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光通信論文范文第1篇

相干光通信系統中的主要關鍵技術

實際中，主要采用以下關鍵技術來實現準確、可靠、高效的相干光通信。

(1)穩定頻率技術。相干光通信中，保持激光器的頻率穩定性是一個重要的前提條件。在零差檢測相干光通信系統中，如果激光器的波長或頻率隨著工作條件的變化而產生漂移，那就難以保證本振光信號與接收光信號頻率之間的相對穩定。外差檢測相干光通信系統也是如此。為了保證相干光通信系統的正常工作，必須確保光載波和光本振蕩器的頻率穩定性很高。

（2）調制外光技術。外光調制是利用某些光電、聲光或磁光特性的外調制器，完成對光載波的調制。相干光纖通信系統中對信號光源和本振光源的要求較高，它要求較高的頻率穩定度和較窄的光譜線。飛秒激光輸入頻率穩定，可調諧范圍較寬，但所占帶寬相對較小，具有超強的能量和超短的時間，完全符合作為相干光纖通信系統光源的要求。

（3）壓縮頻譜技術。在相干光通信中，光源的頻譜寬度是一個重要參數。只有保證光波的頻譜寬度窄，才能使相伴漂移而產生的相位噪聲更小，從而得到大容量、高質量的光傳輸。

飛秒激光器

1飛秒激光器的介紹

伴隨光纖通信技術的飛速發展，利用超長波長光纖實現超長距離通信，一直是我們不斷追求的重要發展方向之一。如何獲取并采用超長波長光源，這是超長波長光纖通信系統中首先需要解決的技術問題。飛秒激光就是這樣一種超長波長光源，將其應用于相干光通信的光源，具有相當大的優勢。飛秒激光是由激光發展起來的一種新型工具，其功能非常強大。飛秒脈沖短得令你無法想象，現在能夠達到4飛秒以內。1飛秒（fs），即10-15秒，這僅僅是1千萬億分之一秒，所以也稱為超短脈沖激光器。飛秒脈沖采用多級啁啾脈沖放大技術獲得的最大脈沖峰值功率，可以達到百太瓦（TW，即1012W）甚至拍瓦（PW，即1015W）量級，飛秒激光的能量強度如此之高，毫不夸張地說，它比將太陽照射到地球上的全部光聚集成繡花針尖般大小后的能量密度還高。

2飛秒激光器的工作原理

飛秒激光器的工作原理。第一，采用衍射光柵將一束飛秒激光分成兩束或更多束,通過一個共焦成像系統讓它相干。第二,將一個鍍有金屬薄膜的透明基體與一個接受基體疊放在一起。第三,利用相干的飛秒激光脈沖輻照透明基體上的金屬薄膜,激光瞬間加熱作用產生的壓力將會驅動輻照區的金屬薄膜蒸發到與它接觸的接受基體上,蒸發的金屬將迅速重新固化，沉積到接受基體上,這樣在接受基體上就會得到由相干飛秒激光脈沖傳輸的周期微結構。

3飛秒激光器的應用

飛秒激光最直接的應用就是作為超短超快光源。應用泵浦探測技術和多種時間光譜分辨技術，作為飛秒固體激光放大器的種子光源。雖說我們能夠使光脈沖寬度愈來愈窄，光脈沖能量愈來愈高，但最令人欣喜的進展還是能夠輕易得到飛秒脈沖。飛秒激光的應用研究領域大概分為兩種，一種是超快瞬態現象的應用研究，另一種是超強現象的應用研究。伴隨激光脈沖寬度的縮短和能量的增加，這兩種研究都得到了深入的發展。可以看到，飛秒脈沖激光的發展直接帶動了生物醫療、材料工程與信息科學進入超微觀超快速的研究領域,并開創了一些如納米技術、立體三維存貯等全新的研究領域，此外，它還被應用于信息的處理、傳輸和存貯方面，擁有廣闊的應用前景。

飛秒激光作為相干光通信光源的廣泛應用

相干光通信的研究和應用均發展迅速，這對于超長波長(2～10m)光纖通信來說，是非常好的選擇。在超長波段，由瑞利散射引起的光纖固有損耗將進一步大幅減少。理論上，在超長波段可以實現光纖越洋跨海無中繼超長距離通信；而實際上，在超長波段，直接探測接收機的各項性能和表現都不盡人意，唯一的選擇，就是相干探測方式。以飛秒激光為光源，以超長波長光纖作為傳輸介質，利用相干光通信技術實現無需中繼站的超長距離通信。超長波長光纖通信系統不但解決了普通光通信系統中距離和容量限制問題，而且提高了系統穩定可靠性，并使通信成本大幅降低，對跨海洋和沙漠地區的通信更具有非凡的意義。

光通信論文范文第2篇

論文摘要:光纖通信不僅可以應用在通信的主干線路中,還可以應用在電力通信控制系統中,進行工業監測、控制,而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。本文探討了光纖通信技術的主要特征及應用。

1.光纖通信技術

光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式。在光纖通信系統中,作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多,而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多,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造的,它是電氣絕緣體,因而不需要擔心接地回路,光纖之間的串繞非常小;光波在光纖中傳輸,不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽;光纖的芯很細,由多芯組成光纜的直徑也很小,所以用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題。

光纖通信在技術功能構成上主要分為:(1)信號的發射;(2)信號的合波;(3)信號的傳輸和放大;(4)信號的分離;(5)信號的接收。

2.光纖通信技術的特點

(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,光纖通信系統的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。對于單波長光纖通信系統,由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量,特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。目前,單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在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的損耗都低;若將來采用非石英系統極低損耗光纖,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可以跨越更大的無中繼距離;對于一個長途傳輸線路,由于中繼站數目的減少,系統成本和復雜性可大大降低。

(3)抗電磁干擾能力強。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。與之相聯系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力,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或與電力導體復合構成復合光纜。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統特別有利。由于能免除電磁脈沖效應,光纖傳輸系還特別適合于軍事應用。

(4)無串音干擾,保密性好。在電波傳輸的過程中,電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串擾,而容易被竊聽,保密性差。光波在光纖中傳輸,因為光信號被完善地限制在光波導結構中,而任何泄漏的射線都被環繞光纖的不透明包皮所吸收,即使在轉彎處,漏出的光波也十分微弱,即使光纜內光纖總數很多,相鄰信道也不會出現串音干擾,同時在光纜外面,也無法竊聽到光纖中傳輸的信息。

除以上特點之外,還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設;光纖的原材料資源豐富,成本低;溫度穩定性好、壽命長。由于光纖通信具有以上的獨特優點,其不僅可以應用在通信的主干線路中,還可以應用在電力通信控制系統中,進行工業監測、控制,而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。

3.光纖通信技術在有線電視網絡中的應用

20世紀90年代以來,我國光通信產業發展極其迅速,特別是廣播電視網、電力通信網、電信干線傳輸網等的急速擴展,促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網規模的擴大和系統復雜程度的增加,全網的管理和維護,設備的故障判定和排除就變得越來越困難。可以采用SDH+光纖或ATM+光纖組成寬帶數字傳輸系統。該傳輸網可以采用帶有保護功能的環網傳輸系統,鏈路傳輸系統或者組成各種形式的復合網絡,可以滿足各種綜合信息傳輸。對于電視節目的廣播,采用的寬帶傳輸系統可以將主站到地方站的所需數字,通道設置成廣播方式,同樣的電視節目在各地都可以下載,也可以通過網絡管理平臺控制不同的站下載不同的電視節目。

有線電視網絡在全國各地已基本形成,在有線電視網絡現有的基礎上,比較容易地實現寬帶多媒體傳輸網絡,因此在目前的情況下,不應完全廢除現有的有線電視網,而用少量的投資來完善和改造它,滿足人們的目前需要。很多地區的CATV已經是光纖傳輸,到用戶端也是同軸電纜進入千萬家。但是現在建設的CATV大多是單向傳輸,上行信號不能在現有的有線電視網中傳送。可以通過電信網PSTN中語音通道或數據通道形成上行信號的傳送,也可以通過語音接入系統來完成。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中的寬帶傳輸系統構成廣電網中自己的上行信號的傳送,組成了雙向應用的Internet網。

現在光通信網絡的容量雖然已經很大,但還有許多應用能力在閑置,今后隨著社會經濟的不斷發展,作為經濟發展先導的信息需求也必然不斷增長,一定會超過現有網絡能力,推動通信網絡的繼續發展。因此,光纖通信技術在應用需求的推動下,一定不斷會有新的發展。

參考文獻:

[1]王磊,裴麗.光纖通信的發展現狀和未來[J].中國科技信息,2006,(4)

[2]何淑貞,王曉梅.光通信技術的新飛躍[J].網絡電信,2004,(2)

光通信論文范文第3篇

1.1SDH光纖通信在鐵路通信系統中的應用

SDH光纖通信在鐵路通信系統里的使用解決了PDH光纖通信使用存在的問題，并在此基礎上有所突破，讓鐵路通信系統更加穩定和流暢。借助SDH設備構成的具備自愈保護作用的環網形式，能在傳輸媒體主要信號中斷的時候自動利用自愈網及時恢復正常的通信狀態。相較于與PDH技術，SDH技術有四個顯著優點：一是網絡管理能力更強；二是比特率和接口標準均統一，讓各個廠家設備間的互聯成為了可能；三是提出“自愈網”這一新理論，能在傳輸媒體主要信號中斷時及時恢復正常；四是運用字節復接技術，簡化網絡各個支路信號。鑒于SDH光纖通信技術有諸多優點，所以在鐵路通信網發展規劃里，已經明確提出了要著重發展基于同步數字系列（SDH）基礎上的傳送網[2]。就以xx鐵路為例，該鐵路基于新敷設20芯光纜里的其中4芯光纖基礎上，開設SDH2.5Gb/s（1+1）光同步傳輸系統為長途傳輸網，在鐵路的相應經過點均設置了SDH2.5Gb/sADM設備，并借助622Mb/s光口同接入層傳輸設備相連，發揮上聯和保護作用。此外，還借助2芯光纖開設了SDH622Mb/s（1+0）光同步傳輸系統，將其作為當地的中繼網，并在鐵路相應經過點以及新開設的各個中間站和線路新設置了SDH622Mb/s設備。

1.2DWDM光纖通信在鐵路通信系統中的應用

DWDM光纖通信技術是借助單模光纖寬帶與損耗低的特點，由多個波長構成載波，許可各個載波信道能同時在同一條光纖里傳輸，如此一來，在給定信息傳輸容量的情況西夏，就能降低所需光纖的總量。使用DWDM技術，單根光纖能傳輸的最大數據流量可以高達400Gb/s。DWDM技術最顯著的優點就是其協議與傳輸速度是沒有關聯的，以DWDM技術為基礎的網絡可以使用IP協議、以太網協議、ATM等進行數據傳輸，每秒處理數據流量在100Mb~2.5Gb之間。也就是說，以DWDM技術為基礎的網絡能在同一個激光信道上以各種傳輸速度傳輸各種類型的數據流量。當前，在國內鐵路通信網里DWDM技術得到了廣泛應用，其中滬杭-浙贛鐵路干線就是國內第一條使用DWDM光纖傳輸系統的鐵路。此外，京九、武廣等鐵路的DWDM光纖傳輸系統也在建設與使用中。就拿京九鐵路來說，京九鐵路線使用的是具有開放性的DWDM系統和設備，能兼容各種工作波長以及廠商的SDH設備。波道數量為16，波道速率基礎為每秒2.5Gb，借助京九線20芯光纜里的2芯G.652單模光纖，使用單纖單向傳輸的方式，也就是說相同波長在兩個方向上都能多次使用，光接口滿足ITU-TG.692協議的標準。

2結語

光通信論文范文第4篇

關鍵詞：光纖通信技術特點發展趨勢光纖鏈路現場測試

一、光纖通信技術

光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式。可以把光纖通信看成是以光導纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。光纖由內芯和包層組成，內芯一般為幾十微米或幾微米，比一根頭發絲還細；外面層稱為包層，包層的作用就是保護光纖。實際上光纖通信系統使用的不是單根的光纖，而是許多光纖聚集在一起的組成的光纜。由于玻璃材料是制作光纖的主要材料，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路；光波在光纖中傳輸，不會發生信息傳播中的信息泄露現象；光纖很細，占用的體積小，這就解決了實施的空間問題。

二、光纖通信技術的特點

2.1頻帶極寬，通信容量大。光纖的傳輸帶寬比銅線或電纜大得多。對于單波長光纖通信系統，由于終端設備的限制往往發揮不出帶寬大的優勢。因此需要技術來增加傳輸的容量，密集波分復用技術就能解決這個問題。

2.2損耗低，中繼距離長。目前，商品石英光纖和其它傳輸介質相比的損耗是最低的；如果將來使用非石英極低損耗傳輸介質，理論上傳輸的損耗還可以降到更低的水平。這就表明通過光纖通信系統可以減少系統的施工成本，帶來更好的經濟效益。

2.3抗電磁干擾能力強。石英有很強的抗腐蝕性，而且絕緣性好。而且它還有一個重要的特性就是抗電磁干擾的能力很強，它不受外部環境的影響，也不受人為架設的電纜等干擾。這一點對于在強電領域的通訊應用特別有用，而且在軍事上也大有用處。

2.4無串音干擾，保密性好。在電波傳輸的過程中，電磁波的傳播容易泄露，保密性差。而光波在光纖中傳播，不會發生串擾的現象，保密性強。除以上特點之外，還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩定性好、壽命長。正是因為光纖的這些優點，光纖的應用范圍越來越廣。

三、不斷發展的光纖通信技術

3.1SDH系統光通信從一開始就是為傳送基于電路交換的信息的，所以客戶信號一般是TDM的連續碼流，如PDH、SDH等。伴隨著科技的進步，特別是計算機網絡技術的發展，傳輸數據也越來越大。分組信號與連續碼流的特點完全不同，它具有不確定性，因此傳送這種信號，是光通信技術需要解決的難題。而且兩種傳送設備也是有很大區別的。

3.2不斷增加的信道容量光通信系統能從PDH發展到SDH，從155Mb/s發展到lOGb/s，近來，4OGB/s已實現商品化。專家們在研究更大容量的，如160Gb/s(單波道)系統已經試驗成功，目前還在為其制定相應的標準。此外，科學家還在研究系統容量更大的通訊技術。

3.3光纖傳輸距離從宏觀上說，光纖的傳輸距離是越遠越好，因此研究光纖的研究人員們，一直在這方面努力。在光纖放大器投入使用后，不斷有對光纖傳輸距離的突破，為增大無再生中繼距離創造了條件。

3.4向城域網發展光傳輸目前正從骨干網向城域網發展，光傳輸逐漸靠近業務節點。而人們通常認為光傳輸作為一種傳輸信息的手段還不適應城域網。作為業務節點，既接近用戶，又能保證信息的安全傳輸，而用戶還希望光傳輸能帶來更多的便利服務。

3.5互聯網發展需求與下一代全光網絡發展趨勢近年來，互聯網業發展迅速，IP業務也隨之火爆。研究表明，隨著IP業的迅速發展，通信業將面臨“洗牌”，并孕育著新技術的出現。隨著軟件控制的進一步開發和發展，現代的光通信正逐步向智能化發展，它能靈活的讓營運者自由的管理光傳輸。而且還會有更多的相關應用應運而生，為人們的使用帶來更多的方便。

綜上所述，以高速光傳輸技術、寬帶光接入技術、節點光交換技術、智能光聯網技術為核心，并面向IP互聯網應用的光波技術是目前光纖傳輸的研究熱點，而在以后，科學家還會繼續對這一領域的研究和開發。從未來的應用來看，光網絡將向著服務多元化和資源配置的方向發展，為了滿足客戶的需求，光纖通信的發展不僅要突破距離的限制，更要向智能化邁進。

四、光纖鏈路的現場測試

4.1現場測試的目的對光纖安裝現場測試是光纖鏈路安裝的必須措施，是保證電纜支持網絡協議的重要方式。它的目的在于檢測光纖連接的質量是否符合標準，并且減少故障因素。

4.2現場測試標準目前光纖鏈路現場測試標準分為兩大類：光纖系統標準和應用系統標準。①光纖系統標準：光纖系統標準是獨立于應用的光纖鏈路現場測試標準。對于不同的光纖系統，它的標準也不同。目前大多數的光纖鏈路現場檢測應用的就是這個標準。②光纖應用系統標準：光纖應用系統標準是基于安裝光纖的特定應用的光纖鏈路現場測試標準。這種測試的標準是固定的，不會因為光纖系統的不同而改變。

4.3光纖鏈路現場測試光纖通信應用的是光傳輸，它不會受到磁場等外界因素的干擾，所以對它的測試不同于對普通的銅線電纜的測試。在光纖的測試中，雖然光纖的種類很多，但它們的測試參數都是基本一致的。在光纖鏈路現場測試中，主要是對光纖的光學特性和傳輸特性進行測試。光纖的光學特性和傳輸特性對光纖通信系統對光纖的傳輸質量有重大的影響。但由于光纖的特性不受安裝的影響，因此在安裝時不需測試，而是由生產商在生產時進行測試。

4.4現場測試工具①光源：目前的光源主要有LED（發光二極管）光源和激光光源兩種。②光功率計：光功率計是測量光纖上傳送的信號強度的設備，用于測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗。在光纖系統中，測量光功率是最基本的。光功率計的原理非常像電子學中的萬用表，只不過萬用表測量的是電子，而光功率計測量的是光。通過測量發射端機或光網絡的絕對功率，一臺光功率計就能夠評價光端設備的性能。用光功率計與穩定光源組合使用，組成光損失測試器，則能夠測量連接損耗、檢驗連續性，并幫助評估光纖鏈路傳輸質量。③光時域反射計：OTDR根據光的后向散射原理制作，利用光在光纖中傳播時產生的后向散射光來獲取衰減的信息，可用于測量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點定位以及了解光纖沿長度的損耗分布情況等。從某種意義上來說，光時域反射計(OTDR)的作用類似于在電纜測試中使用的時域反射計（TDR），只不過TDR測量的是由阻抗引起的信號反射，而OTDR測量的則是由光子的反向散射引起的信號反射。反向散射是對所有光纖都有影響的一種現象，是由于光子在光纖中發生反射所引起的。:

雖然目前光通信的容量已經非常大，但仍有大量應用能力閑置，伴隨著社會經濟和科學技術的進一步發展，對信息的需求也會隨之增加，并會超過現在的網絡承載能力，因此我們必須進一步努力研究更加先進的光傳輸手段。因此，在經濟社會發展的推動下，光通信一定會有更加長久的發展。

參考文獻：

[1]王磊，裴麗.光纖通信的發展現狀和未來[J].中國科技信息.2006.(4).

[2]何淑貞，王曉梅.光通信技術的新飛躍[J].網絡電信.2004.(2).

光通信論文范文第5篇

1現狀中存在的問題

對于專用光纖保護方式，雖然接線簡單，但在保護工作人員的維護上沒有優勢，而且反復進行尾纖的拔插極易造成設備損壞，重點在于該方式對于通信光纜的纖芯資源占用較大，通信光纜在承載各個傳輸網的光鏈路傳輸等業務后會出現沒有足夠的纖芯可以用于保護通道的情況。對于復用光纖保護方式，保護信息在傳輸的過程中需經歷幾次跳轉，MUX光電轉換設備、通信SDH傳輸設備的可靠性若出現問題，則對繼電保護也帶來了安全隱患。復用保護通道的中間節點不利于運行人員的巡檢工作。

2發展前景

對于現行的復用光纖保護通道方式，保護裝置發出的光信號轉換為電信號的過程由MUX裝置完成，MUX裝置需要單獨設立屏柜裝置并擺放于通信機房內。這樣的方式對于一個有很多出線的220kV及以上變電站并不利于通信設備的擺放及后期擴建，而且一列類的解碼編碼過程計較繁瑣。在現在的實際運行中，MUX轉換裝置是一種第三方協議轉換裝置，它沒有統一的接口標準，不能網管監控，并且故障頻發，給繼電保護帶來了安全隱患。于是新的發展模式出現，南網提出新型的2M光接口板用于通信SDH傳輸設備。2M光接口板的使用取代了原有的2M電接口板及MUX轉換裝置，2M光接口板像2M電接口一樣占用2-3個槽位置于SDH同步傳輸設備的核心子架內。當保護室的保護裝置發送出標稱速率為2Mb/s光信號后，通過兩根尾纖接至光配線單元，經由聯絡光纜可直接連接到SDH同步傳輸設備上的2M光接口板，此時2Mb/s的光信號可直接進行光電轉化，轉變為2Mb/s的電信號，該電信號的時鐘信息被提取，保證了兩端站點傳輸設備所傳輸信息的同步性，后續過程則與傳統模式一致。如下圖3所示：這樣的通道模式較傳統模式省去了MUX轉換裝置，節省了機房的空間，簡化了編解碼的過程，減少了設備間的反復跳線，也解決了MUX轉換裝置不能網管監控的問題，不會因為MUX裝置故障頻發而影響繼電保護業務。目前市場上了解到的新型2M光接口板加光接口模塊組合后費用在4萬元左右，原2M電接口板的費用為2萬元左右，費用相差近一倍。但是一個2M光接口板上的光接口數量一般可達8個，即每個2M光接口可傳輸8個2Mb/s的保護通道，對于一個220kV變電站而言，通信機房內至少需要8臺MUX轉換裝置，一臺MUX裝置的價格約2萬元左右，無論從經濟還是技術角度考慮，新型2M光接口都具有絕對的優勢。若2M光接口板在電網內廣泛使用而批量生產，相信2M光接口板的價格也將有所下降。

3結語