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通過(guò)這一實(shí)驗(yàn)可以觀察當(dāng)偏置電流變化從而改變弛豫頻率時(shí)，高速光纖傳輸系統(tǒng)的性能變化情況[8]，仿真模型如圖3所示。圖3中，Ith=33.45mA，τsp=1ns，τph=3ps，I0=IB=40mA，Sequencelength128bits，Samplesperbit512。仿真結(jié)果：在直接光強(qiáng)度調(diào)制下弛豫頻率與有源區(qū)內(nèi)的電子壽命和諧振腔內(nèi)的光子壽命的關(guān)系為（3）根據(jù)仿真模型設(shè)定的參數(shù)可以得到弛豫頻率fres≈1.3GHz。圖4給出了系統(tǒng)性能與調(diào)制頻率的關(guān)系。當(dāng)調(diào)制頻率為1.3GHz時(shí)如圖4（a）所示；當(dāng)調(diào)制頻率為5GHz時(shí)如圖4（b）所示。由圖4可看出，當(dāng)調(diào)制頻率高于弛豫頻率后，系統(tǒng)性能嚴(yán)重變壞。
2摻鉺光纖放大器（EDFA）實(shí)驗(yàn)
本研究用于分析EDFA的頻率特性和噪聲性能[9]，仿真模型如圖5所示。在仿真模型中摻鉺光纖參數(shù)：Length7m，Corera-dius2.2m，Ermetastablelifetime10ms，Erdopingradius2.2m，Eriondensity1e+025m3，Numericalaperture0.24。仿真結(jié)果如圖6所示。圖6中，（a）為CW激光器的頻率與EDFA增益的關(guān)系曲線，（b）為信號(hào)輸入功率與EDFA增益曲線，（c）為功率噪聲曲線。光接收機(jī)實(shí)驗(yàn)光接收機(jī)主要的性能指標(biāo)是靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍。本研究的目的是了解光接收機(jī)靈敏度與誤碼率的關(guān)系及靈敏度與最小輸入功率的關(guān)系[10]，仿真模型如圖7所示。
3WDM系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
波分復(fù)用是光纖通信系統(tǒng)擴(kuò)大傳輸容量，提高傳輸速率的主要途徑之一，仿真模型如圖9所示。圖9中，利用Mach-Zehnder調(diào)制器進(jìn)行外調(diào)制，16路復(fù)用，光發(fā)射器參數(shù)：Bitrate40Gb/s。線路由50km單模光纖與10km色散補(bǔ)償光纖構(gòu)成循環(huán)單元，采用摻餌光纖放大器。解復(fù)用器參數(shù)：Bandwidth8e+010Hz，Depth100dB，F(xiàn)iltertypeBessel，F(xiàn)ilterorder6。圖10為WDM系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果，圖中給出了解復(fù)用器之前光纖線路之后的光譜圖，圖中較低的部分為噪聲部分。
4結(jié)束語(yǔ)
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論文摘要:城域網(wǎng)光纖通信自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)采用光纖的備份使用機(jī)制，用一條主路光纖、一條備路光纖來(lái)保證傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。是一種在主線路出現(xiàn)故障或阻斷時(shí)，用備用線路代替主線路繼續(xù)工作、從而保障整個(gè)通信正常進(jìn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。因而，該系統(tǒng)所要達(dá)到的目的就是運(yùn)用光纖保護(hù)系統(tǒng)的這種機(jī)制，來(lái)保證通信系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，從而將由于線路故障所引起的不便和損失減小到最低程度。
一、光纖通信網(wǎng)保護(hù)系統(tǒng)概述
實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)生存性一般有兩種方法：保護(hù)和恢復(fù)。
保護(hù)是指利用節(jié)點(diǎn)間預(yù)先分配的容量實(shí)施網(wǎng)絡(luò)保護(hù)，即當(dāng)一個(gè)工作通路失效時(shí)，利用備用設(shè)備的倒換，使工作信號(hào)通過(guò)保護(hù)通路維持正常傳輸。保護(hù)往往處于本地網(wǎng)元或遠(yuǎn)端網(wǎng)元的控制下，無(wú)需外部網(wǎng)管系統(tǒng)的介入，保護(hù)倒換時(shí)間很短，但備用資源無(wú)法在網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)共享，資源利用率低。
恢復(fù)則通常利用節(jié)點(diǎn)間可用的任何容量，包括預(yù)留的專用空閑備用容量、網(wǎng)絡(luò)專用的容量乃至低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)可釋放的容量，還需要準(zhǔn)確地知道故障點(diǎn)的位置，其實(shí)質(zhì)是在網(wǎng)絡(luò)中尋找失效路由的替代路由，因而恢復(fù)算法與網(wǎng)絡(luò)選用算法相同。使用網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)可大大節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源，但恢復(fù)倒換由外部網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)控制，具有相對(duì)較長(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間。
通常認(rèn)為保護(hù)是一種能夠提供快速恢復(fù)、適用特定拓?fù)涞募夹g(shù)（例如線形和環(huán)形）；而恢復(fù)通常主要適用網(wǎng)狀拓?fù)?，能最佳的利用網(wǎng)絡(luò)資源。
二、光纖通信網(wǎng)自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)方案選擇
隨著WDM系統(tǒng)的廣泛使用，在光層上實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)到點(diǎn)系統(tǒng)的保護(hù)倒換就成為一個(gè)非常重要的課題。許多光網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)結(jié)構(gòu)與SDH是極其相似的。對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的線路系統(tǒng)，經(jīng)?？紤]1+1和1:1的線路（光復(fù)用段OMS）保護(hù)倒換方案。
線路保護(hù)倒換的工作原理是當(dāng)工作鏈路傳輸中斷或性能劣化到一定程度后，系統(tǒng)倒換設(shè)備將主信號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)至備用光纖系統(tǒng)來(lái)傳輸，從而使接收端仍能接收到正常的信號(hào)而感覺(jué)不到網(wǎng)絡(luò)已出現(xiàn)故障。該保護(hù)方法只能保護(hù)傳輸鏈路，無(wú)法提供網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的失效保護(hù)，因此主要適用于點(diǎn)到點(diǎn)應(yīng)用的保護(hù)。
（一）1+1光保護(hù)層
對(duì)于1+1光鏈路保護(hù)，只能對(duì)鏈路故障中的業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)。這種方法是利用光濾波器來(lái)橋接光信號(hào)，并把同樣的兩路信號(hào)分別送入工作光纖和保護(hù)光纖的通道中。保護(hù)倒換完全是在廣域網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)遇到單一的鏈路故障時(shí)，在接收端的光開(kāi)關(guān)便把線路切換到保護(hù)光纖。由于在這里電層的復(fù)制和操作，所以除了當(dāng)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)發(fā)生故障時(shí)會(huì)丟失業(yè)務(wù)外，一切故障都可以恢復(fù)。
（二）1:1光保護(hù)層
（1:1）的光層保護(hù)方案與（1+1）的光層保護(hù)方案很類似，都是利用備用的路由鏈路來(lái)避免鏈路故障對(duì)業(yè)務(wù)的影響。業(yè)務(wù)流量并不是被永久地橋接到工作和保護(hù)光纖上，相反，只有出現(xiàn)故障時(shí)，才在工作光纖和保護(hù)光纖之間進(jìn)行一次切換。
在雙向通道中，當(dāng)有故障事件出現(xiàn)時(shí)，使用APS信令信道來(lái)協(xié)調(diào)交換機(jī)的保護(hù)倒換動(dòng)作。在（1+1）的SONET網(wǎng)絡(luò)中的保護(hù)恢復(fù)結(jié)構(gòu)中，在頭和尾之間有一個(gè)APS信道，保護(hù)倒換的實(shí)現(xiàn)既使用了保護(hù)光纖又使用了一條APS信令信道。而在（1:1）的光層保護(hù)結(jié)構(gòu)中，在保護(hù)光纖中不必存在相互通信的通道，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)沒(méi)有在電層上被復(fù)制信號(hào)。只有當(dāng)發(fā)射端和接收端都切換到保護(hù)光纖中，這個(gè)通信通道才建立起來(lái)。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，如果接收端不知道發(fā)射端是否切換到保護(hù)光纖上時(shí)，接收機(jī)端就經(jīng)由保護(hù)光纖給發(fā)射端發(fā)出一個(gè)消息。因此，當(dāng)接收機(jī)最初倒換到保護(hù)光纖上時(shí)它并不能接收到任何信號(hào)。而如果發(fā)射端已切換到保護(hù)光纖上了，那么利用上述過(guò)程就可完成對(duì)業(yè)務(wù)的保護(hù)和恢復(fù)。否則，業(yè)務(wù)流量就會(huì)丟失。如果再由一個(gè)獨(dú)立的“帶外”光業(yè)務(wù)通道來(lái)支持保護(hù)倒換的信令，那么這種發(fā)射機(jī)與接收機(jī)在協(xié)調(diào)工作方面的困難就可以避免掉。
（三）1:N光保護(hù)層
（1:N）的光層保護(hù)結(jié)構(gòu)與（1:1）的保護(hù)結(jié)構(gòu)類似。然而在這里，N個(gè)工作實(shí)體共享同一個(gè)保護(hù)光纖。如果有多條工作光纖出現(xiàn)故障，那么只有其中的一條所承載的流量可以恢復(fù)。最先恢復(fù)的使具有最高優(yōu)先級(jí)的故障。
通過(guò)以上幾種點(diǎn)到點(diǎn)的光層保護(hù)倒換方案的比較可以看出：1:1光層保護(hù)技術(shù)有更高的恢復(fù)率和可靠性。
三、城域網(wǎng)光纖通信自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)
城域網(wǎng)光纖通信自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)采用三級(jí)分層控制結(jié)構(gòu)，第一級(jí)為遠(yuǎn)層監(jiān)控中心，負(fù)責(zé)各監(jiān)控站的監(jiān)測(cè)、通信和控制的授權(quán)，通常由網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備和計(jì)算機(jī)組成；第二級(jí)為監(jiān)測(cè)站，向上一級(jí)的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心反映系統(tǒng)工作狀態(tài)，往下一級(jí)實(shí)現(xiàn)對(duì)各條線路進(jìn)行整體地集中監(jiān)測(cè)和管理，通常由主控盤和顯示器組成；第三級(jí)為多個(gè)光保護(hù)盤，實(shí)現(xiàn)對(duì)各條通信線路的監(jiān)控和管理，并和上一級(jí)進(jìn)行通信，反映系統(tǒng)工作狀態(tài)。
光保護(hù)盤是線路監(jiān)測(cè)和切換的直接執(zhí)行者，同時(shí)又完成向監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)傳輸和狀態(tài)顯示，它主要由光信號(hào)發(fā)送部分和接收兩部分組成。Sin為發(fā)送端光端機(jī)發(fā)出信號(hào)的輸入端，光端機(jī)輸入的信號(hào)從該接口進(jìn)入光保護(hù)盤，當(dāng)系統(tǒng)工作在主路時(shí)，通過(guò)光開(kāi)關(guān)從Sout1主發(fā)端送到主路通信光纖中；在系統(tǒng)工作在備路時(shí)，則從Sout2備發(fā)端送入通信線路的備路光纖中。Rin1為主路光信號(hào)的輸入端，系統(tǒng)工作在主路狀態(tài)時(shí)光纖線路輸入的信號(hào)從該接口進(jìn)入光保護(hù)盤，經(jīng)過(guò)分光器分出3%的光信號(hào)用于檢測(cè)，另外的97%的光信號(hào)從Rout發(fā)端送到接收光端機(jī)中；在系統(tǒng)工作于備路時(shí)，光纖線路輸入的信號(hào)則從Rin2備送入光保護(hù)盤，從Rout發(fā)送到接收光端機(jī)。另外光保護(hù)盤還備有主/備線路工作狀態(tài)指示燈、本盤復(fù)位按鈕、RS－485計(jì)算機(jī)接口和電源接口。
在本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采取模塊化的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，容易的實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)充分體現(xiàn)構(gòu)件化的思想，小到功能點(diǎn)，大到子系統(tǒng)，甚至整個(gè)系統(tǒng)貫穿“構(gòu)件”的概念。
四、城域網(wǎng)光纖通信自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的工作原理
城域網(wǎng)光纖通信自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)采用光纖的備份使用機(jī)制，用一條主路光纖，一條備路光纖來(lái)保證傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。在主線路出現(xiàn)故障或阻斷時(shí)，用備用線路代替主線路繼續(xù)工作、從而保障整個(gè)通信正常進(jìn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。它對(duì)通信線路的監(jiān)控功能主要體現(xiàn)在如下三個(gè)方面：
（一）主路在用光纖正常運(yùn)行時(shí)
自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的各光保護(hù)盤對(duì)主路在用光纖實(shí)時(shí)地進(jìn)行收光功率監(jiān)測(cè)，自動(dòng)建立參考，自動(dòng)分析，時(shí)刻與監(jiān)測(cè)站和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心保持通信，響應(yīng)各種指令。
（二）主路光纖發(fā)生故障時(shí)
當(dāng)系統(tǒng)收到的光功率值小于絕對(duì)告警門限（認(rèn)為系統(tǒng)無(wú)光時(shí)的光功率值），或者收到的光功率值與系統(tǒng)參考光功率值（正常通信時(shí)的光功率值）之差大于相對(duì)告警門限（和正常通信時(shí)的收光功率相比較，光功率衰減到致使通信不穩(wěn)定或不能正常進(jìn)行的光功率變化值）時(shí)，系統(tǒng)控制模塊就判定通信光纖處于阻斷狀態(tài)，自動(dòng)將通信從主路光纖切換到備路光纖。
（三）主路光纖修復(fù)后
對(duì)主路光纜進(jìn)行測(cè)試，確認(rèn)線路沒(méi)有問(wèn)題后，在遠(yuǎn)程控制中心受權(quán)下，通過(guò)對(duì)光纖自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)的復(fù)位操作使通信系統(tǒng)從備路光纖切換到主路光纖。
參考文獻(xiàn)：
1.常規(guī)教學(xué)為基礎(chǔ)
教學(xué)團(tuán)隊(duì)探究講課藝術(shù)，改進(jìn)課堂教學(xué)方法，提高授課的互動(dòng)性，啟發(fā)學(xué)生以“科學(xué)研究”的思維思考課本中的知識(shí)。教學(xué)內(nèi)容上，注重教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性、先進(jìn)性、新穎性與啟發(fā)性，及時(shí)更新充實(shí)教學(xué)內(nèi)容；同時(shí)制作較高質(zhì)量的多媒體課件，通過(guò)文字、圖片以及動(dòng)畫(huà)等多種形式豐富課堂教學(xué)。
2.實(shí)例研討作穿插
課堂授課適時(shí)引入生活中常見(jiàn)實(shí)例，如光纖入戶、高清視頻點(diǎn)播技術(shù)等，由此展開(kāi)研討式教學(xué)。通過(guò)對(duì)生活中實(shí)例的分析，把抽象的理論變成具體的實(shí)際，以此切入并開(kāi)展課堂討論，激發(fā)學(xué)生興趣。同時(shí)，針對(duì)實(shí)例為學(xué)生提供課后實(shí)踐，使其對(duì)問(wèn)題的理解更深入。
3.熱點(diǎn)問(wèn)題當(dāng)點(diǎn)綴
結(jié)合當(dāng)前的光纖通信的熱點(diǎn)問(wèn)題，如光纖通信網(wǎng)的安全性、全光網(wǎng)等問(wèn)題，對(duì)熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行深入剖析，形成與課程相配套的實(shí)例資料集，對(duì)熱點(diǎn)問(wèn)題開(kāi)展課堂討論調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，以小組為單位鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)題分析總結(jié)、講解，并鼓勵(lì)學(xué)生撰寫(xiě)小論文，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考的能力。。通過(guò)研討式教學(xué)，學(xué)生良好的思考習(xí)慣建立起來(lái)，學(xué)習(xí)態(tài)度由被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)過(guò)程的立體化。
二、研討式教學(xué)效果分析
相對(duì)于傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)方式，研討式教學(xué)建立了融洽的師生關(guān)系，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造欲望。研討式教學(xué)為每一位學(xué)生發(fā)揮個(gè)性提供了良好的平臺(tái)，學(xué)生的個(gè)性得到尊重，創(chuàng)新意識(shí)和能力得到解放，學(xué)生更加積極主動(dòng)的觀察思考。在師生關(guān)系上，實(shí)現(xiàn)了從主客關(guān)系到主主關(guān)系的轉(zhuǎn)變；在教學(xué)目標(biāo)上，實(shí)現(xiàn)從“授人以魚(yú)”到“授人以漁”的轉(zhuǎn)變；教學(xué)方式上，實(shí)現(xiàn)從“講授式”到“研討式”的轉(zhuǎn)變；在教學(xué)形式上，實(shí)現(xiàn)從“一言堂”到“群言堂”的轉(zhuǎn)變；在教學(xué)評(píng)價(jià)上，實(shí)現(xiàn)從“一張?jiān)嚲矶ǜ呦隆钡桨磳W(xué)生的實(shí)際表現(xiàn)和能力來(lái)綜合評(píng)定成績(jī)的轉(zhuǎn)變。研討式教學(xué)實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生各方面能力的全面培養(yǎng)，其中包括學(xué)生的自學(xué)能力、思維能力、表達(dá)能力、創(chuàng)新能力等等，達(dá)到真正提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。
三、結(jié)語(yǔ)
1.1自承式光纜自承式光纜在已經(jīng)建好的電力線路中使用得較多，自承式光纜有全介質(zhì)自承式光纜和金屬自承式光纜兩種類型，全介質(zhì)自承式光纜是一種特殊的光纖，它的直徑很小，質(zhì)量很輕，同時(shí)還是全絕緣結(jié)構(gòu)，因此具有相當(dāng)穩(wěn)定的光學(xué)性能。金屬自承式光纜在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用時(shí)不需要考慮熱容量和短路電流，而且投資成本比較低。自承式光纜適用于山谷、江河和雷電比較集中的地區(qū)，為利用高壓輸電線桿塔來(lái)建設(shè)通信網(wǎng)絡(luò)提供了技術(shù)保障。自承式光纜的光纜質(zhì)量不受任何因素的影響，通信量也不受任何因素的影響，它具有優(yōu)越的環(huán)境性能、光纜機(jī)械性能和光纖傳輸性能，在強(qiáng)電場(chǎng)環(huán)境中光纜傳輸信號(hào)也不會(huì)受到任何影響，是電力通信系統(tǒng)中最方便，也是最有效的傳輸方式。組成自承式光纜的材料都是非金屬材料，抗電磁干擾和耐腐蝕的能力比較強(qiáng)，自承式光纜的設(shè)計(jì)充分考慮了電力線路的實(shí)際情況和溫差、風(fēng)速等外界因素的影響，具有抗震動(dòng)、抗彎曲、抗老化和抗沖擊的特點(diǎn)。同時(shí)，自承式光纜的質(zhì)量輕，成本低，用高強(qiáng)度的芳綸紗和高彈性的模量作為抗張?jiān)鎮(zhèn)鹘y(tǒng)電纜中的鋼絲加強(qiáng)構(gòu)件，也從根本上減輕了自承式光纜的自重。因此，自承式光纜可以在不改變輸電線桿塔的前提下直接安裝在原來(lái)的輸電線桿塔上，對(duì)輸電線桿塔的負(fù)載力也比較小。下圖2為自承式光纜的結(jié)構(gòu)示意圖。
1.2光纖復(fù)合相線光纖復(fù)合相線指的是輸電線路相線復(fù)合光纖單元的一種電力光纜，是電力通信線路中一種必不可少的光纖類型，光纖復(fù)合相線與光纖復(fù)合地線結(jié)構(gòu)相似，但是在設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行方面有本質(zhì)的區(qū)別。光纖復(fù)合相線的接線盒與其他光纜使用的接線盒也不相同，分為終端接線頭和中間接線頭。光纖復(fù)合相線在設(shè)計(jì)時(shí)需要計(jì)算掛點(diǎn)，考慮檔距、配盤和弧垂張力等問(wèn)題，安裝時(shí)需要利用光電子分離技術(shù)和光纖接續(xù)技術(shù)將運(yùn)行相線中的光纖單元分離出來(lái)，光纖復(fù)合相線安裝時(shí)對(duì)光纖接續(xù)技術(shù)的要求很高，在安裝過(guò)程中還要確保高壓絕緣。一根光纖復(fù)合相線和兩根導(dǎo)線形成的三相電力系統(tǒng)可以解決電網(wǎng)的通信、調(diào)度和自動(dòng)化的問(wèn)題，大大提高了電網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)量和質(zhì)量。光纖復(fù)合相線是電力通信中的新型光纜，它有效地避免了在電磁兼容、路由協(xié)調(diào)和頻率資源方面與外界的矛盾，避免了雷擊的發(fā)生，滿足了架空線路的要求，同時(shí)，光線組合相線充分利用了電力通信系統(tǒng)的線路資源，確保了地線絕緣式的運(yùn)行方式，還起到了節(jié)約電能的作用。
2電力通信中光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
2.1新型光纖的使用隨著IP業(yè)務(wù)量的不斷增加，傳統(tǒng)的單模光纖已經(jīng)不能滿足高質(zhì)量、長(zhǎng)距離的數(shù)據(jù)傳輸，因此，電力通信必須向新的發(fā)展階段邁進(jìn)，新光纖通信技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)就成為了電力通信建設(shè)的關(guān)鍵，關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的發(fā)展。無(wú)水吸收峰光纖和非零色散光纖等新興光纖已經(jīng)得到了技術(shù)上的支持和認(rèn)可，使用新型光纖一定會(huì)促進(jìn)電力通信的發(fā)展。
2.2光聯(lián)網(wǎng)光聯(lián)網(wǎng)在繼承傳統(tǒng)波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)越性的同時(shí)，還改善了傳統(tǒng)的波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)在可靠性和靈活性上的弊端。光聯(lián)網(wǎng)適應(yīng)了電力通信系統(tǒng)的發(fā)展需要，實(shí)現(xiàn)了超大容量的光網(wǎng)絡(luò)，增加了網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)，擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)的范圍，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的透明度，加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的靈活性，使得不同系統(tǒng)之間的不同信號(hào)也能有效地進(jìn)行連接。同時(shí)，光聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)速度快、時(shí)間短，確保了電力通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行，同步數(shù)字系統(tǒng)電聯(lián)網(wǎng)之后，光聯(lián)網(wǎng)勢(shì)必會(huì)在未來(lái)電力通信系統(tǒng)占據(jù)重要地位。
傳輸過(guò)程中電信號(hào)的衰減是通信技術(shù)中存在的一個(gè)突出問(wèn)題，信號(hào)的衰減程度會(huì)根據(jù)傳輸距離的增加而增加，距離越長(zhǎng)衰減越嚴(yán)重，無(wú)線電信號(hào)和有線電信號(hào)都存在這樣的問(wèn)題，因此會(huì)影響通信傳播的實(shí)時(shí)性。要想減輕電信號(hào)的衰減必須依靠龐大的中繼站的建設(shè)來(lái)加強(qiáng)信號(hào)，這很大程度上增加了通信傳播的成本。而光纖技術(shù)幾乎可以避免以上弊端，這是由于光傳播特有的折射原理能夠避免激光發(fā)生衍射或漫反射等，并以光速進(jìn)行傳播。在實(shí)際情況條件下，采用光纖網(wǎng)絡(luò)手段一般只有0.2分貝每公里的損耗，那么在進(jìn)行遠(yuǎn)距離時(shí)即使很少的中繼站就會(huì)起到信號(hào)強(qiáng)化作用，降低了通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和維護(hù)成本。
2容易鋪設(shè)且安全性高
光纖通信要比傳統(tǒng)的通信工程容易鋪設(shè)的多，首先上條提到的中繼站的減少就降低了鋪設(shè)難度，再加上光纖是一種輕質(zhì)量的復(fù)合型材料，質(zhì)量輕且柔韌性較好，對(duì)鋪設(shè)環(huán)境的要求就降低了，無(wú)論是山川還是海洋都可以鋪設(shè)。另外其他種類的通信技術(shù)信息容易出現(xiàn)安全問(wèn)題，易被泄露利用，但是光纖不會(huì)產(chǎn)生這種問(wèn)題，它具有自身的特殊性，光波在光纖中進(jìn)行傳遞，有多層材料的保護(hù)，能夠很好避免光的泄露，即使不慎光泄露也僅僅會(huì)出現(xiàn)中斷信號(hào)的情況，而不會(huì)將信息泄露出去，因此光纖通信有極優(yōu)的保密效果和安全性。
3重點(diǎn)技術(shù)介紹
3.1網(wǎng)絡(luò)基站
在整個(gè)光纖通信工程中，基站是必不可少的基礎(chǔ)和關(guān)鍵部分?；居赏ㄐ呕竞徒獯a基站組成，起到的是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的重要作用。通信系統(tǒng)中布滿許許多多的終端和節(jié)點(diǎn)，由于通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的迅速擴(kuò)大，其終端數(shù)量也在瘋長(zhǎng)，光纖網(wǎng)絡(luò)也要順應(yīng)這種趨勢(shì)。而基站將多個(gè)客戶端信息匯聚，完成交互傳遞，這使光纖網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)得以發(fā)揮。利用編碼和加密的功能將信息向外發(fā)射，使信息被充分共享。解碼基站是指可以解讀光信號(hào)的基站，也就是通過(guò)轉(zhuǎn)譯功能讓信息被用戶識(shí)別和了解。加過(guò)密的信息到達(dá)解碼基站后被解讀，脈沖激光被轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字編碼，同時(shí)被破譯，將結(jié)果發(fā)送到客戶端。因此解碼基站也是光纖網(wǎng)絡(luò)必不可少的部分，它常常建設(shè)在客戶終端密集的區(qū)域，比如城市內(nèi)。
3.2通信中的復(fù)用技術(shù)
光纖網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用不單單是處理光信號(hào)，對(duì)資源也要進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度和分配，才能使有限的資源滿足海量的通信需求。此時(shí)復(fù)用技術(shù)是最關(guān)鍵的手段，即在同一條光纖的使用上進(jìn)行控制，利用有限的光纖資源傳輸無(wú)限量的信息。也就是復(fù)用技術(shù)通過(guò)多信道系統(tǒng)的增加與傳輸介質(zhì)的容量調(diào)整等，達(dá)到光纖寬帶的最大化利用。在現(xiàn)實(shí)運(yùn)用中我們依據(jù)調(diào)度手法的差異將復(fù)用技術(shù)劃分為時(shí)間、波形、頻率、空間、編碼等多種種類。其中最普遍的是波形復(fù)用形式，它能夠使通信工程信息傳輸質(zhì)量極大優(yōu)化，同時(shí)光纖的利用率也大大增加。
3.3色散處理技術(shù)
通常來(lái)說(shuō)在光信號(hào)傳輸時(shí)幾乎不會(huì)損失什么能量，但也不是絕對(duì)不發(fā)生的，實(shí)際測(cè)試得出的結(jié)論，傳輸數(shù)百公里后光信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)一定的衰減，并出現(xiàn)信息失真或亂碼的現(xiàn)象。因此在光纖網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中要將光信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)化，此時(shí)就用到了色散補(bǔ)償技術(shù)，它能夠擴(kuò)大中繼站的距離，增加系統(tǒng)信號(hào)的抗干擾能力。此種技術(shù)能夠最大化地降低信號(hào)損耗，保證輸出端信號(hào)在跨度和速率方面滿足需求。
4光纖網(wǎng)絡(luò)在通訊工程技術(shù)中應(yīng)用的前景展望
4.1光纖入戶
光纖入戶的寬帶極大，改善從互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)到用戶桌面的“最后一公里”的不足。在未來(lái)隨著各類技術(shù)的更新，光纖入戶的投入會(huì)越來(lái)越小?，F(xiàn)階段，我國(guó)的光纖入戶已經(jīng)覆蓋了平原地區(qū)，相信在不久后，山村地區(qū)也將實(shí)現(xiàn)全部光纖入戶。
4.2全光網(wǎng)絡(luò)大力發(fā)展
全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點(diǎn)代替電節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)全光化,也就是說(shuō)信息的傳遞與交換能夠一直保持光速。雖然現(xiàn)階段全光網(wǎng)絡(luò)在我國(guó)還不夠完全成熟，但是它具有不可忽視的發(fā)展?jié)摿Γ哂虚_(kāi)發(fā)、兼容、透明、可靠等優(yōu)點(diǎn)，且?guī)?、容量和處理速度都能達(dá)到很大，出現(xiàn)誤碼的現(xiàn)象也極少見(jiàn)，并且沒(méi)有太復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),可以以多種形式靈活組網(wǎng)，也能隨時(shí)增加新節(jié)點(diǎn)。
5結(jié)語(yǔ)
[論文摘要]光纖通信因其具有的損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優(yōu)點(diǎn)，備受業(yè)內(nèi)人士青睞，發(fā)展非常迅速。目前，光纖光纜已經(jīng)進(jìn)入了有線通信的各個(gè)領(lǐng)域，包括郵電通信、廣播通信、電力通信和軍用通信等領(lǐng)域。綜述我國(guó)光纖通信研究現(xiàn)狀及其發(fā)展。
近年來(lái)，光纖通信技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，這大幅提高了通信能力，并使光纖通信的應(yīng)用范圍
不斷擴(kuò)大。
一、我國(guó)光纖光纜發(fā)展的現(xiàn)狀
（一）普通光纖
普通單模光纖是最常用的一種光纖。隨著光通信系統(tǒng)的發(fā)展，光中繼距離和單一波長(zhǎng)信道容量增大，G.652.A光纖的性能還有可能進(jìn)一步優(yōu)化，表現(xiàn)在1550rim區(qū)的低衰減系數(shù)沒(méi)有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數(shù)和零色散點(diǎn)不在同一區(qū)域。符合ITUTG.654規(guī)定的截止波長(zhǎng)位移單模光纖和符合G.653規(guī)定的色散位移單模光纖實(shí)現(xiàn)了這樣的改進(jìn)。
（二）核心網(wǎng)光纜
我國(guó)已在干線(包括國(guó)家干線、省內(nèi)干線和區(qū)內(nèi)干線)上全面采用光纜，其中多模光纖已被淘汰，全部采用單模光纖，包括G.652光纖和G.655光纖。G.653光纖雖然在我國(guó)曾經(jīng)采用過(guò)，但今后不會(huì)再發(fā)展。G.654光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統(tǒng)容量，它在我國(guó)的陸地光纜中沒(méi)有使用過(guò)。干線光纜中采用分立的光纖，不采用光纖帶。干線光纜主要用于室外，在這些光纜中，曾經(jīng)使用過(guò)的緊套層絞式和骨架式結(jié)構(gòu)，目前已停止使用。
（三）接入網(wǎng)光纜
接入網(wǎng)中的光纜距離短，分支多，分插頻繁，為了增加網(wǎng)的容量，通常是增加光纖芯數(shù)。特別是在市內(nèi)管道中，由于管道內(nèi)徑有限，在增加光纖芯數(shù)的同時(shí)增加光纜的光纖集裝密度、減小光纜直徑和重量，是很重要的。接入網(wǎng)使用G.652普通單模光纖和G.652.C低水峰單模光纖。低水峰單模光纖適合于密集波分復(fù)用，目前在我國(guó)已有少量的使用。
（四）室內(nèi)光纜
室內(nèi)光纜往往需要同時(shí)用于話音、數(shù)據(jù)和視頻信號(hào)的傳輸。并目還可能用于遙測(cè)與傳感器。國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)在光纜分類中所指的室內(nèi)光纜，筆者認(rèn)為至少應(yīng)包括局內(nèi)光纜和綜合布線用光纜兩大部分。局用光纜布放在中心局或其他電信機(jī)房?jī)?nèi)，布放緊密有序和位置相對(duì)固定。綜合布線光纜布放在用戶端的室內(nèi)，主要由用戶使用，因此對(duì)其易損性應(yīng)比局用光纜有更嚴(yán)格的考慮。
（五）電力線路中的通信光纜
光纖是介電質(zhì)，光纜也可作成全介質(zhì)，完全無(wú)金屬。這樣的全介質(zhì)光纜將是電力系統(tǒng)最理想的通信線路。用于電力線桿路敷設(shè)的全介質(zhì)光纜有兩種結(jié)構(gòu)：即全介質(zhì)自承式(ADSS)結(jié)構(gòu)和用于架空地線上的纏繞式結(jié)構(gòu)。ADSS光纜因其可以單獨(dú)布放，適應(yīng)范圍廣，在當(dāng)前我國(guó)電力輸電系統(tǒng)改造中得到了廣泛的應(yīng)用。ADSS光纜在國(guó)內(nèi)的近期需求量較大，是目前的一種熱門產(chǎn)品。
二、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
對(duì)光纖通信而言，超高速度、超大容量和超長(zhǎng)距離傳輸一直是人們追求的目標(biāo)，而全光網(wǎng)絡(luò)也是人們不懈追求的夢(mèng)想。
（一）超大容量、超長(zhǎng)距離傳輸技術(shù)波分復(fù)用技術(shù)極大地提高了光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量，在未來(lái)跨海光傳輸系統(tǒng)中有廣闊的應(yīng)用前景。近年來(lái)波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展迅猛，目前1.6Tbit/的WDM系統(tǒng)已經(jīng)大量商用，同時(shí)全光傳輸距離也在大幅擴(kuò)展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時(shí)分復(fù)用(OTDM)技術(shù)，與WDM通過(guò)增加單根光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)來(lái)提高其傳輸容量不同，OTDM技術(shù)是通過(guò)提高單信道速率來(lái)提高傳輸容量，其實(shí)現(xiàn)的單信道最高速率達(dá)640Gbit/s。僅靠OTDM和WDM來(lái)提高光通信系統(tǒng)的容量畢竟有限，可以把多個(gè)OTDM信號(hào)進(jìn)行波分復(fù)用，從而大幅提高傳輸容量。偏振復(fù)用（PDM）技術(shù)可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零（RZ）編碼信號(hào)在超高速通信系統(tǒng)中占空較小，降低了對(duì)色散管理分布的要求，且RZ編碼方式對(duì)光纖的非線性和偏振模色散（PMD）的適應(yīng)能力較強(qiáng)，因此現(xiàn)在的超大容量WDM/OTDM通信系統(tǒng)基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)基本上都包括在OTDM和WDM通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)中。
（二）光孤子通信。光孤子是一種特殊的ps數(shù)量級(jí)的超短光脈沖，由于它在光纖的反常色散區(qū)，群速度色散和非線性效應(yīng)相互平衡，因而經(jīng)過(guò)光纖長(zhǎng)距離傳輸后，波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離無(wú)畸變的通信，在零誤碼的情況下信息傳遞可達(dá)萬(wàn)里之遙。
光孤子技術(shù)未來(lái)的前景是：在傳輸速度方面采用超長(zhǎng)距離的高速通信，時(shí)域和頻域的超短脈沖控制技術(shù)以及超短脈沖的產(chǎn)生和應(yīng)用技術(shù)使現(xiàn)行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大傳輸距離方面采用重定時(shí)、整形、再生技術(shù)和減少ASE，光學(xué)濾波使傳輸距離提高到100000km以上；在高性能EDFA方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。當(dāng)然實(shí)際的光孤子通信仍然存在許多技術(shù)難題，但目前已取得的突破性進(jìn)展使人們相信，光孤子通信在超長(zhǎng)距離、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系統(tǒng)中，有著光明的發(fā)展前景。
（三）全光網(wǎng)絡(luò)。未來(lái)的高速通信網(wǎng)將是全光網(wǎng)。全光網(wǎng)是光纖通信技術(shù)發(fā)展的最高階段，也是理想階段。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)間的全光化，但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)處仍采用電器件，限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康倪M(jìn)一步提高，因此真正的全光網(wǎng)已成為一個(gè)非常重要的課題。
全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點(diǎn)代替電節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間也是全光化，信息始終以光的形式進(jìn)行傳輸與交換，交換機(jī)對(duì)用戶信息的處理不再按比特進(jìn)行，而是根據(jù)其波長(zhǎng)來(lái)決定路由。
目前，全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展仍處于初期階段，但它已顯示出了良好的發(fā)展前景。從發(fā)展趨勢(shì)上看，形成一個(gè)真正的、以WDM技術(shù)與光交換技術(shù)為主的光網(wǎng)絡(luò)層，建立純粹的全光網(wǎng)絡(luò)，消除電光瓶頸已成為未來(lái)光通信發(fā)展的必然趨勢(shì)，更是未來(lái)信息網(wǎng)絡(luò)的核心，也是通信技術(shù)發(fā)展的最高級(jí)別，更是理想級(jí)別。
三、結(jié)語(yǔ)
光通信技術(shù)作為信息技術(shù)的重要支撐平臺(tái)，在未來(lái)信息社會(huì)中將起到重要作用。雖然經(jīng)歷了全球光通信的“冬天”但今后光通信市場(chǎng)仍然將呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。從現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，光纖通信也將成為未來(lái)通信發(fā)展的主流。人們期望的真正的全光網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代也會(huì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)到來(lái)。
參考文獻(xiàn)：
[1]辛化梅、李忠，論光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].山東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003，（04）
1.1PDH光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
光纖通信技術(shù)之所以在鐵路通信系統(tǒng)里發(fā)揮重要作用，是因?yàn)楫?dāng)前對(duì)光纖通信技術(shù)的劃分十分精細(xì)，在各個(gè)鐵路通信系統(tǒng)里都會(huì)使用相應(yīng)的光纖通信技術(shù)，達(dá)到最理想的通信效果。PDH光纖通信作為十分重要和關(guān)鍵的方面，能有效清除鐵路通信系統(tǒng)里存在的隱患以及漏洞，確保鐵路通信系統(tǒng)的正常與穩(wěn)定。但PDH存在標(biāo)準(zhǔn)不一、復(fù)用結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜以及網(wǎng)絡(luò)管理功能較弱的問(wèn)題，所以其難以得到長(zhǎng)遠(yuǎn)、有效的發(fā)展。
1.2SDH光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
SDH光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)里的使用解決了PDH光纖通信使用存在的問(wèn)題，并在此基礎(chǔ)上有所突破，讓鐵路通信系統(tǒng)更加穩(wěn)定和流暢。借助SDH設(shè)備構(gòu)成的具備自愈保護(hù)作用的環(huán)網(wǎng)形式，能在傳輸媒體主要信號(hào)中斷的時(shí)候自動(dòng)利用自愈網(wǎng)及時(shí)恢復(fù)正常的通信狀態(tài)。相較于與PDH技術(shù)，SDH技術(shù)有四個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：一是網(wǎng)絡(luò)管理能力更強(qiáng)；二是比特率和接口標(biāo)準(zhǔn)均統(tǒng)一，讓各個(gè)廠家設(shè)備間的互聯(lián)成為了可能；三是提出“自愈網(wǎng)”這一新理論，能在傳輸媒體主要信號(hào)中斷時(shí)及時(shí)恢復(fù)正常；四是運(yùn)用字節(jié)復(fù)接技術(shù)，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)各個(gè)支路信號(hào)。鑒于SDH光纖通信技術(shù)有諸多優(yōu)點(diǎn)，所以在鐵路通信網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃里，已經(jīng)明確提出了要著重發(fā)展基于同步數(shù)字系列（SDH）基礎(chǔ)上的傳送網(wǎng)。就以xx鐵路為例，該鐵路基于新敷設(shè)20芯光纜里的其中4芯光纖基礎(chǔ)上，開(kāi)設(shè)SDH2.5Gb/s（1+1）光同步傳輸系統(tǒng)為長(zhǎng)途傳輸網(wǎng)，在鐵路的相應(yīng)經(jīng)過(guò)點(diǎn)均設(shè)置了SDH2.5Gb/sADM設(shè)備，并借助622Mb/s光口同接入層傳輸設(shè)備相連，發(fā)揮上聯(lián)和保護(hù)作用。此外，還借助2芯光纖開(kāi)設(shè)了SDH622Mb/s（1+0）光同步傳輸系統(tǒng)，將其作為當(dāng)?shù)氐闹欣^網(wǎng)，并在鐵路相應(yīng)經(jīng)過(guò)點(diǎn)以及新開(kāi)設(shè)的各個(gè)中間站和線路新設(shè)置了SDH622Mb/s設(shè)備。
1.3DWDM光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
DWDM光纖通信技術(shù)是借助單模光纖寬帶與損耗低的特點(diǎn)，由多個(gè)波長(zhǎng)構(gòu)成載波，許可各個(gè)載波信道能同時(shí)在同一條光纖里傳輸，如此一來(lái)，在給定信息傳輸容量的情況西夏，就能降低所需光纖的總量。使用DWDM技術(shù)，單根光纖能傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)流量可以高達(dá)400Gb/s。DWDM技術(shù)最顯著的優(yōu)點(diǎn)就是其協(xié)議與傳輸速度是沒(méi)有關(guān)聯(lián)的，以DWDM技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)可以使用IP協(xié)議、以太網(wǎng)協(xié)議、ATM等進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，每秒處理數(shù)據(jù)流量在100Mb~2.5Gb之間。也就是說(shuō)，以DWDM技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)能在同一個(gè)激光信道上以各種傳輸速度傳輸各種類型的數(shù)據(jù)流量。當(dāng)前，在國(guó)內(nèi)鐵路通信網(wǎng)里DWDM技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，其中滬杭-浙贛鐵路干線就是國(guó)內(nèi)第一條使用DWDM光纖傳輸系統(tǒng)的鐵路。此外，京九、武廣等鐵路的DWDM光纖傳輸系統(tǒng)也在建設(shè)與使用中。就拿京九鐵路來(lái)說(shuō)，京九鐵路線使用的是具有開(kāi)放性的DWDM系統(tǒng)和設(shè)備，能兼容各種工作波長(zhǎng)以及廠商的SDH設(shè)備。波道數(shù)量為16，波道速率基礎(chǔ)為每秒2.5Gb，借助京九線20芯光纜里的2芯G.652單模光纖，使用單纖單向傳輸?shù)姆绞?，也就是說(shuō)相同波長(zhǎng)在兩個(gè)方向上都能多次使用，光接口滿足ITU-TG.692協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)。
2結(jié)語(yǔ)
