光纤通信论文大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇光纤通信论文范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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2掺铒光纤放大器（EDFA）实验

本研究用于分析EDFA的频率特性和噪声性能[9]，仿真模型如图5所示。在仿真模型中掺铒光纤参数：Length7m，Corera-dius2.2m，Ermetastablelifetime10ms，Erdopingradius2.2m，Eriondensity1e+025m3，Numericalaperture0.24。仿真结果如图6所示。图6中，（a）为CW激光器的频率与EDFA增益的关系曲线，（b）为信号输入功率与EDFA增益曲线，（c）为功率噪声曲线。光接收机实验光接收机主要的性能指标是灵敏度和动态范围。本研究的目的是了解光接收机灵敏度与误码率的关系及灵敏度与最小输入功率的关系[10]，仿真模型如图7所示。

3WDM系统实验

波分复用是光纤通信系统扩大传输容量，提高传输速率的主要途径之一，仿真模型如图9所示。图9中，利用Mach-Zehnder调制器进行外调制，16路复用，光发射器参数：Bitrate40Gb/s。线路由50km单模光纤与10km色散补偿光纤构成循环单元，采用掺饵光纤放大器。解复用器参数：Bandwidth8e+010Hz，Depth100dB，FiltertypeBessel，Filterorder6。图10为WDM系统实验仿真结果，图中给出了解复用器之前光纤线路之后的光谱图，图中较低的部分为噪声部分。

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一、光纤通信网保护系统概述

实现网络生存性一般有两种方法：保护和恢复。

保护是指利用节点间预先分配的容量实施网络保护，即当一个工作通路失效时，利用备用设备的倒换，使工作信号通过保护通路维持正常传输。保护往往处于本地网元或远端网元的控制下，无需外部网管系统的介入，保护倒换时间很短，但备用资源无法在网络范围内共享，资源利用率低。

恢复则通常利用节点间可用的任何容量，包括预留的专用空闲备用容量、网络专用的容量乃至低优先级业务可释放的容量，还需要准确地知道故障点的位置，其实质是在网络中寻找失效路由的替代路由，因而恢复算法与网络选用算法相同。使用网络恢复可大大节省网络资源，但恢复倒换由外部网络操作系统控制，具有相对较长的计算时间。

通常认为保护是一种能够提供快速恢复、适用特定拓扑的技术（例如线形和环形）；而恢复通常主要适用网状拓扑，能最佳的利用网络资源。

二、光纤通信网自动保护系统方案选择

随着WDM系统的广泛使用，在光层上实现对点到点系统的保护倒换就成为一个非常重要的课题。许多光网络的保护结构与SDH是极其相似的。对于点对点的线路系统，经常考虑1+1和1:1的线路（光复用段OMS）保护倒换方案。

线路保护倒换的工作原理是当工作链路传输中断或性能劣化到一定程度后，系统倒换设备将主信号自动转至备用光纤系统来传输，从而使接收端仍能接收到正常的信号而感觉不到网络已出现故障。该保护方法只能保护传输链路，无法提供网络节点的失效保护，因此主要适用于点到点应用的保护。

（一）1+1光保护层

对于1+1光链路保护，只能对链路故障中的业务进行保护。这种方法是利用光滤波器来桥接光信号，并把同样的两路信号分别送入工作光纤和保护光纤的通道中。保护倒换完全是在广域网内实现。当遇到单一的链路故障时，在接收端的光开关便把线路切换到保护光纤。由于在这里电层的复制和操作，所以除了当发射机和接收机发生故障时会丢失业务外，一切故障都可以恢复。

（二）1:1光保护层

（1:1）的光层保护方案与（1+1）的光层保护方案很类似，都是利用备用的路由链路来避免链路故障对业务的影响。业务流量并不是被永久地桥接到工作和保护光纤上，相反，只有出现故障时，才在工作光纤和保护光纤之间进行一次切换。

在双向通道中，当有故障事件出现时，使用APS信令信道来协调交换机的保护倒换动作。在（1+1）的SONET网络中的保护恢复结构中，在头和尾之间有一个APS信道，保护倒换的实现既使用了保护光纤又使用了一条APS信令信道。而在（1:1）的光层保护结构中，在保护光纤中不必存在相互通信的通道，因为这种结构没有在电层上被复制信号。只有当发射端和接收端都切换到保护光纤中，这个通信通道才建立起来。当出现故障时，如果接收端不知道发射端是否切换到保护光纤上时，接收机端就经由保护光纤给发射端发出一个消息。因此，当接收机最初倒换到保护光纤上时它并不能接收到任何信号。而如果发射端已切换到保护光纤上了，那么利用上述过程就可完成对业务的保护和恢复。否则，业务流量就会丢失。如果再由一个独立的“带外”光业务通道来支持保护倒换的信令，那么这种发射机与接收机在协调工作方面的困难就可以避免掉。

（三）1:N光保护层

（1:N）的光层保护结构与（1:1）的保护结构类似。然而在这里，N个工作实体共享同一个保护光纤。如果有多条工作光纤出现故障，那么只有其中的一条所承载的流量可以恢复。最先恢复的使具有最高优先级的故障。

通过以上几种点到点的光层保护倒换方案的比较可以看出：1:1光层保护技术有更高的恢复率和可靠性。

三、城域网光纤通信自动保护系统的组成结构

城域网光纤通信自动保护系统采用三级分层控制结构，第一级为远层监控中心，负责各监控站的监测、通信和控制的授权，通常由网络通信设备和计算机组成；第二级为监测站，向上一级的远程监控中心反映系统工作状态，往下一级实现对各条线路进行整体地集中监测和管理，通常由主控盘和显示器组成；第三级为多个光保护盘，实现对各条通信线路的监控和管理，并和上一级进行通信，反映系统工作状态光保护盘是线路监测和切换的直接执行者，同时又完成向监测站的数据传输和状态显示，它主要由光信号发送部分和接收两部分组成。Sin为发送端光端机发出信号的输入端，光端机输入的信号从该接口进入光保护盘，当系统工作在主路时，通过光开关从Sout1主发端送到主路通信光纤中；在系统工作在备路时，则从Sout2备发端送入通信线路的备路光纤中。Rin1为主路光信号的输入端，系统工作在主路状态时光纤线路输入的信号从该接口进入光保护盘，经过分光器分出3%的光信号用于检测，另外的97%的光信号从Rout发端送到接收光端机中；在系统工作于备路时，光纤线路输入的信号则从Rin2备送入光保护盘，从Rout发送到接收光端机。另外光保护盘还备有主/备线路工作状态指示灯、本盘复位按钮、RS－485计算机接口和电源接口。

在本系统的结构设计中，采取模块化的方式进行设计，容易的实现功能扩展。系统设计时充分体现构件化的思想，小到功能点，大到子系统，甚至整个系统贯穿“构件”的概念。

四、城域网光纤通信自动保护系统的工作原理

城域网光纤通信自动保护系统采用光纤的备份使用机制，用一条主路光纤，一条备路光纤来保证传输系统的稳定性、可靠性。在主线路出现故障或阻断时，用备用线路代替主线路继续工作、从而保障整个通信正常进行的实时监测系统。它对通信线路的监控功能主要体现在如下三个方面：

（一）主路在用光纤正常运行时

自动保护系统的各光保护盘对主路在用光纤实时地进行收光功率监测，自动建立参考，自动分析，时刻与监测站和远程监测中心保持通信，响应各种指令。

（二）主路光纤发生故障时

当系统收到的光功率值小于绝对告警门限（认为系统无光时的光功率值），或者收到的光功率值与系统参考光功率值（正常通信时的光功率值）之差大于相对告警门限（和正常通信时的收光功率相比较，光功率衰减到致使通信不稳定或不能正常进行的光功率变化值）时，系统控制模块就判定通信光纤处于阻断状态，自动将通信从主路光纤切换到备路光纤。

（三）主路光纤修复后

对主路光缆进行测试，确认线路没有问题后，在远程控制中心受权下，通过对光纤自动保护系统的复位操作使通信系统从备路光纤切换到主路光纤。

参考文献：

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1.光纤通信技术

光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路，光纤之间的串绕非常小；光波在光纤中传输，不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听；光纤的芯很细，由多芯组成光缆的直径也很小，所以用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题。

光纤通信在技术功能构成上主要分为：(1)信号的发射；(2)信号的合波；(3)信号的传输和放大；(4)信号的分离；(5)信号的接收。

2.光纤通信技术的特点

(1)频带极宽，通信容量大。光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽，光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量，特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps。

(2)损耗低，中继距离长。目前，商品石英光纤损耗可低于0～20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低；若将来采用非石英系统极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离；对于一个长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂性可大大降低。

(3)抗电磁干扰能力强。光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。由于能免除电磁脉冲效应，光纤传输系还特别适合于军事应用。

(4)无串音干扰，保密性好。在电波传输的过程中，电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰，而容易被窃听，保密性差。光波在光纤中传输，因为光信号被完善地限制在光波导结构中，而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收，即使在转弯处，漏出的光波也十分微弱，即使光缆内光纤总数很多，相邻信道也不会出现串音干扰，同时在光缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。

除以上特点之外，还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设；光纤的原材料资源丰富，成本低；温度稳定性好、寿命长。由于光纤通信具有以上的独特优点，其不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力通信控制系统中，进行工业监测、控制，而且在军事领域的用途也越来越为广泛。

3.光纤通信技术在有线电视网络中的应用

20世纪90年代以来，我国光通信产业发展极其迅速，特别是广播电视网、电力通信网、电信干线传输网等的急速扩展，促使光纤光缆用量剧增。广电综合信息网规模的扩大和系统复杂程度的增加，全网的管理和维护，设备的故障判定和排除就变得越来越困难。可以采用SDH＋光纤或ATM＋光纤组成宽带数字传输系统。该传输网可以采用带有保护功能的环网传输系统，链路传输系统或者组成各种形式的复合网络，可以满足各种综合信息传输。对于电视节目的广播，采用的宽带传输系统可以将主站到地方站的所需数字，通道设置成广播方式，同样的电视节目在各地都可以下载，也可以通过网络管理平台控制不同的站下载不同的电视节目

有线电视网络在全国各地已基本形成，在有线电视网络现有的基础上，比较容易地实现宽带多媒体传输网络，因此在目前的情况下，不应完全废除现有的有线电视网，而用少量的投资来完善和改造它，满足人们的目前需要。很多地区的CATV已经是光纤传输，到用户端也是同轴电缆进入千万家。但是现在建设的CATV大多是单向传输，上行信号不能在现有的有线电视网中传送。可以通过电信网PSTN中语音通道或数据通道形成上行信号的传送，也可以通过语音接入系统来完成。将电话接到各用户，这样各用户间即可以打电话，也可以利用广电自己的综合信息网中的宽带传输系统构成广电网中自己的上行信号的传送，组成了双向应用的Internet网。

现在光通信网络的容量虽然已经很大，但还有许多应用能力在闲置，今后随着社会经济的不断发展，作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长，一定会超过现有网络能力，推动通信网络的继续发展。因此，光纤通信技术在应用需求的推动下，一定不断会有新的发展。

参考文献：

[1]王磊，裴丽.光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息，2006，(4)

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1.常规教学为基础

教学团队探究讲课艺术，改进课堂教学方法，提高授课的互动性，启发学生以“科学研究”的思维思考课本中的知识。教学内容上，注重教学内容的科学性、先进性、新颖性与启发性，及时更新充实教学内容；同时制作较高质量的多媒体课件，通过文字、图片以及动画等多种形式丰富课堂教学。

2.实例研讨作穿插

课堂授课适时引入生活中常见实例，如光纤入户、高清视频点播技术等，由此展开研讨式教学。通过对生活中实例的分析，把抽象的理论变成具体的实际，以此切入并开展课堂讨论，激发学生兴趣。同时，针对实例为学生提供课后实践，使其对问题的理解更深入。

3.热点问题当点缀

结合当前的光纤通信的热点问题，如光纤通信网的安全性、全光网等问题，对热点问题进行深入剖析，形成与课程相配套的实例资料集，对热点问题开展课堂讨论调动学生积极性，以小组为单位鼓励学生进行问题分析总结、讲解，并鼓励学生撰写小论文，以此激发学生的学习兴趣，提高学生自主学习和独立思考的能力。通过研讨式教学，学生良好的思考习惯建立起来，学习态度由被动转为主动，实现了学习过程的立体化。

二、研讨式教学效果分析

相对于传统灌输式教学方式，研讨式教学建立了融洽的师生关系，激发了学生的创造欲望。研讨式教学为每一位学生发挥个性提供了良好的平台，学生的个性得到尊重，创新意识和能力得到解放，学生更加积极主动的观察思考。在师生关系上，实现了从主客关系到主主关系的转变；在教学目标上，实现从“授人以鱼”到“授人以渔”的转变；教学方式上，实现从“讲授式”到“研讨式”的转变；在教学形式上，实现从“一言堂”到“群言堂”的转变；在教学评价上，实现从“一张试卷定高下”到按学生的实际表现和能力来综合评定成绩的转变。

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2光纤通信技术的应用现状

20世纪70年代,我国就电信光纤通信技术进行了研究,同时取得了显著的成绩。目前我国电信光纤通信技术已经实现了光同步数字传输,同时应用领域也在不断的扩大,而本文主要针对电信光纤通信技术在几个领域的应用情况进行详细的介绍和深入的解析。主要有广播电视、电力通信、智能交通等方面。(1)光纤通信技术在广播领域得到了广泛的应用,同时其发展的规模越来越大。目前,我国以光缆为基础的网络建设在不断的发展,因此光缆网已经成为我国传输数据以及数字电视最主要的链接方式,其可靠性较高。现在光缆不仅仅能够传输电视台、发射台、卫星站、有限电视网等信号,同时其传输信号的质量较好,因此电信光纤通信技术在广播电视领域的应用范围在不断的扩大,也得到了民众的认可。此外电信光纤通信技术还是广播电视网、计算机网、通信网等传输系统首先的传输数字自豪的最佳介质,同时也是高性能通信网络中不可或缺的组成部分,因此目前我国当前光纤通信技术的主要目标是光纤宽带干线的传输以及接入。(2)电信光纤通信技术在电力通信领域的发展进程也在不断的加快。电力系统的自动化控制是电网的市场化运营基础,电力通信的主要功能是为实现现代化管理提供优质的服务。在电力通信领域中,早已经建立了光纤通信系统,开始建立时,主要通过沿用传统管道、架空等方式进行光缆的铺设,同时最为目前我国输配率是覆盖面最广的网络基础设施,光纤同喜系统能够实现长距离、跨区域输送电能,从而满足人们对电能的需求。此外电信光纤通信技术能够有效的提高电力通信的可靠性,其中在改领域已经开始采用了专用的特种光纤,比如复合地线、复合相线、全介质自承光缆等。(3)智能交通领域中也应用了光纤通信技术。目前我国高速公路运营管理逐渐朝着智能化的方向发展。与此同时,为了在输出话音、图像、数据等信息时都需要一条专用通道,因此建立与完善光纤通信系统已经成为提高高速公路运营效率以及智能管理的重要方式之一。目前高速公路管理系统与智能交通建设的发展也离不开光纤通信技术,该技术为联网收费以及管理提供了坚实的技术支持。在信息化时代中,智能交通建设就是以光纤通信技术为基础发展起来的,而智能交通系统本质上看实际就是交通领域的信息化。在智能交通领域应用光强通信技术,能够有效构建实时高效、安全的综合交通管理系统。

3电信光纤通信技术发展趋势的优势分析

光宽网在建设过程中,我国为其发展提供良好的外在条件。随着我国经济宏观政策跳着我国城镇经济,我国每年的旧城改造与新屋建设分别已经高达20多亿平方米,能够将2000万户新居或数百万个企业包含在内,从而为电信业务提供更多的机会。随着我国科技水平的稳步提升,我国电信光纤通信技术提供的服务质量也在一定程度上得到了提高,从而满足人们不同的需求。电信光纤通信技术不仅传输的速度快,传输容量大,并在长距离的基础上还能过实现信息容量的提升,还能过完善全光网络系统。电信光纤技术在我国经济发展中有着十分重要的意义。(1)全光网络。电信光纤通信技术中最为关键的组成部分指的就是全光网络,这是电信光纤通信技术发展的核心在路由以及信令的控制全光网络能够完成自动交换连接的功能。它在传送网中引入信令与选路,并利用智能的控制层面从而建立呼叫和链接,并完成实现路由设置、端到端业务调度以及网络的自动恢复功能的工作。为了加强电信光纤通信技术全面发展,可以从全光网路特点角度入手,对电信光纤通信技术进行深入的研究,并对技术发展模式不断的创新。伴随国务院《“宽带中国”战略及实施方案》的推进,联通等通信运行商为了更好的完成宽带中国的目标,加大了“城乡一体化”光网改造工程的推行力度,从根本上满足社会对网络光纤通信技术的需求。(2)多业务承载能力。改革创新电信市场的发展模式,有利于促进我国电信市场的发展,同时对运营模式进行重组改制,进一步实现电信业务的多元化发展。网络系统光纤接入技术的应用一方面能够承载更多的业务项目,另一方面可以强化基础性承载业务水平,而多业务承载能力提供的重点有移动基站回传、语音等服务。电信用提高光业务的解决方案代替原来的提高传输通道的解决方案,起到了提高多种高质量的带宽应用与服务的作用。其中主要包括了:;业务;带宽出租、带宽批发、带宽贸易、实时计费;流量工程;分布式恢复;(软永久连接)/(交换连接)/(永久连接)。对接式网络结构是传统接入网系统常用的模式之一,这种模式会从根本上提高运营系统管理的成本,从而影响网络系统建设的经济效益。而在使用了高接入带宽接入网后,可以讲系统与网络进行有效的融合,提高网络系统的运行效率,并建立统一系统的应用平台。电信光纤接入技术除了加强了多业务承载能力之外,还提高了系统客户应用的安全性,在业务发展得到保障的基础上,也保证服务质量的水准。此外,在承载更多系统业务的同时,电信光纤通信技术针对个人系统应用进行了一定的强化。与此同时电信光纤通信技术能够提供高精度时钟、有效满足针对移动基站的回传业务。

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1.1物理链路的设计

首先是并串、串并转换集成电路的选取。在通信领域已经有许多高速并串转换的芯片，但大部分都是面向民用通信领域的通用协议设计的，针对性强，协议架构复杂，不适合串行自定义总线协议的实现。经过一番比对，笔者选取了TI公司的TLK1501芯片。该芯片在应用层是开放式的，应用相对简单，利于自定义总线协议的实现，便于开发调试。它的串行吞吐速率为0.6～1.5Gbps[2]，已能满足应用。考虑到PCB布板及实时数据传输的需要，选择800Mbps作为数据传输速率。其次是光模块的选取。光模块现在已经发展到具有支持波分复用的能力，考虑到引导总线实时只传输一种指令，所以选择单一波长的光模块即可。目前主要有三种波长的光模块可以选择：850nm，1310nm，1550nm。850nm多模光模块主要应用于短距离传输，一般500米以内；1310nm，1550nm光模块一般应用在单模光纤。考虑到性价比因素笔者选用了某公司的1310nm波长光模块EO2F-13-311423。该光模块输出功率-7dBm左右，灵敏度-21dBm左右，即使光纤转接有些损耗，整个光纤通路也有比较充裕的动态范围来保证通信的可靠。TLK1501与EO2F-13-311423间的接口电路见图1。

1.2TLK1501设计

TLK1501负责整个物理链路中数据的并串、串并转换，是数据高速传输的关键节点，设计时应注意以下3点。1）时钟的选取TLK1501有8bit/10bit转换机制，这样在FPGA与TLK1501的并行数据端口的16bit数据进入芯片后会转成20bit数据进行传输；反过来推算，16位并行端口的速率应为40MHz。选择40MHz时钟时应注意，发送方和接收方TLK1501对时钟的要求比较高，频差须在0.01%以内，时钟的抖动不能超过40ps。设计时将FPGA送给TLK1501的时钟与并行数据的输送时钟尽可能做到同相位，布线长度也尽量相近。2）收发的同步设计TLK1501只有进入同步状态后才能正常传输数据，它有两种方式发送同步码，一种是TX-EN、TX-ER为00时发送端强制发送同步码；另一种是当LCKREFN为高时，TLK1501内部状态机自动控制发送同步码。本设计采用的是第一种同步设计。FPGA首先控制TX-EN、TX-ER为00，产生IDLE码字，一段时间之后传输正常的数据，接收模块根据接收到的帧同步信号判断链路是否同步。如果链路同步，可以发送正常数据。如果链路失同步，则再产生IDLE码字，等待重新进入同步状态。3）PRBS测试为了使整个光通信链路的调试进展顺利，可以先在每个用户端口对TLK1501的收发进行PRBS回环测试，如回环测试有问题，可能是因为时钟抖动太大，或电源不稳定，需改进设计。在每个用户的TLK1501分别通过测试后，可以进行两个用户间的PRBS测试，验证用户间的两个时钟是否匹配，如两个用户间PRBS测试通过，就可以进行高速光纤串行通信总线的测试了。

1.3传输协议的设计

信息交换帧由帧头、帧长度、命令码、引导信息、校验字、帧尾等字段组成，帧格式定义见表1。帧的基本组成为字，每个字为16bit，即2个字节，正好匹配TLK1501芯片并行数据端口的数据位数，位定义符合TLK1501芯片的数据总线定义。帧头与帧尾各有3个16比特的字，通信时方便用户将完整的一帧内容接收下进行解析。对于一些不能丢帧的指令的通信，如图2所示，可由ACK校验和握手机制[3]来确保重发，图中T1：1～10μs。若ACK校验和错误，则自动重发；累计重发次数超过5次或是T1超时1s，本次传输结束，由上位机决定是否重发。

2高速光纤串行总线测试

两个设备间用光纤互联后可以进行高速光纤串行总线的调试与测试，测试框图见图3。测试时在两个设备间定时发送按协议格式简化的一个帧，包括帧头、帧尾，帧头帧尾中间填充有规律的便于观察统计的测试数据，例：“AA55，55AA，5A5A，0000，0001，0002，0003，0004，5A5A，5AA5，A55A”。图4是利用QUARTUS软件自带的SignalTap抓取的传输数据，从图中的接收数据（ser_data_in）可以看到一个完整的带帧头、帧尾，测试数据正确的帧。测试前，可预先在通信板卡的控制芯片例如DSP的程序中增加一段测试代码，专门用于统计通信的误码率。试验的测试结果比较理想，几万次的通信传输中未发现误码，可见误码率是很低的，可以满足工程应用。

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2遥泵系统中拉曼效应的基本原理

同纤遥泵同时还利用了光纤的拉曼效应对信号光进行放大。拉曼效应是在光纤中传输高功率信号时发生的非线性效应（受激拉曼散射），泵浦光子的能量产生了一个与信号光同频率的光子和一个声子，高功率信号的一部分能量经拉曼效应传递给信号光，实现对信号光的放大［3］。拉曼增益强度与泵浦光强和泵浦光与信号光的频率差有很大关系，差值为13THz时，这种增益达到极点。因此，要放大1530～1605nm的工作波长，最佳泵浦源波长在1420～1500nm波段，遥泵的泵浦光波长为1480nm，产生的拉曼效应能够对信号光进行放大［3］。光纤中的受激拉曼增益谱如图4。EDFA泵浦光的波长一般为980和1480nm，其中1480nm波长的泵浦光具有更高的泵浦效率。遥泵系统中的RGU距离泵浦源较远（一般在50～100km），考虑到980nm波长的光在光纤中衰减较大，而1480nm波长的泵浦光具有更高的效率，因此一般选用1480nm波长的泵浦光。在单波系统中，远端RGU一般采用同向泵浦的方式。同向泵浦示意图参见图3。

3遥泵系统在电力系统超长距离传输中的应用

在埃塞俄比亚复兴大坝输变电工程中，由Gerd水电站至Dedesa变电站的光缆长度约为363km，采用G．655D光纤（康宁的Leaf大有效面积光纤）。由于光缆长度过长，整个系统的衰耗很大，必须在系统中采用遥泵放大技术。整个系统由光放大器、预放大器、EFEC、CoRFA（前向拉曼放大器）和遥泵等放大器件组成。超长距离无中继传输遥泵放大方案配置如图5所示。全段光纤的参数如下：光纤衰减系数为0．20dB／km，光缆衰减为72．6dB，固定接头衰减系数为0．01dB／km，固定接头衰减为3．63dB，活动连接器衰耗为1dB，光通道代价为2dB，光缆衰减富余度为5dB，总衰减为84．23dB，光纤色散系数为4．5ps／（nm•km），总色散为1633．5ps／nm，光放大器发送功率为17dBm，SBS＋前向喇曼等效增益为8dB，加预放后接收灵敏度为－38dBm，后向拉曼等效增益为6dB，EFEC功率增益为8dB，遥泵功率增益为9dB，功率电平富余度为1．77dBm。该遥泵系统采用同纤遥泵的工作方式。RPU发送的泵浦光功率为30．5dBm（波长为1480nm），RGU的有效输入泵浦功率为9～10dBm，考虑一定的余量，要求最终到达RGU的泵浦功率约为12dBm。波长为1480nm的泵浦光在G．655D光纤中的衰减系数约为0．24dB／km（含光纤熔接头损耗），因此RGU距RPU泵浦源的最佳距离L＝（30．5－12）／0．24＝77．08km。即需在距变电站约77km处，选择一个交通方便、便于维护的输电线路铁塔，将RGU安装在该铁塔上。我们将上述理论计算结果输入OTA（光传输系统分析）软件进行验算得知，当RGU距后端泵浦源的距离为77km时，前置放大器输出信号的OSNR（光信噪比）为13．85dB，符合系统设计要求。由OTA软件计算出的RGU距后端泵浦源的最优距离为89km，EDF的最佳长度约为27．8m，泵浦源功率为1000mW，前置放大器输出信号的理论OS－NR为15．97dB。

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SDH光纤通信在铁路通信系统里的使用解决了PDH光纤通信使用存在的问题，并在此基础上有所突破，让铁路通信系统更加稳定和流畅。借助SDH设备构成的具备自愈保护作用的环网形式，能在传输媒体主要信号中断的时候自动利用自愈网及时恢复正常的通信状态。相较于与PDH技术，SDH技术有四个显著优点：一是网络管理能力更强；二是比特率和接口标准均统一，让各个厂家设备间的互联成为了可能；三是提出“自愈网”这一新理论，能在传输媒体主要信号中断时及时恢复正常；四是运用字节复接技术，简化网络各个支路信号。鉴于SDH光纤通信技术有诸多优点，所以在铁路通信网发展规划里，已经明确提出了要着重发展基于同步数字系列（SDH）基础上的传送网[2]。就以xx铁路为例，该铁路基于新敷设20芯光缆里的其中4芯光纤基础上，开设SDH2.5Gb/s（1+1）光同步传输系统为长途传输网，在铁路的相应经过点均设置了SDH2.5Gb/sADM设备，并借助622Mb/s光口同接入层传输设备相连，发挥上联和保护作用。此外，还借助2芯光纤开设了SDH622Mb/s（1+0）光同步传输系统，将其作为当地的中继网，并在铁路相应经过点以及新开设的各个中间站和线路新设置了SDH622Mb/s设备。

1.2DWDM光纤通信在铁路通信系统中的应用

DWDM光纤通信技术是借助单模光纤宽带与损耗低的特点，由多个波长构成载波，许可各个载波信道能同时在同一条光纤里传输，如此一来，在给定信息传输容量的情况西夏，就能降低所需光纤的总量。使用DWDM技术，单根光纤能传输的最大数据流量可以高达400Gb/s。DWDM技术最显著的优点就是其协议与传输速度是没有关联的，以DWDM技术为基础的网络可以使用IP协议、以太网协议、ATM等进行数据传输，每秒处理数据流量在100Mb~2.5Gb之间。也就是说，以DWDM技术为基础的网络能在同一个激光信道上以各种传输速度传输各种类型的数据流量。当前，在国内铁路通信网里DWDM技术得到了广泛应用，其中沪杭-浙赣铁路干线就是国内第一条使用DWDM光纤传输系统的铁路。此外，京九、武广等铁路的DWDM光纤传输系统也在建设与使用中。就拿京九铁路来说，京九铁路线使用的是具有开放性的DWDM系统和设备，能兼容各种工作波长以及厂商的SDH设备。波道数量为16，波道速率基础为每秒2.5Gb，借助京九线20芯光缆里的2芯G.652单模光纤，使用单纤单向传输的方式，也就是说相同波长在两个方向上都能多次使用，光接口满足ITU-TG.692协议的标准。

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近年来随着传输技术和交换技术的不断进步，核心网已经基本实现了光纤化、数字化和宽带化。同时，随着业务的迅速增长和多媒体业务的日益丰富，使得用户住宅网的业务需求也不只局限于原来的语音业务，数据和多媒体业务的需求已经成为不可阻挡的趋势，现有的语音业务接入网越来越成为制约信息高速公路建设的瓶颈，成为发展宽带综合业务数字网的障碍。

一、光纤通信技术定义

光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信力式。论文百事通在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路，光纤之间的中绕非常小，光波在光纤中传输，不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听，光纤的芯很细，由多芯组成光缆的直径也很小，所以用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题。

二、光纤通信技术优势

2.1频带极宽，通信容量大光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽，光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。散波长窗口，单模光纤具有几十GHz?km的宽带。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量，特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。采用密集波分复术可以扩大光纤的传输容量至几倍到几十倍。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps，采用密集波分复术实现的多波长传输系统的传输速率已经达到单波长传输系统的数百倍。巨大的带宽潜力使单模光纤成为宽带综合业务网的首选介质。

2.2损耗低，中继距离长目前，实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤，此类光纤损耗可低于0.20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低，因此，由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其他介质构成的系统长得多。如果将来采用非石英系统极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离；对于一个长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂性可大大降低。目前，由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多km，由非石英系极低损耗光纤组成的通信系至数公里，这对于降低通信系统的成本、提高可靠性和稳定性具有特别重要的意义。

2.3抗电磁干扰能力强我们知道光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。它是一种非导电的介质，交变电磁波在其中不会产生感生电动势，即不会产生与信号无关的噪声。这样，就是把它平行铺设到高压电线和电气铁路附近，也不会受到电磁干扰。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。

2.4光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设光纤的芯径很细，约为0.1mm，由多芯光纤组成光缆的直径也很小，8芯光缆的横截面直径约为10mm，而标准同轴电缆为47mm。这样采用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题，节约了地下管道建设投资。此外，光纤的重量轻，柔韧性好，光缆的重量要比电缆轻得多，在飞机、宇宙飞船和人造卫星上使用光纤通信可以减轻飞机、轮船、飞船的重量，显得更有意义。还有，光纤柔软可绕，容易成束，能得到直径小的高密度光缆。

2.5保密性能好对通信系统的重要要求之一是保密性好。然而，随着科学技术的发展，电通信方式很容易被人窃听，只要在明线或电缆附近设置一个特别的接收装置，就可以获取明线或电缆中传送的信息，更不用去说无线通信方式。光纤通信与电通信不同，由于光纤的特殊设计，光纤中传送的光波被限制在光纤的纤芯和包层附近传送，很少会跑到光纤之外。即使在弯曲半径很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的。并且成缆以后光纤在外面包有金属做的防潮层和橡胶材料的护套，这些均是不透光的，因此，泄漏到光缆外的光几乎没有。更何况长途光缆和中继光缆一般均埋于地下。所以光纤的保密性能好。此外，由于光纤中的光信号一般不会泄漏，因此电通信中常见的线路之间的串话现象也可忽略。

三、光纤接入技术

随着通信业务量的不断增加，业务种类也更加丰富，人们不仅需要语音业务，高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已经得到了更多用户的青睐。光纤接入网可分为有源光网络A(ON)和无源光网络((PON。)采用SDH技术、ATM技术、以太网技术在光接入网系统中称为有源光网络。若光配线网(ODN全)部由无源器件组成，不包括任何有源节点，则这种光接入网就是无源光网络。

现阶段，无源光网络P(ON)技术是实现FT－Tx的主流技术。典型的PON系统由局侧OLT光(线路终端)、用户侧ONUO/NT(光网络单元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配网络)组成。PON技术可节省主干光纤资源和网络层次，在长距离传输条件夏可提供双向高带宽能力，接入业务种类丰富，运维成本大幅降低，适合于用户区域较分散而每一区域内用户又相对集中的小面积密集用户地区。

为实现信息传输的高速化，满足大众的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中，由于光纤到达置的不同，有FTB、FTTC，FTTCab和FTTH等不同的应用，统称FTTx。

FTTH(光纤到户)是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供所需要的不受限制的带宽，充分满足宽带接入的需求。我国从2003年起，在“863”项目的推动下，开始了FTTH的应用和推广工作。迄今已经在30多个城市建立了试验网和试商用网，包括居民用户、企业用户、网吧等多种应用类型，也包括运营商主导、驻地网运营商主导、企业主导、房地产开发商主导和政府主导等多种模式，发展势头良好。不少城市制定了FTTH的技术标准和建设标准，有的城市还制门了相应的优惠政策，这此都为FTTH在我国的发展创造了良好的条件。

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电力通信中光纤通信技术，就是采取光导纤维作为传输介质对各种不同信号进行传输的形式，光纤通信技术承载量相当大，且安全可靠，在人们生活与生产中的应用效益足已证明其使用价值不可限量。光纤通信技术通常采用电气绝缘体进行制作，在制造过程中均采取多芯组成光缆，这样既可使通信的质量得到有效保证，又缩小了信息传输过程中所占据的空间。

2光纤通信技术的优势。

光纤通信技术同传统的通信方式进行相比，在技术方面有很多闪光点，同时在应用中也发挥着它不可代替的作用，光线通信技术在当前的应用中包括有三大类。

（1）波分复用技术

该技术主要是选取异同信道光波的形式。在进行实际操作过程中，通常绝大多数采取单模光纤损耗低区，然后与宽带资源相互结合，最终让其分成多个不同信道，在一般情况之下进行耦合与分离不同的光波时需要采取分波器。

（2）光纤传感技术

该技术在进行传输相应的信息时需要采取传感器，能够理解为传感器扮演着一个中介的角色，该种方式的能量消耗与传统方式相比之下，消耗相对较小，通常其包含有功能型与非功能型。

（3）光纤接入技术

该技术是目前实际应用中相对较广的一种，它能够对各种与窄带业务的问题与事故加以有效处理，而且该技术还可以非常高效地对各种不同的多媒体图像及数据信息进行有效解决。

二、光纤通信技术在电力通信系统中的实际应用

电力通信系统中应用光纤通信网是一个纷繁复杂、难度相当大的工程。随着社会经济的不断发展，电力通信水平也面临着一轮全新的挑战，而当前极具发展潜力的光纤技术被普遍应用于其中，其发挥的作用不言而喻。

1光纤复合相线。

光纤复合相线主要是指在输电线路相线中光纤单元复合的一种电力光缆。它可以预防架空线路遭受限制或阻碍，以此避免遭到雷击破坏，并且运行的相线也可更好地保证地线以绝缘方式正常运行，更加节省电力电能。

2光纤复合地线。

电力系统的传输过程中，在地线里带有部分光纤单元。不但它们可以尽情发挥地线的功能，也具有光纤材料的各种优点，无需特别的保护和维修，方便、稳定且安全。但是该种线路依然存在一些不足之处，就是要投入较大的建设成本。所以该种类型的光纤广泛应用于改造旧线路与建设新线路上。其能预防外界力量的破坏，可以对电线系统加以保护；再者也能够充分地利用传播中的数据信息，进而可实现架空地线的各种不同标准与需求。

3自承式光缆。

该种类型的光缆拥有异同的分类，比如：全介质自承式与金属自承式。全介质自承式光缆的质量小，直径小，密度也相对小，其构造具有全绝缘性，并且它的光学特征和功能还相对比较稳定，能在控制停电中所出现的损失有一定的优势，是一种拥有功能特殊的光纤原料。金属自承式的光缆结构比较简明又单纯，且所投入的成本也比较低廉，也不用把热容量或短路电流等问题纳入到整个系统运行中进行考虑，正由于该种类型的光缆具备诸多优点，所以使得它们被广泛地应用到实际中。

4电力特种光缆。

该种通信光缆属于特征与性能相对特别的一类，其支架的建设主要依靠线路杆塔资源作为基础。其含有的种类主要有：MASS/ADSS/OPGWOPAC等，其中ADSS/OPGW从目前来看应用方面相当普遍，这是由于自身构造与安装形态相对复杂、特殊，该种光缆可有效避免遭到外界力量的破坏。该种光缆自身的材料成本相对昂贵，但由于该种光缆是在沿着电力系统自身的线路杆塔上展开施工的，所在也可以有利于对成本投入的节约。ADSS类型的光缆可以在强电场与长跨距中得到很好的应用，不会给铁塔造成负面影响，而且是一种质量相对较轻的绝缘介质，该种光缆的优点是维修和维护相当方便，安装过程中无需切断电源。而OPGW光缆其安全系数相对较高，很难盗取，它的具体的优势在于使用周期长、传输信号的损耗度低，重建频率与维修率较低，而其不足之处表现于难以经受雷击。

三、光纤通信技术在电力通信中的发展方向

1新型光纤的应用。

目前IP的业务量节节攀升，电信网络也需不断创新与发展，而光纤正是其发展的根本所在。当前都是远距离信号传输，传输质量有很高的要求，原来的单模光纤很难满足发展需求，因此研究与开发新型光纤是电力系统迅速发展的需要。随着现在干线网要求的逐步提高与城域网建设的不断发展，无水吸收峰光纤与非零色散光纤该两种新型的光纤已经在社会各界得到广泛应用。

2使用光接入网。

随着网络技术的进步与创新，网络的传输与交换也逐渐推陈出新。而智能化网络具有数字化、高度集成、主宰网络的优势，其将是网络发展的必然趋势。在现在网络的接入通常采用双绞线，双绞线即便其传输质量表现较为卓越，可还是稍逊色于光纤的传输效果。若运用光接入网的话，就会降低维护与管理网络的成本，乃至能够开发光透明网络，让真正的多媒体得以实现。

3光联网的未来。

若光联网得到应用与发展，光网络将拥有巨大的容量、网络节点很多、网络范围非常广，并且网络的透明度也随之有所增加，可将各种不同的信号加以连接，提高网络的灵活性。部分欧美发达国家已在光联网上投入了很大的资金、人力与物力，我国目前也在该方向进行探索与研究。光联网在将来的通信中光联网将会发挥其巨大的效用，促进电力通信的迅猛发展。

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二、解决方法

1.共模电感它的插入损耗与阻抗在地磁场作用下变得很高，在干扰抑制方面有着较好的效果，其初始导磁率也非常高，无共振插入损耗特性能在较宽的频率范围内体现。高初始导磁率：与铁氧体相比要超出5-20倍，所以它的插入损耗很大，比铁氧体更能抑制传导干扰。高饱和磁感应强度：比铁氧体高2-3倍。在电流强干扰的场合不易磁化到饱和。卓越的温度稳定性：较高的居里温度，在有较大温度波动的情况下，合金的性能变化率明显低于铁氧体，具有优良的稳定性，而且性能的变化接近于线性。灵活的频率特性：而且更加灵活地通过调整工艺来得到所需要的频率特性。通过不同的制造工艺，配合适当的线圈炸熟可以得到不同的阻抗特性，满足不同波段的滤波要求，使其阻抗值大大高于铁氧体。2.共模滤波器噪声信号可经由有源EMI滤波技术来做实时补偿。所谓有源共模EMI滤波器（英文缩写ACMF）在工作中是先收集共模信号，然后通过反馈，动态输出一个与所采样的噪声电流（电压）大小相等、方向相反的补偿电流（电压），其实质是为共模电流提供一个极低阻抗的内部回路。图1示出其原理图。其中，Path1指共模噪声源S1通过分布电容CD流入地的共模电流路径，在无滤波器时共模噪声inoise将通过CP全部注入地。ACMF将产生一个补偿电流，为inoise提供低阻抗分流支路Path2，从而使其尽量沿Path2路径流过。理想时icomp=-inoise，可使流入地的共模电流为零，从而达到衰减共模电流的目的，以满足电磁干扰的标准。