电力系统光纤通信

电力系统光纤通信（共8篇）

1.电力系统光纤通信 篇一

为了能更好的确保电缆通信工程的正常运行，就要保证电力系统中光缆通信系统不受强电影响，做好强电保护工作，而减少强电对光缆通信工程的影响，可以通过选择最优的强电保护材料，并在施工过程中根据是否含有金属材料进行改良等措施来降低危害。

4.1选择最合适的光纤通信材料

在工程施工过程中，我们首先要保证的是经济效益，要确保工程施工成本最低，还要满足工程施工要求，即整个工程施工经济效益最优化。而在电力系统光纤通信的强电保护施工中，在设计时就要优先选择金属材料的光纤通信材料，这样能加强对强电的保护，但是如果是电力系统中必须要采用直埋式光缆施工时，为了保证缆材料能够准确有效的寻找和辨别方向，就需要采用非金属材料，这是由于非金属材料在强电运行的过程中能减少干扰，以便光缆通信工程能正常运行。

4.2有铜线光缆通信工程

通过前文的分析来看，光纤通信线路对强电影响的考虑关键就在于电缆内有无铜线，而对于有铜线的光缆工程来说，光缆通信传输就会难以发挥它的回路作用，因此在施工过程中，为了能减少强电运行的影响，施工时尽最大可能增大与强电线路的隔距，减少与其接近的长度，具体长度的距离可以根据具体的计算公式计算出长度。其次，还可以采取在铜线上安装放电器，并在铜线远供回路中接入防护滤波器的措施降低影响。最后可以通过调整远供段的组成的方法，有效缩短强电影响的积累段的长度[6]。

4.3无铜线光缆通信工程

在进行无铜光缆通信系统防护过程中，为了能在最大可能性下减少受到强电的干扰，应该做到以下几点：一、在灌篮材料中添加一定的金属构件，通常操作是将光缆的金属加强心、护套或者铠装，在接头处不将相邻的光缆作电气连通，以缩短强电影响的积累段长度，或者在绝缘保护处理的绝缘层和进行光缆材料加固的加强构件处添加，这样能有效降低感应的纵电动势。二、在接近电流电气铁道的地段进行光缆施工或者检修时侯，需要将光缆中的金属构件作临时接地处理，这样能确保人身安全，避免发生意外。三、在接近发电厂、变电站的地网时，施工时尤其要注意不将光缆的金属构件接地，避免将高电位引上光缆，发生危险。

5结论

在电力系统中，为了保证光纤通信系统能稳定的运行，必须减少强电对其的影响，加强对强电的保护，在设计强电防护系统时选择最适合的光纤材料，并能根据不同类型的材料做出不同的防护措施，确保在强电运行的过程中，所产生的电压都在正常范围内，从而确保光纤通信系统正常运行，这样才能保证电力系统能够稳定运行，人们的正常生活才不会受到影响[7]。

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2.电力系统光纤通信 篇二

随着通信领域对信息传输速率不断提高的要求, 具有大规模信息传输能力的光纤技术已经成为当今通信工程的主要发展趋势。由于电力系统通信方面对于数据传输质量、传输规模和传输距离有很高要求, 使得光纤通信技术成为电力系统通信的主要方式。

1 光纤通信技术简介

1.1 光纤通信技术的概念

所谓光纤通信技术, 是以光纤为传输媒介, 通过光电变换的方法, 用光波来传递信息的技术。它是材料科学和通信技术发展到相当高度的产物。随着信息化程度的提高, 人类社会生产和生活方式都在发生着翻天覆地的变化。作为信息化重要基础技术之一, 光纤通信技术已经成为当代最为重要的战略产业。

1.2 光纤通信技术的特点

光纤通信技术之所以获得如此高的评价, 其原因在于它所拥有的卓越特点:一是通信距离远, 传输信息量大。在光纤这种特殊材质的媒介中, 光波传输的损耗极其微小, 在没有中继设施的状态下可以传输上百公里, 而且信息传输量极其巨大。二是抗电磁干扰能力强, 光纤通信具有无线电通信所不具备的抗电磁干扰能力, 能够有效保障信号传输质量。三是易于施工和运输。由于光纤体积小, 重量轻, 对于施工敷设和运输储存都很方便。四是光纤的主要成分是玻璃纤维, 使用光纤通信技术可以节约大量的有色金属, 有利于环境保护。五是光纤使用寿命长, 从而降低光纤通信的维护要求和成本。

2 光纤通信技术在电力系统中的应用

随着经济的发展, 电网规模不断扩大。当前电力传输正向着大容量和长距离方向高速发展。电力企业不断加强电力通信传输网络的研究力度, 以期尽可能地保障信息传输安全和通信网络的高效运行, 降低投资成本, 提高经济效益。和其他公共通信网络相比, 电力系统的通信系统有着突出的特点, 业务总量巨大, 业务单体容量偏小, 信息传递可靠性要求极高, 杆路资源丰富等。在使用光纤技术组建电力系统通信网络时必须从电力通信自身的实际特点出发, 尽可能地运用已有的优势的基础开展通信网络建设工作。现阶段电力系统通信网络中常见的通信光缆有三种类型, 分别是架空地线复合光缆 (OPGW) 、无金属自撑式光缆 (ADSS) 、金属自撑式架空光缆 (AD-Lash) 。

2.1 架空地线复合光缆

架空地线复合光缆简称OPGW (Optical Fiber Vomposite Overhead Ground Wire) , 该种光缆是专门为电力系统通信而设计开发的, 同时具有通信光缆和普通地线两种特性。架空地线复合光缆具有三层结构, 由外至内分别是铝线、钢芯和光纤。三层结构采取不同的方式进行组合, 从而使OPGW分为层绞式、中心束管式、骨架式3种类型。它具有通信容量大、抗强电干扰能力强、温度特性好、导电性能佳、机械强度高、安全可靠等特点。以该种光缆架设的架空地线复合光缆通信通道能够有效节约光缆工程对空间和土地的占用。目前架空地线复合光缆普遍应用于110k V以上高压线路中。

2.2 无金属自承式架空光缆

无金属自承式架空光缆以芳纶纤维为抗张元件。芳纶纤维是一种极具弹性的轻质高强度纤维, 同时还具有较好的防弹能力和负膨胀系数。芳纶纤维是通过松套层绞填充方式进行套装而成, 里层还有PE内护套、高强度、耐电痕护套等, 从而具有很强的整体抗电腐蚀能力。另外, 无金属加强材料的使用, 使纤维对于雷电和高温等恶劣环境有很强的防护能力, 电力线运行可靠性好。无金属自承式架空光缆一般与高压电力线路同塔架设, 在电力系统中应用较多。

2.3 金属自承式架空光缆

金属自承式架空光缆由多模或单模光纤、搞模量塑料、防水化合物、金属加强芯、涂塑钢铝待、钢绞线和聚乙烯护套组成。防水化合物能有效提高光缆的耐水解性, 聚乙烯护套降低了光缆与其他接触物体的摩擦, 便于安装施工, 同时给光缆提供了良好的抗紫外线辐射能力。

3 电力系统光纤通信组网技术

光纤通信组网方式是影响光纤传输速率的最主要因素。科学高效的通信组网方式对于对信息传输速度要求很高的电力系统通信网络来说至关重要。当前, 在电力系统通信中常用的组网方式是SDH技术、OTN技术、PTN技术和EPON技术有机结合的方式。

3.1 SDH技术

同步数字体系 (Synchronous Digital Hierarchy, SDH) 是一种综合信息传送网络, 以网管系统为操作中枢, 具有复接、线路传输及交换多种功能。在同步数字体系中, 不同速度的数位信号具有不同的等级, 通过标准的复用方法和映射方法, 将低等级的SDH信号复用为高等级的, 实现了网络传输的同步, 使局部网络与核心网之间的接入问题获得有效缓解, 大幅提高了网络带宽的利用率。同时, SDH系统自我保护能力较好, 能够适应电力通信复杂苛刻的使用环境。

3.2 OTN技术

OTN (Optical Transmission Net, 光传送网) 结合了ASON与DWDM两种技术的特点, 不仅充分发挥了原有DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing, 密集波分复用) 技术的优势, 并在此基础之上赋予组网和电路调度工作灵活多变的特性。作为针对SDH与WDM网络的缺陷所开发出来的新型光传输技术, OTN全面继承了SDH和WDM网络的优点, 不仅具有WDM网络超大容量的带宽, 更具有SDH网络的运行管理性。同时, 它还具有路由功能与信令功能, 能够为业务提供更为安全的保护策略和更高的传输效率。OTN的传送带宽大颗粒业务最为突出, 从而受到广大用户欢迎, 发展空间极为广大。从现在电力通信的集中管理模式来看, 未来电力通信网业务传输特点主要是汇聚, 各地区供电局汇聚大量IP业务至省公司可采用OTN方式承载。

3.3 PTN技术

PTN (分组传送网, Packet Transport Network) 最主要的特征是针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求在底层光传输媒质和IP业务之间设置一个层面, 以分组业务为主, 其他多种业务为辅开展工作, 从而在保证光传输原有特点的基础上有效降低整体成本。它所具有的光传输特点包括高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的OAM和网管、可扩展、较高的安全性等。数据业务是PTN的发展重点, 可以实现数据业务的无缝对接, 具有高效的带宽管理机制和流量工程。

3.4 EPON技术

EPON是一种采用点到多点结构的单纤双向光接入网络。它综合了千兆以太网技术与无源光网络 (PON) 的特点, 具有树型、星型、总线型等拓扑结构等多种拓扑结构, 可以划分为网络侧的光线路终端 (OLT) 、用户侧的光网络单元 (ONU) 和光分配网络 (ODN) 三个部分。随着电网智能化程度的提高, 配网自动化趋势日渐明显。针对配电终端分布分散、通信节点数量众多、单个节点的通信数据量小, 数据实时性要求和配电网停电区故障处理能力的要求高的特点, E-PON采取无源光网络机制, 有效应对上述问题, 保障通信质量。另外, 使用EPON技术, 可以提高配网自动化水平, 从而提高整个配电系统的管理水平和工作效率, 进一步保障供电安全和供电质量。

4 结束语

光纤通信技术所具有的独特优势, 使其成为电力系统最主要、发展空间和未来前景最为广阔的的通信方式。电力企业要加强光纤通信的应用与管理, 以保障光纤通信优势的充分发挥, 更好地为电力通信提供优质服务。

摘要：光纤通信技术以其传输容量大、传输距离远等优越特性受到通信用户的广泛欢迎, 已经成为当今信息传输的主要发展方向。文章简要介绍了光纤通信的基本概念和特点, 阐述了光纤通信技术在当代电力体系中的重要应用, 并对电力系统光纤通信网络组网技术进行了深入讨论, 希望对电力企业开展通信业务有所帮助。

关键词：电力系统,光缆通信,光缆种类,组网技术

参考文献

3.电力系统光纤通信 篇三

【关键词】电力；计算机；网络治理系统

【中图分类号】C931.6 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0034-01

1、引言

由于网络规模的限制，电力通信网实际上是一个小而全的网络。小是指网络的业务量不大；全是指作为通信网所有环节一样不少，而且电力通信网地域广大、数量繁多。由于规模的原因，电力通信网的治理传统上一直都是不分专业统一治理，每一位通信治理维护人员都必须治理包括网络中传输、交换、终端各个环节上的设备，还包括电源、机房、环境等网络辅助设备，同时还要治理电路调配等网络业务。

随着通信设备智能化水平的提高和通信业务需求的增长，通信组网的灵活性越来越大，通信网的规模也越来越大，网络治理系统应运而生。

2、电力通信网络治理的设计原则

2.1 全面采用TMN的体系结构

TMN是国际电信联盟ITU-T专门为电信网络治理而制定的若干建议书，主要是为了适应通信网多厂商、多协议的环境，解决网管系统可持续建设的问题。TMN包括功能体系结构、信息体系结构、物理体系结构及Q3标准的互联接口等项内容。通过多年来的不断完善和发展，TMN已走向成熟。国际上的许多大的公司（例如SUN，HP等）都开发出TMN的应用开发平台，以支持TMN的标准；越来越多国际、国内的通信设备制造厂商也公布接受Q3接口标准，并在他们的设备上配置Q3接口。国内的公用网、部分专用通信网都有利用TMN来建设网管系统的成功范例，例如：全国长途电信局利用HP的TMN平台OVDM建设全国长途电信三期网管；无线通信局利用SUN的SEM平台建设TMN网络治理系统。TMN的优点在于其成熟和完整性，是目前国际上被广泛接受的体系中最为完整的通信网管标准体系；TMN的不足在于其复杂性和单一化的接口。这些问题在网管系统建设中应该加以考虑。

2.2 兼容其他网管系统标准

在接受TMN的同时，兼容其他流行的网管系统的标准以解决TMN接口单一的问题，对电力通信网管系统的建设十分有好处，尤其在强调技术经济效益的今天，这一点更为重要。

SNMP简单网路治理协议所构成的网络治理是目前应用最为广泛的TCP/IP网络的治理标准，SNMP网络治理系统实际上也是目前世界上应用最为广泛的网络治理系统。不仅计算机网络产品的厂商，目前越来越多的通信设备制造厂商都支持SNMP的标准。因此电力通信网管系统应该将SNMP简单网路治理协议作为网络治理的标准之一，尤其在通信网与计算机网的界限越来越模糊的今天，其效益是显而易见的。

2.3 采用高水平的商用TMN网管开发平台作为开发基础

网络治理是一个巨大、复杂的工程，涉及面广，难度大，非凡是像TMN这样的系统，而综合业务及综合接入功能的要求又增加了系统的难度。依照标准的建议书从基础开发做起的方法无论从时间、经济的角度来说都是不可取的。高层网管应用开发平台是世界上具有相当实力的厂商，投巨资历时多年开发出来的商用系统，目前比较成熟的有SUN公司的SEM、HP公司的OPENView、IMB的NetView等。每一种商用系统都为建设通信网络治理系统提供了一整套治理、代理、协议接口及信息数据库开发的工具和方法。利用商用TMN网管平台作为核心来构筑电力通信网管系统，屏蔽了TMN網管系统的复杂性，可大大降低开发难度，缩短开发时间，提高分开的成功率。对电力通信网管系统的建设来说不失为一种经济有效的方法。

当然，商用化高层网管应用开发平台的成本相对比较高，因此对于规模小、层次低的通信网，采用一些专用的自行开发的网络治理系统平台可能更为实际。

2.4 网管系统的网络化

网管系统互联组成网管网络这一点是不言而喻的。从长远的观点来讲，电力通信网管应接受异构网互联的观念，即不同层次、不同厂商甚至不同体系结构的系统之间应不受阻碍的互联，组成一个具有广泛容纳性的网管网络。

规定一种或几种统一的标准互联接口作为系统互联的限制约定是目前网管系统之间互联的最可行的方法，如采用CMIP的Q3接口、SNMP的简单网络治理协议作为网管之间互联的标准协议接口。当然随着技术的发展这种限制可能会有所改变，例如：CORBA技术的应用会对目前的状况产生影响。虽然统一接口有系统花费大的不足，但是统一接口在数据互联中的优点是显而易见的。

2.5 完善的应用功能及客户应用接口的开放性

在今天这样的市场竞争环境下，网管系统的应用功能是否完善、丰富，能否满足用户的要求、适应网络的变化，总之网管系统的应用功能是否能得到用户的认可，是网管系统成败的关键。

应用功能的设置应该能由用户来选择，用户的应用界面应该满足用户的要求。这要求网管系统除了具有根据用户要求定制的能力外，重要的一点是网管系统的应用功能接口应具有开放性，应能支持满足应用功能接口的第三方应用程序，在不改变基础系统的情况下不断推出新的应用功能、用户界面，满足用户的要求。由于电力通信网采用行政划分的治理方式，各级用户的治理功能要求的不一致性更大，应用功能开放性的要求显得更为重要。

2.6 网管系统的一体化和独立性

网管系统应实现电力通信网的一体化治理，即各种功能网络治理系统的应用程序统一设计，采用统一的界面风格，采用一致的名词术语。用统一的治理操作界面去操作控制不同型号、厂家的同类功能设备。在同一个平台、界面上监视、处理网络告警，控制网络运行。

2.7 网管系统的人机界面

首先，对象化的思想应该贯穿在网管界面的设计中。将图形上的元素及元素的组合定义成图形对象，将图形对象与它所表示的数据对象、实际的通信设备串联起来，实现实物、数据、表示界面的统一。这种对象化的设计方法保证了网管系统数据和界面的统一，保证了网管系统对被治理系统的变化的适应能力。对象化的设计观念应推广到网管系统人机界面的各个方面，例如：语音申告、媒体治理等。

其次，网管系统的界面应不断采用新技术加以更新、改造。界面是表示一个系统的窗口，界面的优劣直接影响人们对系统的第一印象，影响人们对系统的使用。引入新的技术，提高系统界面的功能、界面的可观赏性、系统的易使用程度是网管系统成败的又一关键因素。

GIS是目前实用化和技术经济性能都比较高的一项可视化信息技术，GIS采用对象化设计思想，支持地理信息数据，支持多图层控制，采用矢量化图形方式。GIS在信息治理系统的数据表示界面方面应用广泛，在表示与地理信息有关的数据界面时尤其优秀，电力通信网管系统可以采用GIS技术开发基于地理信息系统的网管应用界面。

Web是一种影响非常广的、为人们广泛接受的、使用方便的数据浏览界面，Web支持的数据包括文本、图形、图片、视频等，支持数据库的浏览，而且支持的数据种类和数据格式还在不断丰富。利用Web的优势作为网管系统的信息发布媒介是一种非常明智的选择。

3、结语

4.光纤通信系统发展综述 篇四

摘要： 光纤通信技术（optical fiber communications）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。光纤通信作为一门新兴技术,其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的,也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。

仅在过去5年中，光纤技术领域取得了大量突破性进展，其中包括10Gbit/s网络的构建和单根光纤上每秒太比特容量的成功演示。不久前，业内成功演示了40Gbit/s和80Gbit/s网络。这些演示进一步突出了对速度更高、容量更大的网络的需求和期望。

一、光纤通信的发展史

世界光纤通信发展史

光纤的发明，引起了通信技术的一场革命，是构成21世纪即将到来的信息社会的一大要素。

1966年出生在中国上海的英籍华人高锟，发表论文《光频介质纤维表面波导》，提出用石英玻璃纤维（光纤）传送光信号来进行通信，可实现长距离、大容量通信。

于1970年损失为20db/km的光纤研制出来了。据说康宁公司花费3000万美元，得到30米光纤样品，认为非常值得。这一突破，引起整个通信界的震动，世界发达国家开始投入巨大力量研究光纤通信。1976年，美国贝尔实验室在亚特兰大到华盛顿间建立了世界第一条实用化的光纤通信线路，速率为45Mb/s，采用的是多模光纤，光源用的是发光管LED，波长是0.85微米的红外光。在上世纪70年代末，大容量的单模光纤和长寿命的半导体激光器研制成功。光纤通信系统开始显示出长距离、大容量无比的优越性。

按理论计算：就光纤通信常用波长1.3微米和1.55微米波长窗口的容量至少有25000GHz。自然会想到采用多波长的波分复用技术WDM（WavelengthDivisionMultiplex）。1996年WDM技术取得突破，贝尔实验室发展了WDM技术，美国MCI公司在1997年开通了商用的WDM线路。光纤通信系统的速率从单波长的2.5Gb/s和10Gb/s爆炸性地发展到多波长的Tb/s(1Tb/s=1000Gb/s)传输。当今实验室光系统速率已达10Tb/s，几乎是用之不尽的，所以它的前景辉煌。

中国光纤通信发展史

1973年，世界光纤通信尚未实用。邮电部武汉邮电科学研究院（当时是武汉邮电学院）就开始研究光纤通信。由于武汉邮电科学研究院采用了石英光纤、半导体激光器和编码制式通信机正确的技术路线，使我国在发展光纤通信技术上少走了不少弯路，从而使我国光纤通信在高新技术中与发达国家有较小的差距。

我国研究开发光纤通信正处于十年**时期，处于封闭状态。国外技术基本无法借鉴，纯属自己摸索，一切都要自己搞，包括光纤、光电子器件和光纤通信系统。就研制光纤来说，原料提纯、熔炼车床、拉丝机，还包括光纤的测试仪表和接续工具也全都要自己开发，困难极大。武汉邮电科学研究院，考虑到保证光纤通信最终能为经济建设所用，开展了全面研究，-1-

除研制光纤外，还开展光电子器件和光纤通信系统的研制，使我国至今具有了完整的光纤通信产业。

1978年改革开放后，光纤通信的研发工作大大加快。上海、北京、武汉和桂林都研制出光纤通信试验系统。1982年邮电部重点科研工程“八二工程”在武汉开通。该工程被称为实用化工程，要求一切是商用产品而不是试验品，要符合国际CCITT标准，要由设计院设计、工人施工，而不是科技人员施工。从此中国的光纤通信进入实用阶段。

在20世纪80年代中期，数字光纤通信的速率已达到144Mb/s，可传送1980路电话，超过同轴电缆载波。于是，光纤通信作为主流被大量采用，在传输干线上全面取电缆。经过国家“六五”、“七五”、“八五”和“九五”计划，中国已建成“八纵八横”干线网，连通全国各省区市。现在，中国已敷设光缆总长约250万公里。光纤通信已成为中国通信的主要手段。在国家科技部、计委、经委的安排下，1999年中国生产的8×2.5Gb/sWDM系统首次在青岛至大连开通，随之沈阳至大连的32×2.5Gb/sWDM光纤通信系统开通。2005年3.2Tbps超大容量的光纤通信系统在上海至杭州开通，是至今世界容量最大的实用线路。

中国已建立了一定规模的光纤通信产业。中国生产的光纤光缆、半导体光电子器件和光纤通信系统能供国内建设，并有少量出口。

有人认为，我国光纤通信主要干线已经建成，光纤通信容量达到Tbps，几乎用不完，再则2000年的IT泡沫，使光纤的价格低到每公里100元，几乎无利可图。因此不要发展光纤通信技术了。

实际上，特别是中国，省内农村有许多空白需要建设；3G移动通信网的建设也需要光纤网来支持；随着宽带业务的发展、网络需要扩容等，光纤通信仍有巨大的市场。现在每年光纤通信设备和光缆的销售量是上升的。

二、光纤通信的原理及其优点

光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息．

光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。光纤通信之所以发展迅猛,主要缘于它具有以下特点:

(1)通信容量大、传输距离远;一根光纤的潜在带宽可达20THz。采用这样的带宽，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。目前400Gbit/s系统已经投入商业使用。光纤的损耗极低，在光波长为1.55μm附近，石英光纤损耗可低于0.2dB/km，这比目前任何传输媒质的损耗都低。因此，无中继传输距离可达几

十、甚至上百公里。

(2)信号串扰小、保密性能好;

(3)抗电磁干扰、传输质量佳,电通信不能解决各种电磁干扰问题，唯有光纤通信不受各种电磁干扰。

(4)光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输;

(5)材料来源丰富,环境保护好，有利于节约有色金属铜。

(6)无辐射,难于窃听,因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。

(7)光缆适应性强,寿命长。

(8)质地脆，机械强度差。

(9)光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。

(10)分路、耦合不灵活。

(11)光纤光缆的弯曲半径不能过小（>20cm）

(12)有供电困难问题。

利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式．由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显著优点，光纤通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光－光纤通信．

光纤通信是现代通信网的主要传输手段，它的发展历史只有一二十年，已经历三代：短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤．采用光纤通信是通信史上的重大变革，美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路，而致力于发展光纤通信．中国光纤通信已进入实用阶段．

光纤通信的诞生和发展是电信史上的一次重要革命与卫星通信、移动通信并列为20世纪90年代的技术。进入21世纪后，由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长，对大容量（超高速和超长距离）光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。光纤通信就是利用光波作为载波来传送信息，而以光纤作为传输介质实现信息传输，达到通信目的的一种最新通信技术。

通信的发展过程是以不断提高载波频率来扩大通信容量的过程，光频作为载频已达通信载波的上限，因为光是一种频率极高的电磁波，因此用光作为载波进行通信容量极大，是过去通信方式的千百倍，具有极大的吸引力，光通信是人们早就追求的目标，也是通信发展的必然方向。

光纤通信的应用领域是很广泛的，主要用于市话中继线，光纤通信的优点在这里可以充分发挥，逐步取代电缆，得到广泛应用。还用于长途干线通信过去主要靠电缆、微波、卫星通信，现以逐步使用光纤通信并形成了占全球优势的比特传输方法；用于全球通信网、各国的公共电信网（如我国的国家一级干线、各省二级干线和县以下的支线）；它还用于高质量彩色的电视传输、工业生产现场监视和调度、交通监视控制指挥、城镇有线电视网、共用天线（CATV）系统，用于光纤局域网和其他如在飞机内、飞船内、舰艇内、矿井下、电力部门、军事及有腐蚀和有辐射等中使用。

三、近几年技术大突破

要全面发挥互联网的潜力，我们必须不断提高网络可靠性、速度和灵活性。这就要求我们构想一种非常可靠、可以灵活地支持新应用和业务而且成本低廉的网络。有一套真正的端到端

解决方案，对于构建更可靠、速度更高而且更灵活的互联网也至关重要。

此外，我们还需要智能网络，它必须提供动态的带宽管理、集成的分组和光纤联网以及通过一体化解决方案实现的协调一致的故障排除功能。将来的网络还必须提供可扩展、可实现业务的多太比特连接管理解决方案，它应该可以集合和整理（groom）波长和子波长（sub wavelength）业务并提供灵活的恢复机制来满足业务需要。

超高容量和超远距离（4000km）解决方案对于演进长途网络也很关键，而先进的DWDM系统则是城域解决方案的一个重要组成部分。可靠性不再是一个业务差分因素，它已成为一项必备要求，而光纤层保护和恢复则是它的一部分。光纤和分组层上采用的经过实践验证的功能恢复方法可以更可靠、智能地根据根本原因处理网络性能下降情况。

要在一个业务要求瞬息万变的环境中提供灵活性，模块化光纤系统是一项必备条件。从收集层到高速核心网之间，我们需要提供多样化的上高速路（OnRamp）手段，使得我们能处理不同的协议和不同的传输速率。这是收集层波分复用设备非常重要的要求。

时分复用（TDM）和密集波分复用（DWDM）技术的发展帮助我们顺利演进了网络以处理业务容量问题。这两种技术可以提高光纤吞吐量模块性，而DWDM还可以提供一种解决容量问题的方法，因为它使服务供应商可以在一根光纤上合并和发送多个光信号。这样，服务供应商便可以灵活地增加专为增加光纤容量而设计的下一代TDM技术，以便通过将时间划分为更短的时间段和增加每秒传输的比特数量来处理比特率。

然而，寻求实现2.5Gbit/s和10Gbit/s以上线路速率的服务供应商还必须满足这一要求。服务供应商们正在寻求可以支持更高光纤核心传输速率的解决方案，以便实现高性能骨干太比特容量并有效管理带宽增长，同时降低在光纤上将每比特业务传输1英里所需的成本。下一代技术的发展可以提高光纤层的容量和效率，而且还可以在一根传输线路速率为40Gbit/s的光纤上支持高达64Tbit/s的容量。这种结构可以扩展到80Gbit/s甚至更高。与DWDM网络设备协同使用时，全新的40G解决方案实现的太比特容量可以实现一种非常优化的解决方案来缓解网络核心的业务拥塞和瓶颈。

40Gbit/s平台可以提高网络的经济高效性，扩大光纤覆盖范围，同时降低对传统网络单元的需求。它在每英里上传输1比特业务的成本最低而且设计小巧，可以减少在中心局中所需的空间。一个完整的40Gbit/s平台将可以集成一个智能ASON（自动交换式光纤网络），以提供在传输层管理容量的功能，同时实现将带宽设置和多种端到端业务迅速重新路由至网络任何地方的灵活性。这有助于确保需求可以得到经济高效的满足。

光纤组件的其它进步和一体化网状体系结构的建立将为服务供应商带来更高效的解决方案。网状网的灵活性可以提高网络效率，同时降低总投资成本。网状体系结构允许进行多种灵活的网络配置，每一种配置都可以支持基于智能光纤交换机的电路设置和所请求保护级别上对不同多级别业务的路由。

多重路由功能允许经济高效的业务设置，而且可以通过缩短恢复时间提高网络的整体可靠性。灵活的带宽管理还使服务供应商可以在必要时租用不同波长。另外，可调谐的发射机将为光纤核心带来更大的灵活性，并通过在所有波长上使用相同激光器来降低库存成本。

四、光通信器件的介绍

光通信器件是光通信的关键部分，对光通信的发展起到了制约的作用，直接影响到整个光纤通信系统设备的技术水平和市场竞争力。随着密集波分复用系统、光传送网和光纤接入网的发展，对器件的质量要求越来越高，并且不断向交换、无线通信、光互连和传感器等领域扩展。

光纤通信器件分为有源器件、无源器件，其中有源器件包括激光器及组件、光纤放大器（以掺铒光纤放大器为主）、发送器、接收器等；无源器件可分为波分复用器、光开关、连接器、衰减器、准直器 隔离器等。

随着目前全光网络、太比特速率以及密集波分复用技术等光纤通信新技术的涌现，由光电集成和光子集成组成的光纤通信器件在整个光纤通信系统中所起的作用越来越重要，用量大增，其占据光纤通信市场份额迅速上升。在2000年，有源器件在整个光通信市场份额占40%，无源器件占9%。同时，光纤通信技术能否持续发展，很大程度取决于器件水平。可以说光纤通信进步的基础在于光器件。

五、光通信材料的介绍

一般而言，新材料的研制开发大多来源于新兴器件技术的需求，对于光纤（Optical Fiber）材料也有类似情形，玻璃作为传输介质的研制探索已有近一个世纪的历史，目的主要在于改善宽频带（Broadband）的长途通信（Teleconmunication），使得借助玻璃纤维传输的光信号优于通过金属电线传导的电信号．

早期的电话是通过电线传输的直流信号，它的强度（音量大小）由碳话筒（Car－fon Microphone）产生的电阻变化而调制．随着真空管（Vacuum Tube）的出现，声信号通过交流载波器（Carrier）而调幅，并建立起间隔为4000Hz的十二个交流载波器组成的频率体系（Frequency Hierarchy）．越高的载波频率允许越大的信息承载容量．由于金属电线的阻抗随频率增高而变大，该系统在高于IMHk频率就不能使用．这种限制在二战后被克服，采用单边带微波无线电（Single Sideband MicrowaveRadio）明显地增大了单个传输通道的带宽容量，它们早先通过塔杆而后使用卫星进行传送．后来，可用的频带限制了其增长，人们的汪意力转向波导（Waveguide）以及同轴电缆（Coaxial Cable）的研制开发。

不久同轴电缆就用在大容量的中继主干线路（Trunk Line），但因高损耗而在间距

一、两公里就需放大处理．寻求更有效的系统导致了毫米波导的开发．相比起同轴系统传输600对声音信号，每个波导可提供多达238，000对声音回路．但是，波导系统的复杂性和调节的紧密性使得系统非常昂贵，光通信设想早已被注意，原因在于 10 12 Hz频率的光可提供几乎无限的带宽．然而，主要的障碍在于获得透明的传输介质．最早的实验利用空气来传输，但因雾。烟、雨等干扰而未能实用化．然后，尝试用铝管中的压缩空气来传输，纯净的空气透光性好，不过用于补偿光束发散的透镜会导致高的反射损耗．一种巧妙发明的气体透镜，可对称地加热管中的气体引起密度因而折射率（Refractiv Index）的梯度变化，从而起到聚焦作用，这种通过加热金属管的传输系统同样不大经济．

采用头发丝细的玻璃纤维可以代替气体作为传输质．这种圆柱形纤维中高折射率的内芯，被低折射率的包覆层围绕，从而使光线芯子与包覆层的界面发生全反射，并且无反射损耗地传输．由这种光学特性可以预计，光纤能在比金属波导低的生产和安装成本下达测望的适应性能．若低于lppm的过渡金属杂质，则透明石英光纤能达到小于20 dB／km的损耗．

六、光纤通信的发展前景

FTTH（光纤到家庭）是光纤通信进一步发展的方向，它被公认为理想的宽带接入网。目前，所谓宽带业务，大多是500kbps的影视节目。运营商为了充分利用铜线资源，采用ADSL技术就可提供，这使FTTH成为接入网主流的时间有所推迟。不久的将来，在HDTV普及的情况下，ADSL不能满足要求，而先进的ADSL2+也许可满足1chHDTV/户。如果4chHDTV/户采用FTTH比较合理。在双向业务广泛应用的情况下，上下行不对称的ADSL难以对应。目前，发达国家FTTH建设普遍开展，日本、韩国和美国比较发达，采用各种无源光网PON和以太网技术。中国的运营商和房地产开发商已对FTTH进行了试点。近来出现了所谓的网络电视（IPTV），电信运营商提出IPTV的初衷是考虑到有计算机的人少而有电视机的人多。提出的IPTV是采用专用的机顶盒连接电视机可直接浏览电信网的内容，而不要计算机。IPTV具有常规电视并兼有点播和时移电视的功能，可能会取代常规电视。由于IPTV的发展，影响光纤接入网和FTTH的构建。另外，也产生电信运营商和广播运营商的利益冲突。尽管有限制发牌照政策以保护广播运营商，但大势所趋，不可阻挡。实际上，许多广播运营商也开始改造其广播网为数字双向，也具备了发展IPTV的功能。广播运营商和电信运营商的界限开始有些模糊。

七、总结：

光纤通信系统可以传输数字信号，也可以传输模拟信号。用户要传输的信息多种多样，一般有话音、图像、数据或多媒体信息。光纤通信系统，包括发射、接收和作为广义信道的基本光纤传输系统。在任何一种通信网络中，光纤是核心和关键。现代通信系统的发展日新月异，新技术、新产品的不断出现，它迅速改善和提高了人们的生活水平

参考文献： 光纤通信 刘增基 周洋溢西安电子科技大学出版社

光纤光学刘明德中国科学出版社

5.光纤通信系统的发展与现状 篇五

通信科学的发展历史悠久。近代通信技术分为电通信和光通信两类。电通信又分为有线通信和无线通信，是两种相当成熟的技术。通信技术发展过程中，围绕着增加信息传输的速率和距离，提高通信系统的有效性、可靠性和经济性方面进行了许多工作，取得了卓越的成就。光通信技术则是当代通信技术发展的最新成就，已成为现代通信系统的基石。

从广义的概念上说，凡是用光作为通信手段的都可称为光通信，则光通信的历史可追溯到远古时代，那时大部分文明社会已经用烟火信号传递单个信息，至18世纪末通过信号灯、旗帜和其他信号装置进行通信的类似方法已基本走到尽头。1792年，根据克劳特查普的建议，采用中继器使机械代码信号传送很长距离（约100km）。这种光通信系统速度很慢，其有效速率B<1b/s。

19世纪30年代电报的出现用电取代了光，开始了电信时代，利用新的代码技术，速率增加到3～10 b/s，采用中继站后允许进行长距离（约1000km）通信，1866年，第一条越洋电报电缆系统投入运营。电报也基本上使用数字法。1876年电话的发明引起了本质的变化，电信号通过连续变化电流的模拟形式传送，这种模拟电通信技术支配了通信系统达100年左右。

20世纪全球电话网的发展导致了电通信系统许多改进，使用同轴电缆代替双绞线大大提高了系统容量。第一代同轴电缆系统在1940年投入使用，是一个3MHz的系统，能够传输300路音频信号或1路视频信号，这种系统的带宽受到与频率相关的电缆损耗的影响，频率超过100MHz时，损耗迅速增加，这种限制导致了微波通信系统的发展。在微波系统中，利用1～10GHz的电磁波及合适的调制技术传递信号。最早的微波系统中，利用1～10GHz的电磁波及合适的调制技术传递信号。最早的微波系统工作于4GHz，1948年投入运营，从此以后，同轴和微波系统都得到了很大的发展，并都能工作于约100Mb/s。最先进的同轴系统于1975年投入运营，其速率达274Mb/s，但中继距离短（约1km），系统成本高。微波通通信系统速率亦受到载波频率的限制。

紧随研究与发展的步伐，经过许多现场试验后，于1978年工作于0.8μm的第一代光波系统正式投入商业应用，其比特率在20～100 Mb/s之间，最大中继距离约10km，最大通信容量（BL）约500（Mb/s）·km。与同轴电缆相比，中继间距长，投资和维护费用低，是工程和商业运营的追求目标。

在1970年时人们就认识到，使光波系统工作于1.3μm时，损耗<1.0dB/km，且有最低色散，可大大增加中继距离，这推动了全世界努力发展1.3μm的InGaAs半导体激光器和检测器。1977年研制成功这种激光器。接着在80年代初，早期的采用多模光纤的第二代光波通信系统问世，其中继距离超过了20km，但由于多模光纤的模间色散，早期的系统的比特率限制在100Mb/s以下。采用单模光纤能克服这种限制，一个实验室于1981年演示了比特率为2Gb/s，传输距离为44km的单模光波实验系统，并很快引入商业系统，至1987年1.3μm单模第二代光波系统开始投入商业运营，其比特率高达1.7Gb/s，中继距离约50km。第二代光波系统中继距离受到1.3μm附近光纤损耗（典型值为0.5dB/km）限制。理论研究发现，石英光纤最低损耗在1.55μm附近，实验技术上于1979年就达到了0.2dB/km的低损耗。然而由于1.55μm处高的光纤色散，而当时多纵模同时振荡的常规InGnAsP半导体激光器的谱展宽问题尚未解决，这两个因素，推迟了第三代光波系统的问世。后来的研究发现，色散问题可以通过使用设计在1.55μm附近，具有最小色散的色散位移光纤（DSF）与采用单纵模激光器来克服。在80年代这两种技术都得到了发展，1985年的传输试验显示，其比

特率达到4Gb/s，中继距离超过100km。至1990年，工作于2.4 Gb/s，1.55μm的第三代光波系统已能提供通信商业业务。这样的第三代光波系统，通过精心设计激光器和光接收机，其比特率能超过10Gb/s。后来，10Gb/s的光波系统在一些国家得到了重点发展。

第四代光波系统以采用光放大器（OA）增加中继距离和采用频分与波分复用（FDM与WDM）增加比特率为特征，这种系统有时采用零差或外差方案，称为相干广播通信系统，在80年代在全世界得到了发展。在一次试验中利用星型耦合器实现100路622Mb/s数据复用，传输距离50km，其信道间串扰可以忽略。在另一次试验中，单信道速率2.5Gb/s，不用再生器，光纤损耗用光纤放大器（EDFA）补偿，放大器间距为80km，传输距离达2232km。光波系统采用相干检测技术并不是使用EDFA的先决条件。有的实验室曾使用常规非相干技术，实现了2.5Gb/s，4500km和10Gb/s，1500km的数据传输。另一实验曾使用循环回路实现了

2.4Gb/s，2100km和5Gb/s，14000km数据传输。90年代初期光纤放大器的问世引起了光纤通信领域的重大变革。

第五代光波通信系统的研究与发展经历了近20年历程，已取得突破性进展。它基于光纤非线性压缩抵消光纤色散展宽的新概念产生光孤子，实现光脉冲信号保形传输，虽然这种基本思想1973年就已提出，但直到1988年才由贝尔实验室采用受激喇曼散射增益补充光纤损耗，将数据传输了4000km，次年又将传输距离延长到6000km。EDFA用于光孤子放大开始于1989年，它在工程实际中有更大的优点，自那以后，国际上一些著名实验室纷纷开始验证通信作为高速长距离通信的巨大潜力。1990——1992年在美国与英国的实验室，采用循环回路曾将2.5与5Gb/s的数据传输 km。1995年，法国的实验室则将20Gb/s的数据 km，中继距离达140km。1995年线形试验也将20Gb/s的数据传输8100km，40Gb/s传输5000km。线形光孤子系统的现场试验也在日本东京周围的城域网中进行，分别将10Gb/s与20Gb/s的数据传输了2500km与1000km。1994年和1995年80Gb/s和160Gb/s的高速数据也分别传输500km和200km。

光波通信技术得到巨大发展，现在世界通信业务的60%需经光纤传输，至本世纪末将达85%。随着光波通信系统技术的发展，光波通信系统在通信网中的应用得到了相应的发展。现在世界上许多国家都将光波系统引入了公用电信网、中继网和接入网中。但是目前这种奇特媒质的真正应用还仅仅是在现有电信网络的骨架结构内用光纤代替铜线，是通信网的性能得到了某种改善，降低了成本，而网络的拓扑骨架结构基本上还是光波通信出现之前的模式，光波通信的潜力尚未完全发挥。在目前的通信网中光纤通信技术应用尚属于一种经典应用，在通信网的发展中属于第二代通信网（第一代为纯电信网）。进入90年代后，随着光纤与光波电子技术的发展，光放大器，波分复用器，光子开关，光逻辑门，路由器等许多新颖光纤与半导体功能光器件相继问世，在全世界范围内掀起了发展第三代通信网——全光通信网的潮流。这种通信网中，不仅用光波系统传输信号，交换、复用、控制与路由选择等亦全部在光域完成，由此构建真正的光波通信网。

光波通信发展至今不到30年，但其进展之快，对通信技术影响之大，始所未料，目前大量新的理论与技术研究和发展工作正在继续进行。

光纤通信的特点与应用

收

光纤通信技术的现状及发展趋势

http://.cn/20080308/ca464325.htm

(2008-05-12 15:54:56)

摘要 简要介绍了光纤通信的现状，总结了目前正在使用的波分复用技术和光纤接入技术的基本原理和发展状况，从超大容量、超长距离传输技术和光弧子通信技术，以及全光网络3个方面论述了光纤通信技术的发展趋势。

光纤通信自从问世以来，给整个通信领域带来了一场革命，它使高速率、大容量的通信成为可能。光纤通信由于具有损耗低、传输频带宽容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点而备受业内人士的青睐，发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从1980年到2000年这20年间增加了近一万倍，传输速度在过去的10年中大约提高了100倍。目前，我国长途传输网的光纤化比例已超过80%，预计到2010午，全国光缆建设长度将再增加约105km，并且将有11个大城市铺设10G以上的大容量光纤通信网络[1]。

一、光纤通信技术的现状

光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。目前，光纤通信技术已有了长足的发展，新技术也不断涌现，进而大幅度提高了通信能力，并不断扩大了光纤通信的应用范围。

1.波分复用技术

波分复用WDM（Wavelength Division Multiplexing）技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源。根据每一信道光波的频率（或波长）不同，将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器），将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端，再由一波分复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立（不考虑光纤非线性时），从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。自从上个世纪末，波分复用技术出现以来，由于它能极大地提高光纤传输系统的传输容量，迅速得到了广泛的应用。

1995年以来，为了解决超大容量、超高速率和超长中继距离传输问题，密集波分复用DWDM（Dens Wavelength Division Multiplexing）技术成为国际上的主要研究对象。DWDM光纤通信系统极大地增加了每对光纤的传输容量，经济有效地解决了通信网的瓶颈问题。据统计，截止到2002年，商用的DWDM系统传输容量已达400Gbit/s。以10Gbit/s为基础的DWDM系统已逐渐成为核心网的主流。DWDM系统除了波长数和传输容量不断增加外，光传输距离也从600km左右大幅度扩展到2000km以上[2]。

与此同时，随着波分复用技术从长途网向城域网扩展，粗波分复用CWDM（Coarse Wavelength Division Multiplexing）技术应运而生。CWDM的信道间隔一般为20nm，通过降低对波长的窗口要求而实现全波长范围内（1260nm～1620nm）的波分复用，并大大降低光器件的成本，可实现在0km～80km内较高的性能价格比，因而受到运营商的欢迎。

2.光纤接入技术

光纤接入网是信息高速公路的“最后一公里”。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，由于光纤到达位置的不同，有FTTB、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。不少城市制订了FTTH的技术标准和建设标准，有的城市还制订了相应的优惠政策，这些都为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）实现用户和局端的直接连接，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。

xPON意味着包括多种PON的技术，例如APON（也称为BPON）、EPON（具有GE能力的称为GEPON）以及GPON。APON出现最早，我国的“863”项目也成功研发出了APON，但由于诸多原因，APON在我国基本上没有应用。目前用得比较多的是EPON中的GEPON，我国的GEPON依然属于“863”计划的成果，而且得到广泛的应用，还出口到日本、独联体、欧洲、东南亚等海外一些国家和地区。GPON由于芯片开发出来比较晚，相对不是很成熟。成本还偏高，所以，起步较晚，但在我国已经开始有所应用。由于其效率高、提供TDM业务比较方便，有较好的QoS保证，所以，很有发展前景。EPON和GPON各有优缺点，EPON更适合于居民用户的需求，而GPON更适合于企业用户的接入[3]。

二、光纤通信技术的发展趋势

对光纤通信而言，超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标，而全光网络也是人们不懈追求的梦想。

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很大的应用前景，这几年波分复用系统发展也确实十分迅猛。目前，1.6Tbit/s的WDM系统已经大量商用，同时，全光传输距离也在大幅度扩展。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，从而大大提高传输容量。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。欧共体的RACE计划和美国正在执行的ARPA计划在发展宽带全光网中都部署了WDM和OTDM混合传输方式，以提高通信网络的带宽和容量。WDM/OTDM系统已成为未来高速、大容量光纤通信系统的一种发展趋势，两者的适当结合应该是实现Tbit/s以上传输的最佳方式。实际上，最近大多数超过3Tbit/s的实验都采用了时分复用（TDM、OTDM、ETDM）和WDM相结合的传输方式[4]。

2.光弧子通信

光弧子是一种特殊的ps数量级上的超短光脉冲，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。光弧子通信就是利用光弧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。

在光弧子通信领域内，由于其具有高容量、长距离、误码率低、抗噪声能力强等优点，光弧子通信备受国内外的关注，并大力开展研究工作。美国和日本处于世界领先水平。美国贝尔实验室已经成功实现了将激光脉冲信号传输5 920km，还利用光纤环实现了5Gbit/s、传输15 000km的单信道孤子通信系统和10Gbit/s、传输11 000km的双信道波分复用孤子通信系统；日本利用普通光缆线路成功地进行了超高20Tbit/s、远距离1 000km的孤立波通信，日本电报电话公司推出了速率为10 Gbit/s、传输12 000km的直通光弧子通信实验系统。在我国，光弧子通信技术的研究也有一定的成果，国家“863”研究项目成功地进行了OTDM光弧子通信关键技术的研究，实现了20Gbit/s、105km的传输。近年来，时域上的亮孤子、正色散区的暗孤子、空域上展开的三维光弧子等，由于它们完全由非线性效应决定，不需要任何静态介质波导而备受国内外研究人员的重视[5]。

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?a href=“http://.cn/cnii_zte/index.htm” class=“yt” >中兴俾?0～20Gbit/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100000公里以上；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我们相信，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。

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。

全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性，并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率，网络结构简单，组网非常灵活，可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。当然，全光网络的发展并不可能独立于众多通信技术之中，它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合[6]。

目前全光网络的发展仍处于初期阶段，但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看，形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层，建立纯粹的全光网络，消除电光瓶颈已成未来光通信发展的必然趋势，更是未来信息网络的核心，也是通信技术发展的最高级别，更是理想级别。

三、结束语

6.光纤及光纤传输系统介绍 篇六

一、光及其特性：

1.光是一种电磁波。

可见光部分波长范围是：390-760nm(毫微米).大于760nm部分是红外光，小于390nm部分是紫外光。光纤中应用的是：850nm，1300nm，1550nm三种。

2.光的折射，反射和全反射。

因光在不同物质中的传播速度是不同的，所以光从一种物质射向另一种物质时，在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且，折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时，折射光会消失，入射光全部被反射回来，这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的(即不同的物质有不同的光折射率)，相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。

二.光纤结构及种类：

1.光纤结构：

光纤裸纤一般分为三层： 中心高折射率玻璃芯(芯径一般为50或62.5μm)，中 间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125μm)，最外是加强用的树脂涂层。

2.数值孔径：

入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同(AT&TCORNING)。

3.光纤的种类：

A.按光在光纤中的传输模式可分为： 单摸光纤和多模光纤。

多模光纤：中心玻璃芯教粗(50或62.5μm)，可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。

单模光纤：中心玻璃芯教细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但其色度色散起主要作用，这样单模 光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。

B.按最佳传输频率窗口分：常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。

常规型：光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如1300 μm。

色散位移型：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1300μm和1550μm。

C.按折射率分布情况分：突变型和渐变型光纤。

突变型：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。其成本低，模间色散高。适用于短途低速通讯，如：工控。但单模光纤由于模间色散很小，所以单模光纤都采用突变型。

渐变型光纤：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小，可使高模光按正弦形式传播，这能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高，现在的多模光纤多为渐变型光纤。

4.常用光纤规格：

单模： 8/125μm，9/125μm，10/125μm

多模： 50/125μm 欧洲标准，62.5/125μm 美国标准

工业，医疗和低速网络： 100/140μm，200/230μm

塑料： 98/1000μm 用于汽车控制。

三.光纤制造与衰减：

1.光纤制造：

现在光纤制造方法主要有：管内CVD(化学汽相沉积)法，棒内CVD法，PCVD(等离子体化学汽相沉积)法和VAD(轴向汽相沉积)法.2.光纤的衰减：

造成光纤衰减的主要因素有： 本征，弯曲，挤压，杂质，不均匀和对接等。本征： 是光纤的固有损耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。

弯曲： 光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉，造成的损耗。挤压： 光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。

杂质： 光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光，造成的损失。

不均匀： 光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。

对接： 光纤对接时产生的损耗，如：不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8μm)，端面与轴心不垂直，端面不平，对接心径不匹配和熔接质量差等。

四.光纤的优点：

1.光纤的通频带很宽。理论可达30亿兆赫兹。

2.无中继段长。几十到100多公里，铜线只有几百米。不受电磁场和电磁辐射的影响。

4.重量轻，体积小。例如：通2万1千话路的900对双绞线，其直径为3英寸，重量8 吨/KM。而通讯量为其十倍的光缆直径为0.5英寸，重量450P/KM。

5.光纤通讯不带电，使用安全可用于易燃，易暴场所。

6.使用环境温度范围宽。

7.电力系统的通信光纤设备维护 篇七

关键词：电力系统,通信光纤,设备维护

光纤通信技术因其具有高效、快速、稳定、抗干扰等特点，在各行各业中得到了广泛的应用。尤其在电力系统通信中，光纤通信技术，提高了电力系统通信的速度，确保了电力系统的稳定运行。因此，通信光纤设备的维护是电力系统安全稳定运行的重要工作之一。

一、光纤通信技术

（一）技术内容

光纤通信指的是将激光作为主要的载波信号，然后经由光纤来进行相关信息的有效传播的一种具体的通信系统。就目前的情况而言，光纤通信系统是一种应用最为广泛的通信系统。其中，光纤通信系统中的单模光纤传播路径较为单一，其仅允许使用一种模式进行信息传播，该种光纤的纤芯直径一般都是比较小的，其宽带范围较大，膜间不存在色散现象，在运行过程中需要配置半导体激励器LD进行激励，单模光纤比较适合在长距离的信息传输中使用;光纤通信系统中的多模光纤的实际传播路径是非常广泛的，这主要是因为其能够允许多个模式同时进行信息传播，该种光纤的纤芯一般都是比较大的，其能够运用发光二极管LED当作是主要的光源装置，由于该种光纤膜间存在着一定的色散现象，所以，其一般是应该在短距离的信息传输中进行使用的。

（二）技术特点

1、高速大容。

容量大是光纤通信的一大显著特点，这表现在传输宽带方面，相较于传统的铜线以及电缆装置来说，光纤的实际宽度要大得多得多。目前的单波长光纤通信系统主要是因为其终端设备的相关电子瓶颈效应而导致带宽优势难以被充分发挥出来，但是随着现代科技的快速发展，光纤的具体信息传输容量也处在一个快速的大幅度增长进程当中，现今的光纤传播速度一般保持在2.5至10之间(单位取Gbps)，由此可见，光纤通信技术有着非常大的实际发展空间。

2、低损耗。

石英光纤的实际能量损耗可以达到低于0到20dB/km的标准水平的。日后，伴随着科学技术的不断更新与发展，未来可以将非石英系统的极低耗能光纤应用在通信中，使得光纤通信系统对于更加大的无中继距离的有效跨越变为可能，这样做的目的使得实际的中继站数量可以相应被减少，起到节约运用成本的作用。

3、优良的保密性质。

在实际的传播进程中，光纤可以将光信号限制在相关的光波导结构中，这样，已经被泄露出来的射线就会被环绕在光纤周围的不透明包皮物质有效吸收到，实现泄露的良好扼制，从而避免了串音情况出现在光纤通信中，有效地防止了所传播的信息被窃听，保障了光纤设备的良好保密性。

4、较强的抗干扰能力。

目前的光纤选用的主要制作材料是石英，该种原材料有着非常优良的抗腐蚀性能以及绝缘性，其尤为突出的优势在于能够很好地抵抗电磁干扰，具体来说，石英光纤能够与相应的电力导体进行组合后形成复合光缆以及实现与高压输电线路的平行架设，其在实际的运用过程中不会遭受太阳黑子以及电离层、雷电的活动干扰，更不会受到由于人为而产生的电磁干扰，使得光纤通信技术能够在电力领域中得到普及使用。

除此之外，光纤还有着轻柔、成本低以及稳定性强、易于铺设、原材料丰富以及寿命长等等优势，由于这些优势的存在使得光纤可以在各个行业、各个领域中取得广泛应用。

二、电力系统的通信光纤设备维护

（一）分类

1、网管。

在电力系统中，光纤通信设备的网管维护主要指的是在实际的网管中心，相应的设备维护人员可以使用网管计算机设备进行设备详细数据的具体查阅，并对设备的实际性能以及具体运行情况定时检查，及时发现相关的潜在故障，实时地进行设备隐患的有效排出。若是在电力系统的运行过程中发生了设备故障，应该针对具体的设备故障报警信息进行分析，实现故障定位，及时处理已经发生的故障。

2、现场元。

在电力系统中，光纤通信设备的现场元维护主要指的是相应的设备维护人员在实际的运行现场能够依据设备警告指示灯的具体状态以及仪表测量结果、用户反馈信息等等进行有效的故障定位与处理。如果在现场不具备相应的仪表数据信息则可以运用PCM指示灯来实施故障分析。

（二）维护内容

1、确保系统设备运行。

在电力系统通信光纤的实际运用过程中，要保障相应的通信设备应该时刻处在一个正常工作的运行环境中。比如说可以将电力系统中的供电以及传输设备工作所需的直流电压控制在-48V±20%，使其所允许的具体电压范围保持在-38.4到-57.6V的相应范围中;再比如SDH网管监控系统以及电力系统的本地维护终端所采用的计算机都是相应的专属设备，在实际使用过程中，禁止将其挪作它用，从而有效防止病毒的不良侵害。

2、排除故障。

这就要求要在实际的系统维护中有效地进行故障的分析与处理，具体来说，应该依据具体的故障信息以及告警指示信息，经过排查后定位设备的故障位置，及时找出相应的设备故障原因，力求在最短的时间内实现设备故障的有效解决，保障电力系统通信光纤设备的顺利运行。

3、集中维护。

在进行电力系统通信光纤设备的有效维护时一般采用的维护方式是集中式的，这就要求相应部门应该成立系统运行维护中心，把设备运行维护所需的主要监控、维护仪器以及设备运维人员集中在一个站点中，减少人员配置。

（三）维护方法

具体的设备维护流程为查看、定位、分析、排除。查看主要是指要查看相应的指示灯装填以及计算机上的故障告警信息、相应的信号流程表;定位指的是先大致进行故障定位，然后采用相关的有效措施进行精确地故障定位;分析指的是针对具体的设备故障作细化分析并制定相应的处理方案;排除指的是根据相应的方案以及标准实施有效的故障排除。

1、替代法。

替代法是一种常见的SDH设备故障处理法，具体来说，该种处理方法的主要使用原理就是采用一个能够正常工作运行的相应模块来将被怀疑不正常运行的相关工作模块进行替换，最终实现有效地进行设备故障的定位以及排除的目的。这种设备维护方法主要是适用于将故障定位在单站以后以及针对单站内单板故障、支路故障进行排除的过程。

2、环路检测法。

进行设备故障定位最常用的一个手段就是构造环路检测，又可称作自环。设备的自环可以分为很多种，根据自环信号的方向可以将其分为设备外自环以及设备内自环两种，设备外自环主要用来检查对端站及传输链路的故障，设备内自环主要用来检查本站设备的故障。根据自环的信号等级可以将其分为2Mb/s自环、群路(STM—1155M)自环等等方面，其中，自环主要是用来分别进行各自的单元是否有故障的相应检查的。通过设备各种不同的自环，就可逐级地分离出故障点来，实现故障排除。

3、仪表测试法。

这种方法主要说的是可以通过对各种仪表设备的有效运用来进行设备传输故障的检测，其中，仪表包括光功率计以及万用表、误码仪等等方面。

（四）注意事项

1、实施清洁、安全工作。

维护人员在进行光接口信号处理时，要避免将光发送器的尾纤端面以及其上面的活动连接器的实际端面对着眼睛，与此同时，还要时刻保持尾纤端面与连接器的清洁。

2、实施有效地防静电工作。

维护人员处在操作机盘前位置时，必须要戴上相应的防静电手腕，与此同时，还要保证其有良好的接地。维护人员在进行机盘更换的时候，也应该戴上防静电手腕，并将换下的机盘实时地装进防静电塑料袋中，然后应该将其放置在一个良好的防静电环境中。

3、强化技能。

这就要求相应的设备维护人员应该熟练掌握操作技能，具体包括保护属性以及业务分配情况、组网拓扑情况、时隙配置情况等。同时，维护人员还应该在电力系统运行中做好具体的巡视工作，最大程度地保证设备安全运行。

三、电力自动化

从目前来看，国内在配电自动化的通信方式方面还没有一个具体的标准，而且，从科研和开发阶段来说，基本上是属于起步阶段。

在现场的实际应用中，应当多搞一些试点，对每种通信方式的性能、可靠性和价格等方面做详细比较，根据比较结果，选择合适的通信方式作为将来配电自动化通信的主要模式加以推广应用，下面作为一种建议的应用通信模式以供参考。

本建议通信模式认为，在没有一个完全满足和适合配电自动化的通信方式之前，应当综合利用现阶段这些通信方式的各自优点来组织一个分区分层的配电自动化通信网络。第一层：市区的配电自动化分站和配电管理中心之间的通信通过目前规划的光纤网络来完成，而外县市配电自动化分站与配电管理中心之间的通信则通过目前规划的SDH微波通信进入市区光纤网络后送到配电管理中心。第二层：每一个配电自动化分站负责本区的配电自动化信息的处理并负责与配电管理中心的联系，对于本区如变电所、大用户、主要线路开关站等主要站点与配电自动化分站之间的通信可以采用光纤通信或一点多址无线通信方式来完成。第三层：对于每个变电所所带的一些小的配电站和线路开关等与变电所之间可以采用扩频通信、800MHz窄带无线通信方式或电力线载波通信方式。第四层：对于居民区内部读表、负荷控制、自动供电和调节电表等一些服务，可以通过前面所述的电力线调制解调器利用已经布好的低压电力线进行通信。这一层的实现属于将来配电自动化的发展相对成熟以后，在此基础上进一步实现用户端的自动控制和抄表等，或者目前新建小区需要和提前考虑的部分。它属于自动化发展的方向和最终目的。

在实际的工程设计中必须根据现场的实际情况，选择合适的通信方式，在提高网络可靠性的同时，尽量降低工程的造价和以后的维护量。

四、结束语

通信光纤设备的稳定性是电力系统稳定运行的重要保障，所以通信光纤设备的维护工作不容忽视，在日常的维护检查中，应做到认真细致，不忽略任何一个可以造成设备故障的细节，做好预防和维护工作，为确保千家万户正常用电做出一份努力。

参考文献

[1]王洁.浅谈光纤通信网络的发展.大观周刊, 2011, (45)

[2]安廷爱.试论电力系统通信光纤设备维护.城市建设理论研究 (电子版) , 2011, (35)

8.论光纤通信在电力通信网中的应用 篇八

关键词：光纤通信；电力通信网

中图分类号：TN929.11 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01

光纤通信实质上就是通过光导纤维来进行有效信息的传输。电力通信系统是由生产，输送，分配最终到消耗等等这些环节的密切配合达成的一个完整的系统。而光纤通信对于整个电力网络通信系统的稳定顺利进行有着至关重要的作用。光纤技术在电力通信中的应用已经输保证电力系统的正常运行的基础。而且，随着社会各个方面的不断完善，电力系统方面也通过光纤通信不断的走向正规的道路。同时电力通信系统的正规化，使得电力通信也能够朝各种方向。

一、电力通信网的构成

光纤，微波，卫星电路是构成电力通信网络的重要组成部分，而电力线载波，光纤通信以及其他通信方式是其分支电路的主要的通信方式。那么以下就是电力通信网中的几种重要的通信方式。

（一）电力线载波通信。电力通信载波就是一种将声音或者其他有声讯息通过载波机转换成一种弱电流，在通过电力线路迅速进行输送的现代化通信方式。同时，这种通信方式在社会的不断进步下，也逐步拥有投入少，成效高，可靠性高等优势。而这些优势也为这种通信方式赢得了广大群众的好评。其中，电力线载波的通信方式还有一个使其倍受青睐的优点那就是与其他电力线载波相比电力线载波能够利用电力线路架空底线然后进行输送载波信号这样的绝缘地线载波方法，而且这种绝缘地线载波方法不仅仅能够不受到任何检修或者障碍性故障的影响，还可以减少大量电能的损耗，这正是当时社会各种自然资源紧缺的一种最为紧迫的一种解决方式。

（二）光纤通信。光纤通信方式不仅仅具有很强的抗电磁干扰能力，还具有在传输较大容量时低消耗的有点。这种光纤通信方式刚刚诞生就受到来自广大的电力部分的大力推广与发展。这种特殊的光纤在电力系统中的大量使用，对于社会的进步有着强有力的推动作用。不仅如此，还能让会社向更尖端的技术走去。让超越于光纤通信的新技术继续深入电力通信系统，同时，加强国家对于光纤的运用。

二、电力通信网络传输中具体要求

电力通信网主要是为各种信号传输，以及电力的调度而专门设计的。因此电力通信网是具有很强的专业性可言的。但是，随着社会的不断进步，以及社会多面性的变化使得电力通信网也得应社会发展的要求，除了专业的信号传输之外。同时还应该具备较强的扩展性。使其能够应对各个方面的问题。那么，对于电信网络的传输就要有相应的要求。

（一）具备一定的可靠性。电力通信系统的可靠性西系数的高低是整个电力系统稳定安全运行的基础保障。因为 当前所有行业以及人生日常生活中的吃、喝、拉、撒都离不开电能的作用。所以，电力通信系统的可靠性是电力网络系统中的一个不可或缺的要求。尤其是对于自动化的设备来说，电力通信系统中的信号传输尤为重要，如：自动取款机，自动电梯等等这些设备都离不开电力通信系统的信号传输，那么，此时光纤通信在电力通信系统中应用，通过他的强抗干扰性，不受各种障碍的影响增强电力通信网络传输的可靠性。所以，光纤通信的应用得以完全满足电力通信网络传输的要求。

（二）对于环境能源保护性。当前，社会高速发展的状态下，对于环境的保护已经是迫在眉睫的一个问题。不论是电力通信网络还是整个电力系统对于能源的节俭是最重要的要求。那么，此时光纤通信在电力通信系统中的应用，不仅仅能够发挥光纤通信的较低的能源消耗的优势，降低对环境能源的消耗与对环境的污染，而且还能够发挥光纤通信以二氧化硅为主要材料的优势，因为我国对于二氧化硅的储备是相当丰富的。所以，光纤通信的应用正好可以弥补我国部分能源的缺失状况。同时，对于环境所起到的积极作用是国家以及社会一直所崇尚的。

三、光线技术在电力通信网中的应用

（一）光缆在电力通信系统中应用。光纤通信技术在电力通信系统中广泛应用，同时也包括一些特种的光纤的普及。如：地线复合光缆，地城缠绕光缆，全介质自承式光缆，等等特种光纤。这些特种光纤也可谓是各有千秋，每一种光纤有这自己独特的地方。像地线复合光缆具有地线的电性能和机械性，它可以不因光纤的设置而受到损害。而像地城缠绕光缆是一种芯数少，又很容易折断的一种光缆，但是它同时具有经济和简易的优势，而且，其中较高的可靠性是这种光缆的一大特点。自承式架设的光缆具备抗拉性强，适应环境能力强以及柔韧性和强抗弯曲性的特点。基于上述这些特种光缆的优势，使得光缆在电力通信系统中应用更加具有实用性。同时，光缆在电力通信系统的应用越来越重要。

（二）光纤传输组网技术。其中两个的组网技术是电力通信系统中比较重要的：密集波分复用技术和同步数字体系。

1.不同波长的光信号集合在一根光线上进行信号传输的方式就是所谓的密集波分复用技术。那么，这种组网技术又一个非常大的特点就是相邻的光波波长之间的间隔越小，相应的光纤所能复用传输的不同的波长的光信号就越强。

2.另一项较为高端的组网技术，是将传输，复接，交换等等技术融为一体同步数字体系。同步数字体系不仅仅是一个组网技术，它还是一种复用的方法，通过同步数字体系，可以建成一个全国乃至全世界都能进行的遥控管理的可靠的电信传输网。不仅如此，同步数字体系还具有一套能够满足电力通信系统可靠性要求的自我保护体系。

四、结束语

光纤通信在电力通信系统中的应用，带来了来自不同方面的便捷性和多方面的有利于社会发展的优点。如低成本，低消耗，容量大等等，不仅仅满足了来自生活中各方面对电力需求，而且电力网络通信为客户的网络通信提供充分的保障。同时，光纤通信也是电力通信系统多年以来发展的一个里程碑，使得现代化电力生产在社会中，人们的日常生活中成为不可或缺的一种工具。所以，我们应该紧随社会的发展脚步，加紧以光纤为主的电力网的建设继续深究光纤通信在电力通信系统中光电信号传输告诉通信数据技术。

参考文献：