光纤通信论文范文

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（一）普通光纤

普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展，光中继距离和单一波长信道容量增大，G.652.A光纤的性能还有可能进一步优化，表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合ITUTG.654规定的截止波长位移单模光纤和符合G.653规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。

（二）核心网光缆

我国已在干线(包括国家干线、省内干线和区内干线)上全面采用光缆，其中多模光纤已被淘汰，全部采用单模光纤，包括G.652光纤和G.655光纤。G.653光纤虽然在我国曾经采用过，但今后不会再发展。G.654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量，它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤，不采用光纤带。干线光缆主要用于室外，在这些光缆中，曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构，目前已停止使用。

（三）接入网光缆

接入网中的光缆距离短，分支多，分插频繁，为了增加网的容量，通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中，由于管道内径有限，在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量，是很重要的。接入网使用G.652普通单模光纤和G.652.C低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用，目前在我国已有少量的使用。

（四）室内光缆

室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。并目还可能用于遥测与传感器。国际电工委员会(IEC)在光缆分类中所指的室内光缆，笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在中心局或其他电信机房内，布放紧密有序和位置相对固定。综合布线光缆布放在用户端的室内，主要由用户使用，因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。

（五）电力线路中的通信光缆

光纤是介电质，光缆也可作成全介质，完全无金属。这样的全介质光缆将是电力系统最理想的通信线路。用于电力线杆路敷设的全介质光缆有两种结构：即全介质自承式(ADSS)结构和用于架空地线上的缠绕式结构。ADSS光缆因其可以单独布放，适应范围广，在当前我国电力输电系统改造中得到了广泛的应用。ADSS光缆在国内的近期需求量较大，是目前的一种热门产品。

二、光纤通信技术的发展趋势

对光纤通信而言，超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标，而全光网络也是人们不懈追求的梦想。

（一）超大容量、超长距离传输技术波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量，在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛，目前1.6Tbit/的WDM系统已经大量商用，同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用(OTDM)技术，与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同，OTDM技术是通过提高单信道速率来提高传输容量，其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。

仅靠OTDM和WDM来提高光通信系统的容量毕竟有限，可以把多个OTDM信号进行波分复用，从而大幅提高传输容量。偏振复用（PDM）技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零（RZ）编码信号在超高速通信系统中占空较小，降低了对色散管理分布的要求，且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散（PMD）的适应能力较强，因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。

（二）光孤子通信。光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲，由于它在光纤的反常色散区，群速度色散和非线性效应相互平衡，因而经过光纤长距离传输后，波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信，在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。

光孤子技术未来的前景是：在传输速度方面采用超长距离的高速通信，时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE，光学滤波使传输距离提高到100000km以上；在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。当然实际的光孤子通信仍然存在许多技术难题，但目前已取得的突破性进展使人们相信，光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系统中，有着光明的发展前景。

（三）全光网络。未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段，也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍采用电器件，限制了目前通信网干线总容量的进一步提高，因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。

全光网络以光节点代替电节点，节点之间也是全光化，信息始终以光的形式进行传输与交换，交换机对用户信息的处理不再按比特进行，而是根据其波长来决定路由。

目前，全光网络的发展仍处于初期阶段，但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看，形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层，建立纯粹的全光网络，消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势，更是未来信息网络的核心，也是通信技术发展的最高级别，更是理想级别。

三、结语

光通信技术作为信息技术的重要支撑平台，在未来信息社会中将起到重要作用。虽然经历了全球光通信的“冬天”但今后光通信市场仍然将呈现上升趋势。从现代通信的发展趋势来看，光纤通信也将成为未来通信发展的主流。人们期望的真正的全光网络的时代也会在不远的将来到来。

参考文献：

[1]辛化梅、李忠，论光纤通信技术的现状及发展[J].山东师范大学学报（自然科学版），2003，（04）

[2]毛谦，我国光纤通信技术发展的现状和前景[J].电信科学,2006,(8).

[3]王磊、裴丽，光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息，2006，（4）：59-60.

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光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。光纤从提出理论到技术实现和今天的高速光纤通信也不过几十年的时间。从国外的发展历程我们可以看出，20世纪60年代中期，所研制的最好的光纤损耗在400分贝以上，1966年英国标准电信研究所高锟及Hockham从理论上预言光纤损耗可降至20分贝/千米以下，日本于1969年研制出第一根通信用光纤损耗为100分贝/千米，1970年康宁公司(Corning)采用“粉末法”先后获得了损耗低于20分贝／千米和4分贝/千米的低损耗石英光纤，1974年贝尔实验室(Bell)采用改进的化学汽相沉积法制出性能优于康宁公司的光纤产品。到1979年，掺锗石英光纤在1.55千米处的损耗已经降到0.2分贝/千米，这一数值已经十分接近由Rayleigh散射所决定的石英光纤理论损耗极限。

目前国内光纤光缆的生产能力过剩，供大于求。特种光纤如FTTH用光纤仍需进口，但总量不大，国内生产光纤光缆价格与国际市场没有差别，成本无法再降，已经是零利润，在国际市场没有太强竞争力，出口量很小。二十年来的光技术的两个主要发展，WDM和PON，这两个已经相对比较成熟。多业务传输发展平台两个方面，一方面是更有效承载以太网业务、数据业务，另一方面是向业务方面发展。AS0N的现状是目前的系统只是在设备中，或是在网络中实现了一些功能，但是一些核心作用还没有达到。

二、光纤通信技术的趋势及展望

目前在光通信领域有几个发展热点即超高速传输系统、超大容量WDM系统、光传送联网技术、新一代的光纤、IPoverOptical以及光接入网技术。

（一）向超高速系统的发展

目前10Gbps系统已开始大批量装备网络，主要在北美，在欧洲、日本和澳大利亚也已开始大量应用。但是，10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感，而已经铺设的光缆并不一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求，需要实际测试，验证合格后才能安装开通。它的比较现实的出路是转向光的复用方式。光复用方式有很多种，但目前只有波分复用(WDM)方式进入了大规模商用阶段，而其它方式尚处于试验研究阶段。

（二）向超大容量WDM系统的演进

采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽，然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用率低于1％，还有99％的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一级光纤上传送，则可大大增加光纤的信息传输容量，这就是波分复用(WDM)的基本思路。基于WDM应用的巨大好处及近几年来技术上的重大突破和市场的驱动，波分复用系统发展十分迅速。目前全球实际铺设的WDM系统已超过3000个，而实用化系统的最大容量已达320Gbps(2×16×10Gbps)，美国朗讯公司已宣布将推出80个波长的WDM系统，其总容量可达200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。实验室的最高水平则已达到2.6Tbps(13×20Gbps)。预计不久的将来，实用化系统的容量即可达到1Tbps的水平。

（三）实现光联网

上述实用化的波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量，但基本上是以点到点通信为基础的系统，其灵活性和可靠性还不够理想。如果在光路上也能实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能的话，无疑将增加新一层的威力。根据这一基本思路，光光联网既可以实现超大容量光网络和网络扩展性、重构性、透明性，又允许网络的节点数和业务量的不断增长、互连任何系统和不同制式的信号。

由于光联网具有潜在的巨大优势，美欧日等发达国家投入了大量的人力、物力和财力进行预研，特别是美国国防部预研局(DARPA)资助了一系列光联网项目。光联网已经成为继SDH电联网以后的又一新的光通信发展。建设一个最大透明的、高度灵活的和超大容量的国家骨干光网络，不仅可以为未来的国家信息基础设施(NJJ)奠定一个坚实的物理基础，而且也对我国下一世纪的信息产业和国民经济的腾飞以及国家的安全有极其重要的战略意义。

（四）开发新代的光纤

传统的G.652单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势，开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。目前，为了适应干线网和城域网的不同发展需要，已出现了两种不同的新型光纤，即非零色散光(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤)。其中，全波光纤将是以后开发的重点，也是现在研究的热点。从长远来看，BPON技术无可争议地将是未来宽带接入技术的发展方向，但从当前技术发展、成本及应用需求的实际状况看，它距离实现广泛应用于电信接入网络这一最终目标还会有一个较长的发展过程。

（五）IPoverSDH与IpoverOptical

以lP业务为主的数据业务是当前世界信息业发展的主要推动力，因而能否有效地支持JP业务已成为新技术能否有长远技术寿命的标志。目前，ATM和SDH均能支持lP，分别称为IPoverATM和IPoverSDH两者各有千秋。但从长远看，当IP业务量逐渐增加，需要高于2．4吉位每秒的链路容量时，则有可能最终会省掉中间的SDH层，IP直接在光路上跑，形成十分简单统一的IP网结构(IPoverOptical)。三种IP传送技术都将在电信网发展的不同时期和网络的不同部分发挥自己应有的历史作用。但从面向未来的视角看。IPoverOptical将是最具长远生命力的技术。特别是随着IP业务逐渐成为网络的主导业务后，这种对JP业务最理想的传送技术将会成为未来网络特别是骨干网的主导传送技术。

（六）解决全网瓶颈的手段一光接入网

近几年，网络的核心部分发生了翻天覆地的变化，无论是交换，还是传输都己更新了好几代。不久，网络的这一部分将成为全数字化的、软件主宰和控制的、高度集成和智能化的网络，而另一方面，现存的接入网仍然是被双绞线铜线主宰的(90％以上)、原始落后的模拟系统。两者在技术上存在巨大的反差，制约全网的进一步发展。为了能从根本上彻底解决这一问题，必须大力发展光接入网技术。因为光接入网有以下几个优点：（1）减少维护管理费用和故障率；（2）配合本地网络结构的调整，减少节点，扩大覆盖；（3）充分利用光纤化所带来的一系列好处；（4）建设透明光网络，迎接多媒体时代。

参考文献：

[1]赵兴富，现代光纤通信技术的发展与趋势.电力系统通信[J].2005(11):27-28.

[2]韦乐平，光纤通信技术的发展与展望.电信技术[J].2006(11):13-17.

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①光纤通信系统耗损较低，尤其是石英光纤的耗损更低，基本不会超过0.2dB/km，正是因为其耗损极低，因此其中继距离较长，拿石英光纤来说，其最远的中继距离能够超过200km，如果是非石英极低耗损光纤，那么中继距离会得到进一步的提高，利用损耗低的特点进行海底通信电缆的铺设，能够有效降低成本，并保证通信系统的安全可靠。②光纤通信系统不会受到串音和电磁干扰，光波在传输过程中都处于光缆当中，因而不会出现泄漏，就算在弯道出现泄漏，其泄出量也极低，对此可以以消光剂来保存光波，而且光缆中有很多的光纤，因此不会受到串音干扰，极大程度保障了数据的安全。而光纤自身的绝缘属性能够使其避免电磁干扰。③光纤通信系统的频带较宽，能够实现大容量的通信，就目前而言光纤能够使用的带宽值能够达到50000GHz，使用一对光纤能够完成近三万多的电话传输，同时对于宽频带信息的传输有重要的价值。④使用光纤能够减少对金属材料的过多使用，光纤主要的材料为石英，这种材料的储存量巨大，同电缆则主要使用资源量较小的铜。除此以外光纤还具有较高的抗腐蚀能力，但是也存在机械强度不高、质地脆的缺陷，连接时的技术要求高，对于弯曲的半径也有严格的控制。

2远方监控系统

沅陵远方集控计算机监控系统采用北京中水科技有限公司开发的全开放、分层分布式H9000V4.0系统由一（两）套数据采集服务器群、两台操作员站、一台工程师站、一台培训工作站、一台语音报警站、一台报表服务器、两台远动工作站、一台厂内通信工作站（用于基地内通信）和两台Ⅰ区核心交换机组成。集控侧监控系统同样采用双冗余配置并与电厂侧监控系统在功能上完全对等且互为备用，形成一套完整的监控系统。沅陵基地监控网通过PTN及光纤直连两个1000Mb不同的通信通道与凤滩厂区的监控计算机系统通信，预留1000MbSDH通道为应急冷备用通道，形成完整监控网，控制以沅陵基地的系统为主，前方的系统备用，实施远程监视与控制。根据电监会安全[2006]34号文《电监会关于主机加固的规定》，电厂监控系统等关键应用系统的主服务器，以及网络边界处的通信网关、WEB服务器等，应该使用安全加固的操作系统，采用专用软件强化操作系统访问控制能力。故本期共配置了5套操作系统加固软件以满足系统安全防护的要求。远方监控系统没有采用传统的规约打包式传输方式，而采取沅陵调度大楼控制终端直接与电厂侧现地控制单元通讯的“直采直送”方式，将远程控制、采集延时控制在5ms以内，满足国家电网公司对智能化电厂的数据及时性要求。同时采用双中心冗余配置对时系统，凤滩主站、沅陵从站，确保系统时钟一致性（如图1~2）。

3系统光纤通信案例分析

远方集控SDH建设采用NEC的U-NODE设备，建设内容如下：沅陵：沅陵基地配置1套NECU-NODEWBM设备，配置2块L-16.2光板分别对凉水井变和凤滩后方，1块L-1.2光板对凤滩前方，1块GBEM板和1块FEH板。凤滩：由于凤滩后方NECU-NODEBBM设备主框插槽已满，无法新上2.5Gb/s光板，因此本工程在凤滩后方NECU-NODEBBM设备上配置1个EXT16（2.5Gb/s）扩展（含2块PSW板的更换）子框和1块L-16.2光板，以及1块FEH板。凉水井变：凉水井220kV变现有NECU-NODEWBM设备。

4试验调试

调度软交换系统试验调试工作从2012年12月30日开始，完成了系统功能试验与网络可靠性试验。经过一段时间的试运行，系统各项性能稳定。PTN设备2013年1月22日由由湖南省电力公司信息通信公司信息通信运维中心组织，使用专业网络测试工具Smartbits600B网络性能分析仪对PTN传输通道性能进行测试（详见凤滩电厂沅陵基地至后方机房网络传输通道测试报告）。并与SDH设备的性能进行了比较，从数据上说明了PTN设备在以太网的传输效率高于SDH设备。整体试验达到前期方案要求，没有出现漏项缺项情况，试验数据可靠真实。通过联调试验，检验了SDH、PTN通道的可靠性，二次防护网、调度数据网的稳定性，检测了PTN及调度数据网等系统各项切换的延时及稳定性，试验数据满足要求，SDH、PTN、二次防护网、调度数据网已具备正式投运条件。

5结束语

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集成光电子器件近年来随着光纤通信技术的广泛利用而得到了极大的发展，由部分走向集成化已经成为其可预期的发展趋势。32x32、64x64的MEMS光开关现在已经逐步实现了商用化，而兼具组装光电子器件和直接集成光电子器件的PLC平面光波导线路也正处于投入试用阶段。各种家庭，办公用满足高清要求的显示终端也正在大规模推行中。以高清数字电视为例，我国国家广播电视总局在2000年公布了关于HDTV的行业标准，采用1125/50/2：1格式，通常表达为1920/1080/50i格式。而高清数字电视的水平清晰度可以分为绝对清晰度和相对清晰度两种。水平方向上实际显示的线条（黑白线条）数量便是绝对清晰度，通常由于电视画面宽度与高度尺寸的不同，会导致水平方向能容纳相对而言更多的像素数量，而为了两个方向上可以用相同方法来表示其清晰度，通常会将水平方向的显示线条数量用以乘上画面的宽高比，从而得到其“电视线”。等离子显示器的选择应该区分专业工程用和民用的产品，用于高清晰多媒体高清电视会议用的专业工程等离子显示器的优势在于接口类型非常丰富，插槽式的设计使得其适用的接口类型更加广泛，此外RGBHV、AVI接口通常只有专业工程等离子显示器才有，所以高清晰多媒体应用与电视会议办公通常会采用专业工程用等离子显示器。

而高清晰多媒体应用之一的电视会议的投影机选择则需要满足物理分辨率在1920×1080p，不通过转换可以实现画面比例16：9，亮度高于3000ANSI；RGBHV、VGA分量，HDMI、DVI分量，串行控制接口RS232等都应该具备。而工程类投影机长时间使用所显示出的稳定性极佳，因此一般会选择工程类投影机。

二、技术需求分析光交换技术

由于光纤通信将光作为载体，要将其用于高清晰多媒体领域，需要解决的首要问题便是传输与光交换。其传输损耗因为使用的介质的改变而大大降低，使得传输问题不再那么棘手。光交换技术主要包括了光分组的产生技术，光分组后再生技术，光分组缓存技术等。而其最主要的目的是为各个端口提供光通道或是无限传输方式，以支持各类型数据的传输。而如今已经实现的光突发交换技术将DWDM技术所扩展的带宽进行了充分利用，可以不经由光电相互转化而直接实现“T比特级别光路由器”，为实现高清晰多媒体数据的传输提供了可能性。

光纤接入技术正是由于高清晰多媒体领域对于高质量视频通信媒体业务和高速数据通信的需求，使得光纤接入技术得以被关注，进而得以实现。光纤接入技术的优势在于其极大程度地降低了故障发生的频率，进而降低了维护费用与使用成本，促进了新设备的不断研发与升级。人民生活水平的日益提高，使其无法再满足于以往传统接入方式的传输速度，高清晰多媒体成为其竞相追逐的对象，而其费用的低廉使其适用度逐步拓展，所以光纤接入技术必将是光纤通信技术在高清晰多媒体领域应用与发展的必然趋势。

波分复用技术光纤传输容量的爆炸式膨胀正是得益于波分复用技术。以光波的不同波长作为低损耗窗口信道划分的重要依据，在其划分完毕之后，再用波分复用器将光载波再一次合并，进而在光纤通道中完成传输，最后在到达接收端时用复用器再将光波进行分离，这样便实现了在一个光纤中多路光信号的传输过程。这样的一个过程使得传输信息容量得到了极大扩展，大量复杂数据的传输在极短的时间内就可以完成，正符合高清晰多媒体的需求。

三、光纤通信技术在高清晰多媒体领域的发展展望

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1.1电力通信的主要方式

电力通信的主要方式主要就是以下这几个方面。首先是通过电力线载波来进行通信，这种通信方式主要就是用来输送工频电流，在通信的过程中，通过将各种信息用载波机来转换成高频的弱电流，然后在利用相应的电力线路来进行传输，这种通过电力线载波的通信方式的传输通道一般可靠性比较高，并且性价比也要高，同时这种电力通信方式还能够与电网建设同步，因此这是目前的一种主要电力通信方式。其次就是光纤通信，这种通信方式是一种新型的通信方式，但因为这种通信方式的各种优点，使得这种通信技术在诞生之后，就受到了电力部门的广泛应用，并且取得了巨大的发展。最后还有其它的一些传统通信方式，比如说明线电话以及音频电缆等，这些都是电力通信中的主要方式。

1.2电力通信网的特点

电力通信网的主要特点就是，电力通信网与其它的公用网相比有更高的可靠性与灵活性，因为电力通信网一般都是比较先进的通信技术，所以电力通信网相对于其他的一些电力通信系统而言具有需要优点，比如说电力通信网能够传输更多的信息、同时传输的种类也相当要复杂，通过电力通信网在传输信息的过程中还能够保持很强的时效性。同时电力通信网还具有很强的耐“冲击”性，通过电力通信还能够传输更为广泛的范围。

2.光纤通信技术在电力通信中应用的必要性

2.1电力通信系统的网络结构相对复杂

在整个电力通信系统，需要用到许多不同种类的通信设备，而设备与设备之间连接方式以及信息的转换方式也不一样，从而造成了整个电力通信系统的网络结构非常的复杂。比如说电力通信系统中的中继线传输、用户线的延伸等线路，还有载波设备与微波设备之间的转接等设备之间的信息转换，同时整个电力通信系统中的通信手段也非常的多。因此在这样的一种情况下，就使得整个电力通信系统的网络构成要非常的复杂。所以利用光纤通信技术应用到电力通信中非一项非常有必要的举措。

2.2电力通信系统中的信息传输量小

电力通信系统在运行的过程中，电力通信系统的传输信息量相对较少，但同时要求要有非常强的时效性。在电力通信系统中，传输信息的过程中需要继电保护信号以及话音信号，并且电力通信系统要有电力负荷监测信息，包括各种图像信息与数字信息等，虽然在整个电力通信系统中，这些信息的量不是很大，但失效性却越好保证，因此同样需要应用光纤通信技术[3]。

2.3电力通信系统要求具备更高的可靠性

与灵活性如今随着社会经济的发展，人们对电力系统的依赖性越来越高，并且电力系统也已经成为了人们生活与工作的基础，这就要求电力供应系统拥有更高的稳定性。因此同时也就要求电力通信系统在工作的过程中，不容许出现各种间断或者是突变的现象，这就要求整个电力通信系统要具备更高的灵活性以及可靠性，同时因为光纤通信技术就具备了非常高的灵活性与可靠性，所以在电力通信系统中应用光纤通信技术有很高的必要性。

2.4电力通信系统要求具备更高的抗冲击性

对于整个电力通信系统而言，要想让电力通信保持长期稳定的工作，电力通信系统还需要具备另外一个要求，那就是电力通信系统要求具备更高的抗冲击能力。因为正电力通信系统的联系非常的紧密，因此一旦某一个地方出现了突发性的故障，就会对对很大范围内的通信造成影响，从而对整个通信造成很大的压力并造成很大的损失。因此在这样的一种情况下，电力通信系统一定要具备更高的抗冲击能力，而光纤通信技术就具备了非常高的抗冲击能力，所以说在电力通信系统中应用光纤通信技术是非常有必要的。

3.光纤通信技术在电力通信中的应用

光纤通信技术作为一种新型的通信技术，却能够在非常短的时间内得到广泛的应用，其主要的原因就是应为光纤通信技术所具备的优点，光纤通信技术具有非常强的抗电磁干扰能力也就是抗冲击能力，同时光纤通信技术还具有传输容量大与传输衰耗小等多种优点，因此这种技术在诞生之后就在电力通信系统中得到了广泛的应用，并迅速取得了巨大的发展。如今在电力通信系统中，除了普通光纤之外，还诞生了许多特种光纤，各种性能的光纤在电力通信系统中都得到了广泛的应用。比如说光纤复合底线（OPGW）、光纤复合相线（OPPC）以及全介质乘光缆（ADSS）等多种光纤，下面将主要介绍我国目前在电力通信系统中应用最多的几种光纤[4]。

3.1光纤复合地线

光纤复合地线（OPGW）是我国目前在电力通信系统中应用最为广泛的一种光纤，这种光纤复合地线也可以叫做地线复合光缆或者是光纤架空地线等，这种光纤通信技术是在电力传输线路的地线中包含了通信所使用的光纤单元，也就是光纤。这种光纤通信技术在电力通信系统的使用过程中，可靠性非常的高，基本上不需要去维护，但这种光纤通信技术的投入成本非常的高，因此这种光纤通信最好是在新建线路或者是旧线路中需要更换底线的使用最合适。采用这种光纤通信的主要功能有两个方面，第一个方面是使用这种光纤通信技术能够作为整个输电线路中的防雷线，对输电导线有很好的保护作用，能够提高其抗冲击性能。第二个方面就是能够通过复合在地线中的光纤来实现所有的信息传输，这种光纤复合地线能够将架空地线以及光缆综合起来[5]。光纤复合地线除了了具备各种光学性能之外，对架空地线的机械与电气性能也能够满足，因此这种光纤通信技术也就能够在所有的架空地线中使用，同时在工作运行的过程中，光纤单元还被放在了保护管内，对光纤有一个很好的保护作用，因此也就提高了整个电力通信过程中可靠性以及安全性，并且这种光纤复合地线在安装的过程中也不需要特殊安装工具。一般常见的光纤复合地线主要有三种结构，分别是铝管型、铝骨架型以及钢管性。光纤复合地线的发展对我国的电力通信通信系统而言有非常重要的意义，因为在电力通信系统中采用这种电力通信系统能够将电力系统中输电容量进一步提高，同时还能够让我国的架空线实现超高压化以及高自动化。尤其是对于我国目前的电力系统现状，因为我国的地域非常的辽阔，因此也就导致了我国的电力传输路线非常的广，需要大量的使用超高压架空线来输送电力，因此这种光纤通信技术在将来一定能够得到更大应用发展。

3.2光纤复合相线

在我国的电力通信系统中，有些地方可能不需要架空地线，但是在电力通信系统中的相线是一定要的，因此在传统的相线结构中加入相应的光纤，就能够将光纤通信技术应用到电力通信系统中去，从而形成了光纤复合相线，这种光纤复合相线与光纤复合地线虽然在结构上有些相似，但是这两种光纤通信技术在原则上却完全不一样。光纤复合相线主要是利用电力通信系统本身的线路资源，从而让整个电力通信系统中的频率资源、线路以及电磁兼容性等各个方面都保持协调，这中光纤通信技术也是如今的一种新型通信光缆。光纤复合相线一开始是在一些发达国家使用的，主要是将光纤复合相线用在150KV的电力系统中，如今这种光纤通信技术已经能够在更高的电压系统中开始应用了。如今在我国的电力通信系统中，35KV以下的线路中一般都是用三相电力系统来进行传输，而通信方式则一般还是采用传统的方式来进行传输，而将光纤通信技术应用进来之后，一般都是将光纤复合相线来代替三相电力系统的一相，让光纤复合相线与其它的两相来组成三相电力系统，这样在整个电力通信系统中，就不需要在另外架设通信线路了，并且能够大大提升电力通信系统的传输质量与数量[6]。光纤复合相线在设计的过程中，主要就是参照了光纤复合地线与三相电力系统来进行设计的，而在光纤复合相线在具体的施工过程中，需要将相线中的光纤单元单独的分离出来，其中主要运用了光纤的接续技术以及光电子的分离技术，因此就要求光纤复合相线在施工的过程中要有一个独特的接线盒，目前我国在这一方面已经取得了一定的进展。

3.3全介质自承光缆

全介质自承光缆（ADDS）在我国的电力通信系统也已经得到了非常广泛的使用，这中光纤通信技术一般是在220KV、110KV以及35KV的电压输电线进行使用的，而且这种光纤通信技术一般是在一些已经建设好的线路上进行使用的。这种光纤通信技术的出现，能够让我国的电力部门实现直接的高压输电线杆搭建自己的通信网络，这种光纤通信技术能够在各种环境下实现架空敷设。这种光纤通信的出现，大大的推动了我国电力通信系统的发展。如今是一个数据通信发展非常迅速的时代，电力部门在应用了这项光纤通信技术之后，不仅能够满足自身的通信需求，而且还能够开设出新的通信业务。其主要的原因就是因为这种全介质自承光缆具有非常高的光纤传输性能以及光缆机械性能，并且这种全介质自承光缆还具有很好的环境性能，在施工的时候还能够与其它的高压电力传输线路一起进行铺设，主要是因为这种光纤通信技术在传输强电场环境中，光缆的传输信号不会受到任何的干扰，抗干扰的能力特别强，因此这就成为了电力通信中的一种非常有效且方便的传输方式。全介质自承光缆之所以会有这些优点，其组成的材料一般都是非金属材料，并且这种光缆的外套也是由聚乙烯或者是耐电痕的外套组成的，全介质自承光缆在设计的过程中，充分的考虑了我国电力线路的实际情况，因此能够在各种高压输电线路中使用，并且在具体的应用中，也要根据具体的情况来选择合适的外护套，比如说在10KV与35KV的输电线路中，就需要采用聚乙烯外护套。同时在光缆设计的过程中，还考虑了各种外界环境的变化对光缆的影响，比如说风速、温度以及雨雪等因素，因此这种光纤通信技术还具有很强的抗冲击性能，并且在施工的过程中也非常的方便。

4.电力光纤通信网的组网技术

4.1波分复用技术

在电力系统中应用光纤通信技术是我国电力通信行业在时展中需要，而电力光纤通信网的组网技术其中一项非常中的技术，其中波分复用技术就是一种典型的电力光纤通信网的组网技术。这种技术主要是将许多不同波长的光信号复合到同一根光纤上，也是一种再传输技术，这种技术主要是根据光波的波长将光纤的低损耗窗口进行划分，然后将光波当成是信号的载波，就能够将不同波长的信号合并在一起，在一根光纤中同时进行传输，然后在信号的接受端，将合并起来的波长进行分开，这样就能够在一根光纤中实现多种信号的传输，而将两个方向相反的信号在不同的波长中进行传输，就能够在同一根光纤中实现双向传输。同时波分复用技术也可以根据波峰之间的间隔不同，而形成密集波分复用技术以及粗波分复用技术。

4.2同步数字技术

同步数字技术组成的同步数字体系是一种有集复接、交换以及线路传输为一体的信息传输网络。在同步数字信号中，主要是为数字信息提供一定的等级，然后通过相应的技术将低等级的同步数字技术转换成高等级的同步数字技术。在将各种信息传输实现同步的时候，就能够大大的提升网络的传输速度，从而增加网络的利用率。在同步数字技术中，主要的特点就是将光纤通信技术中的复接以及分接技术进行了简化，这样就能够提升网络的灵活性以及可靠性，而且在整个同步数字体系中，还带有一套自我保护的体系，这就使得这种同步数字技术在所使用的过程中，能够达到很高的可靠性。因此同步数字技术不仅能够将电力通信的传输能力提升上去，而且还能够将为整个电力通信系统提供很高的安全性。

5.结语

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在获取网络及光纤区域网络上的模块与元器件的应用需要上存在这一定的差异，DWDM技术不是其中主要的发展方向和趋势。由于现阶段大多数的获取网和区域网距离高层次的发展程度上还有很大的距离，需要的一些传输频率普遍较低。比如，早已经确定出了现阶段非常热门的1Gb/s、OpticalEthernet标准，对于传输网络只能够单一频道的传输速率或者骨干的传输方式上，区域网络的传输方式上都已经能够很好的给予满足。

2光纤通信的被动元器件和模块技术分析

解多工器和DWDM光波长多工是光纤通信被动元器件和模块当中最为基本的器具所在，将一些不同的波长光分开到不同的光纤当中或是向着同一个光纤中合并，这就是解多工和多工两种形式。因为有较小的间距存在于DWDM频道之间，一般的时候会维持在100GHz或者50GHz。对于这种多工/解多工的任务，只有平头、陡裙、窄频的滤波器才能够予以胜任。可以对多种类型的技术进行使用，来将这种波长多工/解多工器制作出来，主要涵盖着阵列光波导元器件、传统绕射式光栅、光学镀膜、全光纤式元器件等。其中现阶段最为成熟的技术即为光学镀膜式的波长多工/解多工器。在光学镀膜式解多工器/波长多工中，光学镀膜式滤镜是关键的元器件之一。要将和要求相符合的DWDM滤镜制作出来，一定要确保有一百层存在于镀膜的层数当中，按照四分之一的波长来对每层的厚度进行确定，为了能够达到陡群和平头的要求，要对三个共振的空腔结构进行使用。并且最为重要的是要非常准确的确定出每层的厚度，需要有准确及时的厚度监控装置存在于制作当中。阵列式光波导元器件为制作DWDM波长多工/解多工器的第二种有效方式。在第一段结合处通过了入射光之后，由于绕射的作用，进而向着中间的阵列光波导中分布的入射，通过阵列光波导，光向着另一端中传导，不同变化率的线性相位改变会存在于不同频率的光中，在改变了这种线性相位之后，在第二段的结合处将会令不同频率的光在输出端的某一光波导中会重新的聚集。其中所谓的阵列天线就是其中的主要原理所在，在控制阵列波导的基础上，辐射光的方向对中盐阵列光波导的长度变化率和波导的间距能够适当的去选择，这样就会有定值的频道存在于频道的间距当中，这样在输出端的光波导阵列中就能够刚好聚焦入射进去，进而对DWDM多解工和多工的功能上能够很好的给予实现。全光纤式的元器件为第三种对DWDM解多工器/波多长工进行制作的方法，同时，又有两种大的种类存在于这类元器件中：串接光纤干涉仪式元器件和光纤光栅式元器件。在光纤的核心中，直接产生作用，对于一些周期性折射系数的光栅可以用UV光感器直接的感应出来，对布拉格绕射的作用上进行利用，能够将窄频发射式滤波器直接的制作出来。但是，由于是在一维光纤里面存在的一种反射式的滤波器，这样就很难分开入射光和其中的反射光，这样就需要对光纤干涉仪和旋光器的架构进行使用，不然光的损耗在其中就会非常的大。针对串接光纤干涉仪式的元器件，在对具有周期性穿透频谱的滤波器进行制作的过程中，对串接式光纤干涉仪进而就能够非常直接的进行使用，对光纤干涉仪两臂的长度借助适当的选择方式，对平头、陡群和窄频的要求上进而能够很好的给予完成。

3模块技术及光纤通信主动元器件

在模块和主动元器件方面，有这样几个重要的内容存在于具体的发展中：光传接模块技术、光放大器技术、选频激光、可调频激光、表面辐射激光技术等。光通信用激光光源的一种技术方式中就包括着表面辐射激光。因为存在着较短的共振箱，这样对单纵模的输出上就能够很好的给予完成，因此，窄频宽在其中是允许存在的；能够利用垂直的方式来发射输出光，因此对on-wafertest能够进行应用；因为存在着较为对称的辐射光模态，因此，向光纤中的耦合就能够非常容易的予以实现。因为存在这上述的一些特征，不管是构造的具体成本，还是元器件的在具体制程，和边射型激光比较起来都会非常的低。因此，造成边射型激光被用于短距离高速率的资料传输连接，被850nm的VESEL完全取代了。但是，现阶段还没有非常成熟的产品存在于长波长VESEL当中，因此，边射型激光还是该通信波段的核心所在。现阶段掺铒光纤放大器仍为光放大器的主要技术方式所在，可以是在L-band，也可以是在C-band上面，可以是拥有动态增益控制或者平坦化的复杂光放大器次系统。低成本是半导体光放大器的主要优点所在，但是，因为存在着较短的载子生命周期，因此，有着较大的非线性效应存在于其中，这样对很多波长不适合同时来进行放大。但是，在处理一些非线性信号的时候却非常的适用，集中3R技术就是其中的典型代表，就是将直接高速的信号直接的应用到光学层当中。Raman光放大器为另一种形式的放大器，这种类型的放大器就是对光纤的Raman效应进行合理使用，进而将放大的效果彰显出来，这样一个高功率的激发光源在其中是绝对不能缺少的。能够由激光发源的波长来决定光放大的波段，这是其中最为显著的优点所在，并且这种放大器有着分布式的特点，将光纤中的信号能够有效的降低下来，这样对传输信号时的非线性效应能够有效的降低下来，但是也有一定的不足之处，即为存在功率较高的激光发射源，并且还有较为昂贵的价格。

4结语

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摘要：本文针对光纤通信技术的发展及趋势展开研究，分别介绍了光纤通信技术的发展历史和现状，以及光纤通信技术的发展趋势，对一些先进的光纤通信技术进行了介绍。

关键词：光纤通信技术发展历史现状发展趋势

1、导言

目前，在实际运用中相当有前途的一种通信技术之一，即光纤通信技术已成为现代化通信非常重要的支柱。作为全球新一代信息技术革命的重要标志之一，光纤通信技术已经变为当今信息社会中各种多样且复杂的信息的主要传输媒介，并深刻的、广泛的改变了信息网架构的整体面貌，以现代信息社会最坚实的通信基础的身份，向世人展现了其无限美好的发展前景。

自上世纪光纤通信技术在全球问世以来，整个的信息通讯领域发生了本质的、革命性的变革，光纤通信技术以光波作为信息传输的载体，以光纤硬件作为信息传输媒介，因为信息传输频带比较宽，所以它的主要特点是:通信达到了高速率和大容量，且损耗低、体积小、重量轻，还有抗电磁干扰和不易串音等一系列优点，从而备受通信领域专业人士青睐，发展也异常迅猛。

2、光纤通信技术的发展历史总结

近十几年来，光纤通信技术有了长足的进展，其中的新技术也不断被发掘，大大提高了传统意义上的通信能力，这使得光纤通信技术在更大的范围内得到了应用。

光纤通信技术是指把光波作为信息传输的载波，以光纤作为信息传输的媒介，将信息进行点对点发送的现代通信方式。光纤通信技术的诞生及深入发展是信息通信史上一次重要的改革。光纤通信技术从理论提出到工程领域的技术实现，再到今天高速光纤通信的实现，前后经历了几十年的时间。

上世纪六十年代开始的光纤通信技术最开始起源于国外，当时研制的光纤损耗高达400分贝/千米，后来，英国标准电信研究所提出，在理论上光纤损耗能够降低到20分贝/千米，然后，日本紧接着研制出通信光纤的损耗是100分贝/千米，康宁公司基于粉末法研制出了损耗在20分贝/千米以下的石英光纤，到最近的掺锗石英光纤的损耗降低至0.2分贝/千米，已经接近了石英光纤理论上提出的损耗极限。

由以上光纤通信技术的发展历程，可以把光纤通信技术分为大致五个阶段，即850纳米波段的多模光波，到1310纳米多模光纤，到1310纳米单模光纤，再到1550纳米单模光纤，最后是长距离进行传输的光纤通信技术。

3、光纤通信技术的现状研究

(1)光纤通信技术中的波分复用技术。即WDM，充分利用了单模光纤低损耗区的优势，获得了大的带宽资源。波分复用技术基于每一信道光波的频率和波长不同等情况出发，把光纤的低损耗窗口规划为许多个单独的通信管道，并在发送端设置了波分复用器，将波长不同的信号集合到一起送入单根光纤中，再进行信息的传输，而接收端的波分复用器把这些承载着多种不同信号的、波长不同的光载波再进行分离。

（2)光纤通信技术中的光纤接入技术。光纤接入网技术是信息传输技术的一个崭新的尝试，它实现了普遍意义上的高速化信息传输，满足了广大民众对信息传输速度的要求，主要由宽带的主干传输网络和用户接入两部分组成。其中后者起着更为关键的作用，即FTTH(意思是光纤到户)，作为光纤宽带接入的最后环节，负责完成全光接入的重要任务，基于光纤宽带的相关特性，为通信接收端的用户提供了所需的不受限制的带宽资源。

4、光纤通信技术的发展趋势

下面介绍在未来将会大有发展的几种光纤通信技术，如下图1所示。

（1）光接入网通信技术的更进一步发展。现存技术上的接入网依旧是双绞线铜线的连接，仍然是原始的、落后的模拟系统，而网络中的光接入技术的应用使其成为了全数字化的，且高度集成的智能化网络。

光接入网通信技术所要达到的主要目标有:最大程度的使维护费用得到降低，故障率得到明显下降;可以用于新设备的开发和新收入的不断增加;与本地网络相结合，达到减少节点数目和扩大覆盖面范围的目的;通过光网络的建立，为多媒体时代的到来做好准备;另外，可以最大化的利用光纤本身的一些优势特点。

（2）光纤通信技术中光传输与交换技术的融合一光接入网通信技术的后延。基于上述光接入网通讯技术的成熟发展，网络的核心架构己经得到了翻天覆地的改变，并正在日新月异的变化发展着，在交换和传输两方面来讲也都早已进行了好几代的更新。光接入网技术和光输与交换技术的融合技术，前者较后者在技术应用上有了一些技术上改进，从而也就提高了全网的往前的进一步有效发展，但此项技术相对来讲仍不成熟。

（3）新一代的光纤在光纤通信技术中的应用。传统意义上的G.652单模光纤已经在长距离且超高速的传送网络发展中表现出了力不从心的缺点，新一代光纤的研发己成为当今务实之需，它也构成了新一代网络基础设施建设工作的一个重要组成部分。在目前普遍需求的干线网和城域网的背景下，基于不同的发展需要，己经发展出了两种新一代光纤一非零色散光纤和全波光纤。

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随着国家经济的发展和人民生活水平的提高，人们对电力的需求日益增长，同时对供电的可靠性和供电质量提出了更高的要求。配网馈线自动化是配网系统提高供电可靠性最直接有效的技术手段之一。在近几年国家加大了对城网和农网的改造，国内各大供电局对配电网自动化的投入也在加大。在配网自动化实现的过程中，我们发现通信问题是一个难点问题。在此，仅就光纤通信在配网自动化方面的应用谈一点认识和体会。

2配电网自动化对通信的要求

同调度SCADA系统一样，配电自动化系统也需要一个有效的通信网，同时他有自己的特点：终端数量极多。配网系统拥有众多的开闭所、配电变压器、柱上断路器，要对这些设备进行监控就需要许多FTU和TTU，同时这些FTU随配电设备安装，地域分布广，通讯节点分散。

配网自动化系统的规模、复杂程度和自动化程度决定了通信系统应满足下述要求：

(1)可靠性：

配网系统的通信设备有很多暴露在室外，环境恶劣，因此必须能够抵御高温、低温、日晒、雨淋、风雪、冰雹和雷电等自然环境的侵袭。同时，尽量避免各种电磁干扰，保证长期稳定可靠地工作，并要求在线路停电时，通信系统仍能正常工作。

(2)经济性：

考虑到配电网系统的总体经济效益，通信系统的投资不应过大，力争充分利用现有的主网通信资源，进行主、配网整体规划，避免重复投资。

(3)寻址量大：

通信系统不仅要考虑目前及未来的数据传输的需要，还要考虑系统升级的要求。

(4)双向通信：

配网自动化要实现遥测、遥信、遥控功能，就必须要求具有双向通信能力。

(5)容易操作和免维护。

根据以上的要求，伴随着光纤价格的下降，目前，光纤通信正广泛地应用于电力系统。

3光纤通信

自激光器和低损耗光纤问世以来，光纤通信系统以其技术、经济上无可比拟的优越性而迅速崛起，并风靡全球。该系统是以光纤为传输介质，以光为载波信号传递信息的通信系统，应用的光波波长为1.0～1.μm靘，整个系统由电端机、光端机、光缆和中继器构成。光纤可分为单模光纤(SMF)、多模光纤(MMF)、长波长低射散光纤(LMF)、保偏光纤(PMF)及塑料光纤(POF)等很多种；常用的为单模和多模光纤，多模光纤就是传输多个光波模式，而单模光纤只传输一个光波模式。单模光纤比多模光纤传输距离长，目前一般地，光信号在多模光纤内可传6km左右，在单模光纤内可传30km。因此，单模光设备的价格要高于多模光设备。实用的光纤通常都是由多根光纤、加强芯、保护材料、固定材料等组合成光缆构成的传输线。

光纤MODEM可完成光信号与数字信号之间的相互转换。光纤MODEM一般有一个以上的数据口用以传递同步或异步信号。通信速率可达到2Mbps或更高，配网常用的通信速率一般为同步N×64K或异步19200bps以下。故足以满足配网通信的需要，光纤MODEM的连接示意图如下：

另外，还有一种光纤MODEM具有双环自愈功能。这一功能使通信的可靠性大大增强。其功能示意图如图2所示：

图2(I)中，A，B，C三点是通过自愈光MODEM实现的双环网，若在D点发生故障，则如图2(II)所示，光路在A站和C站愈合(环回)，使通信不受影响，同时向主站发出相应的告警及定位信号，使维修人员及时修复故障段光缆。

4光纤通信的特点

光纤通信具有通信容量大，衰减小，不怕雷击，抗电磁干扰、抗腐蚀、保密性好、可靠性高、敷设方便等优点，不过投资费用相对较高，尤其对于城区内直埋式电缆线路的光纤敷设，施工费用将更大。

5光纤通信在配电网上的实现方案

光纤通信的组网方式非常灵活，可以构架成星型、链型、树状、网状、单纤网、双纤网、环上多分支、多环相交、多环相切等各种拓扑结构的网络。

根据配电自动化系统的特点，光纤网通常需组成环型网，并与计算机局域网连接，实现数据共享。常用的组网方式如图3所示。

图3中：“S”表示网络服务器，“W1、W2、Wn”表示工作站，“b”表示变电所，“k”表示开闭所，“T”表示配电变压器。

实际工程设计中，充分考虑到电力通信专网拓扑结构的复杂性，SDH传输系统可以采用多达126个E1(2M口)全交叉连接和双主光环+多光分支的设计思想。基本构架为1～3个SDH／STM-1双纤自愈环相交或相切，而且在需要时，可通过更换光卡的方式在线升级为SDH／STM-4。如果局调度中心局域网位于网络地理中心，建议设计为相切环，以调度中心为切点，如图4所示；如果局调度中心局域网偏离网络地理中心，建议设计为相交环，由于调度中心不在交点，为了环间可靠转接，各环相交至少两点，互为保护路由，如图5所示。

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1.1保护方式

本工程光缆线路系统具备保护倒换功能，选用的SDH自愈环结构为：2纤单向通道保护环。该结构环网由2根光纤组成,其中一根用于传输业务信号,称主用光纤,另一根用于保护,称备用光纤。基本原理采用1+1的保护方式,1+1保护方式的保护系统和工作系统在发送端两路信号是永久相连的，接收端则从收到的两路信号中择优选取。优点:双发选收,实现简单,倒换速度快,因不使用自动保护倒换(APS)协议,倒换时间一般小于30ms。

1.2组网方案

蒲石河电站厂内光纤通信网包括8个光纤通信站和站址之间的光缆线路，8个光纤通信站的地点分别为交通洞口中控楼、地下厂房、500kV开关站、66kV施工变电所、下水库大坝集控楼、下水库进/出水口、上水库进/出水口、王家街生活区。光纤设备的配置和连接。蒲石河抽水蓄能电站厂内光纤通信网8个光纤通信站内的光纤通信设备皆采用SDH155系列设备，双光接口配置，光接口类型为L-1.1，8个光纤通信站内共11套光传输设备，皆配置相应数量的2M接口的电支路，并分别配置2个10M/100M以太网接口，各站皆配置相应数量的智能PCM设备，每个智能PCM设备内部包含所有时隙的全交叉矩阵，可与同类型设备联合组网。各通信站设备数量为交通洞口中控楼配置3套一体化光端机，3套智能PCM设备，1套综合配线系统，500kV开关站配置2套一体化光端机，1套智能PCM设备，1套综合配线系统，其余6个通信站皆各配置1套一体化光端机，1套智能PCM设备，1套综合配线系统。本厂内光纤通信网设置1套网络管理系统，1条公务联络信道。

1.3厂内光缆线路

蒲石河电站厂内光纤通信网8个光纤通信站之间的光缆线路，站址之间的光缆线路路由分别为交通洞口中控楼至地下厂房，地下厂房至500kV开关站，500kV开关站至66kV施工变电所，66kV施工变电所至下水库大坝集控楼，下水库大坝集控楼至交通洞口中控楼，交通洞口中控楼至下水库进/出水口，500kV开关站至上水库进/出水口，交通洞口中控楼至王家街生活区，线路总长约为15km。除交通洞口中控楼至下水库进/出水口段是直埋式光缆线路外，其余各段皆为架空敷设或沿电缆架敷设ADSS光缆或阻燃防鼠光缆线路。本系统光缆芯数由计算机监控系统、厂用保护、状态监测、消防火警、通风、通信、视频、局域网、综合数据网、电力系统通信和预留光纤组成。结合本系统特点，采用ITU-T简易的G.652光纤，工作波长为1310nm，有利于提高系统传输质量、降低光缆成本。

2主要设备的选择

2.1一体化光端机

本工程采用中兴通讯股份有限公司生产的ZXMPS200与ZXMPS330光端机设备进行通信网络的组建。利用ZXMP系列设备具备交叉能力强、可以在一个子架内实现多方向光信号优势，在一套ZXMP系列设备实现多个逻辑网元，逻辑网元可以是ADM、TM、REG类型，实现大容量业务上下，便于各类业务管理。利用ZXMP系列设备强大的升级能力，本工程建设155M速率自愈环，通过更换光板，就可以平滑升级为622Mbit/s速率自愈环。

2.2智能PCM设备

本工程选用的智能PCM设备的型号为：BX10。该系统以大容量交叉连接矩阵为核心，集成了数字/模拟接入、复用、交叉连接、传输功能于同一平台。BX10采用了标准化结构框架，开放式智能总线，结构简单，功能强大。BX10将SDH传输与PCM接入于一体，通过基于PCM技术的综合业务接入平台提供话音，数据及交叉连接(DXC1/0)等业务，将所接入的业务通过复用及交叉等处理后直接进入SDH光口。

3结语

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1.1通过设计Mach-Zehnder调制器的偏置电压可以产生强度和相位调制信号及RZ信号。其工作原理是利用两个平行偏振的调相波合成实现调制功能[2]，其结构如图1所示。在LiNbO3衬底上制造一对平行的条形波导，波导两端各连接一个分支波导，构成调制臂，条形波导的中间和两侧各有一对表面电极。输入的光信号分成两束，分别进入Mach-Zehnder调制器的两个调制臂，对两个调制臂施加电压后，波导的折射率随电压大小而变化，引起附加相移，使得两束光在输出端发生干涉。通过控制施加在调制臂上的电压大小即可实现对光信号的调制。Mach-Zehnder调制器的调制公式如下。式中，Vπ代表调制器工作时光强由最大变为最小所需的开关电压，又称为半波电压。

1.2NRZ码与RZ码光信号的码型分为非归零码和归零码2种。NRZ是占空比为100%的码型，通过对半导体激光器的外调制或直接调制即可产生NRZ码，实现简单。但NRZ码受光纤非线性效应的影响较大，带宽受器件特性的限制，在接收端容易出现误码，仅适于在低速率、短距离的系统中使用。目前，NRZ在光接入网和城域网中应用较为广泛。NRZ码的产生过程如图2所示。RZ码是指占空比小于100%的码型，与NRZ码相比，具有更大的非线性容忍度。根据占空比的不同，RZ码型又可以分为占空比为33%的RZ33、占空比为50%的RZ50及占空比为67%的RZ67。RZ67信号由于抑制了载波，又称载波抑制的归零码（CSRZ：carrier-suppressedreturn-to-zero）。目前，有两种方法产生RZ信号：一种是通过对归零脉冲源与信号的同步来产生RZ信号；另一种是产生NRZ信号后对其进行切割。第二种方法成本较低，且能够产生各种占空比的归零信号，因而应用较为广泛。RZ码由于信号占空比小，脉宽窄，在高速时分复用系统中有很大的优势。图3是RZ码的产生过程。NRZ码频谱宽度较窄，适用于WDM系统。RZ码在一个比特周期内的脉冲宽度较窄，平均光功率低，因而受非线性效应的影响较小，另外对偏振模色散（PMD：polarizationmodedispersion）的容忍度较好，适用于长距离传输系统。

2强度调制技术

强度调制技术采用光信号的振幅作为调制对象，即用有光信号通过代表二进制码元‘1’，无光信号通过代表二进制码元‘0’，因此又称为开关键控（OOK：on-offkeying）调制格式。在发射端，通过强度调制器将电数据信号加载到光载波上，形成强度调制信号。OOK信号有2种生方案：1）采用内调制技术，利用电信号改变激光二极管的注入电流来实现有无光信号的输出，生成‘0’码和‘1’码。2）采用外调制技术，利用电吸收调制器或Mach-Zehnder调制器产生强度调制信号。在接收端，采用直接检测的方案，利用光电探测器将光信号转变成电信号进行抽样判决。设定判决阈值为‘1’码光信号强度的一半，抽样时刻电信号强度大于阈值则判为‘1’码，否则判为‘0’码，从而还原出数据信号。

3相位调制技术

相位调制技术通过调制器将所需要传输的电数据信号调制到光载波的相位上，即用0相位代表二进制码元‘0’，用π相位代表二进制码元‘1’，‘0’码和‘1’码信号的强度相同。在接收端，通过Mach-Zehnder延迟干涉仪将相位信号转变为强度信号进行解调。相位调制技术在接收端普遍采用平衡检测的方式，接收机灵敏度相比强度调制信号提高了一倍，因此相位调制信号可以传输更远的距离。同时，由于接收机判决的阈值电平为零，与接收机输入的光功率无关，因而相位调制信号相比强度调制信号而言，对光功率的变化具有更高的容忍度。此外，由于光功率均匀分布在相位调制信号的每个比特中，因而使得码间串扰所导致的信号失真大大降低。这些优点，使得它在抗噪声方面优于强度调制信号，已逐步取代强度调制信号成为光纤通信系统的主要调制格式。在相位调制格式中，目前应用较广泛的是DPSK和DQPSK，实验室中已经产生了D8PSK信号。

3.1DPSK调制格式DPSK是差分编码的相位调制格式，它利用相邻码元之间的相位变化{0，π}来对载波信号进行调制。若数字信息为“0”，则前后码元的相位保持不变，；若为“1”则前后码元之间的相位差为π。电数据信号首先经过差分预编码再进行相位调制。DPSK信号的发射机和接收机结构如图4所示。在发射端，电数据信号首先经过差分预编码后加载到调制器，将激光器射出的光信号调制成具有0、π相位的信号，式①是调制后的DPSK信号表达式，其中，是预编码后的电信号：①在接收端，采用Mach-Zehnder延迟干涉仪将相位信号变成强度信号解调，延迟干涉仪的延迟时间设为一个比特周期。干涉相加和干涉相减的两路光信号，在平衡探测器中转变成电信号并相减，消去一部分噪声。最后经抽样判决，恢复出输入的数据信号。与强度调制信号不同的是，相位调制信号的判决阈值为0，即无论进入判决器的电信号强度是多少，阈值始终不变，降低了光信号强度扰动对接收机的影响。与OOK信号相比，DPSK具有相同的比特率，但接收端却提高了3dB的灵敏度，在相同的输入功率下可以传输更远的距离。

3.2DQPSK调制格式DPSK调制格式中每个符号仅能携带一个比特，近年来，DQPSK调制格式由于有2bit的容量而逐渐成为研究的热点，并开始被商用。DQPSK又称为差分正交相位调制。与DPSK一样，DQPSK也是差分编码的相位调制格式，它用相邻码元之间的相位差承载信息，每一种相位代表2bit的信息。DQPSK系统如图5所示。输入的电数据信号首先经过串并变换，变成两路电信号，这两路电信号经过差分预编码，加载到DQPSK调制器的两臂，将光信号调制成具有上述4种相位的信号。在接收端，采用两个Mach-Zehnder延迟干涉仪将相位信号变成强度信号，再由两个平衡探测器得到两路电信号进行抽样判决。判决后的两路信号经并串变换后恢复出输入数据。与OOK、DPSK等调制格式相比，DQPSK调制格式具有较窄的频谱宽度和较高的频谱利用率。研究表明，DQPSK信号对光纤的色度色散、非线性及偏振模色散等具有较大的容忍度。

3.3D8PSK调制格式D8PSK也是差分编码的相位调制格式，它利用相邻符号间的相位差。D8PSK信号的发射机和接收机结构如图6所示。D8PSK信号可以通过在DQPSK调制器后再级联一个制深度为π/4的相位调制器产生。将预编码后的两路信号分别加载到并联的两个Mach-Zehnder调制器上，另一路信号延迟1bit后加载到π/4的相位调制器上。在接收端，需要4个Mach-Zehnder延迟干涉仪和4个平衡探测器。将延迟干涉仪的相位延迟分别设定为，前两个延迟干涉仪输出的信号经判决后得到两路信号，后两个延迟干涉仪输出的信号经判决后进行异或得到第三路信号。D8PSK调制格式与DPSK、DQPSK相比，具有更高的比特/符号率，同时非线性效应和PMD的容忍度更高。但由于预编码及调制解调方案相对复杂，目前还处于实验阶段。

4结束语