光导系统技术精选(九篇)

第1篇：光导系统技术范文

关键词:光纤技术;固定通信;战略通信

中图分类号:TN91文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 06-0000-01

Application of Optical Fiber Communication Concerning Military

Zhao Yunquan

(5045 Troops,Harbin150000,China)

Abstract:In the early 1960s,optical fiber technology into research scope,optical fiber communication in each area,this article from the extensive application in optical fiber technology in military application analysis,from military communications,military system are analyzed in detail on optical fiber communication technology in the army,navy and air force on the characteristics of the application.

Keywords:Ptical fiber technology;Fixed communication;Trategic communications

目前光纤技术的军事应用已不断扩大,超出了它最初在话音和低码速通信的应用范围,正在进入传感器、武器平台和各种高码速应用途径。光纤技术和集成电路技术相结合,为新一代智能化武器系统奠定了基础。采用光纤技术的这种

新一代武器,将覆盖从战场单兵系统到以太空为基础的反洲际弹道防御系统的整个战争体系,从而给军事战略、战术系统带来了深刻的变革。

一、光纤技术在海军中的应用

(一)光纤舰载应用

现在舰船在有限的空间中装备有大量的通信、雷达、导航、传感器和武器装备控制系统等电子装备,因此在舰船内使用了大量信号传输电缆和电力电缆,这些电缆体积大而笨重,在有限的空间内不能按线各自的安装敷设要求进行敷设,电缆成捆地敷设在舱内,电子设备与电气设备间的电磁干扰以及电缆的电泄露造成了舱内严重的电磁干扰环境。而光纤可抗电磁干扰和无电磁辐射是舱载应用考虑的一个重要的因素。海军舰载应用的另一个重要因素是光纤的重量轻、尺寸小,对于一般大型舰船来说,电缆重量就大约为85t,占舰船总重的1%,用光纤代替,重量可至少减轻75%,因此,可大大节省燃料费用。航空母舰是海军光纤应用的主要用户,美国海军航空母舰上都装有AN 2SPS248远程预警雷达――一种先进的多波束三维警戒雷达,大量的信号(约300个)在雷达设备和作战情报中心传送,仅信号电缆重量就达7t多,电缆和安装费用高达100万美元,而用光缆代替重量只有7kg,费用3万美元。另外在A EGIC巡洋舰上安装光缆与电缆相比重量可以减少90%,费用可以减少78%。

(二)潜艇应用

光纤的潜艇应用主要包括光纤声纳线路、拖曳浮标线路等高级作战系统。光纤水声器以其高灵敏度,平坦的频响而成为新一代的声纳,如配以光纤磁场、光纤辐射、光纤温度传感头,还可以测量并发现潜艇存在的辐射、振动磁场、热源,从而侦查到潜艇的行踪。

二、光纤技术在陆军中的应用

(一)光纤制导

用光纤来取代金属线制导将成为推动有线制导武器进一步发展的唯一技术,还可以用于未来的外层空间卫星武器的有线制导。如光纤制导导弹(FO GM),它是一种非直视武器,可以从一个隐蔽的位置发射,先垂直习行到200m左右的高度,然后点火转向,进行自动搜寻,由导弹鼻锥部中的红外传感器来的图像将显示在指令和发射装置上,射手在监视中看到目标时使导弹自动瞄准或对

其制导。除光纤制导导弹外还有光纤制导鱼雷,光纤制导车辆和光纤制导的飞行器,水中光纤制导的排雷器,光纤制导的机器人等等。

(二)陆军的光纤通信应用

总的来说,传统的指挥、控制、通信和情报系统都用光纤代替铜线作为媒质,从而提高系统的性能。具体来说,陆军的光纤通信应用大体可分为3种类型:固定通信、战术通信和战略通信。固定通信包括具有一定程度永久性的基地或建筑物的通信。这种通信主要是利用光纤通信的优点。战术通信包括战场通信中心,用飞机敷设的战场线路,吉普车装载的光缆系统,空中交通管理系统,战术武器系统等。战略通信的特点:既是永久性的,又容易机动和展开,介入战术应用与固定通信之间。其应用场合包括武器系统的互连,导弹发射场综合设施通信,抗核袭击通信和空中交通管理等。

(三)光纤在地下核实验的应用

光纤在核环境中具有2大优点:第1是不受电磁脉冲的影响,第2是光纤在暴露于强辐射武器爆炸后几秒内就能恢复。因此美国军方将光纤技术用到了地下核实验中。

(四)光纤在夜视装置中的应用

夜视,特别是军事夜视,正在成为光纤的重要应用领域。1987年前的5年中已研制出12min夜视装置,而且正被陆军大量应用。这主要是夜间护目镜,坦克观察系统、坦克潜望系统、远距离观察管和步枪瞄准具。新式夜视装置加进了光纤元件来增强图像。

三、光纤技术在空军中的应用

(一)光纤数据总线

光纤数据总线是由连结到光纤数据传输线上的若干终端构成的。每一终端可通过数据总线获取信息,也可以借助总线向其它任何终端或中央控制装置传输信息。光纤数据总线的用途极广,适用于分布式处理系统、机载电子设备、战术指挥、控制、通信系统等。光纤数据总线在飞机上的连接方式有星型、T型和混合型等,这跟光纤局部区域网的结构差不多,T型总线的每一终端有一个耦合器,总线两端间的损耗与耦合器的数量呈指数关系曲线增加,因此插入损耗较大,信号动态范围也大,目前一般较少使用。星型总线能较好地满足应用的技术要求,但容易损坏,而且所要的光缆长度明显增加,混合型总线兼具有前两者优点,符合降低系统复杂性的要求,因此应用非常广泛。

(二)战术空中控制系统

美国空军战术空中控制系统,是由分布在整个战区的许多指挥和控制中心构成的一种机动战术系统。该系统包括2个中心,即空中支援作战中心和控制通信中心。空中支援作战中心的连线原来CX24566型26对扭绞电缆现已采用光缆替代,两者相比,充分体现了光纤的优点:

1.改善了通信系统的性能,避免了使用电缆时存在的串音、接地回路、电磁干扰、电磁脉冲和射频干扰等影响;

2.提高了机动性,原来作战支援中心与对流层散射通信之间的电缆重40kg,两者重量比为13:1;

3.增加了指挥部与前线的通信距离,采用电缆时最大传输距离限于3.5km,而采用光缆时无中继距离增大到5km以上,最大传输距离则可达40km。

四、机载传感技术

国外海陆空三军都非常重视传感器系统的研究与开发,而空军投入的最大部分是光纤陀螺。它与传统的陀螺相比,没有可动部件,启动时间短,动态范围大,结构简单,潜在成本低。美军飞行控制系统就采用了位移、旋转、电机伺服控制等光纤传感器,并已在UH260A“黑鹰”直升飞机中进行了多次成功的试飞,NASA(美国航空航天局)与三军协作的“综合光纤系统”计划也将开展飞机中光纤传感与光纤数据总线的应用研究;同时,在监控飞机动机的温度、液面和应力等光纤传感器方面已取得重大进展。

参考文献:

第2篇：光导系统技术范文

1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。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。

2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。

3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。

在FTTH应用中，主要采用两种技术，即点到点的P2P技术和点到多点的xPON技术，亦可称为光纤有源接入技术和光纤无源接入技术。P2P技术主要采用通常所说的MC(媒介转换器)实现用户和局端的自接连接，它可以为用户提供高带宽的接入。目前，国内的技术可以为用户提供FE或GE的带宽，对大中型企业用户来说，是比较理想的接入方式。

第3篇：光导系统技术范文

近年来，越来越多的个人、消费者、公司和政府机关都认为现有的基于智能卡、身份证号码和密码的身份识别系统很繁琐而且并不十分可靠。生物识别技术为此提供了一个安全可靠的解决方案。生物识别技术根据人体自身的生理特征来识别个人的身份，这种技术是目前最为方便与安全的识别系统，它不需要你记住象身份证号码和密码，也不需随身携带像智能卡之类的东西。

生物识别技术[1]包括虹膜识别技术、视网膜识别技术、面部识别技术、声音识别技术、指纹识别技术[2]。其中指纹识别技术是目前最为成熟的、应用也最为广泛的生物识别技术。每个人的包括指纹在内的皮肤纹路在图案、断点和交叉点上各不相同，也就是说，这些指纹特征是唯一的，并且终生不变。依靠这种唯一性和稳定性，我们就可以把一个人同他的指纹对应起来，通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较，就可以验证他的真实身份。

指纹识别系统[3]是通过指纹采集、分析和对比指纹特征来实现快速准确的身份认证。指纹识别系统框图如图1所示。

指纹采集器采集到指纹图像后，才能被计算机进行识别、处理。指纹图像的质量会直接影响到识别的精度以及指纹识别系统的处理速度，因此指纹采集技术是指纹识别系统的关键技术之一。本文着重分析比较不同的指纹采集技术及其性能。

1 指纹采集技术

指纹的表面积相对较小，日常生活中手指常常会受到磨损，所以获得优质的指纹细节图像是一项十分复杂的工作。当今所使用的主要指纹采集技术有光学指纹采集技术，半导体指纹采集技术和超声波指纹采集技术。

1．1 光学指纹图像采集技术

光学指纹采集技术是最古老也是目前应用最广泛的指纹采集技术，光学指纹采集设备始于1971年，其原理是光的全反射(FTIR)。光线照到压有指纹的玻璃表面，反射光线由CCD去获得，反射光的量依赖于压在玻璃表面指纹的脊和谷的深度以及皮肤与玻璃间的油脂和水分。光线经玻璃照射到谷的地方后在玻璃与空气的界面发生全反射，光线被反射到CCD，而射向脊的光线不发生全反射，而是被脊与玻璃的接触面吸收或者漫反射到别的地方，这样就在CCD上形成了指纹的图像。如图2所示。

光学采集设备有着许多优势：它经历了长时间实际应用的考验，能承受一定程度温度变化，稳定性很好，成本相对较低，并能提供分辨率为500dpi的图像。

光学采集设备也有不足之处，主要表现在图像尺寸和潜在指印两个方面。台板必须足够大才能获得质量较好的图像。潜在指印是手指在台板上按完后留下的，这种潜在指印降低了指纹图像的质量。严重的潜在指印会导致两个指印的重叠。另外台板上的涂层(膜)和CCD阵列随着时间的推移会有损耗，精确度会降低。

随着光学设备技术的革新，光学指纹采集设备的体积也不断减小。现在传感器可以装在6x3x6英寸的盒子里，在不久的将来更小的设备是3x1X1英寸。这些进展得益于多种光学技术的发展。例如：可以利用纤维光束来获取指纹图像。纤维光束垂直照射到指纹的表面，他照亮指纹并探测反射光。另一个方案是把含有一微型三棱镜矩阵的表面安装在弹性的平面上，当手指压在此表面上时，由于指纹脊和谷的压力不同而改变了微型三棱镜的表面，这些变化通过三棱镜光的反射而反映出来。

美国DigitaIPersona[4]公司推出的U．are．U系列光学指纹采集器是目前应用比较广泛的光学指纹采集器，主要用于用户登录计算机windows系统时确认身份，它集成了精密光学系统、LED光源和CMOS摄像头协同工作，具有三维活体特点，能够接受各个方向输入的指纹，即使旋转180度亦可接受，是目前市场上最安全的光学指纹识别系统之一。U．are．U光学指纹采集器按照人体工学设计，带有USB接口，是用户桌面上紧邻键盘的新型智能化外设。

1．2 半导体指纹采集技术

半导体传感器是1998年在市场上才出现的，这些含有微型晶体的平面通过多种技术来绘制指纹图像。

(1)硅电容指纹图像传感器

这是最常见的半导体指纹传感器，它通过电子度量来捕捉指纹。在半导体金属阵列上能结合大约100，000个电容传感器，其外面是绝缘的表面。传感器阵列的每一点是一个金属电极，充当电容器的一极，按在传感面上的手指头的对应点则作为另一极，传感面形成两极之间的介电层。由于指纹的脊和谷相对于另一极之间的距离不同(纹路深浅的存在)，导致硅表面电容阵列的各个电容值不同，测量并记录各点的电容值，就可以获得具有灰度级的指纹图像。

(2)半导体压感式传感器

其表面的顶层是具有弹性的压感介质材料，它们依照指纹的外表地形(凹凸)转化为相应的电子信号，并进一步产生具有灰度级的指纹图像。

(3)半导体温度感应传感器

它通过感应压在设备上的脊和远离设备的谷温度的不同就可以获得指纹图像。

半导体指纹传感器采用了自动控制技术(AGC技术)，能够自动调节指纹图像像素行以及指纹局部范围的敏感程度，在不同的环境下结合反馈的信息便可产生高质量的图像。例如，一个不清晰(对比度差)的图像，如干燥的指纹，都能够被感觉到，从而可以增强其灵敏度，在捕捉的瞬间产生清晰的图像(对比度好)；由于提供了局部调整的能力，图像不清晰(对比度差)的区域也能够被检测到(如：手指压得较轻的地方)，并在捕捉的瞬间为这些像素提高灵敏度。

    半导体指纹采集设备可以获得相当精确的指纹图像，分辨率可高达600dpi，并且指纹采集时不需要象光学采集设备那样，要求有较大面积的采集头。由于半导体芯片的体积小巧，功耗很低，可以集成到许多现有设备中，这是光学采集设备所无法比拟的，现在许多指纹识别系统研发工作都采用半导体采集设备来进行。早期半导体传感器最主要的弱点在于：容易受到静电的影响，使得传感器有时会取不到图像，甚至会被损坏，手指的汗液中的盐分或者其他的污物，以及手指磨损都会使半导体传感器的取像很困难。另外，它们并不象玻璃一样耐磨损，从而影响使用寿命。随着各种工艺技术的不断发展，芯片的防静电性能和耐用度得到了很大的改善。

从Lucent公司中分离出来的Veridicom[5]公司，从1997年开始就一直致力于半导体指纹采集技术的研发，迄今已研制出FPSll0、FPS200等系列CMOS指纹传感器产品，并被一些商品化的指纹识别系统所采用。其核心技术是基于高可靠性硅传感器芯片设计。

FPS200是Veridicom公司在吸收了已广泛应用的FPSll0系列传感器优点的基础上，推出的新一代指纹传感器。FPS200[6]表面运用Vefidicom公司专利技术而制成，坚固耐用，可防止各种物质对芯片的划伤、腐蚀、磨损等，FPS200能承受超过8KV的静电放电(ESD)，因此FPS200可应用在苛刻的环境下。该产品融合了指纹中不同的脊、谷及其他纹理信息，通过高可靠性硅传感器芯片的图像搜索功能，无论手指是干燥、潮湿、粗糙都可以从同一手指采集的多幅指纹图像中选择一幅最佳图像保存在内存中，指纹分辨率可达500dpi，大大降低了传感器芯片识别过程中误接受与误拒绝情况的发生。

FPS200是第一个内置三种通信接口的指纹设备：USB口、微处理器单元接口(MCU)、串行外设接口(Sn)，这使得FPS200可以与各种类型的设备连接，甚至不需要外部接口设备的支持。外形封装尺寸(24mmx24mmxl．4mm)，只有普通邮票大小。由于它的高性能、低功耗、低价格、小尺寸，可以很方便地集成到各种Intemet设备，如：便携式电脑、个人数字助理(PDA)、移动电话等。

1．3 超声波指纹图像采集技术

Ultra-scan公司首开超声波指纹图像采集设备产品先河。超声波指纹图像采集技术被认为是指纹采集技术中最好的一种，但在指纹识别系统中还不多见，成本很高，而且还处于实验室阶段。超声波指纹取像的原理是：当超声波扫描指纹的表面，紧接着接收设备获取的其反射信号，由于指纹的脊和谷的声阻抗的不同，导致反射回接受器的超声波的能量不同，测量超声波能量大小，进而获得指纹灰度图像。积累在皮肤上的脏物和油脂对超声波取像影响不大。所以这样获取的图像是实际指纹纹路凹凸的真实反映。

总之，这几种指纹采集技术都具有它们各自的优势，也有各自的缺点。超声波指纹图像采集技术由于其成本过高，还没有应用到指纹识别系统中。通常半导体传感器的指纹采集区域小于1平方英寸，光学扫描的指纹采集区域等于或大于1平方英寸，可以根据实际需要来选择采用哪种技术的指纹采集设备。

表1给出三种主要技术的比较。

表1 

光学扫描技术半导体传感技术超声波扫描技术成像能力干手指差，汗多的和稍胀的手指成像模糊。易受皮肤上的脏物和油脂的影响。干手指好，潮温、粗糙手指亦可成像。易受皮肤上的脏物和油脂的影响。非常好成像区域大小中分辨率低于500dpi可高达600dpi可高达1000dpi设备体积大小中耐用性非常耐用较耐用一般功耗较大小较大成本较高低很高2 应用与发展前景

第4篇：光导系统技术范文

重点通过原理样机演示验证关键技术和部件，没有明确型号研制项目

美国海、陆、空军都在积极推动战术激光武器系统的演示验证，但是目前没有任何以型号为背景的激光武器研制计划。美国列克星敦研究所最近的一份报告称，当前美军在定向能武器发展方面，采取了慢行、小步前行、观望的方式，需加快其定向能武器的部署计划。事实上，美军在激光器的选择上经历了非常曲折的道路，目前仍然没有确定适用于战术激光武器的激光器技术路线。在这种情况下，美军的试验重点是火控系统、跟瞄系统、电源等部件和平台适装性等工程问题，以及相关的条令、条例和战法演示验证等方面。

陆军加快演示车载高能激光演示验证器

“车载高能激光演示验证器”是基于固体激光器技术的战术防空激光武器样机，由陆军空间与导弹防御司令部主管。该样机的光束控制器可旋转360°并提供全空域覆盖，机动平台为重型增强机动性战术卡车。2013年底，美国陆军完成车载高能激光演示验证器野外测试，试验采用了10千瓦级的固体激光器。试验中，样机借助增强型多模式雷达提供的目标指示信号，摧毁了90多枚60毫米口径的迫击炮弹和多架无人机。武器样机攻击迫击炮弹时，激光束会加热炮弹，使其在空中爆裂解体；攻击无人机时，最初目标是致盲无人机上的摄像机等传感器，试验中又尝试破坏无人机的机身并取得成功。试验的主要目的是验证探测、瞄准跟踪系统的性能，并摸索激光与瞄准跟踪系统相配合的经验，整套系统尚不具备实战能力。陆军计划在2017～2022年开展50千瓦级样机的机动试验，这意味着100千瓦级的机动高能激光武器最快也要到2022年后才能投入作战使用。

海军技术开发与作战研究并行

美国海军正密集开展固体激光器的海上应用演示试验，包括摧毁无人机、移动靶船等。2014年夏，海军将在“庞塞”号两栖运输船坞舰上，由海军第5舰队操控，演示固体激光器的能力。此次试验将采用改进后的“海上激光武器系统”（LaWS），功率不超过100千瓦，将安装在原“标准”武器系统的位置。固体激光器将直接与舰船战斗系统结合，不会增加更多的雷达或者探测器，而是充分利用舰上已经安装的各类装备。整套系统将由舰上水手操作，而不是实验室技术人员。海军表示这将有利于制定适用于激光武器的战术、技术和条令，也利于将激光器与其他系统集成。

在“庞赛”号上，水手们将根据战斗情报中心的指令控制激光器，类似于操作“密集阵”系统，而且激光器系统具有雷达跟踪模式，可以在操作者的控制下通过回旋操作来锁定目标。美海军官员希望火控人员、作战专家和其他操作过“密集阵”系统的人员能够较容易地操作激光器。如果试验成功，激光武器将正式投入作战使用。海军还通过“固体激光器技术成熟计划”，开发新型激光武器样机，计划2016财年开始样机试验。这一系列动作的主要目的是为未来舰载激光武器评估合适的舰艇平台，开发配套的探测、通信和控制技术，这些都是激光武器实际应用所必须的。

美国国会研究服务处2014年4月的关于舰载激光器的报告中指出，美海军在2011年5月20日的简报中了舰载激光武器广义的计划草案，主要分为3个阶段：2017年实现60～100千瓦的光束功率；2022年之前实现300～500千瓦的光束功率；2025年后实现1兆瓦以上的功率。可见，除战术应用外，海军也在积极开发兆瓦级的战略应用激光武器。

空军计划2030年开发出用于第六代战斗机的激光武器系统

美国空军正在调整其激光武器计划，以满足不断变化的军事需求。美国空军从2009年开始实施“大型飞机电激励激光器”（ELLA）计划，目标是利用电激励固体激光器替代化学激光器，在2020年前开发出一种机载高能激光武器系统。美国空军原计划通过ELLA计划，将美国国防高级研究计划局（DARPA）的高能液体激光区域防御系统（HELLADS）集成到B-1轰炸机上，但该计划最终因技术难度过大而被取消。2014年1月的《空军内情》披露，ELLA计划已于2011年下马，空军已重新计划用15年时间为第六代战斗机研发进攻性激光武器，其功率将达到数百千瓦。事实上，2013年11月，空军用于第六代战斗机的激光武器信息征询书，要求到2022年该激光武器达到技术成熟度5级以上（系统组件可以在“合理的真实支持条件下”集成，可在模拟环境中进行测试）。在机载反导激光武器项目下马后，美国空军在激光武器发展方面更加谨慎，但其对激光武器的需求一直存在。

总的来看，明确激光器的技术路线是战术激光武器最紧迫的任务。现有样机试验计划能否转为型号研制，将取决于作战需求，技术成熟度，系统集成的复杂性和经济可承受性。

激光器和光束控制等关键技术水平不断提高

战术激光武器的首选激光器是固体激光器，这种激光器具有结构紧凑、出光效率高等技术优势。基于电激励的固态激光器，以板条固体激光器和光纤激光器为代表，具有体积小、重量轻、效率高、寿命长等特点，目前的输出功率已达100千瓦级，展现出战术应用前景。随着激光器功率的提高，激光武器对光束控制系统等的要求也会更高，研发配套的光束控制系统是战术激光武器实用化的必要条件之一。

板条固体激光器

板条激光器当前的发展已基本达到研制战术高能激光武器所需要的技术水平，当务之急是解决散热问题。

板条固体激光器是美国国防部“联合高能固体激光器”（JHPSSL）计划的主要成果。2009年3月，板条固体激光器输出功率首次达到105千瓦，但其光电转换效率为19.3%，这意味着80%以上的初始能量将成为废热。激光束的产生需要大量的制冷剂进行温度控制，散热问题对冷却系统和能源系统的要求极高，从而导致整套系统体积和重量剧增，不利于在战术平台上使用。而且这套系统基本上是实验室的实验装置，距离作战应用仍存在技术障碍。2011年，美国海军利用15千瓦的板条固体激光器，对1.6千米以外移动的靶船进行了演示试验。从试验图片看，武器系统几乎占据了试验舰（DD964）的整个飞行甲板，如果将功率扩展到100千瓦，舰艇根本没有足够的容纳空间。

光纤激光器

目前光纤激光器的发展迅速，但光束质量和功率有待提高。

光纤激光器结构较简单、散热效果较好、转换效率较高。目前，单模光纤激光器的输出功率已经达到10千瓦。在此基础上，美、德等国已经开始多模块光纤激光器技术及其军事应用研究。2010年，美国利用商业光纤激光器（由6个模块组成，总功率32千瓦）摧毁2架无人机，初步验证了光纤激光器在导弹防御、战术防空等领域的作战能力。2012年，欧洲导弹集团公司（MBDA）德国子公司和德国莱茵金属公司先后完成40千瓦和50千瓦激光器的防空作战演示。2013年，美国陆军空间与导弹防御司令部授予洛克希德・马丁公司60千瓦光纤激光器研发合同，计划2016年实现目标。总体来看，单模光纤激光器的输出功率有限，多纤并束产生的光还是非相干光，能量集中较为困难。

光束控制技术

当前的光束控制技术已能在几千米范围内适应各种激光武器的需要，用于更远射程和更高功率的系统则有待重新开发。

激光武器的杀伤效果决定于激光在同一点上的停留时间，大气湍流、平台晃动等都会影响其杀伤效果，而光束控制系统的主要功能就是瞄准、保持、修正、发射。迄今，国外已研制出不同尺寸，能适应不同类型和不同功率激光器的光束控制系统，其中发射主镜的最大尺寸是1.8米。但是，前期的研究主要针对化学激光器，适用于固体激光器的光束控制系统需要重新开发。2013年8月，美国陆军了一条需求信息，寻求可用于50～100千瓦固体激光器的光束控制系统。近年来，针对海上环境、移动舰艇平台的激光光束控制技术取得了较大突破，美国海军已经能够做到将光束保持稳定，这是该系统的机密技术。

基础研究和前沿探索非常活跃，将对激光武器产生革命性影响

积极探索多种光纤激光器光束合成技术

单路光纤激光输出功率有限，通过光束合成可实现更高功率的激光输出。国外采用的激光光束合成方法有光谱合成、偏振合成、相干合成、非相干合成等。其中，光谱合成无需进行相位控制，系统稳定性好，是近期实现大功率光纤激光输出的有效手段之一。美国洛克希德・马丁公司正在开展研究，具体研制工作由该公司下属全资子公司奥库莱特公司（Aculight，2007年被收购）承担，基本技术方案是：利用光谱合成技术将30路单路2千瓦窄线宽光纤激光器合成，实现60千瓦输出。

除上述合成技术外，激光光学相控阵也是实现大功率激光器的有效手段之一。DARPA于2011年启动“亚瑟王神剑”项目，目标是开发激光光学相控阵技术，获得重量只有传统化学激光武器的1/10、输出功率达数百千瓦的高能激光武器系统。2014年，DARPA宣布近期在“亚瑟王神剑”项目下成功开发并测试了21单元激光光学相控阵样机。激光光学相控阵主要由光纤激光器、自适应光学准直器、相位/波面控制系统等组成。光学相控阵概念源于微波相控阵，通常用于目标识别、激光通信、激光雷达等，DARPA将光学相控阵技术引入激光武器的发展思路，具有创新性，同时也具有相当的难度。目前这种方案仍处于技术探索阶段，其激光器输出功率较低。但DARPA计划在3年内，将其功率逐步提高至100千瓦。值得注意的是，DARPA在2012财年已经验证了7个单元阵列在7千米距离处的光束合成技术。为了加快技术转化和应用，DARPA在“亚瑟王神剑”项目基础上派生出一项名为“持久力”的项目，目标是利用光学相控阵技术开发机载吊舱式激光防御系统，以对抗光电/红外制导防空导弹，项目预计2016年9月完成。

光束控制技术为战术高能激光武器走向实用提供重要支撑

高能激光器技术和光束控制技术是支撑高能激光武器的“两条腿”，只有共同发展才能推动战术高能激光武器迈向战场应用。高能激光武器的攻击过程始于光束控制系统。当探测系统发现目标后，光束控制系统从待机模式切换到作战模式，然后转动、捕获、瞄准目标，最终锁定一个精确的攻击点发射高能激光。在激光器参数不变的情况下，其杀伤效果取决于高能激光束在同一点上的照射时间，而战术高能激光武器要想在飞机或舰艇上应用，必须消除平台晃动对激光束稳定性的影响，这对光束控制技术提出了很高要求。此外，大气湍流、海上水汽等也会影响激光束的传播，这都需要通过光束控制系统进行修正。

第5篇：光导系统技术范文

关键词：光交换，波分复用(WDM)，光传送网(DTN)，自动交换光网络(ASDN)，光突发交换(OBS)

 

现代通信网络中，先进的光纤通信技术以其高速、带宽的明显特征而为世人瞩目。实现透明的、具有高度生存性的全光通信网是宽带通信网未来发展目标。从系统角度来看，支撑全光网络的关键技术又基本上可分为光监控技术、光交换技术、光放大技术和光处理技术几大类。而光交换技术作为全光网络系统中的一个重要支撑技术，它的全光通信系统中发挥着重要的作用，可以这样说光交换技术的发展在某种程度上也决定了全光通信的发展。为了能帮助大家对光交换技术有一个更深的了解，笔者下面介绍一些光交换技术现有的概念、研究领域、以及发展趋势。

光交换是指不经过任何光/电转换，将输入端光信号直接交换到任意的光输出端。光交换是全光网络的关键技术之一。在现代通信网中，全光网是未来宽带通信网的发展方向。全光网可以克服电子交换在容量上的瓶颈限制；可以大量节省建网成本；可以大大提高网络的灵活性和可靠性。。光交换技术也可以分为光路交换和分组交换。由于技术上的原因，目前还主要是开发光路交换，但今后发展方向将是分组光交换。

一、WDM技术

WDM波分复用并不是一个新概念，在光纤通信出现伊始，人们就意识到可以利用光纤的巨大带宽进行波长复用传输，但是在20世纪90年代之前，该技术却一直没有重大突破，其主要原因在于TDM(时分复用)的迅速发展，从155Mbit/s到622Mbit/s，再到2.5Gbit/s系统，TDM速率一直以过几年就翻4倍的速度提高。人们在一种技术进行迅速的时候很少去关注另外的技术。1995年左右，WDM系统的发展出现了转折，一个重要原因是当时人们在TDM10Gbit/s技术上遇到了挫折，众多的目光就集中在光信号的复用和处理上，WDM系统才在全球范围内有了广泛的应用。

1、波分复用技术的概念

波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术； 在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。

2、CWDM和WDM

通信系统的设计不同，每个波长之间的间隔宽度也有不同。按照通道间隔的不同，WDM可以细分为CWDM（稀疏波分复用）和DWDM（密集波分复用）。CWDM的信道间隔为20nm，而DWDM的信道间隔从0.2nm 到1.2nm，所以相对于DWDM，CWDM称为稀疏波分复用技术。

3、发展特点：

1）向大容量超长距离DWDM系统发展

2）向城域WDM技术发展

二、IP over WDM

IP over WDM也称作IPover Optical，通俗的说，它就是让IP数据直接在光路上跑，减少网络层之间的冗余部分，具有体系简单、网络设备少、网络复杂性小，额外开销低、时延小、传输效率高等特点，这些都是IP over ATM和IPover SDH/SONET所无法比拟的。IP over ATM和IPover SDH/SONET最终将演变为IP over WDM。

主要研究内容有网络结构、帧结构、路由选择和波长分配、IP over WDM的应用、IPover WDM中的自愈技术。下面我们简单介绍一下自愈技术的研究现状。巨大的带宽承载着大量的业务使得带宽IP网络的可靠性更为重要目前由于DWDM袭用商用的只是点对点系统，因此，对IP over WDM方式的网络的自愈保护有两个层次：光层和IP层。由于IP层和光层都可以有自愈能力，如何协调和配合，是有待进一步研究的问题。

三、DTN（光传送网）

DTN概念：DWDM系统本质上是点对点的系统，组网方式有限，因此波分复用系统的一个发展方向是网络化，叫做光传送网（DTN：OpticalTransport Network）。它的基本思想是将点到点的波分复用系统用光交叉互连（OXC:Optical Transport Network）节点和光分插复用（OADM:Optical Add-Drop Multiplexer）节点连接起来，组成光传送网波分复用技术完成OTN节点之间的多波长通道的光信号传输，OXC和OADM节点则完成网络的交换功能。

1、OXC：光交叉连接是在网眼型网络中进行来自多数节点的光信通道路径的切换，因此用于相互连接网眼型网络或多个环型网络的大规模网络中。。

2、OADM：光分插复用装置是在利用波长的网络中对所需信号进行分插复用的装置。

3、OTN的分层结构：

1）光通道层：（Optical Channel Layer）负责来自电复用段层的客户信息选择路由和分配波长，为灵活的网络选路安排通路连接，处理光通道开销，提供光通道层的检测、管理功能。

2）光复用段层：（Optical Mutiplexing Section Layer）负责相邻两个复用传输设备间复用光信号的完整传输，为复用信号提供网络功能

3）光传输段层（Optical Transmission Section Layer）为光信号在不同类型的光传输媒介（如G.652，G.653，G.655光纤等）上提供传输功能，同时实现对光放大器或中继器的检测和控制功能等。

四、ASON

自动交换光网络（ASDN：Automatically Switched Optical Network）作为构建新一代光网络的核心技术，以兼容性、扩展性良好的硬件系统为支撑，配备先进的软件系统，把光传输媒介层由静态变成了一种动态的、智能的光交换网络结构，并可以直接通过光域快速提供各种灵活的高速增值业务，形成一个以数据为中心的基础平台，可全面提升通信网络的传送效能。

ASON是以光传输为基础的光层组网技术和以IP为基础的网络智能化技术迅速发展并结合后形成的。ASON的本质即光传送网与智能化相结合，是在传送网的光层网络基础上演进而来的，其着眼点是要把富有潜力的光网络发展成能高度自动地应对业务需要的、经济有效的、可在光层上直接为全网提供端到端服务的智能网。

ASON的关键技术很多，就目前的研究水平而言，主要包括：通用控制平面框架；信令和路由（包括信令网）；连接及连接管理；管理平面功能；ASON的智能节点技术；ASON的生存性机制和网络性能等方面。ASON网络结构的核心的特点就是支持电子交换设备动态地向光网络申请带宽资源，可以根据网络中业务分布模式动态变化的需求，通过信令系统或者管理平面自动地去建立或者拆除光通道，而不需要人工干预。采用自动交换光网络技术之后，原来复杂的多层网络结构可以变得简单一些。光网络层各自直接承载业务，避免了传统网络中业务升级时受到的条件限制。ASON的优势集中表现在其组网应用的动态性、灵活性、高效性和智能化等方面。支持多粒度、多层次的智能，提供多样化、个性化的服务是ASON的核心保证。

光网络从PDH(准同步数据系列)到SDH(同步数字系列)，又从SDH到DWDM(密集波分复用)，最终实现从DWDM向全光网络过渡。分组化的、开放的、分层的网络体系结构是下一代网络的显著特征。传送层将由网络来承担，下一代的光网络及其演进就成为研究的重点。自动交换的功能是下一代交换光网络演进的趋势基本上是众望所归了。

五、光交换技术

光交换技术分为：光路交换（OCS：OpticalCircuit Switching）、光分组交换（OPS：OpticalPacket Switching）、光突发交换（OBS：Optical BurstSwitching）和光标记分组交换（OMPLS：OpticalMulti-Protocol Label Switching）。这里只简单介绍一下光突发交换： OBS 网络由光核心路由器、边缘路由器及光链路组成。在骨干网络边缘，来自接入网的IP 分组在边缘路由器中被汇聚（Assemble）成光突发单元，通过核心路由器的转发在OBS骨干网络中传输，再在目的端的边缘路由器中拆分（Disassemble）恢复成一个个的IP 分组进入对方接入网。。

光交换技术的发展：目前市场上出现的光交换机大多数是基于光电和光机械的，随着光交换技术的不断发展和成熟，基于热学、液晶、声学、微机电技术的光交换机将会逐步被研究和开发出来。

由光电交换技术实现的交换机通常在输入输出端各有两个有光电晶体材料的波导，而最新的光电交换机则采用了钡钛材料，这种交换机使用了一种分子束取相附生的技术，与波导交换机相比，该交换机消耗的能量比较小。基于光机械技术的光交换机是目前比较常见的交换设备，该交换机通过移动光纤终端或棱镜来来将线引导或反射到输出光纤，实现输入光信号的机械交换。光机械交换机交换速度为毫秒级，但它成本较低，设计简单和光性能较好，而得到广泛应用。使用热光交换技术的交换机由受热量影响较大的聚合体波导组成，它在交换数据信息时，由分布于聚合体堆中的薄膜加热元素控制。当电流通过加热器时，它改变波导分支区域内的热量分布，从而改变折射率，将光从主波导引导自目的分支波导。热光交换机体积非常小，能实现微秒级的交换速度。

随着液晶技术的成熟，液晶光交换机将会成为光网络系统中的一个重要设备，该交换设备主要由液晶片、极化光束分离器、成光束调相器组成，而液晶在交换机中的主要作用是旋转入射光的极化角。当电极上没有电压时，经过液晶片的光线极化角为90°，当有电压加在液晶片的电极上时，入射光束将维持它的极化状态不变。而由声光技术实现的光交换设备，因其中加入了横向声波，从而可以将光线从一根光纤准确地引导到另一根光纤，该类型的交换机可以实现微秒级的交换速度，可方便地构成端口较少的交换机。但它不适合用于矩阵交换机。

另外，市场上目前又开发了基于不同类型的特殊微光器件的光交换机，这种类型的交换机可以由小型化的机械系统激活，而且它的体积小，集成度高，可大规模生产，我们相信这种类型的交换机在生产工艺水平不断提高的将来，一定能成为市场的主流。

参考文献：

1、《细说光波分复用（WDM）技术》邓永红

2、《细说光交换通信技术》西部数码网络作品

3、《多粒度光交换技术的研究》殷洪玺、张宇等

4、《自动交换光网络》吴健学、李文耀 编著

5、《光突发交换网络》纪越峰、王宏祥

6、《现代通信交换技术》穆维新、靳婷主编

7、《光信息网络》[日]菊池和郎 主编

8、《电路交换、分组交换和光交换》伊鹏、齐鸣杰

第6篇：光导系统技术范文

关键词：光纤传感；军队人才培养；课程建设与改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）09-0065-04

一、引言

光纤传感技术是一门基础理论与工程应用紧密结合、理论与实践能力并重的系统学科，既要求学员有扎实的光学、电学基础，又要求学员能够摆脱课本的束缚、根据实际工程应用灵活运用已学到的知识。为适应这一形势，2006年以来，我们针对技术类本科生、军事指挥类本科生、硕士研究生和博士研究生的不同特点和未来适应部队工作的不同要求，建立了光纤传感技术系列课程。

作为一门应用学科，“学以致用”是光纤传感技术系列课程的特色之一。为此，课程建设非常注重学员对课程知识的实践应用能力培养，在教学实践中，结合课程特点和授课对象的学习特点，大力推进教学方法与手段的研究改革，在多层次一体化课程体系建设、教学方法与手段改革、创新人才培养、教师队伍建设等方面取得了较大成绩，下面分别进行介绍。

二、光纤传感技术多层次一体化课程建设

我校早在上世纪90年代就开设了《光纤传感技术》课程，并作为光纤传感专业研究生的必修专业基础课，为培养光纤传感技术人才起到了不可替代的作用。然而随着光纤传感技术在现代化信息战争中的应用越来越广泛，部队对光纤传感专业的人才数量和质量要求越来越高。我校原有的只针对研究生展开的《光纤传感技术》课程已经远远不能适应培养部队所需人才的紧迫要求。从2004年开始我院开始酝酿对光纤传感技术课程进行深入改革，将授课对象拓展到全校本科生和本院研究生，并从2006年开始实行。经过6年多的系统建设，最终建立起了完备的多层次光纤传感系列课程。

由于本科生和研究生、本专业和非本专业学员、技术类和军事指挥类学员的知识基础和应用方向差异太大，如何科学划分课程层次、清晰明确课程内容、准确定位课程目标是光纤传感系列课程建设的重点和难点。

在广泛调研军队需求、不同类别学员的知识积累和兴趣及国内外学校同专业的课程设置基础上，我们建立起了分别面向本科生和研究生、技术类和军事指挥类、本院专业和全校学员的光纤传感系列课程。新增了技术类《光纤传感技术》、军事指挥类《光纤传感技术》，面向全校本科生专题研讨课《基于虚拟仪器的光纤传感技术》三门课程，原有针对研究生的《光纤传感技术》则改为《光纤传感系统》[1，2]。

（一）建立起针对本院技术类本科生的《光纤传感技术》课程内容体系，以“扎实广泛的技术基础为核心，典型的系统应用为亮点”

考虑到授课学员在学习本课程之前已经在《光纤通信》、《光电检测技术》等课程中对光纤和光纤器件等有初步了解，在本课程中首先介绍光纤传感技术的概念和内涵，然后针对光纤传感系统的特点，介绍光纤、光纤器件、光纤传感原理和光纤传感信号解调原理。这四部分内容涵盖了强度型、偏振型、波长型、相位型和分布式光纤传感的系统构成、传感原理和关键技术，为光纤传感基础知识，具有信息量大、知识点多、覆盖范围广泛的特点；最后以2-3种典型的光纤传感系统为例，向学员示范在系统中如何对基础知识进行灵活应用，启发学员根据学到的基础知识来分析理解新型光纤传感系统。

（二）研究生的《光纤传感系统》课程以“系统应用技术为核心，系统设计为亮点”

与原有的研究生《光纤传感技术》相比，新的课程内容和标准进行了大幅度的改革，突出“系统应用”，大幅度削减了光纤传感基础知识，而是以四大类典型光纤传感系统为授课重点。课程中的四大类典型光纤传感系统选取了目前应用最为广泛或技术难度较高的光纤水听器系统、光纤陀螺系统、分布式光纤传感系统和光纤光栅传感系统，针对每一类对其应用背景、系统组成、系统指标和关键技术进行详细分析，构建课本知识到实际工程应用的技术桥梁。在讲解完每一类典型光纤传感系统后，特别设计了光纤传感系统设计环节，要求学员以分组的形式，根据特定应用背景设计出光纤传感系统，阐明系统特色和关键技术。

课程调整所面临的最大难题在于：学习本课程的研究生既包括本校本专业的学员，也包括来自于外院和外校的本科非光信息专业的学员。对于前者，通过本科生阶段的《光纤传感技术》学习已经具备了良好的基础，在新课程学习中应尽量避免内容重复；对于后者，直接学习典型光纤传感系统中的关键技术存在一定难度，需要对光纤传感基础知识进行介绍。为此，在研究生的《光纤传感系统》课程中，首先设定了3个课时对光纤传感基础知识进行回顾和总结，并点明各部分基础知识所涉及的参考书。同时由于使用了与本科生《光纤传感技术》课程同一系列的教材，为解决学员基础参差不齐的难题提供了有效的解决办法，而面向全校的《基于虚拟仪器的光纤传感技术》则为毕业于本校其他专业的研究生学员提供了学习本课程的基础。

（三）军事指挥类本科生的《光纤传感技术》课程以“完善学员知识结构为重点，突出军事应用特色为亮点”，为学员提供装备相关知识基础

课程针对军事指挥类本科学员培训的主要目标，将军事指挥类本科生《光纤传感技术》课程的主要任务确定为拓展军事指挥类学员的知识面，完善知识结构，了解最新军用传感器技术，一方面可以充分发挥我军现有装备的作战效能，另一方面可以掌握外军作战手段，有效克敌制胜。课程简化了基础知识部分内容，扩充了典型光纤传感部分，特别是注重光纤水听器、光纤陀螺和分布式光纤传感器在军事中的应用，并拓展光纤水听器在声纳系统应用中的相关知识，让学员在进行工作岗位后可以更快的掌握相关装备的使用和维护。

（四）面向研究生的《虚拟光纤传感技术》以“引导学员自主学习为核心，激发学员独立思考为亮点”

课程以光纤传感技术中相干检测技术为背景，以虚拟仪器技术为手段，通过一个具体实例为研讨对象，让学员一边学习新知识，一边动手做实验，一边学会自主学习。课程首先在学员高中已经具备的光学知识基础上讲解干涉型光纤传感的基本内容，然后引导学员自习LabVIEW虚拟仪器语言，通过研讨学习心得让学员掌握LabVIEW基本知识，最后要求学员利用所学知识和工具完成光纤传感中一个典型信号处理问题。整个课程以学员自己动手动脑为主，精选了一门易学好用的虚拟仪器语言LabVIEW，使学员可以在四到五次课的时间内学会，并结合光纤传感技术系列课程的建设成果，让学员可以在课程上针对典型的干涉型光纤传感系统进行信号处理实验，一方面提升了学员的学习的积极性，另一方面加强了学员的自信心，并为学员以后的创新实践奠定了基础。

三、教学方法与手段改革

在教学过程中，在教学方法和教学手段上也进行了一系列的改革，使用了大量的新技术、新手段、和新的教学方式。主要体现在以下几个方面：

（一）充分运用科研成果和虚拟仪器技术的特点，增加了大量的课堂演示实验环节

在光纤传感技术系列课程中引入堂演示实验，对于加深学员对知识的理解效果最为明显。在课程建设中，充分利用所在实验室在光纤传感技术研究上的优势，在每门课程讲授中都加入了1～2个课堂演示实验。

与专门的实验课不同，课堂演示实验的侧重点在实验效果上，通常都是完整的光纤系统，包括光源、光传输链路、光接收模块、显示模块等等，并注重演示效果。以往的光纤系统虽然功能性明显，但结构复杂。近年来，课题组所在的实验室在光纤传感系统的工程可靠性研究上投入了大量精力，一些便携式高可靠性的光纤传感集成模块在科研项目中得到广泛应用；这些科研成果的突破使得在课堂上演示一些复杂的光纤传感系统实验成为可能[5]。另一方面，由于虚拟仪器技术在光纤传感技术中的广泛应用，复杂的信号解调可以通过电脑直观的显示在课堂多媒体系统中，“所见即所得”的方式使得课堂演示实验的效果非常直观和可信。以研究生的《光纤传感系统》课程为例，我们选取了光纤光栅应变系统作为课堂演示实验内容。在硬件上，这套系统的光收发模块为集成化的便携式光纤光栅解调仪，采用法兰盘对接可串接起多个光纤传感阵列；而复杂的信号解调系统则全部通过虚拟仪器技术在电脑上软件实现，解调结果直接显示在电脑程序界面中。通过这套系统，我们完整地演示了光纤传感器设计、光纤传输链路构成、复用光纤传感网络、和光纤传感信号解调等多项知识内容，学员普遍反映通过这一演示实验对光纤传感系统有了清晰深刻的了解。

（二）借鉴国外大学相关专业的教学模式，在考核中引入小型综合设计环节，充分考察学员的综合素质

课题组的两位教员具有国外留学的经历，在课程建设中充分参考国外大学在光纤传感技术课程的教学方法，在作业环节引入小型光纤传感综合设计内容，并将其作为课程考核评价标准的一部分，实现对学员综合素质的培养和考核评价。

光纤传感综合设计参考了香港理工大学和英国南安普顿大学的教学经验，以对知识的综合运用为主要考察目标。本科生光纤传感技术采用适当的综合设计题目难度，重视对知识融会贯通和综合应用能力的考察，一般在授课过程中只进行1次；研究生除了要求基础知识综合应用能力，更注重对实际工程应用系统的完整性和前沿问题的拓展性考察[6]，一般则开设2～3次。综合设计作业由学员分组完成，小组内成员根据资料调研、方案设计、报告撰写等工作内容的不同进行明确分工，并推选一位组员参加课堂专门设置答辩环节。

（三）针对授课内容的层次划分和授课对象的学习特点，科学合理设置研讨专题

研讨式教学我校近年来大力推广的教学方式之一。由于光纤传感技术具有经典与前沿相结合、理论与工程应用相结合的特点，在系列课程建设中，课题组在原有研究生《光纤传感技术》的研讨式专题内容基础上，进行了深入的思考和大胆的拓展，将课程中的研讨专题划分为三大类：经典理论知识的研讨、前沿研究的研讨和学位论文研究方法的研讨。

经典理论知识的研讨要求学员在授课之前对相关内容进行预习，并在课堂上对全体学员讲解自己对该问题的理解。如在进行“光纤干涉仪传感系统”的授课时，要求学员预习时弄明白两个问题：什么是随机相位衰落？什么是偏振诱导信号衰落？进行研讨时不要求学员对这两个问题进行深入剖析，但要求学员用精炼的语言阐明问题的物理含义。学员普遍认为这种研讨专题不是特别复杂，通过预习教材即可，但大部分学员会准备PPT课件，且自愿上讲台讲述的学员一般在以往的学习过程中接触过与该专题相关的研究工作，因此在其课件上还会加入自己以往的工作、自己对该问题的扩展认知及自己尚未弄明白的问题等。这种教学效果是在深入了解学员的知识积累基础上，通过巧妙设置研讨专题取得的。

前沿研究的研讨要求学员进行大量的资料查阅，特别是光纤传感前沿研究课题的查阅。对于某一个问题，由于课堂讲授的时间受限或者教材中没有系统的描述，对该问题的课堂讲授可能不够全面，在这种情况下，教师会提供相关信息，要求学员查阅该文献并进行精读，然后在课堂上进行研讨。这种研讨专题分为两种：一种是教师提供明确的检索信息，由学员查阅到该文献后精度文献，分析文献的精华及不足；另一种则是教师提供所要解决的问题，由学员对该问题进行解读，提炼关键检索信息，进行检索后，对检索文献进行初步分析，总结该问题的研究现状。学员反映这种研讨专题的难度稍大于第一种，但一般稍花时间都能解决。

学位论文研究方法的研讨目的在于：无论是本科生还是研究生，在学习完相应的光纤传感技术课程后马上就要投入到学位论文工作中。通过对这类问题的研讨，学员逐渐掌握了在未来从事学位论文研究中必须具备的研究方法，这类的研讨主要培养学员的仿真计算能力和光纤传感系统的设计能力。例如在讲授完光纤光栅的基本理论之后，学员反映耦合模理论的公式很繁琐，难以一眼看出其中的物理特性，为此，我们安排了相关理论的仿真计算研讨，要求学员根据课堂讲授的公式进行理论仿真，计算光纤光栅反射光谱，并绘制带宽、反射率等关键参数随着光栅参数的变化曲线。学员在课堂研讨时要讲述自己的关键参数设置和仿真结果。通过这种研讨方式，学员对光纤光栅的反射谱特性建立了深入的了解，效果远远好于课堂直接讲授相关结论。

根据光纤传感课程层次划分，不同的光纤传感技术课程对三种研讨专题的应用程度也不相同，本科生的光纤传感技术课程以经典理论知识的研讨为主，并设置1～2次前沿研究的研讨；研究生的光纤传感技术课程则以前沿研究的研讨专题和学位论文研究方法的研讨专题为主，对特别重要的概念设置少量经典理论知识的研讨专题。

四、以光纤传感技术课程为支撑的创新型人才培养

光纤传感技术的应用范围极广，一套实用的光纤传感系统可以很庞大很复杂，也可以很小巧灵活。针对这一特点，课题组教师在学院本科生和研究生的各项教学活动中，积极开展与光纤传感技术相关的各项活动。

针对本科生的光纤传感技术系列课程，在授课结束后，在光电设计大赛、毕业设计等教学活动中开设了大量关于光纤传感技术应用的课题，引起学员浓厚的兴趣和广泛的参与热情。一方面，参与光纤传感技术相关的本科毕业设计学员数量大幅度提高。以技术类本科毕业设计为例，2013、2014年参与光纤传感技术相关课题的学生均达到光信息专业学员总数的50%以上。另一方面，学员完成课题的质量也得到大幅度提升，近年来有8名本科生获得学校创新资助，从侧面反映出光纤传感技术课程教学效果的日渐提高。这些竞赛成果也作为评价授课效果的标准之一，并将学员在课外延拓活动中的效果和意见及时反馈到教学过程中[3，4]。

针对研究生的光纤传感技术系列课程，一方面鼓励学员在课程学习的基础上努力拓展研究深度，在光纤传感研究领域不断创新。在课题组所在实验室所培养的研究生中，有3名研究生获得学校创新资助，1名研究生获得湖南省创新资助，其课题都是光纤传感领域的研究重点和难点。此外还有5项研究生参与申请的光纤传感技术相关专利；另一方面，鼓励学员积极参与到与光纤传感技术相关的科研项目中，在实际工程环境中对课程知识进行融会贯通。目前在光纤信息专业的毕业研究生中，参加过光纤传感相关的湖上或海上试验的学员达到95%以上，为其真正走向工作岗位后充分适应部队对光纤传感技术人才的需要积累了宝贵的经验。

五、高素质教师队伍建设

作为教育的重要媒介，教师是活动中的主要因素。教员整体素质的高低，直接影响着教学质量的高低。因此，建立一支教学水平高、结构合理的高素质师资队伍显得尤为重要。

（一）从教学和科研两个方面锤炼教师队伍，使教师的教学水平和科研能力相互促进共同提高

科学研究是教师工作的重要组成部分，是提高教学水平的重要手段，也是提高自身素质的重要途径。对于光纤传感技术系列课程而言，学即能致用是其重要特点之一，教学和科研的相互促进作用尤为明显。课题组全部教员均参加了多个重大科研项目。通过重大科研项目的历练，教员的学术水平得到很大的提高，一方面教员接触了学术前沿，开拓了学术视野，经历了科研实践，在课堂教学中自然会将科研最新成果、专业发展动向带进课堂，另一方面，教员在参与重大科研项目时对光纤传感的技术内容有了更加深刻的认知，对于在课堂上清楚明白的讲好各个知识点至关重要。同时，通过教学活动中对课程内容的反复推敲及与学员之间展开的研讨交流，可以加深教员对技术环节的领悟，甚至激发教员的灵感。通过在科研和教学两个方面同时锤炼，促进教师知识更新和自身进步，提高教师的创新能力和教学质量，将真正做到科研教学一体化。

（二）鼓励教员进行对外交流，充分借鉴国内外同类专业课程的教学经验

课题组有两名教员具有国（境）外留学经历，其他教员也多次参加国内外的学术活动和教学活动交流，在课程建设过程中充分利用了这一优势。在教员已经带回的国外大学教学经验的基础上，鼓励教员在回到学校后仍然定期与留学单位交流，及时获取留学单位最新的课程设置和教学安排信息，并通过交流，不断补充自身的不足，更新课程内容，丰富教学手段，提高自身教学水平。在对外学术活动交流中，有意识的了解其他院校同类专业课程的教学情况，对于感兴趣的单位积极主动与对方联系进行实际考察。活跃的对外交流活动极大地激发了教师的教学热情，并不断提高其教学水平。

（三）加强青年教师的教学技能培训

目前，课题组教员是一支相对年轻化的队伍，很多才刚刚博士毕业，青年教师充满热情，思想活跃，比较了解学员的思想，与学员进行交流方面具有优势。但是，他们大多没有经过系统的教学技能训练，普遍缺乏教学经验。为了使青年教师尽快掌握教学技能，提高业务能力与水平，课题组指定认真负责、教学经验丰富的老教师担当青年教师的导师，对青年教师实行“一对一”的“传、帮、带”指导，指导青年教师备课、编写教案；采取措施督促教员投入足够的精力。教员上岗前，必须经过教研室、系所、学院三级试讲，每次授课必须重新编写教案、编写课件、编制教学日历；在教学过程中，教学指导委员会、督导组、院系领导经常性听查课，督促教学水平的提高。

通过从科研和教学两方面锤炼教学队伍，课题组教员自身水平得到了大大提高，多次在全军和全校获得教学优秀奖，其中获军队院校育才奖1人次，优秀研究生导师奖3次，校本科“研究型”教学比赛三等奖1人次，校研究生教学优秀三等奖1人次，教员在国内教学期刊上发表高水平教学论文10篇，课题组已经成为了一支能独立承担授课任务的高水平教师队伍。

参考文献：

[1]孟洲，胡永明，姚琼，宋章启.《光纤传感技术》研究生课程改革探讨[J].中北大学学报（社会科学版），2007，23（2）：98-100.

[2]孟洲，姚琼，曹春燕，梁迅，张学亮.光纤信息技术本硕博系列课程体系研究与实践探索[J].高等教育研究学报，2012，35（1）：50-53.

[3]周建华，邱琪，周晓军，光纤通信实验教学改革探讨[J].电子科技大学学报社科版，2003，5（2）：89-91.

[4]胡昌奎，杨应平，黎敏，刘辛，易迎彦，光电信息类专业光纤系列课程教学内容与课程体系的改革[J].高等理科教育，2008，（2）：16-18.

第7篇：光导系统技术范文

【关键词】色散补偿技术；高速光通信系统；研究

【分类号】TN929.11

0、 引言

通信工程系统的效率提高有利于更好地满足人们之间的沟通和交流。现代社会经济的发展增加了人们对信息的需求。尤其是随着多媒体业务和IPTV的内容不断丰富，人们的生产、生活中对宽带通信的要求越来越高。高速光通信系统的应用及发展和色散补偿技术具有密切的关系。因此，研究色散补偿相关技术对促进高速光通信的发展起着十分关键的作用。

1、 色散补偿技术相关理论

在高速光通信系统中，因为各种信号的频率成分和模式成分具有不同的传输速率，因此在光纤中传输了一段距离之后，两者将会相互散开。色散指的是不同颜色的光在光纤传输过程中，因为传播速度的差异而相互分离。波导色散和材料色散都会造成光脉冲变宽，信息接收的误码率也会相应地增大。色散的补偿会因为高速光通信系统中光纤的差异而有不同的要求。

根据光纤的不同种类和产生色散的原因差别，色散一般分为：材料色散、波导色散、模式色散和偏振模色散。

（1） 材料色散

材料色散主要是因为材料的折射率是波长的非线性函数，因此光的传播速率会因为波长的变化而变化。

（2） 波导色散

波导色散主要是因为在同一模式下的相位常数会因为波长的变化而改变，从而引起色散[1]。

（3） 模式色散

在多模式光纤通信系统中，即时是在同一个波长中，不同的模式也会因为传播速度差异而发生改变，从而引起色散。

（4） 偏振模色散

单模式光纤中两个基模之间会因为偏振方向的不同而发生变化。当光纤中出现双折射的时候，两个基模传输速率会发生相应地改变。此时所引起的色散即为偏振模色散。

2、 色散对高速光通信系统的影响

3、色散补偿技术在高速光通信系统中的具体应用

在整个光网架构中色散补偿起着决定性作用。同时，高速光通信系统中的色散管理程序非常复杂，不同类型的传输系统对色散的补偿也会有不同的要求（如下表1所示）。因此，在实际工作中需要具体地分析各种系统的色散特征，充分发挥不同类型色散补偿技术的优势。

3.1啁啾光纤光栅

目前，国内的光纤传输系统中很多都是采用啁啾光纤光栅来作为对传输系统中的损耗补偿。色散是影响整个光纤通信系统传输的一个有机因素。现阶段在光纤通信系统中信息主要是以编码形式在光纤中传输的。如果光脉冲的色散展宽出现了误码，就会严重地影响整个通信系统的整体功能。光纤光栅是有效地利用光纤材料的光敏性特征，利用紫外光曝光的方式将入射光的相关图形转换成纤芯。纤芯在通信系统传输过程中会形成一个滤波器，当宽光普光经过光纤光栅时，达到特定标准的波长将会产生反射效应，其它的波长将会透过光纤光栅继续向前传输。

光纤光栅在传输过程中具有体积小、波长的选择性灵活以及不容易受影响等优势，从而被广泛地应用于高速光通信系统中。啁啾光纤光栅在高速光通信系统中的色散补偿原理如下图1所示：啁啾光纤光栅中反射波长是每一个阶段的固定函数，在光纤光栅的每一个点上都有一个谐振波长。因此，根据不同的波长所在的位置，会反射出不同的时延。当长波波长分量在光纤光栅的起始端发生反射效应时，短波长分量会在光纤光栅的远端被反射。所以，光波在经过光纤光栅时，相比于红移分量，蓝移分量的时延更长，从而有效地达到了色散补偿的效果。同时，伴随着现代信息技术的发展，啁啾光纤光栅的应用也将会朝着宽带方向发展。

3.2 色散补偿光纤

色散补偿光纤是一种较大负色散特征的特殊光纤。当其与常规的光纤联用时，就会产生相互抵消的效果。因此，在高速光通信系统中色散补偿光纤通过科学合理地设计纤芯的直径和折射率的分布情况，从而得出具有可靠性的负色散系数。其主要是通过改变光纤的剖面结构，从而获得色散斜率和负波导色。色散补偿光纤工作结构如下图2所示，色散补偿光纤主要有两种：基模设计的负色散光纤和高阶模设计的负色散光纤。

色散补偿光纤技术在国内外的许多高速光通信系统中得到了充分的应用。为了有效地提高通信系统传输的距离，一些传输系统往往会对系统进行色散管理。但是，色散光纤补偿技术也会有其固有缺陷。例如，色散补偿光纤技术在通信系统运行过程中具有较大的损耗、色散斜率与实际情况不相匹配等缺点[4]。因此，如何更好地使色散补偿光纤技术在应用中做到趋利避害，成为了通信工程领域中所关心的话题。色散补偿光纤技术依据工作原理的差异，可以分为单模色散补偿光纤和双模色散补偿光纤。

4、 结束语

综上所述，知识经济和信息时代的到来，对高速光通信工程提出了新的挑战。因此，色散补偿技术的研究和改进将会促进通信工程的良好发展。同时，色散补偿技术在高速光通信系统中的应用也为方便人们及时地获取信息奠定了坚实的基础。

【参考文献】

[1]雷昱；色散补偿光纤（DCF）在波分系统中的应用[A]；全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C]；2007年

[2]王莉；肖刘；王自成；；翼片加载螺旋线慢波结构色散和耦合阻抗的测量与模拟[A]；第十五届学术年会军用微波管研讨会论文集（上册）[C]；2008年

第8篇：光导系统技术范文

关键词光纤通信；建筑工程；线路维护；维护；应用管理

光纤通信在我国的经济发展过程中起着重要作用，推动了我国经济的发展，也是我国建筑通信系统中的重要组成部分。人们的日常生活离不开通信设备，光线通信系统的可靠性关系着人们能不能达到自身的需求，光纤传播速度快、容量大等特点加强了通信的效率。因此，加强光纤通信线路维护与管理，不仅能够有效提高人们的通信效率，在工业生产中也扮演者重要的角色。

1光纤通信技术

光纤通信技术即光导纤维通信技术，就是在信息传递的过程中以光线作为介质进行传播，通信技术以光波作为载体，声音信号、光信号与电信号相互之间进行转化的形式达到通信的目的。光纤通信推广的过程中会产生各种问题，因此，人们又研究出了光纤通信搭载电力系统，更好地促进了光纤通信的发展。光纤通信设备在终端将信号进行转化，将声音信号通过电力系统转变为光信号通过光纤进行传播，当接受设备收到光信号时，将其又转化为声音信号，进而达到传递声音的效果[1]。

2光纤通信网络运行维护出现的问题

光纤通信网络技术在生活中的广泛应用，正在悄悄地改变着人们的生活方式，光纤技术在通信网络中的应用，提高了人们之间通信的效率，与人们的生活密切联系。光纤通信一旦出现故障，将阻碍人们的通信功能，给人们的生活带来很多不便，严重影响了正常的生活。近期，光纤通信网络经常出现故障，原因有以下几点：智能手机的恶意使用、光纤系统的系统不健全、光纤材料本身存在的问题。

2.1光纤通信系统建设不健全

随着物联网、云计算等科学技术的应用，对光纤通信的要求大大提高了，通信网络系统的建设不能跟上技术的步伐就容易导致系统出现问题。在对光纤通信网络开放性能要求极高的今天，技术功能逐渐加大，光纤通信的网络终端建设不完善，很容易遭到黑客攻击，为系统的可靠性带来很大的疑问，由于很多网络信息涉及人们的个人利益，想借此利用信息牟取利益的不法分子，是对通信网络最大的侵害者，只有加强通信网络系统建设，才能真正保护好人们的隐私，为人们的通信安全提供保障。户信息，为个别SP非法获取客户信息提供了便利。

2.2光纤通信材料的影响

光纤通信结构建设对于光缆的架构要求很高，在光缆建设中若是不能根据最理想的状态进行架构，对后期的维护与改造会带来很多不必要的麻烦。光缆各个枢纽站之间容易出现纤芯不足的情况，在迂回过程中造成逻辑假环；另外，光纤光缆线路容易受到极端天气的影响，各地的冬夏季温差大，也容易导致光缆受热或受冷而导致的断裂[2]。

3光纤通信网络的运行和维护措施

3.1对建筑光纤损耗进行定期监测，提高维护与管理工作效率

对于建筑光纤通信而言，光纤损耗是其中比较常见的技术性指标，其一般会随着外力作用、线路使用时间、敷设环境的变化而发生变化，尤其是在建筑室内外温度变化较大、受张力和曲力影响较大的建筑物中，这种现象非常明显，会对光纤通信的整体质量产生影响。因此，为了更好提高建筑光纤通信的质量，就需要做好建筑光纤损耗的定期监测工作，从而为日常维护工作的开展提供相应的数据支撑。对于建筑光纤损耗的监测工作一般要求在夏季和冬季进行，这样获得光纤损耗才更具可比性，在对光纤损耗监测完成后，还需要对检测数据进行有效的整理和分析，然后为其制定针对性的维护与管理工作方案，这样不仅可以有效改善光纤的性能，而且还可以提高建筑光纤通信的整体效率和质量。

3.2借助科学方法对建筑光纤接头进行维护与管理

在建筑光纤通信系统中，接头维护是其比较重要的一个环节，其一般要求维护与管理人员借助科学方法对建筑光纤接头开展相关工作，以更好提高光纤接头的连接效率。通常情况下，建筑光纤接头故障时有发生，导致这种现象的主要原因是光缆接头盒遭受外力作用或接头处进水进潮，从而导致光缆出现断裂现象，进而影响了建筑光纤接头的整体效果。因此，在对建筑光纤接头进行维护与管理的过程中，最好对其各个方面的诱发因素给予全面的分析和考虑，然后为其提供针对性的维护及管理方案，以更好提高其维护与管理效果。例如对于直埋建筑光纤通信线路，一旦接头位置出现进水现象，一般可以考虑是由于接头盒密封材料老化导致，并对其进行相应的更换，从而使相关问题得到有效的解决，保证建筑光纤通信的高效进行。

3.3光纤通信线路维护管理

光纤通信技术是支持当前我国电信运营商发展的根本，通信网络系统是否完善关系着电商的发展，电商基本业务的操作都是在光纤通信网络中进行的。光纤通信网络的建设，不仅影响着人们的日常通信活动，还对我国各个行业的发展产生巨大影响。因此，加强对通信线路的日常维护是十分重要的，保证光纤通信的安全性与可靠性，保证光线通信的质量，是新时期我们需要关注的重要环节。提高光纤通信线路的维护与管理，加强对管理人员的技术技能的培养，提高以通信为主的生产力建设，真正实现光纤通信与当代社会的融合，真正做到讓人们可以信赖的通信技术[3]。

4结束语

随着社会对通信技术需求的增加，如何保证通信技术的安全可靠性能成为人们关注的话题，在对光纤通信线路的管理中，加强对系统的维护，加强对安全性的提高，真正做到为人们服务，为社会服务。本文根据我国光纤通信系统存在的问题进行探讨，并提出合理化的建议，希望能够为光纤通信网络的使用提供理论依据。

参考文献 

[1] 唐秀奎，刘国军.浅析光线通信技术的特点及应用[J].科学与财富，2012，（8）：193. 

[2] 徐红娟.探析光线通信应用于配网自动化的前景[J].建筑工程技术与设计，2016，（17）：1810. 

第9篇：光导系统技术范文

关键词：电力系统；通信；光纤长距离；通信技术；要点

随着电力系统规模的日益扩大，人们对电力系统的安全性、稳定性、可靠性提出了更高的要求。因此，电力企业将通信与电力有效结合，形成电力通信系统、电力安全稳定控制系统、电力调度自动化系统，对电力系统的运行予以控制，一旦电力系统存在故障，通信系统会将故障信号传输到控制中心，以便工作人员对电力系统故障予以处理，提高电力系统应用性。但以往所构建的电力通信系统存在一些缺陷，使得系统应用效果不佳。对此，应当采用光纤长距离通信技术来弥补以往电力通信系统存在的不足，提高电力通信系统的应用效果。

一、光纤长距离通信技术

所谓光纤长距离通信技术是指运用光导纤维作为传播媒介，来对信号进行传输，进而实现信息传递的通信方式。光纤是由玻璃材料组成的，其具有串绕小、保密性佳、稳定性好等特点，这使得光纤长距离通信技术应用的过程中，不会出现信号泄漏、形成回路等情况。由此可以说明，光纤长距离通信技术具有以下特点。

其一，信息传播速度快。相对以往所应用的通信技术来说，光纤长距离通信技术具有信息传播速度快的特点。因为此项技术采用光导纤维作为传播媒介，其大大优于传统电缆，巨大的宽带，使得光纤可以有效的传播信息，良好的严密性，使得光纤传播信号不会出现泄漏的情况。这使得光纤长距离技术满足当今电力通信对信息传播的要求，促使其应用日益广泛。

其二，优异的抗干扰性。光纤长距离通信技术具有优异的抗干扰性也是传统通信技术所无法比拟的。光纤长距离通信技术之所以具有优异的抗干扰性，原因就在于其具有自我调节能力，也就是在自然环境变化的情况下，自我调节，避免受到温度、湿度的影响，使得信号传播效果不佳。

其三，数据低错误码率与更长的传输距离。在我国城镇化进程不断加快的情况下，农村地区通信水平日益提高。此种情况下就需要进行长距离的信号传输。而长距离的信号传播对通信技术设备有较高的要求，传统的通信技术难以满足要求。但光纤长距离通信技术刚好适用，能够在长距离的情况下快速、高质的进行信号传播。所以，光纤长距离通信技术具有数据低错误码率与更长的传输距离特点。其四，更加可靠的安全性。随着我国通信需求的加大，通信的危险性也逐步增大。但光纤长距离通信技术的应用，可以改变此种局面，其结构得到优化，能够长时间的、安全的、可靠的进行信号传播。

二、电力系统通信中的光纤长距离通信技术要点分析

综合以上对光纤长距离通信技术的概述，可以充分说明光纤长距离通信技术可以弥补传统通信技术的不足，明确其技术要点，合理的应用到电力系统通信中，可以大大提高电力系统的通信质量、通信效率、通信安全性。

1.电力特种光缆技术分析。在电力通信系统中，使用光缆主要是进行电力系统设计。而电力特种光缆则是电力系统有的线路杆资源架设所构成的电力通信光缆。它的有效应用可以使电力通信系统更加优质的使用。当然，要想实现电力特种光缆的有效应用，应当对其技术予以了解，进而结合电力系统实际情况，合理选用。电力特种光缆技术有：

1.1ADSS技术。ADSS技术的全称为全介质自承光缆，其自身性质为完全绝缘的自承式架空光缆，不含有可导材料，并使用纺纶材料，使得其具有承受力大、受温度影响小等特点。因此，ADSS技术比较适用于110KV及以下线路，高效、稳定、可靠的传输信号。但在此需要说明的是ADSS技术的使用寿命较短，一般不高于25年。原因在于ADSS技术容易受电磁腐蚀，降低其性能，进而使得其使用寿命降低。因此，如若在电力通信系统中应用此项技术，工作人员应当详细了解线路电场情况，精准计算塔杆上电场分布，进而合理规划设计ADSS技术的应用，必要的时候需要使用AT外护套加以保护。

1.2OPGW技术。OPGW技术全称为光纤复合架空地线，它是利用传统意义上的线路与光纤相结合而形成的，这使其具有良好的机械性、导电性、传播速度、保密性等特点。另外，此项技术还弥补了ADSS技术的一些不足，如其可以应用在110KV或更高电压的输电线路中；其具有防范雷击等意外方面的性能等。当然，OPGW技术也不是非常完美的，其也存在一些缺陷，如其对线路和杆塔强度要求较高，在利用OPGW技术时线路或杆塔强度方面不能满足技术应用要求，那么此项技术的应用将会存在一些缺陷，表现在电力系统通信传播中，使得电力系统通信效果不佳；在明确利用OPGW技术的前提下进行线缆架设，需要进行停电处理，否则将影响光纤复合架空地线的应用，还会威胁工作人员的人身安全。所以，在电力通信系统中应用OPGW技术，应当详细了解此项技术的优缺点，分析其是否满足电力通信系统建立和实施的目的，进而合理应用此项技术，促使其可以在电力通信系统中切实有效的应用。

1.3MASS技术。这种光缆与OPGW光纤在结构上有着相同之处，同样为不锈钢光纤校合了一层镀锌钢丝。因此MASS技术具有多种特点，即信号传播稳定、应用强度大、防电腐蚀性能佳、传播速度快、结构紧凑等。基于此点，可以说明MASS技术的某些特点与OPGW技术相似，也有一些特点与ADSS技术相似，说MASS技术是ADSS技术与OPGW技术的结合产物一点也不为过。所以，在电力通信系统中，需要从MASS技术特点出发，合理运用此项技术。

1.4OPPC技术。OPPC技术全称为光纤符合架空相线。它是将光纤单元符合在相线中，使其具有通信能力、电力架空相线能力。因此，在OPPC技术具体应用的过程中，会表现出良好的传输能力、良好的热稳定性、良好的耐腐蚀性等特点，促使其在电力系统系统中具有较高的应用性。所以，电力系统通信中，掌握OPPC技术特点，可以合理运用此项技术。

2.电力特种光缆中的选型。在电力系统中运用光纤长距离通信技术，除了需要注意电力特种光缆技术的应用之外，还要合理的进行电力特种光缆的选型。在电力系统通信中应用光纤，主要是进行光信号的传输。光纤的特性不同，光纤传播系统的宽带和传输距离容易受到影响。因此，在对电力特种光缆进行选型的过程中，应当对光纤传输的波段及光纤的种类予以了解，选择适合的光纤类型，将其应当到电力系统通信中，再加之电力特种光缆技术的正确选用，可以大大提高电力系统通信的效率和质量。目前，光纤类型有七种，各种类型光纤的速率、容量、传播波段、成本、色散情况等方面都存在一定差异，在选择光纤类型时工作人员需要结合相关规范性要求，对光纤的速率、容量、传播波段等因素予以了解，进而选择最为适合的一种类型。

三、结语

在我国科学技术水平不断提高的情况下，电力系统中所应用的通信技术也不再不断创新和优化。目前所推出的光纤长距离通信技术具有多种优点，可以弥补传统通信技术的不足，使电力系统通信质量、效率、安全性大大提高。但要想使其切实有效的应用，需要明确电力特种光缆技术选用、光纤类型选用等技术要点，合理运用光纤长距离通信技术，才能使我国电力系统通信水平提高。总之，光纤长距离通信技术科学合理的应用在电力系统通信中是非常有意义的。

参考文献：

[1]张华琛.电力系统通信中的光纤长距离通信技术分析[J].信息通信,2013(8):177-177.

[2]郑媛媛.电力系统通信中的光纤长距离通信技术分析[J].河南科技,2014(20):29-30.