光纤传输范文

光纤传输范文（精选12篇）

光纤传输 第1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.

光纤传输通信及设备论文 第2篇

光纤传输通信及设备论文【1】

【摘 要】光纤传输通信已经成为现代通信的主要支柱，在现代的通信网络中有着举足轻重的作用。

光纤传输成为了这些年来新兴的技术，因为它自身的方便和快捷的特点，引起了广大人民的欢迎。

但是，光纤通信和传输技术仍然存在问题，光纤作为一种传输的媒介，为光的传输提供了比较庞大且廉价的电信网络能够支持比较大体积和距离的传输。

所以，对我国光纤通信与传输技术的发展有着深远的影响。

【关 键 词】光纤传输;通信;设备

目前，人类社会已步入信息时代，信息的价值也体现得越来越明显，深处信息的时代谁掌握有用的信息，谁就能够在竞争中取胜。

随着信息量的增大，传输设备显然就成为了一个突破口。

在这种条件下，以光纤为主要代表的光纤传输通信和设备技术已经相应产生，光纤传输设备比传统的模式拥有巨大的容量和速度。

近年来，通过科技人员的研究，光纤传输通信技术在应用方面有很大的进步。

一、光纤传输通信及设备的发展现状

(一)传输性并不理想

目前，在光纤传输通信网光缆的线路中大多数采用的是G·652这种常规性的单模光纤，这种光纤对于1.55微米的波长，尽管产生的损耗相对较少，但是色散值比较大，大约18pa/(nm·km)，所以，很显然这种常规性的单模光纤运用在1.55微米波长时传输性是不理想的。

为了有效的达到越来越大的信息体积以及长距离的运输，应该使用低损耗的和低色散的单模光纤。

色散位移光纤为零时和掺饵光纤放大器进行混合使用时因为光纤的非线性产生的四波混频，会影响WDM的正常应用，这也就表明，光纤色散为零对WDM很不利。

(二)光纤通信系统所使用的光学器件需要改进

近几年为了适应WDM系统的要求，我们开始研制多波长光源的器件，它大部分是把多路的激光管陈列排开，连接着一个星型耦合器能够制成混合的集成光组件。

对于光纤通信系统的接收端机，它的光电监测器以及前置放大器，大多数是向高频率或者是宽频带响应的方向进行发展，PIN光电二极管接受改进之后仍然可以符合需求，最近几年据报道发明了一种以行波式进行分布的光电检测器，它对1.55微米的光波可以检测的3db频率带宽能够达到78GHz。

FET的前置放大器有着被高电子迁移率晶体管所代替的危险。

(三)传输的PDH系统已经不能适应现代电信网的发展需要

目前，光纤通信转向联网化发展已经成为了趋势。

SDH是交换功能合为一体，一种以互联网为基本特点的全新的传输网体制，它把复接，线路传输和并且拥有强大的网络管理能力的整体式信息网，如今已得到广泛的运用。

伴随着用户对数据通信的要求迅速的增长，光纤接入网成为了目前重大的探讨课题。

二﹑光纤传输通信中重要的元器件分类及结构

(一)光缆和光纤的分类和结构分析

一般来说，能够依据按照光纤芯折射率所成分布的不一，可以将光纤分为均匀和非均匀的光纤。

其中均匀的光纤人们又可称为阶跃型剖面折射率光纤，它的纤芯以及包层的交界面处折射率就会呈现阶梯状的变化。

但是，非均匀的光纤又可称为渐变型剖面折射率光纤，它的纤芯折射率则会随着半径的增大而按照一定的规律减小。

如果根据光纤的传输模式的数量来划分，可将光纤分为单模光纤和多模光纤。

其中，单模光纤只能传输一种模式，它有着频带宽﹑传播特性好和传输容量大的特性，但是成本又和多模光纤差不多，所以，单模光纤获得了广泛的运用，例如，有线电视信号的传输就是运用了单模光纤。

但是，多模光纤中的传输模式多种多样，单单适合短距离﹑小容量的应用，相对来说花费太高，使用的领域很少。

(二)光纤连接器的特点和功能

光前连接器的特点主要是连接损耗少﹑体积小﹑成本低﹑稳定性强。

简单地说，光纤连接器是由一个插座和两个插头组成。

光纤连接器的分类很多，大多数是依据具体的连接器的模式来进行分类。

但是光纤跳线是两个比较活动的连接器与一段带有软护套的光纤。

大多数人都知道的，假如光纤的端面被弄脏，它就会增加插入损耗，对光的传输大大不利。

因此，进行清洁时仅仅能够利用脱脂棉球蘸取很少的无水酒精进行擦拭，勿用手接触它。

三﹑光纤传输设备误码问题

(一)光纤传输设备误码问题简介

伴随着第三次科技革命的到来，利用数字通信技术取得了迅速的发展。

但是，随着近几年人们对通信质量的提高，保证通信传输的准确性尤为重要，而误码特性是数字通信的系统的重要特征。

相对于二进制数字信号来说，误码的基本的概念是：传输体系中的发送端发送“1”码时，在接收端接收到的却是“0”，但是当发送端发送“0”码时，接收端收到的却是“1”码。

就是这种发信码的不一致就被称为误码。

(二)光纤传输设备误码问题出现的原因

(1)线路收光功率比较异常。

收光功率对光纤设备是否能够正常的运转有着很直接的影响，当线路的收光功率线路过高或者过低时，很有可能会造成光纤传输设备出现误码问题，对光纤的传输质量有很大的影响。

(2)支路板出现故障，支路板发生故障也应该受到相关工作人员的重视，因为这很大程度上会引起低阶通道的误码，进一步影响光纤传输的运行结果。

(3)设备的温度太高。

当光纤传输设备进行长时间的应用时，假如没有对它做好散热工作，就极有可能造成设备的表面和内部的温度过高，因而光纤运输设备误码问题的出现。

所以，相关工作人员需要对光纤传输设备的管理工作做好准备，尽最大努力预防这一现象的发生。

(三)误码问题的科学解决

(1)找出导致误码产生的根源。

光纤传输设备产生误码的原因比较多，工作人员需要根据实际情况进行分析查找我们应该牢记先高阶，后低阶的原则。

(2)排除线路的误码。

假如存在线路的误码，就需要先排除线路的误码，需要注意观察线路板的误码情况时，如果某站所有的线路板都有误码，就可能是该站时钟板问题，就需更换时钟板。

结束语：光纤传输通信及设备在电信网络中的应用对电信网络的发展有着很大的促进作用，极大地满足了人们对信息高速传输的需要。

但是因为光传输设备自身的复杂性使故障出现的可能性增大。

一旦出现问题就会产生很大影响。

浅议光纤传输通信及设备 第3篇

【摘 要】光纤传输通信已经成为现代通信的主要支柱，在现代的通信网络中有着举足轻重的作用。光纤传输成为了这些年来新兴的技术，因为它自身的方便和快捷的特点，引起了广大人民的欢迎。但是，光纤通信和传输技术仍然存在问题，光纤作为一种传输的媒介，为光的传输提供了比较庞大且廉价的电信网络能够支持比较大体积和距离的传输。所以，对我国光纤通信与传输技术的发展有着深远的影响。

【关 键 词】光纤传输；通信；设备

【中图分类号】 TN92【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0249-01

目前，人类社会已步入信息时代，信息的价值也体现得越来越明显，深处信息的时代谁掌握有用的信息，谁就能够在竞争中取胜。随着信息量的增大，传输设备显然就成为了一个突破口。在这种条件下，以光纤为主要代表的光纤传输通信和设备技术已经相应产生，光纤传输设备比传统的模式拥有巨大的容量和速度。近年来，通过科技人员的研究，光纤传输通信技术在应用方面有很大的进步。

一、光纤传输通信及设备的发展现状

（一）传输性并不理想

目前，在光纤传输通信网光缆的线路中大多数采用的是G·652这种常规性的单模光纤，这种光纤对于1.55微米的波长，尽管产生的损耗相对较少，但是色散值比较大，大约18pa/（nm·km），所以，很显然这种常规性的单模光纤运用在1.55微米波长时传输性是不理想的。为了有效的达到越来越大的信息体积以及长距离的运输，应该使用低损耗的和低色散的单模光纤。色散位移光纤为零时和掺饵光纤放大器进行混合使用时因为光纤的非线性产生的四波混频，会影响WDM的正常应用，这也就表明，光纤色散为零对WDM很不利。

（二）光纤通信系统所使用的光学器件需要改进

近几年为了适应WDM系统的要求，我们开始研制多波长光源的器件，它大部分是把多路的激光管陈列排开，连接着一个星型耦合器能够制成混合的集成光组件。对于光纤通信系统的接收端机，它的光电监测器以及前置放大器，大多数是向高频率或者是宽频带响应的方向进行发展，PIN光电二极管接受改进之后仍然可以符合需求，最近几年据报道发明了一种以行波式进行分布的光电检测器，它对1.55微米的光波可以检测的3db频率带宽能够达到78GHz。FET的前置放大器有着被高电子迁移率晶体管所代替的危险。

（三）传输的PDH系统已经不能适应现代电信网的发展需要

目前，光纤通信转向联网化发展已经成为了趋势。SDH是交换功能合为一体，一种以互联网为基本特点的全新的传输网体制，它把复接，线路传输和并且拥有强大的网络管理能力的整体式信息网，如今已得到广泛的运用。伴随着用户对数据通信的要求迅速的增长，光纤接入网成为了目前重大的探讨课题。

二﹑光纤传输通信中重要的元器件分类及结构

（一）光缆和光纤的分类和结构分析

一般来说，能够依据按照光纤芯折射率所成分布的不一，可以将光纤分为均匀和非均匀的光纤。其中均匀的光纤人们又可称为阶跃型剖面折射率光纤，它的纤芯以及包层的交界面处折射率就会呈现阶梯状的变化。但是，非均匀的光纤又可称为渐变型剖面折射率光纤，它的纤芯折射率则会随着半径的增大而按照一定的规律减小。

如果根据光纤的传输模式的数量来划分，可将光纤分为单模光纤和多模光纤。其中，单模光纤只能传输一种模式，它有着频带宽﹑传播特性好和传输容量大的特性，但是成本又和多模光纤差不多，所以，单模光纤获得了广泛的运用，例如，有线电视信号的传输就是运用了单模光纤。但是，多模光纤中的传输模式多种多样，单单适合短距离﹑小容量的应用，相对来说花费太高，使用的领域很少。

（二）光纤连接器的特点和功能

光前连接器的特点主要是连接损耗少﹑体积小﹑成本低﹑稳定性强。简单地说，光纤连接器是由一个插座和两个插头组成。光纤连接器的分类很多，大多数是依据具体的连接器的模式来进行分类。但是光纤跳线是两个比较活动的连接器与一段带有软护套的光纤。大多数人都知道的，假如光纤的端面被弄脏，它就会增加插入损耗，对光的传输大大不利。因此，进行清洁时仅仅能够利用脱脂棉球蘸取很少的无水酒精进行擦拭，勿用手接触它。

三﹑光纤传输设备误码问题

（一）光纤传输设备误码问题简介

伴随着第三次科技革命的到来，利用数字通信技术取得了迅速的发展。但是，随着近几年人们对通信质量的提高，保证通信传输的准确性尤为重要，而误码特性是数字通信的系统的重要特征。相对于二进制数字信号来说，误码的基本的概念是：传输体系中的发送端发送“1”码时，在接收端接收到的却是“0”，但是当发送端发送“0”码时，接收端收到的却是“1”码。就是这种发信码的不一致就被称为误码。

（二）光纤传输设备误码问题出现的原因

（1）线路收光功率比较异常。收光功率对光纤设备是否能够正常的运转有着很直接的影响，当线路的收光功率线路过高或者过低时，很有可能会造成光纤传输设备出现误码问题，对光纤的传输质量有很大的影响。

（2）支路板出现故障，支路板发生故障也应该受到相关工作人员的重视，因为这很大程度上会引起低阶通道的误码，进一步影响光纤传输的运行结果。

（3）设备的温度太高。当光纤传输设备进行长时间的应用时，假如没有对它做好散热工作，就极有可能造成设备的表面和内部的温度过高，因而光纤运输设备误码问题的出现。所以，相关工作人员需要对光纤传输设备的管理工作做好准备，尽最大努力预防这一现象的发生。

（三）误码问题的科学解决

（1）找出导致误码产生的根源。光纤传输设备产生误码的原因比较多，工作人员需要根据实际情况进行分析查找我们应该牢记先高阶，后低阶的原则。

（2）排除线路的误码。假如存在线路的误码，就需要先排除线路的误码，需要注意观察线路板的误码情况时，如果某站所有的线路板都有误码，就可能是该站时钟板问题，就需更换时钟板。

结束语：光纤传输通信及设备在电信网络中的应用对电信网络的发展有着很大的促进作用，极大地满足了人们对信息高速传输的需要。但是因为光传输设备自身的复杂性使故障出现的可能性增大。一旦出现问题就会产生很大影响。所以需要做好设备的维护工作，为用户提供优质的服务。

参考文献

[1] 张帅.光传输设备故障分析及维护措施[J].通信世界，2011（33）

[2] 顾畹仪，李国瑞.光纤通信系统[M].北京：北京邮电学出版社，2006（09）

无线传输光纤收发系统研究 第4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.

现代通信网络光纤传输技术 第5篇

网络光纤传输技术是现代通信技术的一种，它在通信网络中发挥了较为重要的作用。

网络光纤传输技术有一些典型的特点，并且在通讯网络中得到了广泛的应用，并取得了理想的效果。

[关键词]通信网络;光纤传输技术;特点;应用;趋势

改革开放以后，我国的综合国力得到了很大程度的提升，而且我国科技水平也上升了好几个台阶。

特别是通讯网络的发展，给人们的生活带来了很大的便利，通信网络技术在人们的生活中得到了广泛的应用，如手机通讯、计算机网络通讯。

通信网络技术之所以能够发挥出如此巨大的作用，主要依赖于先进的通信网络技术，比如现代通信网络光纤传输技术。

光纤通信与IP传输技术 第6篇

关键词：光纤通信；IP传送技术；关系

1 光纤通信技术

因光在不同物质中的传播速度是不同的，所以光从一种物质射向另一种物质时，在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且，折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时，折射光会消失，入射光全部被反射回来，这就是光的全反射。

进入光传播时代以来，在尽享数字信号带来高数据处理能力的同时，我们不得不忍受光纤这种娇贵的传输介质。因为施工人员必须将光纤铺得平直舒坦，它才老老实实地为人们传输清晰的信号，所以造成了在建筑物里铺光纤难度大、成本高的难题。光纤通信技术是通过光学纤维传输信息的通信技术。在发信端，信息被转换和处理成便于传输的电信号，电信号控制一光源，使发出的光信号具有所要传输的信号的特点，从而实现信号的电光转换，发信端发出的光信号通过光纤传输到远方的收信端，经光电二极管等转换成电信号，从而实现信号的光―转换。电信号再经过处理和转换而恢复为原发信端相同的信息。现在以长波长光源和单模光纤为标志的第二代光纤通信技术也已经成熟，无中继通信距离约为30公里，通信容量约为5000路，适用于长途干线通信。全光化和光集成化的光纤通信技术正在研究之中。全光化指的是在中继器中光信号直接被放大，省去了光电转换和电光转换过程。全光化的光集成化功能大大减少中继器和光端机的体积，降低功耗和成本，提高可靠性。未来的光纤通信将向超高速系统、超大容量WDM系统演进，而实现光联网是整个光纤通信发展的战略大方向。我们期待这些新技术的实现来更好地促进整个信息产业的发展。

2 IP传送技术

IP网络自然用的是TCP/IP协议。那什么是TCP/IP协议呢？TCP/IP协议的基本传输单位是数据包（dataEram），TCP协议负责把数据分成若干个数据包，并给每个数据包加上包头，就像给一封信加上信封，包头上有相应的编号，以保证在数据接收端能将数据还原为原来的格式。IP协议在每个包头上再加上接收端主机地址，这样数据找到自己要去的地方（就像信封上要写明地址一样），如果传输过程中出现数据丢失、数据失真等情况，TCP协议会自动要求数据重新传输，并重新组包。总之，IP协议保证数据的傳输，TCP协议保证数据传输的质量。

IP是与支撑它的下层物理网络无关的网络层协议，基于IP协议组建的网络，统称为IP网络，这种网络支持的各种应用业务，统称为IP业务，而实现这些业务的技术，即为IP技术。IP技术最吸引人的特点是可以将所有系统都连接在一起，几乎任何一种计算机硬件和操作系统的组合都具有用于IP网络协议的驱动程序。IP技术的这种广泛的物理网络适应能力，以及各计算机、网络设备厂家都对IP支持的特点，使得IP业务的地域范围和应用业务领域十分广泛。介绍完了IP网络的基础，我们再来看看目前电信网的发展，TDM技术已经不是未来的发展方向。TDM设备虽然还在生产，但全世界的TDM研发已经全面停止了。另外，由于ATM的许多标准并未得到验证，也不是未来的发展方向。还有，现在的IP网是基于传统的因特网理念，以用户自律为基础，自由发展，缺少管理，是一个非盈利的商业模型。因此，传统的因特网不能成为未来电信网的发展方向。基于这样的情况，新型IP网络有了大显身手的机会。随着IP网络设备技术的快速发展、路由器性能的极大提高，以及DWDM的大量商用，传输成本大为降低。而Internet上的业务发展相对较慢，从而使得网络处于相对轻载状态，可以在Internet上开展丰富的数据、语音、视频等综合业务，开展电话通信等。另外，移动IP能够实现用户在任何时间、任何地点，用任何一种媒体与任何一个人进行通信共享。目前，移动IP已经在开展3G的国家和地区开始运营，移动IP在我国也开始提上了日程。首先，IP是3G的需要，3G业务将以数据和互联网业务为主，3G将承载实时话音、移动多媒体、移动电子商务等多种业务。移动IP可以让3G真正实现随时随地无缝接入，将大大促进3G业务发展。虽然目前移动IP技术还有很多不足之处，但是基于移动技术的网络系统和Internet网络相结合，提供高速、高质量移动IP技术必将是大势所趋。其次，移动IP是IPv4发展到IPv6的必然结果。随着互联网的规模及应用快速发展，IP地址将从IPv4演进到IPv6，IPv6将现有地址扩展到128位，可用地址是原来的8倍，这将大大方便移动IP的应用。

3 光纤通信与lP传送技术之间的关系解读

IP技术从出现至今，已有20多年的发展史。在前20年间，IP除了在美国局域网中起作用外，一直没有引起外界的重视。而今天，IP技术似乎一夜之间同时被世人接受，并以爆炸式的惊人速度发展。其原因何在呢？从表面上看，人们都认为IP技术的迅猛发展与Web有直接关系，是20世纪90年代初出现的Web从根本上改变了过去IP技术默默无闻的状态。其理由是IP网的不可管理性、不面向连接性及对数据尽力传送特性，跟Web的自由链接特性、不面向业务流和非实时传输特性完全适配。但笔者认为，IP技术的发展除与Web有直接关系外，跟光纤通信的发展也密不可分。

光纤通信的出现与发展，对IP网的直接影响就是人们对IP业务的需求日益增多，使得业务提供者在构建IP网时，几乎都在考虑如何把IP技术与有着巨大潜力的光纤通信技术完美地结合起来。这也是业界当今讨论的IP over ATM、IP over SDH、IP over WDM谁强谁弱的问题。其实，无论哪种技术都有优缺点，我们在设计IP网时，只要根据各种情况综合考虑，就一定能找出一个最佳的设计方案。IP over ATM、IP over SDH、IP over WDM几种技术都是针对业务量集中且业务量大的地区采用的相应策略，而对于分散的节点问通信情况来说，都是不经济的。而IP/Ethernet over SDH技术具有带宽动态分配功能，很好地解决了IP over SDH光通道带宽利用率不高的问题。

参考文献：

[1]陈伟.光纤通信技术及其发展趋势[J].考试周刊，2010（45）.

[2]田国栋.光纤通信正在全面升级[J].陕西教育（高教版），2013.

对光纤传输设备的探讨 第7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8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) .

现有光纤传输网络优化的探讨 第9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.

光纤接入网传输技术解析 第10篇

在信息化社会的发展背景下, 人们对信息的获取渠道越来越多, 对通信服务的要求日渐增高, 特别是计算机技术和计算机网络技术得到了广泛的发展与应用。在日新月异的信息传递发展局面下, 传统的传输技术损耗大、频带窄、维护费用高、难以满足人们对电信宽带新业务和多媒体的需求。光纤接入网的出现, 势必为接入网传输技术带来了新的曙光。

1 光纤接入网相关概念

1) 光纤接入网 (Optical Access Network, OAN) 是在接入网中用光纤作为主要传输媒介来实现信息传送的一种网络形式, 光传输技术和接入技术的有机结合就形成了光纤接入网系统。光纤接入网具有传输质量好、应用范围广、投资成本大、网络管理较复杂、网径较小等特点。光纤接入网主要可以分为无源光网络 (PON) 和有源光网络 (AON) , 两者最大的区别就在于有源光网络的光配线网OND内含有有源器件。有源光网络根据传输技术的不同又可分为PDH (准同步数字系列) 和SDH (同步光网络) , 目前使用较为广泛的是SDH技术, 本文主要对SDH技术进行了分析。

2) 光纤接入网的结构与模型是一个非常重要的问题, 下文从光纤接入网的参考配置和基本功能块进行介绍。

(1) 参考配置

光纤接入网主要采用光纤作为传输媒介, 交换局和用户发送与接收的都是电信号, 因此需要在交换局侧和光网络单元两端进行光电转换, 从而保证中间线路的光信号得到高质量的传输。在光纤接入网参考配置中, 为了降低网络成本、提高业务传输效率, 往往使用最广泛的光纤是G.625单模光纤。光网络单元与光线路终端的连接方式可以是一点对一点, 也可以是一点对多点;传输方式多种多样, 如副载波复用、空分复用、波分复用等, 接入方式则以时分多址为基础。

基本功能块

在光纤接入网结构中, 主要包括了光网络单元 (OUN) 、光线路终端 (OLT) 、光配线网络 (ODN) 以及适配功能块 (AF) 等。

2 基于SDH传输技术的多业务传送平台的发展

1) SDH不仅提供TDM的E1等接口, 还可以利用其他带宽来提供POS接口、以太网口以及ATM口等, 为宽带数据设备提供了有利的传输通道, 通常情况下SDH的50ms自愈能力可以保护该系统。这个传送平台简单、便捷, 比较容易实现, 是宽带网建设初期一直沿用到现在传送方案。

2) MSTP是基于SDH传输技术进行数据优化的传送平台, 对传统的TDM业务来讲具有明显的优势, 且可以对绝大多数TDM进行兼容, 以便满足社会和人们日益增长的数据业务需求。通过对动态带宽调整方式性能仿真报告的分析可知, MSTP是一项可以提高8倍左右平均带宽利用率的技术方案。在我国科学技术的推动下, MSTP除了采用SDH组网和保护技术外, 还吸收了IP和ATM流量控制和保护特性, 实现了多业务传送平台的传输高效性。

光纤从提出、应用到发展在我国已有30多年的历史, 目前光传输技术已经从最初的模数转换、到PDH和SDH的转换, 以及近年来SDH到MSTP的发展演化, 其传输效率、传输容量、传输距离都逐渐向着高水平、高层次发展。时至今日, 我国最主流的传输技术仍然是SDH, 并在此基础上与MSTP宽带数据综合业务传送平台进行融合, 最大程度提高了接入网传输的效率。

3 光纤接入网传输技术的应用

随着我国社会经济的不断发展, 人们对宽带业务的需求越来越多。目前我国大多数地区数据交换已经达到了大容量分布标准, 并对未来建设重心放在了网络延伸和结构的完善优化上, 使网络为用户带来更多的便利, 以便满足社会和人们的多元化需求。现在接入网建设主要以光纤接入网为主体, 以铜缆接入网为辅助, 将PON接入、ADSL接入、MODEM接入、ISDN接入等进行补充。在对某个地区进行光纤接入网建设时, 需要对当地的通信业务的需求和当前技术发展的水平进行分析掌握, 以便在后期建设过程中做好光纤通信骨干网络的架设, 以及光纤配线层和吸入层的建设。

在福建省光纤接入网主要是基于SDH155M光纤传输系统而架设, 光网络单元一般包括512A和1000A两种类型。同时采用在双纤双向通道自愈环上加载环或者环带链的拓扑结构, 并采用1+1通道保护方式对分支链进行系统保护, 确保系统安全、稳定、可靠的运行。系统中光线路终端按照V5.2协议的多个E1接口与交换机相连, 并将E1接口与DDN网进行连接, 确保实现专线用户对数据网专线网的功能需求。另外为了减少网络内线路放大器的数量, 可以在某些线路上使用HFC同缆分纤方式, 把光纤代替同轴电缆, 这样可以促进全网性能的提高。

对同轴电缆和双绞线采用重叠入户的方式, 能为用户提供有线电视、电话和网络的基础数据业务。目前居民家中的电话机往往需要OUN通过双绞线进行连接, 通过各个不同接口满足人们对数据传输的不同要求, 如ISDN2B+D接口提供网络数据传输业务、PRA接口提供ISDN基群速率接入业务等。随着计算机技术和计算机网络技术的发展, 光纤接入网中的SDH传输技术和V5接口技术正向着更高层、更高水平的方向发展, 为我国各地区宽带网更新提供了良好的硬件条件, 奠定了坚实的基础。

4 结论

基于SDH传输技术的光纤接入网技术对提高我国信息化水平、建立信息化社会作出了卓越的贡献。光纤接入网技术作为我国现代化通信网络和数据传输业务的重要组成部分, 目前已经基本实现了光纤传输和交换, 虽然在某些环节还不够完善, 但是在我国科学技术的迅猛进步下, 相信我国的光纤接入网技术会一步步创新和完善。

参考文献

[1]聂邵华.基于PON技术电信光纤接入网设计[D].吉林大学, 2012.

[2]刘富章.光纤接入网的规划设计与建设[J].科技情报开发与经济, 2010, 3:135-136.

[3]赵国存.光纤接入网规划探讨[J].电信工程技术与标准化, 2011, 1:11-15.

高速公路光纤数字传输系统的检测 第11篇

关键词:高速公路 光纤数字传输 检测

0 引言

光纤数字传输系统是为高速公路提供话务通信(业务电话、数字用户电话、收费热线电话),它还为监控,收费系统的数据、传真、图像等非话业务提供传输通道。一旦传输系统出现问题,后果不堪设想,将严重影响高速公路的正常运营管理,因此有必要对光纤数字传输系统进行定期的测试,及时发现系统存在的问题,确保系统的正常运行和消除潜在的风险。根据高速公路业务接入特点,目前单条高速公路内部一般采用SDH与综合业务接入网相结合的光纤数字传输系统。基于高速公路传输的业务量和设备成本两点考虑,多数选用STM-16及STM-16以下的传输速率等级。系统一般在通信分中心设置一套光纤线路终端(OLT),其余通信站各设置一套光网络单元(ONU),通过接入网系统为全线提供大容量数字通路、2M数字通路、音频/数据通路等多种数字信道和接口,实现数据的上传及管理数据的下达;通信中心还设一套光传输本地网管终端,实现对SDH设备的维护管理。根据省交通集团制定的企业标准《高速公路机电工程养护质量检验评定标准》,光纤数字传输系统定期检测项目包括:系统接收光功率、平均发送光功率、2M传输通道误码指标、自动保护倒换功能、安全管理功能、公务电话功能等。下面就对这几个项目的检测进行一一介绍。

1 系统实际接收光功率和平均发送光功率的测试

对于任何光纤传输系统的安装、运行和维护,光功率测量必不可少。光功率的测量所采用的仪器是光功率计。测量光口的收发光功率时,应注意选择对应测试波长,光纤数字传输系统光纤的工作波长一般为:1310nm和1550nm,测量光功率时需按照实际测量对象即光发射机光信号的工作波长选择光功率波长。根据光口的接头类型选择相应的尾纤接头,然后用尾纤把光口和光功率计如图1、图2那样连接起来,等光功率计上的数值稳定后读出该值即为光口的接收光功率值或平均发送光功率值。光功率的严格测试应该是用图案发生器发送规定的伪随机序列码至被测设备,然后用光功率计测试接收光功率,我们的日常维护检测是近似测试,接收光功率一般在接收灵敏度和接收过载点之间。

光功率测量中的注意点:①测试前应该仔细地用酒精棉球或者镜头纸充分清洗光连接器(如尾纤头、法兰盘)的表面。②如果尾纤已经上ODF架,测试应该在ODF架一侧进行,以免由于多次插拔设备的光口,造成光连接头损坏和被污染。③固定光纤的放置状态,避免震动,减少光功率检测的不确定值。

2 2M传输误码指标的测试

2M传输通道误码性能是衡量光纤数字传输系统电路质量的最重要的维护指标,对其的测试可以判断系统电路传输质量的好坏。2M传输通道误码指标的测试采用的仪器是2M误码议,根据行业标准和企业内部标准,2M传输通道测试的误码指标有:平均误块率BER、误码秒比ESR、严重误块秒比SESR、背景块差错率BBER。SDH系统是以一次群速率或一次群速率以上的数字通道进行传输,故对误码的检测是以“块”为单位的。

测试模式可以分为在线(In Service)测试和中断业务(Out of Service)测试,在线测试指的是不中断业务的情况下,实时监测SDH设备及网络。中断业务测试是在业务开通前或故障修复后对SDH设备性能和功能的测试。中断业务测试的项目比在线监测多,大多用于要求较高的邮电检测标准中,由于养护质量检测是在营运期进行的检测,所以我们的检测均为在线测试,即不中断传输业务的情况下进行测试。

测试方法:误码性能测试选择两个网元站点A和B,测试两站间的2M传输通道,误码仪接在站点A的一个2M口上,在站点B对应的2M 口上软件环回(或硬件环回)。2M传输通道检测数量和检测时长可依据标准规定,测试的误码指标应符合标准要求。可将多条支路串接起来测试,这里不做详细介绍。

测试仪器的接法如下图:

3 自动倒换功能的测试

高速公路上光纤数字传输网主要采用通道保护的环形组网结构,在本路段内通过隔站相连的方式组成二纤单向自愈通道保护环,即PP保护环。自动倒换功能就是当主环通道出现故障或者大误码时,无需人为干预,可以由主环路自动转换到备用环路上,通信不出现中断,以实现较高的传输安全性。自动倒换功能的测试,一般采用的是插拔光纤强制倒换测试。测试方法:先断开西侧光纤连接(主环),业务应能完成倒换至备环,网管上2M口出现PS保护倒换告警。然后再恢复西侧光纤,断开东侧光纤连接(备环),业务能立刻倒换回来,表明自动倒换功能正常,或者是恢复西侧光纤(主环),不断开东侧光纤(备环),10分钟后,网管中2M口的PS保护倒换告警结束,表明倒换恢复正常。自动倒换功能也也可以使用网管中“关闭激光器”的功能进行测试,但注意测试完成后要记得打开激光器。

4 安全管理功能、公务电话功能的检测

安全管理功能:网管系统管理员应根据网管的安全域和功能级别设定各级用户,让各级用户拥有不同的操作权限。各级用户设置各自的安全登录口令,未经授权的用户无法登录或进入网管系统,并对试图接入的申请进行监控,三次输入错误的登录口令,网管系统进入锁定状态。建议定期对用户的登录密码进行修改,以增加系统的安全性。

公务电话功能:公务电话是各网元间保持联系的一个重要工具,虽然现在通信工具较发达,可以通过多种方式进行联系,没有必要设置公务电话,但公务电话测试可以视为检验传输通路是否连通的手段之一,对于用户今后的日常维护也很有用。在各站用公务电话选址呼叫其它各网元,各网元应振铃,且与各网元能通话;在各站拨会议电话号码呼叫其它各网元,各网元均应振铃,且各站之间均能相互通话。高速公路光纤数字传输网一般为环形组网,在进行系统公务电话测试时,还要进行断纤后的公务电话测试。断开主环上站点的光纤,进行拨打测试应正常;恢复主环光纤再断开备环光纤,再进行拨打测试正常。

参考文献:

[1]广东交通集团企业标准.高速公路机电工程养护质量检验评定标准(Q

/JTJT003-2006).2006.

光纤传输损耗及解决方案 第12篇

一、光纤传输损耗成因

1. 持续性损耗。

一是光纤的固有损耗。光纤的模场直接不同会导致其产生固有损耗，另外芯径失配。纤芯的截面积不圆，包层的同心度和纤芯不好，也会让光纤产生损耗，而对光纤损耗最大的是其模场直径不同。二是活动接头的损耗。由于光纤的活动连接器出现了接触不良，或者因为它的质量问题、轴向位置不对、不干净也会让活动接头产生损耗。三是焊接损耗。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。

2. 非持续损耗的成因。

(1)弯曲产生的损耗。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)应用环境或施工因素产生的损耗。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。

二、光纤传输损耗的解决措施

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)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。(4)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。

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。(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。(6)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。光纤通信的稳定性在实际应用中非常重要。在设计、施工、使用中最大限度的降低光纤的损耗，对保证光纤通信系统的正常运行，提供优质的通信传输具有重要的现实意义。

参考文献

[1]顾婉仪, 李国瑞.光纤通信基础.北京:人民邮电出版社.2007 (7) :108-109

[2]纪越峰.光纤通信技术的发展战略与实施策略.铁道通信信号.2003 (4)