光纤技术论文篇(1)

光纤传感器主要由光源、光纤与探测器3部分组成，光源发出的光耦合进光纤，经光纤进入调制区，在调治区内，外界被测参数作用于进入调区内的光信号，是其光学性质如光的强度、相位、偏振态、波长等发生变化成为被调制的信号光，再经过光纤送入光探测器而获得被测参数，光纤传感器中的光纤通常由纤芯、包层、树脂涂层和塑料护套组成，纤芯和包层具有不同的折射率，树脂涂层对光纤起保护作用，光纤按材料组成分为玻璃光纤和塑料光纤；按光纤纤芯和包层折射率的分布可分为阶跃折射率型光纤和梯度折射率光纤两种。光纤能够约束引导光波在其内部或表面附近沿轴线方向向前传播，具有感测和传输的双重功能，是一种非常重要的智能材料。

2.光纤传感器的类型及特点

光纤传感器的类型很多，按光纤传感器中光纤的作用可分为传感型和传光型两种类型。

传感型光纤传感器又称为功能型光纤传感器，主要使用单模光纤，光纤不仅起传光作用，同时又是敏感元件，它利用光纤本身的传输特性经被测物理量作用而发生变化的特点，使光波传导的属性(振幅、相位、频率、偏振)被调制。因此，这一类光纤传感器又分为光强调制型，偏振态调制型和波长调制型等几种。对于传感型光纤传感器，由于光纤本身是敏感元件，因此加长光纤的长度可以得到很高的灵敏度。

传光型光纤传感器又称非功能型光纤传感器，它是将经过被测对象所调制的光信号输入光纤后，通过在输出段进行光信号处理而进行测量的。在这类传感器中，光纤仅作为传光元件，必须附加能够对光纤所传递的光进行调治的敏感元件才能组成传感元件。

3.光纤传感器的应用

光纤传感器的应用范围很广，几乎涉及国民经济的所有重要领域和人们的日常生活，尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用，解决了许多行业多年来一直存在的技术难题，具有很大的市场需求。主要表现在以下几个方面的应用:

(1)城市建设中桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器的应用。光纤传感器可预埋在混凝土、碳纤维增强塑料及各种复合材料中，用于测试应力松弛、施工应力和动荷载应力从而来评估桥梁短期、施工阶段和长期营运状态的结构性能。

(2)在电力系统，需要测定温度、电流等参数，如对高压变压器和大型电机的定子、转子内的温度检测等，由于电类传感器易受强电磁场的干扰，无法在这些场合中使用，只能用光纤传感器。分布式光纤温度传感器是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的高新技术，分布式光纤温度传感系统不仅具有普通光纤传感器的优点，还具有对光纤沿线各点的温度的分布式传感能力，利用这种特点我们可以连续实时测量光纤沿线几公里内各点的温度，定位精度可达米的量级，测温精度可达1度的水平，非常适用于大范围多点测温的应用场合。

(3)在石油化工系统、矿井、大型电厂等，需要检测氧气、碳氢化合物、CO等气体，采用电类传感器不但达不到要求的精度，更严重的是会引起安全事故。因此，研究和开发高性能的光纤气敏传感器，可以安全有效地实现上述检测。

(4)在环境监测、临床医学检测、食品安全检测等方面，由于其环境复杂，影响因素多，使用其它传感器达不到所需要的精度，并且易受外界因素的干扰，采用光纤传感器可以具有很强的抗干扰能力和较高的精度，可实现对上述各领域的生物量的快速、方便、准确地检测。目前，我国水源的污染情况严重，临床检验、食品安全检测手段比较落后，光纤传感器在这些领域具有极好的市场前景。

(5)医学及生物传感器。医学临床应用光纤辐射剂量计、呼吸系统气流传感系统;圆锥形微型FOS测量氧气浓度及其他生物参数;用FOS探测氢氧化物及其他化学污染物;光纤表面细胞质粒基因组共振生物传感器;生物适应FOS系统应用于海水监测、生化技术、医药。

光纤传感器在实践中运用到的例子举不胜举，这些技术都是多学科的综合，涵盖的知识面广，象光纤陀螺，火花塞光纤传感器，光纤传感复合材料，以及利用光纤传感器对植物叶绿素的研究等等；随着科技的不断进步，越来越多的光纤传感器将面世，它将被应用到生产生活的每一个角落。

4.光纤传感器的技术发展方向

光纤传感技术经过20余年的发展也已获得长足的进步，出现了很多实用性的产品，然而实际的需要是各种各样的，光纤传感技术的现状仍然远远不能满足实际需要。目前，光纤传感器技术发展的主要方向是。

(1)传感器的实用化研究。即一种光纤传感器不仅只针对一种物理量，要能够对多种物理量进行同时测量。

(2)提高分布式传感器的空间分辨率、灵敏度，降低其成本，设计复杂的传感器网络工程。注意分布式传感器的参数，即压力、温度，特别是化学参数(碳氢化合物、一些污染物、湿度、PH值等)对光纤的影响。

(3)传感器用特殊光纤材料和器件的研究。例如:增敏和去敏光纤、荧光光纤、电极化光纤的研究等。这些将是以后传感器进一步发展的趋势。

(4)在恶劣条件下(高温、高压、化学腐蚀)低成本传感器(支架、连接、安装)的开发和应用。

(5)新传感机理的研究，开拓新型光纤传感器。

参考文献

[1]肖军,王颖.光纤传感技术的研究现状与展望[J].机械管理开发,2006,6.

[2]吴洁,薛玲玲.光纤传感器的研究进展[J].激光杂志,2007,5.

[3]吴琼,吴善波,刘勇,袁长迎.新型光纤传感器的设计及其特性研究[J].仪表技术与传感器,2007,11.

[4]李文植.光纤传感器的发展及其应用综述,科技创业月刊,2006,7.

光纤技术论文篇(2)

论文摘要：光纤通信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。本文探讨了光纤通信技术的主要特征及应用。

1.光纤通信技术

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.光纤通信技术的特点

(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。

(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)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。

(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。

3.光纤通信技术在有线电视网络中的应用

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

有线电视网络在全国各地已基本形成，在有线电视网络现有的基础上，比较容易地实现宽带多媒体传输网络，因此在目前的情况下，不应完全废除现有的有线电视网，而用少量的投资来完善和改造它，满足人们的目前需要。很多地区的CATV已经是光纤传输，到用户端也是同轴电缆进入千万家。但是现在建设的CATV大多是单向传输，上行信号不能在现有的有线电视网中传送。可以通过电信网PSTN中语音通道或数据通道形成上行信号的传送，也可以通过语音接入系统来完成。将电话接到各用户，这样各用户间即可以打电话，也可以利用广电自己的综合信息网中的宽带传输系统构成广电网中自己的上行信号的传送，组成了双向应用的Internet网。

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：

[1]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)

[2]何淑贞，王晓梅.光通信技术的新飞跃[J].网络电信，2004，(2)

光纤技术论文篇(3)

1.1通过设计Mach-Zehnder调制器的偏置电压可以产生强度和相位调制信号及RZ信号。其工作原理是利用两个平行偏振的调相波合成实现调制功能[2]，其结构如图1所示。在LiNbO3衬底上制造一对平行的条形波导，波导两端各连接一个分支波导，构成调制臂，条形波导的中间和两侧各有一对表面电极。输入的光信号分成两束，分别进入Mach-Zehnder调制器的两个调制臂，对两个调制臂施加电压后，波导的折射率随电压大小而变化，引起附加相移，使得两束光在输出端发生干涉。通过控制施加在调制臂上的电压大小即可实现对光信号的调制。Mach-Zehnder调制器的调制公式如下。式中，Vπ代表调制器工作时光强由最大变为最小所需的开关电压，又称为半波电压。

1.2NRZ码与RZ码光信号的码型分为非归零码和归零码2种。NRZ是占空比为100%的码型，通过对半导体激光器的外调制或直接调制即可产生NRZ码，实现简单。但NRZ码受光纤非线性效应的影响较大，带宽受器件特性的限制，在接收端容易出现误码，仅适于在低速率、短距离的系统中使用。目前，NRZ在光接入网和城域网中应用较为广泛。NRZ码的产生过程如图2所示。RZ码是指占空比小于100%的码型，与NRZ码相比，具有更大的非线性容忍度。根据占空比的不同，RZ码型又可以分为占空比为33%的RZ33、占空比为50%的RZ50及占空比为67%的RZ67。RZ67信号由于抑制了载波，又称载波抑制的归零码（CSRZ：carrier-suppressedreturn-to-zero）。目前，有两种方法产生RZ信号：一种是通过对归零脉冲源与信号的同步来产生RZ信号；另一种是产生NRZ信号后对其进行切割。第二种方法成本较低，且能够产生各种占空比的归零信号，因而应用较为广泛。RZ码由于信号占空比小，脉宽窄，在高速时分复用系统中有很大的优势。图3是RZ码的产生过程。NRZ码频谱宽度较窄，适用于WDM系统。RZ码在一个比特周期内的脉冲宽度较窄，平均光功率低，因而受非线性效应的影响较小，另外对偏振模色散（PMD：polarizationmodedispersion）的容忍度较好，适用于长距离传输系统。

2强度调制技术

强度调制技术采用光信号的振幅作为调制对象，即用有光信号通过代表二进制码元‘1’，无光信号通过代表二进制码元‘0’，因此又称为开关键控（OOK：on-offkeying）调制格式。在发射端，通过强度调制器将电数据信号加载到光载波上，形成强度调制信号。OOK信号有2种生方案：1）采用内调制技术，利用电信号改变激光二极管的注入电流来实现有无光信号的输出，生成‘0’码和‘1’码。2）采用外调制技术，利用电吸收调制器或Mach-Zehnder调制器产生强度调制信号。在接收端，采用直接检测的方案，利用光电探测器将光信号转变成电信号进行抽样判决。设定判决阈值为‘1’码光信号强度的一半，抽样时刻电信号强度大于阈值则判为‘1’码，否则判为‘0’码，从而还原出数据信号。

3相位调制技术

相位调制技术通过调制器将所需要传输的电数据信号调制到光载波的相位上，即用0相位代表二进制码元‘0’，用π相位代表二进制码元‘1’，‘0’码和‘1’码信号的强度相同。在接收端，通过Mach-Zehnder延迟干涉仪将相位信号转变为强度信号进行解调。相位调制技术在接收端普遍采用平衡检测的方式，接收机灵敏度相比强度调制信号提高了一倍，因此相位调制信号可以传输更远的距离。同时，由于接收机判决的阈值电平为零，与接收机输入的光功率无关，因而相位调制信号相比强度调制信号而言，对光功率的变化具有更高的容忍度。此外，由于光功率均匀分布在相位调制信号的每个比特中，因而使得码间串扰所导致的信号失真大大降低。这些优点，使得它在抗噪声方面优于强度调制信号，已逐步取代强度调制信号成为光纤通信系统的主要调制格式。在相位调制格式中，目前应用较广泛的是DPSK和DQPSK，实验室中已经产生了D8PSK信号。

3.1DPSK调制格式DPSK是差分编码的相位调制格式，它利用相邻码元之间的相位变化{0，π}来对载波信号进行调制。若数字信息为“0”，则前后码元的相位保持不变，；若为“1”则前后码元之间的相位差为π。电数据信号首先经过差分预编码再进行相位调制。DPSK信号的发射机和接收机结构如图4所示。在发射端，电数据信号首先经过差分预编码后加载到调制器，将激光器射出的光信号调制成具有0、π相位的信号，式①是调制后的DPSK信号表达式，其中，是预编码后的电信号：①在接收端，采用Mach-Zehnder延迟干涉仪将相位信号变成强度信号解调，延迟干涉仪的延迟时间设为一个比特周期。干涉相加和干涉相减的两路光信号，在平衡探测器中转变成电信号并相减，消去一部分噪声。最后经抽样判决，恢复出输入的数据信号。与强度调制信号不同的是，相位调制信号的判决阈值为0，即无论进入判决器的电信号强度是多少，阈值始终不变，降低了光信号强度扰动对接收机的影响。与OOK信号相比，DPSK具有相同的比特率，但接收端却提高了3dB的灵敏度，在相同的输入功率下可以传输更远的距离。

3.2DQPSK调制格式DPSK调制格式中每个符号仅能携带一个比特，近年来，DQPSK调制格式由于有2bit的容量而逐渐成为研究的热点，并开始被商用。DQPSK又称为差分正交相位调制。与DPSK一样，DQPSK也是差分编码的相位调制格式，它用相邻码元之间的相位差承载信息，每一种相位代表2bit的信息。DQPSK系统如图5所示。输入的电数据信号首先经过串并变换，变成两路电信号，这两路电信号经过差分预编码，加载到DQPSK调制器的两臂，将光信号调制成具有上述4种相位的信号。在接收端，采用两个Mach-Zehnder延迟干涉仪将相位信号变成强度信号，再由两个平衡探测器得到两路电信号进行抽样判决。判决后的两路信号经并串变换后恢复出输入数据。与OOK、DPSK等调制格式相比，DQPSK调制格式具有较窄的频谱宽度和较高的频谱利用率。研究表明，DQPSK信号对光纤的色度色散、非线性及偏振模色散等具有较大的容忍度。

3.3D8PSK调制格式D8PSK也是差分编码的相位调制格式，它利用相邻符号间的相位差。D8PSK信号的发射机和接收机结构如图6所示。D8PSK信号可以通过在DQPSK调制器后再级联一个制深度为π/4的相位调制器产生。将预编码后的两路信号分别加载到并联的两个Mach-Zehnder调制器上，另一路信号延迟1bit后加载到π/4的相位调制器上。在接收端，需要4个Mach-Zehnder延迟干涉仪和4个平衡探测器。将延迟干涉仪的相位延迟分别设定为，前两个延迟干涉仪输出的信号经判决后得到两路信号，后两个延迟干涉仪输出的信号经判决后进行异或得到第三路信号。D8PSK调制格式与DPSK、DQPSK相比，具有更高的比特/符号率，同时非线性效应和PMD的容忍度更高。但由于预编码及调制解调方案相对复杂，目前还处于实验阶段。

4结束语

光纤技术论文篇(4)

由于现代互联网技术的进步，使得宽带网络建设也随之得以迅猛发展，尤其是在近些年，宽带上网与共享互联网中丰富的声音、视频等信息资源逐渐成为人们学习、生活、生活活动及工作的新时尚。然而，在看到宽带上网带给我们好处的同时，也应该看到在互联网发展及建设过程中所存在的问题，即：为了抢占地盘，很多接入运营商恶搞互联网“圈地”运动，最后导致资金的严重浪费，重复建设，工程维护及建设费用难以收回。还有很多接入商为节省接入费用，通常会在对2M端口租用后，就开始实施运营，由此就形成窄带在外，宽带在内的情况，导致宽带宽不起来，在运用时形同虚设。此外，还有很多接入商直接在接入网中应用以太网中所包含的局域网技术，由此就会有比较高的系统接入成本，需要重新布线才能得以应用，且在用户信息安全及管理方面也有不少问题。

二、有线电视接入网技术发展趋势

（一）融合与统一

从根本上说，融合与统一是有线电视接入网发展的必然趋势。由DOCSIS逐渐升级为DOCSIS3.1，由EPOC+EPON逐渐升级为Epoc，EPOC又和DOCSIS3.1中的PHY不断融合与统一。科学技术的迅猛发展对其融合与统一具有促进作用，例如SDR，促使本来极为困难或者说几乎是不可能的互通与融合——各个技术简单化融合。很多厂商与网络运营商都希望统一与同和，这对成本与风险的降低、市场的扩大极为有利，其成本也包括运维成本与设备成本。然而，以往技术通常难以实现统一化，所以急需一种统一架构。统一架构设想:前端多种技术本身属于一个集成统一平台，而CCAP就是其中最为典型的一个例子；基本能够统一光节点中所含的光电转换装置，即：EPOC中继架构与C-DOCSIS2.0中所含PHY架构、C-DOCSIS2.0在OFDM参数与编码调制方式方面具有相近或者一致性，且从设备与芯片生产应用视角来看有完全统一的可能性。

（二）最需要的架构

一般系统速率等级均为下小上大，该系统具体到接入网，始终希望接入网局端设备速率比设备终端大。且各级速率总容量始终为下大上小，将其收敛、汇聚的特点充分体现出来，FCU一方面起到电与光之间相互转换的作用，另一方面还起到1G-10G相互转换的作用。在已知网络条件下，FCU中各个支路能够频率复用，由此EPOC频谱需求就能够得到完全解决。此外，EPOC局端并未设1G阶段，而无法规模部署10GEPON的重中之重就是ONU光模块有着过高的价格，10GEPOC同样会出现类似性问题，所以10G与1G之间的转换具有必要性。一般由若干个64MHZ的子信道共同组成1GEPOC，这样不仅能够对FBC技术予以采用，同时还能够通过绑定技术实现，而且子信道带宽是终端速率的标准。

（三）逆向思维的EPOC

就现阶段来说，实现EPOC的关键与难点是可变速率和固定频谱的同轴怎样与固定速率光纤相匹配。逆向思维：与固定速率条件相满足，通过可变频谱同轴，同时和同轴信道相适应所导致的速率与调制效率的改变。无线通信与模拟通信是固定频谱信道主要来源，对无线电的感知，势必需要与可变频谱相适应。同轴本身属于一种处于封闭状态的本地信道，能够对频谱进行充分挖掘与灵活配置。数字化，尤其是在进一步深入光纤后，以太网中的同轴信道能且应换一种思路，确保以太网频谱、速率具有可变性，而TDO则在可变频谱更为适用。所有FCU均与一个调制简表相对应：统一对下行进行调制，下行调制后保证速率固定，且匹配于10GEPON速率，根据该FCU应用场景最差的情况对频谱进行配置。如果宽带有多余，可作他用，例如：低等级、非实时的应用。由此光纤段与同轴段相同，均为固定码率，而频谱宽带与调制指数两者可有所不同。在准动态或者静态对上下行宽带进行配置的情况下，FDO和TDD也无根本性差别。基于FTTB(光纤到楼)，除一些频段高端损耗比较大或者有干扰外，设计SNR的指标可超过45dB，能够为调制率最高要求提供有利保障。就算是有太大损耗的频谱，若未受到干扰，那么其信噪比是相对较为平稳的，只是无法上升至调制率要求最高值，然而，基本上调制率处于稳定状态。所以，频谱需求一般不会有特别大的改变。对OLT进行进一步扩展：其中一部分与10GEPON相对应，其速率从头到尾处于固定状态；另一部分则对可变速率技术予以绑定且扩展，像HPAV或者HiNoc。在调制后具有不恒定速率的条件下，同轴段由信道频谱中将(10GEPON)速率通道划分出来，此为固定通道，其余为可变通道。由此能够与EOC演进相适应，同时与前后代技术两者具有兼容性与共存性。一般由OAM统一调度频谱资源。

（四）高度分散与高度集中

由于存储容量、计算能力及传输宽带的不断增大，控制、调度及业务平台逐渐向云端集中，且应用处理与选择也逐渐向终端分散，其中间逐渐简约化，层次也逐渐变少，仅仅剩透明管道。此为有线电视接入网技术高度分散与高度集中的必然发展趋势。首先，接入网部分会出现高度集成，即：功能下降大约2个数量级，基层度上升大约2个数量级，其成本同样会相应下降。某企业在CCBN领域所展出CCAP板卡容量为64(频点)×50(IPQAM)+32(频点)×50Mbit/s×8(DOCSIS3.0端口)=16Gbit/s。如果根据户均静态宽带计算，那么一块板卡就能够支持1301户。如果一个机架有80块板卡的容量，那么一个机架就能够支持大约10万户。就算是静态宽带箱100Mbit/s升级，一个机架也能够支持1万户，这样计算得出，一个10m2的计算机房间能够支持大约10万户。若根据20%的静态宽带渗透率计算，如果一个机架能够为5万户地区服务，那么一个面积为10m2左右的机房就能够为50万户地区服务。由于以太网高度集中带来业务平台与技术平台的不断统一与融合、高度分散所引发的终端融合具有其发展必然性。

三、有线电视接入网技术发展目标

光纤技术论文篇(5)

在应用过程中，按照用途将光纤进行分类，可分为传感光纤和通信用光纤；按照制作工艺分类，可分为材料组成类、制造工艺类和光学特性类；按照传输介质分类，可分为专用和通用两种，并且，功能器件光纤可以应用于放大光波、分频、整形和光振荡等方面，从而以不同形态呈现在人们眼前。根据光纤通信的应用情况可知，光纤通信的基本构成结构包括光源、光纤和光检测器三部分，具有如下几个特点：

（1）信号干扰小、保密性强。

（2）通信容量超大，可完成远距离传输。一般一根光纤的带宽在20THz以上，在没有中继传输的情况下，可传输到几十公里以上。

（3）重量较轻、细径较细，一般制作材料是石英，大大降低了有色金属的耗损，使资源得到合理利用。

（4）不受外界因素影响，在任何情况下可使用，具有较长使用寿命。

（5）较强抗电磁干扰能力和绝缘性能，因此，信息传输质量非常好。

（6）没有辐射，不容易被窃听，提高信息传输的安全性。

（7）环绕性好、抗腐蚀能力强，在使用过程中，不会出现火花，减少安全事故。

2光纤通信技术在电力通信中的应用

在电力通信中，电力特种光纤包括OPGW(光纤复合地线)、MASS(金属自承光缆)、OPPC(光纤复合相线)、ADL(相/地捆绑光缆)、ADSS(全介质自承光缆)和GWWOP(相/地线缠绕光缆)等六种，而我国应用较多的电力特种光缆是ADSS和OPGW两种，大大提高了电力通信的工作效率，使电能损耗得到大量减少。

2.1ADSS(全介质自承光缆)

根据我国电力通信的发展来看，ADSS(全介质自承光缆)在35KV、110KV、220KV的电压等级输电线路上得到了广泛应用，尤其是目前已建成的线路上使用范围非常广，使电力部门利用高压输电线杆塔建设通信网络变得更加方便和快捷，大大减低工作人员的工作量和建设成本。在进行光缆设计时，对温差、风速和气候等外界因素进行了充分考虑，因此，ADSS(全介质自承光缆)具有很强的抗震动性、抗冲击性，可以随意弯折和抗老化性，并且，成本较低、安装非常方便、易携带，给杆塔带来的负载非常小。由于ADSS(全介质自承光缆)具有光纤传输性能强、环境性能好和光缆机械性能卓越等特点，在实际应用过程中，可以与高雅电力传输线架设在同一根电杆上，因此，成为了电力系统中最完美的电网通信传输介质，确保了电网通信的信号质量，使光缆传输效果得到大大提高。我国现代化建设中，ADSS(全介质自承光缆)在山区、跨度较大区域和雷电集中区等地方的线缆架空敷设中非常适用，在满足了电力部门自身的通信要求的同时，为通信业务不断发展和开展新业务提供新的途径。

2.2OPGW(光纤复合地线)

在电力通信中，OPGW(光纤复合地线)是电路传输线路的地形中含有供通信用的光纤单元，由此可见，架空地线中含有光纤，OPGW(光纤复合地线)是架空地线和光缆的复合体。由于OPGW(光纤复合地线)的一次性投入较大，在新建线路或旧线路更换时会选择使用，具有可靠性高和不需要维护的特点。在实际应用过程中，OPGW(光纤复合地线)拥有两种功能：一是，与复合在地线中的光纤一起完成信息传输，二是作为输电线路的防雷线，可以对输电导线起到屏蔽保护的作用。一般情况下，OPGW(光纤复合地线)有铝管型、钢管型和铝骨架型三种，具有光学性能、电气性能和机械性能，可以应用于具有架空接地线的输配电线路中，从而使光纤的可靠性和安全性得到大大提高，使我国输电容量得到机一部提高。在新建线路的应用中，OPGW(光纤复合地线)不需要增加建设成本，在旧线路更换中，只需要将原来的地线更换掉就可以了，并且不需要对杆塔进行加固或重新设计等，从而大大减少工作人员的工作量。另外，OPGW(光纤复合地线)的安装非常方便，不需要特殊的工具，成为我国电力事业未来发展的重要研究方向。

3结束语

光纤技术论文篇(6)

关键词：光纤，发展趋势，通信技术，对策，应用

 

光纤通信最大的技术优点是信息容量大；且光纤的损耗低、传输距离长；光纤通信不易被电磁干扰，对信息的保密性能好；可以有效节约有色金属；光缆尺寸小，便于安装和运输。在这几十年的发展历程中，光纤通信已经成为现现代通信技术的重点。

1光纤通信的特点

1.1频带极宽，通信容量大

在光纤技术中，光纤可以容纳50000GHz传输带宽，光纤通信系统的容许频带(带宽)是由光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性决定的。例如，单波长光纤通信系统一般是使用密集波分复用等一些复杂的技术，以便解决通信设备的电子瓶颈效应的问题，保证光纤宽带可以发挥更积极的作用，从而增加光纤的信息传输量。目前，单波长光纤通信系统的传输率已经得到了2.5Gbps到10Gbps。

1.2抗电磁干扰能力强

光纤的制作材料主要是石英，其绝缘性好，抗腐蚀能力强。论文格式，发展趋势。因此，光纤有较强的抗电磁干扰能力，且不受雷电、电离层的变化和太阳黑子活动等电磁影响，也不会被人为释放的电磁所干扰，这就是石英这种通信材料的最大优势。论文格式，发展趋势。除以上有点之外，光纤体积小、质量轻，不仅可以节省空间，还便于安装；光纤的制作材料资源丰富，成本低；光纤的温度稳定性好，使用寿命长。论文格式，发展趋势。由于光纤通信的优点很多，使其使用范围也不断扩宽。

2光纤通信技术的应用

自上世纪90年代以来，我国光通信技术已经得到了很大的发展，特别是广播电视网、电力通信网、电信干线传输网等方面更是发展迅速，促使光纤生产量不断增加。现代信息网络通信系统不断扩展和增加，导致网络的管理和维护，以及设备的故障判定和排除就显得更加困难和繁杂。此时，我们采用SDH＋光纤或ATM＋光纤组成宽带数字传输系统，这种传输系统可以保证环网传输的稳定性，链路传输系统或者组成各种形式的复合网络，也能满足各种信息传输的需要。针对电视节目的传输，我们同事是采用的宽带传输系统进行传输，将主站到地方站的所有数字信息设置成广播的方式，让同样的电视节目可以在不同的地方下载，也能利用网络管理平台的控制，以便不同的站点可以下载不同的节目。目前，有线电视已经在全国普及，在有线电视的网络支持下，宽带多媒体传输网络就更容易实现了，因此，在这种情况下，我们不应完全废除现有的有线电视网，而是科学的利用它，满足人们的需要，将光纤通信技术融入到千万家，方便人们的生活。

3现代通信系统的光纤技术

3.1单纤双向传输技术

单纤双向传输技术是针对双纤双向传输而言的，双纤传输时，其信号可以在两根不同的光纤中传输，而单纤传输时，信号在调频过后可在不同的波段后，在同一根光纤里传输。现代光纤的传输容量不断增大，从理论上说，光纤传输的容量是无限的，只是受到设备等各种因素的影响，传输容量大大降低，远不及预期的效果。目前，光纤通信传送网都是通过双纤双向传输的，如果利用单纤双向传输技术就能有效的节省一半的光纤资源，而对于现代庞大的光纤网络传输系统中，可节省的光纤资源数量也是十分庞大的。

研发出成熟的单纤双向传输技术对网络通信的发展有十分积极的意义。单纤双向传输技术已经得到了广泛的使用，但主要用在光纤末端接入设备：PON无源光网络、单纤光收发器等设备，骨干传送网上还没有使用到这种技术。可见，这也是光纤通信技术的未来发展方向。

3.2光纤到户（FTTH）接入技术

高速数据通信和高质量视频通信等媒体业务的发展和拓展，对现代宽带综合业务网的研究起到了积极的推动作用。而今，核心网便成为了以光纤线路为基础的高速信道，国际权威专家认为，宽带综合信息接入网是现代信息高速公路发展的“最后一公里”，同时也指出，这是信息通信发展的又一个瓶颈。论文格式，发展趋势。虽然ADSL技术为现代通信业务提供了良好的基础，但对于未来将要发展的通信业务，如:网上教育，网上办公，会议电视，网上游戏等双向业务和HDTV高清数字电视，尤其是HDTV，现阶段的传输率仅为19.2Mbps，用H.264压缩技术可以压缩到5-6Mbps。论文格式，发展趋势。

在实践中，QOS有所保证的ADSL的最高传输速率是2Mbps，但仍然难以传输HDTV高清数字电视。论文格式，发展趋势。而使用铜线接入的ADSL的方式已经无法再满足数据高速传输的需求，采用光纤接入技术已成为必然趋势，是未来通信技术的发展趋势。

4光纤通信系统中的新技术探究

4.1光网络的智能化

光网络智能化是通信技术的重要发展方向，光通信技术已有40年的发展历史，主要是以传输为主线的。但随着计算机技术的发展，加上计算机技术与通信技术的结合，网络技术得到了更高层次的进步，现代光网络中还加入了自动发现能力、连接控制技术和更完善的保护恢复功能，促使光网络的智能化发展，其中，ASON就是典型的例子。

4.2全光网络

未来的通信网络是属于全光网络的世界，全光网是光纤通信技术发展的最高层次，也是光纤技术的最理想发展阶段。传统的光网络可以实现节点间的全光化，但在网络结点处仍采用电器件，限制了光纤通信容量的进一步提高，因此，真正的全光网已经成为光纤网络发展的最终极目标。

4.3光器件的集成化

光电子器件的发展趋势是实现其集成化。想要实现全光通信网络，器件的集成是重点，也是核心，光子集成芯片的制造需要将将激光器、检测器、调制器和其他器件都集成到芯片中，这些集成需要在不同材料多个薄膜介质层上不停的沉积，主要材料有砷化铟镓、磷化铟等。虽然这是一种复杂的技术，但随着互联网多媒体技术的发展，传统的1M-6M的互联网接入带宽变得不足，因此，只通过增加设备来提高速度扩大带宽已经不现实了，可见，光器件的集成是必须的，也是保证光纤通信技术发展的核心内容。

5结语

光纤通信技术的发展可以促进城市信息化的形成，而社会的信息化又进一步加速了光纤通信技术的发展，大容量、高速率是社会信息化的两个重要特征，新型光通信技术也正是为了解决现代光纤技术中的问题而诞生的，这必将使得光纤通信技术取的更大的发展。

参考文献：

[1]裘庆生.浅析我国光纤通信发展现状及前景[J].信息与电脑(理论版)，2009，（12）.

[2]刘海军.浅析光纤通信技术的现状与发展[J].科技信息，2009，（31）.

[3]白建春.光纤通信技术的发展及其应用[J].中国新技术新产品，2010，（3）.

[4]毛谦.我国光纤通信技术发展的现状和前景[J].电信科学，2006，(8).

[5]赵兴富.现代光纤通信技术的发展与趋势[J].电力系统通信，2005，(11).

光纤技术论文篇(7)

关键词：DWDM，光分波/合波器，光放大器

 

1．引言

随着话音业务的飞速增长和各种新业务的不断涌现，特别是IP技术的日新月异，网络容量将会受到严重的挑战。随着EDFA进入实用阶段，DWDM――目前解决通信网络容量危机的最佳方案--复用波分技术得到了极大的发展。

波分复用(WDM)技术，尤其是其中的密集波分复用(DMDM)技术除了能经济地使光网络获得超大传输容量外，还有应用灵活方便的优点。因为DMDM系统各信道上的光信号可以具有彼此独立的比特率和体系。用一根光纤能够同时传输不同体系、不同速率（低速、高速、超高速）、不同业务类型（图像、语音、数据）的多种信号。至2000年，DWDM技术已在全球范围内得到了广泛应用，该技术正迈向成熟。

2．光波分复用的基本概念

WDM是指在一根光纤中同时传输多波长光信号的一项技术。

DWDM指在同一窗口中信道间隔较小的波分复用。该系统是在1550nm波长区段内(见图1)，同时用8，16或更多个波长，在一对光纤上(也可采用单光纤)构成的光通信系统，其中每个波长之间的间隔为1.6nm，0.8nm或更低，其对应的带宽约为200GHz，100GHz或更窄。

现在，也有用WDM来称呼DWDM系统的。从本质上讲，DWDM只是WDM的一种形式，WDM更具有普遍性，DWDM缺乏很明确和准确的定义。一般情况下，如果不特指1310nm/1550nm的两波分WDM系统，人们谈论的WDM系统就是指DWDM系统。

3．光波分复用的关键技术

DWDM技术把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器）将规定的不同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，再由波分解复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。根据波分复用器的不同，可以复用的波长数也不同。如图1所示。论文格式，光放大器。。

DWDM系统中的光电器件主要包括激光器、波分复用/解复用器和光纤放大器。

图 1 DWDM技术

3.1波分复用系统对光纤光源的要求

由于单模光纤具有内部损耗低、带宽大、易于升级扩容和成本低的优点，国际上已一致认同DWDM系统将只使用单模光纤作为传输媒质。目前，ITU-T已经在G.652、G.653、G.654和G.655建议中分别定义了4种不同设计的单模光纤。

波分系统的光源的两个基本要求是：①光源有标准的、稳定的光波长。②光源需要满足长距离传输要求。

目前最适合传输DWDM系统的光纤是G.655光纤，但在我国因为大量铺设的是G.652尾纤，所以在上10G及以上速率的信号时，需要用色散补偿。

3.2波分复用系统关键器件--分波/合波器

波分系统的关键器件是分波/合波器。论文格式，光放大器。。合波器的主要作用是将多个信号波长合在一根光纤中传输；分波器的主要作用是将在一根光纤中传输的多个波长信号分离。

3.3 光放大技术

光放大技术的发展和实际应用是DWDM技术得以应用的主要因素。

在光纤通信中光信号不失真地传送得越远越好。由于光纤存在一定的损耗和色散，从而限制了光纤通信系统的传送距离。为实现长距离的光纤传输，需要采用光放大器。

迄今为止，人们已研究出3种光放大器，即半导体激光放大器（SOA）、光纤拉曼放大器（RAMAN）和掺稀土元素的光纤放大器。掺稀土元素的光纤放大器主要有掺铒光纤放大器（EDFA）和掺镨光纤放大器（PDFA），其中EDFA适合于长波长1550nm窗口的光信号放大，而PDFA适用于1310nm窗口的光信号。论文格式，光放大器。。目前已经达到实用化水平并在DWDM系统应用的就是EDFA。PDFA尚未达到商用水平。半导体激光放大器（SOA），集成性好，但其放大器噪声较大是一个急待解决的问题；RAMAN在高速率系统和海底通信系统中有广泛的应用前景。

3.4 DWDM设备工作方式

3.4.1 双纤双向传输

双纤双向传输是指一根光纤只完成一个方向光信号的传输，反向光信号的传输由另一根光纤来完成。因此，同一波长在两个方向上可以重复利用。

这种DWDM系统可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使一根光纤的传输容量扩大几倍至几十倍。在长途网中，可以根据实际业务量的需要逐步增加波长来实现扩容，十分灵活。

3.4.2 单纤双向传输

单纤双向传输是指在一根光纤中实现两个方向光信号的同时传输，两个方向光信号应安排在不同波长上。单纤双向传输允许单根光纤携带全双工通路，通常可以比单向传输节约一半的光纤器件。论文格式，光放大器。。由于两个方向传输的信号不交互产生FWM（四波混频）产物，因此其总的FWM产物比双纤单向传输少很多，但缺点是该系统需要采用特殊的措施来对付光反射，以防多径干扰；当需要将光信号放大以延长传输距离时，必须采用双向光纤放大器以及光环形器等元件，但其噪声系数稍差。论文格式，光放大器。。

4．结论：密集波分复用是光纤通信的发展方向

一百年来，电信网技术发生了巨大变化，其中交换网、传输网经历了从模拟到数字、从电缆到光缆、从PDH到SDH、……总之,从业务形态来说,核心通信业务的发展遵循了从简单到复杂，从窄到宽发展的规律。论文格式，光放大器。。DWDM的成功推出是必然趋势，DWDM技术第一次把复用方式从电信号转移到光信号，在光域上用波分复用的方式提高传输速率，光信号实现了直接复用和放大，并且各个波长彼此独立，对传输的数据格式透明，从某种意义上讲，WDM技术的应用标志着光通信时代的“真正”来临。在可预见的未来，基于WDM技术的光选路、交换技术也将得到大规划应用，作为通信领域发展最为迅速的前沿技术，WDM具有不可估量的发展潜力和光明前途。所以说光波分复用是光纤通信发展的方向。