光纤通信原理精选(九篇)

第1篇：光纤通信原理范文

关键词：光纤通信；理论教学；实验教学

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）08-0167-03

当代信息高速公路的骨干网络是由光纤通信网络构成的，若没有光纤的发明及相关有源和无源光纤器件的发明和发展，当今的高速信息网络是无法想象的。但是当今信息产业的高速发展得益于微电子学、光电子学、计算机技术及通信工程等多门学科的快速发展及它们之间的交叉融合。因此，要想成为一名信息技术领域的电子信息工程师、计算机工程师或通信工程师，除了需要掌握本专业的课程知识以外，也应该熟悉现代信息技g的其他相关主要知识，比如光纤通信网络及其相关器件等。本文从光纤通信技术的研究内容、应用及发展等方面说明其在电子信息工程专业教育中的重要性，并研讨电子信息工程专业中的光纤通信课程的理论和实验教学方法。

一、光纤通信技术简介

1960年，美国人梅曼（Maiman）发明了第一台红宝石激光器[1]，给光通信带来了新的希望。和普通光相比，激光具有波谱宽度窄，方向性极好，亮度极高，以及频率和相位较一致的良好特性。激光是一种高度相干光，它的特性和无线电波相似，是一种理想的光载波。继红宝石激光器之后，氦―氖（He-Ne）激光器、二氧化碳（CO2）激光器先后出现，并投入实际应用。激光器的发明和应用，使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。

1966年，英籍华裔学者高锟（C.K.Kao）和霍克哈姆（C.A.Hockham）发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤（Optical Fiber）进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信――光纤通信的基础[2]。在以后的10年中，波长为1.55μm的光纤损耗：1979年是0.20 dB/km，1984年是0.157 dB/km，1986年是0.154 dB/km，接近了光纤最低损耗的理论极限。1970年，作为光纤通信用的光源也取得了实质性的进展。1977年，贝尔实验室研制的半导体激光器寿命达到10万小时（约11.4年），外推寿命达到100万小时，完全满足实用化的要求。由于光纤和半导体激光器的技术进步，使1970年成为光纤通信发展的一个重要里程碑之年。在今后的几十年中，光纤通信网络的逐步商用化带动了相关信息产业链的蓬勃发展[3]。

由于在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或波导管的损耗低得多[4]，因此相对于电缆通信或微波通信，光纤通信具有许多独特的优点。综上所述，可见光纤通信技术在现代信息产业技术中的重要地位，因此，光纤通信技术这门课程不仅是光学工程专业的基础必修课程[5]，也应该作为电子信息工程专业的专业选修课程来开设。

二、光纤通信课程教学研究

（一）光纤通信课程的理论教学

电子信息工程专业的光纤通信课程的理论知识可以分为四个相互关联的层次和内容，它们分别是：第一部分，光纤技术的基础；第二部分，光纤通信器件技术基础；第三部分，光纤通信系统和网络；第四部分，光纤与光纤通信系统测量。这四个部分的关系层层递进，逐渐深入。理论学时总共32学时。

第一部分，光纤技术的基础。可以先讲解光纤通信技术的一些概念性和历史性的知识，比如：电信技术的发展，光通信的必要性及技术基础，光纤通信技术的历史、现状与未来。此处，可详细介绍人类对光通信探索的历史及现代光纤通信技术从学术研究到商业应用的发展里程，并附带介绍微波通信的发展里程，然后通过比较使用光波进行通信和使用微波进行通信的优缺点及使用光纤材料和使用同轴电缆进行通信的优缺点，让学生了解光纤通信的巨大优势。然后可以简单介绍光纤传输的基础理论――电磁场与电磁波理论中的一些基本概念和现象，重点介绍麦克斯韦方程。最后介绍光纤的模式理论、光纤的结构和类型、光纤的传输特性、光纤制造技术与光缆等知识。其中，光纤传输特性包括光纤的损耗特性和色散特性，这是该部分的重点知识。总之，笔者认为，第一部分内容的讲解方法和手段是非常重要的，不宜讲得深奥，而应该结合动画或者视频讲解光纤的传光原理，使学生易于接受，才能提高学生对这门课程的兴趣，从而继续学习往后部分的相对枯燥的知识。该部分学时安排为6H。

第二部分，光纤通信器件技术基础。这部分讲述光纤通信系统中的有源和无源光通信器件，这些器件是构成一个完成的光纤通信系统必不可少的部件，学好这部分内容有利于理解后面学习的光纤通信网络的内容。这部分内容包括：基本光纤器件、光学滤波器、光纤放大器和半导体光电子器件。基本光纤器件包括分波/合波器、光纤活动连接器、光隔离器、环形器和衰减器等；光学滤波器的内容包括Fabry-Perot滤波器、介质膜滤波器、HiBi光纤Sagnac滤波器、Mach-Zender型滤波器、光纤光栅等；光纤放大器的内容包括：掺饵光纤放大器（EDFA）、光纤Raman放大器等。半导体光电子器件的内容包括：普通的半导体激光器（LD）和发光二极管（LED）、FP型双异质结构激光器、动态单纵模激光器、半导体光放大器（OSA）、PN结光电二极管、PIN光电二极管、APD雪崩光电二极管等。对于每一个光纤器件，讲解内容包括这些光纤器件的结构、工作原理、具体参数、应用场合等，应结合动画或者视频讲解，甚至如果有条件的话，可以在课题上带上一些体积很小的光纤器件实物给学生讲解，比如光纤活动连接器、LD、LED、光纤光栅、PIN光电二极管价格便宜、体积小的光纤器件。该部分学时安排为10H。

第三部分，光纤通信系统和网络。这部分是本门课程的核心和精华部分，包括光纤传输系统、光纤通信网、全光网技术及其发展三大部分。其中，光纤传输系统的内容包含：光纤传输系统的基本组成、光发送机组件、光接收机组件、光放大噪声及其级联、色散调节技术、光纤传输系统设计、光纤传输系统性能评估。光通信网络的内容包含：通信网的拓扑结构和分类、准同步数字系统（PDH）、同步数字系统（SDH）、异步传输模式（ATM）、互联网协议、光纤通信网的管理/保护/恢复。全光网技术及其发展的内容包含：通信网络的发展过程、全光网络中的传输技术（WDM、OTDM、OCDMA和分组交换技术）、无源光网络（G-PON、E-PON、WDM-PON）、光传送网（G.709OTN）、自动交换光网络、全光网的网络管理、全光网的安全问题。对于每一种光纤网络技术，讲解内容包括这些光纤网络结构、功能、应用场合等，应尽量使用PPT的图片、动画进行讲解，PPT上要尽量避免文字上描述。该部分学时安排为12H。

第四部分，光纤与光纤通信系统测量。该部分主要介绍光纤通信工程实施、检测中一些常用的设备和仪器，在本门课程的实验教学中都要使用到这些设备，是培养光纤通信工程师的基础技能知识部分。该部分的内容包括：光功率计的使用、光纤几何参数的测量、光纤衰减测量、光纤色散测量、光纤偏正特性测量、光纤的机械特性和强度测量、光时域反射计（OTDR）的使用；光接收机灵敏度和动态范围的测量、光纤通信系统误码率和功率代价的测量、眼图及其测量、光谱分析仪、光纤通信系统的在线监测技术。其中，重点讲解光功率计、OTDR、眼图示波器、光谱分析仪等仪器设备的功能和使用方法。该部分学时安排为4H。

（二）光纤通信课程的实验教学

对于电子信息工程本科专业而言，毕竟培养的学生不属于光学工程或光电子技术领域的人才，而且电子信息工程专业本身都有很多属于自己专业的实验课程及课程设计，因此，笔者认为光纤通信技术课程的实验教学应根据该专业学生的理论基础和将来他们最可能需要的工程能力而设置。因而，笔者建议光纤通信课程的总学时设置为48学时，理论教学学时为32学时，7个实验的教学学时为16学r。

根据笔者10年来给电子信息工程专业本科学生讲授这门课的经验，认为具体的实验课程设置如下。

1.插入法测光纤的平均损耗系数。采用插入法测量待测光纤在1310nm和1550nm处的平均损耗系数。掌握插入法测量光纤损耗系数的原理，熟悉光纤多用表的使用方法。学时设置为2个课时。

2.光时域反射计（OTDR）测光纤链路特性。用光时域反射计测量光纤链路的平均损耗、接头损耗、光纤长度和故障点位置。了解光时域反射计工作原理及操作方法，学习用光时域反射计测量光纤平均损耗、接头损耗、光纤长度和故障点位置。学时设置为2个课时。

3.光波分复用（WDM）系统实验及其误码率测量构建1310nm/1550nm光纤波分复用系统并测试其误码率，了解光波分复用传输系统的工作原理和系统组成熟悉误码、误码率的概念及其测量方法。学时设置为2个课时。

4.数字光纤通信系统信号眼图测试。构建数字光纤通信系统并且用数字示波器观测系统的信号眼图，并从眼图中确定数字光纤通信系统的性能。了解眼图产生的基础，根据眼图测量数字通信系统性能的原理；学习通过数字示波器调试、观测眼图；掌握判别眼图质量的指标；熟练使用数字示波器和误码仪。学时设置为3个课时。

5.光纤切割与焊接技术演示实验。利用全自动熔接机向学生演示光纤熔接的全过程，了解光纤的结构和光纤电弧放电焊接原理；了解全自动焊接光纤的过程和使用方法。学时设置为2个课时。

6.光纤光栅光谱特性测试系统的设计实验。测量光环行器的插入损耗、隔离度、方向性、回波损耗参数；利用PC光谱仪、光环行器和光纤光栅设计光纤光栅光谱特性的测试系统；了解光环行器的工作原理和主要功能；了解光环行器性能参数的测试原理；了解光纤光栅的光谱特性；学习PC光谱仪的使用方法。学时设置为3个课时。

7.光带通滤波器的设计。测量光耦合器的插入损耗、分光比和附加损耗等参数；利用光耦合器或者光环行器和光纤光栅设计光带通滤波器。了解2X2光耦合器的工作原理，了解光耦合器各项参数的测试方法。学时设置为2个课时。

通过以上实验课程，能够使电子信息工程本科学生对光纤通信系统的基本器件、基本测量系统等有一个比较感观的认识，而且能够更加深刻地掌握它们工作的基本原理和基本特性，为将来在具体的工程设计及进一步深造中奠定基础。

三、结束语

光纤通信技术在国家的信息产业、国防工业中具有举足轻重的地位，电子信息技术与光学信息技术的结合也越来越紧密。对于当今的电子信息工程专业的学生而言，除了需要掌握本专业牢固的知识和技能以外，了解和掌握光纤通信技术的基础知识和相关的技术发展趋势也是必不可缺的。本文通过对电子信息工程专业特点和光纤通信课程内容的分析，讨论了该门课程与该专业的内在联系，分析其重要性，并根据笔者10年来在重庆理工大学电子信息工程专业讲授该门课程的经验，提出了本门课程在电子信息工程专业中的理论及实验的教学内容、教学重点、教学方法及课程设置等方面的一些意见和建议。

参考文献：

[1]高D.激光技术应用现状与分析[J].物理通报，2007，（11）：50-52.

[2]龙泉.光通信发展的回顾与展望电信网技术[J].2008，（2）：30-32.

[3]曲鹏.光纤通信技术的应用及展望[J].硅谷，2014，7（24）：2-2.

第2篇：光纤通信原理范文

关键词：通信光纤传输技术；衰减；原因；决策

如今，人们对于通讯质量的要求越来越高，这也使通讯行业面临了新的机遇与挑战，随着通讯光纤传输数据技术的出现，不仅大大加快了信息数据的传输速度，还可以保证信息数据的安全性，使人们能够在很短的时间内接收信息数据，无论是在日常生活中，还是在其他领域的应用，通讯光纤传输数据技术都会起到至关重要的作用。但是，由于信息在传输过程中，常常会受到其他信号的干扰，从而导致传输信号产生衰减，影响信息数据的传输质量。因此，本文就对通讯光纤传输过程中产生衰减的原因及对策进行论述，总结一些看法与建议。

1. 通讯光纤的发展历史

想要通讯光纤传输技术持续稳定的发展，就要尽可能减少光纤衰减现象的产生，其主要变在传输信号的衰减程度。所以说，光纤衰减程度的大小会直接影响到信息数据的传输距离。那么，只有将光纤衰减问题进行有效的控制，才能实现光纤通信的目的，这对于我国通讯行业有着重大的意义。很早以前，我国通讯行业是利用大气光信号来完成信息数据的传输过程，传输时间长、效率低，甚至有些接收到的信息数据无法正常使用，给人们带来极大的不便。因此，相关技术人员纷纷将发展目光投向了介质通讯，并加大了对其研究力度，研制出以石英玻璃材料作为光导纤维的传输光信号。但是，由于当时科学技术水平并不发达，又受到很多方面的制约，再加之石英玻璃材料本身的衰减度较高，光信号的传播范围有限，严重过阻碍了光纤通讯的快速发展。如今，随着社会的不断进步与发展，相关技术人员也开出了更多降低衰减的光纤材料，并被广泛应用于光纤通信中，受到了人们的高度青睐，促进我国通讯行业的快速发展。

2. 通讯光纤传输衰减产生的主要原因

2.1通信光纤接续性衰减

光纤的接续性衰减主要包括以下三种原因：光纤本身固有的因素造成的光纤衰减和非本身因素造成的熔接性衰减以及活动接头衰减三种。其一，通讯光纤的固有衰减主要来源于光纤束的直径不相同，光纤内芯径的搭配不合理，光纤内芯的截面不规则，光纤内芯与外包皮产生微量偏心距等，但其中对光纤传输衰减影响最大的是光纤芯直径的不同。其二，非本身因素的熔接性衰减主要由对称轴发生错位引起的，轴心出现微量的倾斜；端面分离出现间隙；光纤端面不完整和不清洁以及施工人员的技术水平、操作步骤的先后顺序、熔接参数的合理设置、工作环境干净程度等因素造成。其三，活动接头引起的衰减，非本身因素的活动接头衰减主要由活动连接器质量差、接触不良、不清洁以及其他的一些因素造成。

2.2 通信光纤非接续性衰减

（1）弯曲衰减。

一旦通讯光纤发生严重的弯曲和损坏时，就会对传输信号造成很大的影响。在这种情况下，传输过程中的大量信号将会转变为一些辐射膜，产生不良的信号源，对光纤传输信号造成干扰，最终导致光纤通信无法进行下去，这也是通讯光纤传输发生衰减的主要原因之一。通常情况下，光前弯曲衰减类型大致分为弯曲衰减和微弯曲衰减。宏弯曲衰减的产生是因为光缆在铺设过程中，施工人员并没有将光缆理顺，使其错乱缠绕在一起，造成通讯光纤传输信号的衰减。而微弯曲衰减的产生是因为光纤在加工过程中，由于施工人员没有充分掌握加工力度，使得成型的光缆表面存在一定的不规则，这时，其应力面积就会不均匀。那么，光缆在正常运行下，自然会发生微弯曲，再加之受到温度变化的影响，大大加剧了微弯曲程度，使通讯光纤传输信号产生衰减。

（2）施工因素和外部环境造成的衰减。

不规范的光缆上架引起的损耗：主要原因是光缆上架处套管相互扭绞和上下错位热缩不良的热熔保护引起的衰减：主要原因是热熔保护管热熔后出现扭曲，产生气泡或者是熔接机的加热器在加热时，参数设置不合理，造成热熔保护管发生变形或产生气泡。

3. 解决通讯光纤传输衰减的有效措施

3.1解决通讯光纤接续性衰减的方法如下

（1）光纤的安装工程设计、施工以及日常维护中应精选优质光纤并且尽量采用同一批次的光纤，目的是使光纤的整体特性尽量相互匹搭配，以达到降低光纤直径对光纤熔接性衰减的目的。

（2）在进行光缆的安装工序时，施工人员必须掌握较强的专业知识和专业技能，还需要具备丰富的安装经验。并且，要在光缆安装完成以后，要对其性能进行一系列的检测，确保光缆的接续性，从而减少通讯光纤传输过程中衰减的产生。

（3）制备比较完善的光纤断面，光纤断面的制备是光纤之间相互接续的关键。光纤断面制备的完善与否直接决定了光纤的接续性衰减。光纤断面应保持平整，无缺损、保持清洁，避免灰尘污染光纤端面。

3.2解决通讯光纤非接续性衰减的方法如下

（1）在工程查勘设计以及施工过程中 ，应选择最佳路线和线路铺设方式。

（2）在布设光缆时 ，不要让光缆产生扭曲。布设速度不应过快并且不应超过规范要求的布防长度。在有可能损伤光缆的拐弯处一定要小心并采取必要的保护手段。

（3）加强光缆线路的日常维护和技术维修工作。光纤入户是进入信息时展的必然结果。伴随着国家对各类光纤通信网络的大量建设和安全运行，正视和解决光纤使用中引起的传输衰减问题必将在光纤通信工程设计、施工、维护中极大地改善和优化光纤通信网络传输性能。

4. 结束语

综上所述，可以得知，通讯光纤传输数据技术是目前通讯行业中最为先进的信息传输技术，在现代通讯行业中得到了广泛的应用，对于通讯行业持续稳定的发展有着重要的影响。但是，目前通讯光纤传输数据技术普遍存在信号衰减的问题，由于引起衰减的原因有很多，相关技术人员也无法准确判断出衰减问题，还需要进一步的研究。因此，我国通讯行业应该加大对通讯光纤传输数据技术的建设力度，确保光缆的安装质量，施工人员必须对其规范操作，对于光纤的传输衰减问题，有针对性的分析，并采取相对应的改善对策，有效的解决通讯光纤传输衰减问题，促进我国通讯行业的蓬勃发展。■

参考文献

[1] 邓月龙 ，杨维龙 .光纤熔接和盘纤工艺对传输衰减影响的实验[J].邮电设计技术，2005.

第3篇：光纤通信原理范文

关键词：光纤通信；实践教学；教学效果

作者简介：王文珍（1977-），女，山东烟台人，中南民族大学电子与信息工程学院，讲师。（湖北 武汉 430074）

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）01-0134-01

光纤通信是以光波为载波，以光纤为传输介质的一种信息传输方式。光纤通信系统因其巨大的带宽、优良的传输特性已成为信息社会最重要的通信传输手段。[1]“光纤通信技术”是电子信息、通信工程、光电子等专业的重要专业课，培养具有光纤通信理论和一定实际操作能力的人才，也成为相关专业越来越迫切的任务。[2]该课程主要讲述了光纤的传输理论、光纤通信系统的组成及工作原理、光纤通信的新技术等。为了进一步提高“光纤通信原理”课程的教学质量，开设了光纤通信实验课，使学生进一步消化课堂上学到的理论知识，加深学生对光纤通信系统工作原理的理解，并为以后从事实践技术工作奠定基础。[3]

在教学过程中，理论部分采用引入主动式的教学方法，使学生积极主动地参与教学活动，保持与前沿知识同步，实践教学部分除了利用光纤通信实验系统开出的固定的基础实验之外，还通过光纤通信仿真软件OptiSystem，对实验设备无法满足的实验进行仿真验证，取得了满意的教学效果。

一、光纤通信实验系统介绍

光纤通信实验系统由光无源器件实验平台、模拟图像传输系统、计算机数据传输系统、光终端机、电终端机以及误码测试模块、OTDR功能等几大部分组成。系统布局如图1所示。

光无源器件主要由两个波分复用器，一个分路器，一个衰减器，两个连接器和多根尾纤，用这些器件可以构成单芯双向光纤通信系统以及波分复用光纤通信系统等。

模拟传输系统把来自摄像头的视频基带信号进行适当地处理，送入光发送模块。经过光纤传输，进入光接收模块进行视频基带处理后，由监视器显示来自发端的视频信号。模拟传输系统主要由图像传输（收／发）模块组成。

计算机数据传输系统是一个双向双工的不对称信道。它把来自计算机1的数据经过数字光纤信道，发送到计算机2。计算机2可把数据通过直通信道，传送到计算机1。

光终端把来自电终端的信号经过线路接口电路（HDB3编译码）后，进行扰码（解扰）、光纤线路编码（CMI／5B6B编译码），然后进入光收发模块，经过光纤之后，可以通过光无源器件，传输到对端。

电终端首先把各路基带信号复接为E1标准的群路电信号，通过光终端发送电路变换为光信号，然后经光纤传输到接收端，在接收端再经光终端的光检测电路变换为电信号，送入电终端分路处理。

在实验系统中，系统的组成、功能电路、信息流程与实际光纤通信系统在技术上保持基本一致。学生通过实验能够较全面地掌握光纤通信的系统组成、基本原理、关键技术以及主要技术指标的测量方法。这对学生理解与掌握光纤通信理论和技术，提高实验教学质量具有重要意义。

以5B6B码型变换的实验为例，该实验的主要目的是让学生熟悉5B6B线路码型的编码、译码的基本原理。图2给出了示波器的观察结果：（a）是编码输入数据的波形；（b）发送分组指示的波形；（c）编码输出数据的波形；（d）是接收译码输出数据的波形。两信号完全同步，但存在时延。

二、软件仿真

对实验设备无法满足的实验，利用软件仿真的方式，可以比较直观形象地掌握各个参数对光纤线路或通信系统的性能影响，弥补试验设备的局限性，拓宽学生的视野和知识面。鉴于复杂光通信系统和网络研发和工程规划的需要，学习通信工程专业的学生在大学专业课程学习过程中，辅修一些软件分析和设计光通信系统的知识也是非常必要的。光通信系统的软件辅助分析设计工具在行业中已发展多年，相关软件产品品种较多。其中商业化应用较为成功的是由加拿大OptiWave生产的OptiSystem软件，OptiSystem是一款光通信系统模拟软件包，它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通信系统到LANS和MANS都能使用的一个基于实际光纤通信系统模型的系统级模拟器。

OptiSystem开启，图形用户界面如图3所示。

创建一个由外调制激光器所组成的光发送器模型。如图4所示。OptiSystem提供了多种观察仿真结果的途径，通过展开Component Library下的Visualizer Library菜单，可以浏览后处理仿真结果。可视化根据输入信号的不同分为电可视化和光可视化。在时域中利用示波器（图5（a））观察电信号，在频域内用光谱分析仪观察光信号的光谱（图5（b）），在时域内用光纤观测仪观察光信号（图5（c））。

三、结论

本文结合光纤通信技术的特点，对实验系统从实验箱和仿真软件两个方面进行了论述。学生通过在实验箱上测试，把理论和实践联系起来，能更好地理解整个光纤传输过程、掌握光纤相关理论及具体性能测试。而且，实验系统具有扩充功能，能和计算机连接，实现图像传输及图像处理等功能。同时对实验设备无法满足的实验，利用软件仿真的方式，可以比较直观形象地掌握各个参数对光纤线路或通信系统的性能影响，拓宽学生的视野和知识面。

参考文献：

[1]邓大鹏.光纤通信原理[M].北京：人民邮电出版社，2006.

第4篇：光纤通信原理范文

【关键词】　光纤传感技术；物联网；原理与现状；应用；传感网络

1 引言

物联网是通过射频识别技术（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备按照约定的协议把一些有联系的实体通过互联网相互连接到一起进行信息的传输和传递，可以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络实现概念。这种概念是在互联网的概念基础上发展起来的，是将用户端延伸并扩展到任何物品与物品之间进行通信和信息交换的网络概念。近年来，随着光纤通信技术的不断发展，进而出现了光纤传感技术。

自光纤传感技术开始发展以来，光纤传感器因具有多种优点而得到了快速发展，例如体积偏小、灵敏度非常高、抗干扰能力强等，现如今，已经被广泛应用到很多领域，如：医药制造、船舶、土木工程等。特别是当前物联网快速发展的情况下，光纤传感技术的地位越来越重要。我们将在本文中对物联网中的光纤传感器的结构、分类以及一些其他在物联网中的应用实例进行详细的介绍，例如光纤陀螺、光纤水听器、光纤光栅传感器和光纤电流传感器。对于在物联网前沿应用中的应用十分广泛的布里渊效应的连续分布式光纤传感技术也会有介绍。

2 关于物联网的界定和构成

物联网指的是借助红外感应器、定位系统、激光扫描等传感设备，遵循特定的协议，将物品和互联网紧密联系在一起，从而完成信息交换与通讯，从而最终实现智能化识别、跟踪、定位和管理的网络。物联网指的是在任何时间、地点把任何人、物品等以任何方式连接在一起，从而满足人们的多种需求的网络。也就是说，物联网是实现物物相连的一种网络。

物联网主要由三部分组成，即感知层、网络层以及应用成。其中，感知层是实现智能感知的功能，涉及到信息的采集、获得与识别功能。而网络层是传送信息与进行通信的。但是，对于应用层来说，主要涉及到各类的应用，例如：电网应用、农业应用、工程建设安全等方面。

3 光纤传感器的原理与发展现状分析

3.1 光纤传感器原理和分类

光纤传感器由几部分组成，包含光源、传输纤维、探测器、信号处理设备等构成。它的工作原理是把光通过光纤输送到调制器，这样一来，测量参数和调制区内的光进行作用后，从而使光的性质发生巨大的改变，使光源发出的光变为被调制的信号光，然后，再借助光纤把光传送到光电探测器，进而把光信号转变为电信号，最终由信号处理设备将北侧物理量进行还原。

在实际生活中，光纤传感器种类是非常多的，但是，我们将这些传感器类型归结为两大类型，即传感型与传光型。和传统电传感器进行比较，光纤传感器具有很多的优点，例如抗干扰能力较强、绝缘性好、灵敏度偏高，所以，当前在各个领域都有光纤传感器的身影。

3.2 光纤传感器的现状分析

自出现光纤传感器后，它的优势与应用引起了各个国家人们的高度关注。并且对光纤传感技术进行了深入的研究。现如今，通过光纤传感器可以对位移、温度、速度、角度等物理量进行测量。现如今，很多西方发达国家将对光纤传感器研究的重点放在光纤控制系统、核辐射监控、民用计划等多个方面，同时已经取得了可喜的成绩。

我国对光纤传感器的研究起步较晚，有很多研究所、企业等对光纤传感器的深入研究促进了光纤传感技术的发展。在2010年，张旭平的关于“布里渊效应连续分布式光纤传感技术”通过了专家的鉴定。专家组都认为此技术有很强的创新性，技术已达到世界先进水平，因此，有广阔的发展前景。此技术的发展主要是应用了物联网技术，从而加速了我国物联网的发展。

4 光纤传感技术在物联网中占据的地位

传感器成为物联网极其重要的一组成部分。因此，传感器性能好坏决定了物联网的性能好坏。可以说，物联网获得信息的主要手段为传感器。这样一来，传感器所采集信息的可靠性与准确性都会对控制节点处理和传输信息产生一定影响。由此看来，传感器的可靠性、抗干扰性等都会对物联网应用性能发挥举足轻重的作用。

5 光纤传感技术在物联网中的应用

第5篇：光纤通信原理范文

关键词：SDH自愈环设计光纤

一、前言

SDH是一种具有标准化信息结构（称为同步传输模块STM），用于进行同步信息传输、复用和交叉连接的传输体制。STM(Synchronous Transport Module)是用于支持SDH内段层连接的信息结构。

光同步数字传输网是由一些SDH网络单元（NE）组成的，在光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络。它有全世界统一的网络节点接口(NNI)，从而简化了信号的互通以及信号的传输、复用、交叉连接和交换过程；它有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STM-1、STM-4、STM-16和STM-64等，并具有一种块状帧结构，允许安排丰富的开销比特（即网络节点接口比特流中扣除净负荷后的剩余部分）用于网络的OAM；它的基本网络单元有同步光缆线路系统、同步复用器（SM）、分插复用器(ADM)和同步数字交叉连接设备(SDXC)等等，其功能各异，但都有统一的标准光接口，能够在基本光缆段上实现横向兼容性，即允许不同厂家设备在光路上互通；它有一套特殊的复用结构，允许现存准同步数字体系、同步数字体系和B-ISDN信号都能进入其帧结构，因而具有广泛的适应性；它大量采用软件进行网络配置和控制，使得新功能和新特性的增加比较方便，适于将来的不断发展。

二、SDH自愈环的内容和原理

按照不同结构的自愈环，以四节点的环为例，主要介绍3种典型的自愈环结构。并对三种自愈环结构进行应用比较，以利于自愈环结构设计时符合实际应用。

1．二纤单向通道倒换环

二纤单向通道倒换环通常由两根光纤来实现，一根光纤用于传送业务信号，称S光纤；另一根光纤用于保护，称P光纤。二纤单向通道倒换环使用“首端桥接，末端倒换”结构，见图1.1.2.1(a)。业务信号和保护信号分别由光纤S1和P1携带。例如在节点 A，进入环以节点C为目的地的支路信号(AC)同时馈入发送方向光纤S1和P1，即所谓双馈方式(1+1保护)。其中S1光纤按顺时针方向将业务信号送至分路节点C，P1光纤按逆时针方向将同样的支路信号送至分路节点C。接收端分路节点C同时收到两个方向来的支路信号，按照分路通道信号的优劣决定选哪一路作为分路信号。

正常情况下，以S1光纤送来信号为主信号。同样，从C点插入环以节点A为目的地的支路信号（CA）按上述同样方法送至节点A，即S1光纤所携带的CA信号（旋转方向与AC信号一样）为主信号在节点A分路。

在发生故障的情况下，例如当BC节点间光缆被切断时，两根光缆同时被切断，如图1.2.2.1(b)所示。在节点C，由于从A经S1光纤来的AC信号丢失，按通道选优准则，倒换开关将由S1光纤转向P1光纤，接收由A节点经P1光纤（即经节点D）而来的AC信号作分路信号，从而使AC间业务信号仍得以维持，不会丢失业务信号。故障排除后，节点C的倒换开关返回原来位置。

2．二纤双向通道保护环

二纤双向通道保护环如图1.2.2.2(a)所示，仍为二根光纤，可做成1＋1方式和1：1方式，其中1＋1方式与单向通道倒换环基本相似，只是返回信号沿相反方向返回。现同样以A、C节点之间的业务为例来说明其工作原理。以节点C为目的地的业务信号（AC），在节点A同时发送给业务光纤S1和保护光纤P1，在接收点C同时收到两个方向的业务信号，按照信号的优劣决定选用其中一路作为接收的业务信号。

在正常情况下，以S1光纤送来的信号为主信号。同理，以节点A为目的地的通道信号（CA），在节点C同时发送给业务光纤S2和保护光纤P2，在接收点A也同时收到两个方向的业务信号，选取以S2光纤送来的信号为主信号。

当发生故障情况下，例如，当BC节点间光缆被切断时，如图（b）所示，在节点C由于从A经S1光纤来的AC信号丢失，按信号优选的原则，倒换开关将由S1光纤转向P1光纤，接收由A节点经P1光纤来的AC信号，从而，AC间的业务得以维持。故障排除后，倒换开关返回原来的位置。

二纤双向通道保护环也可采用1：1的工作方式，在保护通道中可传送低等级的业务，提高系统利用率。

3．四纤双向复用段倒换环

四纤双向复用段倒换环有两根业务光纤和两根保护光纤，如图1.2.2.4(a)所示。其中S1、S2光纤为业务光纤（一发一收），P1、P2光纤为S1、S2光纤的保护光纤（一发一收）在每根光纤上都有一个倒换开关作保护倒换用。

现以A、C节点之间的业务信息的传送为例说明其工作原理。正常情况下，从A节点进入环以C节点为目的地的低速支路信号顺时针沿S1光纤传输，而由C节点进入环，以A节点为目的地的返回低速支路信号则逆时针沿S2光纤传回A节点，保护光纤P1和P2是空闲的。

当发生故障情况下，例如，当BC节点间光缆被切断时，四根光纤全部被切断。利用APS协议，B和C节点中各有两个倒换开关执行环回功能，从而得以维持环的连续性，如图1.2.2.4(b)所示。在B节点，光纤S1和P1沟通，光纤S2和P2沟通。C节点也完成类似功能。其他节点确保光纤P1和P2上传的业务信号在本节点完成正常的桥接功能。故障排除后，倒换开关返回原来位置。

在四纤环中，仅仅节点失效或光缆切断才需要利用环回方式进行保护，而设备板或单纤失效等单向故障可以利用传统的复用段保护倒换方式，又称区段(span)保护方式。这种附加的保护能力使四纤环可以抗多点失效，从而使通道可用性大大增加。另外，这种区段保护方式还有利于实现定期性维护测试工作。

三、SDH自愈环设计方法的探讨

1、几种SDH自愈环的比较

表2.1.1主要几种自愈环特性的比较

2、 SDH自愈环设计方法探讨

在设计SDH自愈环前，必须详细了解整个工程的基本情况，根据设计条件进行设计。主要要从技术、经济、安全可靠和以后的扩容、新业务的发展等几方面考虑：

第一，根据该地区的地理环境，以及现有的光缆资源等因素确定SDH传输网的节点和物理拓扑结构。若有些站点纳入到环网中很困难（比如距离很远，光缆的投入太大），再考虑环网节点交叉连接链路，传输线路要考虑1+1保护。根据理论和实际的经验，环中的节点应控制在20个之内。否则，网络负担过重，容易造成线路阻塞，网络的安全性要降低。

第二，网络应讲究层次分明、合理规划、结构灵活，并兼顾到以后的网络扩容升级。除了要考虑目前的总业务量和各站点的业务流量外，还要根据该地区人口和经济发展状况，对今后10～15年内该地区总业务量和各站点的业务流量进行预测，根据业务量的构成来确定主信道光接口（群路光接口）传输速率。

第三，根据上面的讨论结果，合理选择SDH自愈环的结构。

第四，并根据上述要求进行设备选型。

第五，根据业务量和资源情况进行时隙分配。

第六，设备配置。

第6篇：光纤通信原理范文

【关键词】光纤传输设备；误码问题；原因；处理方法

光纤传输设备误码问题是比较常见的，而出现误码问题的因素有很多，一般包括内部原因和外部原因，误码问题的处理方法也很多，在实际的处理过程中首先要对故障进行定位，分析引起误码的原因后，采用检测手段结合监测告警类型把误码区缩小到最小范围，才能有效解决光纤传输设备误码问题。

1.误码的概念分析

误码的产生是由于在信号传输中的过程中，衰变改变了信号的电压，致使信号在传输中遭到破坏，产生误码。而根据不同的供应商提供的光网络通信设备，产生的误码问题也不相同。光通信系统是由大量的设备、仪表、光电器件以及光纤光缆构成，光通讯系统的结构十分复杂且互相关联，其中某一个环节出现错误故障，都会引起整个传输错误甚至瘫痪，因此在光通信系统光纤传输设备的误码问题需要及时有效的解决。

2.光纤传输设备产生误码问题的原因

引起光纤传输设备产生误码问题的原因主要是内部原因和外部原因。

2.1内部原因主要包括光纤线路传输通道的质量、光器件性能、色散容限等

首先，光纤传输线路传输质量，由于传输的距离长，在光纤中存在许多尾纤跳接、可调衰耗连接和法兰盘连接的方式，而这种连接容易出现接头连接故障、光缆线路中断的问题，外部环境因素也会对光纤传输线路传输质量产生影响，同时也存在任务操作失误造成故障隐患。这些综合因素会导致光纤和尾纤上的光功率衰减增快、线路接收光功率过高或过低的异常情况，以及光纤性能减弱、光纤损耗过高，另外光纤接头不清洁或连接方式不正确，都能引起光纤传输设备发生段误码及其他低阶误码。

其次，光器件性能减弱，这也是光纤传输设备产生误码问题的主要原因，光器件中光有源器件是光通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件，是光传输系统的核心。因此光器件中任何故障都会引起误码问题，例如交叉板或时钟板故障造成高阶通道误码问题。线路板故障造成再生段或复用段误码，支路板故障造成低阶通道误码。而且光器件中发端激光器波长、功率放大器、光模块的功能异常都会产生误码。

第三，光功率异常造成误码问题，例如光功率异常，引起接收端OTU单盘出现误码以及接收端使用的变衰耗器损坏，都会造成接收光功率过载，出现误码或误码告警。第四，光通信系统中所采用的光纤类型、色散补偿模块类型以及距离色散补偿模块的不合理分布会导致色散补偿不匹配，造成误码问题。

2.2外部原因包括光纤和设备原因

一方面光纤性能劣化、光纤损耗过高以及光纤接头不清洁或连接方法不正确，会产生误码问题。另一方面是设备原因包括设备的接地处理不良、尾纤绑扎过紧、设备外部环境有强烈干扰源、设备散热不良、工作温度高以及传输距离短未加衰减器，使接受光功率过载等都会造成光纤设备误码问题。

3.光纤传输设备误码问题的处理方法

光纤传输设备误码问题的处理要先进行误码定位，故障定位方法重要包括以下几种：告警、性能分析法、仪表测试法、更改配置法等。

首先，对光纤传输设备的外部检查，观察设备工作的外部环境是否符合标准，设备的散热情况是否正常，检查物理连接是否存在故障，包括对接设备之间的电缆、光纤连接是否正确，以及电缆的漏焊、虚焊、接触是否存在隐患，以及尾纤的扭曲、摆放、走纤情况。利用仪表进行检测电接口的对接情况，需要检查对接设备和线缆的接地和共地情况。

其次，对比设备的物理数据，主要包括对接设备的配置参数，如物理设备数据、逻辑设备数据、支路板数据、时钟数据、复用段保护倒换数据等。利用对比分析的方法来确定误码问题的原因。查看网管各网元光板收发信功率是否正常根据接收光功率的高低，来判定线路光缆是否造成误码。

第三，在定位误码后，处理误码一般遵循“先高阶、后低阶”的原则，可以进行设备调试、改善设备工作环境等方法。对于出现的复杂的问题，要针对造成故障的不同原因，进行检测光纤设备原件，包括线路板、时钟板等。

4.总结

误码问题时光纤传输设备中经常出现的问题，因此要引起管理人员的高度重视，一旦出现误码问题，首先要为误码进行定位，及时采用有效的方法消除故障，同时在日常工作过程中，要加强对设备的管理维护，从源头消除设备误码问题的隐患，提高光纤传输设备的性能，提高光纤传输的质量。

【参考文献】

[1]王世文，陆继钊.SDH光纤传输网络系统误码分析[J].电力系统通信，2008，（10）.

第7篇：光纤通信原理范文

关键词 光纤；传输技术

中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）20-0091-01

目前光纤通信技术在通信领域得到了广泛运用，成为现代通信的一个重要支柱。本文详细介绍了光纤通信新技术的应用情况，并对新技术的特点与发展方向进行分析，旨在让更多人能了解光纤通信新技术的发展。

1 光纤通信新技术的基本类型与应用情况

随着光纤通信技术的不断发展，其已渐渐代替以电缆为介质的通信技术，成为我国现今重要的通信技术之一。从光纤通信技术开始推出到现在，已经有很多种类不同的光纤形式，例如长波形光纤、短波形光纤。在欧美等先进地区，光纤通信技术得到广泛推广和使用，光纤通信已经成为很多国家主要的通信方式，但目前我国仍同时运用光纤通信和电缆通信这两种通信方式，与西方发达国家相比，我国通信技术相对滞后，使光纤通信技术在运用过程中出现一些问题，这些问题严重影响了我国通信技术的发展。为了改变这种现状，研究开发新的光纤通信技术具有重要的现实意义。

当前在光纤通信领域主要有以下几种新技术。

1.1 相干光通信技术

在这种通信技术中主要引用了外差检测与相干调制。相干光通信技术的原理在于运用外差检测技术检测光信号后，将信号光传输到接受端。这种技术的优点是灵敏度高，通信容量大，传输距离长，有多种调制方式，大大提高工作效率。“相干”是干扰和调制信号，运用将要传输的信号改变光波载体的振幅与相位等，实现信号在多个频道的传输。“外差”主要是将因振荡形成的激光和输入信号混合在一起，直到看不见原有光的形状，其已成为另外的中频信号为止，将要传送的光与这些中频信号具有相同规律的振幅与相位。相干光通信技术可以达到多频道的传输的目的，实现同样时间里多个用户的通信。与原有的光纤通信技术功能相比，相干光通信技术具有更为完善的性能，大大提高了传输效率与质量。因此，这种技术是光纤通信领域的一个重要发展方向，将更为广泛地运用于人们的日常生活与工作中。

1.2 光弧子通信技术

这种通信技术是一种全光非线性通信方案，是把需要传输的信息调制到弧子后再进行传输的一种通信模式。目前在光纤通信领域，限制传输容量和传输的距离主要有两方面的原因：

1）传输过程中光脉冲渐渐变宽，产生色散现象。

2）光信号在传输过程中能量逐渐减弱。为了解决这两个问题，研究设计出了光弧子通信技术，主要目的在于提高光纤通信技术的质量，实现高效传输的目的。

1.3 光复用技术

光复用技术是目前光纤通信技术中最活跃的领域，在很大程度上推动了光纤通信技术的发展。光复用技术主要目的在于尽可能地提高同样时间内的通信传输效率。主要的复用形式有以下三种：信息码分复用、信号分复用、光波分复用。信息码分复用方式：把用户的编码序列调制到具体的专门的光信号中，同时只有在接近网络且具有准确的编码序列时才可以进行通信，这种分复用方式起到密钥的作用，能够有效地发挥防窃功能。信号分复用方式：分割同一光载波波长，使其成为一个个帧，再将分割出的帧进行复分割，使其成为若干个长度相同的时隙，这些时隙在同样的时间里以相同速度发送信号，这样能够使位置不同的信号接收地点在同样时间里接收到一样的信号内容。光波分复用方式：对波长进行间隔及调制，从而实现同样时间同一光纤里多个波长的信号传送，使光纤通信效率大大提高。

2 光纤通信技术的特点与发展方向

2.1 光纤通信技术的主要特点

通信干扰小，传输距离远。光纤中具有强抗腐功能的二氧化硅，能够较少通信过程中的干扰和破坏，光纤的优质材料也能够满足远距离传输的要求。通信容量大。虽然光纤尺寸较小，但其作为一种传导工具，在制作过程中经过特殊的处理，因此光纤传输容量非常大。光纤通信无辐射，保密性好。通常情况下，光波不能脱离于光纤之外，不会出现内容外泄的现象，保证了信息的安全，光波无法泄露出来，也就不能对人产生辐射作用。

2.2 光纤通信新技术未来发展方向

光器件集成发展。随着光纤通信技术在许多领域得到广泛运用，其对设备功能的要求也越来越大。单纯的增加设备来满足光纤通信的需求，这种方法增加了投资成本，可行性不高，因此光器件集成是光纤通信领域的重要方向。光处理方式发展。目前光纤通信需要经过电处理才能实现，容易受到断电的影响，所以摆脱电处理方式，实现光处理是未来发展的方向。全光网络就是光处理方式的体现，进入全光网络后的信号的传输都以光的形式存在，这种方式可以有效地保证通信管线不因过度膨胀而受损，大大提高了网络资源的利用率。

3 结束语

光纤通信技术作为信息技术的重要支撑，在信息社会中起到重要的作用。随着信息技术的不断发展，人们通信系统的要求也越来越高，而光纤通信技术有很大的发展潜力，将成为未来通信发展的主流。现代光纤通信传输技术因其具有诸多的优势性能，在通信领域内的综合应用将会越来越广泛，其应用的深度及广度也会发生质的飞跃，并在光纤技术不断发展优化的推动下将是通信网络逐渐向光网络智能化及全光网络化的方向上发展。

参考文献

[1]齐相军.浅谈当前光纤通信技术的现状与发展趋势[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011（08）.

[2]唐军.有线电视网络传输技术分析[J].经营管理者，2011（15）.

[3]王凤岐.浅析光纤通信技术的发展[J].科技信息，2011（16）.

[4]苏赐民.从光纤通信技术的发展中看前景[J].工业设计，2011（05）.

[5]夏坚.浅析现代光纤通信传输技术的应用[J].信息通信，2011（04）.

第8篇：光纤通信原理范文

关键词：光纤传输；性能分析；传输安全

中图分类号：TN91 文献标识码：A

1 光纤通信的原理综述

光纤通信技术从光通信中脱颖而出，已成为现代通信的主要支柱之一，在现代电信网中起着举足轻重的作用。信息源把用户信息转换为原始电信号，这种信号称为基带信号。电发射机把基带信号转换为适合信道传输的信号，这个转换如果需要调制，则其输出信号称为已调信号，然后把这个已调信号输入光发射机转换为光信号，光载波经过光纤线路传输到接收端，再由光接收机把光信号转换为电信号，电接收机的功能和电发射机的功能相反，它把接收的电信号转换为基带信号，最后由信息宿恢复用户信息。

利用光发送模块、光接收模块以及光纤，设计并制作一套简易光纤传输系统。利用信号发生器产生待传送的模拟信号，经A/D转换电路变为数字电平，再通过光发送模块与光接收模块传输数据，并通过D/A转换及数据处理电路对其进行处理。处理后的结果可通过示波器与信号发生器的输出波形对比观察。为了实现A/D转换功能，D/A转换功能与对信号处理的能力，特引入单片机控制模块。

2 光纤传输系统故障的分析

2.1 光纤的弯曲衰减

在光缆敷设和连接过程中，当光缆的曲率半径小于光纤的容许曲率半径时产生的衰减.称弯曲衰减。在OTDR上所表现的特征曲线是衰减坎较小。光纤的弯曲衰减在不同波长上所表现的特点是不一样的，其特性曲线在波长1400nm以后呈显著增加趋势。由于光纤受到不均匀应力的作用，光纤轴产生微小的不规则弯曲，使传导模变换为辐射模而导致光能的损失，称为微弯损耗。当光缆从侧面受到挤压时，易导致光纤的微弯损耗。其损耗泊可高达几个分贝甚至十几个分贝。

在高寒地区由于接头盒密封不严，使接头盒内进水，当温度下降到使接头盒内的水结冰时，由于冰的体积膨胀对接头盒内的光纤产生压力而产生微弯损耗。对比夏季和冬季的测试结果，会发现同一个接头盒内的光纤衰减，冬季测试结果明显大于夏季。在实际测试中常常发现总是在一组光纤上产生微弯损耗，并且这一组光纤是在同一个松套管中。需要说明的是弯曲衰减和微弯损耗虽然产生机理有所不同，但往往是在弯曲衰减中伴随着微弯损耗的衰减。

2.2 光纤传输网络的脆弱性

就目前来讲，整个光纤传输网络还是相对较脆弱的。主要是目前没有太多的方法防止弱光的攻击、强光攻击和通过光纤的微弯而进行的信号窃听的攻击还是很难有较好的防范的措施。按照攻击的方式不一样可以将，弱光的攻击分为带内干扰的攻击以及带外干扰的攻击。强光攻击通常给系统设备所带来的损害是永久性的，它分为主动攻击和非主动攻击。主动攻击是故意破坏行为，非主动攻击是人为的技术操作带来的破坏后果。由于强光攻击能够让光纤传输网络中的部分关键器件永久性失效。如果强光的入侵会随着时间的推移，传输网络中的光纤及设备均会出现不同程度的老化现象会越来越严重；因为缓慢的衰变积累到一定程度的时候也会产生系统的最终的实效。只是当前的系统建设完成的时间对于系统设计来说不算太长，所以这个问题并不突出。但也是需要得到关注的。

目前为止，光纤传输网所采用的网络管理系统所运用的具体的机制有很多种类，然而网络管理的模型基本上都能够达到通信管理网标准的要求。这就说明，造成业务层的脆弱性主要的来源就是对所传输的信息的密级缺乏比较准确的界定，信息的传输缺乏比较好的保密措施等。不仅如此，对于业务终端的管理也存在许多隐患，主要包括人员的安全意识还不强，内部的管理制度还不完善等。

2.3 光纤的接续损耗

光纤的接续方法可分为以下两大类：（l）第一类是永久性连接方式适用于连接之后不再分离的场合。目前实用化的有熔接方式及粘接方式两种，大多数采用熔接方式。光纤的熔接损耗是由于两条光纤的纤芯不连续而发生的，即在结构上没有完全均匀接触，或连接不完全，从一根光纤射出的光信号就不能全部进入另一根光纤，在接续处发生损耗和传导模分布紊乱。（2）第二类是连接器连接方式光纤连接器和通常的电器连接相比有本质的不同，要求被连接的两根光纤的纤芯端面相互紧紧地贴住，且光纤轴要完全对准，才算完成连接。

2.4 光纤传输中误码、漂移性能的问题

光纤传输中的误码就是指在经过了接收判决再生之后，在数字码流的比特中出现了一些差错，降低了信息传输的质量。误码的问题对于各业务的影响一般情况下业务的种类以及误码的分布来决定的。就像随机的误码，它对话音通信的影响要比对数据通信的影响小很多，然而数据通信却能够对突发性的误码相对性的更能够容忍，所以根据误码分布的不同以及业务的不同，其对通信的质量上的影响也是截然不同的。

对于理想的光纤传输系统来说，其传输的信道是非常稳定的，外界的电磁对它的干扰几乎等于零，然而在实际的运行过程中误码还是很难避免的。在实际的光纤传输系统中，误码产生的主要原因在于在实际的传输过程中，造成误码的情况并不是都由内部的误码机理来决定的，它也取决于突发性的干扰源最其造成的影响，而由内部机理所产生的误码相对而言是很小的。

3 光纤传输系统应对措施

光纤传输系统的改善，要将硬件的特性在一定程度上加以改善，对硬件系统进行加固处理，对于比较关键的部件应运用隔离控制等保护的装置，还需要进一步完善监测的手段，加大巡检力度，加强相关人员对设备的技术操作过程监督。解决方法是对网络管理系统加强管理以及控制；通过密码技术对业务层所传输的信息进行加密处理，并且建立起比较完善的安全保密机制，这样就能够保证信息安全的传输。

对于光纤传输中的误码问题，主要从两个方面进行，一是加强研究减少传输系统内部带来的误码率；二是减少传输系统外部的干扰。其中，对于内部的误码可以通过对系统信噪比的改善来降低。除此之外，选择适当的系统发送端的消光比，能够在一定程度上改善系统接收端的均衡特性，这样就减少了抖动，都能够达到改善内部误码的效果。

光纤传输设备在现代化建设中发挥着越来越重要的作用。对光纤传输设备的日常维护和对常见设备故障的分析处理是相当重要的。只是光纤传输设备本身较为复杂，对其维护和相关的故障处理也是很复杂的，所以必须注重此方面的研究和探讨，以提高光纤传输设备的维护质量和故障处理水平。

参考文献

[1]党利宏，邓大鹏，李卫，等.光网络中强光攻击与防护研究[J].光通信技术，2006.

[2]李菊艳.光纤传输系统中存在的问题及对策研究[J].机械管理开发，2011.

第9篇：光纤通信原理范文

【关键词】光纤通信 PDH SDH 重要通信通道

一、概述

为提高电力企业通信传输的可靠性、安全陛，确保电力调度、继电保护、电网调度自动化、办公自动化等信息传输通道安全稳定运行，减少人身及设备事故，提高电力企业的经济效益，必须有效发挥现代光纤通信传输网的潜力。

二、PDH光纤通信网存在的不足

我们知道当今社会是信息社会，高度发达的信息社会要求通信网能够提供多种多样的通信业务，通过通信网传输、交换处理的信息量将不断增大，这就要求现代化的通信网向数字化、综合化、智能化和个人化方向发展。

传输系统是通信网的重要组成部分，传输系统的好坏直接制约着通信网的发展。。目前传统的由PDH传输体制组建的传输网，在实际应用中最大传输容量只能达到140M。从多年现场设备维护经验来看，PDH传输体制在实际应用中存在许多缺陷和不足。复用方式复杂;不利于运行维护;没有统一的网管接口;限制通信网的发展

三、电力企业光纤通信网的发展历程

本段将以丹东供电公司为例简单介绍电力企业光纤通信网的发展历程。随着光纤通信的发展，光纤通信技术被广泛应用，对光纤通信的速率、容量等要求越来越高，宽带业务的出现，特别是对通信网络的管理要求的提高，以及丹东供电公司与省公司之间的业务量逐年的增多，原有的PDH系统已不能满足这些需要。SDH光通信技术的出现，完全弥补了PDH系统的诸多缺陷，而电力系统中的光缆也采用了一些特殊光缆。如OPGW光缆、ADSS光缆。为做好光设备更新改造任务，完成丹东供电公司光纤通信网建设工作等任务，丹东供电公司完成了省级骨干电路（丹东段）光纤通信网改造及建设任务。

四、光纤通信网设计原则和解决方案

光纤通信传输网的总体设计主要遵循高可靠性、安全实用性、合理有效利用资源的原则。

4.1光纤传输网改造

传统的PDH设备常用的保护，一般是点到点之间的倒换，其工作原理是当工作通道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传输，从而使接收端仍能接收到正常信号，而感觉不到网络已出故障。这种保护方式恢复时间很陕，对光端设备本身故障保护十分有效，但对光缆被切断时（该故障率远远高于设备故障率），上述保护就无能为力了。SDH系统设备保护是将光纤传输网络组成环形，当通信站某一方向光缆被切断时，该通信站SDH设备会在极短时间内将所有业务信号自动倒换到另一方向的设备上运行，在备用光盘的基础上完全弥补了PDH设备的不足，实现了系统安全、可靠运行。

4.2光缆线路敷设的改进

在光纤传输中利用高压输电线路、电力杆塔的架设成OPGW光缆和ADSS光缆，尽量不用或少用普通光缆。这样就能保证光纤能长距离传输并保证传输的安全性、可靠性。

4.3重要通信通道配置

在保障原业务通道正常传输的前提下，在主干网光系统内增加的重要通信通道应考虑其传输的安全性、可靠性、稳定性，并能合理地分配通信资源。

对于重要传输通道，为了保证其传输的可靠性，在主干光系统内应增加保护通道。对于个丹东供电公司内部的光传输系统也应增加备用通道，而且保证备用通道在主通道故障的情况下，按规程要求在极短的时间内倒换到备用通道上运行。对于构成传输通道的通信设备以外的其它设备，应保证与通信设备兼容，而且传输时，不能因为其它设备的故障而影响整个系统的性能。

根据以上设计原则，丹东供电公司合理配置了继电保护电路、自动化信息、会议电视系统、MIS系统、PCM电路和交换机中继电路等新业务接人工作。

4.4光纤通信网建设

省级骨干NEC2.5G电路（丹东段）光纤通信网完全能够适应现在及未来各种业务发展的需要。省公司主干线NEC2.5G丹东地区涉及的光缆共有22条。这些光缆大部分采OPGW光缆和ADSS光缆，只有极少的地区线路采用了普缆。通过特殊光缆延长传输距离，实现了不同光设备传输线路的互相备用和光缆线路的主备用。

省公司主干线NEC2.5G（丹东地区）光纤通信网中，丹东局至丹东变至凤城变至革一变间采用1+1业务方式运行，其余通信站区间采用1+0环保护方式运行。提高了系统运行的安全性和可靠性。

五、结束语