光通信范文

导语：如何才能写好一篇光通信，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

英文名称：Study on Optical Communications

主管单位：武汉邮电科学研究院

主办单位：武汉邮电科学研究院

出版周期：双月刊

出版地址：湖北省武汉市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1005-8788

国内刊号：42-1266/TN

邮发代号：

发行范围：

创刊时间：1975

期刊收录：

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

期刊荣誉：

Caj-cd规范获奖期刊

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篇2

【关键词】光通信；技术；宽带通信

引 言

光通信是一种以光波为传输媒质的通信方式。光波和无线电波同属电磁波，但光波的频率比无线电波的频率高，波长比无线电波的波长短。因此，光通信具有传输频带宽、通信容量大和抗电磁干扰能力强等优点。

光波按其波长长短，依次可分为红外线光、可见光和紫外线光。红外线光和紫外线光属不可见光，它们同可见光一样都可用来传输信息。光通信按光源特性可分为激光通信和非激光通信；按照传输媒介的不同，可分为有线光通信和无线光通信。常用的光通信有大气激光通信、光纤通信、蓝绿光通信、红外线通信和紫外线通信。

1、光通信系统

数据源被传送到远端的某个目的地。数据源的输出波调制到一个光载波上，光载波以光场或光束的形式通过光通道进行传输。在接收端，光场被征集和处理。通常，检测时会伴有噪声干扰、信号变形、内存背景辐射。此系统中传输载波是光波频段，系统的工作方式与其它采用调制方式的通信系统是相同的。而光波系统所采用的器件与无线电射频系统所采用的标准器件大不相同。它们在使用方法、特性方面有很大的差异，需要不同的设计过程[1]。光通信系统方框图如图1所示。

2、宽带通信技术

宽带通信依托综合化、数字化、宽带化、智能化、多样化的光通信网，向用户提供语音、数据、图像、视频的交互式多媒体信息服务。宽带的通信质量和能力都远远超越了窄带通信系统，表现于数据通信能力和图像通信能力等。

宽带通信技术发展趋势和特点：目前我国城市正处于快速发展阶段，农村地区处于市场导入期，潜力巨大。2011年全国农村宽带家庭普及率为10%，预计未来3年加速增长，2012年为14%，2014年将达到20%，随着城市化进程的加快，互联网将成为改变城乡二元结构、缩小城乡差距的重要手段之一。发展宽带通信业务已经成为国内运营商的战略抉择，也将成为国内市场竞争的焦点。未来宽带通信业务的趋势是（1）宽带接入普及率逐渐提高；（2）宽带通信业务趋于个性化；（3）宽带通信业务不断多媒体化、融合化；（4）宽带集成通信业务将快速发展；

3、网络的宽带化和光纤通信

20世纪70年代后半期，光纤作为使用传输技术引进以来，其研究开发的历史一直走传输容量大和应用领域扩大的路。支撑互联网通信量爆炸性增加的是光纤预计今后将推进图像信息等高速信息流的配送服务和TV会议等丰富的双向多媒体通信等宽带服务的引入，网络的宽带化是必然的，其中，作为构建未来宽带遍布网络的技术，光纤和移动通信无疑是璀璨的双壁[2]。综上所述，可以把光纤通信技术的研究开发动向概括为以下三个方面。

（1）传输介质的大容量化。大传输容量技术是极大限度地利用传输介质的能力，以提高传输效率的技术，是以往所有传输系统开发一贯专注的技术。从这方面讲，具有很大潜在传输频带的光纤的大容量化是今后研究的重点。大容量化是光放大波段的扩大，在波段中信道的高密度复用、信道传输速率的高速化、远距离传输技术。即光放大波段扩大是从初期1550nm波段附近的20-30nm，大了1450-1650nm的200nm，将近扩大一个数量级。这与波长信道高密度复用和频率利用率的提高相结合。可以进行超过100信道的波分复用传输。而且每个信道的传输速率也可用以往电子式时分复用，现在达到40Gbit/s。对于光领域的TDM（Time Division Multiplexing）技术，达到了数百吉比特每秒的高速率。为实现宽波段远距离超高速传输，必须实现全信道均匀传输特性，必须进行放大器、传输码、色散管理等技术及其综合技术的研究。

（2）网络化技术。随着WDM的引入，因链路的大容量化，而使链路容量超过节点处理能力，则出现电子瓶颈这一新问题。因此，关于网络的研究正在飞速发展。这项研究是将光分插复用器或光交叉连接引入节点内，不仅是链路，而且节点也光化，利用光级别的接通技术，要有效地构建性能价格比很高的网络。光子网络的技术基础是WDM技术。但WDM技术不仅仅是点对点链路技术，其最大特点是作为网络技术来使用[3]。

（3）使用光纤的接入系统宽带化的相关技术。目前的光接入系统有两种，一种是改造现有设备的经济上较为合算的系统；另一种是可以提供新服务项目的系统。

4、在新领域中的光通信技术

以传输速率数十兆比特每秒的中小容量光纤系统的引入为开端，从20世纪70年代的后半期开始，以公用通信网为主，推进了系统高速化和大容量化。对公用通信网之外的领域也研究引入光纤、对飞机、汽车等移动物体内和计算机之间和机器之间也引进了光纤。此时，出现了微波光子学的领域，并针对移动通信、先进道路交通系统、阵列天线、计量等领域的应用进行了研究开发。光空间通信系统是在光纤通信的研究正式开展的20世纪70年代前半期研究的领域。

篇3

政策利好，光通信迎来十年最好的发展时机。

5月10日，国务院常务会议确定实施“宽带中国”战略工程，预计2012年末全国FTTH（光纤到户）用户将达2000万户。而宽带中国战略对于光纤入户方面的助推力度更大，预计到“十二五”末，全国光纤入户用户数量超过4000万。

随着政策利好号角的吹起，几个光通信老玩家纷纷先在股市上体验了一把高歌猛进。一时之间，光通信行业似乎进入了盛夏，火热异常。

但是我国的光通信行业真的到了可以驻足回望，志得意满的时候了么？

我国已经成为了世界上最大的光纤光缆制造国，可是独占光纤行业利润70%的预制棒却依旧走不出依赖进口的困境。我国独占全球光器件市场20%~25%的市场份额，但是核心器件却迟迟摆脱不了进口。

我国是光通信大国而非光通信强国。在为国家万亿元政策利好兴奋欢呼之余，我们是否该仔细想想是什么阻碍着我国光通信领域核心技术的创新？又是什么阻碍着我们将拥有的自主技术没能实现大规模化应用？

机遇与挑战并存，面对政策助推大潮，我国光通信行业能否顺着大潮在技术创新、品牌竞争力、产品质量方面实现飞跃，将是万亿元大餐能否舒服吞下的关键。

光通信大国的瓶颈

如何实现由量到质的飞跃，是中国光通信人面临的难题。

从无到有，截至2011年年底，我国已经成为了名副其实的光通信大国。

2011年，国内光器件市场收入约为100亿元。在全球市场中，中国独占了近三成的市场份额。而将近15%的年增长率使得我国依旧是全球最活跃的光器件市场，潜力空间巨大。

在光通信上游的光纤光缆领域也是如此。截止到2011年年底，共有17家光纤企业，共有光纤拉丝机159台，拉丝光纤生产线279条，已敷设光纤总量4亿芯公里，仅2011年的光纤用量就达9000万到1亿公里。

巨大市场需求推动着我国光通信产业的市场规模呈现出高速的增长态势。

5月4日，工业和信息化部《通信业“十二五”规划》，5年内信息基础设施投资总额达2万亿元。在宽带建设、三网融合、IPv6升级方面起基础作用的光通信行业成为了这一政策最大的受益者。

与此同时，宽带业务竞争不断加剧、三网融合不断推进以及3G用户规模的不断扩大使得以三大电信运营商为代表的企业加大了自己的“光战略”布局力度。

但是光通信大国而非光通信强国的现状，已经成为了中国光通信人必须要解决的一个问题。

在低端领域盲目扩张，依托价格战而非技术战使得我国光通信产业链中重要环节光器件领域陷入低价薄利困局。当前的低价薄利现状使得国内光器件企业的生存空间渐渐萎缩。

而随着对于低端器件需求日趋稳定，以及供需平衡被打破，产能过剩现象日益凸显，从事低端光器件生产的厂商盈利空间被压缩得很小很小。而真正有着高附加值、高利润额度的核心器件，我国依旧依赖进口。高端的关键芯片技术掌握在国外公司手中，使得国内的高端器件生产受到严重制约。加大高端研发的投入，掌握关键核心技术已经成为行业发展的当务之急。

核心技术不能突破，就难以从市场大国转型为技术强国，这已经成为我国光通信发展的最大瓶颈。

高光业绩背后

目前，我国已经成为全球主要的光纤光缆市场和全球最大的光纤光缆制造国。

其实早在2009年，光纤光缆行业曾一度陷入低迷。随着日本等海外供应地区产量放缓以及国家连续出台利好政策，光纤光缆行业在今年一开年便迎来了开门红，从今年3月起，光纤光缆行业不断传出景气回升、厂商订单饱满、产品提价等信息。

这种需求旺盛的状况为光纤光缆厂商着实带来了利好。以中天科技为例，作为一家A股上市的一线光纤光缆厂商，其主要生产的线缆产品，按照产品应用领域的不同，划分为通信线缆和电力线缆两大类。根据2011年年报，用于通信领域的光纤光缆贡献了总营收的54%，用于电网领域的导线及电缆贡献了35%。光纤光缆业务为中天科技贡献良多正是得益于整个光纤光缆市场繁荣的大环境。

只要生产出了光纤就不愁没市场，似乎成了目前光纤光缆行业最真实的写照。不仅一线企业如此，二三线企业也是订单饱满。工业和信息化部电信研究院通信标准研究所李芳告诉记者，行业供应过剩情况从去年下半年开始好转。

究其原因，赛迪顾问分析师耿岩表示，未来三年都是宽带战略的落实建设阶段，电信领域的“光进铜退”将带动市场对光纤光缆的旺盛需求。在需求拉动下，光纤价格有进一步上涨的空间。加上《通信业“十二五”规划》，中国联通、中国移动也会跟随中国电信而追加光纤的投资力度，并形成光接入网络的建设高峰。

北京邮电大学教授曾剑秋表示，日本地震及核泄漏是光线光缆一线企业业务好转的原因之一。地震及随后实施的限电措施严重影响该国企业的生产运营，导致原本就严重依赖进口的光纤光缆主要原产料光纤预制棒，供给更加紧张，有生产光纤预制棒能力的一线企业得到了优先供应权。

但是这种业绩上的高光，并不能掩盖在光通信上游市场上我国核心技术缺失而导致的行业困境。

“虽然我国光纤光缆需求旺盛，光纤需求在全球占有重要的地位。但是，核心技术光纤预制棒的发展还不能满足国内的需求。”面对现在光纤光缆行业的供不应求现象，耿岩指出了其中隐藏的问题。光纤预制棒的制造已经成为影响我国光纤和光通信产业发展的一个瓶颈问题。

光纤预制棒技术是制作光纤、光缆的重要基础材料，被誉为光通信产业的“皇冠上的明珠”。光纤预制棒的国产化、规模化已经成为行业发展的迫切需求。

武汉邮电科学院原副院长毛谦表示，在光纤预制棒、光纤、光缆产业链中，按利润分配的比例是 7∶2∶1，而在光纤预制棒中，棒芯与包层的利润比例是 4∶6。由于我国生产的光纤预制棒包层成本高，再加上主要原材料需要进口，因此不得不从国外大量进口光纤预制棒。

国内一些企业认识到问题的严重性，现已有了自主研发的光纤预制棒投入生产。2010年，亨通集团研制出了具备完全自主知识产权的光纤预制棒，将光纤预制棒刻上了“中国印记”。美中不足的是目前产能只能自给自足，对于我国仍有一半以上光纤预制棒靠进口的局面尚没有带来直接的改变。

长飞光纤光缆有限公司光纤事业部副总经理蒋小强曾担忧道：“我国光纤光缆核心技术受制于人，新产品、新工艺总体上讲还未摆脱被动跟随的局面，外方通过光缆光纤预制棒，源源不断地从我国获得了高额的利润。”

“即使光纤预制棒自给自足了，人家还是能卡住你。”毛谦表示，“制棒、拉丝所需的一些主要原料和气体主要还是依赖进口，许多制棒企业的控股权也还掌握在外国公司手中，这些都使得国内企业在制棒、拉丝方面的话语权不强。”

针对这种状况，相关专家呼吁：我国企业之间应该要加强联合，共享利益，在消化引进的光纤预制棒技术的基础上，加强主要光纤预制棒生产商的合作，提高工艺水平，争取在“十二五”末实现光纤预制棒自给以及装备国产化。

除了在光纤预制棒领域的研发，近年塑料光纤成为新的热点，但在通信网应用上离实用尚有差距，在车、船、军事、计算机室内联网等特殊领域有一定的应用前景；光子晶体光纤方兴未艾，用来做器件或特种应用有优势，但能否替代标准光纤尚无定论。

由此可见，我国光纤光缆行业“革命尚未成功”。

光器件桎梏

如果光纤光缆算作整个光通信产业链的基础，占全产业链总产值70%以上的光器件可以被称为光通信产业的心脏。

随着我国光通信市场的持续升温，光器件产业投资不断扩大，国内涌现出一大批光器件企业。面对全世界最大的光通信市场，国内企业却只能在低端领域施展拳脚。相比于大多数国家，我国拥有完整的光通信产业链，但核心的光器件却依然靠进口。

在光器件领域，我国大而不强的现象更加突出。

“我国光通信从应用水平来讲和国际差别不大，甚至有些地方还领先，但从研究和产业水平来讲应该还有比较大的差距。无论是光无源器件还是光有源器件，高端的关键芯片技术仍然掌握在外国公司手中，使国内的高端器件生产受到严重制约。”毛谦说。

耿岩对记者表示，我国光器件产业存在的主要问题是品种单一，产品老化，散件组装，缺乏创新，许多地区投资光纤连接器，光分路器成了重中之重。由于重复建设，规模分散，低端产品供过于求，国际市场竞争乏力，使许多企业亏损甚至破产。

2011年初，中国电信了“光网城市”战略，中国联通也启动了FTTH工程。一石激起千层浪，行业内所有的企业都迅速转型，能生产ODN（基于PON设备的FTTH光缆网络）无源器件的都在扩容；不能生产的纷纷通过并购、建厂等方式参与进来。

但是大多数企业所生产的产品没有太多技术含量，市场很容易饱和。大部分厂商只能靠频繁打价格战来保证市场份额。

国内某厂商的工程师曾表示：“我们每次采购一些器件的时候，总希望能尽量多地使用国产的产品，但大多都在技术评标的时候放弃了。”

李芳分析称，虽然国内光器件企业劳动力成本占有优势，模块的制造工艺也已经较为成熟，但由于不掌握上游光芯片的核心技术，国内厂商无法提供满足需求的光芯片，光器件模块制造企业只能购买国外厂商的产品。而在光器件产业链的上游芯片关键环节受制于人，就成为光器件模块企业成本难以降低的主要原因之一。

因此，尽快提升光器件企业的研发实力，自主研发生产光芯片成为打破这一局面的关键。

中国电信科技委主任韦乐平曾表示，低质量的光器件（特别是分路器的质量低下）加上本就复杂的FTTH建设环境，会造成更高的网络故障率。

一些光器件企业认识到了上述问题，并已付诸行动。经过不断努力，一些光器件企业已经在光芯片的自主研发方面取得突破，并实现量产。

这是好的一面，但与之相对应的是，“我们国内除了华为、中兴和烽火有一定能力真正做芯片外，其他的中小企业根本做不了芯片。”，毛谦的话道出了中小企业的发展瓶颈。

从模块到芯片的垂直整合制造，正是国内光器件企业谋求发展壮大之路。可以预见，具备了芯片制造能力的厂商将拥有更强的市场竞争力，他们将在国内国际的竞争中成为市场主角。

政策助力需对症

光通信产业作为各国战略性产业之一，使其快速发展必然需要得到政府政策的大力支持，而政府对产业的扶持力度决定了其产业发展速度和产业规模大小。

从1984年在武汉三镇第一次试点光纤通信开始，国家对于光通信就一直坚持“政策引导”以及“国家战略”。

今日新出台的“宽带中国”战略的发展目标，相比“十一五”投资40％的快速增长，“十二五”电信基础设施投资达2万亿而言，对光通信厂商、移动设备商、互联网设备商以及宽带运营商的助力作用更加明显。

毛谦认为，我们光通信市场产品价格很低，企业每年销售额虽然很大，但是利润率还是很低，甚至有些企业出产越多，亏损越多。他呼吁政府能像解决三农问题一样给出优惠政策，像家电下乡政策一样给出补贴、减免税收，使得企业可以加大科研投入。“单靠企业自己在市场打拼，难度是很大的。这方面应向日本、韩国学习。”

日本是世界光通信大国，光通信网络发展较早，光纤接入建设一直处于全球领先地位。日本光通信企业在日本国内市场占有70%以上的份额，FTTH起步早，用户居世界首位，宽带业务发展成熟度高，龙头企业优势明显。日本在网络建设政策方面采取了政企合作方式，选择通产省和日本电信委员会等政府机构和企业密切合作，共同致力于日本光通信的发展。

韩国则是亚太地区乃至全球主要的光通信市场之一，尖端科技投入和政府干预等一系列因素推动韩国光通信产业的发展。

韩国政府计划在2008-2015年间投资5000亿韩元支持国内通信网络建设，全国FTTH覆盖率达到58%，2015年前实现全部覆盖。与韩国比，我国目前FTTH覆盖率只有4.5%，差距显而易见。

“我国光通信产业亟待解决的问题是规模效应有待提高。另外，产业中中小厂商居多，品牌美誉度和整体的竞争能力需进一步加强。整体的科研开发能力则是发展的重中之重。”耿岩分析称。

不少中小企业呼吁，作为光通信最为基础的器件领域，国家有必要对光器件产业进行扶持，以构建完善的产业生态体系。国内许多器件厂商竭泽而渔的做法，不仅不利于企业自身的发展，反而会进一步恶化整个产业的发展环境。

篇4

【关键词】 可见光通信系统 关键技术 研究

一、可见光通信的定义

可见光通信技术的发展来源是一种白光LED技术，由此作为一种新型的通信技术，可见光通信技术的特点中也含有白光LED技术的特点，即作为突出的高速响应特性。高速响应特性表现为信号是由LED可见光进行调节和传输的。这种新型技术的运行原则就是结合可见光技术以及通信传输技术，构建出一种基站灯，这种基站灯也吸收了照明和通信技术，所以在性质上是一种两用的基站灯。从而为宽带的接入方式提供了一种新思路。

作为众多新型的通信技术之一，可见光通信技术在近些年得到了快速发展，利用与生活紧密相连的可见光，进行移动通信网络的覆盖，提高路的质量，为通信用户提供更加高质量的服务。这种通信技术不仅仅提高了移动通信网的安全性，还更加关注用户的隐私，保证用户的信息安全，减少长期使用通信网络用户的健康影响。

二、研究现状及关键技术

2.1研究现状

由于可见光技术涉及到生活的方方面面，运用广泛，其中包括公共场合的电灯、广场的大型显示屏、道路上的路灯等等，正是可见光技术的场合应用多，将照明和通信技术相结合的可见光通信系统也受到研究人员的关注和重视。也正是如此，现今将可见光通信系统的研究成果运用到了许多方面，例如家庭无线网络、办公区域的数据传输等等。国家也为了发展这项新型技术，颁布了《“十二五”国家科技计划信息领域2013年度备选项目征集指南》。总而言之，可见光通信技术的研究现状是乐观的，受到重视。

2.2关键技术

可见光通信系统的关键技术和元件主要总结为以下几点：（1）可见光光源和光敏元件。顾名思义，可见光通信系统基础的技术和元件就是可见光。作为该系统的“动力”，可见光光源和光敏元件的作用和功能，就是将电信号转换为光信号，首先完成基本的照明功能，然后发出可见光，可见光中也就携带了调制信息。光敏元件的功能就是寻找和捕捉光信号，为光源提供光信号。（2）数字调制器和解调器。这一关键技术的工作原理就是，捕捉和根据光的特性进行调制和解调。实质上就是通过光信号，将光信号所传播的信息转化出来，为系统的运作提供有效的保障。（3）信息编码器。信息编码器的功能就是在信息解制之后，将信息进行排列和编制，形成连续的波形，通过驱动电路直接驱动可见光光源进行发光，也是通过信息编码器，恢复传递的信息。

三、可见光通信系统的应用困难

可见光通信系统的基础是白光LED技术，虽然通信结构简单，但是在应用当中也存在一些问题和困难。主要有整个系统的信号传输距离短，数据传输的效率和速度也没有达到预期标准，从而也就导致了最终的照明无法达到标准。除此之外，还存在一些通信传播的盲区，这些盲区也影响到了整个系统的通信功能。例如一些路人或者物体的阻挡，也会影响信号的接收，LED的布局也不够合理，从而也降低了信号的接收效率。同时，信号的传输频率往往是不同的，这就显示了现今可见光通信系统急需正交频分复用调制功能。系统的调制带宽也需要提高均衡技术。

四、未来发展的趋势和展望

1、大型会馆内的使用。在一些博物馆和展览会馆中，主要运用的方面就是信息的讲解。参观者可以通过自己的手机一些的数码设备，了解和接收相关信息的文字和图像等等，十分方便。

2、应用于商业方面。可以运用在商品功能上，例如在电子贺卡、小玩具等上加入LED功能，也是为商品提供新的设计思路。

3、运用于实时信息的传播方面。在股市中、交通信息、商品广告等方面，这些信息的更新效率要求较高，追求实时性，将该系统运用到这些方面，人们能够随时随地了解信息的更新。

4、照明市场的运用。可见光通信系统的照明功能可以运用在照明市场中。照明市场范围广，应用领域多，例如车用照明、交通照明等等。该系统在使用照明功能的同时，还能够通过通信功能完成信息的采集。

五、结语

作为一种新型的技术，可见光通信系统不仅受到研究人员以及国家的重点关注，在功能上实用性和功能也非常强大。本篇文章对该系统中的关键技术进行了研究和分析，对其中所存在的问题进行了解答，并对未来的发展做出了展望。

参 考 文 献

[1]胡国永；陈长缨；陈振强；；白光LED照明光源用作室内无线通信研究[J]；光通信技术；2006年07期

篇5

[关键词]无线光通信技术高速率数据传输系统构成

中图分类号：TN929.11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0365-01

1 前言

随着信息化社会的到来，通信技术也得到了日新月异的发展。在过去的几年中，人们对传输速率的要求越来越高，使用高速率数据传输的用户数量每年都在递增，光纤通信因为能传输高速率的数据，成为广域通信网的骨干网络，如今在广域通信网中80%以上的信息是通过光纤传输的。但是从光纤骨干网到用户之间的"最后一英里"，如果铺设光缆，不仅花费大而且耗时；许多无线通信技术可以解决"最后一英里"的问题，但是这些技术需要向无线电管理委员会申请频率执照，不仅要使用户支付大量的频率占用费，而且申请也要花费数月的时间。

2 无线光通信系统的构成

无线光通信系统是以大气作为传输媒质来进行光信号的传送的。只要在收发两个端机之间存在无遮挡的视距路径和足够的光发射功率，就可以进行通信。

一个无线光通信系统包括三个基本部分：发射机、信道和接收机。在点对点传输的情况下，每一端都设有光发射机和光接收机，可以实现全双工的通信。系统所用的基本技术是光电转换。光发射机的光源受到电信号的调制，通过作为天线的光学望远镜，将光信号通过大气信道传送到接收机望远镜；在接收机中，望远镜收集接收到光信号并将它聚焦在光电检测器中，光电检测器将光信号转换成电信号。由于大气空间对不同光波长信号的透过率有较大的差别，可以选用透过率较好的波段窗口。对基于FSO的系统来说，最常用的光学波长是近红外光谱中的850nm；还有一些基于FSO的系统使用1500nm的波长，可以支持更大的系统功率。

3 无线光通信系统的特点和优势

3.1 频带宽，速率高

从理论上讲，FSO的传输带宽与光纤通信的传输带宽相同，只

是光纤通信中的光信号在光纤介质中传输，而FSO的光信号在空气

介质中传输。FSO产品目前最高速率可达，最远可传送4km。

3.2 频谱资源丰富

与微波技术相比，FSO设备多采用红外光传输，有相当丰富的

频谱资源，不需要申请频率执照，也不需要交纳频率占用费，这是一般微波通信和无线通信无法比拟的。

3.3 适用任何通信协议

适用于任何环境，不依赖某种协议。现在通信网络常用的SDH、

ATM、以太网、快速以太网等都能通过，并可支持的传输速率，用于传输数据、声音和影像等各种信息。

3.4 架设灵活便捷

FSO可以直接架设在屋顶，以及在江河湖海上进行通信，可以完成地对空、空对空等多种光纤通信无法完成的通信任务，而且无需埋设光纤，可以在几小时内建立起通信链路，方便快捷，大大缩短了施工周期。

3.5 安全可靠

无线光通信的安全性是非常显著的，由于光通信具有非常好的方向性和非常窄的波束，因此窃听和人为干扰几乎是不可能的。

3.6 经济

光纤网络的成本通常很高，铺设过程耗时，而且投资不可撤回，而无线光通信技术可以在城域光网之外提供高带宽连接，而成本只有在地下埋设光缆的五分之一。

4 无线光通信系统存在的问题

FSO是一种视距宽带通信技术，发射机与接收机之间需要严格的视线传播，当通信设备安装在高楼的顶部时，在风力的作用下建筑物会发生摆动，这样便会影响激光器的对准。由于大楼结构中某些部分的热胀或轻微的地震等原因，有时也会导致发射机和接收机无法对准。

恶劣的天气情况，会对传播信号产生衰耗。空气中的散射粒子，会使光线在空间、时间和角度上产生偏差。大气中粒子还会吸收激光的能量，衰减信号的发射功率。

传输距离与信号质量的矛盾非常突出，传输距离越大，光束就会越宽，接收的光信号质量越差。

激光的安全问题必须考虑。发射功率必须限制在保证眼睛安全的功率范围内。

5 无线光通信发挥的应用范围

可以作为预防服务中断的光纤通信和微波通信的备份；可以应用于移动通信基站间的互连，无线基站数据回传；应用于近距离高速网的建设以及最后一英里接入；不宜布线或是布线成本高、施工难度大、经市政部门审批困难的地方；在军事设施或其他要害部门需要严格保密的场合；用于企业内部网互连和数据传输。

6 国内外研究现状

Canon主要产品有：CanobeamDT-50，速率从25Mbit/s到

622Mbit/s，可连接FastEthernnet、FDDI、ATM。特点是具有自动跟踪系统，调整探测器件的位置以检测激光束的光轴，所以不因建筑物的摆动而使传输中断。同时，镜头自动跟踪特性增加传输距离达2km。CanobeamIII：数据速率达到622Mbit/s，有不同的网络接口，如ATM、FDDI、FastEthernet，并可选择SNMP的TCP/IP。

桂林三十四所产品的主要性能参数有以下一些，传输速率：8Mbit/s，34Mbit/s，155Mbit/s；工作波长：850nm；通信距离：1～4km；光发射功率：小于40mW。

中科院成都光电技术研究所，开发的产品主要性能参数有传输速率：10Mbit/s；工作波长：850nm；通信距离：1～4km；发射功率：3～30mW。

深圳飞通有限公司开发出的样机，其速率有155Mbit/s、622Mbit/s以及几种，通信距离最远可达4km。

7 FSO研究的发展趋势

FSO目前存在的问题主要集中在下面几个方面：针对大楼摆动的瞄准问题；大气中粒子对光线的散射、吸收问题；提高传输速率问题。这些问题影响了传输的可靠性，所以对这些问题的研究成为FSO的发展方向。

7.1 发射、接收的瞄准的研究

在大风中或因地震引起大楼的摆动，发射机发送的光信号对不准接收机，产生的误差大，甚至通信无法实现。目前的研究方向在于提高激光的瞄准，怎样利用非机械装置来实现精确的对准和快速瞄准；在接收机方面，散射光线也带有信息，接收散射光线越多，接收的信号能量越大，但同时接收的噪声也越大，所以尽量提高接收机接收信号总功率，又不能降低信噪比成为研究目标；

7.2 减小大气对通信的影响

在不同的环境中不同波长的光线会有不同的传播特性，这些不同的特性导致了在不同环境下，不同波长的光线会有不同的吸收窗口、不同的散射函数以及不同的折射率，需要寻求一种最优波长，在通信链路中找出波长与性能的最优组合。

7.3 传输速率的提高

FSO相对于其他接入设备最大的优势之一就是带宽。现在FSO产品的速率从2Mbit/s开始，形成多个系列，比较典型的有10Mbit/s、100Mbit/s、155Mbit/s、622Mbit/s。有的公司采用波分复用技术，速率可以达到、10Gbit/s。

综上所述，FSO的发展方向是解决大楼的抖动引起的对不准问题、大气微粒的散射问题、大气湍流影响通信问题，提高系统可靠性，在此基础上提高传输速率，使FSO发挥最大优势。

8 结束语

无线光通信已经成为现实，它是连接宽带网的一种快捷方法。文中详细地介绍了国内外目前对FSO的研究以及研究成果，分析了目前存在的问题，如果这些问题能得到解决，那么必能发挥FSO的最大潜能和优势。随着无线光通信技术的不断完善，它一定可以得到广泛的应用。

参考文献

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【关键词】无线光通信相关应用关键技术

一、无线光通信技术的介绍

（1）无线光通信技术的概念。无线光通信技术是集无线通信和光纤通信两者特点的一种新兴技术，近十年来，无线光通信技术在我国相关领域内发展的很快，并且获取了明显的成绩，对国内外无线光通信产业的发展意义重大。无线光通信技术的英文名为Free Space Optical Communication，可以简称为FSO，把英文名直接翻译，就可以知道“自由空间光通信”的意思，所以，无线光通信技术又可以称为自由空间光通信。无线光通信技术作为无线通信和光纤通信融合的产物，其相关研究领域重视其低辐射、抗干扰和高宽带等特点，在研究过程中把它的这些特点体现出来，从而确定了无线光通信产业将来的研究方向。（2）无线光通信技术的基本工作原理。无线光通信技术，即自由空间光通信技术的工作原理是利用光波作为载体，通过大气传输无线通信信号的一种无线通信方式，其辐射强度较低，对外界的干扰有一定的抵抗力，而且其包含的宽带范围很广，是现代高科技发展的典型例子。无线光通信系统的信息传输以光波作为载体，所以其每一节点都要安装光发射机和光接收机，这样才能完成以大气作为传输煤质的无线光通信的全过程。由于无线光通信系统存在光发射机和光接收机，结合光波分重复利用的技术，无线光通信系统才能够实现双方向的通信。光发射机是一个由很多部分构成的大系统，无线光通信的传输要求光发射机具备激光器、调制器以及编码器等部分，而且对无线光通信传输煤质的大气也有要求，必须是无遮挡的大气信道才能发送信号。与光发射机对应的光接收机包括的系统部分不同于光发射机，一般由光检测器、译码器和解调器等部分构成，光接收机的工作过程与光发射系统的工作过程正好相反。

二、无线光通信的相关应用

（1）无线光通信在骨干网的应用。无线光通信技术具有上文中提到的抗干扰、低辐射和高宽带等一系列独特的优点，把它具有适合运用在骨干网系统中运用，无线光通信丰富的频谱资源，使得骨干网的传输过程变得简易，可以节省建设成本，解决骨干网传输过程的常见问题，又节省建设所用的时间，对骨干网的健康运行带来极大的保证。骨干网运用无线光通信技术的原因就在于，无线光通信技术具有高宽带和抗干扰等优点，总之，骨干网利用无线光通信技术的高宽带和抗干扰等特点来减少建设成本，对企业创造更大的经济利益。（2）无线光通信在网络通信中的应用。无线光通信是无线通信和光纤通信的相互结合，在互联网领域中使用无线光通信技术，能够发挥其独特的特点，给网络运营商带来很大的经济效益。因为，无线光通信技术在网络通信中的应用主要体现在光纤网络的备份，网络光线的备份是指网络运营商为了确保网络通信的可靠性和稳定性而铺设的两条线路中的一条，这个一条备份冗余线路是利用无线光通信技术的特点，减少网络运营商的建设成本，从而提高经济效益和社会效益。（3）无线光通信在局域网及特殊环境中的应用。企业和学校等单位的局域网的建设和受灾区、野外工作区域等特殊的工作环境中利用无线光通信技术，同样节省建设成本、省时省力，使得信号的传输容量和传输速率得到提升的机会。

三、无线光通信常见的几项关键技术

1、无线光通信中的数字平滑滤波器。虽然无线光通信技术本身具有抗干扰等独特的优点，但是传输过程中的众多噪声直接影响有用信号的正常传输到接收机的过程，大大降低有用信号的正确传输。利用无线光通信技术的信息传输过程需要一个安静的环境，像自然背景噪声、电路中的热噪声和器件的开关噪声都会影响到信号传输，如果再不排除这些噪声的干扰，就会很大程度上降低无线光信号的传输质量。对此，无线光通信产业采取了数字平滑滤波器的技术，主要针对信息传输过程中的众多噪声，从而保证有用信号的传输的质量。

（1）数字平滑滤波器的设计。为了排除无线光通信过程中自然背景噪声等众多噪声的影响，特意设计出了由A/D采样电路和数字滤波器两部分构成的数字平滑滤波器，对由探测器发出的信号进行过频采样并量化，再把信号送入数字平滑滤波器进行处理，基本上达到排除噪声对信号传输的影响。（2）数字平滑滤波器的均值滤波。均值滤波是指数字平滑滤波器的工作原理，数字平滑滤波器对被A/D采样电路量化好的模拟信号值进行计算，算出某一区段的平均值，把整个区段的模拟信号都进行平均值的计算操作，然后再把每一个区段的平均值加权作为均值滤波器的输出值。一般情况下通过分组计算平均值或者滑动求平均法计算出均值滤波器的输出值，从而滤出有用信号，达到降低噪声影响的目标。

2、多接受技术。多接受技术是无线光通信的关键技术之一，在现代的大部分移动通信系统中得到广泛地应用，受到了我国通信产业的青睐，这种技术在国内外很有发展前途。多接受技术顾名思义就是分集接收，是指通过合并技术对若干个不相关的信号合为一路信号输出的技术。本文下面具体介绍分集合并技术的三种不同方式以及多接受系统的设计思路：

（1）分集合并的方式：多接受技术，即分集合并技术的分集合并方式有等增益合并、最大比值合并和选择式合并等三种类型，这三种分集合并方式的性能和实现难度都不同，例如，等增益合并的方式性能一般，实现较容易，虽然最大比值合并的实现有难度，但是其性能最好，而选择式合并的实现较简单，但是性能最差。最大比值合并，等增益合并，选择式合并。（2）多接收系统设计。多接受系统的设计是为了降低大气信道对信号产生的随机影响，在无线光通信系统的接收机上安装探测器，而且尽量使用很多个信号探测器，对无线光信号进行探测，然后把探测出来的多路信号单独放大，通过A/D采样电路采样量化，再通过A/D采样电路的转换，最后进行数字平滑滤波和分集接收器的合并处理，最终得到合并信号。

3、信道编码技术。信道编码技术是指在无线光通信系统中，在等待发送的信息码元的基础上，还增加一些码元的技术，在信号传输过程中具有发现错误和修正错误的功能。为了提高无线光通信信号传输的可靠性，利用某种算术的编码规则，在接收端增加一些监督码元或校验码元，对等待发送的信息进行解码，从而检查并修正码元出现的错误。

结语：无线光通信与人们的生活息息相关，因为，在科技快速发达的当今社会，无线光通信技术已经广泛深入到了人们的生活，给人们带来了很多的便利。根据上文内容无线光通信技术具有很多优点，已经在第三代和第四代通信工具中广泛应用，促进国内外通信产业的快速发展，几项关键技术的研究体现出其广阔的发展前景。

参考文献

[1]刘义乐.无线光通信关键技术研究[D].北京邮电大学. 2013（01）

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关键词：FSO技术；光纤；成本节约

光通信分为有限光通信和无线光通信两种，有线光通信即光纤通信，已经成为广域网，城域网的主要传输方式之一。无线光通信又称为自由空间光通信。（FSOfreespaceopticalcommunication）。FSO技术以激光为载体，用点对点或者点对多点的方式来实现连接。

一、无线光通信的简介。

光通信的出现其实比无线电通信还要早一些。波波夫发送与接收第一封无线电报是在1896年。但是已发明电话而著名的，家喻户晓的贝尔，在1876年发明电话之后，就想到了利用光来通电话的问题。1880年，他利用太阳光作为光源，用硒晶体（为一种链状自然金属单质矿物、三方晶系，空间群为93.21，晶体沿Z轴延长呈针状、柱状、灰色、条痕红色，解理平行三组完全，晶体易弯曲，具挠性。莫氏硬度2.25～3。密度4.8克/立方厘米，为硒化物的风化产物，由硒铅矿变来，常与褐铁矿共生。）作为光的接收器件，成功的完成了光电话的试验。而通话的最长距离已经达到了213米。在笔者看来，在贝尔毕生的发明中，光电话应该当之无愧为最伟大的发明。

无线光通信的系统组成可如图所示

如图可以看出，一个无线光通信系统包括三个基本的组成部分，发射机，信道和接收机。FSO系统的传播介质是大气，它是凭借大气进行光的信号传播。所以，只要在发射机和接收机之间存在足够的光发射功率，并且存在无遮挡的视距路径，就可以完成FSO的通信了。

对于一个无线光通信的系统来说，最经常使用的光学波长为近红外光谱―850nm，如若要支持更大的系统功率的话，也可以使用红外光谱―1500nm的波长。在FSO点对点的传输过程中，发射机和接收机的设置都是双向的，即每一端都可发射光信号和接受光信号。以便于实现双边通信。而FSO所采用基本技术则是光电的转换（photovoltaicconversion），光电转换过程的原理是光子将能量传递给电子使其运动从而形成电流。这一过程有两种解决途径，最常见的一种是使用以硅为主要材料的固体装置，另一种则是使用光敏染料分子来捕获光子的能量。染料分子吸收光子能量后将使半导体中的带负电的电子和带正电的空穴分离。

二、FSO系统的一些关键技术。

FSO的关键技术主要包括：高功率激光光源技术，光收发天线和精密可靠的光束控制技术，大气信道的研究，高灵敏度的信号探测和处理技术，高精度的捕获、跟踪和瞄准（ATP）技术等。

高功率激光器的选择是FSO技术中十分重要的一环，激光器是用来产生激光信号，并形成光束射向空间。激光器的好坏直对通信质量及通信距离有着十分重要的影响，对系统整体性能影响更大，因而对它的选择是一个重点。空间光通信的传输距离长，空间损耗大，因此激光器输出功率大，调制速率高是对光发射器的一个重要要求。

一般用于空间通信的激光器有三类，其中的.二氧化碳激光器。，输出功率最大（>10kw），输出波长有10.6m、9.6m，但缺点是体积较大，寿命较短，因为它只适合于卫星与地面间的通信而不适合FSO系统的运用。

快速、精确的捕获、跟踪和瞄准（ATP）技术，是保证实现空间远距离光通信的必要核心技术。该系统的组成包括两个部分：捕获（粗跟踪）系统。“它比较适合在较为宽广的范围内捕获目标，捕获范围约达±1°～±20°或更大。通常采用CCD阵列来实现，并常与带通光滤波器、信号实时处理的伺服执行机构共同完成粗跟踪，即目标的捕获。捕获的视场角为几mrad，灵敏度约为10pW，跟踪精度为几十mrad；”跟踪、瞄准（精跟踪）系统。该系统是在最终完成目标捕获后，对相应目标进行瞄准和实时跟踪。通常采用四象限红外探测器（QD）或Q-APD高灵敏度位置传感器来实现，并配以相应伺服控制系统。精跟踪要求视场角为几百ad，跟踪精度为几rad，跟踪灵敏度大约为几nW。

大气信道：对于大气对激光通信信号的干扰的分析比比较有局限性，目前仅存在于大气的吸收和散射等，很少涉及到大气湍流所引起的一系列问题比如闪烁、光束漂移、扩展以及大气色散等。其实这些因素都直接影响着接收端信号的信噪比，进而影响系统的误码率和通信距离、通信带宽。因此，笔者认为有必要在这方面进行更加深入的探讨，并合理提出以上问题的解决方案。例如，采用自适应光学技术就是一个非常不错的研究方向。

三、FSO系统的优点与不足。

FSO系统是不需要向无线管理委员会申请频率执照的，所有比其他的技术都要便捷很多，而且该系统所使用的机型小巧，容易架设。能够很便捷的解决宽带接入的问题，不失为一种省钱省时省力的好方法。

1.FSO系统的频带很宽，速率很高。这是由于FSO系统的传输介质与其他的不同，它是以空气为传输介质的，所以所产生的阻碍会相对于光纤传输会更小，在相同的带宽之下，有着更大的优势。

2.FSO系统适合多种通信协议，在之前的通信系统中，一个普遍的比较麻烦的问题就是依赖与某种协议，但是FSO系统完全突破了这一限制，在现今通用的通信网络中，比如以太网，ATM等，都支持FSO的传输速率。

因此又节约了一大批的资源成本。

3.FSO系统的搭建相当方便，不论是在江河海滩上，还是办公大楼，屋顶上均能方便的架设，除了能实行地面架设以外，更不可思议的是可以直接进行空间架设。并且架设时间相当短，一般几个小时之内便可以完成，大大节约了人力资源成本。

4.FSO系统的安全性能高，由于该系统具有非常窄的波束以及良好的方向性，因此很难以扰或者窃听。同时，相对于价格昂贵的光纤网络来说，FSO系统的成本很低，大概只有光纤系统的百分之二十的成本。

此外，FSO系统在很多方面都可以得到合理的运用，比如可以用于军事设施或者国家保密部门的内部系统，用于施工难度高，技术难度大的省市或者边远地区，还可以作为防止光纤通信服务以外中断的后备计划，以及用于公司内部，家庭内部的局域网的连接。

当然，任何的网络通信系统都是有自身的缺点和不足的，FSO作为一种通信技术，自然界对其影响还是很大的。因为激光对位置的精准度要求很高，如果由于大自然的风，雨，雷等原因而造成了激光发射器或者接收器位置的稍微偏离，便会影响光信号的对准与接收。除了恶劣的天气，空气质量也是影响其工作的因素之一，空气中的散射粒子同样的会使发出的光信号产生偏差，所以FSO系统对于空气质量也是有一定的要求的。

由于FSO系统多半是用于短距离的传输，因此长距离传输也就成为了它的弱点。这使得该系统的运用范围变得很窄。同时，由于是采用激光技术，对人体的安全也是不容忽视的因素之一。

中国的FSO技术引进时间比较晚，所以无线光技术到目前为止仍然处于研究起步的阶段，尚未投入到大规模的使用和生产。少数的几家公司率先实验制制作出了成品，但是也还没有投入到生产。究其主要的原因，还是对该技术存在着技术拿捏上的不足以及对其可靠性有所怀疑，因而不敢进行大规模的使用。但是，在笔者看来，无线光通信在国外已经有了良好的发展，说明其大规模的使用已经成为了必然的趋势。它的便捷性，快速性以及对成本的要求较低，使得其成为了不可代替的一种通信技术手段。笔者相信，经过广泛的研究和对突出问题的解决，FSO技术将在国内有着非常大的发展前景。（作者单位：华中科技大学文华学院）

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）。

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[关键词]全光通信；信息；网络；光纤

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.12.114

[中图分类号]TN929.11 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2016）12-0-02

在日常生活中，人们常常需要将信息从一个地方传递到另一个地方，这种信息传递的过程就是通信。从古代的烽火台到1880年贝尔发明的电话，都是通信的手段，实现信息传递功能的技术称为通信技术。随着光纤的发明和普及，通信从电传输发展到了光传输，而近几年“全光网络”的提出和应用使通信方式有了质的飞跃。

1 光纤的发展

光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。传输原理是光的全反射。1960年，美国科学家Meiman发明了红宝石激光器，光通信从此有了起点；1966年，高锟博士发表了《光频率的介质纤维表面波导》一文，提出只要降低玻璃纤维的杂质，就能使玻璃纤维的损耗降低到20 dB/km，就有了用于通信的可能；1970年美国贝尔实验室、日本电气公司和前苏联先后研制成功镓铝砷双异质结半导体激光器，为半导体激光器的发展奠定了基础；1970年，美国康宁公司研制成功损耗20 dBkm的石英光纤；1986年光纤的损耗降低到了0.154 dB/km，接近了光纤最低损耗的理论极限。光纤按传输模式分为单模光纤和多模光纤，工作波长从0.85 μm发展到1.31 μm和1.55 μm，传输速率从MB/S发展到GB/S。

光纤的特点：频带极宽；损耗小；保密性强；抗干扰性强；光纤通信不带电，可用于易燃易爆场合；使用环境温度范围宽；抗化学腐蚀，使用寿命长。

2 光纤通信的发展

所谓光纤通信，就是利用光导纤维来传输携带信息的光波以达到通信目的。电通信是以电流作为信息的载体实现信息传输，而光通信是以光波作为信息载体而实现信息传输。要使光波成为信息的载体，必须对光进行调制。光纤通信原理是在发送端首先把信息变成电信号，然后调制到发光器发出的光束上，使光的强度随电流信号的频率变化发生变化，然后通过光纤传送出去；在信息的接收端，检测器把收到的光信号转换成电信号，经解调后变成原来的信息。

光纤通信系统可分为三部分：电端机（电发射机、电接收机）；光端机（光发射机、光接收机）；传输光纤。光纤通信是现代信息传输的主要手段，光纤通信的发展历史虽然只有一二十年，但已经已经历了三代：短波长多模光纤时期、长波长多模光纤时期和长波长单模光纤时期。光纤通信是通信史上的重大进步，欧美日等许多国家都已不再建设电缆线路，而大力建设发展光纤通信网。中国的光纤通信这几年进步较快，大多数运营商都已实现了信息的光纤传输。

3 全光通信

全光通信指的是用户与用户之间的信号传输与交换全部采用光波技术，即数据从源节点到目的节点的传输过程都在光域内进行，而且其在各网络节点的交换使用可靠性高、大容量和高度灵活的光交叉连接设备（OXC）。在全光网络中，由于无需电信号的处理，所以允许存在不同的协议和编码，使信息传输具有透明性。它同SDH传送网一样，满足传送网通信模型，遵循一般传送网的组织原理、功能结构的建模和信息定义，采用了相似的描述方式。因此，很多SDH传送网的功能和体系构想都可以用于全光通信网。

光通信的复用方式分为以下几种。

（1）空分复用：利用在空间分割构成不同的信道来实现光复用的技术。

（2）时分复用：各路信号在同一信道上占有不同的时间间隙进行通信。

（3）波分复用（WDM）：在一根光线中同时传送不同波长的多个光载波信号的技术。

波分复用又分粗波分复用（CWDM）、密集波分复用（DWDM）和频分复用（FDM）。

WDM系统的特点：①充分利用光纤的巨大带宽资源，光纤通信的优势之一是其近30 THz的巨大潜在带宽容量；②可同时传输多种不同类型的信号；③超大传输容量；④节省光纤资源，节省成本；⑤各通路透明传输，平滑升级扩容，光传送网可支持尽可能多的客户；⑥利用成熟的TDM技术；⑦利用EDFA实现超长距离传输；⑧对光纤的色散无过高要求；⑨可组成WDM全光网络。

全光网络（AON ，All Optical Network）是指信号只是在进出网络时才进行电/光和光/电的变换，而在网络传输和交换的过程中始终以光的形式存在。因为在整个传输过程中没有电的处理，所以PDH、SDH、ATM等各种传送方式均可使用，提高了网络资源的利用效率。

全光网络技术包括全光交换、光交叉连接、全光中继和光复用/解复用、全光信息的放大和再生。

3.1 全光交换

全光交换技术分为光的电路交换和光分组交换。光的电路交换和现在的电路交换技术相似，光交换可以分为：时分交换技术、波分交换技术、空分交换技术、复合型光交换等技术。

全光网络支持不同需求的业务，业务的不同需求使用户对宽带的要求也不同，这时候光分组交换技术就被提出来了。

3.2 光交叉连接（OXC）

光交叉连接一种能在不同的光路径之间进行光信号交换的光传输设备。它用作在全光网络中各节点处将不同光纤信号（或各波长信号）与其他光纤的信号进行可控的连接。OXC主要有光交叉连接矩阵、管理控制单元、输入单元、输出单元等模块组成，光交叉连接也有空分、时分、波长交叉等不同方式，目前空分交叉和波长交叉比较成熟。

3.3 全光中继

现在的光纤传输系统采用光＼电＼光再生中继器方式，这种方式十分复杂，系统的可靠性和稳定性也受到影响。去掉上述光＼电＼光的转换过程，在光路上直接对信号进行放大传输，是全光传输必须解决的问题。目前已经开发出半导体光放大器和光纤放大器，上述问题便得到了解决。

3.4 光的复用与解复用

光时分复用技术Optical Time Division Multiplexing（OTDM），是指多路光信号可以在一条划分成若干时隙的复用信道中传输。

光波分复用技术Wavelength Division Multiplexing（WDM），不同波长的光信号经调至后在一根光纤中传输。密集波分复用（Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM）是在WDM的基础上，光载波的光谱间距更加紧密，从而使光纤达到更高的传输性能。

3.5 全光信息的放大和再生

信号在光纤中传输，光纤的色散和损耗对通信质量的影响很严重。损耗导致信号随传输距离的增加而衰减。这就需要一种能使光信号放大的技术，掺饵光纤放大器（EDFA）是一种对光信号放大的有源光元器件，有了它就可实现光纤远距离、大容量的信息传输。光信号在光纤中传输会有不同程度的色散，它会使得光信号脉冲展宽，发生干扰，使误码率增加，因此对光信号进行再生措施也是必然的需要。

4 全光通信的发展

全光通信是通信网络发展的现实目标。全光传送网（OTN）是目前全光网络的发展趋势，在点对点信息传输中，全过程不经过任何的光电转换。下一步，光联网的实现也需要新一代光开关、波分复用器、光衰减器、光放大器等元器件的发展。要建成完整的全光网络，有许多信号处理、储存、交换等要由光子技术完成，来实现点到点的光传输、交换和处理功能。

5 结 语

全光通信巨量的信息能够超长距离、超大容量无中继地传输。随着通信业务高速的发展，各种新技术的不断完善和进步，通信领域向全光网络前进的步伐也在加快。可以小规模开始，随着业务量的增加而逐步加大规模，用“小步快跑”的方式让用户体验新技术带来的好处，在积累经验的同时，分阶段地、稳步地走向全光网络时代。全光通信必将成为通信发展的新趋势，在21世纪前期，全光通信将会全面普及化。

主要参考文献

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【关键词】 多功能光通信测试仪

在光通信传输领域，红光笔、光源以及光时域反射仪是日常运维工作中的常用仪表。红光笔通过输出650nm左右波长的红色光来实现端到端光纤识别功能，多用于综合布线施工与维护领域；手持式光源，可根据用户要求提供1到4个波长的稳定输出，既可以向单模光纤测量提供1310nm和1550nm的双波长激光输出，又可以向多模光纤测量提供850nm和1300nm的双波长激光输出，广泛应用于光纤工程测试领域。为保证光纤测试的准确性，提升光信号的传输质量，光纤端面检测技术应运而生。该技术是利用光学放大原理来检测光纤端面凹陷、污染、划痕等。

一、现有光纤仪表测试弊端

在日常对光纤进行衰耗测试时，遵循以下步骤：1、对红光笔和光源所用FC-FC光纤跳线两端接头端面进行检测，看是否存在接头端面污染。若存在，利用光纤清洁工具清洁光纤端面灰尘和细小颗粒，并继续检测处理，直至端面检测正常为止；若端面正常，进行下一步；2、两个站内的纤芯对应关系和顺序进行逐一确认，避免工程施工过程中线序熔接混乱导致的断芯误判。该过程通过红光笔完成。3、按照已理清的纤芯对应关系，光源发光，对端站相应纤芯收光，记录测试数据。使用红光笔、光纤端面检测工具和手持式光源完成光缆纤芯测量，存在以下问题：1、这三个步骤对单端光纤接头拔插3次，增加了光纤接头拔插次数，降低了光纤接头的使用寿命；2、第二步光纤跳线一端断开红光笔，接入光源，此过程若操作不规范，存在光纤接头被污染的风险，接头污染后将影响第二步用光源测试的数据准确性；3、三个步骤完成测试，拔插风险环节较多，不利于提升测试效率。

二、多功能光通信测试仪

2.1原理

为更好的开展通信光缆运维日常工作，进一步优化光缆纤芯测试步骤和方法，高质量的完成光缆测试。建议研制多功能光纤测试仪。这种仪表集成了红光笔、光纤端面检测仪和手持式光源的全部功能，既能提供650nm波长可见红光，又能根据需要分别输出850nm、1300nm、1310nm、1550nm波长的激光，还可以检测光纤端面是否存在凹陷、污染、划痕等情况。多功能光纤测试仪结构主要包括以下部分：1、光输出端：使用光源功能（包括红光）时，可用FC型光纤跳线与之相连，将光输出引入光纤；使用端面检测功能时，将待检测的FC接头与之相连。2、LCD显示屏：LCD显示输出的光波长值、频率调制状态和光纤端面图像。3、电源开关键：长按该键（约3秒），打开或关闭光源。4、工作状态下，指示灯绿色常亮；电量不足30%时黄灯常亮；充电过程中红灯闪烁，电量充满红灯常亮。5、“MODE”键：切换光源的调制频率，在CW/270Hz/1000Hz/2000Hz之间。6、功能选择键，分为六个手调档位，各档位功能为：光源功能850nm/1300nm/1310nm/1550nm；红光笔功能650nm；光纤端面检测功能。

2.2技术方案

通用参数：

工作温度（℃）：-10～+60 存储温度（℃）：-25～+70

电池连续工作时间（h）：20-25

高稳定度多波长单（多）模激光输出，CW方式或者调制方式。大LCD显示工作波长状态。

光源功能参数：

发光器件：FP-LD

输出功率（dBm）：0dBm（650nm），-6至-7dBm

可设定波长（nm）：650/850/1300/1310/1550

调制：CW/2Hz（650）/270Hz，1KHz，2KHz

光纤类别：SM，MM 连接器：FC

端面检测功能参数：

放大倍数：400倍 可检测光纤：FC

清晰度：达到0.5微米

可检测光纤端面：污染、凹陷、划痕等。

解决步骤

1、 选购材料，材料要求防水、防腐蚀、绝缘性高和不易老化等特点。2、确定多功能光纤测试仪结构的尺寸标准。3、利用机械加工技术生产并组装仪表。4、完成仪表功能测试。

2.3优点

1. 减少了光纤头的插拔次数，延长了光纤接头的使用寿命。2.同时具有光纤端面检测、红光笔和光源的功能，方便快捷。3.便于日常通信光缆运维、抢修等工作的开展，提升了光缆纤芯测试效率和运维检修人员的工作效率。4.新型仪表外观流畅，小巧轻便、操作方便满足用户的最大需求。

结论：多功能光纤测试仪的研究具备很强的经济效益、安全效益，研制并应用成功后值得在整个光通信领域大范围推广，提高检修工作效率，缩短光缆纤芯测试时间，减少运维成本，具有较高的经济价值。

参 考 文 献

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关键词：光通信;电力通信;应用关键

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）32-0068-02

1 电力通信网存在的问题

电力通信网主要分为电力配电网和电力调度网两种，主要是以电压为依据对两者进行划分。在整个电力系统中，电力通信网发挥着至关重要的作用。

因此，要进一步推动电力通信网的发展，满足当前社会的需求，就必须从当前电力通信网存在的问题入手，然后研究改进的措施。以当前的实际情况而言，电力通讯网存在的问题主要有以下两个。

1.1 DWDM设备组网不能满足实际的需求

以目前的实际情况而言，我国的大多数省份还在延用较为传统的MSTP设备组网，只有很少的一部分在使用DWDM设备网。但是，随着我国只能电网的不断发展，整个电力通信网络的负荷越来越大，已经不能满足社会的实际需求。这在一定程度上阻碍了我国电力通信网络的发展，迫切的需要系统升级。

1.2 自动化水平较低

在我国电力通信网络的发展中，长期存在着“重发轻供不管用”的现象。因此，电力通信网络的自动化水平很低，电力网架的结构也较为薄弱。

特别是在近几年中，社会的需求越来越大，当前的设备已经远远不能满足需求。因此，迫切的需要进行智能化的建设，提高供电水平，保证电力通信网络的正常运行。

2 光通信技术在电力系统中的应用分析

社会的发展给技术的进步提供了动力，电力通信网络的技术也是如此。由于社会的需求，电力通信网络的技术发展速度较快，在短时间内就趋于成熟。在电力通信网络中，光通信有着重要的作用，将之融入到电力通信系统中已经成为必然趋势。

光通信技术有三个发展的过程，也是三次技术的改革，代表技术分别是SHD技术、MSTP技术和ASON技术。在我国的目前阶段，ASON技术的应用最为广泛，也是最大化的缩小了我国和国际之间的电力通信技术差距。

ASON技术集合了信号的交换和传递，通过信号指令来完成一些列的需求动作，是一种新型的光通信技术。SHD技术、MSTP技术在不同的阶段也发挥了不可替代的作用，但是其电路保护和传送电路的技术还很不成熟，在发展中逐渐显露出了自身的弊端。因此，ASON技术发展了起来，不仅结合了前两者的优点，更实现了电路保护和维持电力网络的稳定性，给国家电力通信系统的发展和完善奠定了基础。

光通信技术在一定程度上对科学技术的依赖性较强，也需要较好的载体。以目前的情况而言，光通信技术需要电力光缆作为其载体。而我国的电力光缆数量以较快的速度增加，实现了大范围的覆盖，给技术实现提供了可能。

基于此，作为当前光通信技术的核心，ASON技术融入到了当代电力通信系统中，增强了电力通信网络的功能，提升了其运行的质量，已经成为我国电力通信系统的技术发展趋势。

3 光通信技术在电力通信系统中应用的关键点

光通信技术应用在电力通信系统中，不仅提高了电力网络运行的安全性，还增加了电力通信网络的传输功能。因此，在科学技术高速发展的社会环境下，把握好光通信技术在电力系统中应用的关键点，将有利于提升光通信技术与电力通信网络的融合，推动电力通信网络发展的同时使光通信技术更加成熟。具体而言，光通信技术在电力系统中应用的关键点主要体现在以下几个方面。

3.1 组网方案的确定

光通信技术在电力通信网络中的组网方案主要有两种。第一种方案是以网络技术为前提，然后再引入光通信技术，然后把电力通信网络进行优化，实现其传输的标准化改造。

网络技术是这种方案的关键点，需要把软件和硬件配合起来，然后引入光通信技术，完善传统的电力通信网络。这种方案的优点就在于不仅实现了电力通信网络和时代的结合，更加快了电力通信网络反应的速度。第二种方案是在电力通信网络和光通信技术融合后再加入网络技术，和第一种方案的区别就在于，这种方案是在确定的传输平面下展开的，可塑性较弱。但是这种方案更加稳定，传输效率也更高，能够保障电力通信网络传输安全性。

电力通信网络融合光通信技术后的组网方案各有利弊，因此在选择的时候一定要考虑到自身的实际情况。特别是不同的技术要求和结构框架性能的要求，一定要从整体出发，挑选组网方案时，综合利弊，科学的选择组网模式。当然，电力通信网络的组网方案也有很强的灵活性，当工作有特殊的需求时，可以自主增加相应的模块，完善电力通信网络的性能。电力通信网络的组网方案确定后，其性能和框架虽然可以有小的调整，但是大的结构已经确定下来，若是选择错误，将对整个电力通信网络造成较大的影响，甚至影响电力通信网络的正常使用。基于此，选择组网方案的时候，一定要合理，切合实际的需求。

3.2 设施设备的选择

科学技术的发展给我们的生活带来了更多的便利，同时也对其运行的设施和设备提出了更高的要求。电力通信网络也是如此，特别是其核心的光通信技术，对设备的依赖性很强，这是发挥其性能和优势的基础所在。因此，要建立标准化和规范化的电力通信网络，必须选择最恰当的设施和设备。在选择设备的时候，可以从以下几点入手考虑。

3.2.1 通用性和安全性的考虑

为了保障电力通信网络的正常运行，在遇到突况的时候也可以正常工作，在设置网络节点槽位数量的时候，一定要多预留几个出来，同时总线路带涉及的范围也要更广，这是从整体出发，保障设备的安全性。同时，在设备的选择时，一定要考虑到通用性，方便设备发生故障后的维修和更换。

3.2.2 卡板的挑选

在挑选卡板的时候，必须严格按照工程的要求进行，给卡板留出备份选择。卡板是线路排布的重要零件，选择卡板直接涉及到了后续的传输系统。因此，要从工程的整体入手，结合实际的情况，针对性的选择卡板。

3.2.3 设备的契合性

在选择设备的时候一定要符合光通信技术的要求，从现阶段的任务要求考虑实际的设备选择。若基本性能要求无法满足光通信的需求，就会造成后续的设备无法正常使用，严重影响电力通信网络的性能。

3.2.4 线路安排的分散性

电力通信网络的多方线路要尽量分散在不同的业务卡板内，这就可以避免单个卡板的损坏影响到整个电力通信网络。可以采用分线的方式，选择恰当的分线设备，使不同的业务卡板在电力通信网络中承担想同的作用。这样，当一个业务卡板发生问题后，不会影响电力通信网络的整体，保障电力通信网络的正常运行。

3.3 业务规划分析

光通信技术最大的优势就在于它可以提供不同层次和不同性能的网络传输服务，因此电力通信系统在规划业务的时候就可以从自身的实际情况入手，挑选利益最大化的方案和措施。

首先要考虑的就是业务和业务之间的距离最短，这样就可以最大化的节约成本，使运营的收益最大化。

其次，在距离想同的基础上，要选择跳数最少的网络，保证电力通信网络运行的稳定性，减少维护的支出。

最后，还要保证网络负荷的均匀，这样可以给电力通信网络的运行增加一层保障。在后期的运行中，还要有效的观察和监督电力网络通信的观察，根据实际情况管理网络中的项目，最大化的发挥光通信在电力通信网络中的优势。

电力通信网络的运营也有商业化的性质，需要靠盈利来维持日常的工作，还需要靠业务的合理性规划来实现自身的完善和发展。因此，电力通信网络的业务规划可以从商业的角度考虑，然后结合科学的分析，找出最优的规划方案。而具体的方案就是从光通信的特点入手，分别分析其运行的特点和运行的成本，然后综合考虑相应的取舍，最终实现业务的合理规划。

光通信技术在当代电力通信系统中有着极其重要的作用，虽然在较短的时间内取得了很大的发展，但是也有自身的问题存在。在实际的应用中，一定要结合自身的实际情况，在实践中不断检验和完善，让其发挥应有的作用，推动国民经济的发展。

4 结 语

光通信技术在电力通信网络中的应用较为广泛，很好的解决了传统技术的弊端，让电力通信网络的发展更加迅速。本文分析了电力通信网络的问题，也针对当前光通信技术在电力通信网络中的应用分析了关键点，希望可以给电力通信网络与光通信技术的更好融合提供一定的参考意见。

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