光纤网络与光纤通信

光纤网络与光纤通信（精选12篇）

光纤网络与光纤通信 篇1

低压用电信息采集方式主要是低压台区安装具有低压电力线载波通信模块的智能电能表及GPRS/CDMA通信模块的集中器, 集中器通过低压电力线载波采集智能电能表用电信息, 经移动通信公司无线网络上传数据。由于低压电力线载波通信易受高频谐波干扰, 致使一些台区采集成功率不高。载波采集速度较慢, 实时性不好, 移动通信公司无线信号覆盖范围不够或者信号强度不够, 易造成整个台区用电信息不能上传到主站。为提高采集速度和采集成功率, 大连供电公司与宁波三星电气股份有限公司联合开发了具有光通信模块的智能电能表 (光纤表) , 并通过由光纤表与光纤网络、采集主站组成的用电信息采集系统实现采集, 并在大连开发区东部供电分公司优山美地小区试点应用。

1 系统拓扑结构

用电信息采集系统拓扑结构如图1所示。

智能电能表中的ONU光纤通信模块通过无源分光器上联中心OLT设备, 通过OLT设备接入大连供电公司局域网, 组成EPON用电信息采集网络系统, 整个网络采用光纤通信。智能电能表与ONU光纤通信模块之间使用UART接口通信, 外部使用EPON光纤接口上联至OLT设备, 采用标准的TCP/IP数据协议进行登录和用电信息采集。

2 系统实现及原理

用电信息采集系统建设是智能电网建设的重要组成部分, 现场安装具有光通信模块的智能电能表 (光纤表) , 采用高性能点对多点、高稳定性、高带宽、可管理的EPON方式实现光纤到户的用电信息采集业务。

采用EPON实现远程通信技术分析:点到多点通信由用电信息采集系统终端数量和分布的特点决定, 符合EPON星型网络结构, 各终端之间无需信息交互。1.25G带宽资源丰富、光纤传输稳定可靠。网络扩展性好, 扩展不影响整网架构。

现有远程通信ONU模块分为集中器ONU模块:P100C;采集器及单相电能表ONU模块:P100A;专变采集终端III型:P100K等。大连试点在单相电能表中使用P100A远程通信模块实现EPON系统的搭建, 完成对单相电能表的用电信息采集业务。

用电信息采集业务中把相关电能表数据使用标准645协议封装, ONU模块需要开发嵌入645相关电能表数据协议, 并使用376.1协议实现与上行网络主站服务器交互数据, 从而实现对电能表用电信息采集业务。

3 系统功能

3.1 远程抄表功能

系统可以按抄表例日抄表, 并可通过接口将抄回的数据传到电力营销管理信息系统进行电费计算发行;系统可以进行实时抄表, 根据抄回的数据判断现场电能表是否出现故障、用户用电是否有异常。

3.2 远程控制功能

系统可以实现远程控制功能, 当用户购电余额为零时发出跳闸指令实施远程停电, 当用户重新购电后系统发出合闸指令远程送电, 从而达到防止欠费的目的。

3.3 防窃电功能

系统具有电能表参数远程回读功能, 如回读参数与控制中心保存的设置参数不符, 系统则报警, 可以发现非法修改电能表参数进行窃电的非法行为。当现场多功能电能表出现失压、失流、错误接线等故障时可自动上报到控制中心, 用电检查人员可以根据电能表上报的信息判断用户是否有窃电嫌疑, 并可及时到现场进行检查。系统的这种功能可以有效地防止窃电行为。

3.4 线损分析功能

系统可以根据采集的关口考核表、配电考核表以及其所带的子表数据进行线损计算分析。

3.5 负荷管理功能

系统可以采集考核表、用户表的电压、电流、功率、电量等数据, 应用于负荷分析管理。

根据电流数据, 绘制负荷曲线, 监测用电负荷变化情况;根据功率数据, 对超负荷用电的用户进行控制。通过控制中心向现场智能电能表发出跳闸指令, 由智能电能表输出跳闸信号进行跳闸操作。根据电压数据, 计算电压合格率。

4 预期经济效益

4.1 直接经济效益

采用远程抄表, 可节省大量抄表员的人力费用;可对现场电能表运行状况进行在线监测, 可以有效防止窃电行为, 减少电量的不明损失;可采集现场负荷数据, 可以适时调整负荷, 使变压器处于经济运行状态, 有效降低设备损耗。

4.2 间接经济效益和社会效益

该系统从现场采集大量数据, 使线损分析更加准确, 可通过采取调整运行方式等有效措施大面积降低线损;由于可获得现场负荷曲线, 适时调整负荷, 及时对电网进行改造, 这就大大提高了电网运行的安全性和供电可靠性, 从而增加了售电量;远程抄表可以避免人工抄表差错、及时发现电能表故障, 提高了用户满意率。

5 结束语

具有光通信模块的智能电能表 (光纤表) 的试点应用, 在国内外尚属首例。利用光纤表及光纤网络组成的用电信息采集系统, 从现场智能电能表到用电信息采集主站完全采用光通信, 具有技术先进性。它克服了由于低压电力线载波通信易受高频谐波干扰导致一些台区采集成功率不高的缺点, 克服了无线信号覆盖范围不够或者信号强度不够导致整个台区用电信息不能上传到主站的缺点;具有网络速度快、实时性好、采集成功率高等优点, 产生的直接经济效益显著、具有良好的间接经济效益和社会效益, 极具推广应用价值。

光纤网络与光纤通信 篇2

陈建华

1，曹俊

2（1.苏州大学 计算机科学与技术学院，江苏 苏州 215006； 2.南通电信公司 投资项目管理中心，江苏 南通 226001）

摘 要：根据光纤网络资源地理空间分布的特点和地理信息系统在空间数据管理上的优越性，设计了基于GIS的电信光纤网络资源管理系统。该系统除实现对光纤网络的空间及属性数据管理的基本功能外，还能够对相关数据进行综合分析处理，为网络规划设计和维护管理提供辅助决策支持，提高光纤网络资源管理效率。关键词：地理信息系统 网络资源管理 地理空间数据库 引言

地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一项以计算机为基础的新兴技术，它是管理和研究空间数据的技术系统，在计算机软硬件支持下，它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理，对数据进行有效管理以及研究各种空间实体的相互关系等。它把地理空间位置和相关属性信息有机地结合在一起，根据实际需要图文并茂地输出给用户，并借助其独有的空间分析功能和可视化表达方式，提供各种辅助决策功能。

电信网络资源数据的特点是量大而且与地图的关系十分密切，以光纤网络为例，无论是地理资源（如机房、管道）还是设备资源（如光缆、光交接箱）都包含表征空间位置及拓扑关系的空间矢量信息，以及记录具体内容及本质特征的属性信息。改变传统的光纤网络资源管理方式，能将这些数据全面直观地在地图上进行显示，并能对相关数据进行综合分析，使工作人员脱离枯燥的数据文字报表，到宏观决策的有力支持，这需要利用GIS技术开发带有地理信息的资源管理系统。系统设计方案

2.1 系统开发目标

经过多年的发展，电信企业己建成规模庞大、形态齐全的网络，并在城市形成高密度的覆盖。特别是在我国信息产业大发展的前提下，光纤网络的建设速度明显加快，它早已不局限于干线网络传输，而是逐步向用户接入传输领域延伸，直接为用户提供高速、可靠的通信接入业务。近期，中国电信提出由“传统基础网络运营商”向“现代综合信息服务提供商”转变的企业战略目标，将网络转型 作者简介：陈建华（1976-），男，江苏南通人，南通电信公司投资项目管理中心工程师，苏州大学计算机科学与技术学院硕士研究生。

确定为实现战略的基础，强调要加大光纤网络建设，努力推进“光纤到户”的网络建设工作。因此，电信企业的光纤网络规模仍将不断扩大，结构也越来越复杂，需要有与之相适应的管理手段来指导网络的规划设计工作，以支撑网络的健康发展。

电信光纤网络有很强的地域性和空间性，而且有复杂的空间拓扑关系，和电信网络的其它资源管理有很大区别。普通的资源管理系统采用表格化的方式管理管线、配线端子等空间资源，不直观，非常难于查找，不能表达资源的空间拓扑关系，给管理带来了诸多不便。根据光纤网络资源地理空间分布的特点和地理信息系统在空间数据管理上的优越性，设计了基于GIS的电信光纤网络管理系统。该系统除实现对光纤网络的空间及属性数据管理的基本功能外，还能够对相关数据进行综合分析处理，为网络规划设计和维护管理提供辅助决策支持。

2.2 系统软件平台选择

本系统基于组件式的GIS集成二次开发，采用SuperMap公司的GIS平台，以SuperMap Objects5为GIS开发组件，使用Oracle大型商用数据库，采用微软的Visual Basic.Net为开发工具，利用ADO技术访问数据库。系统开发的所使用的主要软件和用途说明：

SuperMap Deskpro5：地理空间数据处理与分析； SuperMap Objects5：组件式GIS开发平台； Oracle 9i数据库：数据的存储与管理； Oracle Spatial：空间数据的存储与管理； Visual Basic.Net：GIS的集成二次开发。2.3 系统结构设计

考虑到电信光纤网络资源的覆盖范围和数据量比较大，拟采用三层C/S结构（客户应用界面/应用程序服务器/数据库服务器）。三层C/S结构将原来两层结构中的客户端程序进行了划分，将用户界面抽取成三层结构中的客户端程序，而将原先的数据库访问部分单独分离出来成为应用服务器。三层结构只是逻辑上的概念，具体实现时，物理结构上的差异可能会很大。三层可以在一台计算机上，也可以在两台、三台，甚至更多的计算机上，只要它们在体系上遵循三层结构即可，这完全取决于系统的业务量。系统功能特点

目前，对电信网络资源管理的研究不断深入，也有较多的基于GIS的应用系统产品。从现有情况看，对光纤网络已经实现了空间数据和属性数据管理的基本功能，可以对网络资源进行动态更新和维护，能够在电子地图上展示各网络元素，但与实际工作需求（如网络规划决策等）还有一定差距。现有资源管理系统对光纤网络整体情况的表现能力有待提高、表达方式还需要完善，对现有资源数据的综合分析能力较弱，对最佳光纤路由分析、应急资源调度等辅助决策能力还不够。该光纤网络资源管理系统除实现常规的网络资源管理功能外，还具有以下三方面的特点：

3.1 提供了方便的检索手段

提供多种方式实现网络资源的查询功能：一是通过树型目录结构的层次图，用户逐级展开后选择查找目标；二是基于网络资源实体的关键属性，根据用户输入的属性值进行匹配查询；三是在电子地图上用鼠标点击选择网络资源实体。

3.2 提供了网络分析功能

资源预警，可以通过设置光纤利用率预警值，显示光纤利用率超标的光缆和交接箱；或根据利用率高低生成专题地图，为光纤网络规划决策提供依据。

故障点定位，当光缆出现故障时，能够根据机房工作人员测试的障碍点与局站的距离，将故障点范围在电子地图上显示，提高抢修工作效率。

图纸生成，能够生成规划设计工作所需要的光纤路由图和拓扑结构图，为全面、快速、准确掌握网络现状提供支撑。

3.3 提供对资源调度的支撑

光纤调度，能根据申请光路的起讫点，基于最短路径和最少转接次数，辅助确定光纤调度线路，输出光路中转接的局点、跳接的光交接箱、各光缆段占用的光纤序号，能根据调度线路对光纤资源进行预先占用。系统管理范围

在电信光纤网络资源管理系统中需要管理的对象如下： 4.1 基础网络设施：

（1）局站：局站是本地网中容纳一个或多个通信机房的建筑实体(含地下进

线室、管道闸)。在通信管线网的拓扑结构中，局站是作为光缆和管道的源或目的点而设计的。

（2）管道：管道是整个通信网络中光缆的支撑和承载通道，由人井、进线室、管道段、管群等组成。

（3）杆路：杆路和管道同样作为光缆的支撑和承载通道。4.2 光缆网络设施

（1）光缆：本地网中，光缆由局间中继光缆和用户接入光缆组成。其中，中继光缆提供局点之间的传输通道，以环形结构为主；接入光缆用于连接局点与普通用户，以树形结构为主。

在光缆网的拓扑结构中，有两种基本要素：点和线。点元素有两类：光交接点、光接入点，连接这两类点的线即是光缆段，光缆则由多个连续的光缆段组成

（2）光交接点：指光配线架、光交接箱、光缆分歧接头。光配线架、光交接箱为光缆段提供固定纤芯的端子，利用跳线使两端线对任意跳接连通，以达到灵活调度线对的目的；而分歧接头则可看作跳纤固定的光交接箱。

（3）光接入点：主要指光分纤箱。它介于光交接箱与用户之间，以光缆段与光交接箱相连，用尾纤或尾缆与用户设备相连。光接入点与光交接点的主要区别是前者为光缆纤芯的终结点，光纤不会转接到其它光缆段上。

（4）光路：光路就是按用户需求，在光交接点中将相邻光缆段中的光纤依次连接后，可以提供完整光信号传输通道的光纤路由。光路是由多段光纤连接而形成的。

4.3 其它

（1）服务区域：指各局站、光交接点提供电信接入服务的用户分布区域范围，一般以道路、河流等自然分界物为界。

一个光交接点只从属于单个局站，局站下所有光交接箱的服务区域构成局站服务区域，位于某个光交接箱服务区域内的用户一般由其提供接入服务。

（2）光纤用户：单独占用一对光纤使用电信业务的用户，主要关注其物理位置分布、业务重要等级。对光纤用户信息的管理主要用来进行光纤资源调度、用户密度分析、光纤需求预测、光缆割接影响分析等。

（3）电信设备：当一对光纤尾端安装电信设备（如数据交换机）为多个用户

提供服务时，则以电信设备信息管理为主，数据处理上可等同于一个光纤用户。系统功能结构

5.1 资源维护

系统通过图形接口，可视化地实现对局点、管道、杆路、光缆、光配线架、光交接箱等网络设施的日常维护（增加、删除或编辑）；提供对光纤光路、光纤用户等主要业务信息的维护管理。

5.2 信息查询

提供对网络资源实体的查询，显示其属性并可以在地图上定位。系统提供三种查询方式：一是通过树型目录结构的层次图，用户逐级展开后选择查找目标；二是基于网络资源实体的关键属性，根据用户输入的属性值进行匹配查询；三是在电子地图上用鼠标点击选择网络资源实体。

5.3 资源统计

提供对局站、光交接点（数量、容量、端子利用率）、光缆段（数量、长度、纤芯利用率）等的查询统计，可以通过指定设施类别、划定地理区域、明确设施属性等方式来完整、准确地统计所需内容，以Excel表格方式给出明细信息和汇总数据或打印输出。

5.4 规划辅助

通过对空间和属性数据的加工处理，挖掘相互之间的关系，分析结果以图形、表格等多种途径表示，能够以形象、直观的方式，给规划设计人员全面、快速地展示相关信息，为准确地进行光缆新建提供路由、容量、位置等方面的决策支持。

5.4.1 网络设施分布图

通过选择设施的类别、输入关键属性值或选定地域范围，对指定的网络设施形成地理位置分布图示，并可根据用户需求同时显示其它关键的属性信息。

5.4.2 光缆路由及拓扑图

通过指定局点的方式，将光缆路由、关联的光交接箱等在电子地图上予以显示，并可生成拓扑结构图。也可以根据用户需求，同时提供光缆规格和型号、利用率等关键属性信息。

5.4.3 利用率预警图

可以通过设置光纤利用率预警值，显示光纤利用率超标的光缆和交接箱；或根据利用率的高低生成专题地图，为光缆新建决策提供依据。

5.4.4 光纤用户分布图

通过指定光交接箱或选定地理区域的方式，形成用户分布示意图，为光缆新建容量决策、光交接箱位置选择等提供依据。

5.4.5 光缆建设路由的选择

通过指定起始和终止局点，结合最短路径、光缆段重复情况分析等，为最佳选择光缆建设路由选择提供决策辅助。

5.5 资源调度 5.5.1 故障点分析

当光缆出现故障时，能够根据机房工作人员测试的障碍点与局站的距离，将故障点范围在电子地图上显示，提高抢修工作效率。

5.5.2 正常光纤调度

能根据申请光路的起讫点，基于最短路径和最少转接次数，辅助确定光纤调度线路，输出光路中转接的局点、跳接的光交接箱、各光缆段占用的光纤序号、各局点的跳纤工单，能根据调度线路对光纤资源进行预先占用。

5.6 系统管理 5.6.1 权限管理

权限具有专业属性和操作方式（查询、修改等）属性，当对系统中的对象执行操作，必须有相应的操作权限。对权限的管理功能有：增加权限、删除权限、修改权限。

5.6.2 用户管理

对用户的管理功能有：增加、删除、修改、权限设定。结束语

建设基于GIS的光纤网络资源管理系统，可以实现对光纤网络的全面有效管理，优化网络建设规划，提高运行效率，保证全网通信畅通，提高客户满意度。同时，由于电信网络规模逐步扩大、复杂程度不断提高，将GIS技术全面应用于电信网络资源管理是技术和管理发展的必然趋势。GIS技术自身的发展，也将促

使其在整个电信网络资源管理领域发挥更为广泛、重要的作用。

参考文献：

[1] 李满春，任建武．GIS设计与实现[M]．北京：科学出版社，2003．

[2] 罗云启，曾琨，罗毅.数字化地理信息系统MapInfo高级应用[M]．北京：清华大学出版社，2004． [3] 赵鹏苏．电信网络资源信息化的管理研究[D]．吉林：吉林大学，2004．

[4] SuperMap Objects开发教程[M]．北京：北京超图地理信息技术有限公司，2004．

Abstract

According to the characteristics of optical fiber network resources distributing in geographic space and the superiority of the GIS in space data management，we designed the system of fiber network resources management that based on GIS.The system can integratively process the relating data, besides some basic functions such as fiber network’s space and attributes data management.It is helpful for the designing and maintenance of fiber network.It can also improve the management efficiency of optical fiber network resources.Keywords

Geographic Information System（GIS），Network Resources Management，Geographic Space Database

机器人翻译：

光纤网络与光纤通信 篇3

【关键词】工业以太网；TCP/IP协议；嵌入式系统技术

1.工业以太网发展现状

以太网（Ethernet）是一种拥有产品设计、冲突检测、载波监听等多种功能接入的技术，既是计算机连接局域网络的标准，又是互联装备共同分享数据的通信协议。比如说在接入检测冲突接口时，主机在检测到线路空闲时才能发送数据，而不是直接将数据发送。随着以太网传输速率的大幅度提高，以太网被广泛使用，形成了以太网集线器的技术领域。在以太网+TCP/IP协议上，先进的网络技术不断碰撞、摩擦，最终形成了在工业网络中低成本、高效控制的工业以太网技术。该项技术使用起来方便快捷且功能强大，可以把多项企业网络层面连接起来，形成企业特殊的基于TCP/IP光纤环网网络的网上信息系统。

2.矿山应用工业以太网的必要性

目前，我国越来越多的矿井实施了矿山综合信息化建设，已成为当代矿井开发的一种必然趋势。参考已经实施过的矿井的综合信息化建设结果，可以发现凡是走矿井综合信息化建设老路没有创新改革和建设过程中信息软件平台臃肿的矿井单位，其最终的建设结果都是失败的，所以这就需要树立可靠、实用的信息化建设目标，对矿井生产加工时不能漏掉每一项安全检查，在保证矿井安全的基础上再谈控制矿井的要求。因此，统一的软件平台、硬件传输平台和管理平台的建设是实现矿井综合信息化建设的必经步骤。红岭的有色矿业之前的网络布线重复且复杂，传输效率也不高，所以，环形网的建设是相对合理科学的，将井上和井下的线路建立统一的数据传输平台，这样既能够满足现代矿井信息建设的发展要求，又能够利用工业以太网的优势掌控整个红岭矿山的电子信息技术。此外，工业以太网采用信号传输和独立的检测系统也能够无限制接入信息平台。

3.基于TCP/IP光纤环网网络的设计目标

构建覆盖全部矿井的工业以太网，实现工业生产过程自动化、数字监控安全化、企业管理信息化、信息管理集约化，利用统一的以太网数据传输平台实现智能化、科学化的矿井管理是工业以太网系统的设计的总体目标。通过信息技术、网络技术的综合利用把视频、音频、图画的现象呈现的眼前，达到综合管理的目标，实现安全生产礦井的目标。在技术方面要有统一的技术标砖，既能够确保技术指标标准，规范系统流程，又能够保证系统软件正常安全的运行；在实施过程和内容中，要统一分配，组织明确，实施中突出实施重点、难点，投入时多加慎重，利用充足的机械装备进行勘察检测，满足工作人员的基本需求，保证其工作环境不受干扰；在管理上，需要精简机构，完善人员分配，结合现代化管理技术实现管理自动化、科学化；在系统调用上，要求用户资料的规范性和详细性，并保证用户的安全性。

4.设计的原理

（1）工业以太网拓扑结构 环形工业以太网是综合信息自动化控制平台最主要的主干结构，主干网的传输介质是光纤，运用交换机进行工业以太网数据交换。井上和井下可以设置多个环网，环网相连构成的信息网会成为安全的监控中心。由于在矿井条件下，环境十分恶劣，恶劣的地理环境将会导致网络的意外断裂的风险升高，所以处于安全生产的需要，要求信息传输网络链线路冗余。因此，使用环形以太网结构在很大程度上解决了网络意外断裂的可能，确保了以太网的安全性和可靠性。从生产上来看，其实环形网络是一个简单的网络环，在任意一条网络线路出现问题时都会有备用的线路使用传输，实现了以太网的高效可用性。（2）嵌入式系统技术 嵌入式系统是能够完成一种或多种特定功能的计算机系统，具有高度灵活化、相应速度迅速、代码简便的特点，是软硬件的紧密结合体，适用于多任务或任务限制的应用条件。与常规计算机系统不同的是，嵌入式系统技术的每一套嵌入系统的开发都有其针对性和目的性的联系，也有着相应的特殊功能，不仅大大提高了传输效率更最大限度的发挥了硬件和软件的作用。另外，在通信和控制领域内，嵌入式系统也发挥了不可替代的作用。

5.技术分析

控制系统网络可分为信息层、控制层和设备层三层，与传统的控制系统相比，工业以太网打破了之前只在信息层采用以太网技术的缺陷，在控制层和设备层也采用了相当先进的以太网技术，基本来说，所有的PLC和I/O供应商都能够提供支持TCP/IP的以太网借口产品。工业以太网被广泛使用后，控制器的作用被凸显出来，既可位于现场控制又可远程控制，打破了时间、地点的限制。目前，控制的远程I/O支持以太网的功能越来越广泛，有的甚至已经集成了Web服务器，并且允许在信息层的用户也可以像处在控制层的用户一样直接获取控制器和远程I/O模块中的当前状态值，但在本质上仍有着一定的差距。

光纤网络与光纤通信 篇4

1 光纤通信网络技术的概述

1.1 光纤的概念和特点

光纤即光导纤维, 是由特种玻璃或塑料制成的可以传导光信号的纤维。光纤维传输原理是光的全反射。光纤作为主要的传输媒介, 具有以下优点:光纤的通频带很宽. 理论可达30 亿兆赫兹;中继距离长, 可达几十到100 多公里, 铜线只有几百米;不受电磁场和电磁辐射的影响;重量轻, 体积小。 (例如:通21000 话路的900 对双绞线, 其直径为3 in, 重量8 t/km。而通讯量为其1倍的光缆, 直径为0.5±0.01 in, 重量450 P/km。) ;光纤通讯不带电, 使用安全可用于易燃、易暴场所;使用环境温度范围宽。

1.2 光纤通信系统的基本构成

光纤通信系统的传媒是光波, 其通过特殊工艺利用高纯度玻璃进行拉丝, 制成极细的管道纤维, 通过光信号与电信号的转变, 进而传输信息系统。光纤通信系统主要由四部分构成:数据源、光发送端、光学通道、光接收机。光电传导信号通过光电发信机来实现电光之间的转换。光电发信机由光源、驱动器以及调制器三部分构成。它能将电端机发过来的电信号, 根据光源发出的不同光波进行调节, 将调节后的电信号与光纤或光缆耦合, 进行传导。光收信机是能够转换光电信号的光端机, 由光检测器和光放大器组成。检测器可以将来自于光纤和光缆的光信号转化为电信号, 然后把微弱的电信号输入放大电路, 以期将原本微弱的电信号放大到相应电水平, 并将其送到收信端的光检测器上去, 最终完成信息传送。这种通路即光信号传输隧道, 对整个光信号传输的通路非常重要。在使用光纤连接器、耦合器等过程中, 还必须要考虑到光纤连接以及光纤与光端机的耦合问题。

1.3 光纤传输的特点

光纤传输是通过光导纤维为介质进行的数据、信号传输。光导纤维, 不但可以用来传输模拟光电信号和数字信号, 在技术上还可以满足视频传输需求。一般来说, 光纤传输是通过光缆实现的, 单根光传导纤维的数据传输速率最大可以达到几Gbps到几百Gbps。在传输过程中, 若不使用中继器, 光传输信号的距离能达到几十公里。而在实际使用过程中, 光缆必须经过许多根光纤合并起来 (一般通过光纤包裹层实现) , 多模光纤和单模光纤是目前主要使用的石英光纤, 单模光纤的核心玻璃材料极细 ( 芯径一般为9 ~ 15 μm) , 在不受外界干扰的情况下, 单模光纤只能传一种模式。所以, 单模光纤对光源的谱宽以及稳定性有较高要求, 即谱宽越窄, 稳定性越好;多模光纤是在给定的工作波长上传输多种模式的光纤。按其折射率的分布分为突变型和渐变型。由于多模光纤中传输的模式多达数百个, 各个模式的传播常数和群速率不同, 使光纤的带宽窄、色散大, 损耗也大, 只适于中短距离和小容量的光纤通信系统。

2 光纤通信技术在广播电视网络传输和广播电视传输网络的应用

2.1 广播电视网络传输介绍

现如今, 我国光纤通信发展迅猛, 而在广播电视领域中, 光缆网络是我国网络建设事业发展的基础。光缆网络能为数字电视和数据传输提供最可靠的通道。广播电视台的总控机房、有线电视、卫星站的信号传播基本上都是靠光缆。光纤传输系统通信量大、衰减小、抗干扰能力强, 可靠性高。

2.2 广播电视传输网络双向化改造的必要性

广电网络是一种广播式传输网络, 是基于CATV基础上发展起来的。一般的HFC网络是为单向下行传输有线电视而服务的。如今网络宽带接入和数字电视点播等更多增值服务的出现, 需要广电网络把传统的单向传输方式改造成双向的传播方式。广播单向业务是广电网络的传统业务, 是从点到多点的树形网络结构, 而光缆网络就是树形结构, 可以满足这一传播方式, 但随着科技发展, 光缆传输已进入到千家万户, 网络用户越来越多, 人们对网络质量的要求也越来越高, 传统的单向传播方式已满足不了人们的多媒体交互业务, 所以广播电传输网络双向化改造是非常必要的。

摘要：光纤通信技术作为现代主要的通信手段, 在广电网络中具有非常重要的作用, 本文对光纤通信技术的概念、特点和系统基本构成网络传输的特性进行简单介绍, 并提出广播电视传输网络双向化改造的必要性。

关键词：光纤,光纤通信,基本构成,网络传输

参考文献

[1]黄滔.数字签名技术在校园网办公自动化中的应用[J].科技信息 (科学教研) , 2007 (25) .

现代通信网络光纤传输技术 篇5

虽然通信技术在不断的发展，而且应用的范围也逐渐扩大，不过现代通信网络光纤传输技术存在一定的缺陷，所以必须要不断的完善该技术。

通信技术的大容量、高速度是我国通信网络技术发展的趋势。

未来通信网络技术的发展趋势可能主要体现在以下方面：首先是单波长通道向多波长通道发展，未来光纤通信传输技术要实现空分复用和时分复用，只是在应用过程中可能会产生一些问题，对此需要设计出大容量的复用系统，只有这样才能降低一些负面影响;其次是光网络向着智能化的方向发展，光网络智能化发展具有重要的意义，也是我国通信网络发展的重要方向。

随着科技的快速发展，计算机在通讯网络发挥了越来越广泛的作用，它促使了通信网络的更进一步的发展，因此为通信网络智能化发展创造了有利条件;再次是向着全光网络的方向发展，信号在网络传输过程中以光的形式存在成为一种趋势，不过只有依靠先进的科技才能进行光电信号转换。

光纤网络与光纤通信 篇6

【关键词】光纤通信；广播电视；信息传输

一、光纤通信技术简介

（一）概念及特点

光纤，顾名思义就是利用的一种光导纤维的传递技术，有效的利用的光波作为传播的媒介，现阶段随着时代的发展，光钎通信技术开始在我国的普遍的应用发展起来，并且受到了广泛的群众好评。主要的原因就是由于在利用光纤技术的时候具有如下优势：传播速度快、通信质量高、中继距离长、抗干扰程度强、质地轻且软、成本低廉、寿命较长等。所以，现阶段在我国的广电行业内部光纤技术已经开始逐渐的替代传统的传输技术作为信息传输的载体。所以有效的做好光纤通信技术的研究工作对于未来我国的广电网络行业的发展甚至是其他的行业的发展来说都具有非常深远的意义。

（二）光缆传输特性

光纤作为该技术的核心内容，我们都知道光纤的主要的成分是由纯度非常高的玻璃材料，通过相关的技术研发而成。那么进行光纤传输的时候，不仅仅需要光纤而是整个光纤的线路才能够完成信息传输的工作。一般来说，其线路的必要的组成部分可以分为接头、连接器、光纤等三个部分。在实际的操作中，都是采用的光缆进行铺设工作，在光缆的内部包括了多根有保护层的光纤，整个光纤线路在信息传输的过程中，其传输的速度快慢、传输内容的完整以及抗干扰性等都是由光纤性能决定的。现阶段我国在广电网络中所采用的光纤是石英光纤，其主要可以分为以下两种形式：单模光纤和多模光纤。我们不难看出其主要的区别就是，单模光纤在信息传输的过程中只能够用内芯完成主模的传输工作，在这种情况下，就要求单模光纤的传输的内部的频带的宽度比较宽，因而比较适合传输工作量比较大以及信号站相距比较远的信息传输的工作。多模在信息传输的过程中利用多个模式完成信息的传输工作，但是会出现色散等问题，所以一般来说由于其频带窄所以適合传输工作量比较小以及信号站相距比较近的简单的信息传输的工作。

二、光纤通信技术在广电网络中的应用

现阶段光纤通信技术在我国的广电网络中的应用可以说是非常的广泛，但是由于我国的光纤技术的发展起步比较晚，再加上没有核心技术的支撑以及传统的通信技术的原因，所以目前虽然光纤通信技术的发展已经取得了一定的成果，但是仍然存在需要我们改进的地方。

（一）广播电视网络传输的发展成果

现阶段随着时代的发展，科学技术的革新力量的发展下，我国的广播电视网络行业的发展迎来了崭新的春天。光纤技术的引入有效的引起了行业内部的发展和革新工作。因为我们在利用光纤技术进行信息传输工作的时候，由于光纤的内部传输的宽度可以做到非常宽，所以在进行数据传输的时候可以进行大量的数据传输工作，由于光缆技术有效的保护了光纤所以抗干扰能力强以及使用的寿命也得到很大的发展。目前，在我国的广播电视行业当中，光纤通信技术作为综合效益最高的传输技术，不仅仅有效的成为了现阶段家家户户拥有的数字电视发展的技术基础，而且通过有效的和卫星技术的结合完成了实时直播的发展，不仅仅信号稳定数据完整，而且整体的综合成本效益优势明显。我们相信未来在我国光纤通信技术的发展将会引领我们的通信行业的发展走上一个崭新的台阶。

（二）广播电视传输网络双向化改造的解决方案

在以往我国传统的广电网络行业当中，是有效的利用HFC网络技术发展起来的，其主要的理论基础就是 CATV 技术，但是我们知道在该项技术当中其主要的传输的过程需要通过有线传输工作才能够完成。只能够做到单项的信息传输的工作，但是现阶段随着时代技术的发展，对于广播电视行业的发展来说也必须面临技术的革新。其中信息传输的双向化的改造无疑是现阶段比较紧迫的一个需要解决的问题。随着数字电视的普及程度越来越高，有效的提供了频率资源进行通讯技术的发展，未来随着光纤技术的发展，我们会发现每一个 Hz 频带将会承载更多的比特数，信息精准度高、信息完整等等许多的优势。现阶段，我们在广电行业中，光纤通信技术的双向化改造的过程中，主要采取以下两种形式：CMTS+CM技术和EPON 技术。对于两种不同的通信技术其所适用的范围也是不同的，我们发现，我们在利用后者的技术的时候，我们还需要思考一个问题就是光纤入户的问题，究竟是采用五类线入户的方式还是同轴电缆入户的方式，显然五类线入户的方式虽然普及的范围广，但是存在距离上的限制，成本较高施工的周期较长，所以在旧城区的改造发展中并不适用。相比较CMTS+CM技术而言，由于FTTB+LAN 模式的发展来说，安装的流程比较简单效益水平较高，在双向化的改造工作中显然更为适用。

三、总结

随着科学技术的发展，在我国的广播电视网络中光钎技术的应用必然会成为发展的主旋律，所以有效的引导该技术在我国有效的发展是非常有必要的，但是由于现阶段我国光纤技术的发展起步较晚，未来我们需要面临很多的难题和挑战，但是我们相信光纤传输作为一种最具有行业优势的技术在我国未来广电网络中将会发挥更大的作用。

参考文献：

[1]程青枝.浅析光纤通信技术在广电网络中的应用[J].新应用，2013（2）：74.

[2]王志远.浅析广电网络中的光纤通信技术及应用比较[J].信息技术应用研究，2012（2）：25.

光纤网络与光纤通信 篇7

一、OTDR卡测试原理

OTDR卡即光时域反射仪, 之所以能够测试光纤状态是利用了光纤传输的两个物理现象:瑞利后向散射和菲涅尔反射。由于构成光纤的二氧化硅的成分不纯净, 使得光纤出现折射率不均匀, 造成光在光纤的传播出现散射, 当一部分光散射到光纤外引起光损耗时, 称为瑞利后向散射。光在均匀介质内传输是沿着直线方向, 但如果在两种介质中传输时, 会在这两种不同介质分界面发生反射与折射现象, 这种反射、折射服从菲涅尔规律, 也称菲涅尔反射。那么在光缆进行测试, 那么菲涅尔反射一定是出现在连接点或故障点。

光时域反射仪连接光纤网, 通过OTDR的测试曲线可以判断光纤传输有无事件发生。OTDR中光源按符合规定要求稳定的光信号发送到被测光纤网中;脉冲发射器是控制光源发送的时间, 控制数据分析和显示电路与光源同步工作, 以得到正确的分析结果;定向耦合器是将光源发出的光耦合到被测光纤, 并将光纤沿线各点反射回的光耦合到光检测器中;光检测器是将被测光纤反射回的光信号转换为点信号;放大器是将光检测器送来的电信号放大整形;数据分析及显示是将反射回的信号与发送脉冲比较, 计算出相关数据, 并配有分析电路, 为曲线分析提供支持。

二、光纤传输网络在线监测系统的设计

光纤传输网络在线监测系统由四种测试架构构成:脱机监测 (off-line testing) 架构;脱机实时告警监测 (off-line realtime testing) 架构;在线监测 (on-line testing) 架构;在线实时告警监测 (on-line real-time testing) 架构。其总体体系结构图如图2所示, 四种结构中前两者监测备用光纤 (dark fiber) , 后两者监测使用中光纤 (active fiber) 。为改善光纤的通信质量及缩短光纤完修时间, 本光缆自动监测系统具有实时告警 (Real Time Alarm) 的功能, 即在光纤产生状况时, 光缆自动监测系统可立即的反应并进行光纤量测, 然后将量测数据以告警的方式通知管理及线路维修人员进行光纤修复作业。

中央监测站TSC (Test System Controller) 是RFTS系统监控的数据汇集及分析中心, 也是整个监控系统的管理中心。TSC中央监控站可管理及监控各个远程光缆监测器 (RTU) 。为方便维护人员操作, TSC亦可提供可携式监测台及机房监控台作为现场监控平台。每一台TSC均可监控RTU所监测的光纤状态、运作情况、指定测试及分析芯线, 并可针对需要进行分析统计、修改系统设定等功能, 此外在管理上亦可因应用户需要作不同的规划。

工作终端机WS (Work Station) 工作终端机安装于各光缆维护作业相关单位, 可经由网络与TSC联机, 接收TSC所传送的数据;并在需要时, 透过TSC下达执行光功率、光特性等测试指令。在RFTS中使用GIS, 可以更容易地增加监控区域地理信息和缆线网络的丰富性, 多样的接口表现和查询功能, 并可更直接、更精确地表现监控的各类讯息。监测机RTU是一种远程光纤监测机, 安装于机房之光缆 (纤) 监测设备, 用以监测光纤之现况。可包含控制模块、光时域反射器模块、光信道选择模块、光源模块、光功率监测模块、光分波多任务模块、光滤波模块、光分歧模块、光路自动切换保护模块等 (依照不同之监测架构选择) 。

三、总结

本文提出了一种基于OTDR卡的光纤传输网络在线监测系统, 能够便捷地检测故障。从OTDR卡实现原理出发, 就光纤传输网络在线监测系统的技术路线, 提出了较为完善的监测系统总体体系结构与监测技术实现, 为于电力系统部门的光纤传输网络在线监测系统的规划与建设具有很好的参考价值。

摘要：本文提出了一种基于OTDR卡的光纤传输网络在线监测系统, 能够便捷地检测故障。所研究结果对于电力系统部门的光纤传输网络在线监测系统的规划与建设具有很好的参考价值。

光纤网络与光纤通信 篇8

1.1 光纤到家庭 (FTTH) 的发展

FTTH可向用户提供极丰富的带宽, 所以一直被认为是理想的接入方式, 对于实现信息社会有重要作用, 还需要大规模推广和建设。FT-TH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2~3倍。过去由于FTTH成本高, 缺少宽带视频业务和宽带内容等原因, 使FTTH还未能提到日程上来, 只有少量的试验。近来, 由于光电子器件的进步, 光收发模块和光纤的价格大大降低;加上宽带内容有所缓解, 都加速了FTTH的实用化进程。

1) TTH遇到的挑战:现在广泛采用的ADSL技术提供宽带业务尚有一定优势。与FTTH相比:a.价格便宜。b.利用原有铜线网使工程建设简单。c.对于目前1Mbps—500kbps影视节目的传输可满足需求。FTTH目前大量推广受制约。

2) FTTH的解决方案:通常有P2P点对点和PON无源光网络两大类。

F2P方案——优点:各用户独立传输, 互不影响, 体制变动灵活;可以采用廉价的低速光电子模块;传输距离长。缺点:为了减少用户直接到局的光纤和管道, 需要在用户区安置1个汇总用户的有源节点。

PON方案———优点:无源网络维护简单;原则上可以节省光电子器件和光纤。缺点:需要采用昂贵的高速光电子模块;需要采用区分用户距离不同的电子模块, 以避免各用户上行信号互相冲突;传输距离受PON分比而缩短;各用户的下行带宽互相占用, 如果用户带宽得不到保证时, 不单是要网络扩容, 还需要更换PON和更换用户模块来解决。 (按照目前市场价格, PEP比PON经济) 。

PON有多种, 一般有如下几种:1) APON:即ATM-PON, 适合ATM交换网络。2) BPON:即宽带的PON。3) OPON:采用通用帧处理的OFP-PON。4) EPON:采用以太网技术的PON, 0EPON是千兆毕以太网的PON。5) WDM-PON:采用波分复用来区分用户的PON, 由于用户与波长有关, 使维护不便, 在FTTH中很少采用。

中国ATM使用远比STM的SDH少, 一般不考虑APON。我们可以考虑的是P2P、GPON和EPON。P2P方案的优缺点前面已经说过, 目前比较经济, 使用灵活, 传输距离远等;宜采用。而比较GPON和EPON, 各有利弊。GPON:采用GFP技术网络效率高;可以有电话, 适合SDH网络, 与IP结合没有EPON好, 但目前GPON技术不很成熟。EPON:与IP结合好, 可用户电话, 如用电话需要借助l AD技术。目前, 中国的FTTH试点采用EPON比较多。FTTH技术方案的采用, 还需要根据用户的具体情况不同而不同。

1.2 光交换的发展什么是通信

实际上可表示为:通信输+交换。

通常在光网里传输的信息, 一般速度都是x Gbps的, 电子开关不能胜任。一般要在低次群中实现电子交换。而光交换可实现高速XGb Ds的交换。当然, 也不是说, 一切都要用光交换, 特别是低速, 颗粒小的信号的交换, 应采用成熟的电子交换, 没有必要采用不成熟的大容量的光交换。当前, 在数据网中, 信号以“包”的形式出现, 采用所谓“包交换”。包的颗粒比较小, 可采用电子交换。然而, 在大量同方向的包汇总后, 数量很大时, 就应该采用容量大的光交换。

目前, 少通道大容量的光交换已有实用。如用于保护、下路和小量通路调度等。一般采用机械光开关、热光开关来实现。目前, 由于这些光开关的体积、功耗和集成度的限制, 通路数一般在8~16个。

电子交换一般有“空分”和“时分”方式。在光交换中有“空分”、“时分”和“波长交换”。光纤通信很少采用光时分交换。

光空分交换:一般采用光开关可以把光信号从某一光纤转到另一光纤。空分的光开关有机械的、半导体的和热光开关等。近来, 采用集成技术, 开发出MEM微电机光开关, 其体积小到mm。已开发出1296x1296MEM光交换机 (Luce nt) , 属于试验性质的。

1.3 集成光电子器件的发展

日本NTT采用PLO技术研制出16x16热光开关;1x128热光开关阵列;用集成和混合集成工艺把32通路的AWG+可变光衰减器+光功率监测集成在一起;8波长每波速串为80Gbps的WDM的复用和去复用分别集成在1块芯片上, 尺寸仅15x7mm, NTT采用以上集成器件构成32通路的OADM。其中有些已经商用。近几年, 集成光电子器件有比较大的改进。

中国的集成光电子器件也有一定进展。集成的小通道光开关和属于PLO技术的AWG有所突破。但与发达国家尚有较大差距。如果我们不迎头赶上, 就会重复如同微电子落后的被动局面。

2 光纤通信的市场

根据RHK的对北美通信产业投入的统计和预测。在2010年是最低谷, 相当于倒退4年。现在有所回升, 但还不能恢复。按此推测, 在2011~2008年才能复元。光纤通信的市场也随IT市场好转。这些好转, 在相当大的程度是由FTTH和宽带数字电视所带动的。

我认为:FTTH毕竟是信息社会的需求, 光纤通信的市场一定有美好的情景。发达国家的FTTH已经开始建设, 已经有相当的市场。大体上看, 器件和设备随市场的需要, 其利润会逐步回升, 2007~2008年可能良好。但光纤产业, 尽管反倾销成功, 目前价格也仍低迷不起, 利润甚微。实际上, 在世界范围内, 光纤的生产规模过大, 而FTTH的发展速度受社会环境、包括市民的经济条件和数字电视的发展的影响, 上升缓慢。据了解, 有大公司目前封存几个光纤厂, 根据市场情况, 可随时启动生产, 其结果是始终供大于求。供不应求才能涨价, 是通常的市场规律, 所以光纤产业要想厚利, 可能是若干年后的事情。中国经济不发达地区和小城镇, 还需要建设光纤线路, 但光纤用量仍然处于供太子求的范围内。

对中国市场, FTTH受ADSL的挑战和数字电视HDTV发展的制约, 会有所延后。目前, 中国大量建设FTTH的社会环境和条件尚未具备, 可能需要等待一段时间。不过, 北京奥运会HDTV的推动和设备价格的下降, 会促进FTTH的发展。预计在2011后中国FTTH可开始推广。不过也有些大城市的所谓中心商业区CBD, 有比较强的经济力量, 现在已经采用光纤到住地PTTP来建设。总的来说, 目前中国的FTTH处于试点阶段。试点的作用, 一方面是摸索技术和建设的经验, 另一方面, 还起竞争抢占用户的作用。所以, 现在电信运行商, 地方业主都积极对FTTH试点, 以便发展宽带业务。

3 结语

光纤网络与光纤通信 篇9

据查全国有1 800多个县与县级市,37 680多个乡镇,不同县市和不同乡镇无论从地域大小或是人口多少上都有很大差别。有的县市比较大,其乡镇数量比较多,有的县市比较小,其乡镇数量比较少。同样,有的乡镇比较大,其村寨数量比较多,有的乡镇比较小,其村寨数量比较少。无论是比较大的县市或是较小县市,其乡镇也都会有大小之别,县市级有线电视网络按县市和乡镇大小大致可以划分为4种类型,即小县市小乡镇型,小县市大乡镇型,大县市小乡镇型,大县市大乡镇型。所谓小县市与大县市是指拥有乡镇数量的多少,同样,小乡镇与大乡镇是指拥有的村寨的多少。在规划、设计与构建县市级有线电视网络时,建议按不同情况区别对待[1,2,3]。

1 光网络层级

一个县市有线电视光纤网络从前端到村光节点之间可以分为几个层级,4种类型的县市光纤网络应具有不同的光网络层级,分述如下。

1.1 小县市小乡镇型

一个县市设立一个总前端,对小县市可按每个乡镇设立一个分前端,总前端与每个分前端(即乡镇前端)之间的光纤链路为县市1级光链路,即县市光网络的第1层级。对小乡镇由分前端以光纤直通每个村寨光节点(假设村寨之后为同轴电缆网络,以后可逐步以光纤取代电缆,向村组和用户发展),构成县市2级光链路,即第2层级。县市光纤网络层级关系如图1所示,有两个层级。

1.2 小县市大乡镇型

大乡镇的村寨比较多,如果每个村寨节点的光纤都直接汇聚到乡镇分前端,会使乡镇分前端负担过重,故可按照每相邻的多个村寨为一个片区将全乡镇划分成若干个片区,设立县市2级分前端(可称为小片区前端),由乡镇前端(即县市1级分前端)到每个小片区前端(即县市2级分前端)构成县市2级光链路,为第2层级。再由小片区分前端到每个村寨光节点构成3级光链路,为第3层级。县市光纤网络层级关系如图2所示,有3个层级。

1.3 大县市小乡镇型

大县市的乡镇比较多,如果每个乡镇前端都直接与总前端相连,不但不便于组建环形网,而且会使总前端负担过重,故可按照每相邻的2个或3个乡镇为1个片区,将全县市划分为若干个片区,设立县市1级分前端(可称为大片区前端)、总前端与每个大片区前端(县市1级分前端)之间构成县市1级光链路,为第1层级;乡镇前端作为县市2级分前端,1级分前端与每个2级分前端构成县市2级光链路,为第2层级;乡镇前端到每个村寨构成县市3级光链路,为第3层级。县市光纤网络层级关系如图3所示,有3个层级。

1.4 大县市大乡镇型

大县市大乡镇型光纤网络层级关系如图4所示,有4个层级。县市总前端与每个1级分前端(大片区前端)之间构成县市1级光链路,为第1层级;1级分前端与所辖2级分前端(乡镇分前端)之间构成县市2级光链路,为第2层级;2级分前端与3级分前端(小片区分前端)之间构成县市3级光链路,为第3层级;3级分前端与所辖村寨之间构成4级光链路,为第4层级。

2 光网络结构

以上4种类型的光网络层级从最少的2级到最多的4级,层级越靠前影响面越大,层级越靠后影响面越小,所以在设计各层级光网络结构时的出发点和侧重点是不同的。县市各级光网络结构的选型与设计建议:在图1～图4中,县市1级光链路作为光网络第1层级,它是县市光网络的大动脉,从安全可靠性考虑,为保证每个分前端或1级分前端与总前端之间的光链路不出现中断,1级光链路应设计为双向环形自愈网络结构形式,每个分前端或1级分前端都有来自两个不同路径的总前端的信号,构成双保险。图3和图4中的2级光链路同样也应设计为双向环形自愈网络结构。图2中的2级光链路与图4中的3级光链路通常可按星形网络结构设计。图1～图4中到各村寨的最后一级光链路一般均按星形网结构设计。照此,类型1的2级光网络结构为环—星形;类型2的3级光网络结构为环—星—星形;类型3的3级光网络结构为环—环—星形;类型4的4级光网络结构为环—环—星—星形。

另外,对县市城区内的光网络,若城区较小时,由县市总前端按光纤星形结构一次到小区光节点,小区节点以后继续按星形方式扩展到楼或楼栋。若城区较大时,可在总前端与小区节点之间建立光缆交接箱。同样,小区较大时,在小区节点与楼或楼栋节点之间建立光缆交接箱,将光分路器由前端分解下移构成多级星形网络。

在光网络结构设计中,应尽量避免使用树形或是干线形(又称总线形)结构,尤其是在较靠前的网络层级中。树形或是干线形结构除了节省光纤光缆,缺点比较多,早期由于光纤价位高,有时会采用这种结构,现在随着光纤价位的下降,尽量不要使用这种结构,除特殊情况外,比如行政村光节点以后有几个很小的自然村,基本分布在一条直线上,而且间隔又比较大,以光纤替代同轴电缆时可使用总线型结构。

无论是环形网或是星形网,实际上可以有多种形态,分述如下。

2.1 环形网络结构设计

环形网是指物理形状,其逻辑关系应为星形结构,如图5和图6所示。在图5中,从前端到每个分前端都有主、副两条不同路径形成合围,所以前端与每个分前端之间都构成物理上的环形结构。在图6中,前端对每个分前端在光信号分配与传输上为星形结构。双向环形自愈网实质上是主、副两个星形网的并联组合,这两个星形网有相同的光路数和不同的分光比(因路径不同),光信号由光纤从前端分别一次辐射到每个分前端。实际中,环形光网络结构视具体情况可以有多种组网形式,应根据分前端的数目以及分布情况并综合考虑各种因素,科学合理地组建环形网络,下面举例分析说明。

2.1.1 两个分前端的环网

由两个分前端与前端构成的环网只有一种结构形式,如图7所示。前端O到分前端A和分前端B都有两条路径。由O到A的主路由为O→A,副路由为O→B→A;由O到B的主路由为O→B,副路由为O→A→B。从前端到两个分前端A和B的主、副路由都形成了1个物理上的环形网。

2.1.2 3个分前端的环网

由3个分前端与前端构成的环网有两种结构形式,如图8和图9所示。在图8中,前端与3个分前端构成1个大环网,前端到每个分前端都有两条路径,按顺时针方向由前端O到分前端A,B,C的路由分别为O→A,O→A→B,O→A→B→C。按逆时针方向由前端O到分前端A,B,C的路由分别为O→C→B→A,O→C→B,O→C。在图9中,前端与3个分前端构成网孔结构,即1个大环套2个小环,按右环由O到A的两个路由为O→A,O→B→A。由O到B的两个路由为O→B和O→A→B。按左环由O到B的两个路由为O→B和O→C→B。由O到C的两个路由为O→C和O→B→C。由于两种环网的结构形态不同,所以每个分前端与前端之间的双向自愈环路不同,显然图9的网孔结构中,每个分前端到前端的主、副路径环节少。实际上,环网结构的具体形态要综合考虑各种因素,诸如分前端与前端的相对地理位置和分布情况、沟壑、湖泊、城区建筑、地埋管道路由等,所以要视具体情况而定。

2.1.3 4个或以上分前端的环网

由4个或更多分前端与前端构成的环网有多种结构形式。图10和图11是4个分前端按其分布情况组建的两种环网结构形式。图10由两个小环网构成,分前端A和B与前端O构成1个小环,分前端C和D与前端O构成另一个小环。图11中4个分前端与前端构成1个大环。就形式而言,图10结构优于图11,但实际中要综合考虑各种因素,应视具体情况构建合适的环形网络结构形式。

2.2 星形网络结构设计

星形网络结构是在前端用光分路器将光信号一次分配到位,并分别由各自的光纤光缆直接辐射到每个光节点。其优点是:光路损耗小,覆盖范围大,安全可靠性好,即使一个光路出现故障也不会影响其他光路。缺点是:光纤光缆用量大,而且当光节点的数量过多时,前端的光纤光缆数量太多,造成前端设备负担过重;另一方面会造成光缆地埋管道或架空杆路的紧张;更重要的是造成大量光纤光缆资源的浪费。解决办法是:在前端和光节点区之间建立若干分前端或是光缆交接箱,来分担前端的负担和压力,将前端的负荷分解下移到后面一级或是多级分前端,构成两级或多级星形网。由于每个分前端分别负责覆盖一个区域,因而影响面大,为安全可靠起见,通常将前端与各分前端之间的星形网做成主、副两个星形网,并使前端与每个分前端之间在物理上(或者说地理上)构成环状形,即通常所说的双向环形自愈网,其实是物理环形、逻辑星形结构。所以说,各级光网络通常都是星形网的级联,只不过是在物理形状上有的呈现出真正的星形辐射状,而有的是环状,有的是干线状。环形网已作了介绍,干线状星形网是指多个分前端或光节点基本分布在一条直线上,因而各路光纤可以共缆,各分前端或光节点与前端之间在逻辑关系上仍然是星形结构。图12是一个两级光网络,前端O与分前端A、B、C之间构成第一级光网络,是一个逻辑星形、物理环形双向自愈网;分前端B与所辖6个光节点之间构成第二级光网络,是一个星形网,其中光节点2,3,4与分前端B之间构成物理干线形、逻辑星形结构。实际中,星形网的构建与设计要根据网络层级关系并综合考虑各种因素。

3 结语

县市级光纤电视网络的构建与设计是一件复杂的工程项目,不同县市情况各不相同,不仅是区域大小,还有地理状况以及人口密度与分布情况,原来的基础设施状况也不相同,而且受山川、河流、湖泊等制约因素,需要考虑的因素很多,所以没有一个统一固定的模式套用。本文提出的4种网络类型及其网络层级和网络结构的各种形态,在实际应用中应根据不同情况灵活变通。

摘要：将县市级光纤电视网络按县市和乡镇大小划分为4种基本类型,给出了每一种类型的光网络组成和层级关系,指出了不同光网络层级的光网络结构特点。对光纤双向环形自愈网络结构和星形网络结构的关系以及它们的不同结构形态进行了分析,希望对构建和设计县市级光纤电视网能有一些帮助和借鉴。

关键词：光网络分型,光网络层级,光网络结构,环形网络,星形网络

参考文献

[1]彭建树.县级有线电视联网设计初探[J].有线电视技术,2012(4):118-120.

[2]杨成军.湄潭县有线电视光缆直接延伸覆盖村网的设计[J].中国有线电视,2012(1):60-62.

光纤网络与光纤通信 篇10

光纤接入网主要采用的是PON集中分光拓扑结构, 光信号由分光器进行分配, 同时能够将服务信息提供给多个用户。按照在网络中的位置, FTTH网络的光缆可以分为馈线光缆、配线光缆和入户光缆。

对于每个FTTH集中分光网络, 每个用户都是通过一个ONT光网络终端把光纤信号转化为电信号, 包括数据 (RJ45) 接口、语音 (RJ11) 接口和视频 (同轴电缆) 接口。在FTTH光网络中, 入户光缆一般采用的是两芯的皮线光缆, 而馈线光缆、配线光缆一般都采用G657或者小弯曲半径的抗弯曲光纤。入户光缆和配线光缆的端接方式都采用的是光纤冷接接头端接, 然后通过适配器完成连接。在室内则是通过各种铜缆直接与各个设备终端连接。馈线光缆是通过分光器把光信号传输到配线光缆, 再通过馈线光缆直接连接到小区中心的机房。在中心机房内, 通过OLT设备实现数据和语音网络的连接, 再通过光纤视频转换器连接到视频网络上, 从而实现了语音、数据、视频三网合一。

2 FTTH光网络设计方案

2.1 公寓解决方案

对于不同楼层的公寓, 主要采用以下两种解决方案:

⑴直接进户方案。鉴于多层公寓内基础设施的考虑, 多层公寓在每一个住宅单元都应设置单元光分纤箱。也可以设置在建筑物内的一层楼道的侧墙内, 多采用壁嵌式暗装。在每一个楼栋单元内设置一个小型的室内或室外通用光交接箱, 端接在一条两芯的馈线光缆上, 然后将光信号通过一个光分路器和皮线光缆直接送到每一户。

⑵光分路器集中设置方案。鉴于高层内基础设施的考虑, 光分路器应该设置在所能收容用户的中间楼层的弱电间或弱电井内, 再根据用户总量统筹考虑如何进行OBD数量的配置以及如何进行分层设置。在高层公寓里集中设置一个室内光交接箱, 并将模块化的光分路器集中安装在室内光交接箱内。

2.2 别墅解决方案

在别墅区, 采用即插即用的预连接光缆系统方案。鉴于别墅区内基础设施的考虑, 对室外管道整体规划设计时, 应当首先对室内通信暗管的布局进行详细了解。同时要选择正确的光缆布放方案, 并对光交设置点以及光缆接头盒预设位置进行正确的选择, 以便有效地控制管道建设规模的大小和减少对入户光缆成本的投入。在别墅区内, 我们设置了多个本地汇聚点交接箱, 从而可以分别对每个片区内用户的光纤网络进行对应管理。

3 FTTH光纤网络中光缆的安装

3.1 安装方式

常用的光缆安装主要有3种方式:直埋方式、架空方式、管道方式。直埋方式破坏性大, 施工周期长, 成本高, 一般不考虑该种方式;架空方式优点是施工周期短, 成本低, 但缺点是光缆容易遭受破坏, 从而加大了光纤网络的维护费用, 并且也不适合应用于人口稠密的地区;管道方式则当光缆在进行管道铺设时, 如果是新修的管道, 可以直接平放在管道中, 但也有很多光缆施工时必须借助于现存的管道。

3.2 安装注意事项

FTTH光纤网络的安装的注意事项: (1) 对于室外光缆的安装来说, 首先应该考虑使用管道安装方式, 但是在管道安装不具备的条件下, 也可以适当的考虑使用直埋方式和架空方式。 (2) 对于室内光缆的安装来说, 如果是新建的小区, 应当考虑采用隐装方式的敷设光缆;如果是光纤已经覆盖的小区, 可以考虑采用楼内光缆的敷设与原有网络共用一个路由的方法;如果需要明敷光缆或者建立新的光缆路由, 就应当尽量考虑到如何降低对建筑结构的破坏程度, 再进行选择安装方式。 (3) 在安装过程中, 光缆的弯曲半径不得小于光缆允许的最小动态弯曲半径。 (4) 牵引光缆时, 光缆端头与牵引索间应当加以转换;光缆转弯时, 应该适当采取合理的引导和保护措施。

4 FTTH技术应用模式的分析

FTTH技术的不断发展, 促进了三网融合的发展。三网融合是建立一个整合了计算机网、电视网和电信网三大网络, 通过技术改造, 提供多媒体、数据的综合通信业务, 为用户提供一个整合的信息获取平台。三网融合是广义的概念, 主要的目的是强调对业务应用上的整合, 使现有网络提高覆盖, 通过业务上的交叉和渗透提供多样化、个性化的服务的目的。FTTH技术在对于三网融合的发展具有基础作用, 先进的数字技术使得电话、数据与多媒体通过统一的编码方式进行传输和数据处理。FTT技术为业务中信息的传输和处理提供了理想的高质量平台。要做到三网融合需要集中在业务实现上, 将FTTH技术融入到三网融合当中, 利用对业务处理水平的提高, 满足用户的多样化的业务需求, 从游戏、远程教育、安防、点播、购物等业务上进行整合和促进, 不断的满足用户增长的业务需求。利用FTTH技术提升原有传统网络的宽带水平, 使用户提高自身体验, 促进三网融合的发展, 建立统一的无缝平台。

参考文献

[1]王孝明.规模推广FTTH的关键问题及其解决方案[J].电信科学, 2008, 24.

[2]何燕娜.IPTV与FTTH互动为三网融合创造了机遇[J].中国市场, 2011 (15) .

基于光纤直放站的网络覆盖技术 篇11

关键词:光纤直放站 覆盖技术 传输距离

0 引言

随着移动通信的高速发展,客户对网络服务质量的要求不断提高,运营商之间竞争日益激烈。而对公路隧道实现全线覆盖是运营商提高网络质量的一个重要环节,也是提高综合竞争力的一个有力手段。

建设CDMA、GSM直放站可快速提高网络质量。直放站从传输方式来分有无线直放站、光纤直放站和移频直放站。其中,光纤直放站运用的历史较短,但与其他直放站相比较,它有自己独特的优势,光纤直放站信号纯净,衰减度小,信号传输不受地理气候的限制,而且随着光器件价格的降低,产品不断成熟,在网络中的运用不断增多。

1 光纤直放站的工作原理

光纤直放站主要由中继端机(或近端机,在基站机房内耦合信号)、光传输网络、远端机和天线系统组成。如下图所示:

中继端机将基站射频信号耦合下来,并将射频信号转换成光信号;

光传输网络将信号传送到远端;

远端机主要包括双工滤波器(Duplex)、低噪声放大器(LNA-low noise amplifier)、功率放大器(PA-power amplifier)、光端机等设备,将射频信号从光信号中解调出来,并滤波、放大;

用户天线用于覆盖区的信号发射和接收,可采用全向或定向天线。

前向放大器放大基站至移动台的下行信号(前向信号),反向放大器放大移动台至基站的上行信号(反向信号),由于上下行信号频率相差很大即双工间隔很大(如GSM900、CDMA800的双工间隔为45MHz),可利用双工滤波器和前端滤波器方便地将两路信号分开。

2 光纤直放站特点

光纤直放站与无线直放站的最大区别在于施主基站信号的传输方式上,光纤直放站是通过光纤进行传输,而无线直放站通过空间传播。因此,光纤直放站具有以下特点:①输出信号频率与输入信号频率相同,透明信道。②覆盖区天线可根据地形情况选择全向或定向天线。③不存在无线直放站收发隔离问题,选址方便。④光纤中继端与近端机距离不超过20公里。

3 光纤直放站在公路隧道覆盖中的建设问题

由于公路隧道具有地形复杂,信源获取困难以及覆盖区域狭长,信号波动损耗都较大等特点;因此需要根据实际环境进行勘测设计,灵活组网规划;基于公路隧道的特点,光纤直放站因具有设计和施工灵活且覆盖效果好,工作稳定等优点,所以在公路隧道中有很好的应用。可从以下几个方面来进行探讨。

3.1 传输距离的要求 光纤直放站的传输距离最大可达15公里,因此对于一般的狭长的隧道,只要不超过改传输距离,就可以使用光纤直放站来进行覆盖。

3.2 信源的选取 因为信源的选取直接关系到整体覆盖效果。因此要保证施主基站有话务容量冗余可以负担光纤直放站覆盖区域内的话务量。若在隧道口附近无信源可取或隧道较长,利用耦合器从基站耦合信号到近端机,近端机将射频信号转化为光信号,通过光缆将光信号送到远端机,远端机将光信号转化为射频信号同时放大信号将其馈送到天线。根据覆盖距离及近端机拖带远端机能力和对基站的噪声影响,来确定远端机数量。

3.3 供电方式 对于公路隧道,一般建设在较偏远的山区,电源不太稳定甚至没有电源提供,因此可以利用太阳能供电系统供电,但是如果是在有电源提供的地区可直接利用220V交流电供电。

3.4 监控系统 公路隧道在偏远地区,故在维护上有很大的困难。监控系统能对其进行参数设置、调整,在网络维护方面起了非常重要的作用,是必不可少的一项补充。

4 光纤直放站在某隧道网络覆盖中的应用实例

4.1 工程概况 某隧道隧道全长820米,双洞单向两车道,隧道顶高约6米,隧道内信号电平小于-100dBm,隧道东侧隧道口到转弯处约1000米路段信号电平在-90dBm至-98dBm之间,通话质量差。

4.2 解决方案 为了解决该隧道的覆盖问题,采用无线接入光纤直放站,两隧道内分别采用八木天线进行覆盖,隧道外采用抛物面天线,而利用隧道顶遮挡来解决隔离度问题。系统平面图如下:

4.3 测试结果 该隧道开通后检测结果为公路隧道内、隧道外网络信号电平值≥-85dBm左右,通话质量RxQual 90%区域以上0级,切换成功率>99%,掉话率<1%,扩大基站覆盖范围,对基站参数指标无任何影响。

5 结束语

光纤直放站相对于无线直放站来说,成本相对较高,而且需要敷设光纤。但正如本文第2点所阐述,与无线直放站相比,光纤直放站有着无可比拟的优点,光纤直放站一般可获得80dB以上的增益,主要完成为离基站较远的村镇、公路、厂矿、旅游区等地域的覆盖。该系统具有建站速度快、工程投资低,见效快等优点,具有极高的性价比。

参考文献:

[1]韦惠民等.蜂窝移动通信技术.西安:西安电子科技大学出版社.2002.

[2]孙儒石等.GSM数字移动通信工程.北京:人民邮电出版社.1998.

光纤网络与光纤通信 篇12

随着网络技术的飞速发展, 远程监控系统广泛应用于工业远程监控、智能楼宇、安防监控和网络家电等方面, 通过远程监控, 技术人员无须亲临现场就可以方便控制和掌握仪器、设备的运行状态及各种参数, 方便地利用本地丰富的软硬件资源对远程对象进行过程控制。远程监控系统的核心部分是传输系统, 而数据在网络上传输方式可以分为模拟传输方式和数字传输方式。数字传输方式克服了模拟传输方式的局限性:数字化可以实现在计算机网络 (局域网或广域网) 上传输图像声音数据, 基本上不受距离限制, 信号不易干扰, 可大幅度提高图像的质量;数字化存储的实现, 经过压缩的视频数据可以存储在各种存储器中, 方便历史记录的查询。远程监控系统中传输媒介的选择也是一个很重要的方面, 最理想的传输媒介是光纤, 具有传输频带宽、传输损耗低、通信容量大、不受电磁干扰、保密性强、重量轻等优点。

2. 实时传输协议RTP

RTP协议实际上由实时传输协议RTP (Real-time Transport Protocol) 和实时传输控制协议RTCP (Real-time Transport Control Protocol) 两部分组成。RTP协议基于多播或单播网络为用户提供连续媒体数据的实时传输服务;RTCP协议是RTP协议的控制部分, 用于实时监控数据传输质量, 为系统提供拥塞控制和流控制。由于RTP可以运载在任何协议之上, 所以RTP协议的应用可以不仅仅局限在多媒体传输领域, 还可以应用于其它领域。虽然在特殊领域应用RTP协议只需在原来的基础上根据领域的特定应用做进一步限定, 但到目前为止, 除了一些研究项目以外, RTP协议主要还是应用于音频/视频传输方面。

3. 系统设计与实现

3.1 系统的网络结构

基于监控的距离距控制台比较远, 控制的路线比较长, 系统需要有长距离传输的能力, 而且传输的图像要求清晰无马赛克现象, 因此采用光纤作为视频媒体流的传输介质, 由于光纤具有大容量, 一根光纤可以传输120路视频数据, 不受电磁干扰、传输损耗低等特点。由于系统要求有很强的扩展性, 可以根据以后的需要方便的增加接点, 所以系统利用光纤将各个监控点构成一个总线型的网络结构。具体组网结构如图1所示。

3.2 系统的视频数据流传输过程

基于系统实时监控, 系统采用的网络传输协议是实时传输协议RTP (Realtime Transport Protocol) , 该协议是针对Internet上多媒体数据流的一个传输协议。RTP的典型应用建立UDP上, 但也可以在TCP或ATM等其他协议之上工作。RTP协议从上层接收流媒体信息码流, 装配成RTP数据包发送给下层, 下层协议提供RTP和RTCP的分流。如在UDP中, RTP使用一个偶数端口, 则相应的RTCP使用其后的奇数端口。视频流在整个网络经过视频采集、打包、传输、解包播放四个过程。整个网络系统数据流程图如图2所示。

3.3 整个网络系统软件算法实现

根据上述系统视频数据流程, 将视频监控系统程序设计分为两个大的模块:一是负责进行数据传输的通信模块, 二是负责对视频数据进行播放显示模块。通信模块主要实现的功能:一是与现场进行通信, 二是与数据库通信;与远程现场的通信, 采用网络编程的Socket编程技术, 与数据库通信利用功能强大方便使用的数据库访问接口ADO技术, 数据传输模块和播放模块算法1和算法2。

4. 应用及结论

随着网络技术的不断成熟和发展, 网络视频将在各种领域应用越来越广泛, 例如现在的网络会议、网络可视电话, 还可以应用在各种远程监控中, 比如水库大坝、水闸、银行、电力系统等的远程监控。

经过一年多的努力, 我们终于开发出上述系统并在荆州长江公路大桥监控管理实践中成功的应用了这一系统。可对大桥的路面车辆情况, 收费站的现场情况及其相关路段等各种可能出现突发事件的地方实现现场视频监控。由于整个网络是通过光纤作为传送媒介, 基于光纤具有大容量传输能力, 我们还成功利用该网络来传输大桥的其他监控数据信息, 比如对中心变电站采集的电流、电压数据、各种报警信息等, 各种需要的数据都能在该网络中传输, 这样大大的节约了其他数据传输的开销。

本系统可以根据实际的需要, 可以很方便的与WAN网连接, 方便大范围的管理使用。我们通过大量的实验对本系统的实时性、准确性、安全性、可靠性、稳定性进行了验证, 结果与我们预期的结果基本符合, 所以本视频传输系统适宜很多领域的推广使用。

参考文献

[1]、Chen Zhibo, He Yun.Quality weighted bit allocation for smoother-streaming of stored FGS Video[A].IEEE Pacific Rim Conferenceon Mul-timedia[C].USA:IEEE, 2001.

[2]、Wang Qi, Xiong Zixiang, Wu Feng, et al.Optimal rate allocationfor progressive fine granularity scalable video coding[J].IEEE Transactionson Signal Processing Letter, 2002, 9 (2) :33-39.

[3]、艳君, 王志巍, 张有会, 邵温.基于流媒体的网络视音频解决方案.福建电脑.2003, 第1期:36-38.

[4]、H Schulzrinne, S Casner, R Fredricket Alrtp:A Transport Protocol forRead-Time Applic ation[S].RFC1889, 1996-01