寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)的障礙。
一、光纖通信技術定義
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ帕κ?。在光纖通信系統(tǒng)中,作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多,而作為傳輸介質(zhì)的光纖又比同軸電纜或?qū)Рü艿膿p耗低得多,所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構造的,它是電氣絕緣體,因而不需要擔心接地回路,光纖之間的中繞非常小,光波在光纖中傳輸,不會因為光信號泄漏而擔心傳輸?shù)男畔⒈蝗烁`聽,光纖的芯很細,由多芯組成光纜的直徑也很小,所以用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統(tǒng)所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題。
二、光纖通信技術優(yōu)勢
2.1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。散波長窗口,單模光纖具有幾十GHz·km的寬帶。對于單波長光纖通信系統(tǒng),由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸?shù)娜萘?,特別是現(xiàn)在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。采用密集波分復術可以擴大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目前,單波長光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps,采用密集波分復術實現(xiàn)的多波長傳輸系統(tǒng)的傳輸速率已經(jīng)達到單波長傳輸系統(tǒng)的數(shù)百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業(yè)務網(wǎng)的首選介質(zhì)。
2.2損耗低,中繼距離長目前,實用的光纖通信系統(tǒng)使用的光纖多為石英光纖,此類光纖損耗可低于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,因此,由其組成的光纖通信系統(tǒng)的中繼距離也較其他介質(zhì)構成的系統(tǒng)長得多。
如果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)成本和復雜性可大大降低。目前,由石英光纖組成的光纖通信系統(tǒng)最大中繼距離可達200多km,由非石英系極低損耗光纖組成的通信系至數(shù)公里,這對于降低通信系統(tǒng)的成本、提高可靠性和穩(wěn)定性具有特別重要的意義。
2.3抗電磁干擾能力強我們知道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或與電力導體復合構成復合光纜。它是一種非導電的介質(zhì),交變電磁波在其中不會產(chǎn)生感生電動勢,即不會產(chǎn)生與信號無關的噪聲。這樣,就是把它平行鋪設到高壓電線和電氣鐵路附近,也不會受到電磁干擾。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利。
2.4光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設光纖的芯徑很細,約為0.1mm,由多芯光纖組成光纜的直徑也很小,8芯光纜的橫截面直徑約為10mm,而標準同軸電纜為47mm。這樣采用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統(tǒng)所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題,節(jié)約了地下管道建設投資。此外,光纖的重量輕,柔韌性好,光纜的重量要比電纜輕得多,在飛機、宇宙飛船和人造衛(wèi)星上使用光纖通信可以減輕飛機、輪船、飛船的重量,顯得更有意義。還有,光纖柔軟可繞,容易成束,能得到直徑小的高密度光纜。
2.5保密性能好對通信系統(tǒng)的重要要求之一是保密性好。然而,隨著科學技術的發(fā)展,電通信方式很容易被人竊聽,只要在明線或電纜附近設置一個特別的接收裝置,就可以獲取明線或電纜中傳送的信息,更不用去說無線通信方式。光纖通信與電通信不同,由于光纖的特殊設計,光纖中傳送的光波被限制在光纖的纖芯和包層附近傳送,很少會跑到光纖之外。即使在彎曲半徑很小的位置,泄漏功率也是十分微弱的。并且成纜以后光纖在外面包有金屬做的防潮層和橡膠材料的護套,這些均是不透光的,因此,泄漏到光纜外的光幾乎沒有。更何況長途光纜和中繼光纜一般均埋于地下。所以光纖的保密性能好。此外,由于光纖中的光信號一般不會泄漏,因此電通信中常見的線路之間的串話現(xiàn)象也可忽略。
三、光纖接入技術
隨著通信業(yè)務量的不斷增加,業(yè)務種類也更加豐富,人們不僅需要語音業(yè)務,高速數(shù)據(jù)、高保真音樂、互動視頻等多媒體業(yè)務也已經(jīng)得到了更多用戶的青睞。光纖接入網(wǎng)可分為有源光網(wǎng)絡A(ON)和無源光網(wǎng)絡((PON。)采用SDH技術、ATM技術、以太網(wǎng)技術在光接入網(wǎng)系統(tǒng)中稱為有源光網(wǎng)絡。若光配線網(wǎng)(ODN全)部由無源器件組成,不包括任何有源節(jié)點,則這種光接入網(wǎng)就是無源光網(wǎng)絡。
現(xiàn)階段,無源光網(wǎng)絡P(ON)技術是實現(xiàn)FT-Tx的主流技術。典型的PON系統(tǒng)由局側(cè)OLT光(線路終端)、用戶側(cè)ONUO/NT(光網(wǎng)絡單元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配網(wǎng)絡)組成。PON技術可節(jié)省主干光纖資源和網(wǎng)絡層次,在長距離傳輸條件夏可提供雙向高帶寬能力,接入業(yè)務種類豐富,運維成本大幅降低,適合于用戶區(qū)域較分散而每一區(qū)域內(nèi)用戶又相對集中的小面積密集用戶地區(qū)。
為實現(xiàn)信息傳輸?shù)母咚倩?,滿足大眾的需求,不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡,用戶接入部分更是關鍵,光纖接入網(wǎng)是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中,由于光纖到達置的不同,有FTB、FTTC,F(xiàn)TTCab和FTTH等不同的應用,統(tǒng)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。我國從2003年起,在“863”項目的推動下,開始了FTTH的應用和推廣工作。迄今已經(jīng)在30多個城市建立了試驗網(wǎng)和試商用網(wǎng),包括居民用戶、企業(yè)用戶、網(wǎng)吧等多種應用類型,也包括運營商主導、駐地網(wǎng)運營商主導、企業(yè)主導、房地產(chǎn)開發(fā)商主導和政府主導等多種模式,發(fā)展勢頭良好。不少城市制定了FTTH的技術標準和建設標準,有的城市還制門了相應的優(yōu)惠政策,這此都為FTTH在我國的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。
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?shù)耐ㄐ欧绞???梢园压饫w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(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;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(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,因而不需要擔心接地回路;光波在光纖中傳輸,不會發(fā)生信息傳播中的信息泄露現(xiàn)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(tǒng),由于終端設備的限制往往發(fā)揮不出帶寬大的優(yōu)勢。因此需要技術來增加傳輸?shù)娜萘?,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(zhì)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(zhì),理論上傳輸?shù)膿p耗還可以降到更低的水平。這就表明通過光纖通信系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)的施工成本,帶來更好的經(jīng)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(huán)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?shù)倪^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(fā)生串擾的現(xiàn)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(wěn)定性好、壽命長。正是因為光纖的這些優(yōu)點,光纖的應用范圍越來越廣。
3不斷發(fā)展的光纖通信技術
3.1SDH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,所以客戶信號一般是TDM的連續(xù)碼流,如PDH、SDH等。伴隨著科技的進步,特別是計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展,傳輸數(shù)據(jù)也越來越大。分組信號與連續(xù)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(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,4OGB/s已實現(xiàn)商品化。專家們在研究更大容量的,如160Gb/s(單波道)系統(tǒng)已經(jīng)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(tǒng)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(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)務節(jié)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(wǎng)。作為業(yè)務節(jié)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(lián)網(wǎng)發(fā)展需求與下一代全光網(wǎng)絡發(fā)展趨勢近年來,互聯(lián)網(wǎng)業(yè)發(fā)展迅速,IP業(yè)務也隨之火爆。研究表明,隨著IP業(yè)的迅速發(fā)展,通信業(yè)將面臨“洗牌”,并孕育著新技術的出現(xiàn)。隨著軟件控制的進一步開發(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(jié)點光交換技術、智能光聯(lián)網(wǎng)技術為核心,并面向IP互聯(lián)網(wǎng)應用的光波技術是目前光纖傳輸?shù)难芯繜狳c,而在以后,科學家還會繼續(xù)對這一領域的研究和開發(fā)。從未來的應用來看,光網(wǎng)絡將向著服務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。
4光纖鏈路的現(xiàn)場測試
4.1現(xiàn)場測試的目的對光纖安裝現(xiàn)場測試是光纖鏈路安裝的必須措施,是保證電纜支持網(wǎng)絡協(xié)議的重要方式。它的目的在于檢測光纖連接的質(zhì)量是否符合標準,并且減少故障因素。:
4.2現(xiàn)場測試標準目前光纖鏈路現(xiàn)場測試標準分為兩大類:光纖系統(tǒng)標準和應用系統(tǒng)標準。①光纖系統(tǒng)標準:光纖系統(tǒng)標準是獨立于應用的光纖鏈路現(xiàn)場測試標準。對于不同的光纖系統(tǒng),它的標準也不同。目前大多數(shù)的光纖鏈路現(xiàn)場檢測應用的就是這個標準。②光纖應用系統(tǒng)標準:光纖應用系統(tǒng)標準是基于安裝光纖的特定應用的光纖鏈路現(xiàn)場測試標準。這種測試的標準是固定的,不會因為光纖系統(tǒng)的不同而改變。
4.3光纖鏈路現(xiàn)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(shù)都是基本一致的。在光纖鏈路現(xiàn)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(tǒng)對光纖的傳輸質(zhì)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(chǎn)商在生產(chǎn)時進行測試。
4.4現(xiàn)場測試工具①光源:目前的光源主要有LED(發(fā)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(tǒng)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(fā)射端機或光網(wǎng)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(wěn)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(xù)性,并幫助評估光纖鏈路傳輸質(zhì)量。③光時域反射計:OTDR根據(jù)光的后向散射原理制作,利用光在光纖中傳播時產(chǎn)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(xiàn)象,是由于光子在光纖中發(fā)生反射所引起的。
雖然目前光通信的容量已經(jīng)非常大,但仍有大量應用能力閑置,伴隨著社會經(jīng)濟和科學技術的進一步發(fā)展,對信息的需求也會隨之增加,并會超過現(xiàn)在的網(wǎng)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(jīng)濟社會發(fā)展的推動下,光通信一定會有更加長久的發(fā)展。
參考文獻:
[1]王磊,裴麗.光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來[J].中國科技信息.2006.(4).