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（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現(xiàn)了這樣的改進。

（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)光纜往往需要同時用于話音、數(shù)據(jù)和視頻信號的傳輸。并目還可能用于遙測與傳感器。國際電工委員會(IEC)在光纜分類中所指的室內(nèi)光纜，筆者認為至少應包括局內(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房內(nèi)，布放緊密有序和位置相對固定。綜合布線光纜布放在用戶端的室內(nèi)，主要由用戶使用，因此對其易損性應比局用光纜有更嚴格的考慮。

（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光纜因其可以單獨布放，適應范圍廣，在當前我國電力輸電系統(tǒng)改造中得到了廣泛的應用。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、光纖通信技術的發(fā)展趨勢

對光纖通信而言，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，而全光網(wǎng)絡也是人們不懈追求的夢想。

（一）超大容量、超長距離傳輸技術波分復用技術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)中有廣闊的應用前景。近年來波分復用系統(tǒng)發(fā)展迅猛，目前1.6Tbit/的WDM系統(tǒng)已經(jīng)大量商用，同時全光傳輸距離也在大幅擴展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時分復用(OTDM)技術，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技術是通過提高單信道速率來提高傳輸容量，其實現(xiàn)的單信道最高速率達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OTDM信號進行波分復用，從而大幅提高傳輸容量。偏振復用（PDM）技術可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零（RZ）編碼信號在超高速通信系統(tǒng)中占空較小，降低了對色散管理分布的要求，且RZ編碼方式對光纖的非線性和偏振模色散（PMD）的適應能力較強，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)需要解決的關鍵技術基本上都包括在OTDM和WDM通信系統(tǒng)的關鍵技術中。

（二）光孤子通信。光孤子是一種特殊的ps數(shù)量級的超短光脈沖，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萬里之遙。

光孤子技術未來的前景是：在傳輸速度方面采用超長距離的高速通信，時域和頻域的超短脈沖控制技術以及超短脈沖的產(chǎn)生和應用技術使現(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、整形、再生技術和減少ASE，光學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。當然實際的光孤子通信仍然存在許多技術難題，但目前已取得的突破性進展使人們相信，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。未來的高速通信網(wǎng)將是全光網(wǎng)。全光網(wǎng)是光纖通信技術發(fā)展的最高階段，也是理想階段。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(jié)點處仍采用電器件，限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康倪M一步提高，因此真正的全光網(wǎng)已成為一個非常重要的課題。

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。

目前，全光網(wǎng)絡的發(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，消除電光瓶頸已成為未來光通信發(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。

三、結(jié)語

光通信技術作為信息技術的重要支撐平臺，在未來信息社會中將起到重要作用。雖然經(jīng)歷了全球光通信的“冬天”但今后光通信市場仍然將呈現(xiàn)上升趨勢。從現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢來看，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)絡的時代也會在不遠的將來到來。

參考文獻：

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[3]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）：59-60.

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光纖通信的誕生與發(fā)展是電信史上的一次重要革命。光纖從提出理論到技術實現(xiàn)和今天的高速光纖通信也不過幾十年的時間。從國外的發(fā)展歷程我們可以看出，20世紀60年代中期，所研制的最好的光纖損耗在400分貝以上，1966年英國標準電信研究所高錕及Hockham從理論上預言光纖損耗可降至20分貝/千米以下，日本于1969年研制出第一根通信用光纖損耗為100分貝/千米，1970年康寧公司(Corning)采用“粉末法”先后獲得了損耗低于20分貝／千米和4分貝/千米的低損耗石英光纖，1974年貝爾實驗室(Bell)采用改進的化學汽相沉積法制出性能優(yōu)于康寧公司的光纖產(chǎn)品。到1979年，摻鍺石英光纖在1.55千米處的損耗已經(jīng)降到0.2分貝/千米，這一數(shù)值已經(jīng)十分接近由Rayleigh散射所決定的石英光纖理論損耗極限。

目前國內(nèi)光纖光纜的生產(chǎn)能力過剩，供大于求。特種光纖如FTTH用光纖仍需進口，但總量不大，國內(nèi)生產(chǎn)光纖光纜價格與國際市場沒有差別，成本無法再降，已經(jīng)是零利潤，在國際市場沒有太強競爭力，出口量很小。二十年來的光技術的兩個主要發(fā)展，WDM和PON，這兩個已經(jīng)相對比較成熟。多業(yè)務傳輸發(fā)展平臺兩個方面，一方面是更有效承載以太網(wǎng)業(yè)務、數(shù)據(jù)業(yè)務，另一方面是向業(yè)務方面發(fā)展。AS0N的現(xiàn)狀是目前的系統(tǒng)只是在設備中，或是在網(wǎng)絡中實現(xiàn)了一些功能，但是一些核心作用還沒有達到。

二、光纖通信技術的趨勢及展望

目前在光通信領域有幾個發(fā)展熱點即超高速傳輸系統(tǒng)、超大容量WDM系統(tǒng)、光傳送聯(lián)網(wǎng)技術、新一代的光纖、IPoverOptical以及光接入網(wǎng)技術。

（一）向超高速系統(tǒng)的發(fā)展

目前10Gbps系統(tǒng)已開始大批量裝備網(wǎng)絡，主要在北美，在歐洲、日本和澳大利亞也已開始大量應用。但是，10Gbps系統(tǒng)對于光纜極化模色散比較敏感，而已經(jīng)鋪設的光纜并不一定都能滿足開通和使用10Gbps系統(tǒng)的要求，需要實際測試，驗證合格后才能安裝開通。它的比較現(xiàn)實的出路是轉(zhuǎn)向光的復用方式。光復用方式有很多種，但目前只有波分復用(WDM)方式進入了大規(guī)模商用階段，而其它方式尚處于試驗研究階段。

（二）向超大容量WDM系統(tǒng)的演進

采用電的時分復用系統(tǒng)的擴容潛力已盡，然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用率低于1％，還有99％的資源尚待發(fā)掘。如果將多個發(fā)送波長適當錯開的光源信號同時在一級光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復用(WDM)的基本思路?；赪DM應用的巨大好處及近幾年來技術上的重大突破和市場的驅(qū)動，波分復用系統(tǒng)發(fā)展十分迅速。目前全球?qū)嶋H鋪設的WDM系統(tǒng)已超過3000個，而實用化系統(tǒng)的最大容量已達320Gbps(2×16×10Gbps)，美國朗訊公司已宣布將推出80個波長的WDM系統(tǒng)，其總?cè)萘靠蛇_200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。實驗室的最高水平則已達到2.6Tbps(13×20Gbps)。預計不久的將來，實用化系統(tǒng)的容量即可達到1Tbps的水平。

（三）實現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)

上述實用化的波分復用系統(tǒng)技術盡管具有巨大的傳輸容量，但基本上是以點到點通信為基礎的系統(tǒng)，其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實現(xiàn)類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話，無疑將增加新一層的威力。根據(jù)這一基本思路，光光聯(lián)網(wǎng)既可以實現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡和網(wǎng)絡擴展性、重構(gòu)性、透明性，又允許網(wǎng)絡的節(jié)點數(shù)和業(yè)務量的不斷增長、互連任何系統(tǒng)和不同制式的信號。

由于光聯(lián)網(wǎng)具有潛在的巨大優(yōu)勢，美歐日等發(fā)達國家投入了大量的人力、物力和財力進行預研，特別是美國國防部預研局(DARPA)資助了一系列光聯(lián)網(wǎng)項目。光聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為繼SDH電聯(lián)網(wǎng)以后的又一新的光通信發(fā)展。建設一個最大透明的、高度靈活的和超大容量的國家骨干光網(wǎng)絡，不僅可以為未來的國家信息基礎設施(NJJ)奠定一個堅實的物理基礎，而且也對我國下一世紀的信息產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的騰飛以及國家的安全有極其重要的戰(zhàn)略意義。

（四）開發(fā)新代的光纖

傳統(tǒng)的G.652單模光纖在適應上述超高速長距離傳送網(wǎng)絡的發(fā)展需要方面已暴露出力不從心的態(tài)勢，開發(fā)新型光纖已成為開發(fā)下一代網(wǎng)絡基礎設施的重要組成部分。目前，為了適應干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的不同發(fā)展需要，已出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖，即非零色散光(G.655光纖)和無水吸收峰光纖(全波光纖)。其中，全波光纖將是以后開發(fā)的重點，也是現(xiàn)在研究的熱點。從長遠來看，BPON技術無可爭議地將是未來寬帶接入技術的發(fā)展方向，但從當前技術發(fā)展、成本及應用需求的實際狀況看，它距離實現(xiàn)廣泛應用于電信接入網(wǎng)絡這一最終目標還會有一個較長的發(fā)展過程。

（五）IPoverSDH與IpoverOptical

以lP業(yè)務為主的數(shù)據(jù)業(yè)務是當前世界信息業(yè)發(fā)展的主要推動力，因而能否有效地支持JP業(yè)務已成為新技術能否有長遠技術壽命的標志。目前，ATM和SDH均能支持lP，分別稱為IPoverATM和IPoverSDH兩者各有千秋。但從長遠看，當IP業(yè)務量逐漸增加，需要高于2．4吉位每秒的鏈路容量時，則有可能最終會省掉中間的SDH層，IP直接在光路上跑，形成十分簡單統(tǒng)一的IP網(wǎng)結(jié)構(gòu)(IPoverOptical)。三種IP傳送技術都將在電信網(wǎng)發(fā)展的不同時期和網(wǎng)絡的不同部分發(fā)揮自己應有的歷史作用。但從面向未來的視角看。IPoverOptical將是最具長遠生命力的技術。特別是隨著IP業(yè)務逐漸成為網(wǎng)絡的主導業(yè)務后，這種對JP業(yè)務最理想的傳送技術將會成為未來網(wǎng)絡特別是骨干網(wǎng)的主導傳送技術。

（六）解決全網(wǎng)瓶頸的手段一光接入網(wǎng)

近幾年，網(wǎng)絡的核心部分發(fā)生了翻天覆地的變化，無論是交換，還是傳輸都己更新了好幾代。不久，網(wǎng)絡的這一部分將成為全數(shù)字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網(wǎng)絡，而另一方面，現(xiàn)存的接入網(wǎng)仍然是被雙絞線銅線主宰的(90％以上)、原始落后的模擬系統(tǒng)。兩者在技術上存在巨大的反差，制約全網(wǎng)的進一步發(fā)展。為了能從根本上徹底解決這一問題，必須大力發(fā)展光接入網(wǎng)技術。因為光接入網(wǎng)有以下幾個優(yōu)點：（1）減少維護管理費用和故障率；（2）配合本地網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的調(diào)整，減少節(jié)點，擴大覆蓋；（3）充分利用光纖化所帶來的一系列好處；（4）建設透明光網(wǎng)絡，迎接多媒體時代。

參考文獻：

[1]趙興富，現(xiàn)代光纖通信技術的發(fā)展與趨勢.電力系統(tǒng)通信[J].2005(11):27-28.

[2]韋樂平，光纖通信技術的發(fā)展與展望.電信技術[J].2006(11):13-17.

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①光纖通信系統(tǒng)耗損較低，尤其是石英光纖的耗損更低，基本不會超過0.2dB/km，正是因為其耗損極低，因此其中繼距離較長，拿石英光纖來說，其最遠的中繼距離能夠超過200km，如果是非石英極低耗損光纖，那么中繼距離會得到進一步的提高，利用損耗低的特點進行海底通信電纜的鋪設，能夠有效降低成本，并保證通信系統(tǒng)的安全可靠。②光纖通信系統(tǒng)不會受到串音和電磁干擾，光波在傳輸過程中都處于光纜當中，因而不會出現(xiàn)泄漏，就算在彎道出現(xiàn)泄漏，其泄出量也極低，對此可以以消光劑來保存光波，而且光纜中有很多的光纖，因此不會受到串音干擾，極大程度保障了數(shù)據(jù)的安全。而光纖自身的絕緣屬性能夠使其避免電磁干擾。③光纖通信系統(tǒng)的頻帶較寬，能夠?qū)崿F(xiàn)大容量的通信，就目前而言光纖能夠使用的帶寬值能夠達到50000GHz，使用一對光纖能夠完成近三萬多的電話傳輸，同時對于寬頻帶信息的傳輸有重要的價值。④使用光纖能夠減少對金屬材料的過多使用，光纖主要的材料為石英，這種材料的儲存量巨大，同電纜則主要使用資源量較小的銅。除此以外光纖還具有較高的抗腐蝕能力，但是也存在機械強度不高、質(zhì)地脆的缺陷，連接時的技術要求高，對于彎曲的半徑也有嚴格的控制。

2遠方監(jiān)控系統(tǒng)

沅陵遠方集控計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用北京中水科技有限公司開發(fā)的全開放、分層分布式H9000V4.0系統(tǒng)由一（兩）套數(shù)據(jù)采集服務器群、兩臺操作員站、一臺工程師站、一臺培訓工作站、一臺語音報警站、一臺報表服務器、兩臺遠動工作站、一臺廠內(nèi)通信工作站（用于基地內(nèi)通信）和兩臺Ⅰ區(qū)核心交換機組成。集控側(cè)監(jiān)控系統(tǒng)同樣采用雙冗余配置并與電廠側(cè)監(jiān)控系統(tǒng)在功能上完全對等且互為備用，形成一套完整的監(jiān)控系統(tǒng)。沅陵基地監(jiān)控網(wǎng)通過PTN及光纖直連兩個1000Mb不同的通信通道與鳳灘廠區(qū)的監(jiān)控計算機系統(tǒng)通信，預留1000MbSDH通道為應急冷備用通道，形成完整監(jiān)控網(wǎng)，控制以沅陵基地的系統(tǒng)為主，前方的系統(tǒng)備用，實施遠程監(jiān)視與控制。根據(jù)電監(jiān)會安全[2006]34號文《電監(jiān)會關于主機加固的規(guī)定》，電廠監(jiān)控系統(tǒng)等關鍵應用系統(tǒng)的主服務器，以及網(wǎng)絡邊界處的通信網(wǎng)關、WEB服務器等，應該使用安全加固的操作系統(tǒng)，采用專用軟件強化操作系統(tǒng)訪問控制能力。故本期共配置了5套操作系統(tǒng)加固軟件以滿足系統(tǒng)安全防護的要求。遠方監(jiān)控系統(tǒng)沒有采用傳統(tǒng)的規(guī)約打包式傳輸方式，而采取沅陵調(diào)度大樓控制終端直接與電廠側(cè)現(xiàn)地控制單元通訊的“直采直送”方式，將遠程控制、采集延時控制在5ms以內(nèi)，滿足國家電網(wǎng)公司對智能化電廠的數(shù)據(jù)及時性要求。同時采用雙中心冗余配置對時系統(tǒng)，鳳灘主站、沅陵從站，確保系統(tǒng)時鐘一致性（如圖1~2）。

3系統(tǒng)光纖通信案例分析

遠方集控SDH建設采用NEC的U-NODE設備，建設內(nèi)容如下：沅陵：沅陵基地配置1套NECU-NODEWBM設備，配置2塊L-16.2光板分別對涼水井變和鳳灘后方，1塊L-1.2光板對鳳灘前方，1塊GBEM板和1塊FEH板。鳳灘：由于鳳灘后方NECU-NODEBBM設備主框插槽已滿，無法新上2.5Gb/s光板，因此本工程在鳳灘后方NECU-NODEBBM設備上配置1個EXT16（2.5Gb/s）擴展（含2塊PSW板的更換）子框和1塊L-16.2光板，以及1塊FEH板。涼水井變：涼水井220kV變現(xiàn)有NECU-NODEWBM設備。

4試驗調(diào)試

調(diào)度軟交換系統(tǒng)試驗調(diào)試工作從2012年12月30日開始，完成了系統(tǒng)功能試驗與網(wǎng)絡可靠性試驗。經(jīng)過一段時間的試運行，系統(tǒng)各項性能穩(wěn)定。PTN設備2013年1月22日由由湖南省電力公司信息通信公司信息通信運維中心組織，使用專業(yè)網(wǎng)絡測試工具Smartbits600B網(wǎng)絡性能分析儀對PTN傳輸通道性能進行測試（詳見鳳灘電廠沅陵基地至后方機房網(wǎng)絡傳輸通道測試報告）。并與SDH設備的性能進行了比較，從數(shù)據(jù)上說明了PTN設備在以太網(wǎng)的傳輸效率高于SDH設備。整體試驗達到前期方案要求，沒有出現(xiàn)漏項缺項情況，試驗數(shù)據(jù)可靠真實。通過聯(lián)調(diào)試驗，檢驗了SDH、PTN通道的可靠性，二次防護網(wǎng)、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的穩(wěn)定性，檢測了PTN及調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)等系統(tǒng)各項切換的延時及穩(wěn)定性，試驗數(shù)據(jù)滿足要求，SDH、PTN、二次防護網(wǎng)、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)已具備正式投運條件。

5結(jié)束語

篇4

隨著科學技術的日新月異，互聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)、云計算、平臺、移動互聯(lián)網(wǎng)將人類帶入了高速的信息時代，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，人們對通信系統(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行傳輸信息的通信系統(tǒng)，光纖實際上是一種極細的光導纖維，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到40Gb/s、160Gb/s甚至更高。事實上，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)。光纖通信作為當前三大通信方式的主體，有著較為明顯的優(yōu)勢：光纖通信的頻帶較寬，可用帶寬約50000GHz，容量大可同時傳輸更多的路數(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、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(zhì)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(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(diào)制SPM、交叉相位調(diào)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(zhì)量傳輸?shù)年P鍵技術。

3高速光纖通信系統(tǒng)的關鍵技術

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電力通信對可靠性要求很高，就算是在極其惡劣的環(huán)境中，也要保證通信傳輸功能的良好，光纖通信技術能完全滿足這些要去，它不會受自然環(huán)境條件的影響，其穩(wěn)定性和傳輸質(zhì)量都比較好，同時還具有良好的抗電磁干擾能力，很適合多級電力網(wǎng)的通信需求。光纖通信技術還具有自我調(diào)節(jié)能力，在沒有人為干擾時，能快速自動恢復通信能力，從而保證信息傳輸?shù)陌踩浴?/p>

2能夠擴展且投資效益良好

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力企業(yè)也越來越重視投資的經(jīng)濟性要求，在構(gòu)建電簡論光纖通信技術在電力網(wǎng)中的運用問題孔洪云/國家電網(wǎng)隨州供電公司摘要：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和和諧社會的構(gòu)建，電力資源已經(jīng)成為社會發(fā)展和人們生活必不可少的能源之一，我國的電網(wǎng)系統(tǒng)建設規(guī)模越來越大，與此同時，隨著智能電網(wǎng)系統(tǒng)的逐步完善，計算機技術和通信技術在電網(wǎng)系統(tǒng)中的應用越來越廣泛，這就對電力通信網(wǎng)絡的傳輸提出了更高的要求，光纖通信技術具有容量大、穩(wěn)定性強等特點，將會廣泛應用在電力網(wǎng)通信中。文章對光纖通信技術在電力網(wǎng)的運用進行了分析。關鍵詞：光纖通信；電網(wǎng)；運用力通信系統(tǒng)時，要對系統(tǒng)的復雜性、網(wǎng)絡的擴展性、設備的承受能力等進行綜合考慮，這就需要使用一種兼容性強的通信方式，從而避免電力企業(yè)的重復投入，降低維護成本，同時還能獲得良好的操作性，極大的提高電力企業(yè)的投資效率。

3光纖通信技術在電力網(wǎng)中的應用

3.1光纜的應用。正常的光纖復合架空地線都是采用光纖的形式進行信息傳輸?shù)?，也就是OPGW形式，由于電力傳輸線路是采用可以通信的光纖單元，因此，OPGW在架空地線的基礎上融合了輸電線路和通信光纜，OPGW是光纖通信技術和輸電技術的有效結(jié)合，具有地線和通信兩種功能。OPGW安裝很簡單，可以和通信輸電線路一起完成施工，目前，OPGW常用于35KV及以上的電力網(wǎng)通信系統(tǒng)中。

3.2用于工程設計及實施中。一個完整的通信網(wǎng)絡包括傳輸、交換、接入等三部分，傳輸是綜合通信網(wǎng)絡的綜合平臺，是通信網(wǎng)絡最重要的一部分，它對信息傳輸?shù)陌踩蛡鬏斚到y(tǒng)的穩(wěn)定運行有十分重要的影響，因此，在構(gòu)建通信網(wǎng)絡時，要將傳輸網(wǎng)絡放在首要位置。目前，光纖通信常采用環(huán)形、鏈形、或者環(huán)形鏈形相結(jié)合的構(gòu)造，根據(jù)線路的間距，采用STM1、STM4、STM16的傳輸速度，設備能進行雙線單向保護和傳輸設備一致的接入裝置，從而實現(xiàn)2Mbit/s和語音連接的任務。光纖構(gòu)建上，由于電力系統(tǒng)本身擁有大范圍的輸電線路，因此，在正常情況下，都是采用自承式光纖進行安裝，這種光纖常采用6芯、8芯、12芯、24芯、48芯等形式用于220KV及以下的線路中，在資源分配中常采用華為、中興的設備，該光纖的特點是價格便宜，不需要停電，能極大的提高電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。

4光纖通信技術的發(fā)展趨勢

近年來，隨著科技的快速發(fā)展，加上電力行業(yè)管理體制不斷優(yōu)化，光纖通信技術得到了飛速的發(fā)展，光纖通信的速度將會進一步提高。從通信技術的發(fā)展狀況來看，通信容量擴展和傳遞速度的提高一直存在矛盾，光纖通信技術能有效地解決這個問題，因此，光纖通信在電力網(wǎng)中將會進一步提高通信速度。過去采用的分復用法已經(jīng)沒有開發(fā)潛力，而光纖寬帶還有很大的開發(fā)空間，因此，光纖通信的容量將會進一步提高，從而在電力網(wǎng)中發(fā)揮出更大的作用。

5電力通信系統(tǒng)光纜的日常維護

5.1電纜受到雷擊的主要原因及維護。在建設電網(wǎng)系統(tǒng)時，光纖通信和輸電線路是同時進行施工的，在輸電電路的頂部經(jīng)常會架設光纖通信，由于輸電線路周圍的地形地貌十分復雜，并且線路塔桿需要架設在一定的高度上，因此，光纖通信很容易受到雷擊，對光纖通信的安全運行造成很大的影響。為保證光纖通信的安全，防止雷擊影響光纖通信的穩(wěn)定運行，在進行電網(wǎng)建設時，要不斷優(yōu)化設計的防雷擊方法，根據(jù)實際情況選用合理的避雷方法，從而不斷提高輸電線路的防雷擊能力。

5.2電腐蝕的原因及維護。引起光纖通信電腐蝕的主要原因是懸掛點誤差和干帶電弧，光纖通信方式中的光纖懸掛點如果高出設計的標準位置，就會導致光纖產(chǎn)生很大的電場強度，遠遠超過設計標準，從而引起光纖表面電腐蝕；當光纖產(chǎn)生干帶電弧時，會產(chǎn)生大量熱量，導致光纖外套表面溫度升高，從而產(chǎn)生樹枝化電痕，引起電纜燃燒事故。為防止光纖出現(xiàn)電腐蝕現(xiàn)象，在進行構(gòu)建電力系統(tǒng)時，要嚴格的按照設計圖紙進行施工，從而為光纖通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供保障；當光纖通信系統(tǒng)投入使用后，電力企業(yè)要加強日常維護管理，避免電纜出現(xiàn)燃燒等事故。

5.3人為破壞。收利益的趨勢，部分不法人士常常偷盜電纜，這對光纖通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成很大的影響，因此，要電力企業(yè)要加大宣傳力度，讓廣大人民群眾明白光纖通信的重要性，積極主動的參與到電纜監(jiān)護中，從根源上減少電纜偷盜事故的發(fā)生。電力企業(yè)要加強電纜巡檢力度，發(fā)現(xiàn)問題后，要根據(jù)實際情況及時進行處理，從而為光纖通信系統(tǒng)的正常運行提供保障。

6結(jié)束語

篇6

在獲取網(wǎng)絡及光纖區(qū)域網(wǎng)絡上的模塊與元器件的應用需要上存在這一定的差異，DWDM技術不是其中主要的發(fā)展方向和趨勢。由于現(xiàn)階段大多數(shù)的獲取網(wǎng)和區(qū)域網(wǎng)距離高層次的發(fā)展程度上還有很大的距離，需要的一些傳輸頻率普遍較低。比如，早已經(jīng)確定出了現(xiàn)階段非常熱門的1Gb/s、OpticalEthernet標準，對于傳輸網(wǎng)絡只能夠單一頻道的傳輸速率或者骨干的傳輸方式上，區(qū)域網(wǎng)絡的傳輸方式上都已經(jīng)能夠很好的給予滿足。

2光纖通信的被動元器件和模塊技術分析

解多工器和DWDM光波長多工是光纖通信被動元器件和模塊當中最為基本的器具所在，將一些不同的波長光分開到不同的光纖當中或是向著同一個光纖中合并，這就是解多工和多工兩種形式。因為有較小的間距存在于DWDM頻道之間，一般的時候會維持在100GHz或者50GHz。對于這種多工/解多工的任務，只有平頭、陡裙、窄頻的濾波器才能夠予以勝任?？梢詫Χ喾N類型的技術進行使用，來將這種波長多工/解多工器制作出來，主要涵蓋著陣列光波導元器件、傳統(tǒng)繞射式光柵、光學鍍膜、全光纖式元器件等。其中現(xiàn)階段最為成熟的技術即為光學鍍膜式的波長多工/解多工器。在光學鍍膜式解多工器/波長多工中，光學鍍膜式濾鏡是關鍵的元器件之一。要將和要求相符合的DWDM濾鏡制作出來，一定要確保有一百層存在于鍍膜的層數(shù)當中，按照四分之一的波長來對每層的厚度進行確定，為了能夠達到陡群和平頭的要求，要對三個共振的空腔結(jié)構(gòu)進行使用。并且最為重要的是要非常準確的確定出每層的厚度，需要有準確及時的厚度監(jiān)控裝置存在于制作當中。陣列式光波導元器件為制作DWDM波長多工/解多工器的第二種有效方式。在第一段結(jié)合處通過了入射光之后，由于繞射的作用，進而向著中間的陣列光波導中分布的入射，通過陣列光波導，光向著另一端中傳導，不同變化率的線性相位改變會存在于不同頻率的光中，在改變了這種線性相位之后，在第二段的結(jié)合處將會令不同頻率的光在輸出端的某一光波導中會重新的聚集。其中所謂的陣列天線就是其中的主要原理所在，在控制陣列波導的基礎上，輻射光的方向?qū)χ宣}陣列光波導的長度變化率和波導的間距能夠適當?shù)娜ミx擇，這樣就會有定值的頻道存在于頻道的間距當中，這樣在輸出端的光波導陣列中就能夠剛好聚焦入射進去，進而對DWDM多解工和多工的功能上能夠很好的給予實現(xiàn)。全光纖式的元器件為第三種對DWDM解多工器/波多長工進行制作的方法，同時，又有兩種大的種類存在于這類元器件中：串接光纖干涉儀式元器件和光纖光柵式元器件。在光纖的核心中，直接產(chǎn)生作用，對于一些周期性折射系數(shù)的光柵可以用UV光感器直接的感應出來，對布拉格繞射的作用上進行利用，能夠?qū)⒄l發(fā)射式濾波器直接的制作出來。但是，由于是在一維光纖里面存在的一種反射式的濾波器，這樣就很難分開入射光和其中的反射光，這樣就需要對光纖干涉儀和旋光器的架構(gòu)進行使用，不然光的損耗在其中就會非常的大。針對串接光纖干涉儀式的元器件，在對具有周期性穿透頻譜的濾波器進行制作的過程中，對串接式光纖干涉儀進而就能夠非常直接的進行使用，對光纖干涉儀兩臂的長度借助適當?shù)倪x擇方式，對平頭、陡群和窄頻的要求上進而能夠很好的給予完成。

3模塊技術及光纖通信主動元器件

在模塊和主動元器件方面，有這樣幾個重要的內(nèi)容存在于具體的發(fā)展中：光傳接模塊技術、光放大器技術、選頻激光、可調(diào)頻激光、表面輻射激光技術等。光通信用激光光源的一種技術方式中就包括著表面輻射激光。因為存在著較短的共振箱，這樣對單縱模的輸出上就能夠很好的給予完成，因此，窄頻寬在其中是允許存在的；能夠利用垂直的方式來發(fā)射輸出光，因此對on-wafertest能夠進行應用；因為存在著較為對稱的輻射光模態(tài)，因此，向光纖中的耦合就能夠非常容易的予以實現(xiàn)。因為存在這上述的一些特征，不管是構(gòu)造的具體成本，還是元器件的在具體制程，和邊射型激光比較起來都會非常的低。因此，造成邊射型激光被用于短距離高速率的資料傳輸連接，被850nm的VESEL完全取代了。但是，現(xiàn)階段還沒有非常成熟的產(chǎn)品存在于長波長VESEL當中，因此，邊射型激光還是該通信波段的核心所在?，F(xiàn)階段摻鉺光纖放大器仍為光放大器的主要技術方式所在，可以是在L-band，也可以是在C-band上面，可以是擁有動態(tài)增益控制或者平坦化的復雜光放大器次系統(tǒng)。低成本是半導體光放大器的主要優(yōu)點所在，但是，因為存在著較短的載子生命周期，因此，有著較大的非線性效應存在于其中，這樣對很多波長不適合同時來進行放大。但是，在處理一些非線性信號的時候卻非常的適用，集中3R技術就是其中的典型代表，就是將直接高速的信號直接的應用到光學層當中。Raman光放大器為另一種形式的放大器，這種類型的放大器就是對光纖的Raman效應進行合理使用，進而將放大的效果彰顯出來，這樣一個高功率的激發(fā)光源在其中是絕對不能缺少的。能夠由激光發(fā)源的波長來決定光放大的波段，這是其中最為顯著的優(yōu)點所在，并且這種放大器有著分布式的特點，將光纖中的信號能夠有效的降低下來，這樣對傳輸信號時的非線性效應能夠有效的降低下來，但是也有一定的不足之處，即為存在功率較高的激光發(fā)射源，并且還有較為昂貴的價格。

4結(jié)語

篇7

摘要：本文針對光纖通信技術的發(fā)展及趨勢展開研究，分別介紹了光纖通信技術的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，以及光纖通信技術的發(fā)展趨勢，對一些先進的光纖通信技術進行了介紹。

關鍵詞：光纖通信技術發(fā)展歷史現(xiàn)狀發(fā)展趨勢

1、導言

目前，在實際運用中相當有前途的一種通信技術之一，即光纖通信技術已成為現(xiàn)代化通信非常重要的支柱。作為全球新一代信息技術革命的重要標志之一，光纖通信技術已經(jīng)變?yōu)楫斀裥畔⑸鐣懈鞣N多樣且復雜的信息的主要傳輸媒介，并深刻的、廣泛的改變了信息網(wǎng)架構(gòu)的整體面貌，以現(xiàn)代信息社會最堅實的通信基礎的身份，向世人展現(xiàn)了其無限美好的發(fā)展前景。

自上世紀光纖通信技術在全球問世以來，整個的信息通訊領域發(fā)生了本質(zhì)的、革命性的變革，光纖通信技術以光波作為信息傳輸?shù)妮d體，以光纖硬件作為信息傳輸媒介，因為信息傳輸頻帶比較寬，所以它的主要特點是:通信達到了高速率和大容量，且損耗低、體積小、重量輕，還有抗電磁干擾和不易串音等一系列優(yōu)點，從而備受通信領域?qū)I(yè)人士青睞，發(fā)展也異常迅猛。

2、光纖通信技術的發(fā)展歷史總結(jié)

近十幾年來，光纖通信技術有了長足的進展，其中的新技術也不斷被發(fā)掘，大大提高了傳統(tǒng)意義上的通信能力，這使得光纖通信技術在更大的范圍內(nèi)得到了應用。

光纖通信技術是指把光波作為信息傳輸?shù)妮d波，以光纖作為信息傳輸?shù)拿浇?，將信息進行點對點發(fā)送的現(xiàn)代通信方式。光纖通信技術的誕生及深入發(fā)展是信息通信史上一次重要的改革。光纖通信技術從理論提出到工程領域的技術實現(xiàn)，再到今天高速光纖通信的實現(xiàn)，前后經(jīng)歷了幾十年的時間。

上世紀六十年代開始的光纖通信技術最開始起源于國外，當時研制的光纖損耗高達400分貝/千米，后來，英國標準電信研究所提出，在理論上光纖損耗能夠降低到20分貝/千米，然后，日本緊接著研制出通信光纖的損耗是100分貝/千米，康寧公司基于粉末法研制出了損耗在20分貝/千米以下的石英光纖，到最近的摻鍺石英光纖的損耗降低至0.2分貝/千米，已經(jīng)接近了石英光纖理論上提出的損耗極限。

由以上光纖通信技術的發(fā)展歷程，可以把光纖通信技術分為大致五個階段，即850納米波段的多模光波，到1310納米多模光纖，到1310納米單模光纖，再到1550納米單模光纖，最后是長距離進行傳輸?shù)墓饫w通信技術。

3、光纖通信技術的現(xiàn)狀研究

(1)光纖通信技術中的波分復用技術。即WDM，充分利用了單模光纖低損耗區(qū)的優(yōu)勢，獲得了大的帶寬資源。波分復用技術基于每一信道光波的頻率和波長不同等情況出發(fā)，把光纖的低損耗窗口規(guī)劃為許多個單獨的通信管道，并在發(fā)送端設置了波分復用器，將波長不同的信號集合到一起送入單根光纖中，再進行信息的傳輸，而接收端的波分復用器把這些承載著多種不同信號的、波長不同的光載波再進行分離。

（2)光纖通信技術中的光纖接入技術。光纖接入網(wǎng)技術是信息傳輸技術的一個嶄新的嘗試，它實現(xiàn)了普遍意義上的高速化信息傳輸，滿足了廣大民眾對信息傳輸速度的要求，主要由寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡和用戶接入兩部分組成。其中后者起著更為關鍵的作用，即FTTH(意思是光纖到戶)，作為光纖寬帶接入的最后環(huán)節(jié)，負責完成全光接入的重要任務，基于光纖寬帶的相關特性，為通信接收端的用戶提供了所需的不受限制的帶寬資源。

4、光纖通信技術的發(fā)展趨勢

下面介紹在未來將會大有發(fā)展的幾種光纖通信技術，如下圖1所示。

（1）光接入網(wǎng)通信技術的更進一步發(fā)展?，F(xiàn)存技術上的接入網(wǎng)依舊是雙絞線銅線的連接，仍然是原始的、落后的模擬系統(tǒng)，而網(wǎng)絡中的光接入技術的應用使其成為了全數(shù)字化的，且高度集成的智能化網(wǎng)絡。

光接入網(wǎng)通信技術所要達到的主要目標有:最大程度的使維護費用得到降低，故障率得到明顯下降;可以用于新設備的開發(fā)和新收入的不斷增加;與本地網(wǎng)絡相結(jié)合，達到減少節(jié)點數(shù)目和擴大覆蓋面范圍的目的;通過光網(wǎng)絡的建立，為多媒體時代的到來做好準備;另外，可以最大化的利用光纖本身的一些優(yōu)勢特點。

（2）光纖通信技術中光傳輸與交換技術的融合一光接入網(wǎng)通信技術的后延?；谏鲜龉饨尤刖W(wǎng)通訊技術的成熟發(fā)展，網(wǎng)絡的核心架構(gòu)己經(jīng)得到了翻天覆地的改變，并正在日新月異的變化發(fā)展著，在交換和傳輸兩方面來講也都早已進行了好幾代的更新。光接入網(wǎng)技術和光輸與交換技術的融合技術，前者較后者在技術應用上有了一些技術上改進，從而也就提高了全網(wǎng)的往前的進一步有效發(fā)展，但此項技術相對來講仍不成熟。

（3）新一代的光纖在光纖通信技術中的應用。傳統(tǒng)意義上的G.652單模光纖已經(jīng)在長距離且超高速的傳送網(wǎng)絡發(fā)展中表現(xiàn)出了力不從心的缺點，新一代光纖的研發(fā)己成為當今務實之需，它也構(gòu)成了新一代網(wǎng)絡基礎設施建設工作的一個重要組成部分。在目前普遍需求的干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的背景下，基于不同的發(fā)展需要，己經(jīng)發(fā)展出了兩種新一代光纖一非零色散光纖和全波光纖。

篇8

隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對電力的需求日益增長，同時對供電的可靠性和供電質(zhì)量提出了更高的要求。配網(wǎng)饋線自動化是配網(wǎng)系統(tǒng)提高供電可靠性最直接有效的技術手段之一。在近幾年國家加大了對城網(wǎng)和農(nóng)網(wǎng)的改造，國內(nèi)各大供電局對配電網(wǎng)自動化的投入也在加大。在配網(wǎng)自動化實現(xiàn)的過程中，我們發(fā)現(xiàn)通信問題是一個難點問題。在此，僅就光纖通信在配網(wǎng)自動化方面的應用談一點認識和體會。

2配電網(wǎng)自動化對通信的要求

同調(diào)度SCADA系統(tǒng)一樣，配電自動化系統(tǒng)也需要一個有效的通信網(wǎng)，同時他有自己的特點：終端數(shù)量極多。配網(wǎng)系統(tǒng)擁有眾多的開閉所、配電變壓器、柱上斷路器，要對這些設備進行監(jiān)控就需要許多FTU和TTU，同時這些FTU隨配電設備安裝，地域分布廣，通訊節(jié)點分散。

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的規(guī)模、復雜程度和自動化程度決定了通信系統(tǒng)應滿足下述要求：

(1)可靠性：

配網(wǎng)系統(tǒng)的通信設備有很多暴露在室外，環(huán)境惡劣，因此必須能夠抵御高溫、低溫、日曬、雨淋、風雪、冰雹和雷電等自然環(huán)境的侵襲。同時，盡量避免各種電磁干擾，保證長期穩(wěn)定可靠地工作，并要求在線路停電時，通信系統(tǒng)仍能正常工作。

(2)經(jīng)濟性：

考慮到配電網(wǎng)系統(tǒng)的總體經(jīng)濟效益，通信系統(tǒng)的投資不應過大，力爭充分利用現(xiàn)有的主網(wǎng)通信資源，進行主、配網(wǎng)整體規(guī)劃，避免重復投資。

(3)尋址量大：

通信系統(tǒng)不僅要考慮目前及未來的數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，還要考慮系統(tǒng)升級的要求。

(4)雙向通信：

配網(wǎng)自動化要實現(xiàn)遙測、遙信、遙控功能，就必須要求具有雙向通信能力。

(5)容易操作和免維護。

根據(jù)以上的要求，伴隨著光纖價格的下降，目前，光纖通信正廣泛地應用于電力系統(tǒng)。

3光纖通信

自激光器和低損耗光纖問世以來，光纖通信系統(tǒng)以其技術、經(jīng)濟上無可比擬的優(yōu)越性而迅速崛起，并風靡全球。該系統(tǒng)是以光纖為傳輸介質(zhì)，以光為載波信號傳遞信息的通信系統(tǒng)，應用的光波波長為1.0～1.μm靘，整個系統(tǒng)由電端機、光端機、光纜和中繼器構(gòu)成。光纖可分為單模光纖(SMF)、多模光纖(MMF)、長波長低射散光纖(LMF)、保偏光纖(PMF)及塑料光纖(POF)等很多種；常用的為單模和多模光纖，多模光纖就是傳輸多個光波模式，而單模光纖只傳輸一個光波模式。單模光纖比多模光纖傳輸距離長，目前一般地，光信號在多模光纖內(nèi)可傳6km左右，在單模光纖內(nèi)可傳30km。因此，單模光設備的價格要高于多模光設備。實用的光纖通常都是由多根光纖、加強芯、保護材料、固定材料等組合成光纜構(gòu)成的傳輸線。

光纖MODEM可完成光信號與數(shù)字信號之間的相互轉(zhuǎn)換。光纖MODEM一般有一個以上的數(shù)據(jù)口用以傳遞同步或異步信號。通信速率可達到2Mbps或更高，配網(wǎng)常用的通信速率一般為同步N×64K或異步19200bps以下。故足以滿足配網(wǎng)通信的需要，光纖MODEM的連接示意圖如下：

另外，還有一種光纖MODEM具有雙環(huán)自愈功能。這一功能使通信的可靠性大大增強。其功能示意圖如圖2所示：

圖2(I)中，A，B，C三點是通過自愈光MODEM實現(xiàn)的雙環(huán)網(wǎng)，若在D點發(fā)生故障，則如圖2(II)所示，光路在A站和C站愈合(環(huán)回)，使通信不受影響，同時向主站發(fā)出相應的告警及定位信號，使維修人員及時修復故障段光纜。

4光纖通信的特點

光纖通信具有通信容量大，衰減小，不怕雷擊，抗電磁干擾、抗腐蝕、保密性好、可靠性高、敷設方便等優(yōu)點，不過投資費用相對較高，尤其對于城區(qū)內(nèi)直埋式電纜線路的光纖敷設，施工費用將更大。

5光纖通信在配電網(wǎng)上的實現(xiàn)方案

光纖通信的組網(wǎng)方式非常靈活，可以構(gòu)架成星型、鏈型、樹狀、網(wǎng)狀、單纖網(wǎng)、雙纖網(wǎng)、環(huán)上多分支、多環(huán)相交、多環(huán)相切等各種拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡。

根據(jù)配電自動化系統(tǒng)的特點，光纖網(wǎng)通常需組成環(huán)型網(wǎng)，并與計算機局域網(wǎng)連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。常用的組網(wǎng)方式如圖3所示。

圖3中：“S”表示網(wǎng)絡服務器，“W1、W2、Wn”表示工作站，“b”表示變電所，“k”表示開閉所，“T”表示配電變壓器。

實際工程設計中，充分考慮到電力通信專網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)的復雜性，SDH傳輸系統(tǒng)可以采用多達126個E1(2M口)全交叉連接和雙主光環(huán)+多光分支的設計思想?；緲?gòu)架為1～3個SDH／STM-1雙纖自愈環(huán)相交或相切，而且在需要時，可通過更換光卡的方式在線升級為SDH／STM-4。如果局調(diào)度中心局域網(wǎng)位于網(wǎng)絡地理中心，建議設計為相切環(huán)，以調(diào)度中心為切點，如圖4所示；如果局調(diào)度中心局域網(wǎng)偏離網(wǎng)絡地理中心，建議設計為相交環(huán)，由于調(diào)度中心不在交點，為了環(huán)間可靠轉(zhuǎn)接，各環(huán)相交至少兩點，互為保護路由，如圖5所示。

篇9

在DPSK光纖通信系統(tǒng)中，發(fā)射機主要由差分編碼器、激光源、MZ調(diào)制器組成，接收機則包括MZ干涉儀、平衡檢測器和一個電低通濾波器，傳輸媒介由一段或多段光纖組成，在每個中繼站有一個光放大器用來補償光纖的傳輸損耗，本文使用前置補償?shù)姆椒?。DPSK傳輸系統(tǒng)的模型如圖1至3所示。DPSK調(diào)制碼型為占空比為67%的RZ-DPSK（CSRZ-DPSK）碼，原始信號用40Gb/s的偽隨機二進制序列表示。系統(tǒng)工作波長為1550nm，傳輸距離為1200km，傳輸鏈路由15個環(huán)路段組成，每個環(huán)路段包括一段80km的單模光纖（SMF）和一段17km的色散補償光纖（DCF），使色散得到完全補償。SMF的前置摻餌光纖放大器（EDFA）用于補償環(huán)路段的衰減，并規(guī)定SMF的入纖光功率為4dB，DCF的前置EDFA規(guī)定DCF的入纖光功率為0dB，EDFA的噪聲指數(shù)為4dB，電濾波器為四階低通濾波器，截止頻譜為32GHz。

2.仿真結(jié)果分析

2.1調(diào)制格式的色散容限我們用眼圖張開度代價衡量不同調(diào)制格式對色散效應的容限。測量調(diào)制格式的色散容限時，所采用的傳輸鏈路與圖1稍有不同，只保留一段80km的SMF光纖，SMF光纖的參數(shù)設置中，去掉非線性效應和偏振模色散效應。保持光纖長度不變，通過改變SMF中色散系數(shù)的大小，測量接收信號的眼圖和背靠背信號眼圖，計算眼圖張開度代價（EOP）。EOP與色散值關系曲線如圖4所示。通過比較達到規(guī)定EOP時所允許的最大色散值，可對比圖中四種調(diào)制格式的色散容限。由圖4可以看出，在40Gb/s的單信道光傳輸系統(tǒng)中，各種調(diào)制格式的色散容限的上升趨勢基本相同，達到2dB眼圖張開度代價時，NRZ信號的色散容限最大，RZ-DPSK信號的色散容限最小。RZ格式相對于NRZ格式，其脈寬較小，頻譜較寬，所以受色散效應的影響比NRZ大。CSRZ-DPSK的頻譜寬度介于NRZ-DPSK和RZ-DPSK之間，所以它的色散容限高于RZ調(diào)制格式。由上面的仿真中知道，在傳輸系統(tǒng)中都必須考慮色散補償，因為普通的SMF每公里的色散值為17ps/nm/km，不管使用哪種調(diào)制格式，不加色散補償時，其傳輸距離只能限制在幾公里內(nèi)[3]。

2.2調(diào)制格式的非線性容限在高速光纖傳輸系統(tǒng)中，非線性效應會導致光纖傳輸特性的劣化，如信噪比降低，信號失真等。對于單信道系統(tǒng)，自相位調(diào)制（SPM）是最主要的非線性效應[4]。搭建一個類似圖1結(jié)構(gòu)的40Gb/s單信道光傳輸系統(tǒng)，傳輸距離為160km。在色散完全補償（不考慮偏振模色散）的情況下，使用SMF和DCF前面的放大器規(guī)定其入纖功率。通過改變SMF的入纖光功率的大?。ㄒ鸸饫w非線性的大小變化），測量受其影響的接收信號眼圖張開度，與背靠背眼圖張開度比較，得到眼圖張開度代價（EOP）。下圖為傳輸距離為160km時，NRZ、NRZ-DPSK、33%RZ-DPSK和CSRZ-DPSK四種調(diào)制格式的眼圖張開度代價隨SMF入纖光功率大小的變化曲線。通過比較達到規(guī)定EOP時所允許的最大SMF入纖光功率，可對比圖中四種調(diào)制格式的非線性容限。從圖中可看出，在40Gb/s的單信道光傳輸系統(tǒng)中，達到2dB眼圖張開度代價時，RZ-DPSK的非線性容限最大；其次是CSRZ-DPSK和NRZ-DPSK；NRZ的非線性容限最小。通過NRZ-DPSK與NRZ兩者的對比，驗證了DPSK的抗非線性性能比NRZ好；通過NRZ-DPSK與RZ-DPSK的對比，驗證了RZ碼型的抗非線性性能比NRZ碼型好。DPSK的非線性容限較高，是因為DPSK調(diào)制格式利用相鄰相位差來傳遞信息，在幅度上采用恒包絡調(diào)制，對于自相位調(diào)制（SPM），恒包絡調(diào)制每個碼元功率均分，所以產(chǎn)生的非線性相移基本一致，在接收端相鄰碼元之間的相位差保持不變，所以SPM對DPSK調(diào)制格式的影響比較小[5]。

傳輸距離的增加會造成非線性效應的累積，導致信號惡化，誤碼率增高。特別是在長距離傳輸系統(tǒng)中，ASE噪聲功率隨著光放大器數(shù)目的增多而增大，G-M效應（非線性相位噪聲）對傳輸信號的干擾也越來越大，降低了信號的最大傳輸距離。為了進一步驗證DPSK格式和OOK格式的非線性容限，我們研究了各種調(diào)制格式的接收性能和傳輸距離的關系。從圖中可以看出，在40Gb/s長距離傳輸中，RZ-DPSK的Q值最高，其次是CSRZ-DPSK和NRZ-DPSK，而NRZ最低。隨著傳輸距離的增加，四種調(diào)制格式的接收性能都呈下降趨勢，NRZ格式在800km時Q值已在5dB以下，因此在長距離傳輸當中一般不采用NRZ，而DPSK有較高的非線性容限，在長距離傳輸系統(tǒng)中明顯比傳統(tǒng)的強度調(diào)制格式有優(yōu)勢，因而得到了廣泛的應用。在基于DPSK的調(diào)制格式中，RZ-DPSK具有較好的非線性容限，因而能更好地抑制非線性相位噪聲的影響，所以能傳輸更遠的距離。

3.結(jié)語

篇10

本工程利用35KV輸變電工程的桿塔，采用ADSS電力專用自承式8～16芯光纜落地到各個閘房，按照要求進行光纜接續(xù)工作，配備傳輸網(wǎng)絡設備解決干渠沿渠自動化的通訊問題。其中4～12芯作為傳輸主干光纜，4芯作為沿渠各個自動化站點的交換設備的級聯(lián)光纜。光纜進入閘站機柜后，使用小型光纜終端盒接續(xù)，采用FC型耦合器以及FC型尾纖進行連接。同時配置一定數(shù)量的FC－LC和FC－FC跳纖，供設備之間互連和光纜纖芯的跳接使用。南干渠傳輸網(wǎng)為工程區(qū)SDH傳輸骨干網(wǎng)一部分，分為鞏留段和察縣段兩部分。骨干網(wǎng)主要由專用電力線路伴行的OPGW光纜、ADSS光纜線路及分布在電廠、變電站內(nèi)的光傳輸設備組成，采用中興通訊的ZXMPS320設備組成保護環(huán)網(wǎng)，傳輸容量為622M。鞏留段閘房利用沿線電廠和變電所內(nèi)安裝傳輸系統(tǒng)，將臨近閘房網(wǎng)絡設備匯接至變電所網(wǎng)絡設備后與S320傳輸設備相連，通過傳輸網(wǎng)絡實現(xiàn)與指揮調(diào)度中心進行互聯(lián)。察縣段傳輸系統(tǒng)根據(jù)環(huán)網(wǎng)需求設置海努克變電站核心結(jié)點一個，采用2.5G的ZXMPS330設備將整個工程區(qū)傳輸骨干網(wǎng)連接至數(shù)據(jù)網(wǎng)絡控制調(diào)度中心。下設四個分支節(jié)點，端站節(jié)點使用中興通訊155M的ZXMPS200設備進行組網(wǎng)，其余閘站通過以太網(wǎng)技術連接至分支節(jié)點，從而完成對所有閘站水情、閘門自動化控制、視頻監(jiān)控、內(nèi)部電話的應用。為保證察縣段傳輸可靠性，在核心節(jié)點和端節(jié)點架設環(huán)形保護網(wǎng)。南干渠傳輸網(wǎng)拓撲圖見圖1。干渠傳輸設備均為中興通訊模塊化設備，采用系統(tǒng)主板+插板的架構(gòu)，根據(jù)需要選配STM－16、STM－4、STM－1光接口和E1接口與各節(jié)點傳輸設備進行互聯(lián)對接［2］。根據(jù)業(yè)務需要，配備FE端口以提供對MSTP應用的支持，其中4端口FE的業(yè)務板采用虛擬局域網(wǎng)的模式，選1個FE端口給管理區(qū)域網(wǎng)絡使用，選1個FE端口給控制區(qū)域網(wǎng)絡使用;6端口FE的業(yè)務板采用透傳模式，其FE端口只給控制區(qū)域網(wǎng)絡使用。重要單板都配置了1+1熱備份，網(wǎng)管使用中興通訊網(wǎng)元級網(wǎng)管ZXONME300實現(xiàn)對一個網(wǎng)絡上所有ZXMP系列傳輸設備的實時管理。

2網(wǎng)絡系統(tǒng)設計

南干渠數(shù)據(jù)網(wǎng)絡是依托自身的SDH傳輸系統(tǒng)為通信平臺，利用SDH技術采用全套Cisco的系列設備，包括交換、路由、安全等設備，建設了工程區(qū)專網(wǎng)，采用CiscoSolarwinds網(wǎng)管系統(tǒng)進行專網(wǎng)內(nèi)的統(tǒng)一網(wǎng)管，通過以太網(wǎng)方式承載工業(yè)控制、閘門監(jiān)控、視頻監(jiān)控、語音通訊等數(shù)據(jù)傳輸。根據(jù)傳輸網(wǎng)絡的架構(gòu)，南干渠海努克變電站是工程區(qū)622M傳輸環(huán)網(wǎng)的一個重要節(jié)點，同時與指揮調(diào)度中心伊寧市基地通過2.5G帶寬實現(xiàn)兩地傳輸之間的互聯(lián)，因此在伊寧基地設置1臺帶三層路由功能思科中檔模塊化4503交換機，此交換機滿配端口高達116個10/100/1000M自適應端口，帶三層路由功能［3］。在海努克變電站配置1臺Cisco2821路由器，實現(xiàn)南干渠察縣段各閘站網(wǎng)絡設備的匯集，同時提供不同VLAN間路由交換的作用。配置1臺WS－C2960G－24TC－L千兆交換機，提供主機或終端的網(wǎng)絡接入;配置1臺山石網(wǎng)科公司千兆級SA－2010防火墻設備，實現(xiàn)控制區(qū)域網(wǎng)絡與管理區(qū)域網(wǎng)絡之間的邏輯隔離，同時提供對控制區(qū)域服務器的安全防護作用。南干渠鞏留段變電站采用Cisco2811路由器+(WS－C2960G－24TC－L)交換機配置，其余閘站配置IE3000交換機設備。察縣段分支節(jié)點配置Cisco2811路由器+IE3000交換機，其余閘站均配置IE3000交換機。網(wǎng)絡拓撲圖見圖2。不同路由器通過SDH傳輸系統(tǒng)以MSTP組網(wǎng)方式實現(xiàn)互聯(lián)，組建各節(jié)點局域網(wǎng)。在有光端設備的節(jié)點，路由器通過100M以太網(wǎng)口與SDH傳輸設備的以太網(wǎng)接口相連，通過MSTP技術將多個2M電路捆綁到一起，以實現(xiàn)路由器之間的高帶寬和平滑帶寬連接。這種組網(wǎng)方式不需要中心節(jié)點的路由器具有很高的2M端口密度，從而減少設備的成本投入。在各閘站交換機與其上級管理交換機之間，采用Trunk方式進行互聯(lián)，這樣可以將各閘門監(jiān)控點上VLAN信息透傳到上級交換機上。為了保證控制系統(tǒng)的帶寬不被監(jiān)控系統(tǒng)擠占，在路由器上運行QOS。

3網(wǎng)絡安全設計

根據(jù)應用的分類，南干渠在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡上建立工業(yè)控制區(qū)域、視頻監(jiān)控區(qū)域、語音通訊區(qū)域3個相對獨立的區(qū)域，這3個區(qū)域在數(shù)據(jù)交換機上有各自相對應的VLANID和IP地址。在各分支節(jié)點，均采用路由器+交換機的方式，組建各節(jié)點局域網(wǎng)，安全設計采用單臂路由二層Vlan技術將不同的安全區(qū)域隔離開，使各安全區(qū)域間的相互通信必須經(jīng)過路由器，這樣就可以在路由器上采用ACL過濾技術，實現(xiàn)各安全區(qū)域間的安全。因此，區(qū)域間的邏輯隔離是由交換設備利用VLAN技術實現(xiàn)，區(qū)域間的互通是由路由設備實現(xiàn)，這樣在路由設備上通過相應的訪問控制策略，可以自由的限制區(qū)域間的互通。同時，通過路由器也起著隔離廣播的作用。網(wǎng)絡示意圖見圖3。

4結(jié)論