光纤传输范文

导语：如何才能写好一篇光纤传输，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。

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关键词 谐振条件；强度调制；光纤放大；分路

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）17-0047-01

当光照射到金属或半导体上产生光电流的现象。光电流的强度与入射光成正比；当入射光的频率低于红限频率时，不会产生光电效应。入射光的频率太高，半导体材料对光的吸收系数将变大。光纤传输技术正是将此项物理现象应用到通讯中。

1 光纤传输特点与光构成

1.1 光纤传输的特点

光纤对光信号的衰减极小。每km光纤对信号的衰减为0.2分贝，调幅光纤不加中继可传输40 km左右，数字光纤可传输100 km以上。光纤不易受电磁干扰，传输质量很好。光纤的容量极大。每一根光缆中包含4根至几千根光纤，每根光纤可复用几十个波长，每个波可传输几千套电视节目。

1.2 激光

英文为Laser（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，即莱塞、镭射），受激辐射引起的光放大。辐射过程有三种：自发辐射、受激辐射、受激吸收。产生激光的三个条件：实现粒子数反转、满足阈值条件（受激辐射放大的增益大于激光器内的各种损耗）和谐振条件（直射光与反射光位相相同）。工作物质（激活物质）、泵浦系统和谐振腔构成激光器的基本组成结构。

1.3 与激光有关的基本概念

粒子数反转（高能态的粒子数大于低能态的粒子数）；激活物质（具有能实现粒子数反转能级结构的物质）； 泵浦过程（激励过程，即通过外界不断供给能量，促使低能态粒子尽快跃迁的过程）； 谐振腔（使受激辐射光在两个反射镜之间来回反射，不断引起新的受激辐射，使其不断被放大）。

2 光信号的调制和解调

2.1 光信号的副载波强度调制

AM-IM的特点是传输节目更多，但对激光器的要求较高，光接收机的灵敏度较低，传输距离较近，1.31 μm激光，无中继距离不超过35 km。

FM-IM的特点是对激光器线性的要求不高，传输距离较大。图像质量高交调互调产物表现为接收调频波的背景噪声，对图像质量的影响较小。但所占频道较宽（每个频道35 MHz～40 MHz），一根光纤只能传输16～18套电视节目，光接收机输出的信号需经过FM/AM转换器才能送入用户。可组成一个卫星电视传输系统。

PCM-IM方式：失真小，无噪声积累，多级传输后载噪比仍可达60 dB，C/CTB和C/CSO可达70 dB。无中继放大可传输100 km以上，利用光纤放大器，可传输数千公里。但价格贵；无压缩时，一根光纤只能传输16套节目。经过压缩，可传输数百套节目，但成本较高。

2.2 光调制器原理

直接调制的技术简单，损耗小，易于实现。但易出现附加频率调制或啁秋效应（chirping）。出现组合二次互调失真（CSO）。内调制和外调制需要通过专门的调制器。外调制效率较低，但无啁秋效应。光接收机的任务是把光信号恢复成电信号。硅波长响应范围为0.5 μm～1.0 μm，锗和InGaAs为1.1 μm～1.6 μm。

3 光纤的结构和原理

光纤由光纤素线、光纤芯线、光纤软线（单芯、双芯）构成，分为单模光纤（SM）和多模光纤（MM）。在-25℃～-35℃时，光纤附加损耗为0.03 dB/km～0.04 dB/km，在-40℃时，附加损耗为0.06 dB/km～0.08 dB/km。

光纤具有色散特性，输入信号中不同频率或不同模式光的传播速度不同，不同时到达输出端，使输出波形展宽变形、失真的现象。 色散限制了光信号一次传输的距离；减少了传输的信息容量；与光源的调制特性一起产生组合二次失真（CSO）。对数字传输产生不良影响。色散常数D=dτ/（L·dλ） 。

G.652光纤对1.31 μm光的色散为零，性能最佳；也可用于1.55 μm光；G.653光纤：零色散波长在1.55 μm附近，适于长距离、大容量的信息传输，但价格较贵；G.654光纤（截止波长移位光纤）：1.55 μm处的衰减最小（色散仍然较高），用于海底光缆；G.655光纤：零色散点不在1.55 μm，避免发生多波长传输的四波混合，用于密集波分复用；无水峰光纤：多了一个1.4 μm的窗口（损耗比1.31 μm小，色散比1.55 μm低），可提供从1.28 μm至1.625 μm的完整波段，可复用的波长数大大增加。

4 光缆

光缆的基本组成部分有光纤、导电线芯、加强筋、护套。光缆的接续分固定连接（粘接和熔接）与活动连接（光连接器和机械连接子）两类。

4.1 模拟光纤干线的基本原理

光发射机将电视信号调制到光信号上，光分路器把光信号分成不同比例，分别送入各光节点，光纤放大器将光纤中的光信号放大，使之传输更远的距离，光接收机从光信号中解调出电信号。光发射机有直接调制光发射机、YAG外调制光发射机、DFB外调制光发射机。光接收机（optical receiver）应用在通信的光纤传输与接入，负责接收光信号的设备。通常由光检测器、光放大器和均衡器以及其他信号处理设备组成。

光接收机的任务是以最小的附加噪声及失真，恢复出光纤传输后由光载波所携带的信息，因此光接收机的输出特性综合反映了整个光纤通信系统的性能。光信号经由光发射机发射与传输后，脉冲的波形被展宽，幅度得到了衰减。此时光接收机检测经过传输的衰减过的光信号，将其放大和整形，从而复生原信号。光纤放大器的工作原理有直接放大与间接放大，有后置放大器（光增强器）；前置放大器（预放器）以及光中继器。

4.2 掺铒光纤放大器（EDFA）

双掺杂EDFA同时掺入钇和铒两种元素，泵浦光功率达3 W，波长为1.047 μm，信号光输出功率达2×500mW（27+3dBm）。包层泵浦EDFA的光纤有两个包层。纤芯的直径为5 μm，第一包层的直径为90 μm，第二包层的直径为125 μm。泵浦光（波长为910 nm～990 nm）从第一包层输入。可放大1537 nm～1574 nm或1560 nm～1600 nm的光，输出功率达3000 mW以上。三种泵浦方式进行比较：输出光功率方面，双向泵浦>后向泵浦>前向泵浦；噪声方面前向泵浦

掺镨光纤放大器（PDFA）的高增益区在1.3 μm附近，最高可达42 dB，最大输出功率达280 mW，在30 nm带宽内，可以得到大于100 mW的输出功率。PDFA与1.48 μm泵浦的EDFA的噪声性能差不多。

4.3 光分路器

M×N光分路器有M个输入端和N个输出端。光分路器原理分为微光型、光纤型、光波导通路型。光分路器的技术指标有插入损耗：Aj=10lg（Pi/Pj）；附加损耗：Af=10lg（Pi/∑Pn）；分光比：kj=Pj/∑Pn。显然，Aj=Af-10lgkj，光分路器的附加损耗值Af可通过固定参数表查得。

5 结束语

光工作平台的输入输出是一个综合性指标，其性能综合受制于输入光功率与输出电平，需要在较低的接受输入功率与较高的输出电平间掌握平衡。

参考文献

[1]李鉴增.光纤传输与网络技术[M].北京：中国广播电视出版社，2009.

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1光纤传输技术的应用优势及在广播电视中的重要性

在广播电视网络传输中，光纤网络占据最为基础性的地位，将光缆作为传输介质，并以SDH平台进行传输，这是数字电视与数据传输的最可靠链路，其质量好坏会直接影响到电视直播信号的质量。在电视信号传输中应用光纤传输技术，能够有效的改变传统的微波中继传输信号中容易出现噪声及受到电磁波干扰的问题，有效的提高了数据传输的质量。利用光纤技术来进行广播电视信号传输，对提高电视传输的稳定性具有重要的作用。运用光纤技术来将直播信号向多个地区的轩播平台进行传输，而且各地区的传播平台也能够将数据信息向主平台传送。而且利用光纤传输信号过程中，能够对外界环境变化的影响具有较强的抵抗作用，满足大量数据传输的要求，克服信号变换时中继器产生的噪音，有利于信号的稳定性。相较于其他传输途径，光纤传输在安全性和稳定性方面更具优质，承担着当前广播电视传输的重要责任，直接影响着直播节目播出的效果。而且利用光纤传输技术进行广播电视信号传输，更易于管理，具有其他传输技术不可替代的优势，有效的促进了我国广播电视行业的健康发展。

2光纤传输在广播电视信号传输中的应用

2.1非压缩传输

这种传输方式主要是利用光纤线路来对非压缩信号进行光波传输，在长距离传输过程中，信号被传输到广播中心的机房。非压缩传输方式主要在现场直播信号中传输中进行应用，而且在实际传输过程中对距离具有非常严格的要求。而且在具体应用过程中，往往会将光纤设计成为一条单独占据的通道，并利用视频光端机来接收信号，从而确保直播信息能够稳定的传输到用户接收样的端口。在利用非压缩传输进行信号传输过程中，特别是需要对公共信号进行传输时，为了能够确保信号管理效率的提高，工作人员通常会选择主备用信号传输方式，实现端口直接对接，确保光纤传输效果的提升，并能够充分的发挥出光纤调和中双光缆的优点，有效的保证光波信号传输的可靠性。而且对于主备用信号传输来讲，即使主传输出现故障，只在将冷备设备和主备光缆在通信机房与TOC之间设置，这样设备能够及时进行替换，有利于充分的保证信号传输的可靠性。

2.2压缩传输

这是一种在广播电视信号传输过程中极为常见的一种光纤传输方式，主要是利用压纹设备来对光波信号进行压缩，使其占用较小的空间，从而实现对大数据的高清传输。在压缩传输过程中，由于长距离传输需要确保数据的完整性，因此需要充分的发挥解码器的作用，利用解码器来对传输信号进行压缩解码，从而获得ASI信号，并使其经过网络适配器将信号传输到IBC机房内，并利用解码器进行解码。

2.3压缩与非压缩结合传输

无论是压缩传输还是非压缩传输都具有各自的优点和不足之处，因此在实际操作过程中，往往会将压缩传输与非压缩传输进行结合，充分的利用各自的优势，确保信号传输的质量。特别是随着广播电视覆盖率的不断升高，涉及的区域越来下，将压缩与非压纹传输进行有效结合，有效的将各个区域的视频光端机与基带光纤进行结合，使宽带实现灵活增减，以便于能够与不同信号的有效适合，对于一些需要大量广播的地区，压缩传输与非压缩传输之间的结合更具适用性，在实际工作中，能够有效的将不同信号的优势充分的结合在一起，实现对信号的优化管理，能够将二种传输方式的优势充分发挥出来，更为符合当前广播电视事业发展的要求。

3结束语

在文化娱乐产业迅速发展的今天，广播电视的普及率及覆盖率也已大大上升，人们对于电视节目的播放质量有了更高的要求。广播电视系统是一项复杂而又庞大的工程，光纤传播技术作为新兴资源，在广播电视的节目输送中发挥着重大作用。三网并网技术正在迅速发展，各个地区基本均已形成了以光纤作为主要传输介质的信号输送网络，光纤技术在广播电视中的地位进一步提升。

作者:陈岩 单位:哈尔滨广播电视台

参考文献:

[1]张伟，赵林.光纤传输技术在广播电视信号传输的应用[J].西部广播电视，2014，2：120.

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关键词：微波信号；光线传输；光纤；技术

中图分类号：TN943 文献标识码：A

一、前言

微波信号光纤传输技术作为21世纪人类社会中枢神经系统，是工业社会转变为信息社会的核心技术之一，它不仅促进了社会的发展，其自身也被应用到许多领域，方便了人们的生活。但是电波会在传输的过程中发生损耗，而作为球体的地球其曲面机构也对微波信号的传输有着很大的影响，因此电波要在不间断传输的过程中，还要不断地放大电波从而保持高质量的通信，这样才能保证信息的正确传输，其解决办法就是在发射信号的点与点之间以差不多50km的距离设置转接的中继站，这样电波才能在长距离的传输过程中不会发生损耗并且保持着高质量的通信。

二、微波信号光纤传输技术概述

微波信号光纤传输技术是以光纤作为媒介，传输微波信号的技术，以下会通过微波光纤传输技术的基本概念以及特点进行论述。

1 基本概念

微波信号光纤传输技术是利用光纤传输微波信号一种传输方式，微波信号在远距离传输过程中有很大的损耗，因为光纤通信体积细且轻，还具备频宽带的特点。时间不断推移，科学也在不断进步，学者们研究出一种将微波信号与光纤传输优点相结合的通信传输技术――微波信号光纤传输技术。

2 微波信号的特点

微波通信频率范围是300MHz（0.3GHz）～300GHz；它拥有不同于其它现代通信网传输方式。微波信号的传输是不需要固体介质，它具有容量大、质量好传输损伤小、抗干扰能力强并可传至很远的距离的特点，但是又由于它的频率高以及波长短的特点，所以视距通信是它的主要通信方式，一旦超过视距范围，就需要中继站进行转发，因为微波信号一旦遇到阻挡就被反射或被阻断。综上所述，微波通信通过微波进行正常通信，它可以用于点对点或一点对多点的通信方式，但是需要点和点之间没有阻隔，并且需要中继站进行转接传播。

3 光纤的功能

光纤是非常细小并且韧性很强的物体，如发丝一般粗细的光纤可拎起重量达到7kg的重物，并且光纤拥有通信容量大、长距离传输损耗小、体积轻、并且不受电磁波干扰的特点，因此一根光纤可以发挥很大的作用，它可以把声音、文字、图像等等转换成光信号，并以每秒3亿米的速度传递到世界各地。

4 微波信号光纤传输的原理

光纤是微波信号光纤传输技术的微波信号传输媒介，微波光纤传输技术要拥有预失真补偿技术、激光器降噪技术以及“SBS”阈值控制技术这几种关键技术才能保障通信的正常运行。它的系统主要由微波驱动器件、电光转换器件、光电转换器件以及光缆四部分组成，每个器件都拥有着不同的职能，比如光缆是作为光调制信号的传输介质，而微波信号的电光转换功能是由微波激光器及电光调制器进行完成，还有微波信号驱动的电平输出或调制是由微波驱动器件作用完成以及光信号的光电转换功能是由光电探测器完成解调的，四个部分虽然职能不同，但每个部分都非常的重要，都是保障微波信号光纤传输重要步骤。

并且微波信号光纤传输技术还拥有两种调制方式，这样两种调制模式能够寻找与微波信号驱动相匹配的调制或者电平输出，并实现微波信号的远距离传输，这两种调制模式就是外调制模式以及直接调制模式；其中直接调试模式相比外调制模式要简单许多，直接调试模式是利用微波激光器进行强度调制，但是也有缺点，就是限制了传输距离并且会产生啁啾效应，这样就没有办法进行长距离传输；而外调制模式就可以实现长距离传输并且不会出现啁啾效应，但是外调制模式需要的技术非常复杂，需要利用电光调制器实现调制，这样不仅会增加成本也需要很高的技术支持。

三、微波信号光纤传输技术的应用

1 微波信号光纤传输技术的优势

微波信号光纤传输技术的优势就在于它的特点，通过上文的论述，我们可以知道微波信号光纤传输技术具有传输容量大、通信质量好、传输损伤小、抗干扰能力强、安全隐秘性好并可传至很远距离的特点，就因为微波信号光纤传输技术的这些特性为它在应用于社会上赢得了强大的竞争优势。

2 微波信号光纤传输技术的应用

微波信号光纤传输技术常应用于商业以及军事领域。商业例如3G＼4G通信技术，是因为移动技术对于信号的要求很高，而微波信号光纤传输技术安装成本低、穿透性好，并且可以进行宽带室内覆盖，在一些大型建筑中，就很是看重信号的覆盖率，对于微波信号光纤传输技术来说，只要通过在建筑物内安装中继站与分布式天线，就可以提高信号的覆盖率，满足大型建筑的要求；而对于军事领域，随着战争形式的不断更新，国家越来越看重信息化战争，这样就提出了超宽带的要求，这种传输方式必须具备抗强干扰的能力以及信号的动态频率要范围广且稳定，并且对于冷热的预判能力要强，因此必须要拥有频率为100MHz～18GHz的光端机，并且必须具备隔离、匹配、频率补偿技术等等一系列的技术，微波信号光纤传输技术的光端机具有体积小、重量轻、延迟范围宽、精确可调的特点，所以微波信号光纤传输技术非常符合标准，从而应用在军事信息传输各频段网络间的延迟网络上。

结语

在现今的信息社会中微波信号光纤传输技术扮演着一个重要的角色，因其优良的特性，因此在商业发展以及军事上都产生着巨大的作用，我们可以看到它拥有着一个非常广阔的舞台。

参考文献

[1]袁圣.微波信号光线传输技术与应用[J].通讯世界，2015（02）.

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关键词　光网络　多元化　平台　网络

数据业务的高速增长给提供基础传送带宽的光网络带来了巨大的调度压力，实时变化的业务流向对以环形和线形拓扑为主的传统光网络提出了挑战。多业务和智能化成为传输网络发展的方向。在此主要讨论传输通信网络的主流技术及其应用。

1　多业务传送平台MSTP

1. MSTP技术特点。基于SDH技术的MSTP是综合业务传送平台，能同时实现TDM、ATM、以太网等多种业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点，有利于降低综合成本。MSTP技术明显的优于SDH，主要表现在端口种类多，灵活性高，支持WDM的升级扩容，兼容性好，升级平滑，保证了现有投资。该技术适合应用于汇聚层和接入层。

2. MSTP的应用分析。MSTP系列设备为城域网节点设备，是数据网和语音网融合的桥接区。其应用在城域网各层，对于骨干层：主要进行中心节点之间大容量高速SDH、IP、ATM业务的承载、调度并提供保护；对于汇聚层：主要完成接入层到骨干层的SDH、IP、ATM多业务汇聚；对于接入层：MSTP则完成用户需求业务的接入。

2　自动交换光网络ASON

1. ASON技术特点。基于ASON/GMPLS的网格状（Mesh）组网架构的智能光网络是光网络最重要的发展方向之一。Mesh组网的天生好处在于：可自由无极地扩展网络，网络扩展时对在线业务和网络的影响是最小的。提高网络运行效率，降低网络运行成本。

2. ASON的应用分析。

①组网方式以单个控制区域为主。截止目前域间协议（E-NNI）尚不成熟，多域联合组网互联互通存在问题，建议在单域范围内组网。较成熟的网络规模一般在50节点以下，初期组网规模控制在25个节点以下。

②ASON网络与传统网络融合。组网时原有SDH网络作为ASON网络的补充。如对原有SDH网络进行较大规模的ASON升级，技术和经济上都是不合适的，其大规模应用存在4方面瓶颈：（1）标准协议不确定性；（2）业务互通存在问题；（3）技术系统的成熟度欠缺；（4）人工管理与智能控制的关系。因此我们可采用智能化集中控制网管的方式把传统SDH设备划归为单个区域，由集中控制网管来实现智能化的集中管理。

③ASON网络维护。ASON网络投入运行后，维护人员需要更新原有的维护方法，维护好网络并提出网络优化的需求。以下方面是网络维护的重点：a、实时监控网络运行；b、主动响应网络故障。

④承载业务。ASON网络如能覆盖全地市，可与现有的SDH网络互为备份，分担业务，可承载大客户专线、3G移动业务、固话业务等。

3　城域波分DWDM

1. DWDM的技术特点。采用光分插复用（OADM）设备构成的DWDM环网，波长透明性使DWDM技术适合本地传输网的多业务传送，并在容量和可扩展性方面具有优势。 3.2 DWDM的应用分析。DWDM应用于汇聚层。主要解决IP汇聚点到BRAS之间的带宽不足，网络结构大多为物理路由的环形，采用光通道保护方式。可承载IP、租波长业务、IPTV业务等大颗粒业务，尤其对于骨干层管道资源、纤芯资源比较紧张的传输网络显得尤为必要。

4　光传送网OTN 、PTN

1. OTN 、PTN的技术特点。OTN，通常也称为OTH（Optical Transport Hierarchy），是G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建议所规范的新一代光传送体系。OTN综合了SDH的优点和DWDM的带宽可扩展性，集传送和交换能力于一体，是承载宽带IP业务的理想平台，代表了下一代传送网的发展方向。PTN就是能够以最高效率传输IP的光网络。它是在以以太网为外部表现形式的业务层和 WDM等光传输媒质之间设置的一个层面。两者针对IP业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计，以分组业务为核心并支持多业务提供，具有更低使用成本（TCO），同时秉承SDH的传统优势。

2. OTN、PTN的应用分析。PTN和OTN是IP over WDM优化演进方案中最重要的2类技术，前者适用于城域范围内以太网业务点到点或汇聚传送并兼容TDM业务，后者适用于城域和骨干网络大颗粒业务传送和调度。

5　末端接入技术

1. 光纤接入技术 。主要实现技术主要包括点对点技术（如点对点光以太网）和点对多点无源PON光网络技术两大类。大客户接入选择“SDH设备＋光纤”的接入模式，能提供灵活的组网方式、强大的网管功能和较好的网络保护，运营商更可向大客户提供高质量、高可靠性、多类型的业务，满足用户的不同需求。PON技术则能够很好的承载TDM和语音业务，是未来主要宽带光纤接入技术之一，技术标准处于完善之中。

2. 无线接入技术

①WiMAX具有高速建网、带宽大的优点，可快速提供各种业务接入，可以组建城域网范围内的综合业务网络，今后具备进一步漫游接入的潜力。WiMAX有四个应用场景和发展阶段。分别为固定接入、游牧式接入、便携式接入及全移动方式。目前即将商用的为固定接入方式，支持视距、非视距传输，支持点到多点传输和Mesh组网，支持多种业务类型。

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【关键词】光纤通信技术;广播电视;传输

前言

广播电视的主要传播方式是光纤传输，实际上除了光纤传输的方式之外还有微波传输和卫星传输的方式，但是光纤传输本身具有一定的特性，非常适合广播电视的要求，比如成本比较低，但是传输的内容量非常大，因此，在广播电视传输中光纤通信技术的应用是非常重要的。

一、光纤技术

一般最基本的光纤系统也必须具有五个要素，光发射器、光接收器、中继器、耦合器和连接器。光源会产生光波的信号，而电视不仅仅有光影还有声音，音频还有电信号，光发射器能够将这两个信号转换成为光信号，都转换成为光信号之后就能够通过光缆传输给接收器，在接收器上再次进行转换，将光信号转化成为电信号，然后发送给终端[1]。因为在传输的过程当中，信号可能会有扭曲的情况，造成最终的成像可能会出现失真的情况，影响观众观看的效果，为了能够有效解决这一问题就需要中继器的参与，设立中继器能够保证信号在传输的过程当中保持稳定，并减少受损情况。当光缆在长距离的架构过程当中，一些光缆线过于长，或者是因为一些原因出现交叉的情况等等，为了能保证光纤的连接效果，也需要耦合器和连接器。

二、光纤通信技术在广播电视传输中的应用

光纤通信技术已经获得了一定的成就，传统的光纤通信技术经常会出现噪音的问题，经过不断的改造，目前的光纤通信技术已经能过有效避免这一问题。而且在一些现场的演唱会当中，将光纤通信技术应用得更加有效，演唱会当中有主会场和分会场，分会场往往会设立在全国各地，主会场的主持人在和分会场的嘉宾与主持沟通和交流的时候，不会出现任何阻碍，这就是通过光纤通信技术获得的。1、非压缩传输。非压缩传输主要指的是，信号从信号源发出，然后再经过传输的，最终到终端设备当中，在这个过程当中，不进行处理。在一些跨年演唱会和体育赛事直播的过程中都是应用的非压缩传输，实际上一般的现场直播利用的就是非压缩传输的方式[2]。非压缩传输的方式对距离的要求是比较严格的，当进行现场体育赛事报道的过程当中，一定还有电视机转播机房，机房和转播车的距离不能太远,一般不会超过60米的距离。目前在很多非压缩传输当中，为了能够保证传输的效果，采用两套设备传输的方式，使用主设备的同时还应用冷备设备，双光缆的具有非常明显的优势，能够让信号传输地更加准确，还能保证信息的安全性[3]。2、压缩性传输。压缩设备可以对光波信号进行压缩，让信号的空间变小，然后再进行传输，因为信号的空间明显变小了，因此数据传输的数量可以更大，这点是非压缩传输不能及的。因为压缩传输和非压缩传输都有自身的优点，因此在实际工作的过程当中，压缩传输和非压缩传输会同时使用，两者结合不仅能够保证信息传递的及时性，还能保证信息传递的稳定性。

三、适应下一代广播电视网络的发展需求的FTTH系统

FTTH是一种光纤媒质的接入方式，将接入网局端和家庭住宅连接起来，引入光纤让人们可以在住宅当中享受有线电视传输网络带来的便利。实际上一般有有线电视传输平台和双向传输平台两个平台，而FTTH则对上述两种平台都做出到综合的考虑，不仅能够兼顾有线电视传输平台，还能构成双向的业务。FTTH本身是非常复杂的结构，但是按照部分的重要作用分割看来，一共有四个部分，首先是广播和宽带接入系统，然后是光分配网络，其次是配置系统，最后是网络管理系统。FTTH能承载业务的类型主要分为两类，一类是广播电视方面的业务，人们都熟悉的高清广播和电视广播等等，目前还有电视IP直播的业务，随着广播电视业务的不断发展，将会让广播电视业务更加丰富。还有一类是宽带接入业务，在宽带接入业务当中，主要包含了网络视频的功能，还有网络游戏的功能，以及一些点播的功能等等，可以看出FTTH所能承载的业务类型是非常广泛的，为人们的休闲生活提供了非常多的选择性。

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关键词：光纤传输网；网络优化；设计

中图分类号：TN915.11 文献标识码： A

1.光纤传输网特点及发展现状

近年来，光纤传输作为通信网络主体和骨干得到了极大的发展与建设。传输技术及结构得到明显提升的光纤传输网迅速在国防军事领域、工业信息检测领域及商业发展领域被越来越广泛地应用和开发。光纤传输一直是近年来光纤传输技术的一个重要发展和建设方向，光纤传输技术的开发和研究人员一直在努力开发和研究光纤传输网的传输距离问题，并很大程度上提升了光纤通信网络的传输距离，使光纤传输网得到了很大的发展和建设。人们对光纤传输业务和功能的扩展给予了很高的期望，近年来，光纤传输也正在努力向多业务节点、多通信传输功能的方向靠拢，以更好、更全面地满足社会和人们对光纤传输的需求。社会发展及市场经济中的很多领域对光纤传输的信息需求量不断扩大，光纤传输网的信息传输技术、传输质量、传输效率及传输过程中的安全性能越来越受到社会各界的广泛关注。

2.光纤传输网的网络规划设计

2.1 光纤网络数字化传输技术规划设计

建设项目中的光纤网络数字化传输技术的优化主要从传输网络节点及网络线路等方面进行相应地传输技术优化。以下是以某公司项目建设中具体的传输技术优化设计内容。

2.1.1 光纤数字化传输网络节点技术优化

一个个的传输运作机房就是光纤传输网络的节点所在，网络节点技术的优化就是对光纤传输运作机房处的传输及处理技术进行相应地优化和改造。光纤传输节点处需要改进和优化的技术是机房内老化、落后的传输设备与机器。笔者认为，长途光纤传输节点技术优化应从PDH，SDH，DWDM这三个层次进行。

（1）早期PDH 技术。PDH 技术为主的光纤传输设备又称为准同步数字传输设备，是光纤传输领域使用较早的一系列传输设备，PDH 相较于传统的节点传输设备具有明显的传输质量高、传输信息量大、精确度高等数字化特点。PDH 光纤传输节点技术主要承载军事、商业、工业等领域的数据、图像及语音等基本多媒体信息传输业务功能，在一般的光纤传输通信，曾经一度在长途通信传输中占据着重要地位。另外，当前的PDH传输设备比较简单，主要以点到点的链状结构进行信息传输和处理。这样的技术结构对信息传输过程中的稳定性和安全性都造成了一定的影响。尽管PDH传输技术相较于传统的节点传输设备具有明显的传输质量

高、传输信息量大、精确度高等数字化特点，但是在上世纪90年代后期逐渐难以满足社会经济及各产业发展中对信息传输量及传输质量等方面的大量需求，逐渐不再为社会所使用。

（2）基于SDH 技术的节点优化设计。SDH 技术是继PDH技术之后的一种更严密、更灵活的传输技术。以SDH 技术为主的光纤传输节点设备又称为同步数字序列设备，SDH技术传输设备正为全球各领域广泛应用于光纤节点处理和传输中。由于当前的SDH 技术相较于之前的PDH 技术在网络传输与处理功能、业务处理能力及传输网络的灵活度与运行能力、网络维护等各方面都有了明显的提升和改善，极大地弥补了原先的PDH 技术的缺点和不足。某公司建设项目中，基于SDH技术的节点网络优化工作，在深入研究和了解当前的SDH技术信息传输与处理方式、网管系统操作模式、交换与传输功能的综合性等方面的基础上，针对光纤数字化传输网络节点传输中的用户设备、用户及节点网络动态管理与维护、业务操作及信息传输与处理过程中的监测功能等方面实施全面优化和改善，有效引入和优化传输节点中的信息同步传送模块STM-N(N=1，4，1，64，s)，简化传输过程中的支路信号、实现信息结构标准化和统一化。另外，针对当前广泛采用的速率为10Gb/s 的SDH技术设备进行重点的改善和优化，强调网络节点接口的标准化和统一性，建立真正可靠、高效的长途数字化光纤传输网络，以最终实现长途光纤数字化传输网络高资源利用率、灵活高效的信息处理与传输、低成本及高安全性能的业务处理与运行。

（3）基于DXC 技术的节点优化设计。DXC 技术是SDH技术发展到一定阶段后的产物，主要是为众多用户之间的信息转接与调度工作提供支持。西南油气田分公司基于当前DXC 技术的设备改造应从光纤数字化传输网络中的配线、控制与管理、业务监控等方面进行，真正实现传输中不同业务分离处理、高效处理、动态调整。

（4）基于DWDM 技术的节点优化设计。DWDM 技术是在社会对通信需求的急速增长的情况下诞生的，主要应对信息传输中带宽需求不断增长的问题。当前的DWDM 技术对新时期光纤数字化传输网络的相对固定性及不可逆性与当前社会对通信带宽需求的爆炸性增长之间的矛盾起到了良好的缓解作用。基于DWDM技术的节点优化工作应着重利用DWDM技术提升设备的线路速率，努力将设备线路速率提升到Tbit/s的级别，合理、科学地采用EDFA等类的光器件技术辅助DWDM技术延长传输过程中的无电中继距离，以减少SDH 中继器的使用，降低业务成本，提升数据传输质量。

2.1.2 光纤数字化传输网络线路技术优化

（1）基于光纤技术的网络线路优化。光纤技术是近年来得到迅速发展的通信技术，对光纤数字化传输网络中的信息传送距离及传输网络带宽有直接影响。基于光纤技术的网络线路优化工作，某公司主要利用G.655 与G.652 两种光纤类型下的线路优化及改造，对两种光纤不同波段的色散程度及传输特点、对不同的节点传输技术（PDH，SDH，DWDM等技术）下的传输要求和特点进行充分的研究和了解，科学、合理地通过不同技术的优势互补、综合优化，使光纤技术在光纤数字化传输业务中发挥应有的效益。

（2）基于EDFA 技术的网络线路优化。光纤数字化传输业务中常会出现传输信号衰减现象，这严重限制了光纤传输数据的距离和可靠性，当前的EDFA 技术就很好地解决了这一问题。基于EDFA 技术的光纤网络线路优化工作中，对EDFA技术中的光滤波器、掺饵光纤、光耦合器及光隔离器等主要器件性能及特点进行深入研究和探讨，明确各器件的工作原理和机制，使各器件稳定、正常工作，帮助饵粒子顺利在辐射下跃迁到基态并将相同的光子注入信号光，最终完成信号的放大和强化作用，有效发挥EDFA技术作用。

（3）基于色散补偿技术的网络线路优化。光纤传输中的色散会一定程度上影响信息传输质量，如DWDM技术下的光纤传输过程中信道数在几十或上百和单信道速率为10Gbit/s时，光纤色散对整个传输网络的传输质量的影响就尤为明显。当DWDM技术下的信息传输速度提升、传输信道增加时光脉冲就会因增长而展宽，不同的脉冲之间相互发生交叠，就会出现数据见干扰和影响，使光纤传输中出现乱码，严重降低光纤传输质量。基于色散补偿技术的网络线路优化工作中，某公司注重对偏振模色散（PMD）现象的改进，重点改变传输系统中的残留内应力等的作用程度与方向，降低对光纤传输系统的折射率分布的影响度，从而最大限度降低传输过程中的脉冲展宽现象，同时，利用色散补偿技术有效解决光缆铺设时各种作用力对光纤传输过程中引起的PMD问题，切实解决光纤传输中的色散问题。

篇7

关键词:100G 码型调制 接口 封装映射 光电器件

中图分类号:TN96 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(c)-0035-02

近年来,随着固定宽带和移动宽带的高速发展,人们对带宽的需求越来越大,相关机构预测的结果是:未来几年我国干线网络流量年增长率将达到60%～70%,5年后干线网络带宽要求将是目前的10～15倍,骨干传输网总带宽将从现在的64Tb/s增加到120～155Tb/s,甚至达到200Tb/s,现有网络正面临着越来越大的带宽压力。为解决这一矛盾,同时也为兼顾经济性,网络平滑升级至40Gbps/100Gbps是最佳的方式。2008年,基于40Gbps速率的WDM系统,已经开始规模化商用,由于发展迅速,40G容量已经难以满足需求,众多网络运营商和设备制造商纷纷将目光投向了100GbpsWDM系统。

1 关键技术进展

100G传输需要解决四项关键技术,分别是:码型调制技术、接口技术、封装映射技术以及关键光电器件技术[1]。2010年6月17日,IEEE正式批准了IEEE802.3ba40G/100G以太网标准,定义了物理编码子层(PCS)、媒体介入控制层(MAC)、物理介质介入子层(PMA)、物理介质相关子层(PMD)、转发错误纠正(FEC),各模块及连接线口总线以及片间总线、片内总线。其中40G主要面向数据中心,100G主要用于网络汇聚和骨干网。与此同时多个光通信标准组织也在积极制定相关规范,目前除100GE接口技术、100GE封装映射技术已经由IEEE、ITU、OIF制定了相关规范,技术趋于成熟,其余部分还有待完善。

1.1 码型调制技术的发展现状

目前100G线路传输技术主要由两种方案:多波束传输方案和单波束传输方案[2]。

多波束传输方案,是指将100G信号反向复用为多波长的10Gbps/40GbpsOTU2/OTU3信号。该方案的优点是在现有条件下实现,无需对现存的10G/40GDWDM网络进行改动(码型仍然使用ODB/DRZ/ERZ-DQPSK),且可以使用现有的光电器件传输,不会对现有的10G/40G信号产生影响;但是在波长利用率、波长管理、波间时延方面还存在问题,故此方案只用于过渡期,不能成为最终方案。

单波束传输方案可以使得业务和波长一一对应,这样可以简化网络管理。随着各型器件的不断发展以及运营商成本不断降低,这一方案将会成为发展的主要方向,因此目前讨论的100G传输多指100G单波束传输。

随着100G信号传输时比特速率的增加和传输距离的延长,波分长距离传输系统面临一系列物理限制因素的挑战,主要包括[3]以下几点。

(1)OSNR要求增高。

(2)色散容限降低。

(3)非线性效益增强。

(4)PDM效益的增加等。

为避免这些物理效应的危害,通常需要使用更加高级的码型调制技术,主要包括以下措施。

(1)采用相位调制格式。二进制差分相位调制(DPSK)相较于二进制启闭键控(OOK)在OSNR方面需求可以降低3d,另外由于相移键控调制(PSK)是一种恒包络调制,有利于降低比特图形的非线性效应,因而在40G传输中广泛使用PSK调制。

(2)采用多进制调制。在40G传输中,使用正交四位调制(QPSK)可以满足在40Gbps比特率不变的条件下将波特率降低,有效降低光谱带宽,以支持50GHz间隔的WDM传输,此时PDM容量增加到6ps～8ps,这样就满足了长距离传输的需求。

(3)采用RZ技术。相较于NRZ-OOK技术,RZ码型可以降低系统的OSNR要求、增强了抵抗非线性效应的能力、增强了抵抗PDM效应,另外,带啁啾的RZ码型可以补偿非线性效应产生的相位畸变,因此啁啾归零码差分正交四相位调制码型(CRZ-DQPSK)成为了40G系统中最主要的码型。

(4)采用偏振复用(PDM)方案。由于100G系统比特率至少高达112Gbps,若直接使用QPSK调制,对光电器件的工艺提出了很高的要求,而采用PDM方案,则可以利用光的两个独立偏振态各自承载56Gbps业务信息,系统的波特率将降低到28Gbps,这样现有40G系统的光电器件就能用于100G系统,有利于降低功耗和成本。

(5)采用光相干检测接收和DSP技术。光相干检测技术可探测并同时获知光场的偏振、幅度和相位信息,在了解这些信息后,可以调用数字信号处理(DSP)的方法消除色散和PMD导致的畸变和干扰,以此恢复码元信息的纯净度。

PDM-QPSK技术在成熟度和复杂度之间取得了最佳平衡,且可以很好的支持相干接收和DSP技术,三者相互配合,已成为100G传输的最主流的配置方案。

(6)采用FEC技术。在100G系统中,使用了第三代前向纠错技术(FEC),这一代FEC技术普遍采用低密度奇偶校验码(LDPC)、Turbo乘积码(TPC码),可以提供11db的净编码增益,可以降低OSNR的要求。此技术在IEEE802.3ba40G/100G以太网标准中已做定义。

100G系统在进行数据传输时,需要将以上多种技术进行融合,以能保证传输的稳定性与可靠性。其中涉及到的多种新型光/电器件,如高速成帧器、Mux/Demux、CDR、28Gbps高速双偏振QPSK调制器、双偏振相干接收装置、56GS/s高速ADC以及DSP芯片/均衡算法、40nm工艺的ASIC等,这些都在被逐渐攻克,产业链日趋成熟。

1.2 接口技术的发展现状

在技术规范的制定过程中,几个光通信标准组织侧重点各不相同:IEEE主要制定客户端的网络接口和以太网相关映射标准,包括10×10G、4×25G两种接口;ITU-T主要制定运营商网络相关标注,包括制定ODU4/OTU4的规范,以及40GE/100GE映射到OTN以及DWDM帧结构的方式;OIF则主要制定电接口标准[4]。

物理接口的可靠性和监控、保护是100GE接口技术主要解决的问题。其关键技术主要包含物理层通道(PHY)汇聚技术、多光纤通道及波分复用(WDM)技术[5]。接口支持全双工操作,保留了802.3MAC以太网帧格式,定义了多种物理介质接口规范,具体如下[6]。

(1)100m并行多模光纤接口。

10×10GE短距离互联MMFLAN接口,采用并行的10根光纤(10.3125Gbps/s通道)或者10个C/DWDM传输(40G使用4根光纤),使用轮询机制进行数据分配获得100G/40G速率,但是相关器件存在着封装密度大和功耗控制问题需要解决。

(2)10km单模光纤接口。

4×25GE中短距离互联SMFLAN接口,采用4波WDM方式在同一根光纤上传输。此接口设计的物理层技术与现有的器件和模块不兼容,25Gbit/s串行并行转换电路(SERDES)技术和非制冷激光器件的技术需要突破,另外还要开发合适的编码调制技术和封装技术(由CFP多源协议(MSA)进行规定)。

(3)10m铜线铜缆接口和1m系统背板连接接口。

此接口主要用于电接口的短距离互联和内部互联,其中1m背板连接接口目前在100GE系统上尚无定义。

(4)40km传输用接口。

铜缆介质有关接口(MDI)采用SFF-8436和SFF-8462的标准定义。

标准明确定义了通过虚拟通道的方法解决适配不同物理通道或者光波长的问题,物理层编码采用64B/66B。标准还定义了MAC、PHY间的片间总线使用XLAUI(40Gbit/s)、CAUI(100Gbit/s),片内总线使用XLGMII(40Gbit/s)、CGMII(100Gbit/s)。

虽然标准给出了100Gbit/s接口的定义,但是目前还面临很多问题,上文中虽然已对其中的部分做了阐述,但接口对应的相关芯片方面还存在以下问题。

(1)虽然在MAC层没有障碍,但是在专用集成电路(ASIC)设计制造出来前,PMA业务接口、电接口规范要求的每个通道工作在10.3125Gbit/s的速率实现起来却有问题,这是因为目前只有少数公司有实力可以使初期使用的基于现场可编程门阵列(FPGA)实现的MAC支持到10.3125Gbit/s。在之前的实验评估阶段,是通过8/20个5.15625Gbit/s通道转换到4/10个10.3125Gbit/s通道的过渡方法来解决的。

(2)接口配套的包处理器。

这方面目前还没有一个通用的方案,尚处于评估阶段。主要的问题是面对串行高速总线接口高带宽、接口转换导致和多片的堆砌时,单芯片面积和功耗都难以控制。

(3)分组交换系统(交换网和交换网接口芯片、流量管理芯片)。

新线卡背板接口带宽最大200Gbit/s、背板SERDES总线速率需支持到10.3125Gbit/s,这对设计、工艺、材料、总线长度都有苛刻要求;此外还需要满足虚拟队列(VoQ)、层次化服务质量(HQoS)等管理特性,系统的设计难度又提高不少;还有一点就是大功率以及随之带来的高发热量等等问题。

以上这些问题,都是在大规模的应用之前,必须要着手解决的。

1.3 封装映射技术的发展现状

ITU-TQ11济州岛中间会议达成了40G/100G以太网接口的OUT映射定义:40GE映射到OPU3,传输编码1024B/1027B;100GE映射到ODU4/OTU4,比特率为111.809973Gbit/s。对100Gbit/s以太网而言,虚拟级联技术可以实现适配,但是效率不高,因此使用串行密集波分复用技术(DWDM),将10×10GE/4×25GE通过ODU4适配到111.809973Gbit/s的OTU4中,以提高效率。

传统的DWDM系统被认为是点到点的技术,在业务的调度与组网技术方面存在者不足。随着上层IP业务的迅速发展,要求底层传输平台更加灵活和智能,此时OTN技术的优势将会体现出来。OTN技术是在WDM和SDH/MSTP的基础上发展起来的,既结合WDM大容量传送的特性,又引入了SDH/MSTP的交叉概念,因此拥有类似于SDH/MSTP的完善的OAM能力:在光端OTN可以实现大颗粒的处理,在电层,OTN通过使用异步的映射和复用,把SDH/SONET的可运营、可管理能力应用到了WDM系统中,形成了一个以大颗粒宽带业务传送为特性的大容量调度的网络。因此OTN成为了100G网络中最有竞争力的一种技术。

在适配到OTN时,除了是可以映射到OTU4中,还可以反向复用到OTU2/3中,主要由ODU2e-10v反向复用和ODU2-11v/ODU3-3v反向复用两种方案,采用GMP方法予以实现。这一方案在ITU-TQ11会议上已经明确并使之标准化。

另外还有一种方案,是将100GE的高速串行信号反向复用为10G/25G的低速并行信号[7],通过Multi-linePCS层汇聚后再映射到OTN,或者比特透明独立映射的方式实现。

1.4 关键光电器件的发展现状

上文中已经提到,100GE传输将采用高级码型调制、偏振复用、光相干检测接收/电处理、新一代前向纠错等新技术,这些都需要高速光电器件才能实现,预计今年这些器件将会走向成熟。

为保证高速率数字信号的顺利传输,光模块和高速DSP是重中之重,前者用于信号的调制,后者则对相干电接受至关重要,只有这样,才能提高接收灵敏度、加大传输距离。

所幸现在各运营商、设备商都在积极投入其中,一系列更加强大的、新型的光电器件都已进入开发、测试阶段,比如光子集成技术(PIC),就将传统的光通信器件和子系统由分离的激光器、调制器、控制单元、滤波器和波导等集成在一块基片上,从而减小了体积和复杂度。随着研究的不断深入,关键光电器件将不再成为瓶颈性的问题,从而为大规模的实现100G以太网创造了条件。

2 结语

100Gbit/s以太网以其美好的应用前景,正吸引着越来越多的人投身其中,虽然还有很多技术问题尚待解决,但是随着标准的不断制定与完善、各大公司持续的研究投入下,在商用之路上已经加速发展[8]。

在这个过程中,也有着巨大的机遇。十二五期间,我国提出了更高的宽带战略目标,可以预见在不久的将来高速光纤将全面普及,在全球经济持续低迷的情况下,这无疑是对通信产业注入了一针强心剂。虽然我国在100G技术上的起步较晚,但是并没有落后于国际。自去年12月开始,中国电信、中国移动、中国联通三家运营商已经或者即将开展测试,华为、中兴、烽火等众多设备制造商也已经制造出相关设备参与其中[9]。

因此我们有理由相信,100G光纤传输的大规模部署,将在近几年实现,让我们拭目以待。

参考文献

[1] 100G传输技术新进展[J].华为技术.

[2] 张海懿.100G光传送技术新进展[J].卫星电视与宽带多媒体,2011,9.

[3] 100G波分复用传输的关键技术及发展趋势[J].华为技术.

[4] 汤瑞,赵文玉,吴庆伟,等.40G/100G标准化现状及发展趋势[J].邮电设计技术.

[5] 张远望.100G以太网技术和应用[J].中兴通信技术,2009,5.

[6] 100G传输时代来临[J].华为技术.

[7] 姚民.100GE接口的实现及在城域网部署[J].IP领域,2012,20.

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关键词：通信光缆 传输技术 具体措施

中图分类号：TN929.11 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）07-0000-00

1 现代光纤通信传输的技术特点探究

1.1 具有较大的通信容量

与传统通信传输技术相比，光纤通信传输技术附有宽度较大的频带，可以帮助光纤通信传输技术满足更大容量的通信需要，在实践应用过程中为用户带来了极大的便捷[1]。在单波长的光纤通信传输系统当中，受终端电子瓶颈限制，光纤通信传输技术无法展现出其通信容量较大的优势，因此，在光纤通信传输技术实践应用的过程中，科研人员采取了多种复杂的辅助增加光纤传输的设备，以此提高了光纤通信传输技术的通信容量，使光纤通信传输技术不再受到电子瓶颈的限制。

1.2 具有较强的抗干扰能力

在通信网络的铺设过程中，工程建设人员应根据石英的材料特性，在光纤中安装防护措施，使其具备良好的绝缘性，在满足这一条件的同时，使通信传输设备具有一定的阻隔外界干扰的能力。根据这一特性，光纤通信传输技术在实践应用过程中也应具备较强的抗干扰能力。在光纤通信传输技术实际应用于较为特殊的电力系统中时，如果电缆在连接与传输的过程中受干扰因素的影响而出现了中断情况，往往就会对电力通信系统造成严重的危害，严重者更会对社会造成极大的影响，其安全问题值得全社会关注。在光纤通信传输技术的实践应用阶段，其主要作用就是在传送过程中切实保证每个系统区域的安全与稳定，有效减少灾难性通信事故的发生的几率。

1.3 具有较长的中继距离

光纤通信传输技术在实践应用过程中比传统通信传输线路具有更长的中继距离，能够精准的将数据与信号传输到既定线路当中，减少传输与测量中的损耗。光纤通信传输技术在实际应用于长途传输的过程中，应根据该技术的实际特点，减少整体线路的损耗，利用光纤通信传输技术中继距离较长的特点更可以减少中继站的建设，为企业极大的降低投资成本，帮助企业实现优质化的工程建设与造价工作，推进光纤通信传输技术在实践应用当中的发展[1]。

2 现代光纤通信传输技术实践应用探究

2.1 骨干节点中的光信号交换技术

目前，我国在通信网络中所采用的大多都是传输速度非常慢的单一化光交换技术，在通信网络中进行电缆铺设与构建时，工程人员所采用的基本都是金属线路，这些因素极大地降低了我国通信网络的发展与运营，极大的降低了我国通信网络的效率。所以，将光纤通信传输技术实际应用到我国的通信传输网络当中，具有极其重要的先进性意义。通过采用大容量的光开关器件，能够有效解决传统网络通信过程中存在的光信号单一换、传输速率较慢等诸多问题。光在网络中传输的速度极快，利用这特点所研制出的大容量光开关器件能够将光信号进行分解与交换，充分利用光信号交换技术在通信网络的传输过程中提供了传输效率，实现网络数据的交换。在我国当前的通信网络研究过程中，光纤通信传输技术的自动交换模式，已经成为我国科研工作的主要发展方向[2]。

2.2 在通信传输过程中实现单纤双向传输

根据我国光纤通信传输技术实践应用的具体情况进行分析，可以明确地了解到，由于受设备器件的限制，光纤的容量在实践应用过程中往往无法实现理论中的无限制增加，致使光纤信号传输的效率受到极大影响。我国现阶段大部分都是采用双纤双向传输技术，在进行技术优化的过程中，科研工作者应以光纤通信传输技术的实际特点与工作原理为核心，采用单纤双向技术进行收发信号调制过程中的传输工作，以此降低光纤能源的消耗情况，极大的提高我国通信网络的运作效率。

在光纤通信传输技术的实践应用环节，诸多完结因素与设备器件因素，都在在很大程度上对光纤通信造成一定的影响与干扰，致使光纤通信的质量受到影响。单纤双向传输在很大程度上满足了光纤容量不断增大的实际要求，使光纤通信技术在实践环节免于遭受诸多不利因素的影响，通过节省光纤的能源，使光纤通信能够更加高效化的进行信号传输。通过对这一技术进行不断改进，在我国光纤末端的设备中可以通过介入这一技术，以此实现更加快捷、高效化的通信传输服务。

2.3 光纤到户的网络传输

随着我国科学技术的不断发展，光纤通信传输技术在实践应用过程中得到了不断地完善与创新。边关我国快速崛起的传输网络与视频通信技术，普通的宽带网络传输已经无法满足我国用户的使用需要，为实现用户更高的使用要求，光纤通信传输技术被实际应用到了网络传输的过程当中，实现了光纤到户的新型网络传输模式。这种新型网络传输模式的应用，帮助我国在网络资源上实现了更加快捷的共享与应用，其稳定、安全的特性使光纤网络在实际维修中方便快捷，为我国节省了很多的光电器件与光纤设备，实现了光纤资源的有效利用。光纤到户的网络传输技术，使每一用户所享受的网络传输都呈现相互独立的状态，切实满足了我国用户的实际需要，促进了我国通信传输技术的发展。

3 结语

综上所述，光纤通信传输技术是我国信息化建设的主要内容之一，为我国社会经济做出了巨大的贡献。在未来的通信行业发展过程中，光纤通信传输技术还需要进行不断地完善与创新，逐步成为我国信息通信领域中的主流技术。

参考文献

[1] 刘进出.光纤通信传输技术中到的问题探究[J].信息技术教育，2013（09）：23-24.

[2] 李华.长光纤通信传输技术故障防控的策略[J].湖南科技学院院报，2012（07）：23-25.

篇9

【关键词】光纤 传输 通信

一、前言

光纤通信的诞生与发展是通信史上的一次重要革命。从理论到实践，短短的几十年中，光纤技术的应用已经是举足轻重。 对光纤传输而言，超高速度、超大容量、超长距离一直都是人们追求的目标。当然，这其中也有相应的问题存在。 图为光导纤维，即光纤传输进行数据、信号传输的介质。

二、光纤传输系统中存在的问题

（一）光纤传输网络的脆弱性

1.现有的光纤网络采用了主备用、自愈环等安全部署策略，提高了光故障定位和修复技术水平，能有效防御切断光纤的攻击方式。但对于强光攻击和弱光攻击以及通过光纤微弯进行的“窃听”攻击，目前还难以进行防范，按照攻击的方式不一样可以将，弱光的攻击分为带内干扰的攻击以及带外干扰的攻击。其中，带内干扰的攻击是主要是通过干扰光信号的注入来将接收端的正确解译数据的能力降低，会造成链路以及和该链路的节点相连接的其他的链路上的那些信号发生衰减。对于带外的干扰攻击的原理在于，因为器件存在泄漏或者是交叉调制效应，使其能够让信号的能量降低，此时攻击者只要注入另一个在放大带宽内其他波长的攻击信号，就会将其他信号上的增益给掠夺了，这样就造成了信号传输质量的下降。

强光攻击通常给系统设备所带来的损害是永久性的，它分为主动攻击和非主动攻击。强光入侵不仅会破坏光放大器，还可能造成光接收模块、光发送模块、解复用器和复用器等设备的损坏。由于光器件价格昂贵，实际工程中不可能投入大量资金使所有光板都有备份，强光攻击往往会造成大范围内所有光器件报废，使得修复成本提高，业务恢复时间延长。

2.逻辑层主要的功能在于对光纤传输网络的运行提供支撑以及管理，它的核心是网络管理系统，而网络管理系统又包括数据通信网（DCN）、网元以及管理软件。网络管理系统能够对光纤传输网进行故障的定位、性能的监测、信道的调度、系统的安全与维护以及业务的开放等操作的控制，它是整个网络控制的中枢部分。

目前光纤传输网管理系统采用的具体机制不尽相同，但是网管模型基本符合通信管理网（TMN）标准，典型的网管系统可划分为网元层（NEL）、网元管理层（EML）、网络管理层（NML）、业务管理层（SML）和事务管理层（BML）。由于光纤传输网的物理封闭特性，目前光纤传输网的管理信息往往以明文形式通过嵌入式控制通道（ECC）进行传输。如果恶意用户非法接入光纤网络管理系统截获网管信息、篡改网管命令和操作，将会破坏光纤网络的正常运行，造成巨大危害。这就类似于No.7信令攻击，攻击者向No.7信令系统插入消息信令“电话挂起”，从而致使一次通信失败。

三、问题对策研究

（一）网络脆弱性的解决措施

1.物理层的安全防护措施主要是改善硬件特性， 物理上进行加固，关键部件采用隔离控制保护装置，完善监测手段。 （1）抵御弱光攻击在网络组件的关键业务和其信道之间安放隔离开关，并在解复用器后使用滤波器，滤除一定带宽之外的信号，预防利用光放大器（OA）带外增益竞争而进行的攻击。在波长进行选择交换前采用均衡技术对掺铒光纤放大器增益竞争进行保护，使各个不同波长的光功率均衡，防止大功率攻击信号越来越强，小功率正常通信信号越来越弱。 （2）抵御强光攻击 利用光限幅放大器（OLA）对光进行放大，并限制最大输出光功率，防止信号功率过强对网络中的光组件的破坏。同时，这样也限定了串音的功率，降低了利用串音影响正常通信的可能。

2.逻辑层脆弱性的解决方法对于逻辑层的脆弱性，主要的解决方法是对网络管理系统加强管理以及控制。逻辑层安全防护措施的重点是加强对网管系统的管理和控制，以提升整个网络的安全性能。（1）访问控制不管是用户对传输数据的访问还是管理员对网络管理和控制信息的访问，一定要实施访问控制，并通过访问矩阵来限制不同用户的访问权限。对文件和数据库设置安全属性，严格区分共享类别。（2）安全认证通过建立合法用户数据库，进行用户身份认证，并视情况采用数字签名技术。这样一方面可拒绝非法用户进入网络，另一方面如果用户进行非法操作，可以及时发现，并立即中断本次传输。

3.业务层脆弱性的解决方法对于业务层的脆弱性，其最主要的解决方法是密码技术的运用。（1）用加密方法抵御数据泄漏 在光纤传输网安全防护策略上，对所有的系统都采取保护将使得成本太高，既不可能，也没有必要。密码技术虽然不能保证网络物理上不受攻击，但它可使窃听者即使得到了网络中的数据流，也无法知道其数据的真正含义。因此，应采用网络加密、信道加密和信息加密等多种加密技术，保证信息安全。同时，要积极发展光纤通信的新器件和量子密码学等新技术，通过技术创新，提高系统的安全保密性能。（2）明确界定传送信息的密级和责任 按照“谁拥有设施谁负责安全”和“谁传送信息谁负责界定”的原则， ，完善信息密级认定和管理机制，确保不同密级的信息能够用不同级别的保密措施保证其传送。 （3）建立完善的安全保密机制信息安全是一个世界性难题，攻防技术层出不穷，防不胜防。

四、结论

今后随着社会经济的不断发展，作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长，这就推动通信网的继续发展。因此，作为高效传输手段的光纤传输技术在应用需求的推动下，一定不断会有更长远的发展。在应用的同时，我们要不断发展，更要不断完善。

参考文献：

[1]周华军，光纤传输系统中存在的问题及对策研究[J]中国高新技术企业，2010-10-20

篇10

关键词：通信；光纤；数据传输

中图分类号：E968文献标识码： A

上世纪六十年代的高锟提出了光传输理论，真正实现产品的是在1976年，出现了实用化的光纤传输产品。上世纪八十年代开始有规模的使用PDH了，二十世纪九十年代初组建和完善了SDH标准，其主力仍然为PDH。在1994年，通信传输的首选设备就是SDH了，到了1998年，开始建设了DWDM网络，同时开始探讨ASON技术，也着手研究ASON了。大规模的对DWDM进行组建是在上世纪末的时候，开始，出现了全光网的试验工作。MSTP技术的开始出现是本世纪初，并且在工业生产中逐渐投入了试运行，到了2003年的时候，人们已经在通信技术中使用了ASON/OADM技术。同时在2005年的时候，大规模的建设和运用ASON技术，同时在骨干网络传输介质中也出现了ROADM技术。这时候，很多行业就逐渐出现了光纤通信技术，我国各行业现在都使用过光纤通信传输技术，并且很多地方都是采用光纤技术来进行数据传输的。随着光器件和LIC技术的不断发展,有效地利用了光纤的1.3㎛与1.55㎛的低损耗、低色散特性,使565Mbit/s和相当于565Mbit/s及其以下的光纤通信系统得到普及。1987年左右,1.6 Gbit/s(旧本)、1.7Gbit/s(美国)系统也投入实用。超高速光纤通信的传输方式,除目前广泛应用的光强度调制――直接检波(IM/DD)外,还提出了波分复用、相干光通信、光FDM(光频分复用)及光孤子通信等。由于IM/DD光通信方式简单,调制、解调比较容易,对器件要求比较低,所以在研究速率更高、距离更长的新通信方式的同时,仍在探讨IM/DD的通信潜力。由于近几年来超高速光器件和光电集成器件的研制成功,特别是EDFA(掺饵光纤放大器)的出现,扩大了IM/DD方式的传输能力,在传输速率和传输距离方面,每年都取得新得进展。从目前发表的实验数据看,传输速率可达到20 Gbit/s以上,传输距离超过1万km(2.5 Gbit/s)。

1 通信中的光通信技术

光通信传输技术是近几十年兴起的一种新技术，在网络发达的今天，利用光通信技术来进行数据交换，使用的很频繁。所谓的光通信，是一种以光的波为媒介来进行传输信息的通信方式。无线电波是发源比较早的通信传输数据技术，光波和无线电波一样都属于电磁波，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要短一些。因此，相比之下光波具有传输频带宽、抗电磁干扰能力强和通信数据量大的优点。根据光波波长的长短，可以分为紫外光、可见光和红外光。其中只有可见光才能为人所看得见，其他波长的光是人看不见的。但是这些不同波长的光都能用来传输数据。如果从光源的特性上来分，可以将光分为非激光通信和激光通信。如果按照广的传输媒介来区分，可以将光分为有线光通信和无线光通信。常说的光通信传输，一般有这五种：紫外线通信、红外线通信、大气激光通信、蓝绿光通信和光纤通信。

2 光纤通信技术内涵

文章中的光通信传输技术在专业领域的应用主要是指在油气田和长输管线上的传输。文章将光通信传输介质的四种不同技术进行对比和分析，这四种技术分别是：RPR技术（也叫光以太网弹性分组环技术）、、OTN技术（光传送网技术）、SDH及基于SDH的多业务传送平台(MSTP技术)。SDH也称为同步数字体系、ATM技术（Asynchronous Transfer Mode顾名思义就是异步传输模式技术)。

2.1 光以太网弹性分组环技术

光以太网弹性分组环技术（RPR技术）对于实时性的时分复用业务，RPR技术定义了协议,在实际中需要得到进一步的验证。对于数据业务而言，RPR技术具备绝对的优势，可以根据用户的需求来分配带宽，该技术支持统计复用技术和空间复用技术，在网络正常运营的情况下，可使带宽利用率相对SDH网络提高3-4倍。RPR技术还可以对数据业务进行优化，能有效的支持IP的突发特性。

2.2 光传送网

光传送网也就是OTN技术，它是采用基于TDM体制的一种复用技术，每路信号占用在时间上固定的比特位组，信道通过位置进行标识，有独特的帧结构，可以区分不同等级速率，还能在同一网络中综合不同的网络传输协议，对于非实时性业务和实时性业务都能提供相应的承载，该技术实现了从窄带到宽带的综合业务传输。该技术的传输设备可以直接提供工业标准的通信协议接口，不需要借助其他的接入设备。缺点是该技术被垄断，设备的维护受原厂家的束缚，与其他非OTN网络进行连接总会有些莫名其妙的故障，设备的兼容性比较差。

2.3 MSTP技术

MSTP技术是SDH及基于SDH的多业务传送平台的缩写，该技术也是一种光纤传输体制，它以同步传送模块为基本概念，其模块由三部分构成：段开销(SOH)、管理单元指针（AU）和信息净负荷。MSTP技术的特点有：第一，克服了SDH设备中的一些不足，多数情况下不需要额外的接入设备，但新技术产品的增加可能会需要增加新的接入设备。第二，能利用虚容器方式来兼容各种PDH的体系。第三，SDH传输网具有智能化的路由配置能力、能方便的上下电路、监控维护管理的能力比较强、光接口的标准相对统一。

2.4 异步传输模式

异步传输模式技术也称为ATM技术，ATM虽然可以承载实时性业务中的时分复用业务，但每一个节点的延时都要大于SDH传输制式，特别是故障时系统切换时间较SDH传输制式长，所以一般在时分复用业务的承载方面不用ATM技术。

3 光纤通信传输技术的应用

根据上文所描述，可知这四种技术各有各自的优缺点。在实际应用中应该充分考虑各个技术的特点综合性的来运用这些技术服务于生产。在实际生产中，一般将光纤通信传输技术与实际的工程情况相结合，进行核算，计算出合理的工程成本。

经过分析在具体的通信传输中，其设计思路如下。先进行优化设计，选择跟实际情况相匹配的数据传输技术，其次根据实际情况和相关费用，计算出合情合理的投资费用，最后根据实际情况来选择相应的光纤传输方式，进行实地使用。既节约了成本，又保证了通信数据传输的顺畅和安全。

参考文献

[1]高嵩，裴丽，祁春慧，安丽靖，李卓轩，赵瑞峰. 色散对ROF系统性能的影响[J].光电技术应用，2009，(06).