光纤数字传输范文

光纤数字传输范文（精选12篇）

光纤数字传输 第1篇

海峡之声广播电台古田分台 (以下简称“我台”) 为广播发射台, 节目信号使用卫星设备传送, 原音频节目信号由卫星接收机解码输出后, 就通过模拟音频电缆直接送往发射机房。但由于设备所安装使用的环境限制, 卫星接收机房与发射机房约有260m距离, 使得音频信号在长距离传输过程中, 容易产生两个严重影响播音质量的缺陷:一是信号幅度衰减较大。实测衰减量约为4.2d B, 特别是当节目信号幅度较小的时候, 衰减尤为明显, 发射机调幅度往往难以达到规定要求;二是音频信号频响差。信号在沿电缆传输的过程中, 会受到外界的和传输系统内部的各种噪声干扰, 噪声和信号混合后难以分开, 传输距离越远, 信号干扰噪声越多, 反映到指标中, 就是频响指标变差。针对这两个问题, 维护人员通过在信号传输前端的卫星接收机提高输出电平, 在音频传输电缆上增加高频提升网络, 在后端的音频处理器增大信号放大量, 保证音频电缆良好接地等方法, 都无法较好解决。

近年来, 光纤以其频带宽、容量大、衰减小、传输距离远等优点给通信领域带来改革和创新。数字通信与传统的模拟通信相比, 具有抗干扰能力强、适用范围广、保密性能强、易于集成、功能稳定等优点。数字光纤通信兼有两者的优点, 使用数字光纤来代替原有模拟音频电缆, 已经在很多台站和各个方面得到广泛应用, 能够较好实现高传输信噪比、强抗干扰能力、远传输距离的使用效果。因此, 为实现安全、优质的播出方针, 紧随信息化、数字化的时代潮流, 解决音频信号传输质量差的问题, 我台经过多方研究论证, 决定对该音频信号传输系统进行数字化光纤改造。

1 改造方案设计

1.1 方案设计

本改造方案, 是使用光纤传输系统代替原有的模拟音频传输电缆, 使用数字光纤信号代替原有的模拟音频信号, 从而达到减小信号传输衰减, 提高广播播音质量的目的。每路光纤传输系统最多可以传输1路视频信号及6路立体声音频信号, 各个台站根据实际情况, 可以使用光缆传输多路音视频或者其他信号, 本文仅以使用1路光纤传输2路音频信号的通路改造为例进行介绍。改造方案设计的框图如图1所示。

1.2 设备选购

根据上述设计的方案, 改造需要选购的设备和线材主要有:音频光端机一套、光缆终端盒两个、光缆300m、尾纤两条、音频电缆若干。

考虑到发射台将来信息化扩容改造需要和充分利用现有资源等因素, 选用了某型号的16芯光缆和12芯光缆终端盒。

音频光端机是改造的关键设备, 其选用原则为:

1.因通路中卫星接收机和音频处理皆有数字接口, 且数字通信有诸如抗干扰性强、保密性强等优点, 所以拟选用数字音频光端机。

2. 根据通路光缆距离为千米级, 确定选购传输距离较小的光端机。因为不同传输距离的光端机, 所使用的光功率也不同, 例如远距离的光端机会设计较强的光发射功率, 如果近距离接收, 则容易烧毁光接收头。

3.选取接口类型匹配的光端机。其中光纤输出输入口为FC接头, 音频接头为卡侬头。当接口和光纤接头不匹配连接时, 会引起较大的光纤连接损耗, 甚至使设备无法正常工作。

4.平均无故障工作时间 (MTBF) 的选择。MTBF是检验产品可靠性的重要指标, 设备的MTBF能达到10万小时 (约11年) , 可以认为, 设备可以使用到技术淘汰为止。

5.厂商后续服务的选择, 如设备在使用过程中出现故障, 能否先提供代用同型号产品, 再返厂维修, 厂商的实力和长期服务能力等, 也是选机的一项重要因素。

综合上述选用原则, 系统改造选取了某数字音频光端机设备。该设备采用专用ASIC设计及高速DSP技术、全数字无压缩、无损伤广播级传输方式, 将远程音频信号通过光纤进行高质量、无损长距离传输。由于采用数字技术, 避免了模拟调频、调相、调幅光端机的交调失真干扰、音频信号相互串扰、稳定性差、环境因素影响大等缺点。该设备支持单模光纤接口, 传输距离为0km~30km, 光接口为FC口, 数字音频输入接口为XLR标准卡侬接口, 信号种类为平衡AES/EBU数字音频, 输入阻抗为110Ω。设备还提供了丰富的电源状态、光纤链路状态、音频信号输入/出等有效指示功能, 便于安装调试和操作使用。设备全部采用工业级芯片、全表面贴装技术, 可靠性高, 支持-30℃~+70℃的工业运行环境, 采用先进的开关电源, 保证设备MRBF时间大于10万小时, 并提供一年有限责任保证。

2 改造实施及相关注意事项

2.1 光缆敷设

改造过程中的光缆敷设施工, 全部由台内技术人员独立完成。光缆总长约为260m, 敷设于室内电缆沟、线槽或电缆桥架内, 采取由中间向两边牵引的方式进行。因为光缆的纤芯是石英玻璃制成的, 非常容易折断, 而且光纤的抗拉强度比铜缆小, 所以在光缆施工的牵引和布放过程中, 要特别注意以下几个问题:

1.布缆牵引力不应过大, 一般不超过光缆允许张力的80% (约120kg) , 瞬时最大牵引力不超过100%;

2.光缆不能猛拉和发生扭结现象 (严禁光缆打小圈及折、扭曲) , 光缆转变半径应大于或等于光缆外径的10~15倍, 施工布放时弯曲半径应大于或等于20倍;

3.光缆在穿墙时, 要加带护口的保护用塑料管, 并要用阻燃的填充物将管子填满。若在敷设时违反了抗拉强度和弯曲半径的规定, 则会引起光缆内光纤断裂, 致使光缆不能使用。

光缆敷设好之后, 我们邀请光缆熔接专业队伍, 使用专用设备将光缆与光缆终端盒进行连接, 并进行光信号衰减测试合格。

2.2 设备连线

数字光纤系统各个环节的设备和线缆连线, 按照图1所示进行。其中卫星接收机输出端口为AES数字音频信号输出;光端机的音频端输入/出口为A1/A2口, 光纤信号传输接口为FIB1/FIB2接口, 音频处理器输入端口为数字输入。光信号传输尾纤的接口为FC口, 数字音频信号传输接口为卡侬头接口。

设备连线过程中需要注意的事项:

1.安装时应关断各个设备的所有电源, 所有端子接线准确且检查无误后, 方可打开电源;

2.光端机+5V电源的正负极性严禁接反;

3. 将尾纤插头插入光端机中的光插座时, 应对准定位点方可插入, 注意避免用力过大而折断光纤;

4. 严禁将光纤头直对眼睛, 激光会损坏视网膜;

5. 两路数字音频信号连接光端机, 要对应相接。

2.3 安装调试

在光缆敷设和各设备连线完成之后, 就要对整个系统进行加电调试。系统使用了卫星数字接收机, 因输出信号更改为数字音频信号, 所以应在其WEB设置中, 将“节目”页面的“数字音频输出”选项设置为“Uncompress”;音频处理器应将其调整为数字输入;光端机为免设置自适应设备。

正常情况下, 各设备设置完成后, 音频信号将通过信号传输系统, 从卫星接收天线解码输出至发射机, 光端机的“POW”、“V1”、“V2”指示灯和音频处理器的信号彩条都应正常闪烁。若此时光端机“POW”指示灯无显示, 可能是光端机电源接触不良或+5V正负极性反接;若光发送机“V1”、“V2”指示灯无显示, 可能是前端卫星接收机未设置好或连线故障;若光发送机正常, 光接收机“V1”、“V2”指示灯无显示, 应细查光缆终端盒、光缆光纤各接头接触情况, 或线缆通断情况;若整个光纤通路正常, 但音频处理器无彩条信号, 一般是处理器设置问题或连线故障。

在信号通路系统调试完成后, 还应带信号开启发射机试机, 通过调整音频处理器增益或发射机音频信号衰减器, 将发射机调幅度调整到规定等级要求。

3 系统改造指标测试和使用维护

系统改造后, 经过实际测试, 发射机播出通路音频指标的各项参数, 由改造前的丙级上升为改造后的乙级, 提高了播音质量, 达到了系统改造的目的。具体测试指标如表1所示。

音频信号传输系统经过数字光纤改造后, 相应线路进行了调整, 为使值班人员了解掌握线路改造和应急情况处理方法, 我们还修改制作了发射机音频通路框图和信号流程应急预案。

4 结束语

本次信号传输系统的数字化光纤改造, 从实际出发, 立足自身技术力量, 不仅解决了原信号传输质量不佳, 衰减大, 频响差的缺陷, 而且还实现了音频信号全数字化传输, 为提高广播节目播音质量, 满足听众收听优质广播需求, 保障设备安全稳定运行, 实现广播设备数字化发展, 起到了较大作用。

摘要：数字化和光纤传输是目前通讯领域发展的重点方向。本文介绍了一例广播发射台站对广播节目音频信号的传输系统进行数字化光纤改造项目, 该项目从实际出发, 立足台站自身技术力量, 解决了原模拟信号传输质量不佳, 衰减大、频响差的缺陷, 实现了音频信号全数字化传输。

光纤传输实验心得 第2篇

经过这次的测试技术实验,我个人得到了不少的收获,一方面加深了我对课本理论的认识,另一方面也提高了实验操作能力。这次的实验跟我们以前做的实验不同，因为我觉得这次我是真真正正的自己亲自去完成。所以是我觉得这次实验最宝贵，最深刻的。就是实验的过程全是我们学生自己动手来完成的，这样，我们就必须要弄懂实验的原理。在这里我深深体会到哲学上理论对实践的指导作用：弄懂实验原理，而且体会到了实验的操作能力是靠自己亲自动手，亲自开动脑筋，亲自去请教别人才能得到提高的。

实验的过程中我们要培养自己的独立分析问题，和解决问题的能力。培养这种能力的前题是你对每次实验的态度。如果你在实验这方面很随便，抱着等老师教你怎么做，拿同学的报告去抄，尽管你的成绩会很高，但对将来工作是不利的。比如在做回转机构实验中，经老师检查，我们的时域图波形不太合要求，我首先是改变振动的加速度，发现不行，再改变采样频率及采样点数，发现有所改善，然后不断提高逼近，最后解决问题，兴奋异常。在写实验报告，对于思考题，有很多不懂，于是去问老师，老师的启发了我，其实答案早就摆在报告中的公式，电路图中，自己要学会思考。

在这次的实验中，我对一些测试硬件、软件及其使用有了更深刻的认识。比如说，我在电桥实验中，我知道应变片是怎么样的，面板是怎么接电桥的；在回转机构及悬臂梁实验中，我知道压电传感器是如此微小的，怎样通过放大、接口电路进行微机分析，滤波、窗函数的选择，及怎样使用LabView采样和分析，另外，用文档形式写报告，是我们以前从来没有尝试过的。可以说，做这次的测试技术实验，我们学生自己的能力得到了充分的发挥，跟以往那些充满条条框框的实验是不同的。

最后，通过这次的测试技术实验我不但对理论知识有了更加深的理解，对于实际的操作和也有了质的飞跃。经过这次的实验，我们整体对各个方面都得到了不少的提高，希望以后学校和系里能够开设更多类似的实验，能够让我们得到更好的锻炼。

技术实验课是本门课程的重要环节，其目的是培养学生的分析和解决实际问题的能力，从而掌握机械工程测试技术手段，为将来从事技术工作和科学研究奠定扎实的基础。

通过本门课程实验，以下能力得到了较大的提高：

1、了解常用传感器的原理和应用，以及传感器使用的注意事项及各种测试中不同传感器的选择方法。

2、培养具有综合应用相关知识来解决测试问题的基础理论；

3、培养在实践中研究问题，分析问题和解决问题的能力；

我们必须坚持理论联系实际的思想，以实践证实理论，从实践中加深对理论知识的理解和掌握。实验是我们快速认识和掌握理论知识的一条重要途径。

实验过程中培养了我在实践中研究问题，分析问题和解决问题的能力以及培养了良好的工程素质和科学道德，例如团队精神、交流能力、独立思考、测试前沿信息的捕获能力等；提高了自己动手能力，培养理论联系实际的作风，增强创新意识。

这次实验跟我以前做的实验不同，因为我觉得这次是我自己真真正正亲自完成的。所以我觉得这次实验最宝贵，最深刻。在这次实验中我学到了团结的重要性，一个小组就是一个整体不能被

分割，相互合作，互相帮助是保证实验顺利完成的核心。面对实验中出现的异常情况，不应恐惧实验偏离了自己的预想，实验总是以课本相关的，要善于运用网络或书籍着手解决。盲目的实验是

光纤通信传输技术的应用 第3篇

关键词：光纤通信；传输；技术；应用

一、光纤通信传输技术的特点

（一）频带宽，通信容量大。光纤是在传统的传输媒介的基础上发展出来的，它摒弃了传统的传输媒介带宽弊端，光纤的带宽远比传统的大。在一个单波长的光纤通信系统中传统的传输媒介也有光纤不能实现的，由于存在终端设备的不匹配，使得光纤带宽大的优点在单波长时无用武之地。光纤数据传输技术的出现，就能够将这个问题解决。光纤数据传输技术对频带宽的要求是很高的，当然频带宽的宽度对于传输各种宽频带信息具有十分重要的意义，否则，不能够满足未来宽带综合业务数字网发展的需要。

（二）损耗低，中继距离长。目前实用石英光纤的损耗可低于0.2dB/km，这种损耗率是其它任何传输介质的损耗都无法比拟的，若将来采用非石英属性的光纤，这种光纤具有极低损耗的特性，其理论分析损耗可下降至10-9dB/km。由于光纤的这种损耗低，能实现长距离中继并不是问题，这也说明建设光纤通信系统在成本方面大大的缩减了通信系统建设的成本，也对提高通信系统的可靠性和稳定性有着长远的意义。

（三）抗电磁干扰。光纤其实是一种绝缘体材料，这种绝缘材料的特性决定了它不受自然界各种现象的干扰、也不受电离层的变化对光纤的影响，更不受太阳黑子活动对光纤的干扰，更不受工业电器相关设备的干扰。它的特性还可以与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这种复合光缆在当今的军事领域和电气领域得到了广泛的应用。

（四）无串音干扰，保密性好。传统的通信系统中，窃听一直是相关技术没有解决的问题，窃听的信息一旦被泄露出去，将会对被窃听方造成难以估计的后果，所以传统的通信系统在对信息的保密工作也是一直想突破的一个难点。光波在光缆中传输就避免了上面窃听事件的发生，即便是在一些恶劣的物理环境下，光波也是很难在光纤中泄漏出去，要是利用消光剂涂在光纤或光缆上更能让密不透风。即使在传输介质的光缆内光纤总数很多，也不会出现串音干扰，在光缆外面，更不能窃听到光纤中传输的信息。

二、光纤通信传输技术的应用

（一）单纤双向传输技术。近些年来单纤双向式传输技术成为研究人员研究的焦点，使其成为创新研发的新型通讯手段，这里的单纤是有相对概念的，是相较于传统双纤双向来讲的，在过去传统的双纤双向的环境下，传播的信号是通过两根光纤进行传送的，这两根光纤彼此之间是不同的，并且两根光纤彼此不会受到影响；而单纤恰好跟双纤相反，它是在一根光纤中传送收发信号，通过不断的调整波段，防止传输的信号彼此影响。在通讯传送过程中，人们想尽办法节省光纤资源，就通过对传输光线容量的扩充来解决，理论上来讲是能实现的，但是受到传播环境的影响，光纤的容量是不能完全实现的。我国目前一些光纤通讯网络仍然面临双线双向传送方式，当有一天通信技术发展到一定阶段，全部实现了单纤双向技术，在这种情况下庞大的通讯网络在成本上大大节省了光纤资源。

（二）FTTH技术。FTTH技术作为一种接入技术，实现了光纤到户的技术。电子信息行业的快速发展促进了社会的进步，社会的进步催生了电子信息行业的发展。两者的相互发展促使高清数字电视机成为研发人员研究的主流研究方向，这种研究应运的提前就是FTTH技术的带宽的全覆盖。实现这一技术主要通过完全透明的光纤接入网络。同时用户安装ONU，这样方便设备的维护以及在某个阶段对系统进行升级更新。所以，

FTTH技术的发展推动了高清数字电视机迅猛发展，随着

FTTH技术逐渐成熟的，线电视、宽带上网在不久的将来会实现网络合并。

（三）光交换技术。在实际应用过程中，光交换技术可以通过为交换+光纤通信传输这个公式进行表示。光纤不仅面临着传输问题，而且还面临着光信号交换问题。如何解决上述两个问题，使研发人员绞尽脑汁。在从前的技术方法上，通信网络主要是由金属线缆组成的，通过金属线缆传输电子信号，电子交换机应用解决了交换的问题。而在从前技术应用的基础上，光纤基本上布满通信传输介质，光信号成为传输的主要信号，电信号在交换的过程中没有发生变化。应用光交换是现在继续投入研发的力量。但是从今天技术发展的阶段来看，光设备还不是发展很成熟的，只能使用其他的方法对光网交换问题进行解决。在实际应用中这个方法还是缺乏一定合理性，效率相对低下，还不能实现规模经济。

（四）在电力通信中的应用。据专家分析，内部需求为主，外部拓展为辅成为电力通信的发展趋势。在电网系统内部，把通信作为生命线，尤其的重要性，把降低相关成本作为悬浮的利剑；在电网系统外部，存在着很多不可控的因素，还要面对电力市场市场化的威胁。这就给电力通信工作者提出了更高的要求，不仅要不断提升自己的专业技术水平；还要积极做好各项沟通工作，才能保证电力通信的正常运行。当内外部环境良好时，电话业务与以数据业务将发生转变，逐渐形成多媒体的网络服务。电力线通信PLC在电力通信应用广泛、前景看好的宽带接入技术。

三、结束语

随着全球经济的发展，在我们的日常生活中移动通信应运的领域越来越广。当然各行各业对通信传输技术的要求也是越来越高。但是在我国，通信技术的近几年的发展，其发展速度惊人。总之，互联网络催生了社会信息化的进程，社会信息化进程推动了互联网络的发展，社会的进步迫切需要信息共享、在共享的基础上实现交流，并且获取自己想要的信息，因此网络的产生逐渐广泛的应用到各个领域，当然对网络也提出了极高的要求，在传输的过程中对光纤通信提出来更高的传输要求，随着信息爆炸时代的到来，光纤通信传输的应用势必拥有更加广阔的发展前景。

参考文献：

[1] 张一丹. 浅论光通信传输技术在专业领域的应用[J]. 中国新技术新产品. 2012（05）

[2] 姜树森，姜剑锋，高伟. 浅谈通信传输的常见问题与技术要点[J]. 数字技术与应用. 2011（03）

[3] 张伟松. 浅谈通信传输常见问题及对策[J]. 中国新通信. 2013（19）

光纤数字传输 第4篇

1.接县城用户报修,县城湖滨小区数字电视信号不定时出现卡的现象,而模拟信号正常。维修站工作人员对光节点、光接收机收光测试,在正常接收范围之内,对用户家和光接收机的数字电视信号测试MER值只有24～26dB,并且BER值不断地在1E-6至1E-4的范围内变动。更换光接收机问题没有解决。我们到现场后再次对信号进行检测,和维修工作人员测试的结果一致,怀疑是小机房设备出现故障,随即我们来到机房对该出现故障片区的发射机输出光信号进行测试,MER值只有33dB并且BER不稳定,我们又对接收前端机房来光的光接收机输出射频信号进行测试,发现光接收机输出的射频信号中的MER值只有33dB左右,BER值不断变化,马上对该光接收机进行更换,测试射频输出信号正常,MER值达到了37dB,BER值达到1E-8并恒定不变,问题得到彻底解决。

2.在例行对机房信号检测,发现奎苏镇机房光接收机接收光功率在正常范围,但是数字电视信号MER值只有28dB,明显太低,BER值到1E-6,我们怀疑县城前端机房输出的数字信号不正常,对前端机房向奎苏机房发送的数字电视信号进行测试,也没有问题。随即我们更换了机房的光接收机,再次进行测试数字电视信号中MER值仍然只有28dB。于是重新检测,对光纤配线架到光接收机之间测试,发现光接收机的入光比光纤配线架输出的光功率低了4～5dB,仔细观察连接跳纤发现,用于光纤配线架和光接收机之间连接的跳纤时发现有一处折痕,是调整设备时的压痕,更换跳纤后,光接收机输出射频信号的MER值达到了37dB,问题得到解决。

3.接花园乡维修站报修,整个花园乡片区数字电视没有信号,我们赶到花园乡机房,测试光接收机入光功率-3db正常,但是没有数字电视射频信号输出,判断为光接收机损坏,更换光接收机后信号恢复正常。

4.在对石人子乡机房电视信号进行例行检测时,发现机房光接收机接收功率正常,但是输出数字电视信号中MER值只有35dB,低于正常值2dB左右,随即又对中心机房发送的射频信号中数字电视信号检测,MER值也只有35dB,检查跳纤类型和光放大器输出接口,发现光放大器输出接口类型是APC头的,立即更换跳纤,石人子乡机房的数字电视信号MER值达到37dB。

5.在对大河镇机房电视信号进行检测时,发现由县城机房至大河镇机房的环网信号中的数字电视信号MER值偏低,并且BER值不稳定,我们对大河镇的环网信号检测时发现,环网信号中模拟电视信号斜率过大,高端信号和低端信号相差了16dB,立即把县城机房向大河镇机房发送环网信号的光发射机进行更换,信号恢复正常。

摘要：由于光纤传输的优越性,网络中大量使用光纤及各种光传输设备,在模拟电视传输过程中,只要光接收机光功率在接收范围之内,对电视信号的影响都不大,但是光传输设备的故障将会对数字电视的信号质量(MER)值产生较大的影响,从而导致用户无法正常收看电视节目。

光纤传输维护有线电视论文 第5篇

光纤除了其本身具有的抗腐蚀性，均衡性，耐潮湿性等优点以外，光纤传输网也具有一定的优势。光纤传输网的优势主要有以下几点：

1）受气温环境的影响小

因为光纤本身具有耐潮湿性，所以光纤传输几乎不会随着季节或者是温度的变化出现传输损耗，因为受温度环境的影响小，所以就不需要对温度进行调控，这样就可以使得光纤传输网的使用范围更加大了。

2）损耗具有同一性

因为光纤本身具有均衡性，这就使得在整个有线电视传输频道之中，光纤的传输损耗是相同的，这样就不会出现由于损耗不同，而导致局部光纤网络瘫痪的情况，也就不需要对其进行频率的均衡调节处理。

3）具有绝缘性

光纤具有导光性，但其不导电，因此在传输过程中，光信号就不会受到电磁干扰，保证了光纤传输的稳定性，具体体现在画面稳定，不会串音，同时也保证了信号的安全性，不会出现泄露，这样不仅可以确保传输的质量，并且也具备了保密功能，使得信号既稳定，又安全，同时因为光纤具有绝缘性，也避免了雷电灾害的情况。

4）材料丰富

因为光纤所使用的石英材料非常的丰富，相比与以往使用的同轴电缆，很大程度的节约了铜材料的使用，这样就能够节约贵金属的使用率。

5）具有稳定性和综合性

光纤传输在工作时具备良好的稳定性，传输质量十分优秀，故障率非常低，具备良好的稳定性，与此同时，由于光纤传输系统具备双向传输的功能，这样其综合服务性就得以加强，使得广播电视能够多项功能服务同时进行，促进了广播电视业务的发展。

2有线电视光纤传输维护技术

虽然由于光纤传输技术的优越性，光纤线路的工作性能及其稳定，但是随着时间的推移，还是会存在一些问题，所以一定要做好光纤线路的维修工作。日常的光纤线路维护工作是一项非常复杂的工作，并且由于线路复杂，工作量也很大。想要做好维护工作，首先要把从竣工阶段到每一次的定期检查测试环节中收集的资料进行统一管理，这样在出现问题时，可以根据过往的记录进行有效的对比，从而快速的分析出问题所在，进而进行光纤维护修理。根据上述光纤线路的特点，在进行维护工作时，我们要注意以下几点：

2.1加强对光纤线路的维护工作的重视性

虽然由于光纤线路在工作中具有一定的稳定性，发生故障的几率较低，但是维护人员也不能因此就忽视了光纤线路的维护工作。光纤线路维护工作的意义就是降低线路工作的发生率，所以最好是能够及时发现线路中存在的隐患，并将这种隐患及时消除，避免故障的产生，对正常传输产生影响。所以说，日常的维护工作对于光纤线路具有很大的现实意义，一定要加强对光纤线路的维护工作的重视性。

2.2及时确定故障点

在因为光纤问题而使得信号中断时，一定要及时确定故障点，从而及时地消除故障，保证信号的正常运输。确定故障点主要有以下几种情况：

1）要根据故障的特点判定出故障是发生在主干网还是在分配网，如果是怀疑光链路中存在问题，就需要在光链路的两端进行夹击测试，从而将故障的范围大体确定出来，再根据光纤长度数码的编号，对故障的范围进一步的缩小，从而判断出具体的故障点，进行维修。

2）如果反射峰是出现在某一个段落的光纤的接续点上，这时就能够比较简单的找到故障点，大多数情况都是因为光纤的损坏或者进水引起的，将其剪断进行重新的连接就能够修好线路，但是如果反射峰没有出现在接续点上，这就可能是由于光纤断裂引起的，需要找出断裂点，进行链接，从而解决故障。

3）如果是架空光纤出现了问题，就要对过路光纤的损毁情况进行严格调查，并且还有检查地下埋设的光纤，检查其地面是否出现了破坏或者是被挖的痕迹，从而确定故障点，进行维修。

2.3组建线路抢修队伍

浅谈光纤传输的技术及其应用 第6篇

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。

②WLAN可提供无线高速数据业务，是未来的重点发展方向。主要用于机场、酒店、会展中心等热点地区覆盖，热点地区建设可与其它无线技术的室内覆盖结合起来，通过室内分布系统的方式实现对公共场合的WLAN无线覆盖，传输速率支持11Mb/s和54Mb/s。

光通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到重要作用。从现代通信的发展趋势来看,光纤通信也将成为未来通信发展的主流。人们期望的真正的全光网络的时代也会在不远的将来到来。

光纤数字传输 第7篇

由于锥形光纤是一种不规则光纤, 目前不规则的光纤光波传输特性的理论研究还不成熟, 本文基于几何光学方法和波动光学方法分析了光波在锥形光纤中的传输特性。

1. 基于几何光学理论分析

当从宏观分析锥形光纤中光波传输特性时, 往往忽略光的波动效应, 以路径叠加的方式分析光传输特性。当光线以全反射的角度进入锥形波导中, 不同的角度入射进入的光线称之为光线的不同模式。由于锥形光纤大小不一, 因此从不同端头入射所得的模式特性各不相同。

(1) 光线从锥形大端进入。

在锥形光纤中, 反射角αn随着传输长度增加而逐渐递减, 相应地, 光线特征角θn随传输长度增加而增大 (见图2) 。

根据光线折射定律可得:

光线从锥形大端进入时, 光线在锥形光纤中的传播模式逐渐由低次模转向高次模。若要光纤能从小端射出, 锥形光纤的模式特征参数U必须达到如下要求:

(2) 光线从锥形小端进入。

与上面相反, 当光线从锥形小端进入时, 光线在锥形光纤中的传播模式逐渐由高次模转向低次模, 转换速率与光锥的锥角成正比。因此可以得出, 在此种模式下, 只要入射光能从小端进入, 便一定能够到达光纤的大端。即:光纤的传输特性由小端决定 (见图3) 。若要光纤能从大端射出, 锥形光纤的模式特征参数U必须达到如下要求:

综上所述, 锥形光纤的传输特种参数都只与锥形光纤的小端直径相关, 也就是说, 光纤是否能在锥形光纤中传输, 主要由光纤的小端决定。

2. 基于波动光学分析

(1) 光波传播方程推导。

根据三维坐标将锥形光纤分为x, y, z三个方向, 如图4所示。

在圆柱坐标系中, 电磁波的电场强度和磁场强度可写成如下3个分矢量之和, 即:

式中, Ez和Hz满足标量波动方程

则沿Z轴方向传播的波的场函数可以表示为:。其中ψ (r, φ, z) 代替Ez和Hz。

在圆柱坐标系中将横向拉普拉斯算符展开, 可得:

方程9可以利用分离变量法求解, 假设方程式的解ψ (r, φ, z) 可以表示为:

将10代入9可得:

欲使本式对任何r和φ都成立, 只有两边都等于同一常数才有可能。故:

所以:

由方程左边可得到:

对于导波:k0n2<β0, 在包层中:k02n22-β2<0。

此时, 纤芯中的光波方程可化为标准的贝塞尔方程, 而包层中的光波方程可化为标准的虚宗量的贝塞尔方程。

在纤芯中:

在包层中:

将R (r) Φ (φ) 代入11, 即可得到纤芯内的场解

包层中的场解可以写成

根据边界条件可得:

可以得到方程如下:

式中m=0, 1, 2, 3, ……。 (22)

锥形光纤工作频率V=kc1r与r有关, r随着传播距离z的变化而变化, 所以同一光线进入锥形光纤中, 不同位置其模式会发生变化。

(2) 基于局部模式理论分析。

在理想条件下, 对于锥形光纤可以理解为单位长度为d (z) , 半径为a (z) 的无限小段光缆叠加, 因此基于局部模式理论分析即是分析某一单位长度下光波的传输理论。上述理想条件的基础是:光波是在绝热的光纤中传播, 且光纤的锥角足够小。

绝热条件是从物理论据一局部锥形光纤长度必须大于基模间耦合长度导出的。定义局部锥形光纤长度为zl顶点角等于局部锥角。z是光纤在锥形光波中传输的长度, a (z) 是长度z处的锥形光纤半径, zb=zb (z) 为2个模式间在锥形光纤z处的耦合长度。锥形光纤中基模和第2高阶局部模之间耦合长度为zb=2π/ (β1-β2) , 其中β1、β2分别为基模和第2高阶局部模各模式传播常数, 当达到zl=zb条件时, 局部锥角可以认为, 实际应用中由于Ω (z) 荠1, 因此可以得到局部锥形光纤长度为zl≈a/Ω。

综上可知, 当考虑使用绝热条件推导无损耗锥形光纤的光波传输理论时, 只有确保锥形光纤的锥角远远小于Ω, 才可使基本局部模式无损耗地在锥形光纤中传输。即只有HE11模式光波才能在锥形光纤可忽略能量损失地进行传播。

3. 结论

本文根据锥形光纤的传输特性, 从几何光学和波动光学两方面对光线的传输特点。几何光学方面, 从2个方向上 (光线由小端向大端传输和从大端向小端传输) 进行分析, 得出光线在锥形光纤中不管从哪段传入, 都与光纤小端的数值孔径相关。波动光学方面, 给出同一光线进入锥形光纤中, 不同位置其模式会发生变化, 并提出当HE11模式光传输时, 锥形光纤的能量损失可以忽略不计。

摘要：随着锥形光纤研究的深入, 其独特的光学特性也引起了人们的重视。文章从几何光学和波动光学两个方面, 详细推导并阐述了光线在锥形波导中的传输特点。最终从数学角度得出锥形光纤中光线的传输模式仅仅与半径小的端面的数值孔径相关。

关键词：锥形光纤,光纤通信,传输模式,波动方程

参考文献

[1]薛春荣, 候海虹.锥形光纤的结构和特性[J].激光与红外, 2007 (9) :882-884.

[2]朱永涛, 张书云, 孔德超, 等.多模锥形光纤耦合与出光特性研究[J].激光与红外, 2008 (1) :275-278.

[3]孙爱娟, 田维坚, 屈有山, 等.锥形光纤中光波传输特性的蒙特卡罗模拟[J].光子学报, 2006 (4) :552-554.

[4]赵楚军, 范镇元, 周萍, 等.锥形光纤的功率分布特性[J].中国激光, 2008 (3) :422-425.

无线传输光纤收发系统研究 第8篇

关键词：无线传输,收发系统,传输效率

无线传输光纤收发系统包括发射子系统和接收子系统两部分, 系统为单向传输系统, 光信号从发射子系统到接收子系统的高效空间传输。[1]

发射子系统将光纤送入的光信号由光学天线发射出去。发射子系统可以与固定支架和光学平台连接。接收子系统负责将天线接收到的空间光耦合入单模光纤, 同时保证接收子系统的空间光到光纤的耦合效率。为了保证将入射光耦合进单模光纤, 采用闭环跟踪控制方式。接收子系统可以与固定调整转台和光学平台连接。快速振镜、跟踪传感器、控制器和分束器组成的闭环控制系统动态控制入射到达角的漂移, 保证耦合效率的稳定性和有效性。空间光传输系统采用小型化、轻量化设计。

一、光学系统设计

(一) 发射子系统设计

光纤激光器的激光发散角NA大小为0.14, 光束口径50mm。发射系统主要考虑出射光束的平行性, 及在此前提下的系统小型化问题。综合以上考虑, 设计中前部采用负光焦度以此来压缩系统长度, 后面的镜片光焦度为正。同时考虑到系统的模块化, 将光栏置于镜组最后。后面的光线口径比较大, 所以后面决定进行采用多镜片进行设计[2], 表1为设计参数。

在1550nm波段, 熔石英材料稳定性最强, 虽然折射率相对不高, 设计中对光线的把握能力相对脆弱一些, 但是确是最好的选择。

(二) 缩束支路设计

缩束系统要求对光线口径进行缩小, 同时保证出射光束平行度。前面设计 (发射系统) 中, 光线已近乎平直, 所以在后续设计中无需考虑前面系统所带来的亢余波前差问题。

这里考虑到视场问题, 由于前面光线是平行射入, 所以对于后续系统而言, 入瞳距位于前置无穷远, 固然上下光线的平行距离相距不远, 但这里为了平衡入瞳位置所带来的问题, 决定在折转光线起到主要作用的透镜之间加一片光焦度很小的透镜用来平衡这种不平衡因素。[3]

设计中, 前置正光焦度透镜必须对光线进行准确的汇聚, 否则后续系统难以承受, 所以在这里镜片数大于一片, 中间透镜是用来调节如同无穷远带来的像差问题, 后续透镜主要是将汇聚的光线进行准直, 结合情况, 采用双弯镜组。

设计是在与前置系统拼接后一体化设计得出的。表2为设接收子系统缩束系统设计参数。

基于以上思想, 这里给出设计结果, 设计的结果显示总长小于260mm, 出射的光线平行度很好。材料依旧选择熔石英。

组合以后的缩束系统波中心视场和边缘视场波像差都很小, 且中心与边缘变化很小, 这说明设计中边缘光线相较于中心光线, 光路并没有剧烈的变化, 走向平缓, 实际加工装调都有益处, 中心与边缘的RMS值分别为0.0518波长与0.0536波长。

(三) QD跟踪传感器物镜系统

以前置缩束系统输出光束作为后置跟踪传感器物镜系统综合像差的输入条件, 对跟踪传感器物镜系统进行调整。

设计结果显示成像质量很好, 光斑很小, 其集合光斑半径小于60um, 并且大于20um的探测器沟道宽度, 光斑能量集中。

(四) 耦合透镜系统

以前置缩束系统输出光束作为后置耦合系统综合像差的输入条件, 对耦合系统进行调整。

这里给出设计结果, 设计的结果显示光斑很小很好。材料依旧选择熔石英, 耦合支路组合后的成像质量非常之好, 全部包含在1/20waves范围之内, 如下表所示。

二、机械结构设计

功能组件部分包含了缩束光学系统、PZT振镜、光纤耦合组件、能量探测器、4QD接收支路、近红外探测支路、粗对准支路等部分, 这些组件高度集成在一个箱体内, 共同完成对1550nm激光通信光束的实时接收和耦合, 保证在振动和大气湍流环境下通信激光束具有较高的动态耦合效率。

三、主要参数复合

(一) 发射子系统光学效率

发射子系统光学效率测试采用实际测量与公式计算结合的进行复算测试, 发射子系统光学元件单面透过率实测为99%, 所选取光学材料在1550nm的吸收损耗每10mm皆优于0.992, 系统中光学玻璃总长为39.5mm。发射子系统的光能量损失:

累加高斯光束边缘截取损失3.5%, 发射系统的透过率为87.8%。

(二) 发射子系统波像差

利用哈特曼波前传感器配合1550nm准直光源来测量空间光耦合测试系统发射端的波像差。首先将哈特曼波前传感器与辅助装调组件及发射镜组对准, 使从发射镜组出射的光束波前倾斜量很小, 测量由于辅助装调组件和平面发射镜引起的波像差, 保存测量结果作为参考波前;然后将望远镜机构放置在平面反射镜与辅助装调组件之间, 调整望远镜的姿态, 使自准直回去的波前倾斜量很小, 然后由哈特曼波前传感器来检测望远镜机构的波像差。由于标准平面波两次经过望远镜机构, 所以系统的波像差是所测结果的值的一半。

(三) 接收子系统波像差

利用哈特曼波前传感器配合1550nm准直光源来测量空间光耦合测试系统接收端的波像差。首先将哈特曼波前传感器以及辅助装调组件与平面反射镜对准, 使从平面反射镜自准直回来的光束波前倾斜量很小, 测量由于辅助装调组件和平面发射镜引起的波像差, 保存测量结果作为参考波前;然后将望远镜机构放置在平面反射镜与辅助装调组件之间, 调整望远镜的姿态, 使自准直回去的波前倾斜量很小, 然后由哈特曼波前传感器来检测望远镜机构的波像差。由于标准平面波两次经过望远镜机构, 所以系统的波像差是所测结果的值的一半。实际测量结果为1/10.9波长。

(四) 接收子系统光学效率测试

接收子系统光学效率按照实测透过率计算, 到达耦合支路前端透镜数目为5片, 共计10个表面, 透过率为99%。光学长度为42.6mm。因此, 接收子系统光学效率为:

(五) 光纤耦合效率测试

空间光耦合测试设备具备光纤耦合效率的测试功能, 在该设备的空间光能量探测支路装备有空间光能量探测器, 可以实时地对输入耦合支路的能量进行等比探测。实测接收子系统光纤耦合效率为:48.43%、48.511%、49.765%。

四、结论

本文所研究的无线传输光纤收发系统, 从光学设计、结构设计的结论来看, 发射系统的光传输效率达到87.8%, 接收系统的87.4%, 光纤耦合效率优于48%, 结构设计紧凑、合理。

参考文献

[1]王之江.光学设计理论基础 (第二版) [M].北京:科学出版社, 1985.344-362.

[2]蔡燕民, 周畅, 刘国淦.上海微电子装备有限公司.一种对称式双远心投影光学系统:中国, 200710038508.0[P].2009-01-28.

对光纤传输设备的探讨 第9篇

1 光纤传输的主要优点

(1)信号传输距离相当远,而且损耗非常低。采用多模光纤可达5公里,采用单模光纤达80公里甚至更远;(2)电视信号具有很宽的频带,远距离传输非常困难。用光纤传输视频信号,传输带宽最大可达几百兆公里。可保证远距离传输具有很高的信噪比,不需高频补偿。这是常规电缆无法比拟的。(3)系统功耗非常小,并且抗干扰性很强,无电磁辐射、信号泄露、接地和短路问题。(4)光纤传输寿命长,普通视频线缆最多l0~l5年,光缆的使用寿命长达30~50年。

2 光纤传输终端设备的分类

光纤传输终端设备从传输方式上可分为模拟光端机和数字光端机,从对光源的调制方式分光发射机有直接调制型和外调制型等。不论各种类型的光端机都是实现电信号变换为光信号、光信号变换为电信号的设备。从而满足光纤传输的要求。

随之而来的在高速公路、交通、电子警察、监控、安防、工业自动化、电力、海关、水利、银行等领域视频图像、音频、数据、以太网、电话等光端机开始普遍大量应用。初期模拟调频、调幅、调相光端机在市场上占有相当的比例,其传输方式是将基带的视频、音频、数据等信号调制在某一载频上,通过发射光端机进行光纤传输,然后通过另一端的接收光端机进行解调,恢复成相应的基带视频、音频、数据信号。

3 两种不同类型光端机的区别

3.1 光纤上传输的信号方式不一样

顾名思义,模拟光端机上光头发射的光信号是模拟光调制信号,它随输入的模拟载波信号的幅度、频率、相位变化引起光信号幅度、频率、相位变化而分别称为调幅、调频、调相光端机。而数字光端机上光头发射的光信号是数字信号即0或l对应光信号强、弱两种状态,不同的0和l组合代表不同幅度的视频、音频、数据信号。

3.2 模拟信号传输输入和输出处理方式不一样

无论模拟、数字光端机,对输入的基带的视频、音频、数据信号都必须进行处理。对于模拟调幅光端机,处理方式是将视频、音频、数据的幅度对一高频载波信号进行调制,使高频载波信号的幅度随视频、音频、数据的幅度变化而变化;而数字式光端机对输入的基带的视频、音频、数据进行高分辨率的模拟一数字转换,如l Vp_p)幅度范围的幅度信号利用12bits的数字信号来表示,l V等分成4096,因此模数转换后引起的最大电压幅度误差为1/4096V(约2.5m V),此误差电压称为量化误差电压。各种幅度的电压数值从OV、1/4096V、2/4096V…最大lv分别对应的数字编码为000000000000、00000000000l、0000000000l0…111111111111。数字编码信号直接控制光头发射的光信号的强、弱两种状态(对应0或1),接收光端机再将数字编码进行数字一模拟转换。恢复成原始的基带的视频、音频、数据信号。

3.3 处理方式的不同,引起的视频、音频、数据信号信号失真、变畸变、干扰不同

模拟光端机由于要进行调幅、调频、调相。所以模拟信号的幅度的变化与载波信号因调制而引起的幅度、频率、相位的变化是否为一一对应的线形关系成为拟光端机质量好坏的关键,到目前为止,很难做到真正线性调制,非线形必然引起信号失真;同时调制好的载波信号还要调制光信号,光信号的非线性也是一个非常重要的因素,众所周知,光器件的非线性与环境温度变化、工作电压的稳定性、光发射功率有很大的影响,因此光器件在生产时需进行7~l0天的热循环老化等等工艺筛选、老化、测试也只能做到将这种变换控制在一定的范围;光信号在光纤中长距离传输,会引起光信号的功率衰减,传输频率漂移、相位失真,光信号色散效应同样也会引起光信号畸变;光信号到达接收端,接收光器件仍然要引起非线性失真,由光电转换后的模拟信号进入解调,解调与调制一样会产生非线性畸变。所以综合模拟光端机,从输人信号调制-电光转换-光输出-光电转换-解调这五个过程,都会引起非线形失真,而这些信号畸变失真是固有的,所以也必然是不可消除的,因此模拟光端机传输视频图象、音频质量、数据的效果很难达到很满意的效果。数字式光端机仅只有模数转换的量化误差(如l V视频信号12bits时仅为2.5mv),不足以引起信号畸变。

3.4 多路信号同传引起的交调失真

在现场监控应用中,用户可能有许多各种信号,如视频图像、音频、数据、以太网、电话或其它用户自定义的信号,每种信号分别用一对光端机来传输,必然价格昂贵,所以为了提高光纤的利用效率,降低成本,必须的各种信号在光端机进行复用,以便在一对或一根光纤上传输。对调频、调幅、调相光端机来讲,传输10/l00M以太网信号或多路电话等高速信号是难以做到的,将多路视频或音频信号混合调频、调幅、调相在某一载波上必然会引起各种镜像、交调干扰。所以目前市场上不乏很多著名国外品牌的调频、调幅、调相光端机多路视频、音频、数据同传时经常出现相互干扰的现象,这些不稳定的现象都是模拟调制技术长期以来一直所固有且难以解决的问题和缺点。

3.5 稳定性不同

模拟调制光端机由于采取载波调制方式。载波及光头很容易受环境温度影响。出现传输质量随环境变化而变化的缺点。正因为这种缺点,对一些大型、重要工程来讲,模拟光端机的维护成了很令人头疼的问题,由此也给很多工程承包商或业主带来了很大不满。所以对一些重要的工程选用数字光端机是一种明智的选择。

4 两种不同类型光发射机的区别

直接调制又叫内调制,是让信号电流直接流过半导体激光器,输出的光强度便随信号电流变化,外调制型光源输出是恒定功率的激光,耦合进外调制器,外调制器上加上信号电压,输出光强度随加在外调制器上的电压变化。

目前高速光纤传输技术手段分析 第10篇

关键词：光纤传输,传输技术,光纤通信

光纤通信系统从研究到应用, 发展非常迅速。技术上不断更新换代, 传输速率与中继距离之积不断提高, 应用范围不断扩大。当前不断地改进光纤的设计, 采用一些新技术如新型调制格式、纠错编码和各种色散管理技术等来克服传输损伤, 利用光电集成和光子集成来提高设备的性能并使之小型化, 有力地推动了各种光纤通信系统的更新换代。文章以下主要探讨了高速光纤传输的相关技术手段。

1 光源相关的技术

高速光纤传输系统中所用的光源, 一般要求它们发光波长精确, 所以在应用时要有相应的波长监测和稳定技术。用于光通信的激光器从腔的结构可分为法布里—珀罗F-P激光器、分布反馈激光DFB和分布布拉格反射激光器D B R。F-P激光器的激光振荡是通过两个端面的反射镜形成的F-P腔来实现, DFB是通过沿纵向等间隔分布的光栅来实现, DBR的结构与DFB基本相同, 不同之处在于光栅在有源区两端的外面, 这样便于制作并减小在制作时因晶格损伤而引起的损耗。DFB和DBR激光器的优点是波长稳定性好和动态单纵模窄线宽。

2 调制技术

光纤通信中的调制方式有两种:直接调制和外调制。直接调制简单方便, 但对激光器直接调制时, 其产生的啁啾与调制频率成正比, 在光纤色散的作用下, 将导致脉冲展宽, 直接限制了系统的中继距离。传输速率2.5Gb/s在常规单模光纤G.652上, 用直接调制色散受限距离仅为120km, 而用外调制则可达600km, 其原因是采用外调制方法可以减小激光器的输出啁啾。因此, 在单个波长上传输速率超过l0Gb/s的系统中, 一般需要使用外调制方法。

外调制器主要有两种:马赫一泽德 (Mach-Zehnder) 干涉仪型调制器和电吸收 (EA) 调制器。M-Z调制器既可用半导体材料制作, 也可用电光材料如LiNb03制作。DFB激光器和LiNbO3材料制作的M-Z调制器组合具有非常好的消啁啾特性, 适合于高速率系统的超长距离传输。但这类调制器的插入损耗较大, 难以与光源集成, 且对偏振敏感。EA调制器易与激光器集成在一起, 形成体积小的单片集成组件, 但它的频率碉啾比M-Z调制器大, 不适合传输距离特别长的高速率海底光缆系统。

3 光调制码型的选择

随着长距离传输系统容量的快速增长, 光纤通信已经发展到高速率和密集波分复用的阶段。为了提高系统的容量和减小由传输损伤所引起的系统劣化, 系统工程和最优化就显得极为重要。为了提高系统的容量, 系统设计和优化的时候必须考虑以下所有的因素:信道速率、传输距离、信号光功率、放大器的噪声指数、信道波长间隔、光放大器间隔、光纤色散和非线性参数、色散管理策略、接收器带宽等。对其它因素产生影响的是光码型。单个信道的基带信号宽度决定了色散代价。现在通常使用的是NRZ码, 其调制简单, 理论也比较成熟。随着传输速率增大, 光纤的色散容限大大降低, 非线性效应也严重影响系统的性能。NRZ码已不能满足要求, 需要使用其它新的调制格式。尽量窄的调制信号光谱, 且具有高的光谱效率。从而提高群速度色散容限, 非线性容限, 输入功率, 并使发射机和接收机的结构尽量简单, 降低成本, 促使高速光纤传输系统商用化。

4 放大技术

限制光纤传输系统的两个主要因素是损耗和色散, 而光放大器的研制成功和应用, 解决了损耗问题。高速光纤传输系统及其D W D M技术这几年之所以发展迅速, 主要得益于光放大器的研制成功和应用, 迄今为止几乎所有的D W D M系统, 无论商用还是实验系统, 都使用了光放大器。光放大器主要分为三类:掺稀土离子放大器:包括掺饵光纤放大器EDFA、氟化物EDFA, 碲化物LDFA、掺铥光纤放大器, 掺镨光纤放大器PDFA。非线性光纤放大器:包括离散拉曼放大器和分布拉曼放大器DRA。半导体光放大器SOA:包括传统的半导体光放大器, 增益钳制的半导体光放大器G C-S O A和线性光放大器LOA。

为了保证D W D M的传输质量, D W D M系统中使用的光放大器应具有足够的带宽、平坦的增益、低噪声系数和高输出功率。目前商用的EDFA在1550nm处的带宽为40nm左右, 如果波长间隔为0.8nm, 能够满足50个左右的波长使用。如果要进一步增大带宽以利用光纤低损耗波长资源, 就必须开发新的光放大器。D W D M传输系统对光放大器的一个特殊要求就是增益平坦, 一般的EDFA在它的工作波段内有一定的增益起伏, 而且各个EDFA的增益谱形状极为相似, 当多个EDFA级联使用时, 则带内的增益起伏就有可能变得不能容忍了。克服EDFA增益不平坦的措施有增益均衡技术, 研制增益平坦放大器等。

5 前向纠错技术 (FEC)

FEC技术是在有限的光信噪比情况下降低误码率的一种手段。FEC技术分为带内FEC和带外FEC。带内FEC是将FEC码加在被传送的帧结构的空闲地方, 比如SDH的帧头中的未使用字节。带外FEC是在被传送的数据外加额外的FEC码。带内FEC用于纠错的字节数目受到限制, 其带来的光信噪比增益较小, 难以满足高速传输的需要。一般带外FEC可以等效于获得5dB光信噪比增益, 而采用超强纠错RS编码的带外FEC功能可以等效提高光信噪比9dB。

6 色散管理技术

色散管理, 是从通信系统的观点来看色散补偿的一个术语。目的是在同时考虑色散和非线性效应时使系统带宽最大化, 从而使色散在光纤链路上具有最佳的分布。一般通过调整系统的传输链路, 来实现色散管理。调整的原则是使整个系统链路上的任一点的色散不为零, 但总的色散为零。近几年, 有关高速光纤传输的DWDM系统的色散管理方面的文章很多, 主要有:基于色散图的色散管理、基于光纤光栅的色散管理、基于光谱反转OPC的色散管理。其中第一种讨论最多, 理论最成熟, 实用性最强。第二种理论也较成熟, 而且最有希望实现动态色散管理, 且在控制算法上的研究也不断有进展, 但实际中商用化的器件还不多。第三种前景虽好, 构思也很巧妙, 但目前距离实用性还有很长的距离。

7 结语

高速光纤传输信息系统中, 码型是影响传输性能的最重要的一个因素, 它对光谱效率、色散容忍度、色散管理策略起着直接的决定因素。随着高速传输信息系统成为人们研究的热点, 光纤传输涉及的各部分技术成为了人们研究的热点, 文章就此对于近年来光纤传输技术手段的进展进行了系统的分析。

参考文献

[1]蒋文波, 高益庆.光纤通信技术的发展研究[J].光子技术, 2006 (01) .

光纤传输损耗的成因与解决措施分析 第11篇

关键词:光纤传输损耗成因解决措施

中图分类号:TN12文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)06(a)-0112-01

随着我国光纤传输的技术日渐成熟,光纤的价格也日渐降低,使用光纤进行信息传播载体传输损耗小、工作的频带宽、传输的距离远,且拥有较强的抗干扰能力,这些优点使得光电网络逐渐成为最理想的信息传播载体。

光纤传输的损耗性直接决定了网络传输的距离、稳定性与可靠性。光纤传输产生损耗的原因有很多,在网络的建设与维护过程中,最需要关注的是光纤传输产生损耗的原因和怎样能够减少损耗,引起传输损耗的主要原因有连续损耗和非连续损耗。

1 光纤传输损耗的成因

1.1 持续损耗的成因

(1)光纤的固有损耗。

固有损耗源于光纤的模场直径不同,光纤的芯径失配,纤芯的截面不圆,包层的同心度和纤芯不佳,其中模场直径不同所产生的影响最大。

(2)活动接头损耗。

活动接头损耗产生的主要原因是由于活动连接器的接触不良、质量差、轴向错位、不清洁等。

(3)熔接损耗。

熔接损耗产生的主要原因是轴向错位、轴心倾斜、断面分离、光纤端面不完整以及工作人员的操作步骤、操作水平、工作环境的清洁度、熔接参数等因素造成。

1.2 非持续损耗的成因

(1)弯曲产生的损耗。

当光纤发生弯折,弯曲的半径和线芯直径产生可比性时,光纤的传输特性会发生变化。传导模被大量转化成为辐射模,进入包层被包层和涂覆层吸收,引起附加损耗,无法继续传输。光纤由于弯曲所产生的损耗又分为微弯曲损耗和宏弯曲损耗两种。

微弯曲损耗产生的主要原因是:光纤成缆的过程中,支承表面的不规则所引发的应力不均匀形成的随机微弯:敷设光缆时,各处的张力不均匀所形成的微弯:包层和纤芯的分界面由于不光滑所产生的微弯:光纤受温度的影响热胀冷缩所形成的微弯。

宏弯曲损耗产生的主要原因是:敷设与路由转弯中的弯曲:各种预留(自然弯曲、拿弯、预留圈等)所造成的弯曲。

(2)應用环境或施工因素产生的损耗。

光缆上架不规范产生的损耗。光缆的上架处多根松套管扭绞:使用扎带把松套管绑到接头盒时容易出现急弯:光缆上架时,由于金属加强构件和光纤松套管出现错位。这些都是导致损耗增大的原因。

热熔保护热缩不良产生的损耗。产生的主要原因是:热熔保护管的质量问题,出现扭曲之后产生气泡:熔接机加热时所设置的加热参数不当,导致热熔保护管产生气泡或者变形:热缩管不干净,在热熔时损伤接续点。

直埋光缆不规范产生的损耗。产生的主要原因是:光缆的埋深太浅,受到碾压之后受损:光缆路由的选择不当,受地形与环境的影响导致光缆承受外力:光缆的底沟不平,导致光缆挂起、拱起:由于其它原因受损之后进水,产生氢损。

2 光纤传输损耗的解决措施

2.1 持续损耗的解决措施

(1)在工程的设计、施工与维护中选用特性相同的优质光纤,在一条线路中尽量使用同一批次的裸纤,尽量使光纤的特性匹配,将模场直径产生的损耗降到最低。

(2)在光缆的施工中严格按照施工要求和规程进行,尽量整盘匹配,减少接头的数量。在敷设时,按照缆盘的端别和编号顺序布放,减少损耗值。

(3)选择经验丰富的连续人员连续与测试。由于连续人员的专业水平直接影响到连续损耗,连续人员只有严格按照光纤熔接的工艺流程接续,控制接头的损耗,在熔接的过程中使用光时域反射仪时刻监测,不符合的需要重新熔接。

(4)制备光纤端面是光纤接续最关键的工序,制备水平是决定接续损耗重要的原因之一。优质端面应当垂直于轴线、平整、无缺损、无毛刺。在光纤端面制备的工序中应当使用优质切割刀,正确的使用切割刀进行切割,裸纤的切割与熔接应当紧密衔接,间隔不可过长,在移动的过程中要做到轻拿轻放,避免与其它物件的擦碰而导致光纤端面受损。

(5)在潮湿和多尘的环境中避免露天作业,应当保持连续部位、材料和工具的清洁,保护光纤的接头不受潮,在切割时必须保持清洁。切割之后的光纤在空气中不可以长时间暴露,特别是在潮湿和多尘的环境中。如果连续环境的温度过低则需采取升温措施。

(6)保证活动接头的耦合紧密和接插良好,防止出现漏光的现象。

(7)选用合格优质的活动连接器,要保证连接器的性能符合规定,插入损耗在0.3dB/个以下,附加损耗小于0.2dB/个。

(8)保证活动连接器的清洁,在施工和维护的过程中要注意清洁适配器与插头,并且保证设备环境与机房的清洁,减少适配器与插头由于灰尘和污物产生的散射损耗。

2.2 非持续损耗的解决措施

(1)在工程的查勘、设计和施工中,选择最佳的路由与线路敷设的方式。

(2)在施工中任何的疏忽都会导致光纤的损耗增加,通过选择、组建高素质的施工队,使施工质量得到进一步的保证。

(3)在设计、施工与维护中,通过采取防电、防雷、防腐蚀、防机械损伤的措施加强光缆的防护工作。

(4)使用支架支撑缆盘布放光缆,不能使用放倒缆盘后从线轴上放的方法布放,避免光缆受到扭力。在光缆的布放时要做到统一指挥,使用合理科学的牵引方法,保持布放的速度适宜,连续布放的长度不可过长,必要的情况下使用倒8字由中间向两侧布放。

(5)在光缆的布放中,注意允许的弯曲半径与额定拉力的限制,在敷设施工的过程中禁止光缆扭曲、弯折、打小圈,防止浪涌与打背扣现象。将牵引力保持在光缆允许的70%,瞬间的最大牵引力不得超过100%。光缆在转弯时的弯曲半径不得小于光缆外径的20倍。

(6)不得使用劣质、特别是已经变形的热缩套管,如果使用则会在热缩的过程中产生内部应力,导致损耗增加。在套管的携带和存放中要保持清洁。

(7)机房要尽量保持整洁,尾纤使用圈绕带进行保护,或者单独使用一个线,使其它连线或者尾纤之间不产生缠绕,尽量将尾纤放在不宜被踩踏的地方。光纤终端时避免在跳线在走线的过程中产生直角,特别要注意不应当使用塑料把跳线扎成直角,避免光纤由于长期受应力影响产生损耗。在布放中保证跳线不受压、不受力,避免跳线出现长期的应力疲劳。在光纤的成端操作时要注意尾纤的捆扎不宜过紧。

(8)加强光缆日常维护与技术维修。

3 结语

光纤入户已经成为信息时代发展的整体趋势,是数字化生活的明天,在各级各类的光纤通信网络建设、运行的过程中,重视光线在使用过程中所产生的传输损耗是非常必要的,解决光纤传输损耗会在光纤通信的设计、施工和维护中进一步优化光纤通信的传输性能。

参考资料

[1]孙学康,张金菊.光纤通信技术[M],北京:人民邮电出版社,2004(7):111-112.

[2]高炜烈,张金菊,朱大成.光纤通信原理[M],北京:人民邮电出版社,2005(12):132-135.

[3]吴彝尊,蒋佩璇,李玲.光纤通信基础[M],北京:人民邮电出版社,2008(4):89-92.

现有光纤传输网络优化的探讨 第12篇

光纤传输作为通信网络建设发展的重要分支之一, 对于通信信息的发展起到了重要地作用。尤其是近年来, 我国光纤传输网络得到了较大的发展, 并应用于工业、军事等重要领域, 但受其自身发展条件的限制, 光纤传输技术与其发达国家相比仍存在着很大的差距, 在很大程度上, 光纤传输网络的覆盖范围较小, 传输过程中因距离问题而导致信号传输不稳定, 故而影响传输质量。所以在未来的发展过程中, 研究人员必须加强光纤传输网络的研究, 提升其自身传输网络优化, 以便更好的为人们服务。可以采取多点试行的办法, 将传输范围扩大, 以满足人们的需求。针对传输过程中出现的质量问题要给予及时的处理与解决, 避免不必要的财产损失, 提高传输性能及安全性以便更好的应用于各个发展行业之中。

2 光纤传输网的网络规划设计

光纤网络数字传输技术的出现, 大大改善了传输的质量, 从某种程度上而言, 使其传输质量更加安全可靠。下面针对光纤网络数字传输技术进行以下几点分析总结。

2.1 光纤数字化传输网络节点技术优化

网络节点是光纤数字技术优化的一个重要组成部分, 节点优化可以PDH、SDH、DWDM这三种方式进行。通过对光纤传输技术机械设备的改进、优化机房软件等技术提升网络节点的使用效率。

2.1.1 PDH技术

PDH技术又被称作准同步数字传输技术, 这种技术是我国最早的光纤传输技术设备。以其独特的传输信息量大、精确度高等技术特点被广泛的应用于工业、军事、商业等重要领域之中。传输模式主要采用图像与语音结合的多媒体方式进行光纤技术的传输。这种传输方式相对简单, 且传输设备也比较单一, 主要就是针对点对点进行链状式信息的传输及处理。但是随着经济建设的不断变化与发展, 这种准同步数字传输技术已经很难适应时代发展的需要, 尤其是近年来很少被使用。

2.1.2 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。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。

2.1.3 基于DXC技术的节点优化设计

这种技术的出现是在SDH基础上演变而来的, 是为了更好的服务于用户之间相互传输、转化等信息提供相应的技术支持。这种技术的使用可以通过对光纤数字技术传输网络配线、软件管理、业务监控等方面进行改革创新, 进而做到光纤业务分级处理、动态信息监控, 从而保证了信息传输的质量。

2.1.4 基于DWDM技术的节点优化设计

这种信息传输技术是为了适应时代社会发展的需要, 在通信信息技术极度发展的过程中应运而生, 它的出现良好的缓和了社会需求对于通信带宽的使用。这种技术主要是利用提升线路设备的速度, 努力将其设备的传输速度提升至Tbit/s进行数据传输, 利用现代化科学技术EDFA等光纤设备技术来进行无线电中继距离的传输, 减少了对SDH的使用, 不仅仅大大降低了成本, 且提升了数据传输质量。

2.2 光纤数字化传输网络线路技术优化

2.2.1 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。

2.2.2 基于EDFA技术的网络线路优化

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, 有效发挥EDFA技术作用。

2.2.3 基于色散补偿技术的网络线路优化

在光纤传输过程中, 色散是影响传输质量的重要因素, 所以在发展过程中为了有效的提高传输质量, 必须针对色散进行优化, DWDM的出现大大提高了传输速度, 且在传输质量上有效的改善了色散不足, 使其传输中信息通道不会出现脉冲相互重叠的现象, 进而避免了数据干扰, 从而使其光纤数据传输中不会出现信息乱码, 保证了质量, 最终应用于这种技术的改进是针对偏振模色散进行的优化改革创新, 将网络线路的传输大大拓宽有效的解决了在铺设电缆过程中因受压力从而导致光纤PMD的问题, 切实可行的解决了光纤传输过程中受色散影响而出现的质量问题。

3 结束语

随着市场经济建设速度的提升、市场不确定因素的增加及社会生产方式变化, 光纤传输网的传输质量与传输效率已渐渐不能满足市场的不断扩大和变化多端的需求。当前的光纤传输网逐渐呈现传输设备和线路老化、扩展性能不强、传输技术落后、传输网络结构不合理、传输过程安全保障不足等方面的缺陷。理清光纤传输网发展方向及长短期发展目标、深入分析光纤传输网络特点和技术结构, 有侧重点地设计和实施长途光纤传输网的网络优化, 是有效解决当前光纤传输网网络结构、传输技术、扩展性及线路设备问题的关键所在, 也是显著提升长途光纤传输网络整体传输质量与传输效率的根本。

摘要：光纤传输网络的快速发展大大推动了通信技术的发展变化, 随着经济建设的不断提升, 改革开放的不断深入, 人们生活水平的逐渐提高, 对于光纤传输网络也有进一步的了解与认识, 为了适应当代经济社会发展的需要, 必须加强对现有光纤传输网络的优化及其改革, 不断拓宽光纤传输的使用范围, 以便更好的服务于各个发展行业。针对其存在的一些问题进行简要的分析与总结, 并提出相应的解决措施, 仅供参考。

关键词：光纤传输网,网络优化,设计

参考文献

[1]钟林坡.电力通信光纤传输网络评估与优化方法研究[J].电力系统通信, 2009.

[2]梁健桢.探讨电力通信光传输网络优化的运用[J].通讯世界, 2013.