發(fā)布時(shí)間：2022-04-25 07:13:46
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的光纖通信技術(shù)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
1.1損耗低，傳輸距離遠(yuǎn)
與普通的通信相比，光纖的損耗率要低得多。目前，光纖的損耗可以低達(dá)0.2dB/km。中繼光放大器間距可達(dá)100多km，而傳統(tǒng)的銅電纜中繼放大器間距僅為幾百米到幾千米。因此，除了用戶到小站間仍使用銅電纜，其他通信網(wǎng)中包括電視網(wǎng)、跨海洋的網(wǎng)絡(luò)全部使用光纖通信。光纖通信在長距離傳輸中的優(yōu)勢非常明顯。目前光纖通信的最長通信距離達(dá)到10000m以上。
1.2抗干擾能力強(qiáng)
與其他光纜相比，光纖通信具有非常明顯的優(yōu)點(diǎn)———抗電磁干擾能力極強(qiáng)。光纖通信設(shè)備的主要成分是SiO的應(yīng)用給光纖通信技術(shù)帶來無可比擬的優(yōu)勢。由于石英具有極強(qiáng)的抗腐蝕性和絕緣性，因此，應(yīng)用到光纖通訊設(shè)備上使其同樣具有較強(qiáng)的抗干擾能力。光纖通信不會(huì)受到太陽黑子活動(dòng)、電離層變化、雷電以及人為釋放的電磁等方面的干擾，這一特性使得光纖可以應(yīng)用到軍事領(lǐng)域中。
1.3安全性和保密性高
因?yàn)楣饫w主要依靠光波的全反射原理進(jìn)行傳輸，光信號(hào)完全被限制在包層內(nèi)，光波泄露的現(xiàn)象很少發(fā)生。而且一個(gè)光纜內(nèi)的很多光纖線之間也不會(huì)相互干擾，因此，光通信的抗干擾能力很強(qiáng)，保密性和安全性非常高。此外，光纖的重量很輕、體積較小，這樣既節(jié)省空間又使得設(shè)備的安裝非常方便。另外，用來制作光纖通信設(shè)備的原材料越來越豐富，而且價(jià)格低廉，穩(wěn)定性好，同時(shí)受環(huán)境溫度影響小，使用壽命很長。光纖通信技術(shù)這些優(yōu)勢使其在日常生活中的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域越來越廣。
2光纖通信技術(shù)在我國的發(fā)展現(xiàn)狀
2.1普通單模光纖的現(xiàn)狀
光纖分為單模光纖和多模光纖兩大類。目前，普通單模光纖是我們生活中最常見的光纖。單模光纖只能傳輸一種模式的光，且對(duì)光源的譜寬及穩(wěn)定性都有較高的要求。隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展，單模光纖的傳輸距離和信息容量也在不斷增加，G652.A光纖的性能還能進(jìn)一步優(yōu)化和提高。符合ITUTG654規(guī)定的截止波長的單模光纖和符合G653規(guī)定的單模光纖是對(duì)G652.A光纖進(jìn)行了改進(jìn)。
2.2接入網(wǎng)光纜的發(fā)展現(xiàn)狀
光纖接入網(wǎng)指的是以光纖為主要媒質(zhì)實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)的信息傳送。光纖接入逐漸替代原有電纜，成為通信接入網(wǎng)未來重點(diǎn)的發(fā)展方向。接入網(wǎng)光纜的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在接入網(wǎng)的光纜距離不斷縮短、分支越來越多、分插頻繁等。通常情況下，接入網(wǎng)的光纜會(huì)采用增加光纖芯數(shù)的方式來增加網(wǎng)絡(luò)容量。尤其是城市的光纖管道，由于管道內(nèi)徑有限制，只能通過增加管內(nèi)光纖芯數(shù)和光纖的集裝密度來增加網(wǎng)絡(luò)容量，同時(shí)需要減輕光纜的重量，縮小光纜的直徑。通常，接入網(wǎng)光纖使用G652普通單模光纖或G652C低水峰的單模光纖，而前者在我國使用較多。
2.3室內(nèi)光纜的發(fā)展現(xiàn)狀
室內(nèi)光纜指的是光傳輸載體（光纖）經(jīng)過一定技術(shù)手段處理而形成的線纜，通常需要同時(shí)支持語音、數(shù)據(jù)以及視頻等信號(hào)傳輸。室內(nèi)光纜主要包括綜合布線與局內(nèi)光纜兩大部分。其中綜合布線的光纜一般供用戶使用，放置在室內(nèi)用戶端，而局內(nèi)光纜放在中心局或其他各類電信機(jī)房內(nèi)。室內(nèi)光纜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用容易受到建筑物本身的限制及光纜材料多樣化的影響，因此室內(nèi)光纜相對(duì)復(fù)雜。雖然其抗拉度較小，保護(hù)層也較差，但是室內(nèi)光纜仍然有經(jīng)濟(jì)、便捷、便于信息傳遞等自身優(yōu)勢。室內(nèi)光纜傳輸信息速度很快，而且具有信號(hào)穩(wěn)定、清晰、強(qiáng)烈，抗干擾性好，信息流量大等優(yōu)點(diǎn)。
2.4通信光纜的發(fā)展現(xiàn)狀
通信光纜主要包括多根光纖芯和包層組成的纜芯、外保護(hù)層，屬于全介質(zhì)光纜，是電力系統(tǒng)中最為理想的通信線路。通信光纜主要依靠電流傳輸信號(hào)，在數(shù)據(jù)信息傳輸方面具有一定優(yōu)勢，但是其傳輸信息量較小。ADSS光纜則因?yàn)槠淇梢詥为?dú)布放，比較適用于電力通信領(lǐng)域。目前我國電力系統(tǒng)改造過程中廣泛應(yīng)用ADSS光纜，但是我國通信光纜的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能仍然需要進(jìn)一步完善。
2.5塑料光纖的發(fā)展
塑料光纖在我國也得到了廣泛應(yīng)用，其成本低廉、傳輸速度較快，是優(yōu)質(zhì)的短距離信息傳輸介質(zhì)。它主要利用光的全反射或者光在塑料纖維內(nèi)的跳躍來進(jìn)行傳輸，因此在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)領(lǐng)域有巨大的潛在市場。塑料光纖可以應(yīng)用于海底。在海底進(jìn)行鋪設(shè)時(shí)，海底光纖使用絕緣材料包裹導(dǎo)線，同時(shí)其兩端采用激光器，大大節(jié)約成本，相應(yīng)的通話費(fèi)用也有一定的減少。
3我國光纖通信技術(shù)在未來的發(fā)展趨勢
3.1超大的容量，超長的距離
超大容量、超長距離的傳輸技術(shù)在我國通信技術(shù)領(lǐng)域?qū)⒂袕V闊的應(yīng)用前景。波分復(fù)用技術(shù)（WDM）通過增加單根光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)，大大提高光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量。目前1.6Tbit/s的光波分復(fù)用系統(tǒng)已經(jīng)大量商用，同時(shí)全光傳輸?shù)木嚯x也在逐漸增加。而光時(shí)分復(fù)用技術(shù)（OTDM）通過提高單信道速率來提高傳輸容量，使目前單信道最高速率達(dá)到640Gbit/s。要想進(jìn)一步提高光纖通信的傳輸速度和傳輸容量，僅僅依靠光波分復(fù)用技術(shù)或光時(shí)分復(fù)用技術(shù)是很難實(shí)現(xiàn)的，必須同時(shí)結(jié)合光時(shí)分復(fù)用和光波分復(fù)用技術(shù)，只有這樣才能進(jìn)一步提高光纖的傳輸速度和容量。
3.2光網(wǎng)絡(luò)智能化
智能化的光網(wǎng)絡(luò)是我國光纖通信技術(shù)未來非常重要的發(fā)展方向。近50年的發(fā)展歷程中，信息傳輸一直占據(jù)著光纖通信技術(shù)的主導(dǎo)地位。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)完美結(jié)合，進(jìn)一步促進(jìn)光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)朝著更高更好的方向發(fā)展。現(xiàn)代化的光網(wǎng)絡(luò)不僅能實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的傳輸，同時(shí)結(jié)合計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、自動(dòng)發(fā)現(xiàn)功能及更加完善的自我保護(hù)修復(fù)能力，真正形成智能化的光網(wǎng)絡(luò)。
3.3擺脫電處理過程，實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)
在應(yīng)用過程中，按照用途將光纖進(jìn)行分類，可分為傳感光纖和通信用光纖；按照制作工藝分類，可分為材料組成類、制造工藝類和光學(xué)特性類；按照傳輸介質(zhì)分類，可分為專用和通用兩種，并且，功能器件光纖可以應(yīng)用于放大光波、分頻、整形和光振蕩等方面，從而以不同形態(tài)呈現(xiàn)在人們眼前。根據(jù)光纖通信的應(yīng)用情況可知，光纖通信的基本構(gòu)成結(jié)構(gòu)包括光源、光纖和光檢測器三部分，具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：
（1）信號(hào)干擾小、保密性強(qiáng)。
（2）通信容量超大，可完成遠(yuǎn)距離傳輸。一般一根光纖的帶寬在20THz以上，在沒有中繼傳輸?shù)那闆r下，可傳輸?shù)綆资镆陨稀?/p>
（3）重量較輕、細(xì)徑較細(xì)，一般制作材料是石英，大大降低了有色金屬的耗損，使資源得到合理利用。
（4）不受外界因素影響，在任何情況下可使用，具有較長使用壽命。
（5）較強(qiáng)抗電磁干擾能力和絕緣性能，因此，信息傳輸質(zhì)量非常好。
（6）沒有輻射，不容易被竊聽，提高信息傳輸?shù)陌踩浴?/p>
（7）環(huán)繞性好、抗腐蝕能力強(qiáng)，在使用過程中，不會(huì)出現(xiàn)火花，減少安全事故。
2光纖通信技術(shù)在電力通信中的應(yīng)用
在電力通信中，電力特種光纖包括OPGW(光纖復(fù)合地線)、MASS(金屬自承光纜)、OPPC(光纖復(fù)合相線)、ADL(相/地捆綁光纜)、ADSS(全介質(zhì)自承光纜)和GWWOP(相/地線纏繞光纜)等六種，而我國應(yīng)用較多的電力特種光纜是ADSS和OPGW兩種，大大提高了電力通信的工作效率，使電能損耗得到大量減少。
2.1ADSS(全介質(zhì)自承光纜)
根據(jù)我國電力通信的發(fā)展來看，ADSS(全介質(zhì)自承光纜)在35KV、110KV、220KV的電壓等級(jí)輸電線路上得到了廣泛應(yīng)用，尤其是目前已建成的線路上使用范圍非常廣，使電力部門利用高壓輸電線桿塔建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)變得更加方便和快捷，大大減低工作人員的工作量和建設(shè)成本。在進(jìn)行光纜設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)溫差、風(fēng)速和氣候等外界因素進(jìn)行了充分考慮，因此，ADSS(全介質(zhì)自承光纜)具有很強(qiáng)的抗震動(dòng)性、抗沖擊性，可以隨意彎折和抗老化性，并且，成本較低、安裝非常方便、易攜帶，給桿塔帶來的負(fù)載非常小。由于ADSS(全介質(zhì)自承光纜)具有光纖傳輸性能強(qiáng)、環(huán)境性能好和光纜機(jī)械性能卓越等特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用過程中，可以與高雅電力傳輸線架設(shè)在同一根電桿上，因此，成為了電力系統(tǒng)中最完美的電網(wǎng)通信傳輸介質(zhì)，確保了電網(wǎng)通信的信號(hào)質(zhì)量，使光纜傳輸效果得到大大提高。我國現(xiàn)代化建設(shè)中，ADSS(全介質(zhì)自承光纜)在山區(qū)、跨度較大區(qū)域和雷電集中區(qū)等地方的線纜架空敷設(shè)中非常適用，在滿足了電力部門自身的通信要求的同時(shí)，為通信業(yè)務(wù)不斷發(fā)展和開展新業(yè)務(wù)提供新的途徑。
2.2OPGW(光纖復(fù)合地線)
在電力通信中，OPGW(光纖復(fù)合地線)是電路傳輸線路的地形中含有供通信用的光纖單元，由此可見，架空地線中含有光纖，OPGW(光纖復(fù)合地線)是架空地線和光纜的復(fù)合體。由于OPGW(光纖復(fù)合地線)的一次性投入較大，在新建線路或舊線路更換時(shí)會(huì)選擇使用，具有可靠性高和不需要維護(hù)的特點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用過程中，OPGW(光纖復(fù)合地線)擁有兩種功能：一是，與復(fù)合在地線中的光纖一起完成信息傳輸，二是作為輸電線路的防雷線，可以對(duì)輸電導(dǎo)線起到屏蔽保護(hù)的作用。一般情況下，OPGW(光纖復(fù)合地線)有鋁管型、鋼管型和鋁骨架型三種，具有光學(xué)性能、電氣性能和機(jī)械性能，可以應(yīng)用于具有架空接地線的輸配電線路中，從而使光纖的可靠性和安全性得到大大提高，使我國輸電容量得到機(jī)一部提高。在新建線路的應(yīng)用中，OPGW(光纖復(fù)合地線)不需要增加建設(shè)成本，在舊線路更換中，只需要將原來的地線更換掉就可以了，并且不需要對(duì)桿塔進(jìn)行加固或重新設(shè)計(jì)等，從而大大減少工作人員的工作量。另外，OPGW(光纖復(fù)合地線)的安裝非常方便，不需要特殊的工具，成為我國電力事業(yè)未來發(fā)展的重要研究方向。
3結(jié)束語
1.1光纖通信系統(tǒng)概述光纖通信系統(tǒng)以光纖為傳輸介質(zhì)，主要由數(shù)據(jù)源、光發(fā)送端、光學(xué)信道、光接收機(jī)等。其中，數(shù)據(jù)源中包括所有數(shù)據(jù)、語音業(yè)務(wù)經(jīng)過信道編碼形成的信號(hào)；光發(fā)送機(jī)將信號(hào)變成適合在光學(xué)信道上傳輸?shù)墓庑盘?hào)，并從中提取信息，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，最后得到相應(yīng)的語音、數(shù)據(jù)等信息。如圖2所示為光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。1970年，美國康寧公司研發(fā)出世界上首根套層光纖，其損耗率為20db/km，它使得光纖通信成為可能。1975年，貝爾實(shí)驗(yàn)室開展世界上第一次光纖點(diǎn)到點(diǎn)的通信試驗(yàn)。1977年，貝爾實(shí)驗(yàn)室和日本電報(bào)電話公司同時(shí)研制成功壽命在10年左右的半導(dǎo)體激光器，使得光纖通信步入實(shí)用化階段。同年，美國興建起世界首個(gè)光纖通信系統(tǒng)，傳輸速率為45MB/s，通信窗口為850nm。經(jīng)過三四十年的發(fā)展，光纖通信有了巨大進(jìn)步和革新，尤其是在上世紀(jì)90年代，光纖通信系統(tǒng)迎來其發(fā)展高峰期，大量的技術(shù)和設(shè)備被研發(fā)出來，解決了線路中的電子瓶頸，通信窗口也迅速移到1550nm。到今天，光波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)明又為光纖通信系統(tǒng)帶來新的發(fā)展面貌。
1.2在光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用第一，在接入網(wǎng)中的應(yīng)用。光纖接入網(wǎng)的接入方式可分為無源接入和有源接入兩種，其中，無源光網(wǎng)絡(luò)是一種非常優(yōu)質(zhì)的接入方式，具有低成本、光纖少、中心局終端少、雷電影響小、電磁干擾少等優(yōu)點(diǎn)，后期的運(yùn)營維護(hù)成本也較少，其擴(kuò)展性強(qiáng)，能隨著技術(shù)的發(fā)展而升級(jí)改造。帶寬大、傳輸距離可達(dá)20km。正是由于諸多的優(yōu)點(diǎn)無源光網(wǎng)絡(luò)接入方式成為光纖接入網(wǎng)的首選接入方式，其中，上行接入技術(shù)乃技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)，不能采用以往的以太網(wǎng)CSMA/CD媒體接入控制方式進(jìn)行上行接入，可以將光波分復(fù)用技術(shù)應(yīng)用到其中，進(jìn)行上行接入?；诠獠ǚ謴?fù)用技術(shù)的波分多址上行接入方式以波長為用戶端ONU的標(biāo)識(shí)，實(shí)現(xiàn)上行接入，具有較大的帶寬，能充分利用光纖的大帶寬，實(shí)現(xiàn)對(duì)稱寬帶接入。同時(shí)，該種接入方式還能有效解決ONU測距、快速比特同步等困難，在網(wǎng)絡(luò)管理和系統(tǒng)升級(jí)方面具有顯著優(yōu)勢。隨著光波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展，光波分復(fù)用器材價(jià)格越來越低，性能越來越優(yōu)，這有效推動(dòng)了無源光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。第二，在城域網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用。傳統(tǒng)電信城域網(wǎng)無法適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)突變性特點(diǎn)，承載多業(yè)務(wù)的帶寬效率低。因此，當(dāng)前城域網(wǎng)發(fā)展的目標(biāo)為面向數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)應(yīng)用的IP優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)?；贗P和光波分復(fù)用技術(shù)建設(shè)的城域網(wǎng)成為新型城域網(wǎng)的主要方案，其采用IPoverWDM傳輸技術(shù)，就是使IP數(shù)據(jù)包直接在光路上跑，減少網(wǎng)絡(luò)層之間的冗余部分，該方法省去了中間的ATM層和SDH層，傳輸效率高、運(yùn)行成本低，用戶網(wǎng)絡(luò)費(fèi)用少，非常適合于城域網(wǎng)建設(shè)。從通信協(xié)議角度來講，該方案的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層次為IP業(yè)務(wù)層和光網(wǎng)絡(luò)層，光網(wǎng)絡(luò)層又可以分成光網(wǎng)絡(luò)適配子層、光復(fù)用子層、光傳輸子層，其中，光復(fù)用子層為核心，它完成光復(fù)用協(xié)議的相關(guān)內(nèi)容，復(fù)用帶寬、保護(hù)線路、定位故障點(diǎn)。該方案有效應(yīng)用了光纖的巨大帶寬資源，提高帶寬和傳輸速率，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式、調(diào)制方式的透明化，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有通信網(wǎng)的兼容，支持網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，具有極高的推廣性和生存性。同時(shí)，該方案也有一定缺點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)管理與其傳輸?shù)男盘?hào)和網(wǎng)管分離開來，只是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方式，沒有實(shí)現(xiàn)真正意義上的光網(wǎng)絡(luò)。在光纖通信系統(tǒng)中，若沒有應(yīng)用光波分復(fù)用技術(shù)，則需要多投入n-1根光纖，若光纖通信方式為多個(gè)用戶協(xié)同工作，則適用光波分復(fù)用技術(shù)能更好突出光波分復(fù)用技術(shù)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)單根光纖傳輸容量成幾倍乃至幾十倍的增長，更好利用現(xiàn)有的光纖帶寬資源。在遠(yuǎn)距離運(yùn)輸中，適用WDM技術(shù)有助于節(jié)省大量光纖，降低光纖通信系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)成本。WDM以波長路由代替?zhèn)鹘y(tǒng)電子信號(hào)路由，以解復(fù)用器代替光電轉(zhuǎn)換交換器，消除延遲轉(zhuǎn)發(fā)等瓶頸問題，保證傳輸?shù)耐该餍??？偠灾獠ǚ謴?fù)用技術(shù)在光纖通信系統(tǒng)中有廣闊的應(yīng)用空間，能帶來良好的應(yīng)用效果，值得大力推廣。
1.3光波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展趨勢隨著光波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，光纖通信朝著高速率、大傳輸容量方向發(fā)展，光纖通信對(duì)光波分復(fù)用技術(shù)提出更高要求，進(jìn)一步推動(dòng)光波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展。作為一種對(duì)米元件依賴性強(qiáng)的技術(shù)，未來的WDM技術(shù)發(fā)展方向是研發(fā)出更多新的、性能更好的米元件，開發(fā)低價(jià)的小型集成光元件，如：放大器、光交叉連接器、光分插復(fù)用器、濾波器、信號(hào)調(diào)節(jié)器、光存儲(chǔ)器等。其實(shí)現(xiàn)互通性和標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)，還必須實(shí)現(xiàn)傳輸協(xié)議和網(wǎng)關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范化。伴隨著光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展，以WDM為基礎(chǔ)的光網(wǎng)絡(luò)層將逐步實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)用戶與光纖通信網(wǎng)絡(luò)的親密接觸，到時(shí)候，人們可以利用WDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)可視電視、可視會(huì)議、遠(yuǎn)程技術(shù)等支援，進(jìn)行語音、數(shù)據(jù)、圖像等多媒體信息的傳輸、處理和交換。簡單來說，WDM技術(shù)的完善將推動(dòng)廣電數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，用戶對(duì)廣電數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的需求又成為WDM發(fā)展的巨大推動(dòng)力。WDM技術(shù)第一次實(shí)現(xiàn)了電信號(hào)到光信號(hào)的轉(zhuǎn)換，它標(biāo)志著光通信時(shí)代的到來。當(dāng)前的研究重點(diǎn)是密集波分復(fù)用技術(shù)，其商用水平為320Gbit/s，也就是說，一對(duì)光纖可傳送400萬話路，商用系統(tǒng)的傳輸能力僅是單根光纖傳輸容量的百分之一。在光纖網(wǎng)絡(luò)中，F(xiàn)TTH解決的是光纖通信“最后一公里”的問題，日本、美國、韓國緊鑼密鼓的建設(shè)FTTH網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行大規(guī)模建設(shè)，將光波分復(fù)用就似乎應(yīng)用其中，發(fā)展成為今天的WDM-PON。在我國，F(xiàn)TTH網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)越來越多，且理論也較為完善，但卻還媒體一項(xiàng)技術(shù)被認(rèn)為是完善的技術(shù)，這個(gè)時(shí)候充分利用無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)則是可行的一種選擇，推動(dòng)光波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展，逐漸根據(jù)社會(huì)需求，采用WDM-PON方式建設(shè)FTTH網(wǎng)絡(luò)。
2結(jié)論
論文摘要：光纖通信不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路中，還可以應(yīng)用在電力通信控制系統(tǒng)中，進(jìn)行工業(yè)監(jiān)測、控制，而且在軍事領(lǐng)域的用途也越來越為廣泛。本文探討了光纖通信技術(shù)的主要特征及應(yīng)用。
1.光纖通信技術(shù)
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。在光纖通信系統(tǒng)中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質(zhì)的光纖又比同軸電纜或?qū)Рü艿膿p耗低得多，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構(gòu)造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔(dān)心接地回路，光纖之間的串繞非常??；光波在光纖中傳輸，不會(huì)因?yàn)楣庑盘?hào)泄漏而擔(dān)心傳輸?shù)男畔⒈蝗烁`聽；光纖的芯很細(xì)，由多芯組成光纜的直徑也很小，所以用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題。
光纖通信在技術(shù)功能構(gòu)成上主要分為：(1)信號(hào)的發(fā)射；(2)信號(hào)的合波；(3)信號(hào)的傳輸和放大；(4)信號(hào)的分離；(5)信號(hào)的接收。
2. 光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)
(1) 頻帶極寬，通信容量大。光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，光纖通信系統(tǒng)的于光源的調(diào)制特性、調(diào)制方式和光纖的色散特性。對(duì)于單波長光纖通信系統(tǒng)，由于終端設(shè)備的電子瓶頸效應(yīng)而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢。通常采用各種復(fù)雜技術(shù)來增加傳輸?shù)娜萘?，特別是現(xiàn)在的密集波分復(fù)用技術(shù)極大地增加了光纖的傳輸容量。目前，單波長光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。
(2) 損耗低，中繼距離長。目前，商品石英光纖損耗可低于0～20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都低；若將來采用非石英系統(tǒng)極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無中繼距離；對(duì)于一個(gè)長途傳輸線路，由于中繼站數(shù)目的減少，系統(tǒng)成本和復(fù)雜性可大大降低。
(3) 抗電磁干擾能力強(qiáng)。光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯(lián)系的一個(gè)重要特性是光波導(dǎo)對(duì)電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動(dòng)的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設(shè)或與電力導(dǎo)體復(fù)合構(gòu)成復(fù)合光纜。這一點(diǎn)對(duì)于強(qiáng)電領(lǐng)域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利。由于能免除電磁脈沖效應(yīng)，光纖傳輸系還特別適合于軍事應(yīng)用。
(4)無串音干擾，保密性好。在電波傳輸?shù)倪^程中，電磁波的泄漏會(huì)造成各傳輸通道的串?dāng)_，而容易被竊聽，保密性差。光波在光纖中傳輸，因?yàn)楣庑盘?hào)被完善地限制在光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，而任何泄漏的射線都被環(huán)繞光纖的不透明包皮所吸收，即使在轉(zhuǎn)彎處，漏出的光波也十分微弱，即使光纜內(nèi)光纖總數(shù)很多，相鄰信道也不會(huì)出現(xiàn)串音干擾，同時(shí)在光纜外面，也無法竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>
除以上特點(diǎn)之外，還有光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩(wěn)定性好、壽命長。由于光纖通信具有以上的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，其不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路中，還可以應(yīng)用在電力通信控制系統(tǒng)中，進(jìn)行工業(yè)監(jiān)測、控制，而且在軍事領(lǐng)域的用途也越來越為廣泛。
3. 光纖通信技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
20世紀(jì)90年代以來，我國光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展極其迅速，特別是廣播電視網(wǎng)、電力通信網(wǎng)、電信干線傳輸網(wǎng)等的急速擴(kuò)展，促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加，全網(wǎng)的管理和維護(hù)，設(shè)備的故障判定和排除就變得越來越困難?？梢圆捎?SDH ＋光纖或ATM＋光纖組成寬帶數(shù)字傳輸系統(tǒng)。該傳輸網(wǎng)可以采用帶有保護(hù)功能的環(huán)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)，鏈路傳輸系統(tǒng)或者組成各種形式的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)，可以滿足各種綜合信息傳輸。對(duì)于電視節(jié)目的廣播，采用的寬帶傳輸系統(tǒng)可以將主站到地方站的所需數(shù)字，通道設(shè)置成廣播方式，同樣的電視節(jié)目在各地都可以下載，也可以通過網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)控制不同的站下載不同的電視節(jié)目。 轉(zhuǎn)貼于
有線電視網(wǎng)絡(luò)在全國各地已基本形成，在有線電視網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，比較容易地實(shí)現(xiàn)寬帶多媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)，因此在目前的情況下，不應(yīng)完全廢除現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)，而用少量的投資來完善和改造它，滿足人們的目前需要。很多地區(qū)的 CATV已經(jīng)是光纖傳輸，到用戶端也是同軸電纜進(jìn)入千萬家。但是現(xiàn)在建設(shè)的CATV 大多是單向傳輸，上行信號(hào)不能在現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)中傳送?？梢酝ㄟ^電信網(wǎng) PSTN 中語音通道或數(shù)據(jù)通道形成上行信號(hào)的傳送，也可以通過語音接入系統(tǒng)來完成。將電話接到各用戶，這樣各用戶間即可以打電話，也可以利用廣電自己的綜合信息網(wǎng)中的寬帶傳輸系統(tǒng)構(gòu)成廣電網(wǎng)中自己的上行信號(hào)的傳送，組成了雙向應(yīng)用的Internet網(wǎng)。
現(xiàn)在光通信網(wǎng)絡(luò)的容量雖然已經(jīng)很大， 但還有許多應(yīng)用能力在閑置， 今后隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展， 作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展先導(dǎo)的信息需求也必然不斷增長，一定會(huì)超過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)能力， 推動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的繼續(xù)發(fā)展。因此， 光纖通信技術(shù)在應(yīng)用需求的推動(dòng)下， 一定不斷會(huì)有新的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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[3]辛化梅，李忠. 論光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展. 山東師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，4
[論文摘要]光纖通信因其具有的損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優(yōu)點(diǎn)，備受業(yè)內(nèi)人士青睞，發(fā)展非常迅速。目前，光纖光纜已經(jīng)進(jìn)入了有線通信的各個(gè)領(lǐng)域，包括郵電通信、廣播通信、電力通信和軍用通信等領(lǐng)域。綜述我國光纖通信研究現(xiàn)狀及其發(fā)展。
近年來，光纖通信技術(shù)得到了長足的發(fā)展，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，這大幅提高了通信能力，并使光纖通信的應(yīng)用范圍
不斷擴(kuò)大。
一、我國光纖光纜發(fā)展的現(xiàn)狀
（一）普通光纖
普通單模光纖是最常用的一種光纖。隨著光通信系統(tǒng)的發(fā)展，光中繼距離和單一波長信道容量增大，G.652.A光纖的性能還有可能進(jìn)一步優(yōu)化，表現(xiàn)在1550rim區(qū)的低衰減系數(shù)沒有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數(shù)和零色散點(diǎn)不在同一區(qū)域。符合ITUTG.654 規(guī)定的截止波長位移單模光纖和符合G.653 規(guī)定的色散位移單模光纖實(shí)現(xiàn)了這樣的改進(jìn)。
（二）核心網(wǎng)光纜
我國已在干線(包括國家干線、省內(nèi)干線和區(qū)內(nèi)干線)上全面采用光纜，其中多模光纖已被淘汰，全部采用單模光纖，包括G.652光纖和G.655光纖。G.653光纖雖然在我國曾經(jīng)采用過，但今后不會(huì)再發(fā)展。G.654光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統(tǒng)容量，它在我國的陸地光纜中沒有使用過。干線光纜中采用分立的光纖，不采用光纖帶。干線光纜主要用于室外，在這些光纜中，曾經(jīng)使用過的緊套層絞式和骨架式結(jié)構(gòu)，目前已停止使用。
（三）接入網(wǎng)光纜
接入網(wǎng)中的光纜距離短，分支多，分插頻繁，為了增加網(wǎng)的容量，通常是增加光纖芯數(shù)。特別是在市內(nèi)管道中，由于管道內(nèi)徑有限，在增加光纖芯數(shù)的同時(shí)增加光纜的光纖集裝密度、減小光纜直徑和重量，是很重要的。接入網(wǎng)使用G.652普通單模光纖和G.652.C低水峰單模光纖。低水峰單模光纖適合于密集波分復(fù)用，目前在我國已有少量的使用。
（四）室內(nèi)光纜
室內(nèi)光纜往往需要同時(shí)用于話音、 數(shù)據(jù)和視頻信號(hào)的傳輸。并目還可能用于遙測與傳感器。國際電工委員會(huì)(IEC)在光纜分類中所指的室內(nèi)光纜，筆者認(rèn)為至少應(yīng)包括局內(nèi)光纜和綜合布線用光纜兩大部分。局用光纜布放在中心局或其他電信機(jī)房內(nèi)，布放緊密有序和位置相對(duì)固定。綜合布線光纜布放在用戶端的室內(nèi)，主要由用戶使用，因此對(duì)其易損性應(yīng)比局用光纜有更嚴(yán)格的考慮。
（五）電力線路中的通信光纜
光纖是介電質(zhì)，光纜也可作成全介質(zhì)，完全無金屬。這樣的全介質(zhì)光纜將是電力系統(tǒng)最理想的通信線路。用于電力線桿路敷設(shè)的全介質(zhì)光纜有兩種結(jié)構(gòu)：即全介質(zhì)自承式(ADSS)結(jié)構(gòu)和用于架空地線上的纏繞式結(jié)構(gòu)。ADSS光纜因其可以單獨(dú)布放，適應(yīng)范圍廣，在當(dāng)前我國電力輸電系統(tǒng)改造中得到了廣泛的應(yīng)用。ADSS光纜在國內(nèi)的近期需求量較大，是目前的一種熱門產(chǎn)品。
二、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢
對(duì)光纖通信而言，超高速度、超大容量和超長距離傳輸一直是人們追求的目標(biāo)，而全光網(wǎng)絡(luò)也是人們不懈追求的夢想。
（一）超大容量、超長距離傳輸技術(shù)波分復(fù)用技術(shù)極大地提高了光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量，在未來跨海光傳輸系統(tǒng)中有廣闊的應(yīng)用前景。近年來波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展迅猛，目前1.6 Tbit/的 WDM系統(tǒng)已經(jīng)大量商用，同時(shí)全光傳輸距離也在大幅擴(kuò)展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時(shí)分復(fù)用(OTDM)技術(shù)，與 WDM通過增加單根光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)來提高其傳輸容量不同，OTDM技術(shù)是通過提高單信道速率來提高傳輸容量，其實(shí)現(xiàn)的單信道最高速率達(dá)640Gbit/s。
僅靠OTDM和WDM來提高光通信系統(tǒng)的容量畢竟有限，可以把多個(gè)OTDM信號(hào)進(jìn)行波分復(fù)用，從而大幅提高傳輸容量。偏振復(fù)用（PDM）技術(shù)可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零（RZ）編碼信號(hào)在超高速通信系統(tǒng)中占空較小，降低了對(duì)色散管理分布的要求，且RZ編碼方式對(duì)光纖的非線性和偏振模色散（PMD）的適應(yīng)能力較強(qiáng)，因此現(xiàn)在的超大容量WDM/OTDM通信系統(tǒng)基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)基本上都包括在OTDM和WDM通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)中。
（二）光孤子通信。光孤子是一種特殊的ps數(shù)量級(jí)的超短光脈沖，由于它在光纖的反常色散區(qū)，群速度色散和非線性效應(yīng)相互平衡，因而經(jīng)過光纖長距離傳輸后，波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實(shí)現(xiàn)長距離無畸變的通信，在零誤碼的情況下信息傳遞可達(dá)萬里之遙。
光孤子技術(shù)未來的前景是：在傳輸速度方面采用超長距離的高速通信，時(shí)域和頻域的超短脈沖控制技術(shù)以及超短脈沖的產(chǎn)生和應(yīng)用技術(shù)使現(xiàn)行速率10~20Gbit/s提高到100 Gbit/s以上；在增大傳輸距離方面采用重定時(shí)、整形、再生技術(shù)和減少ASE，光學(xué)濾波使傳輸距離提高到100000km以上；在高性能 EDFA 方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。當(dāng)然實(shí)際的光孤子通信仍然存在許多技術(shù)難題，但目前已取得的突破性進(jìn)展使人們相信，光孤子通信在超長距離、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系統(tǒng)中，有著光明的發(fā)展前景。
（三）全光網(wǎng)絡(luò)。未來的高速通信網(wǎng)將是全光網(wǎng)。全光網(wǎng)是光纖通信技術(shù)發(fā)展的最高階段，也是理想階段。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)間的全光化，但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)處仍采用電器件，限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康倪M(jìn)一步提高，因此真正的全光網(wǎng)已成為一個(gè)非常重要的課題。
全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點(diǎn)代替電節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間也是全光化，信息始終以光的形式進(jìn)行傳輸與交換，交換機(jī)對(duì)用戶信息的處理不再按比特進(jìn)行，而是根據(jù)其波長來決定路由。
目前，全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展仍處于初期階段，但它已顯示出了良好的發(fā)展前景。從發(fā)展趨勢上看，形成一個(gè)真正的、以 WDM技術(shù)與光交換技術(shù)為主的光網(wǎng)絡(luò)層，建立純粹的全光網(wǎng)絡(luò)，消除電光瓶頸已成為未來光通信發(fā)展的必然趨勢，更是未來信息網(wǎng)絡(luò)的核心，也是通信技術(shù)發(fā)展的最高級(jí)別，更是理想級(jí)別。
三、結(jié)語
光通信技術(shù)作為信息技術(shù)的重要支撐平臺(tái)，在未來信息社會(huì)中將起到重要作用。雖然經(jīng)歷了全球光通信的“冬天”但今后光通信市場仍然將呈現(xiàn)上升趨勢。從現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢來看，光纖通信也將成為未來通信發(fā)展的主流。人們期望的真正的全光網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代也會(huì)在不遠(yuǎn)的將來到來。
參考文獻(xiàn)
[1]辛化梅、李忠，論光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 山東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，（04）
關(guān)鍵詞：光纖，語音，傳輸，光電檢測
1、光纖通信系統(tǒng)的基本組成
最基本的光纖通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)源、光發(fā)送端、光學(xué)信道和光接收機(jī)組成。其中數(shù)據(jù)源包括所有的信號(hào)源，它們是話音、圖象、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)經(jīng)過信源編碼所得到的信號(hào)；光發(fā)送機(jī)和調(diào)制器則負(fù)責(zé)將信號(hào)轉(zhuǎn)變成適合于在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?hào)，先后用過的光波有0.85、1.31和1.55三個(gè)低損耗窗口。光學(xué)信道包括最基本的光纖，還有中繼放大器EDFA等；而光學(xué)接收機(jī)則接收光信號(hào)，并從中提取信息，然后轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，最后得到對(duì)應(yīng)的話音、圖象、數(shù)據(jù)等信息。論文格式。在光纖通信系統(tǒng)中，光纖中傳輸?shù)氖嵌M(jìn)制光脈沖'0'碼和'1'碼，它由二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)對(duì)光源進(jìn)行通斷調(diào)制而產(chǎn)生。而數(shù)字信號(hào)是對(duì)連續(xù)變化的模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣、量化和編碼產(chǎn)生的，稱為PCM（pulse code modulation），即脈沖編碼調(diào)制。這種電的數(shù)字信號(hào)稱為數(shù)字基帶信號(hào)，由PCM電端機(jī)產(chǎn)生。光纖通信系統(tǒng)的基本組成原理圖如下圖1-1所示：
圖1-1光纖通信系統(tǒng)
1.1光發(fā)射端機(jī)
光發(fā)射機(jī)是實(shí)現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)換的光端機(jī)。它由光源、驅(qū)動(dòng)器和調(diào)制器組成。其功能是將來自于電端機(jī)的電信號(hào)對(duì)光源發(fā)出的光波進(jìn)行調(diào)制，成為已調(diào)光波，然后再將已調(diào)的光信號(hào)耦合到光纖或光纜中傳輸。電端機(jī)就是常規(guī)的電子通信設(shè)備。光發(fā)射機(jī)的原理圖如下圖1-2所示：
圖1-2光發(fā)射機(jī)原理框圖
光源是光發(fā)射機(jī)的核心，其性能好壞將對(duì)光纖通信系統(tǒng)產(chǎn)生很大的影響。目前光纖通信系統(tǒng)使用的光源都是由半導(dǎo)體材料制成的，而半導(dǎo)體光源分兩種：發(fā)光管LED和激光管LD。由于半導(dǎo)體激光器發(fā)出的是激光，發(fā)光功率大、譜線寬度窄，但電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，溫度特性差。而半導(dǎo)體發(fā)光二極管發(fā)出的是熒光，發(fā)光功率不大，譜線寬度寬，但電路結(jié)構(gòu)簡單、壽命長、價(jià)格便宜。在實(shí)驗(yàn)室中經(jīng)常用到。
1.2光纖或光纜
光纖作為傳輸媒介，作用是將發(fā)射端機(jī)光源發(fā)出的光信號(hào)，經(jīng)遠(yuǎn)距離傳輸后耦合到接收端機(jī)的檢測器，完成信息傳輸任務(wù)。在通信中使用的光纖通常是由石英玻璃制成的，由纖芯和包層組成。目前，塑料光纖應(yīng)用于低速、短距離的傳輸中。其構(gòu)成光纖的纖芯與包層都是塑料材料。與大芯徑50/125μm和62.5/125μm的石英玻璃多模光纖相比，塑料光纖的芯徑高達(dá)200～1000μm，其接續(xù)時(shí)可使用不帶光纖定位套筒的便直注塑塑料連接器，即便是光纖接續(xù)中芯對(duì)準(zhǔn)產(chǎn)生 ±30μm偏差都不會(huì)影響耦合損耗。正是塑料光纖結(jié)構(gòu)賦予了其施工快捷，接續(xù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。另外，芯徑100μm或更大則能夠消除在石英玻璃多模光纖中存在的模間噪音。論文格式。
1.3中繼器
含有光中繼器的光纖傳輸系統(tǒng)成為光纖中繼通信。光信號(hào)在光纖中傳輸一定的距離后，由于受到光纖衰減和色散的影響會(huì)產(chǎn)生能量衰減和波形失真，為保證通信質(zhì)量，必須對(duì)衰減和失真達(dá)到一定程度的光信號(hào)及時(shí)進(jìn)行放大和恢復(fù)。中繼器由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個(gè)：一個(gè)是補(bǔ)償光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)受到的衰減；另一個(gè)是對(duì)波形失真的脈沖進(jìn)行整形。
1.4光纖連接器、耦合器等無源器件
由于光纖或光纜的長度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制，且光纖的拉制長度也是有限度的（如1Km)。因此一條光纖線路可能存在多根光纖相連接的問題。于是，光纖間的連接、光纖與光端機(jī)的連接及耦合，對(duì)光纖連接器、耦合器等無源器件的使用是必不可少的。
1.5光接收端機(jī)
光收信機(jī)是實(shí)現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換的光端機(jī)。 它由光檢測器和光放大器組成。其功能是將光纖或光纜傳輸來的光信號(hào)，經(jīng)光檢測器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，然后，再將這微弱的電信號(hào)經(jīng)放大電路放大到足夠的電平，送到接收端的電端汲去。光接收機(jī)原理圖如下圖1-3所示：
圖1-3光接收機(jī)電路原理方框圖
2、光纖語音電路設(shè)計(jì)
光纖語音電路由三部分組成：光發(fā)射電路、光纖和光接收電路。論文格式。其工作原理是：音頻信號(hào)最初是聲波，由發(fā)送器的電子麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。此信號(hào)由LM358組成的音頻放大器放大，并且借助于一個(gè)單獨(dú)的晶體管控制LED的端電壓，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。光信號(hào)送入光纖或光纜。在光纖或光纜的另一端，光信號(hào)照射到接收器的光電檢測器上。光電檢測器再將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。此信號(hào)被放大并送入揚(yáng)聲器轉(zhuǎn)換為聲波恢復(fù)為原始信號(hào)。
2.1、發(fā)射器電路板
此電路主要是把音頻信號(hào)經(jīng)麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)濾波器、多級(jí)放大器把微弱的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合半導(dǎo)體二極管發(fā)光的電壓信號(hào)，在晶體管的調(diào)制下把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)送入光纖中進(jìn)行傳輸。在發(fā)射器電路上有一個(gè)話筒和調(diào)制LED發(fā)光的線路。LED裝在塑料殼中以便于連接光纖或光纜進(jìn)行發(fā)送信號(hào)。在實(shí)驗(yàn)室里設(shè)計(jì)操作可以使用200m長的塑料光纖傳送語音信號(hào)，也可以使用玻璃光纖在更遠(yuǎn)的距離內(nèi)通信。光纖語音發(fā)射器電路如下圖1-4所示：
圖1-4光纖語音發(fā)射電路
2.2、光電接收器電路板:
在接收器電路板上通過光電檢測器把光纖傳輸?shù)奈⑷醯墓庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)電容濾波、運(yùn)算放大器放大，把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，放大到適合揚(yáng)聲器輸出的電壓，恢復(fù)原始的語音信號(hào)。光纖語音接收電路如下圖1-5所示：
圖1-5光纖語音接收電路
3、結(jié) 語
本文詳細(xì)的介紹了光纖通信系統(tǒng)的組成，為設(shè)計(jì)光纖語音傳輸電路提供理論基礎(chǔ)。在該電路系統(tǒng)中語音信號(hào)以光波形式在光纜內(nèi)傳輸、不受任何電場和磁場的影響。傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾能力強(qiáng)。每個(gè)電路板需要一個(gè)9V電池，元件簡單，易于實(shí)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)室就能操作完成。
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論文摘要: 介紹了光纖通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的主要問題，提出了一些改革措施:實(shí)行實(shí)驗(yàn)室定時(shí)定期開放;開發(fā)綜合型、系統(tǒng)型實(shí)驗(yàn);構(gòu)建課前、課堂、課后三位一體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái);改革實(shí)驗(yàn)考核方法等。
《光纖通信》課程是我院通信專業(yè)學(xué)生的必修課和其他專業(yè)的選修課，光纖通信實(shí)驗(yàn)是該課程的重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。搞好實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以鞏固學(xué)生的光纖通信理論知識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)和工程設(shè)計(jì)能力。
光纖通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的主要問題
學(xué)生重視不夠、實(shí)驗(yàn)教學(xué)地位不突出實(shí)驗(yàn)課時(shí)少，一般只有10學(xué)時(shí)，在大四的上學(xué)期進(jìn)行，此時(shí)正是學(xué)生考研前的復(fù)習(xí)沖刺階段，很多學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，缺課現(xiàn)象比較嚴(yán)重，實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織起來困難，教學(xué)質(zhì)量較差。
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目偏少由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)所限，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目偏少。
缺少綜合型、系統(tǒng)型實(shí)驗(yàn)現(xiàn)開設(shè)的實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)箱的實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)際工程的測試方法有一些區(qū)別，通過已開設(shè)的實(shí)驗(yàn)學(xué)生難以真正掌握實(shí)際工程的測試方法。缺少綜合型、系統(tǒng)型實(shí)驗(yàn)，不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用和建立系統(tǒng)工程的概念。
學(xué)生的實(shí)驗(yàn)熱情不高由于實(shí)驗(yàn)成績?cè)谡n程總成績中僅占10%，學(xué)生普遍不重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)熱情不高，抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象比較嚴(yán)重。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率較低由于指導(dǎo)教師在實(shí)驗(yàn)前詳細(xì)講解實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的內(nèi)容，并且實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的實(shí)驗(yàn)步驟很具體，學(xué)生據(jù)此可順利完成實(shí)驗(yàn)。這種做法使學(xué)生產(chǎn)生了依賴心理，不利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，不利于提高學(xué)生的動(dòng)手能力。
我們希望通過改革解決上述問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和實(shí)驗(yàn)興趣，變學(xué)生被動(dòng)操作為主動(dòng)思考，使學(xué)生掌握系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)、測試方法，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。 光纖通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的措施
論文摘要:隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛普及與計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程信息處理應(yīng)用的發(fā)展,數(shù)據(jù)通信應(yīng)運(yùn)而生,它實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間,計(jì)算機(jī)與終端之間的傳遞。由于不同業(yè)務(wù)需求的變化及通信技術(shù)的發(fā)展使得數(shù)據(jù)通信經(jīng)過了不同的發(fā)展歷程。
數(shù)據(jù)通信是以“數(shù)據(jù)”為業(yè)務(wù)的通信系統(tǒng),數(shù)據(jù)是預(yù)先約定好的具有某種含義的數(shù)字、字母或符號(hào)以及它們的組合。數(shù)據(jù)通信是20世紀(jì)50年代隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展,以及兩者之間的相互滲透與結(jié)合而興起的一種新的通信方式,它是計(jì)算機(jī)和通信相結(jié)合的產(chǎn)物。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛普及與計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程信息處理應(yīng)用的發(fā)展,數(shù)據(jù)通信應(yīng)運(yùn)而生,它實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間,計(jì)算機(jī)與終端之間的傳遞。由于不同業(yè)務(wù)需求的變化及通信技術(shù)的發(fā)展使得數(shù)據(jù)通信經(jīng)過了不同的發(fā)展歷程。
1通信系統(tǒng)傳輸手段
電纜通信:雙絞線、同軸電纜等。市話和長途通信。調(diào)制方式:SSB/FDM。基于同軸的PCM時(shí)分多路數(shù)字基帶傳輸技術(shù)。光纖將逐漸取代同軸。
微波中繼通信:比較同軸,易架設(shè)、投資小、周期短。模擬電話微波通信主要采用SSB/FM/FDM調(diào)制,通信容量6000路/頻道。數(shù)字微波采用BPSK、QPSK及QAM調(diào)制技術(shù)。采用64QAM、256QAM等多電平調(diào)制技術(shù)提高微波通信容量,可在40M頻道內(nèi)傳送1920~7680路PCM數(shù)字電話。
光纖通信:光纖通信是利用激光在光纖中長距離傳輸?shù)奶匦赃M(jìn)行的,具有通信容量大、通信距離長及抗干擾性強(qiáng)的特點(diǎn)。目前用于本地、長途、干線傳輸,并逐漸發(fā)展用戶光纖通信網(wǎng)。目前基于長波激光器和單模光纖,每路光纖通話路數(shù)超過萬門,光纖本身的通信纖力非常巨大。幾十年來,光纖通信技術(shù)發(fā)展迅速,并有各種設(shè)備應(yīng)用,接入設(shè)備、光電轉(zhuǎn)換設(shè)備、傳輸設(shè)備、交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。光纖通信設(shè)備有光電轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字信號(hào)處理單元兩部分組成。
衛(wèi)星通信:通信距離遠(yuǎn)、傳輸容量大、覆蓋面積大、不受地域限制及高可靠性。目前,成熟技術(shù)使用模擬調(diào)制、頻分多路及頻分多址。數(shù)字衛(wèi)星通信采用數(shù)字調(diào)制、時(shí)分多路及時(shí)分多址。
移動(dòng)通信:GSM、CDMA。數(shù)字移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù):調(diào)制技術(shù)、糾錯(cuò)編碼和數(shù)字話音編碼。
2數(shù)據(jù)通信的構(gòu)成原理
數(shù)據(jù)終端(DTE)有分組型終端(PT)和非分組型終端(NPT)兩大類。分組型終端有計(jì)算機(jī)、數(shù)字傳真機(jī)、智能用戶電報(bào)終端(TeLetex)、用戶分組裝拆設(shè)備(PAD)、用戶分組交換機(jī)、專用電話交換機(jī)(PABX)、可視圖文接入設(shè)備(VAP)、局域網(wǎng)(LAN)等各種專用終端設(shè)備;非分組型終端有個(gè)人計(jì)算機(jī)終端、可視圖文終端、用戶電報(bào)終端等各種專用終端。數(shù)據(jù)電路由傳輸信道和數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備(DCE)組成,如果傳輸信道為模擬信道,DCE通常就是調(diào)制解調(diào)器(MODEM),它的作用是進(jìn)行模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換;如果傳輸信道為數(shù)字信道,DCE的作用是實(shí)現(xiàn)信號(hào)碼型與電平的轉(zhuǎn)換,以及線路接續(xù)控制等。傳輸信道除有模擬和數(shù)字的區(qū)分外,還有有線信道與無線信道、專用線路與交換網(wǎng)線路之分。交換網(wǎng)線路要通過呼叫過程建立連接,通信結(jié)束后再拆除;專線連接由于是固定連接就無需上述的呼叫建立與拆線過程。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的通信控制器用于管理與數(shù)據(jù)終端相連接的所有通信線路。中央處理器用來處理由數(shù)據(jù)終端設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)。
3數(shù)據(jù)通信的分類
3.1有線數(shù)據(jù)通信
數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(DDN)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)由用戶環(huán)路、DDN節(jié)點(diǎn)、數(shù)字信道和網(wǎng)絡(luò)控制管理中心組成。DDN是利用光纖或數(shù)字微波、衛(wèi)星等數(shù)字信道和數(shù)字交叉復(fù)用設(shè)備組成的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。也可以說DDN是把數(shù)據(jù)通信技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、光遷通信技術(shù)以及數(shù)字交叉連接技術(shù)結(jié)合在一起的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。數(shù)字信道應(yīng)包括用戶到網(wǎng)絡(luò)的連接線路,即用戶環(huán)路的傳輸也應(yīng)該是數(shù)字的,但實(shí)際上也有普通電纜和雙絞線,但傳輸質(zhì)量不如前。
分組交換網(wǎng)。分組交換網(wǎng)(PSPDN)是以CCITTX.25建議為基礎(chǔ)的,所以又稱為X.25網(wǎng)。它是采用存儲(chǔ)——轉(zhuǎn)發(fā)方式,將用戶送來的報(bào)文分成具用一定長度的數(shù)據(jù)段,并在每個(gè)數(shù)據(jù)段上加上控制信息,構(gòu)成一個(gè)帶有地址的分組組合群體,在網(wǎng)上傳輸。分組交換網(wǎng)最突出的優(yōu)點(diǎn)是在一條電路上同時(shí)可開放多條虛通路,為多個(gè)用戶同時(shí)使用,網(wǎng)絡(luò)具有動(dòng)態(tài)路由選擇功能和先進(jìn)的誤碼檢錯(cuò)功能,但網(wǎng)絡(luò)性能較差。
幀中繼網(wǎng)。幀中繼網(wǎng)絡(luò)通常由幀中繼存取設(shè)備、幀中繼交換設(shè)備和公共幀中繼服務(wù)網(wǎng)3部分組成。幀中繼網(wǎng)是從分組交換技術(shù)發(fā)展起來的。幀中繼技術(shù)是把不同長度的用戶數(shù)據(jù)組均包封在較大的幀中繼幀內(nèi),加上尋址和控制信息后在網(wǎng)上傳輸。
3.2無線數(shù)據(jù)通信
無線數(shù)據(jù)通信也稱移動(dòng)數(shù)據(jù)通信,它是在有線數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。有線數(shù)據(jù)通信依賴于有線傳輸,因此只適合于固定終端與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)之間的通信。而移動(dòng)數(shù)據(jù)通信是通過無線電波的傳播來傳送數(shù)據(jù)的,因而有可能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)狀態(tài)下的移動(dòng)通信。狹義地說,移動(dòng)數(shù)據(jù)通信就是計(jì)算機(jī)間或計(jì)算機(jī)與人之間的無線通信。它通過與有線數(shù)據(jù)網(wǎng)互聯(lián),把有線數(shù)據(jù)網(wǎng)路的應(yīng)用擴(kuò)展到移動(dòng)和便攜用戶。4網(wǎng)絡(luò)及其協(xié)議
4.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(ComputerNetwork),就是通過光纜、雙絞電話線或有、無線信道將兩臺(tái)以上計(jì)算機(jī)互聯(lián)的集合。通過網(wǎng)絡(luò)各用戶可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享,如文檔、程序、打印機(jī)和調(diào)制解調(diào)器等。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按地理位置劃分,可分為網(wǎng)際網(wǎng)、廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、和局域網(wǎng)四種。Internet是世界上最大的網(wǎng)際網(wǎng);廣域網(wǎng)一般指連接一個(gè)國家內(nèi)各個(gè)地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)。廣域網(wǎng)一般分布距離在100-1000公里之間;城域網(wǎng)又稱為都市網(wǎng),它的覆蓋范圍一般為一個(gè)城市,方圓不超過10-100公里;局域網(wǎng)的地理分布則相對(duì)較小,如一棟建筑物,或一個(gè)單位、一所學(xué)校,甚至一個(gè)大房間等。
局域網(wǎng)是目前使用最多的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),一個(gè)單位可使用多個(gè)局域網(wǎng),如財(cái)務(wù)部門使用局域網(wǎng)來管理財(cái)務(wù)帳目,勞動(dòng)人事部門使用局域網(wǎng)來管理人事檔案、各種人才信息等等。
4.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)對(duì)話所使用的語言,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議很多,有面向字符的協(xié)議、面向比特的協(xié)議,還有面向字節(jié)計(jì)數(shù)的協(xié)議,但最常用的是TCP/IP協(xié)議。它適用于由許多LAN組成的大型網(wǎng)絡(luò)和不需要路由選擇的小型網(wǎng)絡(luò)。TCP/IP協(xié)議的特點(diǎn)是具有開放體系結(jié)構(gòu),并且非常容易管理。
TCP/IP實(shí)際上是一種標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,是有關(guān)協(xié)議的集合,它包括傳輸控制協(xié)議(TransportControlProtocol)和因特網(wǎng)協(xié)議(InternetProtocol)。TCP協(xié)議用于在應(yīng)用程序之間傳送數(shù)據(jù),IP協(xié)議用于在程序與主機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)。由于TCP/IP具有跨平臺(tái)性,現(xiàn)已成為Internet的標(biāo)準(zhǔn)連接協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分為如下四層:網(wǎng)絡(luò)接口層:負(fù)責(zé)接收和發(fā)送物理幀;網(wǎng)絡(luò)層:負(fù)責(zé)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的通信;傳輸層:負(fù)責(zé)起點(diǎn)到終端的通信;應(yīng)用層:提供諸如文件傳輸、電子郵件等應(yīng)用程序要把數(shù)據(jù)以TCP/IP協(xié)議方式從一臺(tái)計(jì)算機(jī)傳送到另一臺(tái)計(jì)算機(jī),數(shù)據(jù)需經(jīng)過上述四層通信軟件的處理才能在物理網(wǎng)絡(luò)中傳輸。
目前的IP協(xié)議是由32位二進(jìn)制數(shù)組成的,如202.0.96.133就表示連接到因特網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)使用的IP地址,在整個(gè)因特網(wǎng)上IP地址是唯一的。
