光纤在光纤通信系统中的作用精选(九篇)

第1篇：光纤在光纤通信系统中的作用范文

关键词：军用；光纤通信；技术；发展

一、光纤通信的概念及特点

（一）光纤通信的概念

以光载波载送信息，以光纤作为传输媒介传送光载信息的通信方式，称为光纤通信。它是现代光通信的重要形式。军用光纤通信就是把光纤通信技术应用于军事领域，从而提高军事通信的保密度，扩大系统的容量。技术先进国家的军事部门都很重视光纤通信的发展，并将其列为优先发展的项目。

（二）光纤通信的特点

由于光纤通信与卫星通信和微波通信相比具备了传输频带很宽，通信容量大；光纤是没有辐射的传输介质，保密性强；体积小、重量轻、光纤短路不引起火灾；保密性好，无串话干扰；抗化学腐蚀，柔软可挠；不怕电磁干扰，抗干扰能力强，更可提高抗敌方干扰能力这些优点，因此愈来愈受到国外军事部门的青睐，光纤的应用也从远距离的干线传输向短距离的战术通信应用发展。

二、军用光纤通信的技术难点和国外概况

（一）技术难点

在光纤通信的军事应用方面，对光缆性能的要求十分严格，所以其设计、研制和制造一直是个非常需要解决而又难于解决的问题，这种严格的设计技术规范主要来自于对作战人员安全的考虑以及对作战平台本身的运行、可靠性和顽固性的考虑。因为阻燃材料一旦着火，会带来严重后果，因此说光纤通信的技术难点在于开发、研制和制造安全系数大的传输光缆，从而进一步提高通信的抗毁性，可靠性。

（二）国外概况

英国陆军早在70年代后期便考虑将光纤应用于"松鸡"战术通信系统。在海湾战争中，盟军就使用了战术光缆通信系统。目前国外光纤通信在军事中的主要应用有LAN系统、C3系统链路、长距离战术通信系统和本地分配系统等几个方面。LAN系统在许多现役军事通信系统中都在装备光纤局域网，以取代用金属电缆作传输介质的局域网，提高传输速度，扩大网络半径。美国的C3系统在海湾战争中对赢得战争的胜利发挥了重要作用。长距离战术光纤系统是美国三军战术通信网的一个组成部分，是美军开发光纤通信在军事上的应用的重要工程项目。本地分配系统也是美三军战术通信网的一个组成部分。它与长距离光纤传输系统相配套，共同更新战术通信的性能。

三、军用光纤通信技术的应用前景

光纤在战略和战术通信方面具有广泛的应用前景：

（1）美国正在探讨波分多路复用技术。其三项主要应用是：（1）把双芯纤维改成单芯纤维以进一步降低野战运输重量，增强展开中的灵活性；（2）在多波长点对点传输情况下，把多根光缆压缩到一根光缆；（3）在局部地域网情况下，把数字或计算机信息视频和话音分别调制在不同频率上。

（2）美国陆军正在全面考察英国和欧洲大陆之间固定台站的长途链路，这项合同已同北方电信公司签订。美国马丁.玛丽埃塔公司正在研制陆军将用于提供准确、准实时的情报综合的全源分析系统、敌情比较分系统。在这个系统中，将采用光纤链路。美国驻欧司令部的预备指挥部是与国防通信系统连接在一起的，它也将采用光纤链路。

（3）目前，中欧的一个光纤项目正在进行之中，目标是在今后若干年内通过用光纤取代很多微波链路来更新现有的数字式欧洲基干网。其他一些采用光纤的更新项目是：国防通信系统地中海部分的改进计划；南朝鲜驻军部分的改造计划；日本驻军部分的重新配置和数字化计划以及夏威夷、阿留申群岛和其他地区的非战术系统计划。

（4）、北约将采用光纤分系统实现英国无线通信系统的BoxerI链路。

四、军用光纤通信技术的影响

到目前为止光纤通信已应用于战术通信系统、局部通信系统和空中布缆，以及在飞机、舰船、雷达、导弹、卫星等军事装备和军事设施内部的信息传递和通信联络等。在现代战争中，信息传输系统起着关键作用，光纤通信用于军事通信可以扩大系统容量，可以提高军事通信的保密度，抗干扰能力强，更可提供抗敌方摧毁能力。这些都是卫星通信、微波通信所不及的。

第2篇：光纤在光纤通信系统中的作用范文

【关键词】光纤通信 电力系统 前景

随着社会的不断发展，电力系统规模越来越大，电网中大容量变电所以及超高压输电变电所越来越多，这都使得电网综合自动化监控系统以及电网通信系统得到了快速发展。当前，在电力系统中的通信技术主要有微波通信技术，导引线通信技术以及电力载波通信技术等，在上述电力系统的通信技术中，使用最多的是电力载波通信技术。然而电力系统中电力载波通信技术的抗干扰性及系统容量已经不能满足当前电力系统的发展，同时随着光纤技术的不断提高，更重要的是光纤制作成本在不断降低，这使得电力系统中光纤通信在得到了越来越广泛的应用，正逐渐变成电力系统通信的主干技术。

1 光纤中电力系统电气信号的通信过程

光发射机，中继器，光纤以及光接收机共同组成了光纤通信。光纤通信中电信号通过光发射机转变为光信号，而电信号又通过光接收机转变成电信号。利用电调制器实现了将信息向合适信道传输信号的转化，通常情况下将信息转变为数字信号。而通过光调制器实现将电调制器的信号向合适光纤信道传输光信号的转化，通过中继器实现放大信号的目的。光纤传输以后比较微弱的光信号利用光探测器将其转变为电信号，利用电解调器放大光信号，从而实现了将原信号的输出，如此，完成了光纤在电力系统通信中的信号一次传输。

2 电力系统中光纤通信的特征

相对于传统的电力通信方式， 光纤通信具有以下优点：

（1）光纤通信具有非常大的通信容量。当前一般情况下，一对光纤能够满足几百路甚至几千路通过，一根光缆中可以包括几十根光纤甚至几百根的光纤。

（2）由于光纤通常由硅或者玻璃制成，原料来源非常丰富，因此，无疑节约了金属材料的使用。

（3）在电力系统通信中，光纤通信具有非常好的保密性，不易受外界电磁的干扰，同时不怕雷击，防腐蚀，不怕潮湿，敷设也非常方便。

（4）由于光纤通信没有感应性能，因此，对于电力系统通信中容易受到地电位升高影响，暂态过程影响和其他干扰的金属线路之间，光纤通信技术无疑是最为理想的通信技术。

3 电力系统中光纤通信前景趋势

当前，光纤通信经过不断发展已经步入第五代光纤通信阶段，第五代光纤通信具有容量大，信号传输速率大的优势。随着社会的飞速发展，全球性的信息化程度愈来愈高，这无疑对光纤通信的通信距离，通信容量，通信速率的要求越来越高。因此，电力系统中光纤通信的前景主要包括以下几个方面：

3.1 光纤传送网新技术

当前，和诸如传输40GE/100GE的网络具有紧密关系的高速传输技术主要要看了40Gbit/s与100Gbit/s两种技术，这两种传输技术主要包括了编码的调制技术，非线性抑制技术，色散的补偿技术以及OSNR保证对策。未来为了确保电力系统中长距离光纤通信技术，光纤传输网新技术主要包括了FEC技术（即多种增强前向纠错技术），新型的调制编码技术，动态增益均衡技术，喇曼放大技术，利用具有电均衡效用的接收机以及功率调整技术等等。为了实现大容量光纤通信，频分复用技术，波分复用技术，偏振复用技术，时分复用技术以及码分复用技术在未来电力系统光纤通信中的应用将会越来越广泛。

3.2 光纤通信接入网新技术

基于当前电力系统通信中光纤通信接入技术在实现时存在的差距，光纤的接入技术主要包括了EPON技术（以太无源光网络），GPON技术（基于ITU-TG984标准的新宽带无源光网络）基于星型结构以太网接入技术以及基于树型拓扑的APON/BPON技术。上述光纤通信接入技术主要存在传输距离，分光比，传输速率，业务支持能力，Q0S和维护管理等方面的差距，通常情况下，EPON技术的实现比GPON技术要简单，但是对于多业务的支持能力不如GPON技术。基于星型结构的光纤接入技术是在传统的以太网的基础上实现的电力系统光纤通信的接入技术，这种技术适宜在单用户对宽带的要求大的区域（此种光纤接入情况下只能对单个用户进行连接）或者具有丰富光纤资源的区域，因此，相对来说基于星型结构的光纤接入技术的范围比较窄，并不是主流光纤接入技术的发展方向。

3.3 光纤通信光交换新技术

在光网络中光交换是其典型属性，同时也是光纤通信技术发展的关键性技术。当前，基于实现特征与交换颗粒进行光交换技术的划分，可以分为OPS即光分组交换，OBS即光突发交换，OCS即光路/波长交换。光路/波长交换的交换单位是波长，具有易于实现，交换颗粒大的优势，然而宽带的利用率以及复用特性非常差；光分组交换的交换单位是分组，因此，不易于实现，并且交换的颗粒较小，然而其宽带的利用率以及统计复用特性非常好。基于光路/波长光交换技术与光分组交换技术的光突发交换技术，相对来说较为容易实现，同时，宽带利用率和复用特性能较好，因为光突发分组交换技术从实现，宽带利用率等方面综合考虑，其性能最高，因此，在未来电力系统通信中光纤通信的应用中，光突发分组交换会处于主导位置。

4 结束语

作为新型的通信技术，光纤通信还处于发展阶段，因此，不管是光纤自身还是电力系统的整个光纤通信都会存在某些不足，需要继续深入研究。然而通过近年来光纤通信在电力系统通信中的应用现实，在电力系统中光纤技术的应用前景非常好。随着光纤技术的日益发展，光纤技术一定会电力系统提供更大的支持，从而促进电力系统综合自动化技术的发展。

参考文献

[1] 胡永杰.光纤通信技术特点及未来发展趋势探讨[J].中国新技术新产品.2011（6）：38-39.

[2] 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）：59-60.

[3] 郭传铁.光纤传输组网技术在电力通信中的应用[J].电信新技术新产品.2009（9）：68-70.

作者简介

卢洁，女，（1985.12-），北京人，汉，本科，助理工程师。主要研究：电力系统通信。

作者单位

第3篇：光纤在光纤通信系统中的作用范文

【关键词】 光纤通信技术 铁路通信 应用

光纤通信技术在现代通信中脱颖而出，在很大程度上加快了传播的速度，使其通信技术发生了质的飞跃。光纤技术在技术方面得到了提高，使其应用的范围更加广泛，应用到了很多的领域方面，其中铁路通信方面就是一个很重要的应用。铁路通信逐渐走向了通信智能化的防线，光纤通信技术在铁路通信中的应用在很大程度上满足了当展的需求。光纤通信技术广泛地应用到铁路通信当中，将提升铁路通信的能力，使铁路通信系统更加的完善，为人们的生活提供更加便利的条件。

一、光纤通信技术的概述

光纤通信技术是以高频光波为载波，光纤是以传输介质为通信媒介。在19世界60年代，曾有人提出了关于光纤传播技术，阐述了光纤将为信息传播的一种重要方式，将有可能大大降低光纤的损耗，光纤通信技术将加快通信技术的发展。美国康宁公司根据当时的学术论文研发出了世界上第一根超低损耗光纤，整个通信行业将走进光纤通信时代。

光纤通信技术最主要的特点是低损耗、传导速度快、容量大、使用的体积小、有很强的抗电磁干扰能力，受到了很多专业人士的热爱，将会得到大力的发展。随着科学技术的不断发展，从19世纪60年代到21世纪，短短的二十年，光纤通信发生了巨大的改变，其容量整整提升了一万倍，传播速度也提升了几百倍，大大发展了光纤通信行业。光纤技术被广泛的应用到各个行业当中，推动了很多新技术的发展，使各行业的通信能力发生了翻天覆地的改变。

二、光纤通信技术的现状

2.1波分复用技术

波分复用技术是根据不同光波的频率不同，充分利用单模光纤低损耗区的宽带资源，将光纤的低损耗划分为不同的通道，把光波作为光纤信号的载体，在发送初始的位置应用波分复用技术，将不同频段波长信号的光波融入到同一根光纤线路当中，进而进行信号传输。在接收末端的位置，再次利用波分复用技术将不同波长承载不同信号的光纤进行分开。不同波长的光载波信号是独立存在的，可以利用一根光纤实现多个线路光纤信号的传播。

2.2光纤连接

光纤通信技术的大力发展，将能够引领国家通信行业的未来发展，光纤连接将成为信息高速中非常重要的一个标志。光纤连接技术应用到各行各业当中，能够很大程度上提高信息的传播速度和传播方式，满足人们在信息时代的大力需求。在光纤通信技术当中，宽带主干线路的传播非常的重要，用户在最后进行光纤连接的过程更加的重要。光纤通信技术将走进了千家万户，有效的提高人们上网的速度，使人们走进高速信息时代，使宽带进入到飞快发展的年代。在光纤宽带连接入口处，由于光纤线路的位置不同，有FTTB、FTTC、FTTH等不同的应用。FTTH也可以称之为光纤用户，光纤用户是光纤宽带连接最后的一个步骤，将接入到用户家中。充分的利用光纤宽带的特点，将在很大程度上为用户提供宽带上网不受到限制，充分的满足宽带连接技术的需求。

三、光纤通信技术在铁路运输通信系统中的应用

人们现在的生活水平越来越高，对于铁路运输的安全和速度要求也越来越高，对于铁路通信技术的传输速度和传播质量要求也在明显提升，光纤通信技术在铁路通信方面的应用有着非常巨大的意义。铁路通信中应用光纤通信技术历经了3个阶段，才逐渐走向成熟。这3个阶段分别是PDH光纤通信阶段、SDH光纤通信阶段和DWDM光纤通信阶段。

3.1 PDH光纤通信阶段

在上个世纪80年代，我国开始逐渐研究铁路光纤通信技术，PDH光纤技术被应用到光纤通信当中，首次，在我国北京作为试验点，研发了长达15Km的光纤。这次光纤实验所铺设的是短波光纤，使二次群系统处于开启的状态。在我国首次应用PDH光纤通信技术的铁路是大秦铁路，大秦铁路的重载双线电气化中应用的是八芯单模短波光纤，在这个当中局部网络通信系统使用的设备是36Mb/s PDH的二芯；铁路沿线的车站和区域网络的通信系统设备是PCM，以及配置8Mb/s PDH的二芯，标志着我国铁路通信系统从传统的通信模式逐渐转变为光纤通信技术。大秦铁路通信系统的成功转型，将预示着铁路通信系统光纤通信技术走向了一个新的领域。PDH光纤通信系统有一个重要的功能是能在最短的时间检测铁路通信系统的安全漏洞和隐患，并且能够及时的清除，很大程度上保障了铁路通信系统的安全和正常运作。PDH光纤通信系统的功能虽然很强大，推动了铁路通信系统的发展，但是这种光纤通信系统也存在一些问题，PDH光纤通信系统具有很复杂的结构，每个区域有着不同的标准，网络管理的能力比较弱，这些都严重的制约了铁路通信系统的发展。这就要求科研人员要不断的开发出新的技术，弥补漏洞。

3.2 SDH光纤通信系统

SDH光纤通信系统相对于PDH光纤通信系统更加的完善，能够有效的弥补PDH光纤通信的不足，SDH光纤通信技术促进了铁路通信技术的发展。SDH光纤光纤通信技术是一种高速发展的数字化通信技术，它将实现数字信息化的同步转播，将信号固定在特定的结构中。SDH光纤通信技术有几方面的优点：第一个优点是在简化网络中各个支路的字节复接应用；第二个优点是创造了不同厂家设备互联网之间的连接，使光纤通信采用的标准和比特率采用相同的标准；第三方面是SDH光纤通信具有很强大的网络和自我完善功能，当网络信号突然被中断，在自动恢复后，其网络信号传输仍然可以继续使用；第四方面是SDH光纤通信系统有着很强大的自我管理功能，能够为铁路通信的传输和通信的安全提供可靠的保障。SDH光纤通信技术比PDH光纤通信技术有着很强大的通信功能，在铁路通信系统中崭新出独具特色的优势。先进的SDH光纤通信技术将能够代替传统的PDH光纤通信技术，其中SDH光纤通信技术最早应用在赣韶铁路当中，在修建这条铁路过程中，为了使用到先进的SDH光纤通信技术，搭建一条新的光同步传输系统，采用了二十芯光缆。为了接入光纤通过接入层传输设备和622Mb/s光纤口，这些设备和赣韶铁路沿线的接收设备相互连接，使整条赣韶铁路沿线都实现SDH光纤铁路通信，大大推动了我国铁路通信事业的发展。SDH光纤通信技术在铁路通信系统中起着重要的作用，但随着社会经济的快速发展，SDH光纤通信技术逐渐不能满足铁路通信的需求。铁路通信的需求在数据传输方面提出了更高的需求，要想实现这一需求，需要将其速度提升百倍以上。

3.3 DWDM光纤通信系统

根据铁路通信技术的需求和科学技术的发展，人们研发了DWDN光纤通信，这种先进的光纤通信技术，明显的超过了PDH光纤通信和SDH光纤通信。DWDM 技术是根据单模光纤带宽和其损耗低的特点，允许多个波长载波信道同时在光纤内传输，形成一种新型的通信技术。DWDM通信系统中，发送端光发射机同时发射不同稳定度和精度的不同波长光信号，通过光波长复用器将其复用送入掺铒光纤的功率放大器当中。在经过放大后，将多路的光信号输送到光纤维中传输。在到达接收端后，经过光前置放大器放大，然后送到光波长分波器当中实现光信号的分解。该技术的主要的优势是DWDM光纤通信可以在同一光纤内承载不同波段的波长，这样就可以提高了传输的速度和增大了传输的容量；DWDM光纤通信技术可以容纳不同的协议要求，将不同的传输速度中数据在一个激光轨道中完成，这样就会在最大限度内满足网络用户的需求和网络的安全。DWDM光纤通信技术已经被用到了铁路开发当中，因该通信技术能够增大传输速度，同时增加传输容量，在铁路信息系统开发当中，被采纳应用。该技术的应用是铁路信息系统的信息传递更稳定、迅速，保证了铁路信息及时传递，为铁路信息服务提供便利。

总结：综上所述，光纤通信技术广泛的应用到铁路通信当中，大力的推动了我国铁路通信的发展。尤其是光纤通信技术不断的发展，克服了在铁路通信应用方面的很多难题，一步一步追赶通信时代的发展，满足市场的需求，使铁路通信技术始终处在时代的前沿。

参 考 文 献

第4篇：光纤在光纤通信系统中的作用范文

一、光纤技术的发展

在过去的四十多年里我国光通信技术得到迅速发展，这也是对光纤技术发展的有效推动。通信系统与光线之间存在着相辅相成的关系，也就是说通信系统的不断升级必须伴随着业务的需求。系统和器件的进步对光纤提出了新的要求，推动了新型光纤的开发，光通信传输系统一共经历四个发展阶段每个阶段，都对光纤技术进步的推动作用。下面我们对其进行仔细分析。

1.波长为853nm的led光源是第一代光纤通信系统的重要组成部分。同时其采用的是多模光纤。纤芯较大且数值孔径较高多模光纤的显著特征与优势。可以方便地把信号光源耦合进光纤，光纤直接连接和熔接相对容易，多模光纤的模间色散对传输宽带进行限制。1975年第一个实用的光纤通信系统在室外中进行应用。传输距离进一步的延伸传声，速度也在进行不断的提高，多模光纤已经不能实现对系统要求的有效满足。因此必须结合实际情况与先进的科学技术对其进行合理的改革与创新。

2.半导体激光器在1970年以后取得较大发展。光纤长波长传输窗口的应用促使单模光纤传输系统的构建顺利进行。在真正意义上使得单模光纤传输系统成为可能。

3.单模光纤的工作窗口中衰减最低在1550nm波长，但该波长窗口中的色散非常大（+17ps/km/nm），这限制了高速率系统的传输距离。为充分利用该窗口衰减最低的优势，光纤厂商开发了一种新型光纤，即色散位移光纤（DispersionShiftedFiber，DSF）（G.653光纤），该光纤实现了1550nm波长区域最小的色散值，可以使用光谱宽度只有几个纳米的激光器，从而实现了工长为1550nm的第三代光纤传输系统。

4.随着掺铒光纤放大器（ErbiumDopedFibreAmplifier，EDFA）和波分复用（WavelengthDivi-sionMultiplexing，WDM）技术的出现，出现了多道传输的第四代大容量光纤传输系统。研究表明色散位移光纤的色散值在1550nm时并不适合波分复用传输，这是因为四波混频的非线性效应在色散为零时最强，导致2个相邻信道间的串话干扰非常强烈。为减少四波混频效应，需要适度的，色散应该尽量小以减少色散对传输的限制。因此提出了非零色散位移光纤（NonZeroDispersionShiftedFiber，NZDSF）（G.655光纤）的概念。目前，非零色散位移光纤已经广泛敷设在全球高容量波分复用网络中。

二、光纤新技术在电力通信中的应用

除了以上介绍的常规光纤外，随着光通信技术的发展，也出现很多新型光纤，如超低损耗光纤、大有效面积光纤、200μm小外径光纤等。这些光纤在衰减、有效面积、几何尺寸等方面进行了优化，以满足不同场景下的应用。

G.652光纤通过在纤芯中掺锗的方式提高纤芯的折射率，和二氧化硅的包层材料间形成折射率差，以保证入射光在单模光纤中的传播。但由于芯层中掺了入Ge2等金属氧化物，会导致光纤损耗增加，因此传统G.652光纤最低衰减为0.18～0.19dB/km。理论和实验表明，光纤中的损耗主要来自于光纤材料的瑞利散射损耗和吸收损耗。由于掺锗元素的存在，引起较高的光纤瑞利散射，导致掺锗光纤的衰减无法降低。采用纯硅芯单模光纤，减小了由于瑞利散射的衰减，实现了光纤损耗的进一步降低。

为了保证持纤芯和包层之间的折射率差，需要降低包层的折射率，这可以通过在包层中掺杂氟等元素实现。通过纯硅纤芯的技术，石英光纤的衰减可以进一步降低到理论的最低值0.15dB/km。大规模应用于陆上长途传输光纤，在低衰减的同时还需要和现有G.652光纤兼容。康宁公司在2008年推出了满足G.652规范的SMF-28R超低损耗（UltraLowLoss，ULL）纯硅光纤。其在1550nm附近衰减0.165dB/km左右，是衰减最低的G.652光纤，同时具有最低的偏振模色散指标。ULL光纤的优异衰减性能有效地提高了网络冗余及光信噪比（OSNR），在实际应用中可以支持更长的跨段，减少网络建设成本，为电网安全优质、经济高效运行提供可靠支撑。超低损耗光纤最早在国内有着“电力天路”之称的青藏直流联网工程应用。

该光纤通信工程光缆线路全长1038km，共设有6个中继站，其中最长中继段为翻越唐古拉山口沱沱河至安多段，距离为295km。该段平均海拔超过5000m，自然环境恶劣，地质条件复杂，极端最低温度低于零下50℃。为保障系统的安全运行，对线路的衰减余量提出了更高要求，因此需要采用超低损耗光纤等多种先进技术。2011年8月，国内高海拔、高寒环境下最长的无中继光纤通信系统成功开通。工程施工（光缆铺设、光纤熔接等）完成后，光纤0.177dB/km（常规光纤一般为0.20～0.22dB/km）的衰减使得整体系统性能大幅提高，为恶劣的环境变化和维护留下了余量，同时也能从容地应对未来网络升级的需要。

三、结语

本文总结了光纤随光通信技术发展演进的历史，介绍了分类及各种光纤产品在电力通信中的應用，重点讨论了最近出现的超低损耗光纤、大有效面积光纤、200μm小外径光纤等新型光纤的技术特点及其在电力通信中的应用。其中超低损耗光纤通过降低光纤衰减可以延长跨段距离，在青藏直流重点工程中得到广泛应用，为超长跨距通信提供了稳定可靠的解决方案。新一代光纤技术也将在实际应用中不断改进、完善和丰富，以满足未来运营商和智能电网建设对光纤通信的要求，对社会与经济发展有积极意义。

参考文献：

[1]沙明双.光纤通信技术在电力系统中的应用[J].环球市场信息导报：理论，2013（10）：121-121.

[2]刘冬明.光纤通信技术在电力通信中的应用[J].电子世界，2014（13）.

第5篇：光纤在光纤通信系统中的作用范文

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-OrgnizationDev

elopmentNetwork(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。新晨

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6篇：光纤在光纤通信系统中的作用范文

关键词：监测系统；光纤；

一 光纤监测系统的优点

光纤自动监测系统是利用计算机和通信技术及光纤测量等技术，对光纤传输网实现远程、分布式实时自动监测，并将光缆线路的状况信息进行收集、存储、处理的自动化监测系统该系统将光缆自动监测、网管告警、故障分析、定位、故障管理、线路维护、线路管理有机结合在一起，从而为光缆网络的安全高效运行提供保障。

光纤通信具有很多优点，通信容量大、传送信息质量高、传输距离远、性能稳定、防电磁干扰、抗腐蚀能力强，因此近年来光纤通信得到大力发展。由于光缆线路本身极易受外界环境的影响以及自然、人力的破坏，而且故障排除时间较长，成为通信网最主要的维护薄弱环节。对运营商而言，如何管理和维护好光缆网络，如何保证光缆网络安全就显得尤为重要。

在光缆故障发生后，传统的光缆维护方式往往需要报修、初步判断、开车前往传输中心、用OTDR测试后才能明确故障地点，然后前往抢修。而采用光纤自动监测系统可以使运营商及时掌握光缆的运营状况，在发生故障时，能够准确定位，及时派修，缩短障碍历时。

对于光纤的劣化，手工测试难以发现，因为光纤的劣化过程是一个长期而渐近的过程，没有长时间测试数据的积累分析是很难发现的。采用光纤自动监测系统后，可以及时发现光缆光纤特性的变化，准确地捕捉、发现光缆可能发生的故障征兆，在未形成阻断故障前及时维护解决，使光缆维护变被动为主动，以降低光缆阻断的可能性。

随着光缆网络规模的迅速扩大，带来的另一个问题是光缆数据管理困难。以往，所有光缆的资料采用人工管理，比较混乱、检索困难，如果发生故障，不易查找。利用光纤自动监测系统可以很好地完成上述数据的管理。

综合以上分析，对光缆线路进行实时监测与管理，动态观察光缆线路传输性能的劣化情况，及时发现和预报光缆隐患，对光缆的运营和维护显得至关重要，因此建立一种实时的光纤自动监测系统是十分必要的。

二系统的组成

系统主要由监测中心MC、监测站MS、通信网络3个部分组成，它们分别完成不同的功能。

监测中心（MC）负责对本管区的各监测站进行控制和管理，是收集和处理数据的中心。监测中心负责系统配置，接收监测站的告警信号及测试数据，并作相应的处理。它由控制器（服务器、客户机、工作站）、路由器、集线器、网络适配器、相应的软件及打印机等组成。

监测站（MS）在监测中心控制下，对光纤传输损耗的变化进行监测，并将告警及时上报监测中心。按照安装地点的不同，监测站分为本地监测站和远程监测站。监测站由告警监测模块（含光功率采集单元AIU和光功率控制单元ACU）、OTDR模块、控制模块、电源模块、程控光开关（OSU）、波分复用器（WDM）、滤波器、路由器、网络适配器及相应的软件（含OTDR仿真软件）等组成，通常安装于传输机房用的标准机架内。

通信网络主要为监测站与各级监测中心之间的通信提供通道。

三光纤自动监测系统的特点及原理

3.1系统工作原理

监测站（MS）的光功率监测模块的采集单元（AIU）对被测光纤的光功率进行监测采集，并将采集的数据送至光功率控制单元（ACU），光功率控制单元对光功率数据进行分析比较，将超过告警门限的光功率数据传报给监测中心（MC），随后,监测中心对数据进行分析、统计，对发生超门限值的光功率变化进行警告，统计判断出故障光缆段，自动快速启动监测站的光时域反射测试仪（OTDR）和程控光开关（OSW）对故障光缆段进行测试，测试的曲线数据上传至监测中心，监测中心对测试曲线进行分析，从而确定故障点位置、类型、告警级别，并用各种方式告警。

借助于地理信息系统，在监测中心的显示屏幕上以地图的形式准确地显示出光缆的路由和故障点位置。

在周期测试中，如发现传输损耗值变化超过门限值或接头损耗超标时系统按上述方式告警。

系统可通过调用数据库中的原始数据，对测试曲线进行分析比较，动态观察光缆光纤的特性变化，判断光缆线路的劣化情况。

3.2系统的技术特点

光纤自动监测系统将网络通信技术、光学测量技术等融合在一起，同时，利用地理信息系统（GIS）等技术为故障定位提供可靠的保证。系统可以对光缆中光纤传输衰耗特性变化及光纤阻断故障实现远程分布式实时、在线的自动监测，并迅速、准确地确定故障点的位置。

采用TCP/IP进行系统互连，并可进行系统远程复位和系统升级。

系统采用模块化、分布式、多级体系结构，通过开放式通信协议可以非常方便地集成到网络中。可伸缩的体系结构适合于平滑地扩容和升级。

四系统的主要功能

4.1监测分析及故障点精确定位功能

自动监测功能：在光缆运营中，远程、实时、长期地对被监测光纤运行状况进行监控、事件实时判断、自动告警。

纤芯劣化分析功能：能进行纤芯劣化追踪，按纤芯损耗的变化趋势来判断其可用度、劣化趋势，在出现故障前提前告警。

光纤故障点的精确定位功能：可完成光缆故障点位置的精确定位，压缩障碍历时。

4.2多样的测试方式

点名测试：按照用户需要，指定光纤进行测试，满足日常维护和调试需要。

告警测试：对于超过门限值的告警，系统自动激活相关监测站的OTDR测试，并对测试数据进行分析处理，是系统动态监测的有效测试方式。

周期测试：由用户设定测试任务及计划，系统自动测试光纤各项数据并分析存储，随着时间的推移，通过对监测数据的统计和分析可以发现光纤通道的劣化性能。

4.3OTDR仿真分析功能

对光缆测试数据可以使用曲线图形进行光缆特性分析，详细了解光纤的衰减因素及影响通信的各种事件。

可通过与历史数据比较，分析光纤隐性衰减因素，提早做出预防措施，减少光纤的重大通信故障。

4.4地理信息系统支持

系统能够在计算机屏幕上以图形化的方式显示出故障位置。管理人员可以直观地看出故障点附近的建筑、光缆接头和明显的标志物，方便维护人员迅速准确定位，缩短抢修时间。

五 光纤自动监测系统的工作方式

光纤的自动监测方式一般有2种：备纤监测、在线监测。

5.1备纤监测方式

备纤监测方式是监测光缆中除工作光纤外的备用光纤。

备纤监测方式需在监测路由的末端加入一个光源，向被测光纤送入稳定光信号，然后由监测站的光功率采集和控制单元对光功率进行监测。当光纤异常时，光源信号减弱或被阻断，系统立即激活OTDR进行测试，检测出光纤是否中断，中断点距离或是否老化等指标，进行故障判断与精确定位。

由于备纤与其他工作光纤都在同一根光缆中，理论上来说，相同光缆中的光纤不论是否使用，其受环境影响的程度和物理特性的变化大致相同，所表现出的性能数据的改变情况基本相同。系统通过对备用光纤的监测，并采用类比的方法可近似得到在线光纤的运行参数。因此采用测试备纤的性能基本上可以反映整根光缆包括工作光纤的性能。

5.2在线监测方式

在线监测方式利用的是波分复用的原理，将测试光波同工作光合到一起，利用与工作光不同波长（如波长为1625nm）的光波进行测试的一种方法。监测站的OTDR利用波分复用器（WDM）、滤波器（FILTER）、程控光开关（OSU），通过波分复用技术，实现对在用光纤的监测。

在线监测方式是采用分光器将传输设备的工作光分出3%，送入光功率采集单元，光功率控制单元对工作光纤进行实时监测，当工作光纤出现断纤或工作光功率下降到某一门限值时，或光线路出现较大衰减时，产生告警，系统立即激活OTDR对工作光纤进行测试，根据测试结果进行分析、判断与定位。在线监测方式能够实时反映工作光纤的传输性能。

由于目前常用的通信光波长为1310和1550nm，所以在线监测方式中OTDR通常采用1625nm波长的光波，使OTDR测试光波长与通信工作光波长不同，从而不影响在用的光传输系统的传输性能。

5.3在线监测和备纤监测方式的比较

在可靠性上，备纤监测方式由于不介入通信设备与在用光纤，可靠性较好；在线监测方式由于需引入分光器、滤波器、WDM等，系统可靠性有所降低，对光纤通道的衰耗冗余度有一定的要求。在实施上，备纤监测只需在对端增加一个光源，对原有的光纤连接方式不需要做大的改动，实施复杂度小。而在线监测需引入分光器、滤波器等，对原有通信设备和光纤连接方式均需做改动，实施难度大。

六 光纤自动监测系统的应用

铁路上通常同时采用在线监测、备纤监测2种监测方式，以确保光缆线路和通信设备的安全可靠运行，确保行车安全。如新建宁启铁路即同时采用在线和备纤监测2种方式。系统在扬州站设监测中心和本地监测站，在海安、南京各设一套远端监测站，成功地实现了干线光缆的远程动态监测，提高了维护质量，取得了很好的经济效益。光纤自动监测系统的应用使光缆维护逐步向受控性方向发展，对确保干线光缆畅通，压缩障碍历时有十分重要的

第7篇：光纤在光纤通信系统中的作用范文

【关键词】新形势；光纤通信技术；应用；发展

光纤通信技术在我国的发展才刚刚开始起步，还需要许多的地方需要改进。但是，随着光纤通信技术的发展，光纤通信技术所应用到的范围也越来越广泛。因此，当前的社会是离不开光纤通信技术的。本文将会从新形势下光纤通信技术应用及发展分析为题，分别从光纤通信技术的应用、光纤通信技术未来的发展趋势两个方面对此进行探讨。希望本文可以对我国光纤通信技术的发展起到帮助作用。

一、光纤通信技术的应用

由于当前在全球范围之内都已经步入了网络化、信息化的社会。所以网络对于人们越来越重要。而光纤通信技术对于网络化、信息化的发展具有不可忽视的作用。光纤通信技术已经渗透到了我们生活的方方面面。包括光纤通信技术在电力通信网中的应用、光纤通信技术在广播电视网中的应用、光纤通信技术在电线干线传输网中的应用。下面，我们就一一为大家介绍光纤通信技术在这几个领域的应用。

（一）光纤通信技术在电力通信网中的应用

光纤通信技术在电力通信网中的应用极大的改善了我国供电网络的环境，改善了我国电力网络不稳点的问题。那么，光纤通信技术为什么会被应用到电力通信网中。这主要是因为光纤通信技术拥有了诸多的优点，这些优点对电力通信网的发展具有重要的作用。因此，目前我国的电力通信网正在朝着光纤的方向发展下去。光纤通信技术在电力通信网中的应用也是最为广泛的。目前光纤通信技术在电力通信网中的应用已经形成了一套系统的、完善的体系。近几年来光纤通信技术在电力通信网中的应用受到了社会各界的广泛好评，越来越受到人民的欢迎。

（二）光纤通信技术在广播电视网中的应用

光纤通信技术出了广泛的应用于电力通信网中，在广播电视网中的应用也是非常广泛的，同时也是非常重要的，是值得我们去认真研究的。光纤通信技术能够广泛的在广播电视网中的应用，同样是因为光纤通信技术具有的诸多优势：其一，光纤通信技术具有很强的抗干扰能力；其二、光纤通信技术能够传输的信息量非常巨大，而且传输的成本较低；其三、光纤通信技术所使用的制作成本非常廉价，而且质量最优。正是因为光纤通信技术具有如此多的优点，因此，可以在广播电视网中广泛的应用。而且光纤通信技术对广播电视网的发展具有重要的作用。

（三）光纤通信技术在电线干线传输网中的应用

光纤通信技术在实际当中的应用是方方面面的，最被人们所熟知的就是在电线干线传输网中的应用。因为，随着通讯技术的发展，越来越多的人开始使用移动电话，因此，信号的稳定性成为了人们关注的重点。为了使信号更加稳定，人们开始讲光纤通信技术应用到了电线干线传输网中。这样的做法很快收到了很好的效果，型号的稳定性被极大的改善。这样的成功主要归功于光纤通信技术在电线干线传输网中的应用。因此，从目前的态势上看。光纤通信技术在电线干线传输网中的应用会不断的扩大。

二、光纤通信技术的发展趋势

随着最近几年我国科学技术的不断发展和进步。我国的电信市场也在逐步的开放起来。于是光纤通信技术面临着一次蓬勃发展的机遇。以下的内容将是对我国光纤通信技术发展趋势的一个研究，也可以说是一个展望。

（一）我国的光纤通信技术将会朝着高速系统的方向发展

我们通过对过去光纤通信技术的研究可以发现。在以往的发展历程当中，我国的光纤通信技术总是面临着网络网络容量的需求和传输速率的提高之间的矛盾。而且这种矛盾一直伴随着光纤通信技术的发展而发展。为了切实的解决好光纤通信技术当中遇到的这一矛盾，目前我们已经将光纤通信系统从45Mbps增加到了10Gbps，这样一来光纤通信的传播速率就可以在二十年的时间中增加两千倍，这样一来网络网络容量的需求和传输速率就可以达到一个平衡的状态。同时这样的高速系统不仅仅可以解决光纤通信技术中遇到的矛盾，还增加了业务传输容量，而且也为各种各样的新业务，特别是宽带业务和多媒体提供了实现的可能。

（二）实现真正的光联网。

目前我们使用的波分复用系统虽然具有传输容量大的特点，基本上可以满足目前我国的需求。但是它的灵活性和可靠性还是不够好。因此我们需要研发出一种新的技术。目前，我们在考虑是否可以

光路上也能实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能，如果这一设想可以成功实现的话，将会对我国光纤通信的发展增加一层新的动力。目前，我们在实现光联网方面的基本目标包括以下几点：其一、创建一个超大容量的光网络系统；其二、真正实现网络的扩展功能，允许网络在其他的方面的功能有所增强；其三、真正实行网络的重构性，最终达到可以灵活组建网络的目的；其四、实现网络的覆盖性，达到任何的系统和信号都可以连接到网络；其五、真正实现网络的快速恢复系统。正是因外构建光网络系统具有上述的优点，我国目前已经投入了大量的人力、物力、财力来实现光网络的构建。相信不久的将来我国可以实现真正的光网络系统，为我国光纤通信技术的发展增添新的动力。

（三）研发出新一代的光纤系统

随着最近几年来，网络在国内的普及和发展，IP的业务量也在急剧的增长。因此，我国的电信网正在向一个新的方向发展，而在目前的发展当中构建具有巨大传输容量的光纤基础设施是下一代网络的物理基础。因为传统的光纤通信系统在传输量以及容量方面已经不能满足目前国内的需求，所以开发出新一代的光纤系统是目前光纤通信系统发展的重点。目前，为了适应我国对光纤通信系统的需求，已经研发出了以下两种新型的光纤系统：其一是即非零色散光纤（G.655光纤）；其二是无水吸收峰光纤（全波光纤）。

（四）光网的顺利接入

在过去几十年的发展过程中，我国网络不论是在交换还是传输方面都发生了翻天覆地的变化。但是随着发展的深入我们也发现了目前的接入网还存在着非常大的缺陷。现存的接入网仍然是被双绞线铜线主宰的（90%以上）、原始落后的模拟系统。而能够很好解决这种缺陷的唯一方式就是让光网可以顺利的接入。我们之所以选择光网作为光纤通信技术的接入网，主要是因为光网接入具有以下的优点：减少维护管理费用和故障率：开发新设备，增加新收入；配合本地网络结构的调整，减少节点，扩大覆盖。正是因为光网接入具有以下优点，我们才要大力的发展，才要投入更多的人力、物力、财力。

（五）国家的重视

最近几年来，我国改革开放的脚步越来越快，在各方面的发展也越来越迅速。因此，我国的网络的发展以及信息量的需求也在发生着翻天覆地的变化，面对这样的态势，国家对于光纤通信技术的要求也越来越高，在这样的高标准下极大的推动了我国光纤通信技术的发展。我们以波分复用技术为例子来看：最近几年由于波分复用技术具有容量大、透明性好、重构性强等等的优势，越来越受到国际社会的广泛好评，尤其是在光器件、光系统、光网络等方面的发展已经成为了国际社会所研究的重点。目前，欧美国家、包括亚洲的日本都一级投入了相当大的物力与财力对其进行研究，并且取得了相当大的成就。面对这样的国际形势，我国也开始注重研究和发展光纤通信技术。最具代表的就是我国颁布的“863”计划。所以说，在“863”计划的引导和科研人员的不懈努力之下，我国在光纤通信技术的发展上已经取得了相当可观的成就。自从“863”计划实施以来，我国光纤通信技术经历了从无到有、从小到大、从弱到强的一系列变化，到目前为止我国已经陆续完成了155Mbit/s、622Mbit/s、2.5Gbit/s的SDH系统、并且已经完成了8*2.5Gbit/s、32*10Gbit/s、16*10Gbit/s、2160*10Gbit/s的WDM系统、同时还完成了互联网接入系统、自动交换光网络平台等等的一系列成就。

结语

综上所述，我们不难看出光纤通信技术在生活中的应用越来越广泛，逐步渗透到了生活的方方面面中。同时光纤通信技术的适用性受到了社会社会各界的广泛认同，因此，相信光纤通信技术的发展趋势会越来越好。今天我们以光纤通信技术的应用以及发展为课题，从光纤通信技术的应用和光纤通信技术的发展趋势两个大的方面对此进行了浅析。从中我们了解了光纤通信技术在电线干线传输网、广播电视网、电力通信网中都被广泛利用，而且地位越来越重要。同时我们还了解到目前我国在光纤通信技术上的发展正向着成熟化、国际化的方向发展，在未来会朝着高速系统的方向发展。同时会实现真正的光联网，并且研发出新一代的光纤系统。所以，为了我国的光纤通信技术能够快速的朝着高质量、高效率的方向发展我们必须要在今后的发展、研究当中投入更多的人力、物力、财力，力求我国的光纤通信技术能够在国际舞台上有更广阔的舞台。

参考文献

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[4]孙建兵，张云明，林豆豆.浅析光纤通信及全光网技术[J].信息通信，2015（04）.

第8篇：光纤在光纤通信系统中的作用范文

随着科学技术的日新月异，互联网的大数据、云计算、平台、移动互联网将人类带入了高速的信息时代，互联网和通信方式改变着人们的生活、工作方式，通信方式发生了质的飞跃。同时，人们对通信系统的传输性能，也提出了更高的要求。通信方式从电缆通信、微波通信、光纤通信，再到目前的研究热点高速光纤通信。光纤通信是三大支柱通信方式的主体。光纤通信系统，顾名思义，是利用光作为载波、以光纤作为传输媒介进行传输信息的通信系统，光纤实际上是一种极细的光导纤维，由纯度很高的玻璃拉制而成。普通光纤通信的传输速率一般是10Gb/s，高速光纤通信的传输速率可达到40Gb/s、160Gb/s甚至更高。事实上，在光纤通信的不同发展阶段，高速的含义是不同的。目前通常把STM-16等级以上的系统称为高速光纤通信系统，也有人称之为超高速光纤通信系统。光纤通信作为当前三大通信方式的主体，有着较为明显的优势：光纤通信的频带较宽，可用带宽约50000GHz，容量大可同时传输更多的路数；光纤通信比任何的传输都具有更小的损耗，损耗小带来的直接好处就是中继距离长，传输稳定可靠；另外抗电磁干扰性强、保密性好。

2高速光纤通信系统面临的挑战

高速光纤通信系统快速发展，并得到广泛应用的同时，也存在着一些问题。比如光信噪比（OSNR），OSNR是光纤信号与噪声的比值，OSNR的大小直接影响传输信号质量的优劣，OSNR过大，传输距离会相应减小。另外，色散、非线性效应等问题也是影响高速光纤通信传输的主要因素。色散会使脉冲展宽、强度降低，增大误码率，信号畸变失真，直接降低通信质量。色散一般分为两类：群速度色散和偏振模色散（PMD）。群速度色散和偏振模色散效应对系统的传输性能、传输速率和传输距离都会有明显的损害。PMD的问题在以往的光纤传输中就存在，传输速率越高，PMD的影响也越加明显。光纤传输的衰减、消耗和色散与光纤长度为线性关系，光纤的带宽与光纤长度为非线性关系，这一非线性关系即为非线性效应。非线性效应分为散射效应、与折射密切相关的自相位调制SPM、交叉相位调制XPM和四波混频效应FWM，其中XPM和FWM对系统影响较为严重。因此，研究OSNR、色散和非线性效应问题是解决高速光纤通信系统高质量传输的关键技术。

3高速光纤通信系统的关键技术

第9篇：光纤在光纤通信系统中的作用范文

关键词：通信技术；光纤；现状；特点；应用

中图分类号：TN913.33 文献标识码：A 文章编号：

光缆通信在我国已有20多年的使用历史,这段历史也就是光通信技术的发展史和光纤光缆的发展史。光纤通信因其具有的损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展非常迅速。目前,光纤光缆已经进入了有线通信的各个领域,包括邮电通信、广播通信、电力通信、石油通信和军用通信等领域。近年来,光纤通信技术得到了长足的发展,新技术不断涌现,这大幅提高了通信能力,并使光纤通信的应用范围不断扩大。

1光纤通信技术综述

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光纤通信的主要分类

2.1 普通光纤。普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展,光中继距离和单一波长信道容量增大,G.652.A光纤的性能还有可能进一步优化,表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合ITUTG.654规定的截止波长位移单模光纤和符合G.653规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。

2.2 核心网光缆。我国已在干线(包括国家干线、省内干线和区内干线)上全面采用光缆,其中多模光纤已被淘汰,全部采用单模光纤,包括G.652光纤和G.655光纤。G.653光纤虽然在我国曾经采用过,但今后不会再发展。G.654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量,它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤,不采用光纤带。干线光缆主要用于室外,在这些光缆中,曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构,目前已停止使用。

2.3 接入网光缆。接入网中的光缆距离短,分支多,分插频繁,为了增加网的容量,通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中,由于管道内径有限,在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量,是很重要的。接入网使用G.652普通单模光纤和G.652.C低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用,目前在我国已有少量的使用。

2.4 室内光缆。室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。并目还可能用于遥测与传感器。国际电工委员会(IEC)在光缆分类中所指的室内光缆,笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在中心局或其他电信机房内,布放紧密有序和位置相对固定。综合布线光缆布放在用户端的室内,主要由用户使用,因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。

3光纤通信技术的特点

3.1 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。

3.2 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。

3.3 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。

3.4 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。

4光纤通信技术的发展趋势及主要应用

4.1 超大容量、超长距离传输技术波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量,在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛,目前1.6Tbit/的WDM系统已经大量商用,同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用(OTDM)技术,与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同,OTDM技术是通过提高单信道速率来提高传输容量,其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。仅靠OTDM和WDM来提高光通信系统的容量毕竟有限,可以把多个OTDM信号进行波分复用,从而大幅提高传输容量。偏振复用(PDM)技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零(RZ)编码信号在超高速通信系统中占空较小,降低了对色散管理分布的要求,且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散(PMD)的适应能力较强,因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。

4.2 光孤子通信

光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲,由于它在光纤的反常色散区,群速度色散和非线性效应相互平衡,因而经过光纤长距离传输后,波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信,在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。

光孤子技术未来的前景是:在传输速度方面采用超长距离的高速通信,时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上;在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE,光学滤波使传输距离提高到100000km以上;在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。当然实际的光孤子通信仍然存在许多技术难题,但目前已取得的突破性进展使人们相信,光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中,尤其在海底光通信系统中,有着光明的发展前景。

4.3 全光网络

未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段,也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化,但在网络结点处仍采用电器件,限制了目前通信网干线总容量的进一步提高,因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。

全光网络以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。

4.4 有线电视网络。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。

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：