光电技术应用范文
时间：2023-12-20 17:57:20
导语：如何才能写好一篇光电技术应用，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
光电技术（PhotoelectricTechnology）是一门以光电子学为基础，将光学技术、电子学技术、精密机械及计算机技术紧密结合在一起的新技术，它为获取光子信息或借助光子提取其他信息提供了一种重要手段。它将电子学中的许多基本概念与技术移植到光频段，解决光电信息系统中的工程技术问题。这一先进技术使人类能更有效地扩展自身的视觉能力，将长波延伸到亚毫米波，短波延伸至紫外线、X射线、γ射线，乃至高能粒子，并可在飞秒级的速度下记录超快现象的变化过程。
光电技术的研究内容可以分为光电基础技术和光电信息技术两部分。光电基础技术体系是多门学科为基础，以器件物理技术为依托，如高光电转换效率的太阳能电池、高速低噪的PIN与APD二极管、高像素与高图像质量的CCD与CMOS图像传感器等基础光电器件的研制。光电信息系统技术包括了光电信息的产生、获取、变换、传输、处理和控制等过程。光电技术在现代科技、经济、军事、文化、医学等领域发挥着极其重要的作用，以此为支撑的光电子产业是当今世界各国家争相发展的支柱产业，是竞争激烈、发展最快的信息技术产业的主力军。随着光电技术的迅速发展，半导体激光器、千万像素的CCD与CMOS固体图像传感器、PIN与APD光敏二极管、LED、太阳能电池、液晶显示等在工业与民用领域随处可见，红外成像技术已经广泛应用于军事和工业领域。
光电技术的基本功能是将光学参量或非光学参量进行光电转换，完成工业检测、军事光电对抗、红外探测、控制跟踪等。光电技术在光通信、大容量光存储、生物工程与医学、工业在线检测、危险环境检测、遥测遥感、光纤传感、精密计量、太赫兹波技术等方面有着广泛应用。下面着重介绍光电技术在光电对抗上的应用及发展趋势。
各种基于光电技术的武器系统被应用于现代信息化战争中。在光电武器装备的较量中，出现了一种全新的作战手段，这就是――光电对抗（Electro-opticalCountermeasure）。敌对双方在光波段范围内，利用光电器材和设备，侦查告警光电制导武器和光电侦查设备等光电武器，并实施干扰，使敌方武器降低、削弱或完全丧失作战效能。同时，利用光电器材和设备，从而有效地保护己方光电设备和人员免遭敌方的侦查告警和干扰。光电对抗是技术可以分为光电侦察与反光电侦察、光电干扰与抗光电干扰等，如图1。
1光电侦察
光电侦察（PhotoelectricDetection），主要是搜索、截获、测量、分析、识别以及光电设备测向、定位敌方辐射或散射的光谱信号，以获取敌方光电设备类型、位置、参数、功能、用途，及时提供情报并发出警告。光电侦察分为被动、主动侦察。利用各种光电探测装置截获和跟踪敌方光电装置的光辐射，并加以分析识别，从而获取敌方目标信息情报的一种手段，叫做光电被动侦察（PassiveDetection），如激光告警、红外告警、紫外告警和光电综合告警等。利用敌方光电装备的光学特性而进行的侦察，称为光电主动侦察（ActiveDetection），即向敌方发射光束，再对反射回来的光信号进行探测、分析和识别，从而获得敌方情报，如激光雷达、激光测距机。
2光电干扰（PhotoelectricityInterference）
采取某些技术措施可以破坏或抑制敌方光电设备的正常工作，其称为光电干扰，这种手段同时也可以保护己方目标。光电干扰分为有源干扰（ActiveJamming）和无源干扰（PassiveJamming）两种方式。有源干扰是利用己方光电设备发射或转发敌方光电设备相应波段的光波，对敌方光电装备进行压制或欺骗干扰。如红外干扰机、红外干扰弹、强激光干扰和激光欺骗干扰。无源干扰是利用特制器材或材料，反射（Reflection）、散射（Scattering）或吸收（Absorption）光波能量，或人为改变己方目标的光学特性，使敌方光电装备效能降低或被欺骗而失效，以保护己方目标为目的的一种干扰手段，如烟幕（Smokescreen）、光电隐身（Electro-opticStealthy）和光电假目标。
3反光电侦察
反光电侦察就是抓住光电系统的薄弱环节，使敌方的光电侦察装备无法看见己方的军事设施。主要方法有遮挡和欺骗、伪装与隐身。反光电侦察的具体技术包括烟幕、假目标、伪装（Camouflage）、隐身、摧毁与致盲、编码技术和改变光束传输方向等。
4抗光电干扰
抗光电干扰是在光电对抗环境中为保证己方光频谱而采取的行动。其在己方目标上，通过采取光电防护材料、抗干扰电路等措施，衰减或过滤敌方发射的强激光或其他干扰光波，保护己方设备或作战人员免遭干扰和损伤。它包括反多光谱技术（MultispectralTechnique）、隐身技术、信息融合技术（InformationFusionTechnology）、自适应技术（AdaptiveTechnology）、编码技术、选通技术等。
篇2
【关键词】光电检测;CCD;异性纤维;并条
1.光电检测技术
检测技术在国民经济的各个行业中，起着举足轻重的作用。无论科学研究、产品质量及自动控制都需要检测。光电检测技术是各种检测技术中的重要组成部分。所谓光电检测系统是指对待测光学量或由非光学待测物理量转换成的光学量，通过光电变换和电路处理的方法进行检测的系统。
光电检测为非接触检测，具有无损检测、远距离、抗干扰能力强、受环境影响小、检测速度快、灵敏度高、电路简单、价格低廉、测量精度高等优越性，因而应用十分广泛，尤其在自动化生产，在生产过程的在线检测等方面起到重要作用。特别是近年来，各种新型光电探测器件的出现，以及电子技术和微电脑技术的发展，使光电检测系统的内容愈加丰富，应用越来越广，目前已渗透到几乎所有工业和科研部门，是当今检测技术发展的主要方向。
2.在纺织检测中的应用
随着纺织科技水平的发展，出现了许多新型纺织原料以及各种功能性纺织产品，并且全球经济一体化促使纺织工业的加工自动化水平的提高以及对产品的质量要求都对纺织检测技术提出了更高的要求。
光电检测技术具有无损检测、抗干扰能力强、受环境影响小、检测速度快、灵敏度高、电路简单、价格低廉、测量精度高等优越性，因此光电检测技术是纺织检测的一个重要方面。
2.1 前纺工艺中异性纤维的检测与清除
在棉纺厂中，前纺棉花的洁净度是影响棉纱质量的重要因素之一。实际上，棉包在进入前纺车间前，常混有大量异性纤维，如毛发、羽毛、有色线头和绳头、麻类纤维、人造纤维，甚至还有有色碎布和缎带等。异性纤维混入棉纤维中参与纺织将影响纱线强力，织成布匹后不但影响成品外观，而且影响棉布的抗静电能力。目前纺织厂的处理方法是人工捡除，其缺点不言而喻。可以采用光电检测技术实现对异性纤维的检测和清除工作。棉包中的异性纤维颜色各异，检测装置应选用彩色线阵CCD传感器和特殊的光源来进行光电转换。为使异性纤维便于从棉花中发现，棉花应处于蓬松状态，并且棉块尺寸适中。
为此，该工艺应安排在抓棉机之后的输棉管中进行。具有快速成像能力的CCD传感器一旦发现棉块在某一方位上含有异性纤维，其输出信号经计算机处理后，立即发出指令启动快速阀门自动清除。意大利IOPTEX公司的SORTER、德国TRUTZSCHLER公司的棉结杂质检测装置NEPCONTROL NCT都成功的实现了棉花中异性纤维检测清除过程的全自动进行，无须工人参与，提高了劳动效率。另外，若能将CCD传感器自动检测并清除异性纤维的工序在棉花前纺和纱线络筒时共同配合使用，则效果更佳。纱线络筒时，高速彩色线阵CCD传感器发现纱线中含有异性纤维后，立即启动清纱器予以消除。
2.2 织布车间的成品检验
织布车间的成品检验主要是检查织物的外观质量如：皱褶、疵点等都是评价织物外观质量的重要参数，并根据此参数来评定织物等级。
目前纺织厂中评价织物皱褶主要有两种方法：一种是利用Monsanto褶皱恢复仪测量织物的皱褶恢复角，另一种是利用AATCC实验法将褶皱样品与AATCC标样进行对比评级。
虽然这些方法不叫经济实惠，测量也简单，但由于是凭借人的主观及测量精度等问题，很容易因主观意识而误检，也容易因疲劳而漏检，使得测量结果误差较大。若检验工序采用光电检测技术不仅提高了检测效率而且可避免上述人工操作的缺点。在布面作外观质量检验时，布匹以一定的速度在验布台上移动，当布面上的疵点经过人工光源照射区时，所产生的漫反射光便投射到事先设置的CCD传感器上，只需对传感器输出的电信号进行计算机处理，便可发现疵点的大小、数量和性质并得出布匹所属的等级。当布匹连续出现同类性质的疵点时，还可以通过联网的计算机通知织布车间排除故障。另外，采用CCD-LDS激光位移探测器，可以不受织物颜色、花纹、以及表面色泽的影响来采集织物的信息并在计算机中进行处理，得到的测试精度完全能够满足对织物皱褶的性能的测试要求。
2.3 工艺过程的在线检测与控制
纺织厂的整个生产流程中，许多工艺环节可以利用光点检测技术进行在线检测和控制，前纺车间中的并条工艺，并条以后，熟条的不匀率将直接影响其后续工艺中粗纱和细纱的质量。若将现行的检测手段改用CCD传感器，则可以取得更佳的效果，可以更精确地检测短片段的不匀率。CCD传感器输出信号经计算机处理后还能实时控制生条的喂入速度，以降低熟条的不匀率，间接地也为降低粗纱和细纱的CV值提供了有效保证。
Zellweger公司新推出的6580型纱疵测试条干仪，该仪器的主要工作原理是通过光电检测方式将纱线条干信号转换成相应的电信号，再在计算集中处理数据得到不错的结果。值得指出的是该仪器可将疵点按直内径和长度分成64种不同的类型，并且这些不同类型的长度和直径可以任意设定。这样在一定程度上该仪器包括了条干均匀度仪和纱疵分级仪的主要功能，断并具有更大的灵活性。其次，对特定的疵点可以进行分析。这些特点不仅为科研提供了更多更好的手段，而且对工厂也亏是非常实用的。USTER一4SX条干均匀度仪也采用新型光学传感器测试纱线毛羽、棉籽壳碎片、纱线形状和直径等参数，绘制各种图形。同时具备织物及黑白条纹的效果虚拟功能。
羊毛纤维直径的测定通常采用投影显微仪把纤维样品放大并投影，然后再手工测定。这种方法既费时，劳动强度又很大，然而瑞士Uste公司的OFDA纤维细度仪，采用CCD摄像技术，把经显微镜放大的纤维样品图像输人计算机，由计算机进行图像信息的处理，直接得出最终结果。该仪器能在50秒时间内测定2000-5000根纤维，不仅提高了测试速度，减轻了劳动强度，而且提高了测试的精度。
由此可见操作的自动化，测试结果的数字化、图像化以及检测数据的随机自动处理，已经逐步取代手感目测的传统检测方法，形成了现代纺织检测技术的鲜明特点。
3.结语
从国内外纺织检测技术的发展，可以看到现代科技为传统产业开辟了广泛的前景。过去纺织品主要靠手感目测赖检验，现在要求用先进的检测原理和方法来定量检测，因为手感目测会带来很大的主观性，不同的检测人员在判断上会有差异，同一检测人员在不同条件下或对不同产品的判断也会有差异，影响到工作的可靠性。利用光电检测技术不仅检测结果可靠、数据精确，而且对纺织生产过程的质量加以控制，不仅提升了纺织工业整体的自动化水平，而且提高了纺织产品的质量，增强了国际竞争力。
参考文献
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[2]罗先和，张广军，等.光电检测技术[M].北京航空航天大学出版社，1995.
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[6]柴雅凌.激光检测在纺织工业中的应用[J].国外纺织技术.
篇3
关键词：光电信息 特种设备 节能
1 概述
光电信息技术是由光学、光电子、微电子、超声波、红外线遥感等技术结合而成的多学科综合技术，涉及光信息的辐射、传输、探测以及光电信息的转换、存储、处理与显示等众多的内容。光电信息技术广泛应用于国民经济和国防建设的各行各业。近年来，随着光电信息技术产业的迅速发展，对人们的生产生活提供了更多的便捷，尤其是在特种设备上，更好地提高了其安全性能，包括节能与可操作性。
所谓的特种设备指的是涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器（含气瓶，下同）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施。其中锅炉、压力容器（含气瓶）、压力管道为承压类特种设备；电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施为机电类特种设备。特种设备已经在推动经济的发展中起着不可或缺的作用，但是其也存在一定危险性：
例：2013年6月3日清晨，吉林宝源丰禽业公司发生火灾，本次事故系厂房氨气爆炸引发火灾。从德惠市米沙子镇宝源丰禽业有限公司火灾现场救援指挥部获悉，截至6月10日，共造成121人遇难，76人受伤，直接经济损失1.8亿。
因此特种设备的安全使用已经不止是影响到个人的生命财产健康，更加影响到企业的生存和国民经济的健康发展，本文将从光电信息技术的角度论述其在特种设备上的优势。
2 锅炉上的双色液位计的运用
例：2003年10月23日，长沙市星沙开发区某厂发生一起重大锅炉事故，该厂一台江苏无锡锅炉厂2001年1月生产编号为01015， 直编号为L-02的SHL20-2.45/400-AⅡ双锅筒横置式链条炉排锅炉因缺水干烧造成大面积水冷壁管、对流管、过热器管烧坏，直接经济损失达60余万，因停产等造成的间接损失更是无法估量。
上例的事故最主要的原因则是因为该锅炉水位表面不清晰，水位表阀门无法开启，水位自动控制系统、水位系统失灵，是导致事故发生的重要原因。水位计失灵将会导致司炉工无法了解锅筒内水位变化，在运行中就会发生缺水或满水事故。比如电接点水位计往往存在以下的缺陷：①电接点水位计是分段显示，没有精度可言；②损坏率高，由于电极在水中腐蚀或结垢，一般在半年左右就必须更换。③存在假水位和误报警的现象，锅炉中的水经常处于翻滚状态，水汽混合物对电接点水位计形成误显示和误报警现象。④密封点多，导线多，维护工作量大。双色水位计。相比较之下，锅炉双色液位计，选用优质不锈钢及进口电子元件制造，显示部位采用高亮度LED双色发光管，组成柱状显示屏，通过LED光柱的红绿变化来检测所测液位的高低；显示亮度高，可视距离远，标尺清晰，显示角度大，产品更具系列化，智能化。全过程测量防雨防雷，防腐防爆，可耐高温、高压，高密封、防泄露、无盲区，显示醒目，读数直观，且测量范围磊，适用于各种塔、罐、槽球形容器及锅炉等设备的介质液位测量。
3 自动扶梯上的红外遥感技术的运用
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随着近年来房地产行业的高速发展，自动扶梯的使用频率越来越高，如何采用高效节能的电梯控制技术成为了各商家及用户十分关注的话题。在此红外线传感技术发挥其优势。上图中，当人走过装在电梯首尾处时，触动首尾两端的红外线传感开关，使电梯的变频器加速到高速频率，电梯在高速运转时，变频器内置计时器开始计时，如果在设定内的时间段内再无乘客通过电梯，计时将结束，变频器自动切换到低速频率，低速运行。如果在计时器计时期间，有乘客重新触发红外线传感器开关，计时器将重新计时。对电梯的上行和下行，控制采用开关互锁，从而确保扶梯系统能够正常工作。为消耗扶梯下行或者制动过程中产生的多余能量，还需要在变频器上加装制动电阻。
通过红外线遥感的控制能够保证电梯在无人乘坐的情况下保持低速运行或者静止状态，从而降低能耗，减少扶梯运行过程中的磨损。
4 电梯安全光幕的红外技术及其内LED灯的运用
电梯安全光幕是一种利用光线感应原理而制成的电梯门安全保护装置，适用于所有电梯，保护进出电梯乘客的安全。电梯光幕是由安装在电梯轿门两侧的红外发射器和接收器和专用柔性电缆三大部分组成。出于环保和节能需要，越来越多的电梯已经省却了电源盒。光幕发射端内有若干个红外发射管，在MCU的控制下，发射接收管依此打开，自上而下连续扫描轿门区域，形成一个密集的红外线保护光幕。当其中任何一束光线被阻挡时，控制系统立即输出开门信号，轿门即停止关闭并反转开启，直至乘客或阻挡物离开警戒区域后电梯门方可正常关闭，从而达到安全保护目的，这样可避免电梯夹人事故的发生。
LED发光二极管是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。
使用LED发光二极管更新电梯轿厢常规使用的白炽灯、日光灯等照明灯具，可节约照明用量90%左右，灯具寿命是常规灯具的30～50倍。LED灯具功率一般仅为1W，无热量，而且能实现各种外形设计和光学效果，美观大方。
5 结语
除此之外还有很多装置也采用了光电信息技术，如光电平层开关，红外线遥感操控器等等，这里就不一一例举。
相信随着科学技术水平地不断发展进步，光电信息技术方面将会有更大突破，会有更多的技术与生产相结合，制造出更多安全性能高、操作使用方便、节能低廉的特种设备，从而更好地服务于群众，服务于社会主义现代化事业建设。
参考文献：
[1]杨永才，马军山.光电信息技术[M].出版时间：2009年04月.
篇4
关键词：光电检测技术;机械设计制造;应用
1.前言
随着我国科学技术和经济的发展，光电检测技术被广泛应用到机械设计制造中。主要是因为其特点是可以实现无接触检测，因而可以将机械动态检测变成光电静态检测，从而可显著简化机械结构。除此之外在很多场合还可省去调整操作，本文首先对阐述光电检测的基本原理;然后对光电检测在机械设计制造中的应用进行了分析和探究。
2.光电检测的基本原理
电管的基本结构简图如图1所示，具体选择哪一种结构的光电管与设备具体结构和使用要求有关。透射式光电管的工作原理是发光二级管发出的光信号直接照射到接收三级管的基极，三极管基级接收到光信号后在发射极或集电极上产生一个输出信号，然后后续电路再对所接收到的信号进行处理去控制相应部件.显然光电流的强弱直接影响到输出信号的强弱，当发光管和接收管之间没有任何物体时，输出信号最强;反之当有物体夹在中间时，输出信号就开始减弱，中间物体的厚度越厚，透明度越差，则输出信号就越弱，因此用这种光电管即可进行物置检测，也可进行物体厚度检测。
透射式光电管在印刷机上主要用于位置检测和双.张检测，其位置检测实际结构示意图如图2（A）所示.图中光电管1是通用的槽形光祸，控制圆盘2用来控制光电管1发光管和接收管之间的通与断，控制圆盘2固定在回转轴3上，因而可以用来检测回转轴3的相对位置，从而根据工艺要求发出相应的控制信号，厚度检测如图2（B）所示，由发光管1发出的信号经过纸张2到达接收管3，纸张厚度或透明度发生变化后，接收管3输出的信号强度也随之变化，因而在用一张纸调试好后当有两张纸或多张纸通过发光管和接收管之间时，接收管的输出信号强度减弱，从而发出双张或多张控制信号。
3.光电检测在机械设计制造中的应用
在实际应用过程中，光电检测这一种技术能够在机械设计中所应用的位置比较多，它所具有的特点就是可以实施没有接触性、不触摸式的检测，并且能够在动态环境下实施检测，还能够取得比较好的效果，这样就能够表现机械结构比较简单，同时在检测过程中，还能够将这些不必要的场合省略。由于印刷机的纸张一旦检测中，采取先进的光电检测技术以后，其纸张厚度就有着非常大的变化，这样就不用去调整所检测的零部件。如果单单的应用机械检测，所检测的纸张一旦出现变化，就会出现机械检测工作不正常。
3.1印刷机上的应用
光电检测技术在的印刷机上应用是现今发展的必然趋势，在技术上只有紧密的与计算机信息技术联系在一起，才能够提高印刷机的操作效率。从现在设计与实践中分析，在一些小型的印刷机中应用光电检测技术系统是比较难的，其价格昂贵，一般是这些业主难以承担。目前，国内的一些印刷机的企业自行研发了一些专业性的控制装置，虽然价格低廉，但是可操作性差，具有不稳定性，安全性能值得考虑。透射式光电管在印刷机上主要用于位置检测和双.张检测，由于发光管1在发出需要的信号后，在历经这些纸张2后，就可以直到接收管3了，同时纸张的透明度与厚度，都会因此产生变化，这样接收管3所输出的必要信号，在此基础上，其强度也会发生变化，对此，在调试纸张后，注意纸张的厚度与接收管的距离，时刻关注接收管的接受信号的强度。而对于射式光电管而言，它主要是进行位置上的检测。在光电管1的上面，妥善的装好一个接收管，一个发光管，一旦发现纸张在达到光电管的下面时，这些纸张所反应的信号，就会直接的传导光电管1中，这样就能够在接收管的，形成了一个信号。
3.2在包装机械制造中的应用
光电检测的技术在包装机械制造中的应用是必然发展的趋势，在技术上只有紧密的与计算机信息技术联系在一起，才能够提高包装机械的操作效率。从现在设计与实践中分析，在一些小型的包装机械中应用光电检测技术系统是比较难的其价格昂贵，一般是这些业主难以承担。光电检测技术应用的范围比较广泛，在包装机械中的应用也是如此，例如料面控制就是其成功之处，它的优点就是能完成没有触摸式的检测，还能够就动态性的检测，直接转变成一个静态式的检测，这样就极大地简化了机械的操作结构，应用经典的例子就是牙膏灌装机，由于牙膏管尾的端是夹扁的，就应当与这些的商标图案，时刻处在一个平面上，此时就应当采取反射型的光电性的控制装置。一旦发现牙膏已经灌装好，就直接的传送到该工位，这样凸轮就能够透过杠杆将这些牙膏的带底座直接的从需要的位置中直接的托起，由此能够起到步进电动机的带动其慢速中的旋转。在具体应用中一般包含两大方面：一是整合了工程企业信息资源，提高了它的利用效率。通过计算机的应用到工程企业实务中，减少了工程企业人员的工作时间，又提高了工程企业核算的精确度和监管力度，这些变化也促使我国工程企业组织结构的变化，工作部门和人员工作的重新分工，大幅度的提高了我国的工程企业信息资源利用效率、精确度。
4.结束语
综上所述，从光电检测技术的工作过程看，这实际上是一个机电一体化的典型范例.也就是说，对设计人员来说既要掌握机械结构的基本知识，又要对光电器件的工作原理有所了解这样才能充分发挥光电技术的作用。同时从实际生产中可看出，只要所设计电路本身具有良好的抗干扰能力，在工作中就不会有问题。本文主要对光电检测的基本原理和光电检测在机械设计制造中的应用进行了探究，从而知道在制造的过程中应该注意的问题和要求。
参考文献：
[1]殷红，彭珍瑞.检测技术类课程整合教学模式研究[J].中国电力教育，2009，（17）.
[2] 吴飞艳，电梯平衡系数智能检测系统设计，硕士学位论文，北京，中国科学技术大学，2012
[3]华北水利水电学院教务处.华北水利水电学院专业建设发展规划材料汇[Z].
篇5
一、前言
随着光电子技术的快速发展，其应用越来越深入到社会生活的各个方面。传统的理论教学已经不适合新的教学形式。因此，要打破原有的教学方法，改革原有的人才培养模式，着力提高学生实践能力。项目教学法[1]是以项目为主线，以授课教师为主导，以学生为主体的教学模式。它是将具体项目贯穿于教学始终，以项目的形式引入基本原理[2]，在组织课堂教学过程中采用案例教学法注重对基本概念和基本原理的掌握，在进行实践教学过程中以项目和任务为主要形式，为学生提出循序渐进、由表及里的学习方法和途径，提高学生的创新精神与实践能力，为社会培养优秀的应用型人才。
二、基于光电子技术课程的项目教学法的教学思路
在传统的光电子技术教学过程中，以课堂为中心、以光电子技术理论知识点为线索，教师向学生单向讲授理论知识。实践教学环节多采取简单模拟与验证的方式进行，学生的实践能力较差，创新精神薄弱。
为彻底改革上述教学模式上的不足，我们将项目教学法融入光电子技术的实际教学过程中。通过案例分解、项目递进优化、项目完善完成等手段与方法，促使学生主动学习光电技术的基本概念、基本原理，掌握基本公式与基本计算，掌握光电技术的基本应用。在此过程中培养学生认真学习的钻研精神，提高实际光电工程技能。按照项目的实际要求，从原理上进行综合归纳与分析，确立方案。并根据方案进行具体的项目实施，在实施过程中，学生以学习小组的形式，充分发挥每个成员的潜能与素质，通力合作，最终完成项目的任务。
三、基于光电子技术课程的项目教学法的教学流程
1.第一阶段：项目预备阶段。首先，将项目的任务导入课堂教学中。教师在光电子技术课程整体上设计出一个或几个基于光电子技术教学大纲基本要求的科研项目。此科研项目应该基本包括光电子技术的全部基础理论的主要知识点，或者说涵盖光电子技术教材的全部章节的主要内容，并且将项目分解成若干模块，每一个模块可以视为整体项目的子项目。每一个模块应该是光电子技术教材的一个章节或几个章节的内容的高度浓缩，而子项目为与本模块相对应的需要具体解决的问题，其举例说明见表1所示。表中所列的几个子项目，又可以形成一个完整的较大项目：“可实现激光传声摇控即时显示的海底机器人多功能探测系统”。其次，开始制订项目的任务方案。在制订过程中，学生小组成员要积极查阅各种学习资料，并进行详细讨论，深入分析本小组的项目任务。教师必须做出引导，指导学生采用正确的光电原理知识，建立并制订合理的项目计划。
2.第二阶段：项目实施阶段。要培养学生的协同创新思想，强调团队的角色定位能力，确保协同沟通创新能力的培养。首先，需要进行项目分工与角色扮演，各个项目小组成员可以根据自己的兴趣爱好进行分工，并确定好各自所扮演的角色与需要完成的任务，让每一位成员都能参与其中。其次，需要创设情景并提出项目任务，教师可以通过多媒体教学手段，将学习内容与项目紧密结合，激发学生的学习热情。最后，分组执行项目任务，教师根据每位同学的兴趣爱好及自身的能力进行分组，以便在项目任务执行过程中能够更好地发挥优势互补作用。例如：“设计并制作一个激光传声装置”小项目组共有六位同学，有两位同学性格内向，对基本理论知识很扎实，主要负责资料的查阅与原理的理解；另外两个同学对电路比较感兴趣，热衷于电路元器件及电路的搭建与调试；最后两位同学注重整体的把握与项目进度的调整和掌控。他们各有侧重，但又互相协调、通力合作，保证了项目的顺利实施。
教师之间、学生之间、老师与学生之间形成协同创新关系。这时，学习过程已经初步成为人人参与的创造性的实践活动，它注重的不是最终的结果，而是完成项目的全过程。其目的是在“项目优化”过程中把理论与实践教学有机地结合起来，充分发掘出学生的创造潜能，培养学生的自学能力、观察能力、动手能力、科学研究和分析问题能力、协作和互助能力、交际和交流等综合能力[3]。要求学生对每个模块及模块间进行多次的分析、设计与优化，循序渐进，最后圆满完成项目。在项目分解、设计、分析、优化和完成的过程中，可以使原本模糊的理论知识更加清晰，从而加深学生对理论知识的深刻理解，更好地完成实际项目的优化与实际问题的解决。
3.第三阶段：项目完善与总结阶段。在第二阶段结束之后，要求对整体项目进行递进优化，从项目全局角度来分析、优化与提升。学生需要充分理解和掌握项目任务，运用互联网技术对项目成果进行阶段性小结，各个小组之间互相交流讨论，从解决项目任务的关键点着手，完成项目实施工作。在项目实施的过程中进行组内的学习交流，并进一步完善项目任务学习成果。教师在这一阶段主要扮演引导者的角色，确保各小组项目任务的顺利完成。还是以“设计并制作一个激光传声装置”小项目为例。在第二阶段已经初步完成了项目之后，就要对项目结果进行完善与总结，包括电路性能、器件功能、激光调制方式、激光传输效率、项目作品外观及其实用性等等方面；在提升项目作品性能与拓宽光电功能方面下功夫。在顺利完成项目任务后，每一位学生都需要对自身的角色扮演以及项目完成情况进行回顾和总结，通过总结、报告或者主题演讲等方式完成项目成果的交流。最后进行项目评价，评价的形式主要包括学生的个人评价、小组评价以及教师评价三种，通过评价结果对学生的学习成果进行最终的总结。
篇6
关键词:蓝光盘密集波分复用
随着蓝光盘摄像机和录像机的出现，电视传媒行业从传统磁带记录走向了光盘记录。虽然这是光技术在广电领域应用的一小步，却是广电科技与时俱进的一大步。
大约40年前，人类已经拥有第一根海底光缆。光通讯，在电信高端领域，方兴未艾。时至今日，在实验室，日本NEC和法国阿尔卡特公司分别实现了总容量为10.9Tb/s(273x40Gb/s)和总容量为10.2Tb/s(256x40Gb/s)的传输容量最新世界记录。而单模光纤的无中继传输已经达到4000KM。从技术上看，再有5年左右的时间，实用化的最大传输链路容量有可能达到5-10Tb/s。简言之，网络容量将不会受限于传输链路。
以下我们分别对光存储和光传输方面做以详细阐述。
一光存储
资讯对储存容量需求日增，光存储技术在记录密度、容量、数据传输率、寻址时间等关键技术上有着巨大的发展潜力。业界一直在积极开发更高容量的各种储存技术。蓝紫色激光存储技术（Blue-VioletLaser）、磁光盘存储技术、做为硬盘（HDD）技术和磁光盘技术的结合的近场光盘技术超解析度储存技术（SuperRENS）、3D立体储存技术（MultiLayers；MultiLevel）以及荧光多层光盘技术FDM（FluorescentMultilayerDisc）等相继问世。
传统CD和DVD上有一层薄薄的反射层，和许多肉眼看不见的凹凸，它包含二进制信息。为了从这些盘片上读出数据，由一个半导体激光发生器产生特定波长的激光束，射向旋转中的光盘片，然后反射光通过棱镜和透镜构成的组镜机构再射向接收数据的光电装置，而这个光电装置连接的电路能够辩识出激光所反射回来的数据。在光盘上，数据是凹槽(pits)及平面(lands)的型式来加以编码，而光电装置的电路能辩识出激光射中的平面及射中凹槽的所走距离差这就称为相位提升(PhaseShift)，而这个技术就是在光盘中资料储存与读取的基础。经由光电读取装置，反射回到的凹槽与平面的变化将会转换成1与0的数位讯号，从而构成数据流特征。DVD之所以容量比CD大，无非是在同样面积的盘片上凹凸更多罢了。若要有效地缩小记录点大小以提升记录密度，必须使用短波长的光源；或者使用高折射系数的介质；或者提升透镜的NA（数值孔径）值。显然在一个存储容量巨大的盘片上，红色激光根本无法辨识那么多更密集的凹凸了。因此索尼及其它公司纷纷转向蓝色激光的研究。蓝色激光的波长较短，因此驱动器可以辨识出更小半径的凹凸，盘片的容量就可以做的更大。现在的蓝光盘技术不管是日欧韩9家AV产品制造商联合制定的新一代光盘规格"蓝光光盘"，还是东芝和NEC向DVD论坛提出的"AOD（高级光盘，暂定名）"规格，只不过是商家为自己谋求更高的商业利润而制定的不同的标准罢了。就核心技术上而言，没有太大的区别。让我们再深入了解一下蓝光盘和高密度光存储技术的发展趋势。
1、蓝光盘技术
蓝光盘技术属于相变光盘（PhaseChangeDisk)技术，它与传统光盘记录不同，传统光盘的记录和读出原理是利用磁技术和光技术相结合来记录和读出信息，而相变光盘的记录和读出原理只是用光技术来记录和读出信息。相变光盘利用激光使记录介质在结晶态和非结晶态之间的可逆相变结构来实现信息的记录和擦除。在写操作时，聚焦激光束加热记录介质的目的是改变相变记录介质晶体状态，用结晶状态和非结晶状态来区分0和1；读操作时，利用结晶状态和非结晶状态具有不同反射率这个特性来检测0和1信号。
实际的蓝光盘应用蓝紫色激光技术，能在直径12公分的盘片上，储存两小时的高清晰度视音频信号，在2002年2月的初期版本中，透过使用405nm的蓝紫色电射半导体，NA（数值孔径）值为0.85的读取头、以及0.1mm的光学透射保护层架构，蓝光盘可以将12公分的单面光盘片资料储存容量提升到27GB。它可以记录两小时的高清晰度视音频信号，以及超过13小时的标准电视信号。
在资料转换率方面，蓝光盘可以将高清晰度的电视节目，以36Mbps的速度从摄像机转换到播放媒体上，并能维持节目品质。另外，它还具有任意影像捕捉，以及重覆播放等功能。
在兼容性方面，由于蓝光盘采用MPEG2码流压缩技术，因此它同时适用于数字广播系统，可执行电视台多种视频记录与播放。
另外，在资料安全性部分，蓝光盘也采用了一种独特的ID写入模式，可确保资料安全，并为盗版问题提出一套保护版权的解决方案。
2、高密度光存储技术的发展趋势
（1）采用近场光学原理设计超分辨率的光学系统，使数值孔径超过1.0，相当于探测器进入介质的辐射场，从而能够得到超精细结构信息，突破衍射极限，获得更高的分辨率，可使经典光学显微镜的分辨率提高两个数量级，面密度提高4个数量级。
（2）以光量子效应代替目前的光热效应实现数据的写入与读出，从原理上将存储密度提高到分子量级甚至原子量级，而且由于量子效应没有热学过程，其反应速度可达到皮秒量级（1O-12秒），另外，由于记录介质的反应与其吸收的光子数有关，可以使记录方式从目前的二存储变成多值存储，使存储容量提高许多倍。
（3）三维多重体全息存储，利用某些光学晶体的光折变效应记录全息图形图像，包括二值的或有灰阶的图像信息，由于全息图像对空间位置的敏感性，这种方法可以得到极高的存储容量，并基于光栅空间相位的变化，三维多重体全息存储器还有可能进行选择性擦除及重写。
（4）利用当代物理学的其它成就，包括光子回波时域相干光子存储原理、光子俘获存储原理、共振荧光、超荧光和光学双稳态效应、光子诱发光致变色的光化学效应、双光子三维体相光致变色效应，以及借助许多新的工具和技术，诸如扫描隧道显微镜（STM）、原子力显微镜（AFM）、光学集成技术及微光纤阵列技术等，提高存储密度和构成多层、多重、多灰阶、高速、并行读写海量存储系统。
3、新型光盘技术的应用
大量的信息要求有大容量的存储设备，光存储驱动器和几种光储存媒体均将呈现出足够快的增长趋向。光存储市场的发展，将改变声音图象及其它数据的存储方式及传播方式。光存储产品可以利用自动换盘系统，组成光盘库、光盘塔、光盘阵列，实现提高整个系统的容量、数据传输率及多数据存储的可靠性。如果将光盘库、光盘塔及光盘阵列与自动换盘系统有机结合，可以大大提高系统容量、数据传输率和显著改善存储数据的可靠性。
在技术上，磁带已经基本上没有潜力了，而且与非线性的编辑系统存在明显的矛盾；专业光盘虽然不会在很短的时间内取代磁带，但其非线性、高密度、低成本、高传输速度的优势已经带来了良好的开端。Sony公司不失时机的推出光盘专业摄录像器材，这些设备使用基于蓝紫色激光技术的光盘作为存储介质，充分发挥非线性记录方式带来的灵活性。例如：PDW-3000专业蓝光盘编辑录像机(演播室机型)，它可记录和重放IMX/DVCAM格式，具有完善丰富的输入输出接口，包括传统视音频和网络接口。它的双光头设计可实现高速文件读出。它具有快速图像搜索，图像索引功能和光盘的随机访问功能，可以快速定位到所需图像。它具有场景选择随机存取能力，使得任意定位素材段成为可能，跳过不必要的素材。特别值得提出的是这种录像机可以将高低分辨率素材同时记录在光盘上，高分辨率素材用于高质量节目的制作和输出，低分辨率素材可用于编辑，浏览等等，低分辨率素材还可以为互联网播出等用途提供数据。
二光传输
让我们再来看看光传输，现在各省市有线电视台网络中在主干线多使用光缆传输信号，在电视台内部的新闻网或制作网也使用光纤代替电缆传送素材文件。众所周知，光纤传输比传统电缆传输有频带宽、容量大、损耗低、保真度高、抗干扰等优点。而随着光电子器件的持续发展，光纤工艺的提高，以及光纤技术和IT技术的相互渗透和融合，光传输技术有了相当大的发展，这对电视台通信架构的改变起到了巨大的推动作用。以下是对满足电视台需求的光传输技术的具体阐述。
1、光纤技术的介绍
（1）单波长技术
对于业务量和距离长度要求不大时，普通的单波长技术就已能满足需求。几年前单波光纤的数据传输就已能达到10Gbps。目前在单波长上进行数据传输已经能够做到40G的带宽，虽然这已经是单波长所能够传输的极限，并且实用的传输容量也没有这么大，但相对电视台内部网近距离的视音频传输要求已经够用。
单波技术基于电时分复用（ETDM）技术，但由于微电子技术和光纤色散的限制，微电子技术难以支持电时分复用有新的突破。光纤上的色散是10Gbps及其以上速率系统传输距离的主要制约因素，且随着比特率越高而影响越大。
（2）密集波分复用
对于传输量更大，传输距离更远的要求，仅靠提高单信道系统的速率已没有空间，另一种途径就是使用复用技术。光复用的方式有很多种，目前比较成熟并已进入大规模商用阶段的是光波分复用，尤其是DWDM--密集波分复用。（DWDM：DenseWavelengthDivisionMultiplexing）
DWDM技术简单地说是在一根光纤上接入不同波长的光信号，使传输容量比单波长传输容量增加几倍甚至上百倍。提到DWDM，不能不提掺铒光纤放大器（EDFA）。EDFA的出现使得DWDM得以实用。EDFA是一种全光放大器，它的使用取代了原来光-电-光的中继再生方式，突破了光电、电光转换的速度瓶颈，使长距离、大容量、高速率的光纤通信成为可能，是DWDM系统及未来高速系统、全光网络不可缺少的重要器件。EDFA工作窗口在1530-1565nm，对波分复用中的每个波长补充功率，并经过若干个EDFA再用再生器来消除色散的影响。
使用DWDM，可以大大提高光缆传输容量，节省光纤，降低传输成本。DWDM目前可商用的水平，我国的传输容量为80Gbps，国外如朗讯公司的传输容量为400Gbps，实验室的水平则已超过Tbps。
（3）新型G.655光纤
（4）全波光纤
使用全波光纤，增加传输频带。在未来的电视台光纤网中，除了传输多路的视音频数据以外，还会传输大量的管理数据。充分地拓展可用频带已成为关键。而在光纤的另一个低损窗口1.31um，虽然石英光纤在此波段时的色度色散为零，但由于1385nm附近存在着一个OH-离子吸收峰，对光纤传输能产生较大的衰减。而由此诞生的全波光纤采用了一种全新的生产工艺，几乎可以完全消除由OH-峰引起的负面影响，并且使用与普通的G.652匹配包层光纤一样的标准。
由于开放了这一低损窗口，全波光纤的可用波长范围增加了100nm，使光纤的全部可用波长范围由大约200nm增加到300nm，可复用的波长数大大增加，而且在上述波长范围内，光纤的色散仅为1550nm波长区的一半，因而，容易实现高比特率长距离传输。同时，由于波长范围大大扩展，一方面可以将不同的波长分配不同的数据流，从而改进网络管理；另一方面，允许使用波长间隔较宽、波长精度和稳定度要求较低的光源、合波器、分波器和其它元件，使元器件的成本大幅度下降，从而降低整个系统的成本。
此外掺镨光纤放大器（PDFA）的研制成功也解决了1310nm波长光的中继问题。掺镨光纤放大器工作在1300nm波长窗口，以掺镨光纤作为增益介质。在实用过程中，可分别使用PDFA和EDFA对1310nm和1550nm波长的光信号进行功率放大和补偿衰耗。
无论是工作在1550nm的G.655光纤，还是使用1310nm的全波光纤，最新的光纤技术带来的是更高的传输速度和更大的传输容量，这为电视台使用光纤传输多种数据打下了坚实的基础。由于突破了传输瓶颈，在传输视音频信号的同时还可传输大量的管理信息，包括文件的元数据以及其他SNMP数据流。这也为建立基于IP的视频管理网络铺平了道路。
2、因特网技术和光纤技术的结合
随着因特网技术的快速发展，ATM、SDH、IP等技术不断融入到光成域网的建设中。目前代表发展方向的是IPoverWDM技术，其中比较成熟的解决方案是GEOverDWDM（GE：千兆以太网）。GEOverDWDM对于有线电视网络最大的好处就是可以实现在原有光纤网络基础上平滑、连续性的网络升级，同时可以和原有的10Mb/s、100Mb/s以太网无缝连接，能降低系统的成本和复杂性，保护广电系统的投资。
IPoverDWDM通俗的说法就是让IP数据包直接在光路上传送，减少网络层之间的冗余部分，能够省去网络运营商的成本，同时也降低用户使用通信业务的费用。GEoverDWDM是IPoverDWDM的一种廉价方式，适用于广电系统城域IP骨干网的建设。
千兆以太网（GE）技术是目前技术成熟的最快速以太网技术，它可以提供1Gbps的带宽，由于采用和传统10Mb/s、100Mb/s以太网同样的帧格式和帧长，因此GE可以在原有低速以太网基础上实现平滑过渡。目前GEOverDWDM使用光放大器后的传输距离已可达到640公里。在现有的有线电视网络基础上，使用千兆以太网技术，具有一定的现实经济意义。可以预见，GEOverDWDM技术将成为广电网络中城域网的理想方案。
随着各种光传输技术不断地投入使用，整个电视台的网络架构将会发生巨大改变，而全光网和光接入网的建设和发展，使这种趋势越来越明显。
三光应用
由以上光记录和光传输的介绍，我们可以了解到光技术已经逐渐渗透至专业视频领域。以下为笔者设想的以光技术为基础构建的新型电视台IT制作网。相对于传统电视台制作网它将具备以下特性：
1.首先是高效的资源共享能力。可以实现快速的数据存取、迁徙及交换。
2.由于光盘录像机的出现，文件化的素材交换方式得以实现，解决了传统电视台制作网素材上下载消耗时间的瓶颈。
3.具有智能化的网络监控管理功能。
4.整个网络具备可扩展性，强容错性，高兼容性以及与其他网络的互换性。
我们可以设想以下的以光技术为基础的全光业务网，当然这里的全光目前不会是完全的光技术，也包含节点转换上使用的一些光电和电光设备。前期节目素材由光盘摄像机采集，光盘摄像机可以是高端的SONY的PDW蓝光盘摄像机，它的记录文件格式是MPEG24：2：2P@MLIMX或者是DVCAM格式；也可以是低端的东芝的家用DVD光盘录像机，它的记录格式是MPEG2TS流。以上文件格式的素材在摄像机内部被刻录到蓝光盘或普通的DVD碟片上。通过相应的光盘录像机或专用的光盘驱动器由光纤实时传输并存储到后期编辑制作单元。制作单元为现有的电视台制作工作站，由后期编辑制作单元来进行原始素材的编辑及后期处理工作，各种特效、字幕、配音、片头等在此处完成。制作完的节目由光纤无损地送入中央存储部分的光盘库中，一方面用于播出。另一方面，可以实现节目的存储和归档或者利用光盘录像机下载，便于以后的索引和节目调用。基于SNMP（简单网络管理协议）技术的系统监控单元通过与各单元交换信息，实时监测系统在节点光交换设备和传输通路上的光纤状况。采用光纤作为工作站点连通的物理方式，用于数据的迁徙，设备和业务运营管理等控制信息的传递。采用光盘库作为中央存储单元，其管理软件可以区分短期存储的播出节目和长期存储以供后用的节目。短期存储的节目存储在一级光盘库，节目播出后定时删除。长期存储节目编目后放至二级光盘库，作为媒体资源有原则的开放，不同级别的用户通过光纤有偿或免费获取媒体资源。一级光盘库为在线存储体，容量以电视台内部人员充分使用即可，它是提供给电视台内部用户使用的高速媒体资源共享体，满足包括播出，节目制作，节目下载的宿求。二级光盘库为近线存储体，为海量存储，它的媒体资源存储主要为节目的再利用和再加工服务，另外为电视台以外的用户提供VOD或者媒体资源再利用和交换的宿求。
以上设想的网络比较现今的网络，由于光技术的使用，可以突显出高速共享的精神，达到用户所见所得的需求。真正实现网络化、数字化的实时的信息交换。
篇7
【关键词】1550nm外调制光发射机；光开关；EDFA
1.前言
当今社会的发展已经进入到信息时代，网络经济正在成为世界经济主流，有线电视（CATV）网以其宽带的优势越来越受到业内外的瞩目。有线电视网络的整合和数字电视的推广普及以及高清电视的发展，使得网络改造已进入新的阶段，大家关注的热点之一就是如何在技术上构建规模大、距离长的有线电视传输网络。有线电视传输网络如果采用1310nm光纤传输技术，要通过多级光电转换才能实现。而且采用接力的方法虽然可以延伸传输距离，但噪声与非线性失真的积累，使C/N、CSO、CTB指标劣化很快，因此传输距离仍然受到较大的限制。而采用1550nm光纤传输技术可以大大延长传输距离，降低网络成本，提升系统可靠性，减少系统运营维护成本。诸多优点使得用1550nm技术建设有线广播电视网的思路日益清晰，并逐渐成为国际、国内建网趋势。
2.招远广电网络概况
作为烟台广电宽带骨干网络的组成环节，招远广电宽带网采用灵活的层次化网络设计，使整体网络易于扩展并且性能达到最佳。从网络结构上分为三层，即骨干层、汇聚层和接入层。在初期先进行了骨干层和汇聚层的建设，其中骨干层由广电网络中心和城区及14个乡镇广电站核心节点组成，在原有裸纤上建成1+14的星型骨干网络。
原有的有线电视网络大多为550MHz的单向HFC网，网络呈星树型拓扑结构，前端设在广电网络中心机房和各基层广电站，中心机房到各乡镇机房采用1550nm和1310nm波长传输，各乡镇站到光节点以1310nm为主。
招远广电有线数字电视于2005年11月正式投入商业运行。采用模数混传的方式传39套模拟电视节目和108套数字电视节目。其中数字电视节目包含了所有的模拟电视节目，由用户自行选择继续收看模拟电视节目还是增加一定的收视费后收看数字电视节目，目前有4000多个数字电视用户。
3.1550nm光传输技术
广电城域网不论网络规模大小，基本上都采用传统的二级光纤链路的组网方式。其中一级光纤为环型干线传输，二级光纤为星型分配传输。根据网络规模的大小，省级以上的大城市一级光纤的工作波长都为1550nm，二级光纤的工作波长为1310nm。而中小城市的一级光纤的工作波长为1310nm，二级光纤的工作波长也为1310nm，当然这是早几年广电业界所形成的共识。随着1550nm光发射机与掺铒光纤放大器EDFA价格大幅下降，1550nnm光传输的性价比优势是传统1310nm系统所无法比拟的。众所周知，由于光纤在1550nm波长的衰减只有0.25dB/km，是1310nnm波长的57%左右。显然，在发射具有相同总功率的情况下，1550nm波长的发射设备比1310nm的设备能传输更长的距离，带更多的光节点（光接收机）。再有就是基于EPON的考量，因为EPON采用单芯波分复用技术，以1550nm广播式下传电视信号，以1490nm广播式下传EPON下行信号，以1310nm时分多址接入方式上传EPON上行信号。基于以上两方面因素的考虑，1550nm下传电视信号不仅技术指标高，而且经济性也同样高，另外还有一个重要因素就是符合未来三网合一的发展趋势。所以无论网络规模的大小，1550nm的光发射机加掺铒光纤放大器EDFA的组网方式都是可行的，与广电传统的1310nm光传输系统相比1550nm光传输技术具有如下优点：
（1）损耗小。相比较1310nm传输模式，1550nm传输拥有最低的损耗窗口，传输损耗小于0.25dB/km，而1310nm波长传输损耗为0.4dB/km；这是1550nm波长在骨干网、城域网和接入网络主要通信波长的首要原因。
（2）功率大。1310nm发射机输出功率十分有限，仅有十几毫瓦，放大器PDFA技术失败。而1550nm光放大器的发明可以将系统发射功率超过1310nm几十倍，甚至几百倍，使得通信系统传输更长。目前某些生产厂商已经推出单机输出功率高达5000mW的1550nmEDFA专门为未来光纤到户，每个家庭将需要约0.25mW（-6dBm）光功率。
（3）指标好。使用1550nm可以实现光信号级联，无须光电转化，信号传输指标高，而1310nm传输距离有限无法进行光路上级联，只能再生中继，信号损伤较大。
（4）成本低。1550nm和1310nm单机输出功率十分悬殊，但是成本接近，意味着1550nm单位毫瓦光功率成本很低，仅1310nm的几十分之一；这也是ITU和IEEE两个组织的接入网国际标准都定义使用1550nm波长来做广播业务的根本原因。
（5）易维护。由于1550输出功率大，设备数量大大减少，便于管理，维护简单。1310nm在网络扩大到较大规模时，复杂的射频放大分配系统将很容易发生问题，可靠性一直是让人头疼的环节，1550则没有。
（6）可发展。随着网络逐步向FTTH演进，需要成百上千倍地提高信号发射光功率，1550nm完全代表了向未来FTTH发展方向。可以使网络逐步从FTTN（光纤到节点）到FTTB，直至FTTH的平滑升级；现实中就是光纤到路边（HFC 200～500户/光节点），发展到光纤到楼（50户/节点），到门栋（25户/节点），到户FTTH。
4.1550nm光传输技术在广电城域网中的应用
4.1 招远广电1550nm城域网设计
我们知道同轴电缆时代的广电网络只有一个前端，靠从前端引出N条主干线电缆辐射整个市区的不同方向。HFC时代广电网络像电信网一样逐渐演化成主干光纤环网+星型光纤分配网的模式。这是基于传输的可靠性和便于出纤的需求（一个前端没法引出那么多的光纤），所以才产生了所谓一二级（两级光传输）光纤的概念。招远广电城域网络的架构由1个总前端和3个分前端组成，其光纤拓扑是典型的环+星型结构（见图1），其中一二级光纤的工作波长为1550nm，原因仍然是基于1550nm下行电视信号传输的高可靠性和经济性以及EPON和需要。
招远广电城域网1550nm光传输系统的传输设备由1550nm直调光发射机、掺铒光纤放大器EDFA、光接收机、光开关、1550nm/1310nm双窗口光分路器、分波器与合波器（用于波分复用）、光连接器和尾纤等组成。为保证可靠性与稳定性，主要传输设备如1550nm直调光发射机、掺铒光纤放大器EDFA和光开关采用德国Bktel公司的产品。其中主机房选用的1550nm直调光发射机的型号是BOT1550-19，掺铒光纤放大器EDFA是BKtel-OV2165，含义是双16.5dBm输出的EDFA，一路用于环网，另一路用于总前端机房和星型光纤分配网。最后需要说明的是在广电城域网中，总前端到最远的用户距离不过二三十千米（再远的距离属于县乡联网的范畴了，要使用1550nm外调制光发射机才能满足设计要求），加之各分前端又没有光电转换，因此选有1550nm直接调制的光发射机即能满足设计要求，它不像1550nm外调制光发射机的价格哪么昂贵，对比可知1550nm直调光发射机已经与1310nm直调光发射机的价格相差无几，其性价比的优势是1310nm系统所望尘莫及的。
本设计中主干光纤传输用两只1分3的光分路器即可，分别安装在招城和魁星这2个分前端机房，这样可少用1芯干线光纤。各分前端满配置时使用1只1分10的的光分路器（均分）和10只1分10的光分路器（不均分），整个分前端目前的最大容量高达10×10=100个光节点（将来如需要扩容分前端加一台EDFA可增加到100×2=200个光节点）。实际的1550nm光传输网络拓扑图详见图1与图2，为确保可靠性，前端采用了双1550nm直调光发射机通过光开关交叉开机的工作方式。因此，无论哪台1550nm直调光射机出现故障都不会影响正向与逆向光信号的同时输出，1550nm直调光射机双输出的优势在这里体现得淋漓尽致，基于同样的设计理念，各分前端同样也是通过光开关来双发选收，分前端的可靠性也很高。
4.2 1550nm城域网光传输设备的选型
1550nm模拟光传输设备主要有1550nm外调制光发射机、掺铒光纤放大器EDFA和光开关等，其中1550nm光发射机还有直调与外调之分。一般而言，1550nm直调光发射机主要用于广电城域网，传输距离通常在二三十千米之内。1550nm外调制光发射机主要用于四十千米以上的长距离传输。当然如果用1550nm外调制光发射机在城域网中使用性能只会更好，因此本设计构想也选1550nm外调制光发射机。本方案选用德国Bktel公司的产品是基于其独立19英寸1U高度安装方式的考量，此外它还有2路光信号的输出（某些品牌的光发射机只有1路光信号输出）。掺铒光纤放大器EDFA则选择面较宽，进口与国产都有很多品牌，国产品牌也极具有竞争优势，本方案选择Bktel公司的产品主要是为了方便网管。顺利成章光开关的选择也一样，其他无源光传输设备均选用上海霍普公司的同类产品。
5.结束语
伴随着有线数字电视模数整体平移的不断推进，今后较长的一段时期内，1550nm长距离传输无疑最适合当前各地广电网络改造的实际情况和经济承受能力，利用1550nm技术同时利用高可靠性的组网办法是建设有线电视网络优秀的选择。
参考文献：
[1]陈柏年，林宝成.广电宽带城域网技术[M].北京：中国广播电视出版社，2004.
篇8
关键词：光纤通信 实际应用 通信传输
1.现代光纤通信特点
（1）传输容量大。在现代光纤通信技术而言，其具有着极为重要的一个特点便是传输容量大，同时这也是最为明显的技术优势。该特点主要是由于光纤通信传输在展开信息数据传递过程中有着极宽的频带，从而可以很好的提高传输容量。该大容量传输就目前社会需求而言有着极为重要的作用，这是由于当前时期人们在生产生活过程中对于信息量的需求越来越多，因此对通信传输也就有着更高的要求。以前的传统通信技术已经无法达到大容量的信息输送要求。所以，使用光纤通信技术有着极为重要的促进意义，可以得到大范围的推广。
（2）抗干扰能力强。光纤通信技术在实际应用过程中，还具有一个较为显著地特点，那便是抗干扰能力强。具有较好的抗干扰能力可以更好地提高信息传输质量，同时防止信息准确性遭受到较大的影响。换句话说便是由于光纤通信所使用的光纤是一种绝缘材料，这就使得在实际应用过程中，对于自然界中存在的电力层变化、雷电天气以及黑子活动等均无法对其产生干扰。而以往对通信技术有着较大干扰的高压线、电气设备等依然不能对该技术有所影响。该特点可以保证我国对于信息传输稳定的要求，因此抗干扰能力较强的话将会促进该技术的快速发展。
（3）中继距离长。对于光纤通信技术而言，在其实际应用过程中，还有着一个重要的特点便是中继距离长，这也是较为突出的一个应用价值。中继距离长通常是说明在进行具体数据传输过程中，其损耗变相对而言也就较小，那么就一定会对传输中继距离进行有效的提高。根据相关的研究资料显示，光纤通信技术在应用过程中可以将每千米传输数据损耗降低至20dB以内，可以看出，光纤通信有着极为稳定与高效的传输性能。对于该特点而言，还可以在较大程度确保资金投入有着较好的控制，这也是该技术可以加以推广使用的主要原因。
（4）保密性好。在光纤通信中由于数据是采用光纤进行传输的，这就说明该项技术有着很好的保密性。前面提到了光纤通信有着很好的抗干扰能力，因此在进行相应的数据传输时，光纤通信技术因为有着技术优势，可以达到无串音干扰，导致进行光纤传输过程中对其中信息展开窃取有着极大的难度，可以有效地防止其中重要的信息遭受不法分子的攻击，从而对我国居民的信息安全有着极大的保障。因此，光纤通信技术拥有很好的保密性。
2.实际应用
（1）单纤双向通信。对于现代光纤通信在实际应用上而言，其最为重要的一个应用方向便是单纤双向通信。单纤双向通信便是说在数据传输过程中，可以利用一根光纤便可以实现传输，而不需要在对线路加以双向分离，同时还可以有效地保证通信传输过程中的准确性以及效率。单纤双向传输能够在很大程度上对传输成本加以减低，同时对通信传输建设过程中的投资也有着很好的降低。然而在进行单纤双向传输过程中仍然有着一定的不足，特别是在传输容量上存在着极大的缺陷。通过上文可以看出光纤通信有着很大的传输容量，然而单纤双向传输的确对其有着极大的弱化作用。所以该应用只是在部分设备的终端，对其进行大范围的应用还是有着较大的限制。但是，加强单纤双向传输方面的研究将是今后的一个重点内容，需要对其进行深入的探索与创新。
（2）光纤入户。在对光纤通信技术加以应用的过程中，用用的最为广泛的一种形式便是光纤入户，这对于我国广大居民的生产生活有着极大的帮助作用。众所周知，随着我国的经济水平的提升，居民的日常文化娱乐生活也在愈发的丰富多彩，而以往的宽带技术已经无法满足我国居民对于通信速度的要求，这就使得提升信息传输质量以及速度成为了今后技术发展的重中之重。以对上述问题，我国已经展开的光纤入户便是一种有着极多优势的解决办法。在运用光纤入户过程中，可以利用光纤技术所具有的优势来使数据传输质量以及速度得到有效的提升，在进行数据传输过程中，还可以有效的对光电器件进行节约。虽然该技术在运行过程中有着诸多的优势，然而却有着建设所需资金较大的缺陷，正是该缺点的限制，使得我过的光纤入户得到普及有着相当长的发展过程。
（3）骨干节点。在当前时期所进行的光纤技术主要实际应用在，有着一种较为显著地价值和作用的方面，那便是骨干节点方面的应用，其对我国的通信行业的发展有着极大的推动作用[5]。对于光纤通信技术而言，其在骨干节点中的主要应用可以通过对自身应用形式可以更好的完成光交换，可以有效地防止电缆使用过程中所具有的交换问题以及缺陷。应用该技术可以提高光纤传输技术所具有的通信效率，同时可以有效地减少有关能源的损耗。因此骨干节点是我国当前进行光纤通信是应用中较为成功的。
（4）电力通信。根据有关资料显示，在今后的电力通信主要的发展方向是内部需求，而降外部扩展作为对其的辅助。在电网通信的内部，不但对通信重要性加以重视，同时还要对建设以及运行成本加以降低。对于电网通信外部而言，不仅要对外界不利影响进行克服，同时还要对市场变革加以适应。这便需要电力通信逐渐提高自身的技术水平，同时还要对各项工作的沟通加以重视，这样才可以确保电力通信可以安全稳定地运行。基于管理能力以及技术水平得到提高，以往的通向网络将会从电话业务不断向数据业务方面转变，从而不断形成以多媒体业务为主的网络服务。在当前拥有较好发展的便是电力通信PLC，该技术是一项有着很好的宽带接入。在对其进行研发的过程中，能够有效的对电力设施加以利用，从而对电力通信有着较好的发展，从而为电信用户的接入方式有着更为合理与方便的办法。可以完成语音、数据、电力以及视频等功能，有着非常广阔的发展前景。
3.结语
综上所述，光纤通信作为近几年快速发展起来的一种新型通信技术，其已经成为社会信息交换主要的通信手段。随着科技不断创新与发展，不断对光纤通信进行容量扩充、增加传输速度等，这就要对其进行不断的开发。根据目前光纤通信中存在的问题，通过相关技术与研发人员的努力，不断对其加以完善。光纤通信已经成为今后重要的发展方向，已经在各个领域中得到应用。随着对信息传输要求不断提高，未来光纤通信技术将成为主要的通信技术，从而更好地服务广大的民众。
参考文献：
[1] 张剑文.光纤通信技术在广播电视传输中的应用探讨[J].科技展望，2016，7（14）.
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关键词：电子技术；灯光控制；应用探讨
一、电子开关的种类
电子开关的种类繁多，其中常见的是声光控延迟开关、触摸式延时开关、红外线感应开关、光电感应开关等。日常楼道中的灯光控制一般采用声光控延时开关与触摸式延时开关。
二、工作原理
1、声光控延时开关
所谓声光控延时开关，就是通过声音和光线来实现开关的开启，并于一段时间后开关自动闭合，等待下次的声音或光线来重新启动开关。声光控延时开关主要由以下几部分构成，即与门电路、活筒和光敏电阻、由光控电路、声控电路和延时电路等。其原理可以简单的解释为利用话筒来搜集声音，比如击掌声、脚步声等，将这些声音信号转换为电信号，再经过耦合与放大处理后，实现电子开关效应。
当声光控延时开关所处环境光线较强时，光敏电阻阻值会很小，其两端电压近似为零，失去光控作用，电子开关始终处于断开状态，与此同时，即使发生很大的响声，灯也不会变亮，以利于白天的节电作用；当声光控延时开关所处环境光线较暗时，光敏电阻阻值会很大，两端电压变高，光控电路处于导通状态，此时一旦有足够的声响，再有声控电路处理声音信号，从而实现电子开关开启，达到了延时照明的作用，待一定时间后，开关自动断开，保持节电，等再有声响实现照明。
声光控延时开关的结构为开关面板的表层配有光敏二级管，其内部配有柱极体话筒。光敏二级管在黑暗之中时会非常敏感，有效发挥其作用。当光线的暗度达到一定程度时，光敏二级管可以感应，并在其电子线路板上形成一股脉冲电流，此时光敏二级管一路电路为关闭状态，此时一旦有足够的声响，柱极体话筒会形成一样的脉冲电流，使得开关电路连通起来，出现灯亮照明。
2、触摸式延时开关
触摸式延时开关的工作原理较为简易，其主要由电源电路、晶闸管开关电路、延时电路等来构成。无人触摸其开关外面的金属片时，整个电路处于断开状态，以节约电量。一旦人触摸了其电极，即那片金属时，灯就会变亮，其原理是利用人体泄露电流形成回路，待触摸时产生一个触摸电压，使得电路中的融发器发生作用，开通了开关，实现亮灯。待人手离开后，电路失去了触发电压，开关被断开，电容逐渐向外放电，待一定时间耗尽电容电量时，灯自动灭掉。如果想要经触摸后长时间照明，通过提升电容数值即可满足。
3、电子技术在灯光控制中的应用趋势
多年以来，我国的建筑物使用的都是传统的照明控制技术，很多楼宇都是使用电子开关来进行区域内的照明或是定时开关。随着科学技术与经济水平的飞速发展，人们对生活与工作环境条件的不断提高，传统的照明系统已经无法满足节能、环保、舒适等要求，从而一种智能化的照明控制系统应运而生。
智能化照明控制系统就是利用了电子等现代高科技手段，辅以改良的灯具设备，通过计算机系统来控制整个照明，实现人性化服务。目前智能化照明控制系统主要包括两种，即中央集中控制系统与区域式控制系统。
以日常工作的楼宇为例进行分析，依照其功能来划分区域，通常包括门厅、会议室、办公区、多功能厅等，每个区域对于照明度都有相应的要求。办公区域的光源常以白炽灯、荧光灯为主。在白天进行工作时，智能化照明系统可以融入自然光，实时配以灯具来补偿照明度，在节约能源的同时，维持了工作人员舒适度视觉环境。
一座办公楼宇按时间划分，常包括白天、午休、晚上、清扫等，利用智能化照明控制系统预先设定好相应时间段的照明效果，在白天工作人员进入室内时，系统会自动开灯，配合自然光调节至合理程度。即使是阴天下雨时自然光变弱，但是室内等会相应增加亮度，确保工作人员舒适工作。当午休时间来到时，室内光线会变得柔和，保障工作人员能够休息或放松精神；待一天工作结束，进入晚上时，楼宇内的光线会在智能照明系统控制下，相应关闭或调暗不同区域的照明度，与此同时，智能传感器的动静探测功能启动，以保证万一有人员进出时，可以提供有效照明，保障其安全。当处于清扫时间时，需要打扫区域的灯仅保持清扫所需亮度，并有智能传感器配合发挥作用，有清扫时提供照明，待保洁人员离开后，灯会自动关闭，节省电源。
三、现代智能照明技术的优势
科学技术不断更新、进步，提升了当今照明技术走向智能化，发挥出了其显著的优越性，目前智能照明技术在我国建筑当中的应用日益普及，因为它可以为我们的工作生活带来五个方面的好处。
1、智能照明系统实现了智能化的照明控制。智能化的照明控制能够令建筑照明系统处于全自动状态，系统可以预先设定好所需要的工作运行状态，并且这些状态可以按照规定时间自动实现切换，实现照明效果的最佳程度。智能化照明系统在任何地点、时间、气象条件下都可以顺利运行，因为系统会搜集自然光，自动化地调节照明强度，以确保每个区域的照明度符合预先设定的要求，满足人们的正常工作与生活。
2、智能化照明系统可以改善环境，提高效率。在工作场所中良好的光线是保证工作效率的必要条件之一。适宜的照明度、人性化的照明控制系统需要有智能化的照明系统来实现。智能照明系统能够调节光模块的控制面板，来保证每个房间内相适宜的照明度，在提升了照明均匀度的同时，也卓有成效地解决了频闪效应问题，避免了工作人员出现头昏脑胀、眼睛疲劳等身体不适问题。
3、智能照明系统可以灵活地变换场景。智能化照明系统可以预先设定好在不同场景中，提供相应的照明效果，仅需要操作其控制面板即可设置照明场景模式，不同的场景模式可以更好地配合具体工作环境所需的照明度，比如会议照明模式、工作照明模式、酒会照明模式等。此外，用户利用便捷式编程器来接入编程接口，也可以来变换各种场景模式。
4、智能照明系统能延长灯具寿命、减少维修工作量。电网过压是损害灯具的主要原因之一，然而智能化照明系统是一种软启动方式，可以控制电网的冲击电压或浪涌电压，避免灯丝遭受热冲击，据试验统计表明，智能化照明系统可以延长灯具寿命至少为原来的2倍。
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所谓的“光纤传输技术”其实简单来讲，就是一种借助光导纤维，将有用的数据和信号传送到各地的现代化传输技术，与传统传输技术相比，这种技术的应用在一定程度上不仅能提高信号和数据传输的速率和稳定性，让各地人们拥有密切的交流和联系，此外光纤传输的应用范围十分广泛，其所用的介质光导纤维使用年限也较长，因此对于企业的长期发展而言是十分有利的。而现阶段，随着电子信息技术的不断发展和广泛应用，FTTH是广播电视网络发展的重要战略，也是未来业务发展的必然需求，但不可否认的是，在当前移动、电信、联通三网融合的背景下，各网络运营商之间的竞争压力也越来越大，企业间的竞争也愈演愈烈，故此为从根本上提高企业的竞争优势，推动企业的进一步发展，“两纤三波”的广播电视FTTH组网方式成为了当前广电网络的主要应用模式，具体而言就是在网络组成结构中，所谓的“两纤”指的是1490nm和1310nm波长的传输数据信号以及1550nm波长的传输数字电视及互动信号，其中1490nm和1310nm波长的传输数据信号的组网方式与电信FTTH一样，其设计内容主要有——前端机房设备配置和小区ODN设计：
二、有线广播电视网络中光纤传输技术的应用意义
在信息化产业时代背景下，作为其应用较为频繁的一项先进传输技术，光纤传输技术的发展也取得了突破性进展，从某方面而言相较于传统的实体通讯路线传输技术，它不仅具有良好的稳定性，高度的可靠性，此外在实际应用过程中，其还表现出了如下的应用优势：其一，传输速度快、传输容量大。在当前新市场经济常态下，有线电视网络作为一种娱乐休闲产业，其在一定程度上也取得了突破性进展，从某方面来讲，虽然极大地满足了人们的额精神需求，但与此同时传统实体通讯路线技术的弊端也日渐显露，对于企业的发展也造成了极为不利的影响，为此经过科研工作人员不断地探索实践，光纤传输技术应运而生，并在短时间内得到了广泛应用，根据大量的调研数据分析可知这种传输技术的应用，不仅具有传输容量大的显著优势，能为电视用户提供更好的服务，此外在加快传输速度，提高传输效率中也处于较高水平；其二，传输距离长，能量损耗小。在进行信号与数据传输过程中，传统的同轴电缆或者微波多路电视分配系统在使用过程中，往往只能短距离传输一路电视，难以满足现阶段人们对于电视网络信号的需求，而伴随有线电视网络的不断发展，电视信号需要传输的距离越来越远，传统企业在进行实际传输作业过程中，往往为保证信号接收的质量，会不断地在传输路径中增设中继放大器，但这也对信号质量造成了极为不利的影响，而光纤传输技术的应用，在很大程度上降低了中继放大器的数量，在满足有线电视网络干线传输距离的同时，也为企业的进一步发展奠定了良好基础；其三，抗干扰能力强，增加了使用寿命。根据大量的科研数据分析可知，现阶段组成光纤维的主要成分是石英，它具有良好的导光性和绝缘性，因此在实际作业过程中，它不会受到电磁波、噪声等干扰因素的干扰，可从根本上显著地增强光纤的抗干扰能力，进而为后续作业的顺利实施创造良好条件，而另一方面由于光导纤维是由寿命较长、可保持长久使用且纯度较高的玻璃制作而成，因此在使用寿命方面，与传统传输介质相比，在保证其设计科学合理、安装无误的前提下，其使用寿命更长且性价比高。
三、光纤传输技术在有线电视中的具体应用
（一）现场直播节目的实践应用
在当前社会主义新市场经济常态下，光纤传输技术被广泛地应用到有线电视信号和数据的传输过程中，从某方面而言其不仅将传统依赖、被动的微波传输方式转变为了光纤传输，有效地解决了传统传输技术应用的不足，更是有效地克服了环境因素产生的影响，为企业的整体发展奠定了良好基础。据调查北方与南方在光纤传输技术的应用中存在显著差异，在南方地区，光纤传输为主的广播电视台已经基本取代了地面上的卫星台，成为了现阶段满足人们精神需求的主要方式，为观众视听感受的提升创造了良好条件，而另一方面从目前来看，经过科研工作人员不断地探索实践，发现借助光纤的并联技术可实现同一时间多个地方的直播，因此在未来的有线电视网络发展过程中，这项传输技术也逐渐被广泛应用到现场直播节目中，从而在实现主持人与记者连线沟通交流的前提下，为产业的进一步发展打下了坚实基础。
（二）HFC宽带数据网的实践应用
伴随有线电视网络的不断发展，HFC宽带数据网作为一种既包括光纤又包括同轴电缆的混合型网络，被广泛地应用到有线电视网络数据和信号的传输作业过程中，与现场直播节目的应用不同，它属于一种压缩传输方式，即在实际作业过程中，相关工作人员通过借助相关的压缩设备来压缩光波信号，从而在减小广播信号传输空间的基础上，提高了传输数据的高清度，为数据和信号的传输提供了安全性和可靠性的外部环境，此外经大量调研数据分析可知，HFC主要由前端、光节点和使用用户三部分构成，与传统传输技术和纯粹的光纤网络相比，不仅能保证众多有线电视节目的正常传输，此外它还是一种双向传输式网络，可实现对数据信号的传输。
（三）PON网络的信号调试
现阶段在光纤传输技术广泛应用的时代背景下，为从根本上提高传输数据的可靠性，对PON网络的信号进行调试是十分必要的，具体而言其调试步骤如下，即首先用PON光功率计测试PON的输出光功率以及PON口的接收灵敏度，并将其数值与国家基本数值相比，检测其是否符合厂家要求，而后在用PON光功率计测试ODN的光分路器的输出光功率和输入光功率，并对其计算值进行测试分析，查看其计算值是否与理论值相匹配。
