光纤通信设备概述

光纤通信设备概述（通用8篇）

1.光纤通信设备概述 篇一

对光纤以及光纤通信系统的测量方法作了一些简单介绍，主要介绍了光纤测量：单模光纤模场直径、光纤损耗、光纤色散与带宽的测量;光纤通信系统测量：光发射机发送光功率、光源消光比、光接收机灵敏度、光接收机动态范围、眼图的测量，

光纤通信技术是近来迅猛发展的新兴技术，是世界新技术革命的重要标志，又是未来信息社会中高速信息网的主要传输工具。由于光纤的传光性能极其优良，因此光纤通信方式现己成为光通信的主流。在现存及设计的光纤通信系统中，我们必须对其进行测量以确定现存及设计的光纤通信系统是否能够达到系统要求。光纤通信的测量应包括光纤本身的测量和光纤通信系统的测量。

一、光纤参数的测量

1.单模光纤模场直径的测量

从理论上讲单模光纤中只有基模(LP0l)传输，基模场强在光纤横截面的存在与光纤的结构有关，而模场直径就是衡量光纤模截面上一定场强范围的物理量。对于均匀单模光纤，基模场强在光纤横截面上近似为高斯分布，通常将纤芯中场强分布曲线最大值1/e处所对应的宽度定义为模场直径。简单说来它是描述光纤中光功率沿光纤半径的分布状态，或者说是描述光纤所传输的光能的集中程度的参量。因此测量单模光纤模场直径的核心就是要测出这种分布。

测量单模光纤模场直径的方法有：横向位移法和传输功率法。下面介绍传输功率法。

取一段2米长的被测光纤，将端面处理后放入测量系统中，测量系统主要由光源和角度可以转动的光电检测器构成。光纤的输入端应与光源对准。另外为了保证只测主模(LP01)而没有高次模，在系统中加了一只滤模器，最简单的办法是将光纤打一个直径60mm的小圆圈。当光源所发的光通过被测光纤，在光纤末端得到远场辐射图，用检测器沿极坐标作测量，即可测得输出光功率与扫描角度间的关系，P—θ线如图2所示。然后，按模场直径的定义公式输入P和θ值，由计算机按计算程序算出模场直径。

2.光纤损耗的测量

光纤损耗是光纤的一个重要传输参数。由于光纤有衰减，光纤中光功率随距离是按指数的规律减小的。但是，对于单模光纤或近似稳态的模式分布的多模光纤衰减系数a是一个与位置无关的常数。若设P(Z1)为Z=Z1处的光功率，即输入光功率。若设P(Z2)为Z2处的光功率，即这段光纤的输出功率。因此，光纤的衰减系数a定义为

因此，只要知道了光纤长度Z2-Z1和Z2、Z1处的光功率P(Z1)、P(Z2)，就可算出这段光纤的衰减系数a。测量光纤的损耗有很多种办法，下面只介绍其中的两种办法。

1)截断法

截断法是一种测量精度最好的办法，但是其缺点是要截断光纤。这种测量方法的测量方框如图3所示。

取一条被测的长光纤接入测量系统中，并在图中的“2”点位置用光功率计测出该点的光功率P(Z2)。然后，保持光源的输入状态不变，在被测量光纤靠近输入端处“1”点将光纤截断，测量“l”点处的光功率P(Z1)。这个测量过程等于测了1～2两点间这段光纤的输入光功率P(Z1)和输出光功率P(Z2)，又知道“1”、“2”点间的距离Z2-2l，因此，将这些值代入

即可算出这段光纤的平均衰减系数。

在测量方框图中斩波器(又称截光器)是一种能周期断续光束的器件。例如是一个有径向开缝的转盘。它将直流光信号变为交变光信号，作为参考光信号送到锁相放大器中，与通过了被测光纤的光信号锁定，以克服直流漂移和暗电流等影响，以确保测量精度。

2)背向散射法

测量原理。用背向散射法测量光纤损耗的原理与雷达探测目标的原理相似。在被测光纤的输入端射入一个强的光脉冲，这个光窄脉冲在光纤内传输时，由于光纤内部的不均匀性将产生瑞利散射(当然遇到光纤的接头及断点将产生更强烈的反射)。这种散射光有一部分将沿光纤返回向输入端传输，这种连续不断向输入端传输散射光称为背向散射光。从物理概念上看，这种背向散射光就将光纤上各点的“信息”送回了输入端。靠近输入端的光波传输损耗少，故散射回来的信号就强，离输入端远的地方光波传输损耗大，散射回来的信号就弱。人们就用这种带有光纤各点“信息”的背向散射对光纤的损耗等进行测量。这个测量仪器称为光时域反射仪，简写成OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)。一条有代表性的测量曲线如图4所示。

曲线上A、D两个很强的回波对应于光纤的输入端面和输出端面引起的反射。曲线B点对应于一个光纤接头引起的散射回波。C点可能对应于光纤中的一个气泡引起的散射回波。怎样利用光纤的瑞利散射对光纤进行测量，是关于从定量的角度进行讨论。由于现在利用OTDR机器对光纤链路的损耗进行测量时，能直观、直接从OTDR机器内读出所需数据，所以这里不作定量讨论。

光时域反射仪原理方框图，如图5所示。这种仪表的工作原理是：首先用脉冲发生器调制一个光源使光源产生窄脉冲光波，经光学系统耦入光纤。光波在光纤中传输时出现散射，散射光沿光纤返回，途中经过光纤定向耦合器输入光电检测器，经光电检测器变为电信号，再经放大及信号处理送入显示器。其中对信号处理的原因是，背向散射光非常微弱，淹没在一片噪声中，因此，要用取样积分器积分，在一定时间间隔对微弱的散射信号取样并求和。在这过程中，由于噪声是随机的，在求和时抵消掉了，从而将散射信号取了出来。用OTDR除了可以测量光纤的损耗以外，还可以观察光纤沿线的损耗情况，以及某损耗突然变化点的装置，光纤接头的插入损耗等。OTDR还有一个工程上的重大用处，能够方便地找出光纤的断点。现在用OTDR测量光纤损耗是最常用的一种方法。优点是测量非破坏性，功能多，使用方便。但是，在使用时始终有一段盲区。另外用OTDR从光纤两端测出的衰减值有差别，通常取平均值。

3.光纤色散与宽带的测量

光纤的色散特性是影响光纤通信传输容量和中继距离的一个重要因素。在数据信号通信中，如色散大，光脉冲展宽就严重，在接收端就可能因脉冲展宽而出现相邻脉冲的重叠，从而出现误码。为了避免出现这种情况，只好使码元间隔加大，或使传输距离缩短。显然这就使得传输容量降低，中继局距离变短，这是人们所不希望的。在模拟传输中，同样由于色散大，不同频率的模拟光信号频谱不相同，在接收端就会使模拟信号出现严重失真。同样为了避免出现这种情况，只好使传输模拟带宽下降，或传输距离缩短，这是人们所不希望的。为此，高码率、宽带宽模拟信号的光纤通信系统中对光纤的色散就要认真考虑。如同前面所述，因为光纤色散造成光脉冲的波形展宽，这是从时域观点分析的情况，若是从频域角度来看，光纤有色散就表示光纤是有一定传输带宽的。因此脉冲展宽和带宽是从不同角度描述光纤传输特性的两个紧密联系的参量。

从测量方法上与此对应也有两种方法。一种是从时域角度来测量光脉冲的展宽;另一种是从频域角度来测量光纤的基带宽度。

1)用时域方法来测量脉冲展宽

测量原理。首先为了使问题还不至于复杂，假设输入光纤和从光纤输出的光脉冲波形都近似成高斯分布的如图6所示。图6(a)是光纤输出光功率Pin(t)的波形图，从最大值A1降到A1/2时的宽度为Δτ1。图6(b)是光纤的输出光功率Pout(t)的波形图，其幅度降为一半时的宽度为Δτ2可以证明，脉冲通过光纤后的展宽Δτ与其输入、输出波形宽度Δτ1和Δτ2的关系为:

(1-1)

由此可见，Δτ不是Δτ2与Δτ1的简单相减的关系，

所以，只要将测出来的Δτ1和Δτ2代入上式即可以算出脉冲展宽Δτ。求出Δτ以后，再根据脉冲的展宽Δτ和相应的带宽B间的公式

B=0.44/Δτ (1-2)

将Δτ代入式中可求出相应的光纤每公里带宽。若Δτ的单位用ns，则B的单位是MHz。

测量方框图。用时域法测量光纤的脉冲展宽(进而计算出光纤带宽的方框图如图7所示)

首先用一台脉冲信号发生器去调制一个激光器。从激光器输出的光信号通过分光镜分为两路。一路进入被测光纤(由于色散作用，这一路的光脉冲信号被展宽)，经光纤传输到达光电检测器1和接收机1，送入双踪取样示波器并显示出来，这个波形相当于前面讲的Pout(t)。另一路，不经过被测光纤，通过反射镜直接进入光检测器2和接收机器2，然后也被送入双踪示波器显示出来。由于这个波形没有经过被检测光纤，故相当于被测光纤输入信号的波形，即相当于Pin(t)。从显示出的脉冲波形上分别测得Pin(t)的宽度Δτ1和Pout(t)的宽度Δτ2。这样就可将Δτ1和Δτ2代入式(1-1)及(1-2)最终算出带宽B。最后还应该指出，用这种方法测量单模光纤比较困难，因为其Δτ太小。

2)用频域法测量光纤带宽

频域法测量，就是用一个扫频振荡器产生的频率连续变化的正弦信号去调制激光器，从而研究光纤对于不同的频率，来调制的光信号的传输能力。具体的说，就是要设法测出光纤传输己调制光波的频率响应特性。得到了频率响应特性后，即可按一般方法求出光纤的带宽。

设Pin(f)为输入被测光纤的光功率与调制频率f间的关系。Pout(f)为被测光纤输出的光功率与调制频率f关系。则被测光纤的频率响应特性H(f)为H(f)=Pout(f)/Pin(f)，若以半功率点来确定光纤的带宽fc即10lgH(f)=10lg[Pout(f)/Pin(f)]=10lg1/2=-3dB。fc称为光纤的3dB光带宽。用频域法测量光纤带宽的方框图如9所示：

由于测量光纤的频率响应特性，需要测出输入光纤的光功率特性和从光纤输出的光功率特性，即需要得到两个信号，故在图9中用一条短光纤的输出光功率来代替被测光纤的输入光功率。在图9中，由扫频信号发生器输出一个频率连续可调的正弦信号。利用这个信号去对激光器的光信号进行强度调制，然后将这个已调光信号耦合入光开关，由光开关依次送出两路信号，一路光信号进入短光纤，经短光纤后面过光电检测器送入频谱分析仪。用短光纤的输出信号来代替被测光纤的输入信号(由于光纤短，经过传输后信号变化很小，故可以认为即是输入信号)。另一路光信号是经过光开关送入被测光纤，由连续的正弦波调制的光信号经过光纤传输，携带了被测光纤对不同调制频率光信号的反应，从光纤输出，经光电检测器送入频谱分析仪。这样频谱分析仪中就得到了被测光纤的输入和输出两种光信号，因此，就可得到被测光纤的频率响应，从而可测出光纤的带宽。

二、光纤通信系统的测量

1.光发射机发送光功率的测量

因为在实际的光纤通信系统中，光发射机的输出光功率是在有信号调制的情况下，光源输出的功率，故在测量光发射机发送光功率时，就用信号对光源进行强度调制。测量光发射机发送光功率的方框图如图10所示。

2.光源消光比的测量

在数据光传输系统中，一部性能优异的光端机的发射机盘在传数字信号过程中，发“0”码时，应无光功率输出。但是，实际的光发射机由于光源器件本身的问题，以及直流偏置，致使发“0”码时也有微弱的光输出，由理论分析可见，这种情况将使接收机的灵敏度下降，描述光发射机上述这种性能的指标，就是消光比EXT它为：

测量光发射机消光比的方框图，仍然可用图10所示的测量系统

3.光接收机灵敏度的测量

测量方框图如图11所示

当测模拟传送系统的光接收机灵敏度时，由图可知信号发生器为模拟的测试信号发生器，检测器为模拟视频信号测试仪。在光接收机端，逐渐加大光衰减器的衰减量，(即表示输入光接收机的输入信号逐渐减少)，这时由信号测试仪测出的信号指标变劣，直到它有一个指标迅速下降到规定的指标以下时，例如甲级指标(即表示此时接收机的信号输出已经达不到指标要求的临界状态)，这时将光功率计接到光衰减器的输出端，由此测到的光功率Pmin既是接收机的灵敏度。

当测数据传输系统的光接收机灵敏皮时，由图可知信号发生器为码型发生器，检测器为误码检测器，测试方法类同，只是误码检测仪读出的是误码率。

将测出的pmin值代入式Sr=10lg(Pmin/10-3即可算出光接收机灵敏度的dBm值。

4.光接收动态范围的测量

光接收机的动态范围D=10lg[Pmax/Pmin]。在数据传输系统中，式中Pmax指满足误码率指标下，接收机的最大输入光功率，Pmin即为接收机的灵敏度。因而，测量光接收机的动态范围时，只要测出在一定误码率指标下，接收机的Pmax和Pmin值并代入式中即可算出动态范围。所以，测量动态范围的方框图仍然采用图11所示的测量系统。在模拟传输系统中，其它都相同，只要满足的不是误码率，而是模拟指标，例如视频指标。

在测量过程中，pmin的测量与前面测量接收机灵敏度的过程一样。测量Pmax时，将图11中的衰减器衰减逐渐减少,数据传输系统的误码率检测仪中的误码率逐渐加大，直到误码率增大到某个规定的指标(例如10-9)。这时光功率计读出的光功率即为Pmax。在模拟传输系统中，Pmax的测量差别仅是用模拟指标测试仪测出指标，取代误码率测试仪测出误码率。

5.数据光纤通信系统测量中的眼图

一种用直观方法来判断光纤接收机码间干扰的办法，就是用眼图来进行分析。将这种随机的数字输出信号接入示波器，如果将示波器的扫描周期调整到上述脉冲序列周期T的整数倍上(例如3T)，显然示波器将被同步，屏幕上的图形将稳定下来。

由于示波器水平扫描每3T就扫描一次，因此,这个随机脉冲序列中每个三码元段将重叠在一起。又因荧光屏的余辉，使得屏幕上所呈现的图形不是一次扫描产生的三个码元段，而是若干段重叠在一起。不仅如此，还由于长序列脉冲码元出现的情况是随时机的，故每三个码元组成的一段中，各种码元的组合情况都可能存在。这样，将上述各因素都综合在一起，最后，在示波器屏幕上即显示出图12这样一种像人眼一样的图形。

从上面的眼图形成过程可以想象，如果 间干扰和噪声，则该眼图像人的眼睛一样完全张开，而且图形清晰;当有码间干扰存在时，图中的“眼睛”不能完全张开，而且图形不清楚。如既有码间干扰又有噪声，则眼睛张开更小，图形更不清晰。

2.光纤通信设备概述 篇二

光子晶体光纤 (Photonic Crystal Fiber, PCF) 又称微结构光纤, 一般由石英材料构成, 在光纤横截面上呈二维周期性结构。沿光纤轴向规则排列着波长量级的二维光子晶体, 即空气孔从而构成微结构包层;光纤的纤芯可以是石英, 也可以是空气孔。

具有规则微结构的光子晶体光纤的概念是由英国Bath大学的P.St.J.Russell在1992年首次提出来的。1996年, P.St.J.Russell, J.C.Knight, T.A.Birks等人率先研制出世界上第一根光子晶体光纤, 如图1所示。在这种新型的光波导中, 纯石英实芯周围排布有六边形对称的石英-空气包层材料。P.St.J.Russell等人制备的光子晶体光纤在较宽的光谱范围内 (至少458~1550nm) , 可支持单模低损耗的光信号传输。

由于光子晶体光纤中空气孔的尺寸和排布可改变, 这样能根据特定需要来调整光纤中的光传输状态, 引起了国内外众多光纤工作者的广泛关注, 关于PCF理论研究及实验制备的论文、专利开始不断增多。

光子晶体光纤分类

按照导光方式的不同, 通常将光子晶体光纤分为两种:一种为全内反射型光子晶体光纤 (TIR-PCF) , 另一种为光子带隙型光子晶体光纤 (PBG-PCF) 。

(1) 全内反射型PCF

全内反射型PCF是由纯石英实芯和石英-空气孔光子晶体包层组成。包层材料的有效折射率小于纤芯材料的折射率, 与普通光纤的导光原理类似, 光在纤芯-包层界面上发生全反射, 图1即为此类结构的光纤。传统光纤是通过掺杂物质使包层低于纤芯的折射率, 折射率差值不大。而全内反射型PCF中的纤芯和包层折射率差异可通过控制包层中的空气孔比率来实现, 折射率差值可以设计成很大。在光子晶体光纤中, 包层区域呈六角形对称和周期性折射率调制, 当满足一定条件时就能形成光子禁带, 从而提高纤芯导光能力。

结构上的特殊, 使得全内反射型PCF具备有别于普通光纤的特点:通过改变光纤的结构参数控制光纤的传播模式、色散特性、偏振态等。这类PCF对包层空气孔的大小及排列要求并不严格, 制作相对容易, 目前技术已较成熟, 大多数关于PCF的研究和应用都是基于这类光纤。

(2) 光子带隙型PCF

与全内反射型PCF相比, 光子带隙型PCF的不同之处在于中心为空芯的石英光纤, 空芯为传光通道, 此类光纤对包层中空气孔的尺寸、间距和排列周期要求严格。如图2所示, 为美国Thorlabs公司的HC-1550-空芯光子晶体光纤。不同于TIR-PCF, PBG-PCF的纤芯折射率小于包层有效折射率, 它是利用光子带隙效应来传导光的。当入射光的频率位于光子带隙内时, 由于光子晶体的禁带作用, 光会被束缚在引入的缺陷 (空芯) 中传播;而频率落在光子带隙之外的光被禁止传播。PBG-PCF以空气作为纤芯, 极大减少了石英对光的吸收和散射, 特别适合做大功率激光传输。由于光进入空芯石英光纤时没有发生菲涅尔反射, 所以这种光子带隙型PCF可用于制作高效率光耦合器件。若在空芯中注入特定的气体或液体, 它们可能与传输的光有非常强的相互作用, 这在传感、检测、材料的非线性光学性质研究等方面有非常广的应用前景。

光子晶体光纤特性

光子晶体光纤新颖的微结构, 给PCF带来了独特性能, 为光纤的研究和应用注入了新的活力。

(1) 无截止单模传输特点

在传统光纤中, 归一化频率V<2.405时, 光纤只容许基模即单模传输。而对于PCF, 光纤单模与多模传输的V的临界值发生了变化。

在PCF中, 当波长λ减小时, 模场分布向纤芯处集中, 包层有效折射率变大, 那么纤芯和包层的有效折射率之差也就减小了, 使归一化频率V接近一固定值。当空气孔直径d与孔间距Λ之比小于这个固定值时, V始终低于产生多模的临界值。这表明PCF具有无截止单模传输特点, 并且与光纤绝对尺寸无关, 为实现大模场面积的PCF提供了解决途径。美国Thorlabs公司可生产无截止单模、大模场面积的PCF。以型号为LMA-25 ESM的光子晶体光纤为例, 该光纤芯径为25μm, 有效模场面积约为265μm2, 在无非线性效应和材料损坏的前提下支持高功率的低损耗传输。

(2) 高双折射特点

通过改变PCF的结构参数来破坏光纤横截面的对称性, 可制作出具有高双折射特性的光子晶体光纤。这种光纤常采用双芯或多芯结构, 在空气孔的形状、大小、分布等方面有所调整来实现。冯朝印等人设计了一种新型高双折射PCF, 数值模拟得到优化的PCF在1550 nm处的双折射率高达0.0236, 高于普通保偏光纤两个数量级, 为光纤通信中的偏振模色散补偿技术提供了新的解决方法。

(3) 灵活的色散可调特点

光纤色散使传输的脉冲信号展宽, 导致前后信号间发生重叠干扰, 限制了光纤的传输容量和速率, 阻碍了光纤通信的发展。

光子晶体光纤的出现为有效调节色散带来了希望。通过合理地改变PCF的结构参数 (如空气孔大小、孔间距等) , 可人为调控光纤的色散特性, 设计出宽波段范围内中心波长可移的色散平坦PCF, 具有较大色散系数的色散补偿光纤等。已报道的高负色散系数、宽波段补偿的PCF, 在1550 nm处可实现-2000 ps/ (nm·km) 的色散, 为常规色散补偿光纤的20倍。目前, 零色散点位于可见光波段、平坦和超平坦色散的光子晶体光纤, 已在光孤子传输、孤子激光器、超短脉冲压缩等领域得到了应用。

(4) 良好非线性特点

光子晶体光纤具有的可调节色散特点以及高双折射特点, 为非线性效应研究提供了条件。光纤的非线性系数定义为:

其中, λ0为中心波长;n为材料的非线性折射率;Aeff为有效模场面积。

由 (1) 式, 得到有效模场面积越小, 光纤的非线性系数就越大, 这种高非线性效应的光纤可用于光纤激光器、光调制器、拉曼放大器、光开关等非线性器件的研究。若有效模场面积增大, 相应的非线性系数就会随之降低, 即设计具有大模场面积的光子晶体光纤, 可将非线性系数降至最低。

光子晶体光纤应用

根据前几节所述内容, 由于PCF具有独特的微结构和优异性能, 经过多年的发展研究, PCF已在多个领域得到了应用。

PCF的高非线性效应和高度可调的色散特性, 成为超连续光谱产生的理论依据。J.K.Ranka等人最早研究非线性效应, 将蓝宝石激光器发出的短脉冲入射到PCF中, 观察到波长范围为400~1600 nm的超连续谱现象。在设计中, 需选择合适的光子晶体光纤结构参数和输入脉冲参数, 来得到最优的超连续谱展宽。这种超连续谱可应用于光学频率测量、建立光学原子钟、生物医学成像、多光子光谱显微镜等领域。

基于PCF的大模场面积、单模宽带传输等特点, 发展了光子晶体光纤激光器。按照增益介质不同, 可分为两类:一种是通过掺杂稀土元素来得到受激发辐射频谱, 完成光放大;另一种是根据非线性效应, 利用受激色散完成光放大。其中, 掺稀土元素的PCF激光器不仅可以提高抽运光的耦合效率, 还能有效减少由于高功率运转时所产生的非线性效应、热效应, 实现高光束质量、高功率的激光输出, 成为PFC研究的重要内容之一。目前报道的PCF激光器掺稀土元素主要有掺Yb3+、掺Er3+以及掺Nd3+, 其中以掺Yb3+光子晶体光纤激光器为最热研究对象。丹麦的Crystal fibre A/S公司是全球领先的PCF研发和制造商, 技术上较成熟, 现已推出了大数值孔径双包层掺Yb3+的PCF, 并在此基础上该公司进行了高功率PCF激光器的开发研究。

光子晶体光纤的微结构和特殊性能, 也为传感器的制作带来了新的研究方向。常见的光子晶体光纤传感器包括:PCF光栅传感器、干涉型PCF传感器、荧光型PCF传感器, 以及吸收型PCF传感器。在现有技术的基础上, 今后PCF传感器的研究将向着集成化、网络化、全光纤化发展。

除了以上几种应用外, PCF还可用于光开关、光纤陀螺、参量放大器、产生多信道超短脉冲源、光纤色散补偿等领域的研究。

结束语

光子晶体光纤的特殊微结构, 使其具有独特的光学性能。经过多年的发展研究, PCF已在光通信、光纤激光器、光传感、光电子器件制造等领域取得了很大进步。我们深信, 随着科研工作的深入开展, 光子晶体光纤在波导和色散特性研究、非线性效应的理论与实验研究, 以及制备和性能测试等方面均会有更大的成绩, 为光纤发展应用开拓广阔的空间。

3.浅议光纤传输通信及设备 篇三

【摘 要】光纤传输通信已经成为现代通信的主要支柱，在现代的通信网络中有着举足轻重的作用。光纤传输成为了这些年来新兴的技术，因为它自身的方便和快捷的特点，引起了广大人民的欢迎。但是，光纤通信和传输技术仍然存在问题，光纤作为一种传输的媒介，为光的传输提供了比较庞大且廉价的电信网络能够支持比较大体积和距离的传输。所以，对我国光纤通信与传输技术的发展有着深远的影响。

【关 键 词】光纤传输；通信；设备

【中图分类号】 TN92【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0249-01

目前，人类社会已步入信息时代，信息的价值也体现得越来越明显，深处信息的时代谁掌握有用的信息，谁就能够在竞争中取胜。随着信息量的增大，传输设备显然就成为了一个突破口。在这种条件下，以光纤为主要代表的光纤传输通信和设备技术已经相应产生，光纤传输设备比传统的模式拥有巨大的容量和速度。近年来，通过科技人员的研究，光纤传输通信技术在应用方面有很大的进步。

一、光纤传输通信及设备的发展现状

（一）传输性并不理想

目前，在光纤传输通信网光缆的线路中大多数采用的是G·652这种常规性的单模光纤，这种光纤对于1.55微米的波长，尽管产生的损耗相对较少，但是色散值比较大，大约18pa/（nm·km），所以，很显然这种常规性的单模光纤运用在1.55微米波长时传输性是不理想的。为了有效的达到越来越大的信息体积以及长距离的运输，应该使用低损耗的和低色散的单模光纤。色散位移光纤为零时和掺饵光纤放大器进行混合使用时因为光纤的非线性产生的四波混频，会影响WDM的正常应用，这也就表明，光纤色散为零对WDM很不利。

（二）光纤通信系统所使用的光学器件需要改进

近几年为了适应WDM系统的要求，我们开始研制多波长光源的器件，它大部分是把多路的激光管陈列排开，连接着一个星型耦合器能够制成混合的集成光组件。对于光纤通信系统的接收端机，它的光电监测器以及前置放大器，大多数是向高频率或者是宽频带响应的方向进行发展，PIN光电二极管接受改进之后仍然可以符合需求，最近几年据报道发明了一种以行波式进行分布的光电检测器，它对1.55微米的光波可以检测的3db频率带宽能够达到78GHz。FET的前置放大器有着被高电子迁移率晶体管所代替的危险。

（三）传输的PDH系统已经不能适应现代电信网的发展需要

目前，光纤通信转向联网化发展已经成为了趋势。SDH是交换功能合为一体，一种以互联网为基本特点的全新的传输网体制，它把复接，线路传输和并且拥有强大的网络管理能力的整体式信息网，如今已得到广泛的运用。伴随着用户对数据通信的要求迅速的增长，光纤接入网成为了目前重大的探讨课题。

二﹑光纤传输通信中重要的元器件分类及结构

（一）光缆和光纤的分类和结构分析

一般来说，能够依据按照光纤芯折射率所成分布的不一，可以将光纤分为均匀和非均匀的光纤。其中均匀的光纤人们又可称为阶跃型剖面折射率光纤，它的纤芯以及包层的交界面处折射率就会呈现阶梯状的变化。但是，非均匀的光纤又可称为渐变型剖面折射率光纤，它的纤芯折射率则会随着半径的增大而按照一定的规律减小。

如果根据光纤的传输模式的数量来划分，可将光纤分为单模光纤和多模光纤。其中，单模光纤只能传输一种模式，它有着频带宽﹑传播特性好和传输容量大的特性，但是成本又和多模光纤差不多，所以，单模光纤获得了广泛的运用，例如，有线电视信号的传输就是运用了单模光纤。但是，多模光纤中的传输模式多种多样，单单适合短距离﹑小容量的应用，相对来说花费太高，使用的领域很少。

（二）光纤连接器的特点和功能

光前连接器的特点主要是连接损耗少﹑体积小﹑成本低﹑稳定性强。简单地说，光纤连接器是由一个插座和两个插头组成。光纤连接器的分类很多，大多数是依据具体的连接器的模式来进行分类。但是光纤跳线是两个比较活动的连接器与一段带有软护套的光纤。大多数人都知道的，假如光纤的端面被弄脏，它就会增加插入损耗，对光的传输大大不利。因此，进行清洁时仅仅能够利用脱脂棉球蘸取很少的无水酒精进行擦拭，勿用手接触它。

三﹑光纤传输设备误码问题

（一）光纤传输设备误码问题简介

伴随着第三次科技革命的到来，利用数字通信技术取得了迅速的发展。但是，随着近几年人们对通信质量的提高，保证通信传输的准确性尤为重要，而误码特性是数字通信的系统的重要特征。相对于二进制数字信号来说，误码的基本的概念是：传输体系中的发送端发送“1”码时，在接收端接收到的却是“0”，但是当发送端发送“0”码时，接收端收到的却是“1”码。就是这种发信码的不一致就被称为误码。

（二）光纤传输设备误码问题出现的原因

（1）线路收光功率比较异常。收光功率对光纤设备是否能够正常的运转有着很直接的影响，当线路的收光功率线路过高或者过低时，很有可能会造成光纤传输设备出现误码问题，对光纤的传输质量有很大的影响。

（2）支路板出现故障，支路板发生故障也应该受到相关工作人员的重视，因为这很大程度上会引起低阶通道的误码，进一步影响光纤传输的运行结果。

（3）设备的温度太高。当光纤传输设备进行长时间的应用时，假如没有对它做好散热工作，就极有可能造成设备的表面和内部的温度过高，因而光纤运输设备误码问题的出现。所以，相关工作人员需要对光纤传输设备的管理工作做好准备，尽最大努力预防这一现象的发生。

（三）误码问题的科学解决

（1）找出导致误码产生的根源。光纤传输设备产生误码的原因比较多，工作人员需要根据实际情况进行分析查找我们应该牢记先高阶，后低阶的原则。

（2）排除线路的误码。假如存在线路的误码，就需要先排除线路的误码，需要注意观察线路板的误码情况时，如果某站所有的线路板都有误码，就可能是该站时钟板问题，就需更换时钟板。

结束语：光纤传输通信及设备在电信网络中的应用对电信网络的发展有着很大的促进作用，极大地满足了人们对信息高速传输的需要。但是因为光传输设备自身的复杂性使故障出现的可能性增大。一旦出现问题就会产生很大影响。所以需要做好设备的维护工作，为用户提供优质的服务。

参考文献

[1] 张帅.光传输设备故障分析及维护措施[J].通信世界，2011（33）

[2] 顾畹仪，李国瑞.光纤通信系统[M].北京：北京邮电学出版社，2006（09）

4.数字光纤通信设备的维护与保养 篇四

数字光纤通信设备作为光纤通信技术应用的基础，对数字光纤通信设备的特点和维护进行研究，可以更好的为光纤设备的应用和改善提供保障。

一、数字光纤通信设备维护的特点分析

光纤通信作为信息传递的设施，信息传递的畅通和安全是其基本的要求。

对于光纤通信设备来说，其应当具备较高的安全性能来满足信息的传递或者持续传递，对于信息传递过程中的问题和障碍应当做出快速的反应。

对于现在的光纤通信设备来说已经具有各种完善的报警设施，如及时维护和延时维护的警报等。

这些警报对光纤通信网络来说是完全覆盖的，网络中任何一个地方出现了问题，维修人员都可以从设备所附带的信号在得到详细的信息，其中包含了故障的原因、时间和影响的范围等[1]。

由于光纤通信设备的科技含量的比较高，其中重要的表现就是数字光纤设备通信的设备逐渐向高密度、高精度的集成化方向发展。

随着信息科学技术的快速发展，通信设备已经在可靠度方面获得到了极大的提高，但是相应的也增大了光纤通信设备在维护和保养上的难度，这对维护人员的`技术和心理素质都带来挑战[2]。

二、光纤数字通信设备的维护

由于数字光纤通信设备不能单独使用，而是要和其它的数字光纤设备的通信系统进行配套才能一起使用。

对于通信设备的维护来说，其工作状态的正常与否也要依靠系统的畅通程度来进行判断。

所以对光纤数字通信设备的维护就是对数字化的光纤通信系统的保养以及维护，然后使整套光纤通信系统保持正常的工作状态。

对光纤数字通信设备的维护和保养来说一般包含了两个方面的内容，一是对整个数字的光纤通信系统的周期性的监控，二是对数字光纤通信系统中出现的故障进行及时处理。

根据通信设备的维护方法，考虑到数字光纤设备的特点，对于数字化的光纤通信设备设备来说，建立全面的监控平台来说是非常有必要的，处于对信息传递的要求，应当对通信设备进行全方位、全天候的监控，以便及时的发现问题。

对于光纤数字通信设备的相关的数据指标及时的记录，以便随时掌握系统的状态和进行定期的测试。

通过对这些记录的数据进行比较和分析，可以及时的发现潜在的问题，可以对光纤通信设备维护提供良好的技术支持。

通过对光纤通信设备建立详细的工作档案，可以使工作人员进行针对性的维护工作，以便于在设备发生故障的时候及时发现问题，并且做出最快速的反应[3]。

对数字光纤设备来说，维护人员通过检测可以获得设备运行的相关数据，及时掌握设备的运行状态。

针对通信设备中出现的各种问题，可以对这些问题的原因和部位进行全面的判断，其中设备中的报警启示信息就非常的重要。

对于数字光纤通信设备所发生的故障和问题来说，上游的报警应当存在下游的故障中，下游的故障警告也表现在上游的故障报警中。

维护人员要对整套系统有着较深的理解，并且具有熟练的操作经验，这样才能及时进行故障处理[4]。

对于当前的数字光纤通信设备维护来说，其维护工作主要依靠故障警报。

例如在光纤传输线路中，如果光接收机没有出现报警，而上游出现了无光报警，那么就可以考虑发送盘的问题。

三、结束语

数字通信技术已经作为一种高科技的通信技术在社会领域中得到了广泛的应用，大大促进了社会的进步。

对于数字光纤通信设备来说，其和通信系统是紧密的联系在一起的，通过对光纤通信系统的监控，可以正确的判断通信设备是否处于正常的运行状态，大大方便了其维护。

通过报警提示我们及时发现设备中出现的故障和问题，可以及时解决信息传递中问题，保证信息的安全输送。

参 考 文 献

[1] 蔚斌，冀巍. 数字光纤通信设备的应用与维护[J]. 科技传播，，(04)：180-181

[2] 高皋. 铁路数字光纤通信设备维护的工作内容与方法分析[J]. 信息通信，2012，(04)：203-203

[3] 秦芝芝. 浅谈数字光纤通信设备维护[J]. 科海故事博览・科教创新，，(05)：186-186，185

5.光纤通信论文 篇五

摘要：

光纤通信技术在现代通信中处于关键的地位，是现代通信重要的支柱之一，对现代电网的发展有着至关重要的意义。随着科学技术的不断发展，光纤通信技术在现代通信中的作用将越来越明显。在光纤通信技术迅速发展的背景下，本文结合光纤通信技术发展的实际情况，从光纤通信技术的概念及特点入手，着重探讨光纤技术及光纤通信技术的应用。

关键词：光纤通信技术 特点 应用

引言

所谓光纤通信，即是用光导纤维制成光缆，代替传统的金属制的电缆，用程序控制的数字交换代替传统的机电交换，用数字通信替代模拟通信。光纤通信是现代社会最重要的通信方式之一，其信息载体主要为光波，传输媒介主要为光纤。光纤通信作为技术革命中的新兴技术，虽然问世不过几十年，却已经得到迅速发展，目前已进入大规模推广应用时期。光纤通信技术在现代社会中起着至关重要的作用，是现代通信行业重要的支柱之一，对通信行业的生存和发展有着非常重要的意义。

随着计算机技术的广泛应用，现代社会开始进人一个网络时代，在网络时代，人们对光纤通信技术的需求将不断增长，未来光纤通信技术将发挥着越来越重要的作用，成为现代礼会标志性的技术之一。

1.光纤通信技术的概念

光纤通信技术主要指运用光导纤维实施传输信号，承载重要的信息，同时运用光纤，使其作为传输媒介。光纤通信技术是现代社会最重要的一种通信方式，在通信行业中有着至关重要的作用。光纤主要用电气绝缘体——玻璃材料制作而成的，因此无需担心其可能由于接地原因而出现回路现象，因为光线的芯比较细小，因此必须选择多芯构成光缆，光缆是信息传输的重要通道，进而形成占用空间较小的传输系统。

2.光纤通信技术简介

2.1 光纤通信各种技术简析

1、光纤通信技术中的波分复用技术。即WDM，充分利用了单模光纤低损耗区的优势，获得了大的宽带资源。波分复用技术基于每一信道光波的频率和波长不同等情况出发，把光纤的低损耗窗口规划为许多个单独的通信管道，并在发送端设置了波分复用器，将波长不同的信号集合到一起送入单根光纤中，再进行信息的传输，而接收端的波分复用器把这些承载着多种不同信号的、波长不同的光载波再进行分离。

2、光纤通信技术中的光纤接入技术。光纤接入网技术是信息传输技术的一个崭新的尝试，它实现了普遍意义上的高速化信息传输，满足了广大民众对信息传输速度的要求，主要由宽带的主干传输网络和用户接入两部分组成。其中后者起着更为关键的作用，作为光纤宽带接入的最后环节。负责完成光接入的重要任务，基于光纤宽带的相关特性，为通信接收端的用户提供了所需的不受限制的带宽资源。

3、光纤通信技术中光传输与交换技术的融合。基于上述光接入网通讯技术的成熟发展，网络的核心架构已经正在日新月异的变化发展着，在交换和传输两方面来讲也都早已进行了好几代的更新。光接入网技术和光传输与交换技术的融合技术，前者较在技术应用上有了一些技术上改进，从而也就提高了全网的进一步有效发展。

4、新一代的光纤在光纤通信技术中的应用。传统意义上的G652单模光纤已经在长距离且超高速的传送网络发展中表现出了力不从心的缺点，新一代光纤的研究已成为当务之需，在目前普遍需求的干线网和城域网的背景下，基于不同的发展需要，已经发展出了两种新一代光纤一非零色散光纤和全波光纤。2.2 光纤通信的基本构成 2.2.1 光纤：

光纤由纤芯、包层与涂层三大部分组成。光纤按模式分为多模光纤和单模光纤，对于公用通信网的骨干网，包括市内骨干网、接入网的光纤线路，需要使用单模光纤；专用的局域网和其它短距离光纤线路使用多模光纤。光纤的工作波长有短波长和长波长，短波长是0.85μm，长波长则是1.31μm和1.55μm两种。光纤的损耗在1.31μm为0.35dB/km，在1.55μm为0.20dB/km。波长1.31μm光纤的色散为零，而波长1.55μm光纤有最低损耗却有不小的色散（Chromaticdispersion，简写dispersion)，对长距离、高速率脉冲信号传输有限制。经重新设计的光纤，使零色散波长从1.31μm移位至1.55μm，这样的单模光纤就称为‘色散移位光纤’，简写DSF（dispersionshiftedfiber）。为了充分发展WDM/DWDM系统，应用波长1.55μm存在小量的色散恰恰足够抵消FWM（四波混频）的影响，称为‘非零色散光纤’，简写NZDF（non-zerodispersionfiber）。2.2.2 光源： 光源是光纤通信系统中的关键光子器件。光纤通信对光源器件的要求工作寿命长（光源器件寿命的终结是指其发光功率降低到初始值的一半或者其阈值电流增大到其初始值的二倍以上）、体积小、重量轻。常见的光源器件有激光二极管（LD）和发光二极管（LED）两种。O.5μm短波长光源常采用GaAlA/GaAs双异质结构，而长波长1.3～1.55μm则采用InGaAsP/lnp隐理式异质结构。而WDM系统须利用长波长光源器件，它不仅要求激光管的发射波长高度稳定，保证器件与波导之间实现最佳耦合，插入损耗小，同时要求能把多路激光管和必要的附属电路集成在同一芯片上，使得多路光载波信号能够在一根光纤中加以传输。近年来研制的多波长光源器件主要是把多路激光管排成阵列，连同一个导形耦合器，利用硅的“平面光路”平台技术制成混合集成光组件，其结构趋于采用光纤光栅的外腔激光管结构。2.2.3 光检测器：

光检测器件通过光/电转换将信号通信信息从光波中分离检测出来。光检测器件的要求灵敏度高、响应度高、噪声低、工作电压低、体积小重量轻寿命长。常见的光检测器有PN光电二极管、PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）。2.3光纤通信技术的特点：

1、信息传输容量大，质量高，速度快。与传统的铜芯铜轴缆相比,光纤传输的频带宽，可以提供宽频通信。所谓宽频通信有两个意义，第一是可以传输频带较宽的信号，第二是在一根导线内提供传输不同频带信号的多信道，目前一根光纤最多可提供16条信道，这样光纤宽频通信就大大地增加了通信容量。

2、线路损耗低，抗干扰能力强，寿命长。光纤电缆传输抗干扰能力强，体积小，重量轻，保密性好，结构紧凑，线路损耗低。在实际使用中,通常把千百根光纤组合在一起并加以增强处理，制成像通常电缆一样的光纤缆，这样既提高了光纤的抗拉强度，又使光纤系统的通信容量大大增加。

3、可以在同一条通路上进行双向传输。光纤传输是双向的，用户可以通过交互式信息网络系统与对方交流对话。光纤不仅可以在陆地上使用，而且已广泛用于海洋。跨越大西洋，北太平洋的海底光缆已投入使用，其它海底光缆也在敷设之中。这些越洋光缆几乎可把整个地球缠绕起来。

4、材料费用低，价格便宜。光导纤维是由玻璃制成的，电线铜芯是铜制成的，铜自然比由砂子（石英）制成的玻璃贵。用光缆代替电缆,一千米可节约一吨铜的费用。

5、易于安装，使用方便。光缆轻，体积小，因此易于施工，很容易装入密集的地下电缆管道，对于干、湿、冷和热等环境都较铜线有强得多的适应能力。在容量相同的情况下，光缆直径只有电缆的1％到0.1％，且安全性好，可靠性高，不易被窃听。

3.光纤通信技术的应用

3.1 通信应用

信息化时代的人们离不开方便快捷的通讯，光纤通信多大量运用于因特网、有线电视和（视频）电话。与传统金属铜线相比，光纤讯号容易避免在传输过程中受到衰减、遭受干扰的影响，在远距离及大量传输信号的场合中，光纤优势更为显著。其次，它的传导性能良好，传输信息容量大，一条光纤通路可同时容纳多人通话，同时传送多套电视节目。光纤通信所具有的显著功能及独特优势，能够有助于电力系统的发展，我国许多地区的电力系统已经逐步实现了由主干线向光纤的过渡。目前，我国发展最为完善、规模最大的专用通信网就是电力系统的光纤通信网，它的宽带、语音以及数据等一系列的电力生产和电信业务基本上都是利用光纤通信来进行承载。光纤通信技术在电力系统稳定和安全运行的保障方面，以及满足人们生活与生产方面有着重要的意义，因而受到了人们的热烈欢迎。3.2 医学应用

光导纤维内窥镜可以导入心脏和脑室，测量心脏血压值，血液中所含的氧气的饱和度、体温等，光导纤维连接的激光手术刀已成功应用于医学，同样也可用作光敏法治愈癌症患者。利用光导纤维制成的内窥镜，可以帮助医生检查胃、食道等疾病。光导纤维胃镜是由上千根玻璃纤维组成的软管，具有输送光线、传导图像的功能，且具有光纤的柔软、灵活、任意弯曲等优势，轻而易举通过食道进入胃里，并导出胃中图像，根据情况进行诊断和治疗。3.3 传感器应用

可应用于生活中路灯的光敏传感器，红外传感器，广泛运用于汽车中的温度传感器，交通中测速雷达传感器、闯红灯，在与敏感元件组合或利用光纤本身的特性，可广泛用于工业测量流量、压力、温度、光泽、颜色等在能量传输和信息传输方面也获得广泛的应用。3.4 光纤井下探测技术

传统石油工业只能有限地利用局限的技术开采油气储量，通常无法满足快速投资 回收和最大化油气采收率的需求，并导致原油采收率平均只有30%左右。通过利用智能井技术，可以使原油采收率提高到55%~65%。传统测井方法虽然能提供有价值的数据，但作业成本高，并有可能对井产生损害，光纤井下探测技术能提高测井的效率，使数据更准确，且对井下状况有一定程度的安全保障。3.5 光纤艺术应用

光导纤维凭借其良好的物理特征，光纤照明和LED照明也越来越成为艺术装修美化的用途。可应用于广告显示、草坪上的光纤地灯，艺术装饰品等。

4.光纤通信技术的发展研究

1、光接入网。所谓光接入网主要包括的是无源网络和光数字环路载波两大类型，光接入网能够有效的将管理和维护费用降低，并且能够降低故障发生率，有助于开发新设备，与此同时，这两种网络能够在一定程度上增加收入。随着网络结构的不断调整，可以有效的将覆盖范围扩大，这便意味着智能化全光网络的实现指日可待。

2、向超大容量发展。由于已经将电的时分复用系统所具备的扩展容量潜力开发殆尽，然而，光纤的可开发宽带资源的利用率却非常小，因此光纤通信仍然存在着非常大的可开发资源。若将这些宽带资源加以充分的利用，最大限度的扩展光纤通信的容量，那么将节省非常多的再生器和光纤，并且极大的降低成本。

3、向超高速系统进军。超高速系统能够增加传输的容量，这样便可以将各种所需的新业务加大，以保障宽带和多媒体的实现。就电信的发展历程来讲，在网络容量的需求和提高传输速率方面存在着较大的矛盾，因此，为了能够将这些矛盾加以解决，那么就应当充分的将光纤通信系统的速度提高。

4、新一代光纤的开发。为了与城域网和干线网的发展需求相适应，近些年来相继出现了两种不同类型的新一代光纤，这就是无水吸收峰光纤以及非零色散光光纤。

5、光联网战略的实现。由于光纤通信技术的发展，将来的通信网节点间便能够全面的实现全光化，而所需传输的信息将以光的形式来传输，这是今后光通信的最新发展方向。

结束语：

6.光纤通信（共） 篇六

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光纤通信系统是以光为载波，利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒 介，通过光电变换，用光来传输信息的通信系统。光纤通信系统分为基本光纤系统和数字光纤系统。基本光纤通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。其中数据源 包括所有的信号源，它们是话音、图象、数据等业务经过信源编码所得到的信号；光 发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，先后用过的光波 窗口有 0.85、1.31 和 1.55。光学信道包括最基本的光纤，还有中继放大器 EDFA 等； 而光学接收机则接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的 话音、图象、数据等信息。光纤传输系统是数字通信的理想通道。与模拟通信相比较，数字通信有很多的优点，灵 敏度高、传输质量好。因此，大容量长距离的光纤通信系统大多采用数字传输方式。在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码，它由二进制数字信号 对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产 生的，称为 PCM（pulse code modulation），即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基 带信号，由 PCM 电端机产生。光纤通信系统设备（1）光发信机 光发信机是实现电/光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来 自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦 合到光纤或光缆去传输。电端机就是常规的电子通信设备。（2）光收信机 光收信机是实现光/电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤 或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后，再将这微弱的电信号经放大电路 放大到足够的电平，送到接收端的电端汲去。（3）光纤或光缆 光纤或光缆构成光的传输通路。其功能是将发信端发出的已调光信号，经过光纤或光缆 的远距离传输后，耦合到收信端的光检测器上去，完成传送信息任务。（4）中继器 中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个：一个是补偿光信号在 光纤中传输时受到的衰减；另一个是对波形失真的脉冲近行政性。（5）光纤连接器、耦合器等无源器件 由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是 有限度的（如 1Km)。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是，光纤间的 连接、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的 光端机 光端机，就是光信号传输的终端设备。通常所说的光端机是 传输视频的非压缩光端机 光端机的典型物理接口如下： BNC 接口 BNC 接口是指同轴电缆接口，BNC 接口用于 75 欧同轴 电缆连接用，提供收（RX）、发（TX）两个通道，它用于非 图 1 光端机平衡信号的连接。

光纤接口 光纤接口是用来连接光纤线缆的物理接口。通常有 SC、ST、FC 等几种类型，它 们由日本 NTT 公司开发。FC 是 Ferrule Connector 的缩写，其外部加强方式是采用金 属套，紧固方式为螺丝扣。接口通常用于 10Base-F，接口通常用于 100Base-FX。ST SC RJ-45 接口 RJ-45 接口是以太网最为常用的接口，RJ-45 是一个常用名称，指的是由 IEC

（60）603-7 标准化，使用由国际性的接插件标准定义的 8 个位置（8 针）的模块化插孔或 者插头。RS-232 接口 RS-232-C 接口（又称 EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。它是 在 1970 年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终 端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和 数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”。该标准规定采用一 个 25 个脚的 DB25 连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信 号的电平加以规定。（目前多用 DB9）RJ-11 接口 RJ-11 接口就是我们平时所说的电话线接口。RJ-11

是用于西部电子公司（Western Electric）开发的接插件的通用名称。其外形定义为 6 针的连接器件。原名为 WExW，这里的 x 表示“活性”，触点或者打线针。例如，WE6W 有全部 6 个触点，编号 1 到 6, WE4W 界面只使用 4 针，最外面的两个触点(1 和 6)不用，WE2W 只使用中间 两针（即电话线接口用）光源 光源是光纤通信设备的核心，他的作用是将电信号转换成光信 号，并将此光信号送入光纤线路中进行传输。光纤通信中用到得官员 有半导体激光器和发光二极管两种，发光二极管用于短距离、低速光 纤通信系统，光纤通信干线的光源均为半导体激光器。

图 2 光源

半导体激光器 半导体激光器是用半导体材料作为工作物质的一类激光器，由 于物质结构上的差异，产生激光的具体过程比较特殊。常用材料有 砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。激 励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。半导体激光器件，可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。同质结激光器和单异 质结激光器室温时多为脉冲器件，而双异质结激光器室温时可实现 连续工作。光缆 光缆(optical fiber cable)主要是由光导纤维 图 3 半导体激光器（细如头发的玻璃丝）和塑料保护套管及塑料 外皮构成，光缆内没有金、银、铜铝等金属，一般无回收价值。光缆是一定数量的光纤按照 一定方式组成缆心，外包有护套，有的还包覆 图 4 光缆 外护层，用以实现光信号传输的一种通信线路。即:由光纤(光传输载体)经过一定的工艺而形成 的线缆 中继器 图 5 中继器

7.数字光纤通信设备的应用研究 篇七

一、数字光纤通信设备的主要特点

数字光纤通信设备相较于传统电信设备而言, 应用时间相对较短, 但是具有更高的科技含量。因此掌握光纤通信设备的性能特点有利于对其进行具体应用。

首先基于光纤设备的数字通信具有更好的安全性能。光纤设备相对于无线通信环境而言是一个封闭的环境, 在其中进行传输的通信信息不易受到外界环境的干扰, 也不会在传输过程中被非法获取, 故其具有更高的安全性能。其次, 光纤通信设备相较于铜线或者电缆而言, 具有更大的信道容量, 可以更好的满足人们对传输速率、传输容量的需求。由于光设备中的信号利用光脉冲的形式进行传输的, 而光纤和光脉冲可以在较低的要求下达到非常高的传输容量, 今后的高速通信网络应用光纤设备是一种发展趋势。再次, 光纤通信设备的损耗低, 中继距离长。光纤主要构成材料为石英, 该传输介质相对于其他传输介质而言, 损耗更低, 通常低于20Db/km。因此光纤设备和光纤通信技术在远距离传输中具有较为明显的优势, 如中继站数目少、技术成本低等。

二、对光纤通信设备的应用研究2.1光纤通信系统中的光纤设备

基本的光纤通信系统包括数据源、光发送端、光学信道、光接收机几部分。数据源用来将所需传输的信号进行数字化处理, 以便于信号在光网络中传输。光发送机和调制器组成光发射端, 将数字信号转变为光信号, 以便于在光学信道中进行传输。

2.2光纤通信系统中的主要设备分析

光纤通信系统中的主要设备有:PCM设备、光发送端设备、光中继器、光接收端设备、光纤等。

PCM设备的应用:光纤中传输的信号是二进制光脉冲码, 该码是利用数字信号对光源进行通断调制而产生的。PCM设备主要用于将数字信号转变为可在光信道中传输的光脉冲。光发送端设备的应用:光发送机将接收到的电信号进行码型转换, 变换为适合光路传输的m Bn B码或者插入码, 然后送入光发送电路, 利用该电路将电信号转变为光信号。光中继器的应用:光信号在传输过程中会产生衰落, 若不对信号进行放大、整型、再定, 则会因为信号的失真产生误码等, 影响信号的后续使用。光接收端设备的应用:光接收端的设备与光发送端的设备作用相反, 主要用于光信号向电信号的还原。光纤设备的应用:光纤是光通信网络中的最基本设备。根据应用环境不同光纤设备具有多种类型, 在进行光纤选取时, 要根据实际应用环境进行具体分析而确定, 如光纤的机械性、点能性、抗雷保护性能、易维护性等。

三、数字光纤通信设备的管理和维护

光纤通信设备与光纤通信系统是相辅相成的, 因此, 维护光纤通信设备的稳定、正常工作具有非常重要意义。对光纤通信设备的管理和维护工作应该根据光纤通信设备的特点进行制定和实施。

首先, 光纤通信设备的使用贯穿于光纤通信的整个过程, 为保证整个光网络的正常运行, 必须做好光纤通信设备的维护工作, 建立整个通信过程的设备监管。其次, 为保障通信系统的流畅性和安全性, 需要对数字光纤通信设备进行定期的检测、检验以及维护保养。通过对光传输设备、熔接设备、数字转换设备的定期检查可以有效减少设备发生故障的概率。再次, 当数字光纤通信设备发生故障时, 需要对故障设备进行及时处理和维修。光纤通信设备同样具有使用寿命, 超出其使用寿命则设备容易发生故障。此外, 不正当的使用也容易造成设备的故障。因此, 当网络谁被出现故障时, 需要通过全网络监控系统查找故障设备的位置, 进而对故障设备进行分析和检测, 确定排查和维修方案, 以便于能够及时恢复通信。

四、总结

8.光纤通信技术在电力通信中的应用 篇八

关键词：光纤通讯技术；电力通信；应用

中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01

电力通信的作用主要是实现电网的现代化管理、电网自动化的控制以及电网商业化运用等，是电网稳定安全运营、灵活有效控制以及自动化调度的基础，在实行现代化电网运营及管理中有较为重要的作用。电力通信中随着经济的发展、用户数量的增多以及容量的不断扩大，传统的通信已难以满足要求，而光纤逐渐利用到电力通信系统让整个电网运行更加稳定、安全、有效，改善了电力系统的运行通信质量。通过利用光纤通信，现代的电力通信系统中是由通信卫星、光纤、无线收发设备等系统装置组成，光纤通信在电力通信中的作用不断的被扩大及充分利用[1]。

一、电力通信特征要求

在电力系统中电力通信主要是对运动的信号控制及电力的调度控制产生作用，有一定的专业性，随着电力系统的发展及业务范围扩大，电力通信技术的要求逐渐增加，电力行业办公自动化信号传输、电力智能控制系统等方向都需要更为便捷、快速、易控制以及大容量等特点的通信技术。电力通信的要求特征主要有以下几点。

（一）高安全可靠性

电力系统的通信是保证整个电网运行的关键，是电网安全稳定运行的前提，必须要有较高的安全可靠性。而电力系统正常运行是电能传输及供电的基本要求，社会经济的发展、人们日常生活工作都离不开电力的供应。当前随着电力技术的发展，智能技术及控制技术的广泛应用，电网自动化水平越来越高，电力通信信号的传递在电网中非常的普遍，因此高安全可靠性是电力通信的基本要求。光纤通信能够适应这种要求，在各种恶劣环境、复杂电磁干扰及较大传输等情况下都能安全稳定运行，对于电力通信系统的安全可靠要求能满足。

（二）快速传输特性

电网中信息的传递都是非常迅速的，时间快慢能影响整个电力系统的稳定安全运行。一些自动化的设备在信息传递过程中是受信号控制，比如，断路器、电气开关、稳压电源、接地设备等。电力通信传输不及时，将造成电网设备的误动作，发展危险及故障时不能正常避险，电网大面积停电等事故出现。光纤通信是依靠光在介质中的传输来实现的，速度快是其最大的优势，能适合电力通信的应用。

（三）扩展性、经济性及清洁环保

在经济高速发展，城镇化逐渐推进的过程中，电力系统一直都处于一个变化状态，电网的扩展不但的进行，因此电力通信要能够适应不断变换的电力网络，能够实现电力系统的扩展性，满足经济投资效益，同时电网分布面积广，电网的应用及通信要对环境的影响较小，能保证清洁环保。光纤通信是由二氧化硅材料制成，有较好的扩展性，成本相对来说较经济，对环境的影响几乎没有，对电力通信发展有重要意义。

二、光纤通信技术在电力通信中应用

对于电力通信的特点要求，光纤通信技术能够很好的满足电力系统要求，符合电网发展及电力系统的现代化运行。光纤通信以其自身材料特性、技术特点具有抗干扰能力强、传输容量较大、通信距离较长、速度较快、耗能小以及环保等优点，其从技术诞生就在电力通信中得到较大推广应用。在电力通信中应用的光纤通信主要采用的是电力的特种光纤传输，有光纤复合相线（OPPC）、光纤复合地线（OPGW）、金属自承光缆（MASS）以及全介质自承式光缆（ADSS）等类型[2]。

（一）光纤复合相线（OPPC）的应用

光纤复合相线（Opticalphase Conductor，OPPC）在电力通信的光纤通信技术中应用是必不可少的，其可以满足电力通信的联网要求，充分利用电力系统的资源，防止通信过程中的电磁兼容、频率以及路由协调等方面产生矛盾。我国的电力通信中小于35KV的线路可以利用光纤复合相线来解决电力通信的自动化运行、便捷调度等问题，其是利用三相线路中的一相改用即可。

（二）光纤复合地线（OPGW）的应用

光纤复合地线（Optical File Composite Overhead Ground Wire，OPGW）应用于通信传输地线的通信光纤单元，在使用的过程中安全可靠，一般都是在架空地线内含光纤，在新旧线路更换中应用比较较多，能够起到的作用有：一是迅捷的传输信息；二是能够起到防雷线的作用，对雷闪电有一定的屏蔽作用。在电力通信中能够满足机械、电气以及光学等方面性能的要求，很好的保证了电力通信的安全、稳定及可靠运行。

（三）全介质自承式光缆（ADSS）的应用

全介质自承式光缆（All Dielectric Self Supporting Optical Fiber Cable，ADSS）在电力通信中应用于高压输电，能够节约电网的投资，有效减少光缆被损害，可以实现远距离输电，高安全性，不受电磁及强电的干扰，存在维修、检测及故障排除过程能较好隔离，避免雷击功能较好，重量轻、直径小等优点，电力系统应用很广泛[3]。

三、结束语

在电力通信中光纤通信技术的广泛应用让电力系统的安全、稳定、可靠及有效运行得到保证，本文通过分析电力通信运行的特征要求，从光纤复合相线、光纤复合地线及全介质自承式光缆研究了光纤通信技术在电力通信中的应用。

参考文献：

[1]肖博兴.光纤通信在电力通信网中的应用探讨[J].黑龙江科技信息，2012（02）：15-19.

[2]杨辉.探讨光纤通信技术在电力通信网建设中的应用[J].科技创新与应用，2012（12）：42-46.

[3]章旺.光纤通信技术在电力系统中的应用[J].中国高新技术企业，2010（09）：64-69.