時(shí)間：2023-03-28 14:57:24
導(dǎo)語(yǔ)：在光纖通信論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
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(cè)、控制,而且在軍事領(lǐng)域的用途也越來(lái)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欧绞健Ｔ诠饫w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(shuō)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小;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(tīng);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(wèn)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(zhǎng)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(shì)。通常采用各種復(fù)雜技術(shù)來(lái)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(zhǎng)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(zhǎng)。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(lái)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(guò)光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無(wú)中繼距離;對(duì)于一個(gè)長(zhǎng)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(yáng)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(wú)串音干擾,保密性好。在電波傳輸?shù)倪^(guò)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(tīng),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(wú)法竊聽(tīng)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(zhǎng)。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(cè)、控制,而且在軍事領(lǐng)域的用途也越來(lái)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(lái),我國(guó)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(lái)越困難。可以采用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(guò)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。
有線電視網(wǎng)絡(luò)在全國(guó)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(lái)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(wàn)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。可以通過(guò)電信網(wǎng)PSTN中語(yǔ)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(guò)語(yǔ)音接入系統(tǒng)來(lái)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(zhǎng),一定會(huì)超過(guò)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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1.1光纜質(zhì)量差
光纜的主要成分為硅單質(zhì)，硅單質(zhì)的純度會(huì)影響光纜的質(zhì)量，所以對(duì)硅提純技術(shù)的提高是光纜建設(shè)的必要條件。但現(xiàn)階段的硅提純技術(shù)還有待提高，不能保證硅的純度，以至所生產(chǎn)的光纜質(zhì)量較差。在生產(chǎn)光纜的過(guò)程中也存在問(wèn)題，技術(shù)手段的滯后會(huì)使生產(chǎn)出的電纜存在質(zhì)量的欠缺。
1.2網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題突出
光纜的應(yīng)用主要在信息的傳輸上，現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展就依靠著光纜建設(shè)的完善。但現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)的高覆蓋化也成為了光纜應(yīng)用的一大問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)的傳輸需要大量的傳播介質(zhì)的支持，光纜作為最高效的信息傳輸介質(zhì)雖然工作效率高，但其成本價(jià)格較其他種類的信息傳播介質(zhì)偏高，所以對(duì)于一般不要求高網(wǎng)速和高準(zhǔn)確度的網(wǎng)絡(luò)傳輸都不會(huì)采用光纜作為家庭網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)[3]。過(guò)高的成本將減少使用光纜的用戶，進(jìn)一步將影響光傳輸網(wǎng)的發(fā)展。
1.3設(shè)備配置與規(guī)范不相符
電力通信中的光傳輸網(wǎng)系統(tǒng)中最為重要的部分就是站點(diǎn)網(wǎng)元，它是信息傳輸?shù)幕A(chǔ)，一般為110kV和220kV兩種站點(diǎn)。光傳輸網(wǎng)中有很多的優(yōu)點(diǎn)，它的維修十分簡(jiǎn)單，一般定期對(duì)光設(shè)備進(jìn)行檢查與修護(hù)就可以滿足時(shí)光網(wǎng)傳輸?shù)臈l件。但隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與科技的不斷進(jìn)步使老舊的光設(shè)備配置與規(guī)范不相符，光端機(jī)的各個(gè)槽位具有寬度均勻，且可擴(kuò)充到10G的能力，可因光纜與設(shè)備結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對(duì)于能正確合適的與卡槽相符的光纜的制作要求很高，所以造成了光傳輸設(shè)備配置與規(guī)范不相符的情況。
2光傳輸網(wǎng)的優(yōu)化方案、優(yōu)化原則與應(yīng)用
2.1光傳輸網(wǎng)的優(yōu)化原則
電力通信主要的工作內(nèi)容就是進(jìn)行對(duì)信息的傳輸，所以對(duì)于電力通信來(lái)說(shuō)，信息的傳播速度與準(zhǔn)確度至關(guān)重要。對(duì)于這兩點(diǎn)最為符合要求的信息傳輸網(wǎng)就是光傳輸網(wǎng)，它主要承擔(dān)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信息交流、會(huì)接與傳輸?shù)淖饔谩Ｋ詫?duì)光傳輸網(wǎng)的信息靈敏度與信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性與準(zhǔn)確度的要求都很高，首要優(yōu)化的就是光纜的質(zhì)量問(wèn)題。利用新型的單晶硅提純技術(shù)，保證光纜的硅純度達(dá)到正常工作的指標(biāo)，并且在光纜的制造上也要嚴(yán)格要求其精度，進(jìn)一步保證光纜的質(zhì)量達(dá)到規(guī)定要求。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)應(yīng)以網(wǎng)格與環(huán)形為主，這兩種形狀能降低光在傳輸過(guò)程中損耗程度，同時(shí)提高了信息的傳輸效率。在對(duì)管傳輸網(wǎng)的容量選擇時(shí)，首先考慮的應(yīng)該是現(xiàn)有業(yè)務(wù)信息的情況，對(duì)日常統(tǒng)計(jì)的容量需求數(shù)據(jù)經(jīng)行分析，選擇對(duì)未來(lái)市場(chǎng)最有利的傳輸容量，為未來(lái)業(yè)務(wù)拓展提供優(yōu)勢(shì)。
2.2光傳輸網(wǎng)的優(yōu)化方案
現(xiàn)階段的光傳輸網(wǎng)還在不斷的發(fā)展與進(jìn)步，對(duì)于早現(xiàn)已投入使用光傳輸設(shè)備已存在很多實(shí)際操作性問(wèn)題。若要使陳舊的設(shè)備符合現(xiàn)代需要的工作要求，所能實(shí)行的解決措施就是更換新型的光傳輸設(shè)備或?qū)εf的設(shè)備進(jìn)行改造。根據(jù)現(xiàn)有的人均經(jīng)濟(jì)水平分析，重新更換光設(shè)備對(duì)與大多數(shù)企業(yè)來(lái)說(shuō)都是高成本的，同時(shí)也是對(duì)資源的一種浪費(fèi)，所以現(xiàn)階段對(duì)于解決光傳輸網(wǎng)的更新隨度快的問(wèn)題應(yīng)該利用改進(jìn)舊設(shè)備來(lái)解決。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)重新組建的過(guò)程中，可以繼續(xù)使用單向通道的保護(hù)環(huán)，只需將使STM-4與STM1并網(wǎng)就能做到網(wǎng)絡(luò)重新構(gòu)建。光的電路層優(yōu)化就是對(duì)對(duì)設(shè)備端口的優(yōu)化，選擇最適合光傳輸?shù)亩丝冢岣吖庑畔⒌膫鬏斝省?/p>
2.3光傳輸網(wǎng)優(yōu)化應(yīng)用
光傳輸網(wǎng)在優(yōu)化以后對(duì)于網(wǎng)絡(luò)傳輸信息的發(fā)展起到積極的作用，在現(xiàn)代化企業(yè)中對(duì)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用十分廣泛，對(duì)于企業(yè)的宣傳發(fā)展與管理都離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)助，高效而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ饕搽x不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。光傳輸網(wǎng)的優(yōu)化將有效地提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的速度與安全性，同時(shí)也會(huì)完善網(wǎng)絡(luò)的靈活性，從而使企業(yè)的技術(shù)與工作效率得到全面的提高，并對(duì)企業(yè)的發(fā)展起到推動(dòng)的作用。
3電力通信光傳輸網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)
隨著電力通信光傳輸網(wǎng)的不斷優(yōu)化，其所涉及到的領(lǐng)域也將更為廣泛。光傳輸網(wǎng)有著其他傳輸技術(shù)無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)，它的高效性穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性保證了信息的有效傳播。在降低其成本與改善現(xiàn)有的問(wèn)題后，光傳輸網(wǎng)將服務(wù)于我們?nèi)粘Ｉ畹木W(wǎng)絡(luò)傳播，它的傳輸信息高效性將改善現(xiàn)有網(wǎng)速較慢的普遍性問(wèn)題，使我們?nèi)粘Ｓ镁W(wǎng)也達(dá)到暢通無(wú)阻的目標(biāo)。電力通信光傳輸網(wǎng)在今后的發(fā)展前景十分可觀，對(duì)信息的傳播發(fā)展有積極的作用。
4結(jié)語(yǔ)
1.1有源光纖雙星網(wǎng)——ADS在交換局給各用戶以單一的星形網(wǎng)方法敷設(shè)光纖到達(dá)規(guī)定的距離后分別設(shè)置光纖的運(yùn)程終端ODT，再用單一的星形網(wǎng)方法進(jìn)行延伸到用戶端，如圖2所示。該構(gòu)造是使用有源光纖傳送設(shè)施呈現(xiàn)多路復(fù)用的運(yùn)作方法，光纖的遠(yuǎn)程終端復(fù)用器進(jìn)行復(fù)接，進(jìn)而復(fù)用信號(hào)在光纖的遠(yuǎn)程終端以及交換局間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳送線路傳輸，且運(yùn)用線路終端進(jìn)行每一端的終接。
1.2無(wú)源光纖雙星網(wǎng)——PND無(wú)源光纖雙星形與有源光纖雙星形本質(zhì)上的區(qū)別就是網(wǎng)絡(luò)的自身不使用任何的有源電子器件，僅僅在用戶線上通過(guò)無(wú)源的光分離器，這樣就能夠呈現(xiàn)交換局以及光網(wǎng)絡(luò)單元間的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的傳送。所以，在網(wǎng)絡(luò)上能夠降低光纖的數(shù)量，且諸多的用戶能夠共享網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)施，業(yè)務(wù)呈透明形，還容易升級(jí)與擴(kuò)容，與以后的寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)鏈接，業(yè)務(wù)較為靈活，能最大化地運(yùn)用光纖的帶寬，有很好的網(wǎng)管體系，維護(hù)與運(yùn)營(yíng)費(fèi)用較低。如圖3所示為無(wú)源光分離器簡(jiǎn)圖。
1.3環(huán)形網(wǎng)絡(luò)光纖有兩個(gè)不同的物理路，是接入光節(jié)點(diǎn)將諸多的光節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效的串聯(lián)，且首位銜接，呈現(xiàn)環(huán)形的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造。有源光纖的接入設(shè)施跟同步的光纖設(shè)施都能夠組成環(huán)形的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造形式，這樣的構(gòu)造可以增多光纖的接入網(wǎng)管理力度，且上下的支路較為靈活，組網(wǎng)便捷。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的容量比較低，且絕大多數(shù)的業(yè)務(wù)會(huì)匯聚在一個(gè)節(jié)點(diǎn)處，網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)方法通常使用二線單向通道進(jìn)行倒換方法。在其他的有源光纖接入設(shè)施呈現(xiàn)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它的保護(hù)功能通常就使用1+1的線路保護(hù)。
2機(jī)場(chǎng)有線通信網(wǎng)對(duì)光接入網(wǎng)的選擇
用戶密度比較大的大樓以及樓群、距離電話交換局很遠(yuǎn)的又相對(duì)集中的用戶群體可以使用有源雙星網(wǎng)絡(luò)。利用全數(shù)字的傳送方法提供電話通信的信道、數(shù)據(jù)信道、非話業(yè)務(wù)等，讓原有的傳送量為9600kbit/s及以下的速率有效地提升至32Mbit/s等以下的各類標(biāo)準(zhǔn)效率，且增強(qiáng)了傳送的信道，還滿足了機(jī)場(chǎng)各個(gè)部分的用戶通信業(yè)務(wù)各類要求，改善了通信的最終質(zhì)量。如圖4所示為機(jī)場(chǎng)到發(fā)報(bào)臺(tái)光接入點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。在業(yè)務(wù)量的要求非常大時(shí)，對(duì)通信的安全性要求很高的部門有轉(zhuǎn)報(bào)室、調(diào)度熱線、雷達(dá)站點(diǎn)、票務(wù)專線、氣象中心等，均選擇環(huán)形網(wǎng)。新建且相對(duì)較小的用戶群體，如一般的政府部門，可選擇無(wú)源雙星網(wǎng)。
光纖接入網(wǎng)在總體的通信網(wǎng)絡(luò)中有著重要的地位，且對(duì)民航的有線通信進(jìn)展是不容忽視的，應(yīng)盡快結(jié)合實(shí)際的狀況，由點(diǎn)到面地進(jìn)行有效的試點(diǎn)工作。在接入網(wǎng)絡(luò)上，光纖的接入方法不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)即刻替代電纜接入方法。這也是當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)等綜合業(yè)務(wù)要求不同方面的因素。如圖5所示為機(jī)場(chǎng)的光接入網(wǎng)絡(luò)虛擬圖。
3結(jié)語(yǔ)
筆者認(rèn)為,光纖通信技術(shù)尚有很大的發(fā)展空間,今后會(huì)有很大的需求和市場(chǎng)。主要是:光纖到家庭FTTH、光交換和集成光電子器件方面會(huì)有較大的發(fā)展。在此主要討論光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)和市場(chǎng)。
光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)
1、光纖到家庭(FTTH)的發(fā)展
FTTH可向用戶提供極豐富的帶寬,所以一直被認(rèn)為是理想的接入方式,對(duì)于實(shí)現(xiàn)信息社會(huì)有重要作用,還需要大規(guī)模推廣和建設(shè)。FTTH所需要的光纖可能是現(xiàn)有已敷光纖的2～3倍。過(guò)去由于FTTH成本高,缺少寬帶視頻業(yè)務(wù)和寬帶內(nèi)容等原因,使FTTH還未能提到日程上來(lái),只有少量的試驗(yàn)。近來(lái),由于光電子器件的進(jìn)步,光收發(fā)模塊和光纖的價(jià)格大大降低;加上寬帶內(nèi)容有所緩解,都加速了FTTH的實(shí)用化進(jìn)程。
發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)FTTH的看法不完全相同:美國(guó)AT&T認(rèn)為FTTH市場(chǎng)較小,在0F62003宣稱:FTTH在20-50年后才有市場(chǎng)。美國(guó)運(yùn)行商Verizon和Sprint比較積極,要在10—12年內(nèi)采用FTTH改造網(wǎng)絡(luò)。日本NTT發(fā)展FTTH最早,現(xiàn)在已經(jīng)有近200萬(wàn)用戶。目前中國(guó)FTTH處于試點(diǎn)階段。
FTTH[遇到的挑戰(zhàn):現(xiàn)在廣泛采用的ADSL技術(shù)提供寬帶業(yè)務(wù)尚有一定優(yōu)勢(shì)。與FTTH相比:①價(jià)格便宜②利用原有銅線網(wǎng)使工程建設(shè)簡(jiǎn)單③對(duì)于目前1Mbps—500kbps影視節(jié)目的傳輸可滿足需求。FTTH目前大量推廣受制約。
對(duì)于不久的將來(lái)要發(fā)展的寬帶業(yè)務(wù),如:網(wǎng)上教育,網(wǎng)上辦公,會(huì)議電視,網(wǎng)上游戲,遠(yuǎn)程診療等雙向業(yè)務(wù)和HDTV高清數(shù)字電視,上下行傳輸不對(duì)稱的業(yè)務(wù),AD8L就難以滿足。尤其是HDTV,經(jīng)過(guò)壓縮,目前其傳輸速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技術(shù)開(kāi)發(fā),可壓縮到5～6Mbps。通常認(rèn)為對(duì)QOS有所保證的ADSL的最高傳輸速串是2Mbps,仍難以傳輸HDTV。可以認(rèn)為HDTV是FTTH的主要推動(dòng)力。即HDTV業(yè)務(wù)到來(lái)時(shí),非FTTH不可。
FTTH的解決方案:通常有P2P點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和PON無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)兩大類。
F2P方案一一優(yōu)點(diǎn):各用戶獨(dú)立傳輸,互不影響,體制變動(dòng)靈活;可以采用廉價(jià)的低速光電子模塊;傳輸距離長(zhǎng)。缺點(diǎn):為了減少用戶直接到局的光纖和管道,需要在用戶區(qū)安置1個(gè)匯總用戶的有源節(jié)點(diǎn)。
PON方案——優(yōu)點(diǎn):無(wú)源網(wǎng)絡(luò)維護(hù)簡(jiǎn)單;原則上可以節(jié)省光電子器件和光纖。缺點(diǎn):需要采用昂貴的高速光電子模塊;需要采用區(qū)分用戶距離不同的電子模塊,以避免各用戶上行信號(hào)互相沖突;傳輸距離受PON分比而縮短;各用戶的下行帶寬互相占用,如果用戶帶寬得不到保證時(shí),不單是要網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容,還需要更換PON和更換用戶模塊來(lái)解決。(按照目前市場(chǎng)價(jià)格,PEP比PON經(jīng)濟(jì))。
PON有多種,一般有如下幾種:(1)APON:即ATM-PON,適合ATM交換網(wǎng)絡(luò)。(2)BPON:即寬帶的PON。(3)OPON:采用通用幀處理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太網(wǎng)技術(shù)的PON,0EPON是千兆畢以太網(wǎng)的PON。(5)WDM-PON:采用波分復(fù)用來(lái)區(qū)分用戶的PON,由于用戶與波長(zhǎng)有關(guān),使維護(hù)不便,在FTTH中很少采用。
發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展FTTH的計(jì)劃和技術(shù)方案,根據(jù)各國(guó)具體情況有所不同。美國(guó)主要采用A-PON,因?yàn)锳TM交換在美國(guó)應(yīng)用廣泛。日本NTT有一個(gè)B-FLETts計(jì)劃,采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多種技術(shù)。SCM-PON:是采用副載波調(diào)制作為多信道復(fù)用的PON。
中國(guó)ATM使用遠(yuǎn)比STM的SDH少,一般不考慮APON。我們可以考慮的是P2P、GPON和EPON。P2P方案的優(yōu)缺點(diǎn)前面已經(jīng)說(shuō)過(guò),目前比較經(jīng)濟(jì),使用靈活,傳輸距離遠(yuǎn)等;宜采用。而比較GPON和EPON,各有利弊。GPON:采用GFP技術(shù)網(wǎng)絡(luò)效率高;可以有電話,適合SDH網(wǎng)絡(luò),與IP結(jié)合沒(méi)有EPON好,但目前GPON技術(shù)不很成熟。EPON:與IP結(jié)合好,可用戶電話,如用電話需要借助lAD技術(shù)。目前,中國(guó)的FTTH試點(diǎn)采用EPON比較多。FTTH技術(shù)方案的采用,還需要根據(jù)用戶的具體情況不同而不同。
近來(lái),無(wú)線接入技術(shù)發(fā)展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g協(xié)議,傳輸帶寬可達(dá)54Mbps,覆蓋范圍達(dá)100米以上,目前已可商用。如果采用無(wú)線接入WLAN作用戶的數(shù)據(jù)傳輸,包括:上下行數(shù)據(jù)和點(diǎn)播電視VOD的上行數(shù)據(jù),對(duì)于一般用戶其上行不大,IEEES02.11g是可以滿足的。而采用光纖的FTTH主要是解決HDTV寬帶視頻的下行傳輸,當(dāng)然在需要時(shí)也可包含一些下行數(shù)據(jù)。這就形成“光纖到家庭+無(wú)線接入”(FTTH+無(wú)線接入)的家庭網(wǎng)絡(luò)。這種家庭網(wǎng)絡(luò),如果采用PON,就特別簡(jiǎn)單,因?yàn)榇薖ON無(wú)上行信號(hào),就不需要測(cè)距的電子模塊,成本大大降低,維護(hù)簡(jiǎn)單。如果,所屬PON的用戶群體,被無(wú)線城域網(wǎng)WiMAX(1EEE802.16)覆蓋而可利用,那么可不必建設(shè)專用的WLAN。接入網(wǎng)采用無(wú)線是趨勢(shì),但無(wú)線接入網(wǎng)仍需要密布于用戶臨近的光纖網(wǎng)來(lái)支撐,與FTTH相差無(wú)幾。FTTH+無(wú)線接入是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
2、光交換的發(fā)展什么是通信?
實(shí)際上可表示為:通信輸+交換。
光纖只是解決傳輸問(wèn)題,還需要解決光的交換問(wèn)題。過(guò)去,通信網(wǎng)都是由金屬線纜構(gòu)成的,傳輸?shù)氖请娮有盘?hào),交換是采用電子交換機(jī)。現(xiàn)在,通信網(wǎng)除了用戶末端一小段外,都是光纖,傳輸?shù)氖枪庑盘?hào)。合理的方法應(yīng)該采用光交換。但目前,由于目前光開(kāi)關(guān)器件不成熟,只能采用的是“光-電-光”方式來(lái)解決光網(wǎng)的交換,即把光信號(hào)變成電信號(hào),用電子交換后,再變還光信號(hào)。顯然是不合理的辦法,是效串不高和不經(jīng)濟(jì)的。正在開(kāi)發(fā)大容量的光開(kāi)關(guān),以實(shí)現(xiàn)光交換網(wǎng)絡(luò),特別是所謂ASON-自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)。
通常在光網(wǎng)里傳輸?shù)男畔?一般速度都是xGbps的,電子開(kāi)關(guān)不能勝任。一般要在低次群中實(shí)現(xiàn)電子交換。而光交換可實(shí)現(xiàn)高速XGbDs的交換。當(dāng)然,也不是說(shuō),一切都要用光交換,特別是低速,顆粒小的信號(hào)的交換,應(yīng)采用成熟的電子交換,沒(méi)有必要采用不成熟的
大容量的光交換。當(dāng)前,在數(shù)據(jù)網(wǎng)中,信號(hào)以“包”的形式出現(xiàn),采用所謂“包交換”。包的顆粒比較小,可采用電子交換。然而,在大量同方向的包匯總后,數(shù)量很大時(shí),就應(yīng)該采用容量大的光交換。目前,少通道大容量的光交換已有實(shí)用。如用于保護(hù)、下路和小量通路調(diào)度等。一般采用機(jī)械光開(kāi)關(guān)、熱光開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前,由于這些光開(kāi)關(guān)的體積、功耗和集成度的限制,通路數(shù)一般在8—16個(gè)。
電子交換一般有“空分”和“時(shí)分”方式。在光交換中有“空分”、“時(shí)分”和“波長(zhǎng)交換”。光纖通信很少采用光時(shí)分交換。
光空分交換:一般采用光開(kāi)關(guān)可以把光信號(hào)從某一光纖轉(zhuǎn)到另一光纖。空分的光開(kāi)關(guān)有機(jī)械的、半導(dǎo)體的和熱光開(kāi)關(guān)等。近來(lái),采用集成技術(shù),開(kāi)發(fā)出MEM微電機(jī)光開(kāi)關(guān),其體積小到mm。已開(kāi)發(fā)出1296x1296MEM光交換機(jī)(Lucent),屬于試驗(yàn)性質(zhì)的。
光波長(zhǎng)交換:是對(duì)各交換對(duì)象賦于1個(gè)特定的波長(zhǎng)。于是,發(fā)送某1特定波長(zhǎng)就可對(duì)某特定對(duì)象通信。實(shí)現(xiàn)光波長(zhǎng)交換的關(guān)鍵是需要開(kāi)發(fā)實(shí)用化的可變波長(zhǎng)的光源,光濾波器和集成的低功耗的可靠的光開(kāi)關(guān)陣列等。已開(kāi)發(fā)出640x640半導(dǎo)體光開(kāi)關(guān)+AWG的空分與波長(zhǎng)的相結(jié)合的交叉連接試驗(yàn)系統(tǒng)(corning)。采用光空分和光波分可構(gòu)成非常靈活的光交換網(wǎng)。日本NTT在Chitose市進(jìn)行了采用波長(zhǎng)路由交換的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),半徑5公里,共有43個(gè)終端節(jié),(試用5個(gè)節(jié)點(diǎn)),速率為2.5Gbps。
自動(dòng)交換的光網(wǎng),稱為ASON,是進(jìn)一步發(fā)展的方向。
3、集成光電子器件的發(fā)展
如同電子器件那樣,光電子器件也要走向集成化。雖然不是所有的光電子器件都要集成,但會(huì)有相當(dāng)?shù)囊徊糠质切枰沂强梢约傻摹Ｄ壳罢诎l(fā)展的PLC-平面光波導(dǎo)線路,如同一塊印刷電路板,可以把光電子器件組裝于其上,也可以直接集成為一個(gè)光電子器件。要實(shí)現(xiàn)FTTH也好,ASON也好,都需要有新的、體積小的和廉價(jià)的和集成的光電子器件。
日本NTT采用PLO技術(shù)研制出16x16熱光開(kāi)關(guān);1x128熱光開(kāi)關(guān)陣列;用集成和混合集成工藝把32通路的AWG+可變光衰減器+光功率監(jiān)測(cè)集成在一起;8波長(zhǎng)每波速串為80Gbps的WDM的復(fù)用和去復(fù)用分別集成在1塊芯片上,尺寸僅15x7mm,如圖1。NTT采用以上集成器件構(gòu)成32通路的OADM。其中有些已經(jīng)商用。近幾年,集成光電子器件有比較大的改進(jìn)。
中國(guó)的集成光電子器件也有一定進(jìn)展。集成的小通道光開(kāi)關(guān)和屬于PLO技術(shù)的AWG有所突破。但與發(fā)達(dá)國(guó)家尚有較大差距。如果我們不迎頭趕上,就會(huì)重復(fù)如同微電子落后的被動(dòng)局面。
光纖通信的市場(chǎng)
眾所周知,2000年IT行業(yè)泡沫,使光纖通信產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模爆炸性地發(fā)展,產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)剩。無(wú)論是光傳輸設(shè)備,光電子器件和光纖的價(jià)格都狂跌。特別是光纖,每公里泡沫時(shí)期價(jià)格為羊1200,現(xiàn)在價(jià)格Y100左右1公里,比銅線還便宜。光纖通信的市場(chǎng)何時(shí)能恢復(fù)?
根據(jù)RHK的對(duì)北美通信產(chǎn)業(yè)投入的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè),如圖2.在2002年是最低谷,相當(dāng)于倒退4年。現(xiàn)在有所回升,但還不能恢復(fù)。按此推測(cè),在2007-2008年才能復(fù)元。光纖通信的市場(chǎng)也隨IT市場(chǎng)好轉(zhuǎn)。這些好轉(zhuǎn),在相當(dāng)大的程度是由FTTH和寬帶數(shù)字電視所帶動(dòng)的。
1.1光纖通信光纖通信，是以光纖作為傳輸介質(zhì)，以光波為載波來(lái)傳輸信息，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳遞，是一中新型的通信技術(shù)。
1.2光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)是利用光纖傳遞信號(hào)的系統(tǒng)，由光發(fā)送器、通信光纖、光接收器三部分構(gòu)成的。首先在發(fā)送端通過(guò)激光調(diào)制器把電信號(hào)變成光信號(hào)，使光的強(qiáng)度隨著電信號(hào)幅度的變化而變化，然后將調(diào)制好的光信號(hào)送到光纖上傳輸，接收端的光檢測(cè)器將光信號(hào)從光纖中檢測(cè)出來(lái)，通過(guò)解調(diào)器將其還原成電信號(hào)，從而得到原始信息。
1.3光纖通信的特點(diǎn)光纖通信是利用光進(jìn)行信息傳遞的典型應(yīng)用，它有著傳統(tǒng)通信技術(shù)無(wú)可比擬的有點(diǎn)。光纖的原材料是石英玻璃，屬于絕緣體，不會(huì)受到電磁干擾，因此損耗低，適合長(zhǎng)途傳輸；頻帶寬，通信容量大，傳輸速率快；不受串音干擾，無(wú)法竊聽(tīng)光纖中傳遞的信息，保密性強(qiáng)。
2光纖通信的現(xiàn)狀和主要應(yīng)用
2.1光纖通信的技術(shù)現(xiàn)狀光纖通信可以分為雙纖雙向通信和單纖雙向通信，前者是指通信信息可以在兩根光線中同時(shí)傳輸，后者則需要信息經(jīng)過(guò)調(diào)頻后才能在一根光纖內(nèi)傳輸，。可見(jiàn)，單纖雙向傳輸比較節(jié)省成本，因此在我國(guó)得到了廣泛應(yīng)用。
2.2光纖在各領(lǐng)域的應(yīng)用
2.2.1光纖在傳感器方面的應(yīng)用光纖不僅可以對(duì)光信號(hào)進(jìn)行傳輸，還可以傳輸圖像。因此，光纖可以與其他元器件結(jié)合，對(duì)流量、溫度、濕度、位置、光照等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，發(fā)揮傳感器的作用。
2.2.2光纖在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用光纖可以對(duì)圖像進(jìn)行傳輸，可以通過(guò)光導(dǎo)纖維導(dǎo)入患者的腦部、心臟或者胃部窺視發(fā)病區(qū)域，從而進(jìn)行疾病的治療，也可以進(jìn)行激光手術(shù)等，因此，光纖在醫(yī)療行業(yè)也得到了廣泛應(yīng)用。
2.2.3光纖在通信技術(shù)中的應(yīng)用利用光纖作為傳輸介質(zhì)，用光信號(hào)作為載波的通信即為光纖通信。目前，在我國(guó)，很多行業(yè)都使用光纖作為傳輸媒介，比如海底通信、國(guó)際通信等。光纖通信正在逐步從光纖到路向光纖到樓、光纖到戶、光纖到桌面的技術(shù)發(fā)展。光纖正在逐步地取代銅線、銅纜，成為通信傳輸?shù)闹鲗?dǎo)，現(xiàn)狀已進(jìn)入“光進(jìn)銅退”的時(shí)代。
2.2.4光纖在網(wǎng)絡(luò)電視中的應(yīng)用上世紀(jì)90年來(lái)至今，光纖通信在電信傳輸干線、廣播電視、網(wǎng)絡(luò)電視方面得到了廣泛應(yīng)用，大大促進(jìn)了有線電視網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展。
3光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)與展望
3.1FTTH接入技術(shù)隨著社會(huì)發(fā)展，高清數(shù)字電視，即HDTV將會(huì)是未來(lái)電視業(yè)務(wù)的主流，要實(shí)現(xiàn)這種目標(biāo)，就需要依靠FTTH，也就是光纖到戶技術(shù)。光纖到戶是一種全透明、全光纖接入網(wǎng)絡(luò)，適用于引進(jìn)新業(yè)務(wù)，對(duì)帶寬大小、傳輸模式、波長(zhǎng)等因素沒(méi)有什么限制，且安裝在用戶家中方便，易于及時(shí)維護(hù)、更新、升級(jí)。可以說(shuō)，高清數(shù)字電視是光纖到戶技術(shù)的主要推動(dòng)力，要實(shí)現(xiàn)高清數(shù)字電視的愿景，就必須依靠FTTH技術(shù)啊。FTTH建成后，還將進(jìn)一步促進(jìn)三網(wǎng)融合技術(shù)的發(fā)展，即寬帶上網(wǎng)接入、有線電視接入和傳統(tǒng)固定電話接入。
3.2全光網(wǎng)絡(luò)傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)在結(jié)接點(diǎn)利用的還是電子器件，這在一定程度上影響了通信干線傳輸量的提高，因此研究如何用光節(jié)點(diǎn)替代電節(jié)點(diǎn)是提高傳輸容量的關(guān)鍵。節(jié)點(diǎn)之間的全光化，使信息能夠始終以光信號(hào)進(jìn)行傳輸，無(wú)需中間的電光和光電轉(zhuǎn)換，也不用再安比特進(jìn)行處理，直接根據(jù)波長(zhǎng)來(lái)決定路由，大大提高的傳輸速率。與傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)相比，全光網(wǎng)絡(luò)透明、開(kāi)放、可靠性高、易擴(kuò)展、帶寬大、誤碼率低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、組網(wǎng)靈活，在將來(lái)的通信中會(huì)得到廣泛應(yīng)用。當(dāng)然，全光網(wǎng)絡(luò)并不是獨(dú)立于其他網(wǎng)絡(luò)的，需要與異步傳輸網(wǎng)（ATM）、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)等相融合使用。雖然全光網(wǎng)目前還處于起步階段，但它能消除電光瓶頸，這是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，也是通信技術(shù)發(fā)展的理想。
4小結(jié)
關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀趨勢(shì)展望
一、光纖通信技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀
光纖通信的誕生與發(fā)展是電信史上的一次重要革命。光纖從提出理論到技術(shù)實(shí)現(xiàn)和今天的高速光纖通信也不過(guò)幾十年的時(shí)間。從國(guó)外的發(fā)展歷程我們可以看出，20世紀(jì)60年代中期，所研制的最好的光纖損耗在400分貝以上，1966年英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)電信研究所高錕及Hockham從理論上預(yù)言光纖損耗可降至20分貝/千米以下，日本于1969年研制出第一根通信用光纖損耗為100分貝/千米，1970年康寧公司(Corning)采用“粉末法”先后獲得了損耗低于20分貝／千米和4分貝/千米的低損耗石英光纖，1974年貝爾實(shí)驗(yàn)室(Bell)采用改進(jìn)的化學(xué)汽相沉積法制出性能優(yōu)于康寧公司的光纖產(chǎn)品。到1979年，摻鍺石英光纖在1.55千米處的損耗已經(jīng)降到0.2分貝/千米，這一數(shù)值已經(jīng)十分接近由Rayleigh散射所決定的石英光纖理論損耗極限。
目前國(guó)內(nèi)光纖光纜的生產(chǎn)能力過(guò)剩，供大于求。特種光纖如FTTH用光纖仍需進(jìn)口，但總量不大，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)光纖光纜價(jià)格與國(guó)際市場(chǎng)沒(méi)有差別，成本無(wú)法再降，已經(jīng)是零利潤(rùn)，在國(guó)際市場(chǎng)沒(méi)有太強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，出口量很小。二十年來(lái)的光技術(shù)的兩個(gè)主要發(fā)展，WDM和PON，這兩個(gè)已經(jīng)相對(duì)比較成熟。多業(yè)務(wù)傳輸發(fā)展平臺(tái)兩個(gè)方面，一方面是更有效承載以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，另一方面是向業(yè)務(wù)方面發(fā)展。AS0N的現(xiàn)狀是目前的系統(tǒng)只是在設(shè)備中，或是在網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)了一些功能，但是一些核心作用還沒(méi)有達(dá)到。
二、光纖通信技術(shù)的趨勢(shì)及展望
目前在光通信領(lǐng)域有幾個(gè)發(fā)展熱點(diǎn)即超高速傳輸系統(tǒng)、超大容量WDM系統(tǒng)、光傳送聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、新一代的光纖、IPoverOptical以及光接入網(wǎng)技術(shù)。
（一）向超高速系統(tǒng)的發(fā)展
目前10Gbps系統(tǒng)已開(kāi)始大批量裝備網(wǎng)絡(luò)，主要在北美，在歐洲、日本和澳大利亞也已開(kāi)始大量應(yīng)用。但是，10Gbps系統(tǒng)對(duì)于光纜極化模色散比較敏感，而已經(jīng)鋪設(shè)的光纜并不一定都能滿足開(kāi)通和使用10Gbps系統(tǒng)的要求，需要實(shí)際測(cè)試，驗(yàn)證合格后才能安裝開(kāi)通。它的比較現(xiàn)實(shí)的出路是轉(zhuǎn)向光的復(fù)用方式。光復(fù)用方式有很多種，但目前只有波分復(fù)用(WDM)方式進(jìn)入了大規(guī)模商用階段，而其它方式尚處于試驗(yàn)研究階段。
（二）向超大容量WDM系統(tǒng)的演進(jìn)
采用電的時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)的擴(kuò)容潛力已盡，然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用率低于1％，還有99％的資源尚待發(fā)掘。如果將多個(gè)發(fā)送波長(zhǎng)適當(dāng)錯(cuò)開(kāi)的光源信號(hào)同時(shí)在一級(jí)光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復(fù)用(WDM)的基本思路。基于WDM應(yīng)用的巨大好處及近幾年來(lái)技術(shù)上的重大突破和市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)，波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展十分迅速。目前全球?qū)嶋H鋪設(shè)的WDM系統(tǒng)已超過(guò)3000個(gè)，而實(shí)用化系統(tǒng)的最大容量已達(dá)320Gbps(2×16×10Gbps)，美國(guó)朗訊公司已宣布將推出80個(gè)波長(zhǎng)的WDM系統(tǒng)，其總?cè)萘靠蛇_(dá)200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。實(shí)驗(yàn)室的最高水平則已達(dá)到2.6Tbps(13×20Gbps)。預(yù)計(jì)不久的將來(lái)，實(shí)用化系統(tǒng)的容量即可達(dá)到1Tbps的水平。
（三）實(shí)現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)
上述實(shí)用化的波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)盡管具有巨大的傳輸容量，但基本上是以點(diǎn)到點(diǎn)通信為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實(shí)現(xiàn)類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話，無(wú)疑將增加新一層的威力。根據(jù)這一基本思路，光光聯(lián)網(wǎng)既可以實(shí)現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性、重構(gòu)性、透明性，又允許網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)和業(yè)務(wù)量的不斷增長(zhǎng)、互連任何系統(tǒng)和不同制式的信號(hào)。
由于光聯(lián)網(wǎng)具有潛在的巨大優(yōu)勢(shì)，美歐日等發(fā)達(dá)國(guó)家投入了大量的人力、物力和財(cái)力進(jìn)行預(yù)研，特別是美國(guó)國(guó)防部預(yù)研局(DARPA)資助了一系列光聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目。光聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為繼SDH電聯(lián)網(wǎng)以后的又一新的光通信發(fā)展。建設(shè)一個(gè)最大透明的、高度靈活的和超大容量的國(guó)家骨干光網(wǎng)絡(luò)，不僅可以為未來(lái)的國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施(NJJ)奠定一個(gè)堅(jiān)實(shí)的物理基礎(chǔ)，而且也對(duì)我國(guó)下一世紀(jì)的信息產(chǎn)業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的騰飛以及國(guó)家的安全有極其重要的戰(zhàn)略意義。
（四）開(kāi)發(fā)新代的光纖
傳統(tǒng)的G.652單模光纖在適應(yīng)上述超高速長(zhǎng)距離傳送網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需要方面已暴露出力不從心的態(tài)勢(shì)，開(kāi)發(fā)新型光纖已成為開(kāi)發(fā)下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。目前，為了適應(yīng)干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的不同發(fā)展需要，已出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖，即非零色散光(G.655光纖)和無(wú)水吸收峰光纖(全波光纖)。其中，全波光纖將是以后開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)，也是現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，BPON技術(shù)無(wú)可爭(zhēng)議地將是未來(lái)寬帶接入技術(shù)的發(fā)展方向，但從當(dāng)前技術(shù)發(fā)展、成本及應(yīng)用需求的實(shí)際狀況看，它距離實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用于電信接入網(wǎng)絡(luò)這一最終目標(biāo)還會(huì)有一個(gè)較長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程。
（五）IPoverSDH與IpoverOptical
以lP業(yè)務(wù)為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是當(dāng)前世界信息業(yè)發(fā)展的主要推動(dòng)力，因而能否有效地支持JP業(yè)務(wù)已成為新技術(shù)能否有長(zhǎng)遠(yuǎn)技術(shù)壽命的標(biāo)志。目前，ATM和SDH均能支持lP，分別稱為IPoverATM和IPoverSDH兩者各有千秋。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，當(dāng)IP業(yè)務(wù)量逐漸增加，需要高于2．4吉位每秒的鏈路容量時(shí)，則有可能最終會(huì)省掉中間的SDH層，IP直接在光路上跑，形成十分簡(jiǎn)單統(tǒng)一的IP網(wǎng)結(jié)構(gòu)(IPoverOptical)。三種IP傳送技術(shù)都將在電信網(wǎng)發(fā)展的不同時(shí)期和網(wǎng)絡(luò)的不同部分發(fā)揮自己應(yīng)有的歷史作用。但從面向未來(lái)的視角看。IPoverOptical將是最具長(zhǎng)遠(yuǎn)生命力的技術(shù)。特別是隨著IP業(yè)務(wù)逐漸成為網(wǎng)絡(luò)的主導(dǎo)業(yè)務(wù)后，這種對(duì)JP業(yè)務(wù)最理想的傳送技術(shù)將會(huì)成為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)特別是骨干網(wǎng)的主導(dǎo)傳送技術(shù)。
關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù)優(yōu)勢(shì)接入技術(shù)
引言
近年來(lái)隨著傳輸技術(shù)和交換技術(shù)的不斷進(jìn)步，核心網(wǎng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了光纖化、數(shù)字化和寬帶化。同時(shí)，隨著業(yè)務(wù)的迅速增長(zhǎng)和多媒體業(yè)務(wù)的日益豐富，使得用戶住宅網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求也不只局限于原來(lái)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的需求已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢(shì)，現(xiàn)有的語(yǔ)音業(yè)務(wù)接入網(wǎng)越來(lái)越成為制約信息高速公路建設(shè)的瓶頸，成為發(fā)展寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的障礙。
一、光纖通信技術(shù)定義
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ帕κ健Ｔ诠饫w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(shuō)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，光纖之間的中繞非常小，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(tīng)，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(wèn)題。
二、光纖通信技術(shù)優(yōu)勢(shì)
2.1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。散波長(zhǎng)窗口，單模光纖具有幾十GHz·km的寬帶。對(duì)于單波長(zhǎng)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(shì)。通常采用各種復(fù)雜技術(shù)來(lái)增加傳輸?shù)娜萘浚貏e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。采用密集波分復(fù)術(shù)可以擴(kuò)大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目前，單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps，采用密集波分復(fù)術(shù)實(shí)現(xiàn)的多波長(zhǎng)傳輸系統(tǒng)的傳輸速率已經(jīng)達(dá)到單波長(zhǎng)傳輸系統(tǒng)的數(shù)百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的首選介質(zhì)。
2.2損耗低，中繼距離長(zhǎng)目前，實(shí)用的光纖通信系統(tǒng)使用的光纖多為石英光纖，此類光纖損耗可低于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，因此，由其組成的光纖通信系統(tǒng)的中繼距離也較其他介質(zhì)構(gòu)成的系統(tǒng)長(zhǎng)得多。
如果將來(lái)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(guò)光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無(wú)中繼距離;對(duì)于一個(gè)長(zhǎng)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。目前，由石英光纖組成的光纖通信系統(tǒng)最大中繼距離可達(dá)200多km，由非石英系極低損耗光纖組成的通信系至數(shù)公里，這對(duì)于降低通信系統(tǒng)的成本、提高可靠性和穩(wěn)定性具有特別重要的意義。
2.3抗電磁干擾能力強(qiáng)我們知道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(yáng)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。它是一種非導(dǎo)電的介質(zhì)，交變電磁波在其中不會(huì)產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，即不會(huì)產(chǎn)生與信號(hào)無(wú)關(guān)的噪聲。這樣，就是把它平行鋪設(shè)到高壓電線和電氣鐵路附近，也不會(huì)受到電磁干擾。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。
2.4光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)光纖的芯徑很細(xì)，約為0.1mm，由多芯光纖組成光纜的直徑也很小，8芯光纜的橫截面直徑約為10mm，而標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜為47mm。這樣采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(wèn)題，節(jié)約了地下管道建設(shè)投資。此外，光纖的重量輕，柔韌性好，光纜的重量要比電纜輕得多，在飛機(jī)、宇宙飛船和人造衛(wèi)星上使用光纖通信可以減輕飛機(jī)、輪船、飛船的重量，顯得更有意義。還有，光纖柔軟可繞，容易成束，能得到直徑小的高密度光纜。
2.5保密性能好對(duì)通信系統(tǒng)的重要要求之一是保密性好。然而，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電通信方式很容易被人竊聽(tīng)，只要在明線或電纜附近設(shè)置一個(gè)特別的接收裝置，就可以獲取明線或電纜中傳送的信息，更不用去說(shuō)無(wú)線通信方式。光纖通信與電通信不同，由于光纖的特殊設(shè)計(jì)，光纖中傳送的光波被限制在光纖的纖芯和包層附近傳送，很少會(huì)跑到光纖之外。即使在彎曲半徑很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的。并且成纜以后光纖在外面包有金屬做的防潮層和橡膠材料的護(hù)套，這些均是不透光的，因此，泄漏到光纜外的光幾乎沒(méi)有。更何況長(zhǎng)途光纜和中繼光纜一般均埋于地下。所以光纖的保密性能好。此外，由于光纖中的光信號(hào)一般不會(huì)泄漏，因此電通信中常見(jiàn)的線路之間的串話現(xiàn)象也可忽略。
三、光纖接入技術(shù)
隨著通信業(yè)務(wù)量的不斷增加，業(yè)務(wù)種類也更加豐富，人們不僅需要語(yǔ)音業(yè)務(wù)，高速數(shù)據(jù)、高保真音樂(lè)、互動(dòng)視頻等多媒體業(yè)務(wù)也已經(jīng)得到了更多用戶的青睞。光纖接入網(wǎng)可分為有源光網(wǎng)絡(luò)A(ON)和無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)((PON。)采用SDH技術(shù)、ATM技術(shù)、以太網(wǎng)技術(shù)在光接入網(wǎng)系統(tǒng)中稱為有源光網(wǎng)絡(luò)。若光配線網(wǎng)(ODN全)部由無(wú)源器件組成，不包括任何有源節(jié)點(diǎn)，則這種光接入網(wǎng)就是無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)。
現(xiàn)階段，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)P(ON)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)FT－Tx的主流技術(shù)。典型的PON系統(tǒng)由局側(cè)OLT光(線路終端)、用戶側(cè)ONUO/NT(光網(wǎng)絡(luò)單元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配網(wǎng)絡(luò))組成。PON技術(shù)可節(jié)省主干光纖資源和網(wǎng)絡(luò)層次，在長(zhǎng)距離傳輸條件夏可提供雙向高帶寬能力，接入業(yè)務(wù)種類豐富，運(yùn)維成本大幅降低，適合于用戶區(qū)域較分散而每一區(qū)域內(nèi)用戶又相對(duì)集中的小面積密集用戶地區(qū)。
為實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)母咚倩瑵M足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)，用戶接入部分更是關(guān)鍵，光纖接入網(wǎng)是高速信息流進(jìn)千家萬(wàn)戶的關(guān)鍵技術(shù)。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達(dá)置的不同，有FTB、FTTC，F(xiàn)TTCab和FTTH等不同的應(yīng)用，統(tǒng)稱FTTx。
FTTH(光纖到戶)是光纖寬帶接入的最終方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纖的寬帶特性，為用戶提供所需要的不受限制的帶寬，充分滿足寬帶接入的需求。我國(guó)從2003年起，在“863”項(xiàng)目的推動(dòng)下，開(kāi)始了FTTH的應(yīng)用和推廣工作。迄今已經(jīng)在30多個(gè)城市建立了試驗(yàn)網(wǎng)和試商用網(wǎng)，包括居民用戶、企業(yè)用戶、網(wǎng)吧等多種應(yīng)用類型，也包括運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)、駐地網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)、企業(yè)主導(dǎo)、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商主導(dǎo)和政府主導(dǎo)等多種模式，發(fā)展勢(shì)頭良好。不少城市制定了FTTH的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，有的城市還制門了相應(yīng)的優(yōu)惠政策，這此都為FTTH在我國(guó)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。
在FTTH應(yīng)用中，主要采用兩種技術(shù)，即點(diǎn)到點(diǎn)的P2P技術(shù)和點(diǎn)到多點(diǎn)的xPON技術(shù)，亦可稱為光纖有源接入技術(shù)和光纖無(wú)源接入技術(shù)。P2P技術(shù)主要采用通常所說(shuō)的MC(媒介轉(zhuǎn)換器)實(shí)現(xiàn)用戶和局端的自接連接，它可以為用戶提供高帶寬的接入。目前，國(guó)內(nèi)的技術(shù)可以為用戶提供FE或GE的帶寬，對(duì)大中型企業(yè)用戶來(lái)說(shuō)，是比較理想的接入方式。
關(guān)鍵詞：光波分復(fù)用（WDM）；光載波；光纖
一、光波分復(fù)用（WDM）技術(shù)
光波分復(fù)用（WavelengthDivisionMultiplexing，WDM）技術(shù)是在一根光纖中同時(shí)同時(shí)多個(gè)波長(zhǎng)的光載波信號(hào)，而每個(gè)光載波可以通過(guò)FDM或TDM方式，各自承載多路模擬或多路數(shù)字信號(hào)。其基本原理是在發(fā)送端將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)組合起來(lái)（復(fù)用），并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進(jìn)行傳輸，在接收端又將這些組合在一起的不同波長(zhǎng)的信號(hào)分開(kāi)（解復(fù)用），并作進(jìn)一步處理，恢復(fù)出原信號(hào)后送入不同的終端。因此將此項(xiàng)技術(shù)稱為光波長(zhǎng)分割復(fù)用，簡(jiǎn)稱光波分復(fù)用技術(shù)。
WDM技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容升級(jí)，發(fā)展寬帶業(yè)務(wù)，挖掘光纖帶寬能力，實(shí)現(xiàn)超高速通信等均具有十分重要的意義，尤其是加上摻鉺光纖放大器（EDFA）的WDM對(duì)現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)更具有強(qiáng)大的吸引力。
二、WDM系統(tǒng)的基本構(gòu)成
WDM系統(tǒng)的基本構(gòu)成主要分雙纖單向傳輸和單纖雙向傳輸兩種方式。單向WDM是指所有光通路同時(shí)在一根光纖上沿同一方向傳送，在發(fā)送端將載有各種信息的具有不同波長(zhǎng)的已調(diào)光信號(hào)通過(guò)光延長(zhǎng)用器組合在一起，并在一根光纖中單向傳輸，由于各信號(hào)是通過(guò)不同波長(zhǎng)的光攜帶的，所以彼此間不會(huì)混淆，在接收端通過(guò)光的復(fù)用器將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)分開(kāi)，完成多路光信號(hào)的傳輸，而反方向則通過(guò)另一根光纖傳送。雙向WDM是指光通路在一要光纖上同時(shí)向兩個(gè)不同的方向傳輸，所用的波長(zhǎng)相互分開(kāi)，以實(shí)現(xiàn)彼此雙方全雙工的通信聯(lián)絡(luò)。目前單向的WDM系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)和應(yīng)用方面都比較廣泛，而雙向WDM由于在設(shè)計(jì)和應(yīng)用時(shí)受各通道干擾、光反射影響、雙向通路間的隔離和串話等因素的影響，目前實(shí)際應(yīng)用較少。
三、雙纖單向WDM系統(tǒng)的組成
以雙纖單向WDM系統(tǒng)為例，一般而言，WDM系統(tǒng)主要由以下5部分組成：光發(fā)射機(jī)、光中繼放大器、光接收機(jī)、光監(jiān)控信道和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。
1.光發(fā)射機(jī)
光發(fā)射機(jī)是WDM系統(tǒng)的核心，除了對(duì)WDM系統(tǒng)中發(fā)射激光器的中心波長(zhǎng)有特殊的要求外，還應(yīng)根據(jù)WDM系統(tǒng)的不同應(yīng)用（主要是傳輸光纖的類型和傳輸距離）來(lái)選擇具有一定色度色散容量的發(fā)射機(jī)。在發(fā)送端首先將來(lái)自終端設(shè)備輸出的光信號(hào)利用光轉(zhuǎn)發(fā)器把非特定波長(zhǎng)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有穩(wěn)定的特定波長(zhǎng)的信號(hào)，再利用合波器合成多通路光信號(hào)，通過(guò)光功率放大器（BA）放大輸出。
2.光中繼放大器
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離（80~120km）光纖傳輸后，需要對(duì)光信號(hào)進(jìn)行光中繼放大，目前使用的光放大器多數(shù)為摻鉺光纖光放大器（EDFA）。在WDM系統(tǒng)中必須采用增益平坦技術(shù)，使EDFA對(duì)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)具有相同的放大增益，并保證光信道的增益競(jìng)爭(zhēng)不影響傳輸性能。
3.光接收機(jī)
在接收端，光前置放大器（PA）放大經(jīng)傳輸而衰減的主信道信號(hào)，采用分波器從主信道光信號(hào)中分出特定波長(zhǎng)的光信道，接收機(jī)不但要滿足對(duì)光信號(hào)靈敏度、過(guò)載功率等參數(shù)的要求，還要能承受一定光噪聲的信號(hào)，要有足夠的電帶寬性能。
4.光監(jiān)控信道
光監(jiān)控信道的主要功能是監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)各信道的傳輸情況。在發(fā)送端插入本節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的波長(zhǎng)為λs（1550nm）的光監(jiān)控信號(hào)，與主信道的光信號(hào)合波輸出。在接收端，將接收到的光信號(hào)分波，分別輸出λs（1550nm）波長(zhǎng)的光監(jiān)控信號(hào)和業(yè)務(wù)信道光信號(hào)。幀同步字節(jié)、公務(wù)字節(jié)和網(wǎng)管使用的開(kāi)銷字節(jié)都是通過(guò)光監(jiān)控信道來(lái)傳遞的。
5.網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)
網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)通過(guò)光監(jiān)控信道傳送開(kāi)銷字節(jié)到其他節(jié)點(diǎn)或接收來(lái)自其他節(jié)點(diǎn)的開(kāi)銷字節(jié)對(duì)WDM系統(tǒng)進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等功能。
四、光波分復(fù)用器和解復(fù)用器
在整個(gè)WDM系統(tǒng)中，光波分復(fù)用器和解復(fù)用器是WDM技術(shù)中的關(guān)鍵部件，其性能的優(yōu)劣對(duì)系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量具有決定性作用。將不同光源波長(zhǎng)的信號(hào)結(jié)合在一起經(jīng)一根傳輸光纖輸出的器件稱為復(fù)用器；反之，將同一傳輸光纖送來(lái)的多波長(zhǎng)信號(hào)分解為個(gè)別波長(zhǎng)分別輸出的器件稱為解復(fù)用器。從原理上說(shuō)，該器件是互易（雙向可逆）的，即只要將解復(fù)用器的輸出端和輸入端反過(guò)來(lái)使用，就是復(fù)用器。光波分復(fù)用器性能指標(biāo)主要有接入損耗和串?dāng)_，要求損耗及頻偏要小，接入損耗要小于1.0~2.5db，信道間的串?dāng)_小，隔離度大，不同波長(zhǎng)信號(hào)間影響小。在目前實(shí)際應(yīng)用的WDM系統(tǒng)中，主要有光柵型光波分復(fù)用器和介質(zhì)膜濾波器型光波分復(fù)用器。
1.光柵型光波分復(fù)用器
閃耀光柵是在一塊能夠透射或反射的平面上刻劃平等且等距的槽痕，其刻槽具有小階梯似的形狀。當(dāng)含有多波長(zhǎng)的光信號(hào)通過(guò)光柵產(chǎn)生衍射時(shí)，不同波長(zhǎng)成分的光信號(hào)將以不同的角度射出。當(dāng)光纖中的光信號(hào)經(jīng)透鏡以平行光束射向閃耀光柵時(shí)，由于光柵的衍射作用，不同波長(zhǎng)的光信號(hào)以方向略有差異的各種平行光返回透鏡傳輸，再經(jīng)透鏡聚焦后，以一定規(guī)律分別注入輸出光纖，從而將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)分別以不同的光纖傳輸，達(dá)到解復(fù)用的目的。根據(jù)互易原理，將光波分復(fù)用輸入和輸出互換即可達(dá)到復(fù)用的目的。
2.介質(zhì)膜濾波器型光波分復(fù)用器
目前WDM系統(tǒng)工作在1550nm波長(zhǎng)區(qū)段內(nèi)，用8，16或更多個(gè)波長(zhǎng)，在一對(duì)光纖上（也可用單光纖）構(gòu)成光通信系統(tǒng)。其波長(zhǎng)與光纖損耗的關(guān)系見(jiàn)圖4。每個(gè)波長(zhǎng)之間為1.6nm、0.8nm或更窄的間隔，對(duì)應(yīng)200GHz、100GHz或更窄的帶寬。
五、WDM技術(shù)的主要特點(diǎn)
1.充分利用光纖的巨大帶寬資源，使一根光纖的傳輸容量比單波長(zhǎng)傳輸增加幾倍到幾十倍，從而增加光纖的傳輸容量，降低成本，具有很大的應(yīng)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
2.由于WDM技術(shù)中使用的各波長(zhǎng)相互獨(dú)立，因而可以傳輸特性完全不同的信號(hào)，完成各種信號(hào)的綜合和分離，實(shí)現(xiàn)多媒體信號(hào)混合傳輸。
3.由于許多通信都采用全雙式方式，因此采用WDM技術(shù)可節(jié)省大量線路投資。
4.根據(jù)需要，WDM技術(shù)可以有很多應(yīng)用形式，如長(zhǎng)途干線網(wǎng)、廣播式分配網(wǎng)絡(luò)，多路多地局域網(wǎng)等，因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用十分重要。
1.1設(shè)計(jì)原則
巍山變電站是110kV智能變電站，因此在智能變電站的光纖通信系統(tǒng)建立時(shí)，需要從總體上考慮光纖系統(tǒng)的可行性和可實(shí)現(xiàn)性，在保證傳輸安全的前提下保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩纯煽啃浴Ｖ悄茏冸娬竟饫|的選擇要符合施工的實(shí)際情況，光纖的接口應(yīng)該盡量統(tǒng)一，在施工中要盡量采用新技術(shù)。方案的設(shè)計(jì)要盡可能節(jié)約光纜的使用量，提高光纖的利用率，同時(shí)要在設(shè)計(jì)中明確施工目標(biāo)，從而保證施工效率。在進(jìn)行光纜的鋪設(shè)時(shí)要注意光纜的保護(hù)等。
1.2光纜的選擇
在智能變電站中，光纜產(chǎn)品的性能決定了智能變電站的通信效率，因此光纜的選擇是其在設(shè)計(jì)時(shí)需要優(yōu)先考慮的，在實(shí)際的工作中要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行光纜的選擇。在智能變電站內(nèi)數(shù)據(jù)的傳輸距離長(zhǎng)，通常選用單模光纜，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸；站內(nèi)各LED之間的通信，則要選用漸變性多模光纜。在進(jìn)行戶外配電裝置的選用時(shí)，對(duì)光纜的抗磨損性要求較高，因此大多選用鎧裝型光纜。在光纜的選擇之后，還要進(jìn)行光纜連接器的選擇，即接入光模塊的光纖接頭。根據(jù)使用的光纜塊不同，光纜連接器的選擇也有不同。該變電站采用光纖代替了二次電纜技術(shù)，并且通過(guò)智能終端使各項(xiàng)數(shù)據(jù)可以共享。
2智能光纖通信系統(tǒng)的主要實(shí)施手段
2.1光纜線路設(shè)計(jì)
在進(jìn)行信息數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，為了保證傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性，使光纖在各種環(huán)境下都能夠進(jìn)行長(zhǎng)期使用，需要將光纖制作成光纜。在進(jìn)行光纜設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)光纜進(jìn)行足夠的保護(hù)，保證光纖不受外界因素的損壞，光纜的材質(zhì)要選擇重量較輕、便于施工和維護(hù)的材料。針對(duì)不同的傳輸環(huán)境，選擇不同結(jié)構(gòu)的光纜，從而將傳輸?shù)木€路進(jìn)行優(yōu)化處理。在進(jìn)行光纜的安裝時(shí)，要對(duì)光纜之間的擠壓、磨損、扭轉(zhuǎn)等進(jìn)行規(guī)范操作，清除光纜附近的障礙物，進(jìn)行電場(chǎng)強(qiáng)度控制，使其感應(yīng)電場(chǎng)不超過(guò)規(guī)定值。由于110kV巍山智能變電站光纜的安裝是在高電壓的環(huán)境下進(jìn)行安裝，因此要格外注意人身安全和安裝設(shè)備安全，在安裝時(shí)要進(jìn)行安全措施防護(hù)，保持作業(yè)的安全。要注意施工的環(huán)境，在施工結(jié)束后要在附近懸掛警示牌和設(shè)立相關(guān)的標(biāo)志，及時(shí)進(jìn)行光纜的維護(hù)等。
2.2通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)
110kV巍山智能變電站的通信系統(tǒng)主要由傳輸設(shè)備、接入設(shè)備和電源設(shè)備組成，SDH傳輸設(shè)備是光纖系統(tǒng)的核心，所有的控制信號(hào)都要通過(guò)SDH進(jìn)行轉(zhuǎn)換才能進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。PCM接入設(shè)備將傳輸設(shè)備中的2M信號(hào)轉(zhuǎn)換為可控制傳輸?shù)?4K信號(hào)，而電源設(shè)備是通信系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要保證，只有電源提供穩(wěn)定的電源，才能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目蓪?shí)現(xiàn)性和準(zhǔn)確性。在進(jìn)行通信設(shè)備施工時(shí)，要對(duì)施工人員進(jìn)行大地放電，消除人體靜電，以防止通信設(shè)備的損壞。通信設(shè)備對(duì)周圍環(huán)境的要求很高，要設(shè)置專門的通信機(jī)房，安裝防靜電地板，同時(shí)要保證機(jī)房的溫度和濕度恒定，將通信電池和設(shè)備相分隔開(kāi)，以防止火災(zāi)的發(fā)生。巍山智能變電站的設(shè)計(jì)中采用了全封閉式的組合電器，具有很強(qiáng)的抗干擾功能，智能化遠(yuǎn)程遙控可以大大減少人為操縱的風(fēng)險(xiǎn)。
3現(xiàn)階段變電站中光纖通信系統(tǒng)存在的問(wèn)題
3.1光纜施工安全隱患
在智能變電站建設(shè)中，光纖通信作為其主要通信介質(zhì)發(fā)揮出了極大的作用，但是在施工建設(shè)中容易出現(xiàn)一系列問(wèn)題，導(dǎo)致變電站通信質(zhì)量受到損壞。在導(dǎo)入光纖時(shí)接口密封不嚴(yán)，使保護(hù)鋼管中容易出現(xiàn)積水，造成冬天積水無(wú)法排除結(jié)冰膨脹，從而造成光纖被積壓，不僅降低了傳輸效率，同時(shí)也影響了光纜的安全性。在進(jìn)行光纜材料的選用時(shí)沒(méi)有固定的標(biāo)準(zhǔn)，捆綁材料也達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，使光纜在固定時(shí)不穩(wěn)定，余纜容易出現(xiàn)散落的現(xiàn)象，從而造成安全隱患。光纜的材料選用不足，也會(huì)造成施工工藝的差異，產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)不到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致同一個(gè)智能變電站中出現(xiàn)不同施工工藝的現(xiàn)象。在進(jìn)行光纜的固定和安裝時(shí)，其固定架間隔之間縫隙存在著質(zhì)量問(wèn)題，部分型號(hào)的光纜固定架間隙不足，導(dǎo)致傳輸?shù)馁|(zhì)量和速率下降，固定架和光配機(jī)架上下距離不夠充足，使光纜在固定保護(hù)套管彎曲過(guò)大，使館內(nèi)光纖造成積壓，從而降低傳輸速率。
3.2材料選擇不規(guī)范
智能變電站光纖通信系統(tǒng)涉及到多個(gè)專業(yè)，施工需要采購(gòu)的設(shè)備數(shù)量多，型號(hào)也分為很多種類，因此在進(jìn)行設(shè)備采購(gòu)時(shí)針對(duì)光纜固定架、配線單元、保護(hù)套管等材料的配備要符合施工的要求。但是從巍山智能變電站光纖通信系統(tǒng)的材料選購(gòu)上看，設(shè)備進(jìn)行采購(gòu)時(shí)常常出現(xiàn)遺漏的現(xiàn)象，設(shè)備材料的供應(yīng)商數(shù)目眾多，其產(chǎn)品型號(hào)難以統(tǒng)一，給材料的配置帶來(lái)了很多的困難。不同型號(hào)進(jìn)行的施工工藝也不相同，造成工程的工藝不規(guī)范。
3.3施工人員素質(zhì)不強(qiáng)
智能變電站光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)建是一個(gè)非常復(fù)雜的施工工程，施工規(guī)模大，項(xiàng)目多，作業(yè)環(huán)境危險(xiǎn)，這就需要施工人員增強(qiáng)安全意識(shí)和專業(yè)技能，但是現(xiàn)階段很多施工人員不注重技能的提升，不能夠及時(shí)掌握新技術(shù)，在進(jìn)行高電壓作業(yè)時(shí)防護(hù)措施不到位，高空作業(yè)時(shí)沒(méi)有配備相應(yīng)的安全設(shè)施，造成人身安全隱患。在進(jìn)行通信設(shè)備的建設(shè)時(shí)沒(méi)有進(jìn)行大地放電，身上的靜電造成通信設(shè)備的損壞等。
4加強(qiáng)變電站站內(nèi)光纖通信的有效措施
4.1進(jìn)行變電站初期研究
在進(jìn)行智能變電站光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)建時(shí)，要與相關(guān)部門進(jìn)行溝通，確定系統(tǒng)的可實(shí)現(xiàn)性，要對(duì)光纜通信建設(shè)的目標(biāo)進(jìn)行明確，同時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，將設(shè)備材料的選購(gòu)、光纜設(shè)計(jì)數(shù)量、安裝方式和投入使用等各界環(huán)節(jié)進(jìn)行預(yù)算和估量，在設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格審核期設(shè)備的選用，人員的調(diào)配和施工技術(shù)的應(yīng)用也要符合相關(guān)的規(guī)定。要選擇專業(yè)的設(shè)備廠家進(jìn)行設(shè)備材料的選購(gòu)，保證設(shè)備的型號(hào)一致，將安全隱患在初期研究階段降到最低。110kV巍山變電站的順利實(shí)施和政府的支持緊密相連，其各項(xiàng)施工也符合國(guó)家的施工要求。
4.2規(guī)范施工中的各項(xiàng)操作
在進(jìn)行光纜的安裝和調(diào)試運(yùn)行時(shí)，施工人員要嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行規(guī)范操作，在進(jìn)行光纜施工時(shí)，要以光纜數(shù)據(jù)傳輸效率最大化和傳輸安全為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行光纜的安裝。結(jié)合巍山當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)，對(duì)于施工中出現(xiàn)的客觀因素如天氣原因等要進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整工期，保證施工的進(jìn)度和工期。及時(shí)將新技術(shù)應(yīng)用到施工建設(shè)中，從而讓通信建筑更好地發(fā)揮其作用。在建筑中明確責(zé)任人和監(jiān)督人，監(jiān)督施工按照相關(guān)規(guī)定操作，保證施工的安全。
4.3加強(qiáng)施工人員的培訓(xùn)
在進(jìn)行光纜通信建設(shè)時(shí)，施工人員的操作是保證系統(tǒng)順利運(yùn)行的關(guān)鍵。要加強(qiáng)對(duì)施工人員的技能培訓(xùn)和綜合素質(zhì)的提高，不斷提升員工的專業(yè)技能水平，讓新技術(shù)運(yùn)用到光纖通信建設(shè)中。增強(qiáng)員工的安全意識(shí)，在員工進(jìn)行危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)時(shí)，要讓員工配備相應(yīng)的安全工具，如安全帽等，在進(jìn)行通信設(shè)備建設(shè)時(shí)，要注意對(duì)員工進(jìn)行大地放電，減少通信設(shè)備的損害。建筑單位要及時(shí)對(duì)光纜進(jìn)行維護(hù)，防止光纜的損壞造成極大的損失。
5結(jié)語(yǔ)