時間：2022-05-18 02:13:32
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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，并得到廣泛應用的同時，也存在著一些問題。比如光信噪比（OSNR），OSNR是光纖信號與噪聲的比值，OSNR的大小直接影響傳輸信號質量的優(yōu)劣，OSNR過大，傳輸距離會相應減小。另外，色散、非線性效應等問題也是影響高速光纖通信傳輸?shù)闹饕蛩?。色散會使脈沖展寬、強度降低，增大誤碼率，信號畸變失真，直接降低通信質量。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對系統(tǒng)的傳輸性能、傳輸速率和傳輸距離都會有明顯的損害。PMD的問題在以往的光纖傳輸中就存在，傳輸速率越高，PMD的影響也越加明顯。光纖傳輸?shù)乃p、消耗和色散與光纖長度為線性關系，光纖的帶寬與光纖長度為非線性關系，這一非線性關系即為非線性效應。非線性效應分為散射效應、與折射密切相關的自相位調制SPM、交叉相位調制XPM和四波混頻效應FWM，其中XPM和FWM對系統(tǒng)影響較為嚴重。因此，研究OSNR、色散和非線性效應問題是解決高速光纖通信系統(tǒng)高質量傳輸?shù)年P鍵技術。
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，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)字專線或專網(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的介質或者光纖。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在內的多種網(wǎng)絡層協(xié)議能與PPP協(xié)同工作，PPP還內置安全機制，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
光纖通信技術之所以在鐵路通信系統(tǒng)里發(fā)揮重要作用，是因為當前對光纖通信技術的劃分十分精細，在各個鐵路通信系統(tǒng)里都會使用相應的光纖通信技術，達到最理想的通信效果。PDH光纖通信作為十分重要和關鍵的方面，能有效清除鐵路通信系統(tǒng)里存在的隱患以及漏洞，確保鐵路通信系統(tǒng)的正常與穩(wěn)定。但PDH存在標準不一、復用結構過于復雜以及網(wǎng)絡管理功能較弱的問題，所以其難以得到長遠、有效的發(fā)展。
1.2SDH光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)中的應用
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)。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。
1.3DWDM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?，也就是說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。
2、電力通信網(wǎng)的構成及特點
微波、光纖以及衛(wèi)星電路是當前電力通信技術中的主要干線，電力系統(tǒng)特有的光纜和電力線載波等方式是不同支路完成通信的主要載體，并采用明線、電纜、無線等多種通信手段及程控交換機、調度總機等設備組成的多用戶、多功能的綜合通信網(wǎng)。電力通信的主要包括以下幾種方式。
2.1電力線載波通信
對工頻電流的傳輸是電力線路的工作重點。電力線載波完成通信的工作原理是：利用載波機將需要傳輸?shù)男畔⑥D換為高頻的弱電流，然后通過電力線路完成傳輸，其特點是：投資少、可靠性強、收效快，并且可以與電網(wǎng)同步發(fā)展建設。另外，此類通信方法還可以通過電力線將底線架空的方式來實現(xiàn)載波信號的傳送，這叫絕緣地線載波法，這種載波方法與傳統(tǒng)方法相比，具有脫離線路故障以及線路停電等因素的制約的優(yōu)勢，同時，這種絕緣地線還可以在很大程度上起到省電的作用。
2.2光纖通信
由于光纖通信具有抗電磁干擾能力強、傳輸容量大、頻帶寬、傳輸衰耗小等諸多優(yōu)點,它一問世便首先在電力部門得到應用并迅速發(fā)展。除普通光纖外,一些專用特種光纖也在電力通信中大量使用。電力通信不僅包括上面兩種，還包括音頻電纜、曾經(jīng)的明線電話和當前流行的擴頻通信等。與專供通信的專門網(wǎng)絡不通，電力通信的主要特點是：對靈活性與可靠性提出了更高的要求；種類繁多、信息傳輸量少、強大的實時性；抗沖擊性強；具有更復雜的網(wǎng)絡構造；機房多為無人看守、通信的范圍廣大。
3、光纖通信技術在電力通信中的應用
（1）光纖具有比電纜以及銅線更寬的頻帶面，傳輸?shù)膶拵л^大，這對傳輸?shù)男畔⒘亢蛡鬏斔俣榷际钟欣?。人類的需求在信息技術的推動下日益增加，這也對電力通信的網(wǎng)絡提出了更高的要求，使其面臨的任務更加艱巨。當前電力系統(tǒng)飛速發(fā)展、電網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)字化、信息化建設日趨完善，這對電力系統(tǒng)的信息量傳輸提出了更高的要求。因此，在整個電力通信中，具有較大傳輸量優(yōu)勢的光纖通信技術起到了關鍵性的作用。
（2）光纖通信技術在信息的傳輸過程中損耗遠遠低于其他材質的傳輸材料，還有光纖可以長距離傳輸，也就是說光纖通信技術可以在脫離中繼站的情況下實現(xiàn)信息的遠距離傳輸，大大的減少了中繼站的建設費用。在國家經(jīng)濟的推動下，電力通信設計的范圍也越來越廣，常見的事例有：偏遠鄉(xiāng)村日益發(fā)展的有線電視，不斷更新的數(shù)字電視等，當前中國，電信干線傳輸、電力通信和廣播電視等網(wǎng)絡的覆蓋面積越來越廣，規(guī)模越來越大，工程體系越來越繁雜。大規(guī)模的使用光纖通信技術，可以降低傳輸損耗、降低中繼站數(shù)量，節(jié)省建站資金等。
（3）光纖具有抗腐蝕和絕緣的特性，并且在傳輸信號的過程中具有抗干擾、防竊聽、防泄漏信息的優(yōu)勢，這在很大程度上對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全起了保護作用，這對社會運行的正常與否也有決定性的作用。
（4）相對于其他公用網(wǎng)公司，電力系統(tǒng)在通信技術方面有著自己的要求，所以通常電力通信在建設過程中，會根據(jù)其特有的要求采用不同類型的光纖進行通信建設。ADSS與OPGW是當前中國特種光纜的類型，這種特種通信光纜主要服務于電力通信。其與眾不同的結構與安裝情況決定了其與其他光纜的不同，這種材料的價格成本比較昂貴，但它具有低損耗、長壽命、較強安全性和與地線復合等優(yōu)勢，這在很大程度上節(jié)省了建設系統(tǒng)網(wǎng)絡的成本，并且使電力通信的質量得到了質的飛越。
2.考慮電力通信網(wǎng)可靠性的業(yè)務路由優(yōu)化分配方法
3.廣域后備保護通信模式及其性能評估
4.衛(wèi)星通信的近期發(fā)展與前景展望
5.空間激光通信研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
6.現(xiàn)代化礦井通信技術與系統(tǒng)
7.高速鐵路移動通信系統(tǒng)關鍵技術的演進與發(fā)展
8.智能變電站通信網(wǎng)絡狀態(tài)監(jiān)測信息模型及配置描述
9.信息與通信地理學的學科性質、發(fā)展歷程與研究主題
10.構建新一代智能配用電通信網(wǎng)建議
11.基于EPOCHS平臺的智能配電網(wǎng)通信系統(tǒng)仿真
12.電力通信網(wǎng)脆弱性分析
13.通信電臺電磁輻射效應機理
14.4G通信技術綜述
15.電力和信息通信系統(tǒng)混合仿真方法綜述
16.面向智能電網(wǎng)的配用電通信網(wǎng)絡研究
17.基于SDH光網(wǎng)絡的分層區(qū)域式保護通信系統(tǒng)的可靠性研究
18.調度與變電站一體化系統(tǒng)鏈路狀態(tài)監(jiān)測與TCP通信方案
19.煤礦事故特點與煤礦通信、人員定位及監(jiān)視新技術
20.Tor匿名通信流量在線識別方法
21.煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術
22.配電通信網(wǎng)業(yè)務斷面流量分析方法
23.光纖通信概述
24.電力通信及其在智能電網(wǎng)中的應用
25.WAMS通信業(yè)務的系統(tǒng)有效性建模與仿真
26.基于API的Win32串口通信編程技術
27.第五代移動通信網(wǎng)絡體系架構及其關鍵技術
28.量子通信現(xiàn)狀與展望
29.配電網(wǎng)EPON通信接入與分區(qū)自治
30.基于業(yè)務的電力通信網(wǎng)風險評價方法
31.移動通信技術擴散的實證研究:基于中國1990-2012年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)
32.基于IPv6的電力線載波通信分片獨立的重傳機制
33.空間激光通信捕獲、對準、跟蹤系統(tǒng)動態(tài)演示實驗
34.基于時頻峰值濾波的電力線通信噪聲消除方法
35.通信網(wǎng)絡能耗分析與節(jié)能技術應用
36.“日盲”紫外光通信網(wǎng)絡中節(jié)點覆蓋范圍研究
37.基于壓縮感知的脈沖同步的混沌保密通信系統(tǒng)
38.淺談4G移動通信系統(tǒng)的關鍵技術與發(fā)展
39.量子安全直接通信
40.一種繼電保護故障信息系統(tǒng)在線通信報文分析工程方案
41.光纖通信的發(fā)展趨勢及應用
42.智能配電網(wǎng)通信組網(wǎng)技術研究及應用
43.基于空間激光通信組網(wǎng)四反射鏡動態(tài)對準研究
44.運用虛擬仿真實驗改革通信原理實驗教學
45.淺談超寬帶無線通信技術的發(fā)展
46.5G移動通信發(fā)展趨勢與若干關鍵技術
47.SM2加密體系在智能變電站站內通信中的應用
48.現(xiàn)代信息安全與混沌保密通信應用研究的進展
49.中美4G移動通信技術專利信息比較研究
50.衛(wèi)星激光通信現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
51.VC中應用MSComm控件實現(xiàn)串口通信
52.青海—西藏交直流聯(lián)網(wǎng)工程輸電線路在線監(jiān)測通信網(wǎng)絡設計與應用
53.移動通信網(wǎng)絡中的協(xié)作通信
54.空間激光通信組網(wǎng)光學原理研究
55.計算機技術在通信中的應用研究
56.面向5G無線通信系統(tǒng)的關鍵技術綜述
57.基于C8051F020單片機的RS485串行通信設計
58.智能變電站過程層網(wǎng)絡報文特性分析與通信配置研究
59.基于業(yè)務風險均衡度的電力通信網(wǎng)可靠性評估算法
60.基于4G通信技術的無線網(wǎng)絡安全通信分析
61.無線激光通信系統(tǒng)弱光干擾技術
62.基于SJA1000的CAN總線通信系統(tǒng)的設計
63.10kV電力線載波通信自動組網(wǎng)算法
64.數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)場總線可靠通信機制的研究
65.基于WiFi的煤礦井下應急救援無線通信系統(tǒng)的研究
66.機載激光通信系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
67.軟件定義的能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信技術研究
68.一點對多點同時空間激光通信光學跟瞄技術研究
69.開放式自動需求響應通信規(guī)范的發(fā)展和應用綜述
70.兆瓦(MW)級海島微電網(wǎng)通信網(wǎng)絡架構研究及工程應用
71.帶通信約束的多無人機協(xié)同搜索中的目標分配
72.基于信道認知在線可定義的電力線載波通信方法
73.一種基于混沌系統(tǒng)部分序列參數(shù)辨識的混沌保密通信方法
74.智能配電網(wǎng)無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信的QoS-MAC層模型
75.無線紫外光散射通信中多信道接入技術研究
76.水下無線通信技術發(fā)展研究
77.深空、自由空間、非可視散射和水下激光光子通信
78.基于光電反饋延遲的多點耦合混沌同步和通信
79.面向異步通信機制的無線傳感器網(wǎng)絡及其MAC協(xié)議研究
80.不可靠通信環(huán)境下無線傳感器網(wǎng)絡最小能耗廣播算法
81.中間環(huán)節(jié)市場結構與價值鏈治理者的決定——以2G和3G時代中國移動通信產(chǎn)業(yè)為例
82.基于IEEE802.11p高速車路通信環(huán)境研究
83.太赫茲通信技術的研究與展望
84.一種分布式電源并網(wǎng)監(jiān)控通信適應性評價方法
85.不同耦合方式和耦合強度對電力-通信耦合網(wǎng)絡的影響
86.太赫茲通信技術研究進展
87.低壓電力線通信網(wǎng)絡特性模型與組網(wǎng)算法
88.基于LabVIEW的監(jiān)控界面設計與單片機的串行通信
89.聯(lián)盟網(wǎng)絡的小世界性對企業(yè)創(chuàng)新影響的實證研究——基于中國通信設備產(chǎn)業(yè)的分析
90.基于共享內存的Xen虛擬機間通信的研究
91.考慮通信系統(tǒng)影響的電力系統(tǒng)綜合脆弱性評估
92.貓眼逆向調制自由空間激光通信技術的研究進展
93.擴頻通信技術淺談
94.基于信息熵的電力通信網(wǎng)脆弱性評價方法
95.安全高效礦井通信系統(tǒng)技術要求
96.無線紫外光非直視通信信道容量估算與分析
97.基于高能效無線接入網(wǎng)的綠色無線通信關鍵技術研究
1.2網(wǎng)絡通信內容
1)數(shù)據(jù)通信利用數(shù)據(jù)通信能有效地實現(xiàn)信號的傳輸。數(shù)據(jù)通信大量應用在社會的各個領域，包括自動化技術、遙感技術、航空技術、軍事技術、資源探測開發(fā)等方面，并且隨著社會的發(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，對人們的工作、學習、生活帶來了翻天覆地的變化。數(shù)據(jù)通信功能的實現(xiàn)離不開軟件和硬件的相互配合，主要內容有傳輸媒體、接口、數(shù)據(jù)鏈路復用、信號傳輸、數(shù)據(jù)鏈路控制和信號編碼等。
2)網(wǎng)絡連接通過連接介質，以某種方式把各種通信設備連接在一起形成一個龐大的結構體系是為網(wǎng)絡連接。在網(wǎng)絡連接這個體系中，連接介質、通信設備、通信技術、連接方法等各種要素相互影響、相互關聯(lián)，具有分類多功能性和協(xié)調統(tǒng)一性。不同的連接介質其功能不同，不過都要具有可靠性，連接介質包括雙絞線、微波、通信衛(wèi)星、電纜、載波和光纖。就當前來看，連接介質受到材質、技術的影響，具有一定的局限性，不過隨著社會的發(fā)展，我們可以找到更加可靠高效的介質。
3)協(xié)議網(wǎng)絡協(xié)議并不同于我們日常生活中的口頭協(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)絡協(xié)議，可以對不同體系總體結構以及各不同層次分體結構繼進行具體的分析和解析，已達到各體系相互連接的目的，保證結構的開放性和融合性。作為一個分散集合體，計算機網(wǎng)絡就是通過網(wǎng)絡協(xié)議形成的，在計算機網(wǎng)絡各個末端連接著不同個體、不同位置的計算機。
4)安全防護計算機網(wǎng)絡是由兩個部分組成，即計算機網(wǎng)絡和通信網(wǎng)絡。通信網(wǎng)絡的終端或信源就是計算機，能夠進行有效地信息傳輸和交換。計算機通信網(wǎng)絡安全是在了解計算機性質的基礎上采取相應的防護措施進行計算機系統(tǒng)的全面保護，具體包括硬件、應用軟件等，有效地防止非本用戶使用服務，從而更好地維護系統(tǒng)的正常運行。在國外計算機通信網(wǎng)絡安全的發(fā)展現(xiàn)狀。較早的計算機通信網(wǎng)絡安全研究是起于國外，并且具有很廣泛的應用，在上個世紀的70年代，美國就研究出了“計算機保密模型”，并且在此理論的基礎上又制定出了“可信計算機系統(tǒng)安全評估準則”，通過不斷地完善，終于形成了安全信息系統(tǒng)結構的準則。后來又發(fā)現(xiàn)了狀態(tài)機、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)絡信息系統(tǒng)密鑰管理中的一大難題，為電子商務的安全性提供了有效地保障，隨著計算機運算速度的不斷提升，各種新的密碼技術正不斷地涌現(xiàn)出來，為建設完善的計算機通信網(wǎng)絡安全系統(tǒng)做出了很大的貢獻。在國內計算機通信網(wǎng)絡安全的發(fā)展現(xiàn)狀。我國的信息網(wǎng)絡安全研究主要包括兩種，即通信保密、數(shù)據(jù)保護。在計算機通信網(wǎng)絡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、系統(tǒng)脆弱性掃描軟件等，隨著社會的不斷發(fā)展，信息技術水平不斷地提升，安全隱患越來越多，因此要不斷地研究新的防護技術，確保信息網(wǎng)絡技術的安全運行。目前我國的計算機通信網(wǎng)絡安全研究正向完善安全體系結構、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)絡安全方案。不僅僅要滿足對數(shù)據(jù)進行有效地處理和分析，而且還要加強保密體系的建設，不斷地完善通信協(xié)議和通信軟件系統(tǒng)，提升計算機內部管理人員的專業(yè)素質和技術水平，制定出完善的安全防護和等級鑒別方案，防止不法分子利用軟件漏洞進行犯罪活動，影響到計算機通信網(wǎng)絡技術的發(fā)展。
2光纖通信技術及通信信號
2.1光纖通信技術介紹隨著科學技術的發(fā)展，光纖通信技術正逐步應用在通信領域中。相對于金屬或其他電纜，光纖傳輸能力更強，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制特性、調制方式實現(xiàn)的，不過由于終端設備的限制，光纖的優(yōu)勢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。而大量的實驗表明，密集波分復用技術能有效地利用光纖的寬帶優(yōu)勢，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單波長光纖通信的數(shù)十倍。
2.2光纖材料光導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現(xiàn)傳導。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，在晶體內部有空氣空洞。由于石英材質制成的光纖損耗很低，沒千米不超過0.21dB，相對于其它介質結構，其產(chǎn)生的中繼距離更遠，是目前最實用的光纖。
2.3通信信號的衰弱和再生
1)通訊信號的衰弱造成通訊信號的衰弱的原因是多方面的，在通訊信號長距離傳輸?shù)倪^程中，可以采用信號放大器來降低光波能耗損失的影響，但通訊信號的衰弱是不可避免的，造成通訊信號的衰弱的原因有：瑞立散射、物質吸收、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，其內部的雜質同樣會增大可比系數(shù)，造成光波能耗損失。并且，光纖密度不均衡、接合技術不達標、光纖變形同樣會引起通訊信號的衰弱。
2)通訊信號的再生技術由于通訊信號的衰弱，通訊信號的再生技術應運而生，能有效地避免由于通訊信號的衰弱所產(chǎn)矛盾的進一步醞釀和發(fā)展，保證通訊傳輸暢通無阻，避免嚴重事故的發(fā)生。通訊信號的再生技術泛指所有能彌補通訊信號的衰退的技術，再生技術的發(fā)展和應用降低通訊系統(tǒng)的運行成本。比如海底光纖，在應用在再生技術之前，主要是借助中繼器來實現(xiàn)光纖傳輸，而中繼器維護成本高昂，阻礙著海底光纖的普及，而再生技術的發(fā)展很好滴解決了這個問題。
一、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欧绞健Ｔ诠饫w通信系統(tǒng)中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多，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。
二、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)的于光源的調制特性、調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，即使在轉彎處，漏出的光波也十分微弱，即使光纜內光纖總數(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。
三、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。可以采用SDH＋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：
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1.2NRZ碼與RZ碼光信號的碼型分為非歸零碼和歸零碼2種。NRZ是占空比為100%的碼型，通過對半導體激光器的外調制或直接調制即可產(chǎn)生NRZ碼，實現(xiàn)簡單。但NRZ碼受光纖非線性效應的影響較大，帶寬受器件特性的限制，在接收端容易出現(xiàn)誤碼，僅適于在低速率、短距離的系統(tǒng)中使用。目前，NRZ在光接入網(wǎng)和城域網(wǎng)中應用較為廣泛。NRZ碼的產(chǎn)生過程如圖2所示。RZ碼是指占空比小于100%的碼型，與NRZ碼相比，具有更大的非線性容忍度。根據(jù)占空比的不同，RZ碼型又可以分為占空比為33%的RZ33、占空比為50%的RZ50及占空比為67%的RZ67。RZ67信號由于抑制了載波，又稱載波抑制的歸零碼（CSRZ：carrier-suppressedreturn-to-zero）。目前，有兩種方法產(chǎn)生RZ信號：一種是通過對歸零脈沖源與信號的同步來產(chǎn)生RZ信號；另一種是產(chǎn)生NRZ信號后對其進行切割。第二種方法成本較低，且能夠產(chǎn)生各種占空比的歸零信號，因而應用較為廣泛。RZ碼由于信號占空比小，脈寬窄，在高速時分復用系統(tǒng)中有很大的優(yōu)勢。圖3是RZ碼的產(chǎn)生過程。NRZ碼頻譜寬度較窄，適用于WDM系統(tǒng)。RZ碼在一個比特周期內的脈沖寬度較窄，平均光功率低，因而受非線性效應的影響較小，另外對偏振模色散（PMD：polarizationmodedispersion）的容忍度較好，適用于長距離傳輸系統(tǒng)。
2強度調制技術
強度調制技術采用光信號的振幅作為調制對象，即用有光信號通過代表二進制碼元‘1’，無光信號通過代表二進制碼元‘0’，因此又稱為開關鍵控（OOK：on-offkeying）調制格式。在發(fā)射端，通過強度調制器將電數(shù)據(jù)信號加載到光載波上，形成強度調制信號。OOK信號有2種生方案：1）采用內調制技術，利用電信號改變激光二極管的注入電流來實現(xiàn)有無光信號的輸出，生成‘0’碼和‘1’碼。2）采用外調制技術，利用電吸收調制器或Mach-Zehnder調制器產(chǎn)生強度調制信號。在接收端，采用直接檢測的方案，利用光電探測器將光信號轉變成電信號進行抽樣判決。設定判決閾值為‘1’碼光信號強度的一半，抽樣時刻電信號強度大于閾值則判為‘1’碼，否則判為‘0’碼，從而還原出數(shù)據(jù)信號。
3相位調制技術
相位調制技術通過調制器將所需要傳輸?shù)碾姅?shù)據(jù)信號調制到光載波的相位上，即用0相位代表二進制碼元‘0’，用π相位代表二進制碼元‘1’，‘0’碼和‘1’碼信號的強度相同。在接收端，通過Mach-Zehnder延遲干涉儀將相位信號轉變?yōu)閺姸刃盘栠M行解調。相位調制技術在接收端普遍采用平衡檢測的方式，接收機靈敏度相比強度調制信號提高了一倍，因此相位調制信號可以傳輸更遠的距離。同時，由于接收機判決的閾值電平為零，與接收機輸入的光功率無關，因而相位調制信號相比強度調制信號而言，對光功率的變化具有更高的容忍度。此外，由于光功率均勻分布在相位調制信號的每個比特中，因而使得碼間串擾所導致的信號失真大大降低。這些優(yōu)點，使得它在抗噪聲方面優(yōu)于強度調制信號，已逐步取代強度調制信號成為光纖通信系統(tǒng)的主要調制格式。在相位調制格式中，目前應用較廣泛的是DPSK和DQPSK，實驗室中已經(jīng)產(chǎn)生了D8PSK信號。
3.1DPSK調制格式DPSK是差分編碼的相位調制格式，它利用相鄰碼元之間的相位變化{0，π}來對載波信號進行調制。若數(shù)字信息為“0”，則前后碼元的相位保持不變，；若為“1”則前后碼元之間的相位差為π。電數(shù)據(jù)信號首先經(jīng)過差分預編碼再進行相位調制。DPSK信號的發(fā)射機和接收機結構如圖4所示。在發(fā)射端，電數(shù)據(jù)信號首先經(jīng)過差分預編碼后加載到調制器，將激光器射出的光信號調制成具有0、π相位的信號，式①是調制后的DPSK信號表達式，其中，是預編碼后的電信號：①在接收端，采用Mach-Zehnder延遲干涉儀將相位信號變成強度信號解調，延遲干涉儀的延遲時間設為一個比特周期。干涉相加和干涉相減的兩路光信號，在平衡探測器中轉變成電信號并相減，消去一部分噪聲。最后經(jīng)抽樣判決，恢復出輸入的數(shù)據(jù)信號。與強度調制信號不同的是，相位調制信號的判決閾值為0，即無論進入判決器的電信號強度是多少，閾值始終不變，降低了光信號強度擾動對接收機的影響。與OOK信號相比，DPSK具有相同的比特率，但接收端卻提高了3dB的靈敏度，在相同的輸入功率下可以傳輸更遠的距離。
3.2DQPSK調制格式DPSK調制格式中每個符號僅能攜帶一個比特，近年來，DQPSK調制格式由于有2bit的容量而逐漸成為研究的熱點，并開始被商用。DQPSK又稱為差分正交相位調制。與DPSK一樣，DQPSK也是差分編碼的相位調制格式，它用相鄰碼元之間的相位差承載信息，每一種相位代表2bit的信息。DQPSK系統(tǒng)如圖5所示。輸入的電數(shù)據(jù)信號首先經(jīng)過串并變換，變成兩路電信號，這兩路電信號經(jīng)過差分預編碼，加載到DQPSK調制器的兩臂，將光信號調制成具有上述4種相位的信號。在接收端，采用兩個Mach-Zehnder延遲干涉儀將相位信號變成強度信號，再由兩個平衡探測器得到兩路電信號進行抽樣判決。判決后的兩路信號經(jīng)并串變換后恢復出輸入數(shù)據(jù)。與OOK、DPSK等調制格式相比，DQPSK調制格式具有較窄的頻譜寬度和較高的頻譜利用率。研究表明，DQPSK信號對光纖的色度色散、非線性及偏振模色散等具有較大的容忍度。
3.3D8PSK調制格式D8PSK也是差分編碼的相位調制格式，它利用相鄰符號間的相位差。D8PSK信號的發(fā)射機和接收機結構如圖6所示。D8PSK信號可以通過在DQPSK調制器后再級聯(lián)一個制深度為π/4的相位調制器產(chǎn)生。將預編碼后的兩路信號分別加載到并聯(lián)的兩個Mach-Zehnder調制器上，另一路信號延遲1bit后加載到π/4的相位調制器上。在接收端，需要4個Mach-Zehnder延遲干涉儀和4個平衡探測器。將延遲干涉儀的相位延遲分別設定為，前兩個延遲干涉儀輸出的信號經(jīng)判決后得到兩路信號，后兩個延遲干涉儀輸出的信號經(jīng)判決后進行異或得到第三路信號。D8PSK調制格式與DPSK、DQPSK相比，具有更高的比特/符號率，同時非線性效應和PMD的容忍度更高。但由于預編碼及調制解調方案相對復雜，目前還處于實驗階段。
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，而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多，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)的于光源的調制特性、調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。
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，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OLT光(線路終端)、用戶側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)母咚倩瑵M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。
二、當前光纖通信技術的優(yōu)勢
1.通信容量大、頻帶非常寬
在光纖的通信系統(tǒng)中，光纖的傳輸帶寬比電纜或銅線大很多，單模光纖的寬帶具有幾十GHz•km。對于單波長光纖通信系統(tǒng)來說，因終端設備出現(xiàn)電子瓶頸反應，而使光纖帶寬的優(yōu)勢難以發(fā)揮出來，一般選取各種不同技術進行傳輸容量的增加，尤其在當前密集波分復用技術的應用中，極大地使光纖的傳輸容量得到了增加，能夠讓光纖的傳輸容量擴大幾倍甚至可達到幾十倍之多。從現(xiàn)在來看，單波長光纖通信的傳輸速率通常在2.5Gbps至10Gbps之間，在采用該技術可以實現(xiàn)的是多波長傳輸系統(tǒng)的傳輸速率比單波長傳輸系統(tǒng)高出數(shù)百倍之多，其巨大的帶寬優(yōu)勢使得單模光纖成為當前電信寬帶綜合業(yè)務網(wǎng)的首推介質。
2.光纖芯徑超細、重量非常輕、柔軟無比、鋪設簡易
光纖的芯徑非常細，其直徑大約是0.1毫米，采用多芯光纖構成光纜的直徑也相當?shù)男?，八芯光纜的直徑大約為10毫米之小，而標準的同軸電纜卻達到47毫米之大。如若選取光纜作為信道傳輸，可使減少傳輸系統(tǒng)占用大的空間，讓空間得到有效的釋放，使地下管道擁擠的難題得到解決，同時極大地節(jié)省了地下管道的投資成本；另外，光纖的重量非常輕，柔軟性十足，其重量與電纜比較起來輕很多，光纖通信可以應用在人造衛(wèi)星、宇宙飛船與飛機上面，能夠有效減輕衛(wèi)星、飛船與飛機等的重量，其發(fā)展意義不言而喻。
3.電磁抗干擾性能相當強
大家都通曉光纖主要是以石英制作而成的絕緣性材料，絕緣性非常好，且不易于被腐蝕。同其有關的還有一個優(yōu)勢是光波導對電磁干擾的免疫力，自然界中的太陽黑子活動、雷電與電離層的變化都難以對它進行干擾，甚至人為釋放的電磁也不會受到其中的干擾與影響，并且還能應用在同電力導體密切組合構成一種復合光纜或者與平行鋪設到高壓電線。其作為非導電介質的一種，交變電磁波在其中不會產(chǎn)生同信號毫無相關的噪聲。如此說來若將它平行鋪設到高壓電線與電氣鐵路旁，也難以受到電磁干擾的影響。
4.中繼距離長、損耗相當?shù)?/p>
石英光纖是當前光纖通信系統(tǒng)中使用最多的一種，該種光纖的傳輸損耗與任何一種傳輸介質的損耗相比較都顯得低，所以由其構成光纖通信系統(tǒng)的中繼距離比起其他的系統(tǒng)要長很多。若將來選取非石英極低損耗的光纖，從理論而言其損耗可以下降得更加低。這說明經(jīng)由光纖通信系統(tǒng)能跨越更加大的無中繼距離;而對于長途傳輸線路而言，因減少了中繼站的數(shù)目，所以大大降低了系統(tǒng)成本與復雜性。在當前由石英光纖構成的光纖通信系統(tǒng)中，其最大中繼距離有200多公里，而由極低損耗非石英光纖組成的通信系至數(shù)公里之長，這樣有利于提高通信系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性，更可降低其運作成本。
5.保密性能非常好
隨著不斷發(fā)展的科學技術，電通信方式的保密性存在著一定的缺陷，易于被人偷竊監(jiān)聽，只需在電纜或明線周邊布設一個接收器，就能夠獲得傳送的信息，而光纖通信系統(tǒng)卻可解決反竊聽這一難題，其保密性非常好。光纖通信同電通信有所不同，光纖的設計獨特無比，在光纖中傳輸?shù)墓獠ɑ緵]有跑到光纖的外面，已被局限于光纖的纖芯與包層鄰近進行傳輸。盡管在彎曲半徑十分小的地方，泄漏的可能性也非常微弱。所以泄漏到光纜之外的光基本上沒有，更況且中繼光纜與長途光纜通常均埋在地下，由此可知其保密性能相當不錯。
三、電信光纖通信技術的發(fā)展與實際應用
光纖技術的發(fā)展有賴于通信技術的不斷發(fā)展，在全新時代的背景下，人們對光纖通信需求將與日俱增中，下面簡要介紹四種光纖通信技術的應用情況。
1.電信光纖到戶接入技術
隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們的物質生活水準得到了大大的提高，網(wǎng)絡信息傳遞的高速化已成為每個人心目中所要追求的目標，光纖到戶接入技術卻能使人們的這一種需求得到滿足，該技術能夠實現(xiàn)寬帶波長的不斷變化，也能允可同時使用多個用戶，使信息傳輸?shù)母咚倩玫搅藢崿F(xiàn)，讓多媒體技術與高速信息傳輸真正走進人類社會的實際應用當中去。
2.波分復用技術
波分復用技術能夠按信道光波的頻率或不同波長，以光纖的廣播當作信號載波，經(jīng)合波器進行有效合并，通過一根光纖傳輸，采用分波器于接收端處把不同的光波加以分開，這樣可實現(xiàn)復用傳輸。在波分復用技術應用的過程中，使光纖通信的大容量傳輸?shù)玫搅藢崿F(xiàn)，同時極大地節(jié)省了通信運作成本，使通信技術獲得了一個新的制高點，并且為運營商們提供了非常大的便利。
3.光聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)
波分復用技術主要是以點至點為基礎的通信，若在光路上也能讓交叉連接得到實現(xiàn)的話，就能夠產(chǎn)生光聯(lián)網(wǎng)。光聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展?jié)摿芍^前途一片光明，不但讓網(wǎng)絡得到了擴展，而且使網(wǎng)絡透明性增加了不少，其必然將會成為全球電信網(wǎng)絡建設的核心項目。
4.全新一代光纖
隨著不斷增加的IP業(yè)務量，電信網(wǎng)絡架構傳輸容量大的光纖就成了全新一代網(wǎng)絡應用的根本。傳統(tǒng)舊有的一模光纖在進行超高速長距離傳輸時，已顯得有點乏力，全波光纖作為全新一代的研發(fā)已經(jīng)拉開序幕，同時也是電信通信業(yè)作為開發(fā)的核心目標。
微波通信技術是利用微波進行信息傳遞的一項高科技，主要是利用1m～0.1mm的波長、頻率為0.3～3000GHz的無線波進行信息傳遞。微波通信的工作系統(tǒng)主要是由發(fā)信機、收信機、用戶設備和反饋線等若干個機械設備組成。微波通信中微波具有頻率高、波長短的特點，因此，在應用過程中要通過拋物面天線來進行信息傳遞。另外，微波通信不受地形、距離和建筑物的阻礙和影響，可以準確傳輸信息。
2微波通信技術在廣播電視中的應用
第一，在廣播電視信號傳輸過程中，應用微波通信技術可以加快信號的傳輸速率，擴大信號傳播的覆蓋范圍，降低設備維護的難度，進而減少信號傳輸工作的成本消耗。正因如此，在廣播電視中應用微波通信技術可以輕易實現(xiàn)多通路的傳輸，同時滿足多個用戶的不同需求。第二，利用微波通信技術進行信號傳輸時需要先將信號傳播到控制中心，再由控制中心向各個衛(wèi)星進行發(fā)送。這種借助地面微波和衛(wèi)星進行傳播的方式對信號形式?jīng)]有限制，所以微波通信技術可以實現(xiàn)對音頻及視頻等信號的采集、轉換與傳播。第三，由于微波通信技術是借助衛(wèi)星與地面微波的形式進行傳播，且傳播速度快、覆蓋面積廣，所以廣播電視行業(yè)可以利用微波通信技術進行大型現(xiàn)場直播。除此之外，微波通信技術還能為有線數(shù)據(jù)通信提供技術服務，或者作為電臺網(wǎng)站的多路視頻指標信號采集系統(tǒng)，為觀眾接收節(jié)目提供方便。第四，微波通信系統(tǒng)可以應用在干線光釬傳輸中，在干線光釬傳輸中做到備份和補充，當發(fā)生自然災害或環(huán)境惡劣等情況時，微波通信系統(tǒng)利用點對點的SDH微波以及PDH微波等各種微波對傳輸過程中遭到破壞的部分及時修復，保證信息的正常傳輸。
3廣播電視微波通信技術的優(yōu)點
3.1圖像傳輸畫質良好
再生中繼技術是微波通信技術的核心，該技術能夠減少廣播電視的微波信號在傳輸過程中受到的外界各種因素的干擾，降低干擾強度，從而保證圖像畫質良好。
3.2傳輸信息的安全性有保障
由于自然環(huán)境的影響或者人為因素的破壞，廣播電視信號在傳輸過程中可能受到干擾或損害，從而無法正常傳輸。尤其是當前社會形勢下，很多不法分子貪圖利益或惡作劇心理作祟，蓄意破壞傳輸信號，導致廣播電視節(jié)目無法正常播出。而微波通信技術可以有效避免此類問題發(fā)生，微波通信技術將圖像、聲音等信號轉化為微波進行傳輸，因微波難以破解，使信號的穩(wěn)定性與安全性有了保障，進而提升了廣播電視節(jié)目的質量。
4廣播電視微波通信技術應用注意事項
4.1信號源配備
為保證信號傳輸?shù)陌踩?，在利用微波通信技術進行廣播電視信號傳輸時，廣播電視臺的微波站內一定要配備兩種或多種不同路由的信號源，每一個信號源都要根據(jù)需要配置相應的儀器設備。并且，為了使廣播電視的設備管理端口與所有的信號處理設備相吻合，一定要嚴格控制應急人工跳線端口。除此之外，需要在微波首站內設置完善的監(jiān)測系統(tǒng)，時刻監(jiān)測信號碼流的設置，從而保證微波信號傳輸系統(tǒng)涉及到的各項設備運行情況都在微波首站的監(jiān)控范圍之內，保證微波信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
4.2外接電源配備
為從根本上促使使用的方便性與快捷性，微波站需要接入兩種不同的外接電源，并且在整個接收過程中，嚴格降低配電行業(yè)的基本標準與要求。微波播出符合供電主要采用獨立低壓的回路方式，為保障微波電路首站能夠按照相應的配置進行電源自備，需要不間斷運行，并且微波站的直流電源需要設置得比較冗余，還要保證蓄電池組的后備時間超過8h。
總而言之，微波通信技術在廣播電視信號傳輸中具有傳統(tǒng)信號傳輸技術無法比擬的優(yōu)勢，為保證微波通信技術能夠在廣播電視行業(yè)得到更加廣泛的應用，并真正提高信號傳輸?shù)馁|量和效率，相關工作人員必須嚴格遵守微波通信技術應用注意事項，正確配備并連接電源和信號源，避免發(fā)生傳輸故障。
作者:趙志強 單位:新疆廣電局節(jié)傳中心694臺
