時(shí)間：2022-06-17 22:01:22
序論：在您撰寫光纖通信論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
雖然“光纖通信”課程是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程［4］，但是基礎(chǔ)理論的掌握對(duì)以后實(shí)踐起著極其重要的作用?？梢哉f(shuō)基礎(chǔ)理論的廣度和深度直接影響以后從事實(shí)用型工作還是創(chuàng)造型研究?！肮饫w通信”總學(xué)時(shí)為92學(xué)時(shí)，其中基礎(chǔ)理論占56學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為36學(xué)時(shí)，最后設(shè)置了兩周課程設(shè)計(jì)內(nèi)容。理論教學(xué)內(nèi)容主要包括光纖傳輸理論、通信用光器件、光端機(jī)、數(shù)字光纖通信系統(tǒng)、模擬光纖通信系統(tǒng)、光纖通信新技術(shù)和光纖通信網(wǎng)絡(luò)等。實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要包括以光纖端面處理與熔接實(shí)驗(yàn)、單模光纖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)光纖光纜的識(shí)別與使用、光纖損耗系數(shù)和事件點(diǎn)參數(shù)測(cè)量、光發(fā)送機(jī)的參數(shù)測(cè)試、光纖電話傳輸實(shí)驗(yàn)、光纖視頻傳輸實(shí)驗(yàn)、波分復(fù)用光纖傳輸實(shí)驗(yàn)和摻鉺光纖放大器實(shí)驗(yàn)為代表的十二個(gè)題目。本課程最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)為課程設(shè)計(jì)，主要是針對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行選擇性深入學(xué)習(xí)和研究，并獨(dú)立設(shè)計(jì)完成指定題目。
二、“光纖通信”課程理論教學(xué)方法與實(shí)踐
1.理論教學(xué)過程中的理論分析應(yīng)從簡(jiǎn)單遞進(jìn)難度。例如，我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐過程中學(xué)習(xí)光纖中的光傳輸理論時(shí)，先討論學(xué)生較熟悉的幾何光學(xué)法的全反射傳輸理論，再分析光在光纖中遵循的電磁理論，提出麥克斯韋方程組，并進(jìn)行嚴(yán)格推導(dǎo)和詳細(xì)討論。
2.教學(xué)中應(yīng)適當(dāng)展開課堂討論。對(duì)于一些較簡(jiǎn)單并有一定重復(fù)性的內(nèi)容，可以采取課堂討論的教學(xué)模式。由于，光纖制造和光纜制作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單易懂，制造過程和方法有很多種。因此，對(duì)以上內(nèi)容進(jìn)行課堂討論形式教學(xué)。預(yù)先把學(xué)生分成幾組，每組選擇2~3個(gè)題目，之后收集資料、制作PPT、充分備課。課堂上每組選出1~2個(gè)學(xué)生，上講臺(tái)利用15~25分鐘的時(shí)間對(duì)特定題目進(jìn)行講解，講完后其他成員可以提問，相互討論。通過以上教學(xué)環(huán)節(jié)，本是一些繁雜的內(nèi)容從不同講解者的不同風(fēng)格再現(xiàn)出來(lái)，課堂氣氛積極活躍，講授內(nèi)容豐富多彩。同時(shí)講解者完成了選題目、制作PPT及備課講課等全過程，這對(duì)即將畢業(yè)的學(xué)生是一個(gè)展現(xiàn)自己、鍛煉自己的好機(jī)會(huì)。
3.教學(xué)過程中適當(dāng)展示實(shí)際器件或相關(guān)案例。光纖通信是一門要求理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程。除了規(guī)定的實(shí)驗(yàn)課外，在理論教學(xué)過程中應(yīng)該注意理論與實(shí)際相結(jié)合。在理論教學(xué)過程中，涉及一些實(shí)際光學(xué)元件和設(shè)備時(shí)，比如，連接器、耦合器、光纖光柵和激光器等，課堂上盡量展示實(shí)物及說(shuō)明書，并說(shuō)明其在通信網(wǎng)絡(luò)中的具置和作用。不僅可以活躍課堂氣氛，還可以鞏固教學(xué)內(nèi)容，留下深刻印象。比如，設(shè)計(jì)光纖分類和工藝等內(nèi)容時(shí)，我們盡量引入許多國(guó)內(nèi)外的著名企業(yè)并展示其相關(guān)光纖產(chǎn)品。我國(guó)已擁有長(zhǎng)飛、亨通、烽火、富通、中天、永鼎、通光、匯源等光纜企業(yè)及特發(fā)、成康、北康、侯馬、富春江、天虹、宏安、華倫、華達(dá)、華新、港龍、通鼎、西古、法爾勝等一大批骨干企業(yè)。2006年，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)光纜總量達(dá)2000萬(wàn)芯公里，出口光纜470萬(wàn)芯公里，總產(chǎn)銷2470萬(wàn)芯公里以上。2000~2012年，我國(guó)光纖需求量增加了整整24倍，年增長(zhǎng)率達(dá)30%。2006年中國(guó)光纖需求量?jī)H占全球的25%左右，至2012年，這一市場(chǎng)份額已超過了50%。光纜總體技術(shù)水平已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，主要企業(yè)的主要產(chǎn)品指標(biāo)領(lǐng)先國(guó)際先進(jìn)水平，產(chǎn)品種類規(guī)格基本齊全（海底越洋光纜尚差）［5］。
4.概念與其背景相聯(lián)系。每一學(xué)科與每一門課程都具有相應(yīng)的概念和理論。其中一些現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、一些概念的提出有其歷史背景和條件。在光通信，特別是光孤子通信屬于這一類，孤子這個(gè)名詞首先是在流體力學(xué)中提出的，其概念可以追溯到1844年英國(guó)工程師SocttRussel在《波動(dòng)論》中記錄的一段于1834年8月在愛丁堡一戈拉斯高運(yùn)河上的一次經(jīng)歷。講授該內(nèi)容時(shí)，我們抓住其獨(dú)特的歷史，回顧一下當(dāng)年的發(fā)現(xiàn)，活躍課堂氣氛，形象準(zhǔn)確地理解概念。
5.理論分析與科研成果相聯(lián)系。在教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)用科技論文，可以使學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容掌握得更好，同時(shí)對(duì)科技論文的查閱、內(nèi)容格式和寫作等進(jìn)一步了解，對(duì)以后畢業(yè)論文，乃至科研工作有一定的引導(dǎo)作用。對(duì)科技論文的選取要注意以下幾點(diǎn)：文章的主題符合課程相關(guān)內(nèi)容；科技論文的難度要適當(dāng)；科技論文作者及其單位在行業(yè)有一定的影響力；最后，科技論文內(nèi)容為該領(lǐng)域研究熱點(diǎn)［2］。比如，講授完光纖結(jié)構(gòu)、制造工藝和傳輸理論之后，組織學(xué)生學(xué)進(jìn)延（烽火通信科技有限公司）的《S-C-L三波段傳輸新型單模光纖的設(shè)計(jì)和研究》和專利《一種新型低色散光纖》［3］。通過分析科技論文鞏固所學(xué)知識(shí)，進(jìn)一步理解提出問題、解決問題，并把成果撰寫成科技論文或申請(qǐng)專利的整體過程，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。
6.實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和仿真模擬。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，我們針對(duì)性地開設(shè)了12個(gè)典型實(shí)驗(yàn)。除此之外，結(jié)合理論與實(shí)踐，設(shè)置了計(jì)算機(jī)仿真的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容。仿真是利用模型復(fù)現(xiàn)實(shí)際系統(tǒng)中發(fā)生的本質(zhì)過程，并通過對(duì)系統(tǒng)模型的實(shí)驗(yàn)研究存在的或設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)［6］。很多情況下，因受到實(shí)驗(yàn)條件限制，光纖通信中經(jīng)實(shí)際操作，用實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)和分析的內(nèi)容有限。此時(shí)，我們可以學(xué)習(xí)和利用仿真技術(shù)，主要是利用一些光纖通信領(lǐng)域功能較強(qiáng)的模擬軟件設(shè)計(jì)光纖通信器件和光纖通信系統(tǒng)。對(duì)光纖通信網(wǎng)絡(luò)的模擬，參數(shù)調(diào)整和結(jié)果分析加深對(duì)實(shí)際通信網(wǎng)絡(luò)的了解，分析其存在的問題，提出解決方案。
三、結(jié)語(yǔ)
（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(zhǎng)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(zhǎng)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(guó)已在干線(包括國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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?jī)?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(wú)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(guó)電力輸電系統(tǒng)改造中得到了廣泛的應(yīng)用。ADSS光纜在國(guó)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(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。
（一）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。
（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(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。
（三）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。
三、結(jié)語(yǔ)
光通信技術(shù)作為信息技術(shù)的重要支撐平臺(tái)，在未來(lái)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(lái)看，光纖通信也將成為未來(lái)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(lái)到來(lái)。
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）
[2]毛謙，我國(guó)光纖通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和前景[J].電信科學(xué),2006,(8).
[3]王磊、裴麗，光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)[J].中國(guó)科技信息，2006，（4）：59-60.
光纖通信是一種以光線為傳媒的通信方式，它主要利用光波實(shí)現(xiàn)信息的傳送。光纖通信技術(shù)最基本的系統(tǒng)組成有三大板塊，主要有：光的發(fā)射、接受和光纖傳輸。該通信系統(tǒng)可以單獨(dú)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)或者模擬信號(hào)的傳輸，也可以進(jìn)行類似于多媒體信息和話音圖像多種不同類別的信號(hào)的混合傳輸。光纖通信的基本特征如下。1.1寬頻帶，大容量在光纖通信技術(shù)中，光纖可容納的傳輸帶寬高達(dá)50000GHz。光源的調(diào)制方式、調(diào)制特性以及光纖的色散特性確定了光纖通信技術(shù)系統(tǒng)的容許頻帶。比如說(shuō)，有一些單波長(zhǎng)光纖的通信系統(tǒng)，通常使用的是密集波的分復(fù)用等復(fù)雜一些的技術(shù)，從而避免通信設(shè)備存在瓶頸效應(yīng)等電子問題，促使光纖寬帶發(fā)揮積極的效應(yīng)，增加光纖傳輸?shù)男畔⒘俊?.2抗干擾光纖通信有一個(gè)特別好的優(yōu)點(diǎn)，就是它擁有極強(qiáng)的抗電磁干擾能力。由于光纖通信的主要制作原料——石英，具有極強(qiáng)的絕緣性、抗腐蝕性，所以光纖通信具有極強(qiáng)的抗干擾能力。光纖通信也不會(huì)受到電離成的變化、太陽(yáng)黑子的活動(dòng)和雷電等電磁干擾，更不會(huì)在意人為釋放電磁的影響，石英為光纖通信技術(shù)帶來(lái)了巨大的優(yōu)勢(shì)。光纖的質(zhì)量輕、體積小，既能有效節(jié)省空間又能保證安裝方便。而且，制作光纖的原始材料來(lái)源豐富，成本低廉，溫度穩(wěn)定度高、穩(wěn)定性能好，所以使用壽命一般都很長(zhǎng)。光纖通信優(yōu)勢(shì)明顯，促成了光纖通信技術(shù)在現(xiàn)代生活中的廣泛應(yīng)用，并且這個(gè)應(yīng)用過的范圍還在不斷的拓展。
2光纖通信技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)
2.1擴(kuò)大了單一波長(zhǎng)傳輸?shù)娜萘?/p>
當(dāng)今社會(huì)僅單一波長(zhǎng)傳輸?shù)娜萘烤透哌_(dá)40Gbit/s，并且相關(guān)部門在這個(gè)基礎(chǔ)上已經(jīng)開始研究160Gbit/s的傳輸技術(shù)。在研究40Gbit/s以上的傳輸技術(shù)時(shí)，應(yīng)該對(duì)光纖的PMD做出具體的要求。2002年，美國(guó)優(yōu)先在LTU-TSG15會(huì)議中提出了將新的光纖類別引入40Gbit/s系統(tǒng)的倡議。并且認(rèn)為在PMD傳輸中一些問題有待探討。我們堅(jiān)信在不久的將來(lái)，舉世矚目的專門的40Gbit/s的光纖類型將會(huì)出現(xiàn)。
2.2超長(zhǎng)距離的傳輸
在傳輸網(wǎng)絡(luò)的骨干中，理想的傳輸形式莫過于無(wú)中繼的傳輸。迄今為止，一部分公司正在采用的技術(shù)是色散齊理，它能夠?qū)崿F(xiàn)：最短2000千米至最長(zhǎng)5000千米的無(wú)電中繼類型的傳輸。另一部分公司正在不斷改進(jìn)，提升完善光纖指標(biāo)，應(yīng)用拉曼光，放大光傳輸距離的延長(zhǎng)。
2.3適應(yīng)DWDM運(yùn)用
普遍應(yīng)用的是32×DWDM系統(tǒng)，64×和32×10Gbit/s的系統(tǒng)正在研發(fā)中，已經(jīng)取得了不小的進(jìn)展。DWDM技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，各研究機(jī)構(gòu)必須加強(qiáng)光纖非線性標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格控制。最新推出的ITU-T技術(shù)很好地針對(duì)光纖制定了測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)，完成了非線性屬性的標(biāo)準(zhǔn)。明確非線性的測(cè)試指標(biāo)，提出有效面積的相應(yīng)指標(biāo)，尤其要完善光纖的非線性的特性。
3光纖通信發(fā)展現(xiàn)狀
3.1普通光纖發(fā)展現(xiàn)狀
我們最常見的光纖就是普通光纖。光通信技術(shù)的進(jìn)步，系統(tǒng)逐步發(fā)展，單一波長(zhǎng)信息容量和光中繼距離的加大G652光纖的性能產(chǎn)生了進(jìn)一步提升的可能，表現(xiàn)在不同的區(qū)域，一種符合ITUTG654規(guī)定截止波長(zhǎng)的單模光纖，還有符合G653規(guī)定的單模光纖，做出了發(fā)展性完善。
3.2核心網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)的幾大干線已經(jīng)全面地采用了光纜，多模的光纖遭到合理淘汰，全面實(shí)施單模光纖。常用的有G652和G655兩種光纖。G653在我國(guó)初步使用后，今后不會(huì)繼續(xù)發(fā)展。G654也因?yàn)椴荒軐?shí)現(xiàn)該種通信方式系統(tǒng)容量的大幅度增加，因此從來(lái)沒有使用到我國(guó)陸地光纜中。干線光纜主要在室外，多數(shù)使用分立光纖，這些光纜中的舊式結(jié)構(gòu)已經(jīng)停用。
3.3接入網(wǎng)光纜發(fā)展現(xiàn)狀
接入網(wǎng)的光纜具有分支多、距離短、分差頻繁等特點(diǎn)，通常通過增多光纖芯數(shù)的方法來(lái)增加網(wǎng)容量。由于市內(nèi)管道的管道內(nèi)徑一定，結(jié)合光纖的芯數(shù)增多和集裝密度的增大減輕光纜重量，縮小光纜直徑十分重要。接入網(wǎng)通常采用的是G652單模光纖或者是G652C低水峰的單模光纖。后者在我國(guó)只有少量投入使用。
3.4室內(nèi)光纜發(fā)展現(xiàn)狀
室內(nèi)光纜通常需要能夠滿足不同的要求，具備多種功能。比如說(shuō)數(shù)據(jù)、話音以及視頻信號(hào)的傳送，還可能在遙控和傳感器中得到應(yīng)用。IEC的電纜分類中，指出了室內(nèi)光纜。它至少要包括兩大部分，即局內(nèi)光纜與綜合布線。綜合布線的光纜一般布放在室內(nèi)的用戶端，主要用途就是供用戶使用，因此必須要全面考慮到它的易損性。局用光纜主要布放在中心局以及其他各類電信機(jī)房?jī)?nèi)，布放的位置相對(duì)固定。
3.5通信光纜在電力線路內(nèi)
光纖只是一種介電質(zhì)，光纜卻可以是一種全介質(zhì)，而且是完全無(wú)金屬的。這種全介質(zhì)的光纜將會(huì)成為電力系統(tǒng)中最理想的線路。在電線桿的敷設(shè)中普遍應(yīng)用兩種全介質(zhì)光纜的兩種主要結(jié)構(gòu)：一種是用于架空地線的纏繞式的結(jié)構(gòu)，另一種是全介質(zhì)自承式的結(jié)構(gòu)。因?yàn)槿橘|(zhì)自承式的結(jié)構(gòu)可以單獨(dú)地布放，適應(yīng)范圍廣，在我國(guó)當(dāng)下的電力系統(tǒng)改造過程中得到了廣泛實(shí)施。國(guó)內(nèi)已經(jīng)生成許多種類達(dá)到市場(chǎng)要求的ADSS光纜，但是在其產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能等方面還需要更進(jìn)一步的完善。
4光纖通信的主要應(yīng)用形式
在光纖通信的各種應(yīng)用形式中，最普遍最常見的就是電子公文。當(dāng)代社會(huì)的信息化逐漸發(fā)達(dá)，網(wǎng)絡(luò)用戶需求不斷上漲，無(wú)紙化辦公成為一種時(shí)尚。這就出現(xiàn)了電子公文。
4.1電子公文與紙質(zhì)公文的共性和差別
紙質(zhì)辦公是一種傳統(tǒng)的辦公模式，在歷經(jīng)了多年的傳承之后，在為人們傳遞信息的同時(shí)也暴露出了許多的問題，類似于容易流失，耗費(fèi)資源，流轉(zhuǎn)較慢等。電子公文的產(chǎn)生就有了很大的區(qū)別。雖然兩者都是信息流傳的載體，但是電子公文具有顯而易見的優(yōu)越性?，F(xiàn)代化信息社會(huì)必須有無(wú)紙化，在此基礎(chǔ)上朝著網(wǎng)絡(luò)化、信息化、科學(xué)化、自動(dòng)化、智能化的趨勢(shì)快速發(fā)展。
4.2電子公文的必要性
傳統(tǒng)觀念認(rèn)為電子公文要應(yīng)用計(jì)算機(jī)操作，十分不便，更加依賴于直觀的紙質(zhì)公文，但是紙質(zhì)公文存在嚴(yán)重的資源浪費(fèi)、信息遺失和字跡模糊等缺陷，所以，電子公文代替紙質(zhì)公文始終是必然的趨勢(shì)。相對(duì)于紙質(zhì)公文在日常工作中的收文登記，承辦傳閱過程中對(duì)手工以及腿功的依賴，以及在領(lǐng)導(dǎo)外出時(shí)，公文傳遞的不便，電子公文只需要一臺(tái)電腦和一根網(wǎng)線就能夠輕松地解決問題，而且保證省時(shí)省力，可復(fù)制，可粘貼，可備份，超值又有效。利用空間小，保存時(shí)間久，受外界因素影響小。
4.3電子公文技術(shù)問題
電子公文要想能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)紙化的辦公條件，必須依靠人們的共同努力，制造出一套良好的、完善的、實(shí)用的管理制度，保證電子公文的高效性和安全性，避免公文的非法泄露。電子公文是信息傳播的載體，是傳遞訊息的渠道，隨著現(xiàn)代化辦公水平的提高，電子公文的質(zhì)量也必須精益求精。所以，必須明確電子公文的幾項(xiàng)專業(yè)技術(shù)，抓住進(jìn)步的空間。電子公文不能滿足于現(xiàn)有的硬件配置。在軟件設(shè)計(jì)方面存在功能上、安全性、操作中的缺陷。實(shí)際應(yīng)用過程中，計(jì)算機(jī)操作人員的技術(shù)掌握和應(yīng)用能力不到位。軟件的后續(xù)升級(jí)不及時(shí)，其他軟件系統(tǒng)的兼容性存在問題。
5光纖通信的發(fā)展與展望
就光纖通信的具體應(yīng)用的詳細(xì)分析，讓我們更好地了解了光纖通信技術(shù)。光纖通信技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代化信息時(shí)代的必要性存在。現(xiàn)在從關(guān)鍵點(diǎn)回復(fù)到光纖通信的全局考慮，光纖通信的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)十分可觀?？砂l(fā)展的趨勢(shì)涉及很多領(lǐng)域，下面就讓我們進(jìn)入深入詳細(xì)的探討。
5.1光網(wǎng)絡(luò)智能化
光網(wǎng)絡(luò)智能化的實(shí)現(xiàn)是在光纖通信技術(shù)當(dāng)中十分關(guān)鍵的研發(fā)方向，在光纖通信技術(shù)將近40年的發(fā)展歷程中，傳輸一直占據(jù)著主要地位，成為光通信技術(shù)的干線。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的連續(xù)進(jìn)步和發(fā)展，完美地將通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，促使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)生更高層次的發(fā)展和進(jìn)步?，F(xiàn)代光網(wǎng)絡(luò)在實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，結(jié)合了連續(xù)控制技術(shù)、自動(dòng)發(fā)現(xiàn)能力和更加完善實(shí)用的保護(hù)和恢復(fù)功能系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)了光網(wǎng)絡(luò)的智能化。
5.2全光網(wǎng)絡(luò)
全光網(wǎng)絡(luò)是光纖通信技術(shù)在發(fā)展過程中的最高層次，是光線技術(shù)發(fā)展到頂端的最理想階段，也是未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)將要發(fā)展成為的最終目標(biāo)，也就是說(shuō)未來(lái)的通信網(wǎng)絡(luò)就是屬于全光的時(shí)代。原始的全光網(wǎng)絡(luò)對(duì)于實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)處的全光化雖然是可操作的，但是在各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處采用的仍然是電器件，這就會(huì)阻礙光纖通信容量的穩(wěn)步提升，所以，全光網(wǎng)絡(luò)就是光纖通信網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展的終極目標(biāo)。
5.3光器件集成化
在光電子器件發(fā)展的過程中，追求的就是光器件集成化的真正實(shí)現(xiàn)?？紤]到全光通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)過程中的關(guān)鍵點(diǎn)，器件的集成十分重要，器件的集成更是全光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的核心技術(shù)。將檢測(cè)器、激光器、調(diào)制器和其他類型的集成芯片集成到一個(gè)芯片中才能完成光子集成芯片的制造。這些集成是通過往不同材料的各種薄膜介質(zhì)表層上的連續(xù)沉積來(lái)實(shí)現(xiàn)的，主要應(yīng)用的材料有磷化銦和砷化銦鎵等等。這是一種十分復(fù)雜的技術(shù)，但是由于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)有限，接入帶寬不足，以及現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)多媒體的發(fā)展需求，單純地通過改良設(shè)備來(lái)擴(kuò)大寬帶，提高速度的做法是很不現(xiàn)實(shí)的，我們必須實(shí)現(xiàn)光器件的集成，從而保證光纖通信的發(fā)展核心堅(jiān)固扎實(shí)。
6結(jié)語(yǔ)
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(yǔ)
光波分復(fù)用（WavelengthDivisionMultiplexing，WDM）技術(shù)是在一根光纖中同時(shí)同時(shí)多個(gè)波長(zhǎng)的光載波信號(hào)，而每個(gè)光載波可以通過FDM或TDM方式，各自承載多路模擬或多路數(shù)字信號(hào)。其基本原理是在發(fā)送端將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)組合起來(lái)（復(fù)用），并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進(jìn)行傳輸，在接收端又將這些組合在一起的不同波長(zhǎng)的信號(hào)分開（解復(fù)用），并作進(jìn)一步處理，恢復(fù)出原信號(hào)后送入不同的終端。因此將此項(xiàng)技術(shù)稱為光波長(zhǎng)分割復(fù)用，簡(jiǎn)稱光波分復(fù)用技術(shù)。
WDM技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容升級(jí)，發(fā)展寬帶業(yè)務(wù)，挖掘光纖帶寬能力，實(shí)現(xiàn)超高速通信等均具有十分重要的意義，尤其是加上摻鉺光纖放大器（EDFA）的WDM對(duì)現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)更具有強(qiáng)大的吸引力。
二、WDM系統(tǒng)的基本構(gòu)成
WDM系統(tǒng)的基本構(gòu)成主要分雙纖單向傳輸和單纖雙向傳輸兩種方式。單向WDM是指所有光通路同時(shí)在一根光纖上沿同一方向傳送，在發(fā)送端將載有各種信息的具有不同波長(zhǎng)的已調(diào)光信號(hào)通過光延長(zhǎng)用器組合在一起，并在一根光纖中單向傳輸，由于各信號(hào)是通過不同波長(zhǎng)的光攜帶的，所以彼此間不會(huì)混淆，在接收端通過光的復(fù)用器將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)分開，完成多路光信號(hào)的傳輸，而反方向則通過另一根光纖傳送。雙向WDM是指光通路在一要光纖上同時(shí)向兩個(gè)不同的方向傳輸，所用的波長(zhǎng)相互分開，以實(shí)現(xiàn)彼此雙方全雙工的通信聯(lián)絡(luò)。目前單向的WDM系統(tǒng)在開發(fā)和應(yīng)用方面都比較廣泛，而雙向WDM由于在設(shè)計(jì)和應(yīng)用時(shí)受各通道干擾、光反射影響、雙向通路間的隔離和串話等因素的影響，目前實(shí)際應(yīng)用較少。
三、雙纖單向WDM系統(tǒng)的組成
以雙纖單向WDM系統(tǒng)為例，一般而言，WDM系統(tǒng)主要由以下5部分組成：光發(fā)射機(jī)、光中繼放大器、光接收機(jī)、光監(jiān)控信道和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。
1.光發(fā)射機(jī)
光發(fā)射機(jī)是WDM系統(tǒng)的核心，除了對(duì)WDM系統(tǒng)中發(fā)射激光器的中心波長(zhǎng)有特殊的要求外，還應(yīng)根據(jù)WDM系統(tǒng)的不同應(yīng)用（主要是傳輸光纖的類型和傳輸距離）來(lái)選擇具有一定色度色散容量的發(fā)射機(jī)。在發(fā)送端首先將來(lái)自終端設(shè)備輸出的光信號(hào)利用光轉(zhuǎn)發(fā)器把非特定波長(zhǎng)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有穩(wěn)定的特定波長(zhǎng)的信號(hào)，再利用合波器合成多通路光信號(hào)，通過光功率放大器（BA）放大輸出。
2.光中繼放大器
經(jīng)過長(zhǎng)距離（80~120km）光纖傳輸后，需要對(duì)光信號(hào)進(jìn)行光中繼放大，目前使用的光放大器多數(shù)為摻鉺光纖光放大器（EDFA）。在WDM系統(tǒng)中必須采用增益平坦技術(shù)，使EDFA對(duì)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)具有相同的放大增益，并保證光信道的增益競(jìng)爭(zhēng)不影響傳輸性能。
3.光接收機(jī)
在接收端，光前置放大器（PA）放大經(jīng)傳輸而衰減的主信道信號(hào)，采用分波器從主信道光信號(hào)中分出特定波長(zhǎng)的光信道，接收機(jī)不但要滿足對(duì)光信號(hào)靈敏度、過載功率等參數(shù)的要求，還要能承受一定光噪聲的信號(hào)，要有足夠的電帶寬性能。
4.光監(jiān)控信道
光監(jiān)控信道的主要功能是監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)各信道的傳輸情況。在發(fā)送端插入本節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的波長(zhǎng)為λs（1550nm）的光監(jiān)控信號(hào)，與主信道的光信號(hào)合波輸出。在接收端，將接收到的光信號(hào)分波，分別輸出λs（1550nm）波長(zhǎng)的光監(jiān)控信號(hào)和業(yè)務(wù)信道光信號(hào)。幀同步字節(jié)、公務(wù)字節(jié)和網(wǎng)管使用的開銷字節(jié)都是通過光監(jiān)控信道來(lái)傳遞的。
5.網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)
網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)通過光監(jiān)控信道傳送開銷字節(jié)到其他節(jié)點(diǎn)或接收來(lái)自其他節(jié)點(diǎn)的開銷字節(jié)對(duì)WDM系統(tǒng)進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等功能。
四、光波分復(fù)用器和解復(fù)用器
在整個(gè)WDM系統(tǒng)中，光波分復(fù)用器和解復(fù)用器是WDM技術(shù)中的關(guān)鍵部件，其性能的優(yōu)劣對(duì)系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量具有決定性作用。將不同光源波長(zhǎng)的信號(hào)結(jié)合在一起經(jīng)一根傳輸光纖輸出的器件稱為復(fù)用器；反之，將同一傳輸光纖送來(lái)的多波長(zhǎng)信號(hào)分解為個(gè)別波長(zhǎng)分別輸出的器件稱為解復(fù)用器。從原理上說(shuō)，該器件是互易（雙向可逆）的，即只要將解復(fù)用器的輸出端和輸入端反過來(lái)使用，就是復(fù)用器。光波分復(fù)用器性能指標(biāo)主要有接入損耗和串?dāng)_，要求損耗及頻偏要小，接入損耗要小于1.0~2.5db，信道間的串?dāng)_小，隔離度大，不同波長(zhǎng)信號(hào)間影響小。
在目前實(shí)際應(yīng)用的WDM系統(tǒng)中，主要有光柵型光波分復(fù)用器和介質(zhì)膜濾波器型光波分復(fù)用器。
1.光柵型光波分復(fù)用器
閃耀光柵是在一塊能夠透射或反射的平面上刻劃平等且等距的槽痕，其刻槽具有小階梯似的形狀。當(dāng)含有多波長(zhǎng)的光信號(hào)通過光柵產(chǎn)生衍射時(shí)，不同波長(zhǎng)成分的光信號(hào)將以不同的角度射出。當(dāng)光纖中的光信號(hào)經(jīng)透鏡以平行光束射向閃耀光柵時(shí)，由于光柵的衍射作用，不同波長(zhǎng)的光信號(hào)以方向略有差異的各種平行光返回透鏡傳輸，再經(jīng)透鏡聚焦后，以一定規(guī)律分別注入輸出光纖，從而將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)分別以不同的光纖傳輸，達(dá)到解復(fù)用的目的。根據(jù)互易原理，將光波分復(fù)用輸入和輸出互換即可達(dá)到復(fù)用的目的。
2.介質(zhì)膜濾波器型光波分復(fù)用器
目前WDM系統(tǒng)工作在1550nm波長(zhǎng)區(qū)段內(nèi)，用8，16或更多個(gè)波長(zhǎng)，在一對(duì)光纖上（也可用單光纖）構(gòu)成光通信系統(tǒng)。其波長(zhǎng)與光纖損耗的關(guān)系見圖4。每個(gè)波長(zhǎng)之間為1.6nm、0.8nm或更窄的間隔，對(duì)應(yīng)200GHz、100GHz或更窄的帶寬。
五、WDM技術(shù)的主要特點(diǎn)
1.充分利用光纖的巨大帶寬資源，使一根光纖的傳輸容量比單波長(zhǎng)傳輸增加幾倍到幾十倍，從而增加光纖的傳輸容量，降低成本，具有很大的應(yīng)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
2.由于WDM技術(shù)中使用的各波長(zhǎng)相互獨(dú)立，因而可以傳輸特性完全不同的信號(hào)，完成各種信號(hào)的綜合和分離，實(shí)現(xiàn)多媒體信號(hào)混合傳輸。
3.由于許多通信都采用全雙式方式，因此采用WDM技術(shù)可節(jié)省大量線路投資。
4.根據(jù)需要，WDM技術(shù)可以有很多應(yīng)用形式，如長(zhǎng)途干線網(wǎng)、廣播式分配網(wǎng)絡(luò)，多路多地局域網(wǎng)等，因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用十分重要。
5.隨著傳輸速率不斷提高，許多光電器件的響應(yīng)速度明顯不足，使用WDM技術(shù)可以降低對(duì)一些器件在性能上的極高要求，同時(shí)又可實(shí)現(xiàn)大容量傳輸。
6.利用WDM技術(shù)選路，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交換和恢復(fù)。
光纖通信論文參考文獻(xiàn)：
[1]張國(guó)鴻.淺談光纖設(shè)備通信原理及其布線技術(shù)[J].港口科技.通信與導(dǎo)航，2007.
[2]潘遠(yuǎn)翠.淺談光纖通信市場(chǎng)的發(fā)展[J].達(dá)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006.
[3]高小梅.光纖通信技術(shù)的發(fā)展與展望[J].青年科學(xué)，2010.
[4]李文娟.光纖通信新技術(shù)探究[J].信息技術(shù)與信息化，2015，03：87-88.
[5]肖宏.關(guān)于光纖通信新技術(shù)的應(yīng)用與研究[J].硅谷，2013，01：253+251.
[6]林海彬.探討光纖通信新技術(shù)的應(yīng)用與研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2014，14：25.
[7]王小龍.淺談光纖通信新技術(shù)的應(yīng)用與研究[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2012，01：75+78.
光纖通信論文參考文獻(xiàn)：
[1]夏堅(jiān).淺析現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用[J].信息通信，2011（04）：40-41.
[2]李彬，趙靜娟.現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用探討[J].通信技術(shù)，2013（07）：14-15+18.
[3]李剛.光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)新通信，2015（11）：65-66.
[4]張?jiān)?光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用[J].民營(yíng)科技，2012（09）：102+208.
[5]陳曉嵐.現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用分析[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2016（03）：34.
光纖通信論文參考文獻(xiàn)：
[1]孫捷，楊佳，任德昊，譚毅.光纖通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2009，26（7）：122
[2]陳琳，施正一，朱武，楊俊杰.光纖通信課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，34，（4）：73-77.
[3]李書旗，朱昌平，陳小剛.光纖通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與探索[J].中國(guó)電力教育，2010，（36）：132-133。
[4]曹雪，李新營(yíng).光纖通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化探討[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2013，11（1）：97-99.
[5]周建華，邱琪，周曉軍.光纖通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討[J].2003，5（2）：89-92
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(lái)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(lái)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(wú)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(wú)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(zhǎng)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)?，能最佳的利用網(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(lái)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(wú)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)。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(lái)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(lái)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(wú)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)：
