光纤网络传输

光纤网络传输（精选12篇）

光纤网络传输 篇1

一、引言

为了推进“宽带中国”战略实施,光纤入网已列入国家“十二五”发展规划,到2015年城市家庭带宽达到20M.农村家庭达到4M。中国电信和中国联通按照国家工信部的要求,正在大力推进实施FTTB (光纤到楼)和FTTH(光纤到户)网络改造,重点实施宽带上网提速工程。目前公网运营商已逐步实施光纤到户,电信企业进行光纤到户改造时,为用户免费更换终端接入设备。在此背景下,为了保证职工生活小区配套的宽带网络建设与国家同步,优质高效地服务好广大管道员工,今年根据计划开始实施某能源公司职工生活小区光纤到户通信网络系统建设。

近年来,宽带光接入(FTTX)的相关技术及其应用发展迅速,其中FTTB与FTTH是最为主流的两种接入方式。FTTB是光纤连接到楼,FTTH则是光纤直接连接到每个用户家庭,具体说FTTH是指将光网络单元(ONU)安装在住家用户或企业用户处,是光接入系列中除FTTD(光纤到桌面)外最靠近用户的光接入网应用类型,FTTH的优势主要是:

⊙无源网络。从局端到用户,中间基本上可以做到无源。

⊙传输距离长.具有高带宽优势,上网带宽可以保证10M,100M甚至更大。

⊙支持的协议较灵活,网络承载能力强大,可以满足家庭宽带、电话、电视、视频监控、环境监控、安防监控等多业务需求,实现“多网合一”。

⊙光缆到家,网络节点少,障碍少。

⊙网络运维管理简便。通过网管系统可实时自动发现新入网设备,支持设备的自动配置,实现新入网设备即插即用,实现远程集中配置管理、状态监测及故障排查等。

FTTH的显著特点不但提供更大的带宽,而且增强了网络对数据格式、速率,波长和协议的透明性,放宽了对环境条件和供电等要求,简化了维护和安装。鉴于FTTH的技术优势,从前瞻性和先进性的角度出发,职工生活小区光纤到户工程需选用FTTH宽带接入方式。

二、技术体制对比

随着宽带互联网的持续快速发展.网上新业务层出不穷,使得人们对网络接入带宽的需求持续增加,以PON(无源光网络)技术为代表的光纤到户将主导宽带市场。目前实现FTTH主要有两种标准,即EPON和GPON,两种技术体制的主要技术指标如表1所示。

EPON和GPON作为光网络接入的两个主力成员,各有优劣,互有补充。下面从几个方面对它们做一简单比较分析:

(1)速率。与EPON只能支持对称1250Mb/s单一速率相比,GPON支持多种速率等级,可以支持上下行不对称速率,下行速率为EPON的2倍。

(2)传输效率与实际带宽。由于采用线路编码与成帧长度不同,导致EPON传输效率与实际带宽低于GPON.GPON实际下行带宽为EPON的2.5倍,而成本构成上差异并不是太大。

(3)传输距离与最大分光比。主要受光模块性能指标的限制。最初EPON标准只规定了PX 10和PX20两种光模块,GPON标准规定了CLASS-A,B,C三种,但是由于CLASS-B,C模块的实现成本过于高昂,至今没有应用。因此,GPON最大128的分光比及理论上的60公里传输距离无法实现。随后EPON标准增加了PX20+及PX20++光模块,GPON标准增加了CLASS-B+.C+光模块,目前实际普遍应用的是PX20+和CLASS-B+.两者光功率预算基本一致,甚至PX20+比CLASS-B+还略高,因此,实际应用中两者的传输距离与最大分光比是完全一样的。

(4)基础协议。由于EPON标准是以802.3体系结构为基础的,因此,与GPON标准相比其协议分层更简单系统实现更容易。由于目前以太网芯片的成熟性,其系统成本更低。

(5)业务支持。GPON支持全业务的设计,对TDM类业务支持有天然优势,而且封装简单、开销低,满足了高效传输变长数据包的要求,且可以满足未来新业务的传输要求。

(6) QoS保证。GPON具有“源模式TDM”支持能力,能够支持传统TDM E1业务,同时能够提供时钟同步以及电信级QoS保证。而EPON的TDM支持采用电路仿真实现,其QoS以及时钟同步方面不如GPON,对传统业务支持起来有困难,可靠性也不是很好。相对于EPON,GPON的标准更加完善。

(7)网络保护机制。EPON和GPON均有完善的网络保护机制。但目前实际应用中,对于接入层网络整个行业都不考虑保护,这样可以降低工程投资。

基于以上对比,本职工生活小区光纤到户工程选用GPON作为FTTH的技术体制。

三、系统架构

光纤到户网络一般由局端OLT (光线路终端设备),ODN (无源分光网络)和ONU (用户终端设备)构成,具体系统架构如图1所示。

(1))光线路终端设备

OLT设备为无源光接入系统的局端设备,是一个多业务提供平台,一方面将承载各种业务的信号进行汇聚,按照一定的信号格式送入接入部分以便向终端用户传输,另一方面将来自终端用户的信号按照业务类型分别送入各业务网中。

OLT应该按照实际情况.部署于综合业务汇聚点,综合业务汇聚点应尽量选择在核心节点机房或汇聚节点机房。考虑到生活小区分布和现有通信网络组网情况,以及减少光纤链路损耗,本工程设5个汇聚机房,实行分片汇聚.以保证新增系统的安全稳定性。这样不仅拉近了终端ONU和OLT之间的距离,使链路损耗降到最低,而且保证了用户的高带宽及网络的稳定性。

(2)无源分光网络

无源分光网络作用是为OLT和ONU之间提供光传输通道,它的功能是分发下行数据,并集中上行数据。

为了便于维护,减少ODN故障点,降低光通路的衰耗,本工程主要采用一级分光结构,仅在特定场合,如用户分散,只有零星用户需求时,出于节省光纤资源的目的,才考虑采用二级分光结构。整个网络的ODN部分不做备份路由,但主干及配线光缆均考虑一定的富余纤芯,富余量20%～50%。

(3)光网络单元

ONU是系统的用户侧设备.用于终结从OLT传送来的业务。与OLT配合,ONU可向相连的用户提供各种宽带服务,如互联网浏览、IP电话、高清电视、视频会议等业务。ONU作为FTTH应用的用户侧设备,是“铜缆时代”过渡到“光纤时代”所必备的高带宽,高性价比的终端设备。

根据功能的不同.ONU有单业务(网络),双网合一(电话和网络)和三网合一(电话、网络、有线电视)之分。由于有线电视归地方广电部门统一管理,因此本工程用户终端采用双网合一的ONU,仅考虑提供电话和宽带网络服务。

由于某能源职工生活小区的用户数较多,对网络的需求也不同。本次光纤到户工程考虑的ONU规格有3种,分别为1FE+IPOTS,4FE+2POTS和4FE+2POTS+Wi-Fi,其中大部分为1个网口加1个电话口,足以满足一般用户的使用需求,另外还考虑配置端口更多甚至带Wi-Fi的高端ONU来满足有更高要求的住户的需求。

四、结束语

光纤到户旨在实现职工住宅小区的光纤到户网络改造,本工程涉及某能源单位基地16个生活小区,惠及13500职工用户,提供超过10M的数据宽带及语音的接入。本项目建设顺利实施,职工住宅宽带速度有了极大地提升,满足了智能家居对信息传输速率的要求,为智能家居的实现提供了必备的基础设施条件,满足了广大职工的诉求,有利于队伍维稳和舆情管理工作,以共同促进企业的和谐稳定。

摘要：本文对宽带光纤接入类型,方式进行描述,并对EPON和GPON两种标准,技术体制和主要技术指标进行对比分析,论述了职工生活小区光纤到户工程选用GPON技术体制理由,并重点介绍了光纤到户网络的系统架构,技术方案,设备选型和单元配置,以及生活小区光纤到户系统网络工程项目建设实施的重要意义。

关键词：FTTH,EPON,GPON,OLT,ONU

参考文献

www.dcw.org.cn

光纤网络传输 篇2

随着科技的快速发展，现代通信网络光纤传输技术在我国已经得到了广泛的应用，特别是在光纤通信体系中的应用更为普遍。

在移动互联网快速发展的背景下，我国的光纤通信也得到了快速发展，现已实现三网融合的状态。

在实际应用过程中，现代通信网络光纤传输技术还可分的更细致，包括单纤双向传输技术、双纤传输技术及光纤到户接入技术等。

单纤传输和双纤传输的主要区别就在于信号在几条光纤中传输，单纤传输的信号是在同一光纤中传输，这主要是因为理论上光纤传输的容量是巨大，甚至可以说是无限的，不过在实际的应用过程中，也可能因为设备的原因，使得光纤传输容量没有达到最佳状态。

目前我国的光纤传输还主要采用双纤传输，不过这种传输方式造成了很大程度的光纤资源浪费，如果采取单纤传输技术则可以节省很多光纤资源，在整个光纤通信系统中，这个节省的光纤资源就是巨大的。

单纤传输技术已经开始被逐渐采用，并且该技术主要应用于光纤末端接入设备;光纤到户接入技术也是现代通信网络光纤传输技术的一种，随着人们生活质量的提高，宽带业务也得到迅速发展，为了更好地满足人们的生活需求，高质量视频通信也极大程度的发展。

宽带业务的发展需要依靠光纤到户接入技术。

总之，现代通信网络光纤传输技术的应用越来越广泛，也越来越成熟[1]。

2.2 现代通信网络光纤传输技术的应用缺陷

虽然现代通信网络光纤传输技术在通信网络中发挥着重要的作用，但是现代通信网络光纤传输技术在应用过程中还存在一定的缺陷。

这些缺陷主要体现在以下两个方面：第一，光纤损坏问题普遍存在，光信号在光纤中传输，信号强度会随着传输距离的.增加而逐渐减弱，这就是所谓光纤损耗。

产生损耗的原因有很多方面，其中也包含了光纤本身的原因，比如说散射损耗。

另外，光纤损耗还可能是因为传输线问题产生的，比如说传输线弯曲。

光纤损坏这个缺陷产生了较为严重的后果，而且给通信网络业带来了较高的成本;第二，光纤的色散产生的消极影响。

信号在光纤的传输过程中，可以以不同的形式进行传输，而且可以产生不同的频率，这种情况下可以引起传输信号的畸变，这对信号的传输是非常不利的，比如说光纤信号的传输可能会产生脉冲重叠，这样就可能造成通信质量的下降。

光纤通信传输技术的应用 篇3

关键词：光纤通信；传输；技术；应用

一、光纤通信传输技术的特点

（一）频带宽，通信容量大。光纤是在传统的传输媒介的基础上发展出来的，它摒弃了传统的传输媒介带宽弊端，光纤的带宽远比传统的大。在一个单波长的光纤通信系统中传统的传输媒介也有光纤不能实现的，由于存在终端设备的不匹配，使得光纤带宽大的优点在单波长时无用武之地。光纤数据传输技术的出现，就能够将这个问题解决。光纤数据传输技术对频带宽的要求是很高的，当然频带宽的宽度对于传输各种宽频带信息具有十分重要的意义，否则，不能够满足未来宽带综合业务数字网发展的需要。

（二）损耗低，中继距离长。目前实用石英光纤的损耗可低于0.2dB/km，这种损耗率是其它任何传输介质的损耗都无法比拟的，若将来采用非石英属性的光纤，这种光纤具有极低损耗的特性，其理论分析损耗可下降至10-9dB/km。由于光纤的这种损耗低，能实现长距离中继并不是问题，这也说明建设光纤通信系统在成本方面大大的缩减了通信系统建设的成本，也对提高通信系统的可靠性和稳定性有着长远的意义。

（三）抗电磁干扰。光纤其实是一种绝缘体材料，这种绝缘材料的特性决定了它不受自然界各种现象的干扰、也不受电离层的变化对光纤的影响，更不受太阳黑子活动对光纤的干扰，更不受工业电器相关设备的干扰。它的特性还可以与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这种复合光缆在当今的军事领域和电气领域得到了广泛的应用。

（四）无串音干扰，保密性好。传统的通信系统中，窃听一直是相关技术没有解决的问题，窃听的信息一旦被泄露出去，将会对被窃听方造成难以估计的后果，所以传统的通信系统在对信息的保密工作也是一直想突破的一个难点。光波在光缆中传输就避免了上面窃听事件的发生，即便是在一些恶劣的物理环境下，光波也是很难在光纤中泄漏出去，要是利用消光剂涂在光纤或光缆上更能让密不透风。即使在传输介质的光缆内光纤总数很多，也不会出现串音干扰，在光缆外面，更不能窃听到光纤中传输的信息。

二、光纤通信传输技术的应用

（一）单纤双向传输技术。近些年来单纤双向式传输技术成为研究人员研究的焦点，使其成为创新研发的新型通讯手段，这里的单纤是有相对概念的，是相较于传统双纤双向来讲的，在过去传统的双纤双向的环境下，传播的信号是通过两根光纤进行传送的，这两根光纤彼此之间是不同的，并且两根光纤彼此不会受到影响；而单纤恰好跟双纤相反，它是在一根光纤中传送收发信号，通过不断的调整波段，防止传输的信号彼此影响。在通讯传送过程中，人们想尽办法节省光纤资源，就通过对传输光线容量的扩充来解决，理论上来讲是能实现的，但是受到传播环境的影响，光纤的容量是不能完全实现的。我国目前一些光纤通讯网络仍然面临双线双向传送方式，当有一天通信技术发展到一定阶段，全部实现了单纤双向技术，在这种情况下庞大的通讯网络在成本上大大节省了光纤资源。

（二）FTTH技术。FTTH技术作为一种接入技术，实现了光纤到户的技术。电子信息行业的快速发展促进了社会的进步，社会的进步催生了电子信息行业的发展。两者的相互发展促使高清数字电视机成为研发人员研究的主流研究方向，这种研究应运的提前就是FTTH技术的带宽的全覆盖。实现这一技术主要通过完全透明的光纤接入网络。同时用户安装ONU，这样方便设备的维护以及在某个阶段对系统进行升级更新。所以，

FTTH技术的发展推动了高清数字电视机迅猛发展，随着

FTTH技术逐渐成熟的，线电视、宽带上网在不久的将来会实现网络合并。

（三）光交换技术。在实际应用过程中，光交换技术可以通过为交换+光纤通信传输这个公式进行表示。光纤不仅面临着传输问题，而且还面临着光信号交换问题。如何解决上述两个问题，使研发人员绞尽脑汁。在从前的技术方法上，通信网络主要是由金属线缆组成的，通过金属线缆传输电子信号，电子交换机应用解决了交换的问题。而在从前技术应用的基础上，光纤基本上布满通信传输介质，光信号成为传输的主要信号，电信号在交换的过程中没有发生变化。应用光交换是现在继续投入研发的力量。但是从今天技术发展的阶段来看，光设备还不是发展很成熟的，只能使用其他的方法对光网交换问题进行解决。在实际应用中这个方法还是缺乏一定合理性，效率相对低下，还不能实现规模经济。

（四）在电力通信中的应用。据专家分析，内部需求为主，外部拓展为辅成为电力通信的发展趋势。在电网系统内部，把通信作为生命线，尤其的重要性，把降低相关成本作为悬浮的利剑；在电网系统外部，存在着很多不可控的因素，还要面对电力市场市场化的威胁。这就给电力通信工作者提出了更高的要求，不仅要不断提升自己的专业技术水平；还要积极做好各项沟通工作，才能保证电力通信的正常运行。当内外部环境良好时，电话业务与以数据业务将发生转变，逐渐形成多媒体的网络服务。电力线通信PLC在电力通信应用广泛、前景看好的宽带接入技术。

三、结束语

随着全球经济的发展，在我们的日常生活中移动通信应运的领域越来越广。当然各行各业对通信传输技术的要求也是越来越高。但是在我国，通信技术的近几年的发展，其发展速度惊人。总之，互联网络催生了社会信息化的进程，社会信息化进程推动了互联网络的发展，社会的进步迫切需要信息共享、在共享的基础上实现交流，并且获取自己想要的信息，因此网络的产生逐渐广泛的应用到各个领域，当然对网络也提出了极高的要求，在传输的过程中对光纤通信提出来更高的传输要求，随着信息爆炸时代的到来，光纤通信传输的应用势必拥有更加广阔的发展前景。

参考文献：

[1] 张一丹. 浅论光通信传输技术在专业领域的应用[J]. 中国新技术新产品. 2012（05）

[2] 姜树森，姜剑锋，高伟. 浅谈通信传输的常见问题与技术要点[J]. 数字技术与应用. 2011（03）

[3] 张伟松. 浅谈通信传输常见问题及对策[J]. 中国新通信. 2013（19）

光纤网络传输 篇4

此次实验, 使用了光纤芯径间光信号泄漏大幅削减的七芯径光纤 (以下简称七芯光纤) 和光纤连接装置。在技术上解决了光纤中七芯径间泄漏的信号互相干涉, 和光纤芯径连接时纤芯偏离等技术难题, 传输试验取得满意结果。此次进行的大容量实验, 使光通信的传输速率比现在大大提高了。日本在产官学积极推动下, 多芯径光纤 (以下简称多芯光纤) 实用化值得关注。

该试验成果已于2011年3月6日～10日, 在美国召开的光纤通信国际学术会议 (OFC/NFOEC2011) 上, 作为与会论文宣布。

单芯光纤容量发展出现瓶颈

目前的光纤通信, 是在细如头发丝大小光纤的纤芯上实现的。单芯光纤和七芯光纤的光纤横断面, 见图1。

图1中黄色部分是光纤芯径。众所周知, 光纤的外径仅125μm (微米) , 在同样外径的条件下, 均匀配置7个9μm的芯径, 这比原来只有一个芯径的光纤实现难度大很多。

众所周知, 光信号 (激光) 都是集中在直径9μm的光纤芯径上, 进行传送的, 纤芯的能量密度比太阳表面还高。光纤能注入的光信号功率有限, 加大发送光功率, 输出的光信号由于非线性光学效果, 会使光信号产生畸变;加大的激光能量还会在光纤中引起热破坏作用, 见图2。

由于在光纤中产生的非线性光学效果, 用提高光功率的办法, 很难提高传输容量。世界光传输系统的开发历史, 年复一年地在持续增加光纤传输速率, 但从2001年开始, 光纤传输速率增长, 就到了缓慢增长期, 见图3。

1980年以后, 由于时分复用技术地采用, 大大提高了单波段光纤传输速率, 到1990年以后, 由于WDM (波分复用) 技术地采用, 使光纤传输容量取得急速发展, 但到2001年之后, 光纤传输速率的提高, 进入到缓慢期, 如图3。

另外, 在目前的光纤通信开发中, 进一步提高传输速率, 已经到了必须考虑把光纤变成复数内核 (芯径) 不可的阶段。开发复数内核 (芯径) 的光纤, 其关键技术是如何防止同光纤中各个内核中光信号泄漏所产生的光信号互相干扰问题, 以及在光纤连接时光纤中各内核偏离等技术问题。

七芯光纤试验取得突出成绩

此次实验解决了技术上非常困难的复数内核 (芯径) 光纤拉制问题, 同时使用这种光纤用109Tbit/s传输速率, 使传输距离达到了16.8km, 全部7个纤芯上的光信号, 都取得良好的通信品质。本次试验的关键产品是, NICT和OPTOQUEST株式会社开发的既存7根光纤和一根光纤7个芯径同时连接的装置, 以及由住友电工开发的、纤芯间光信号泄露大幅削减的7个内核的光纤, 详见图4。

试验系统使用的光接收机与发送机, 由NICT与住友电工共同开发, 采用了超高速相位调制技术。本次试验突破了现在一根多芯径光纤上传输100Tbit/s的物理极限, 在世界上首次完成了传输109Tbit/s的试验。本技术的确立, 为光纤传输系统进一步大容量化奠定了基础。另外, 本技术如果和其他光通信技术进行组合, 可以将目前的光传输速率提高1000倍以上。

光纤网络传输 篇5

摘要：光纤通信网络是一种新型的网络传输系统，通过光纤技术形成传输速度快、运行安全、有效的网络传输平台，具有传输一体化的特点。在用户的使用过程中，光纤技术有着很多的优点，极大地加快了数据传输和控制的速度，提供了更加方便、快捷的网络传输平台，建立了一个较为安全、稳定的数据传输体系，为用户的使用带来了极大的方便。结合光纤通信技术在使用过程中所具有的优点，文章对其作出了具体的描述，从输入与输出两个方面作出了解决方案。

关键词：光纤通信论文题目

1光纤通信具有的优点

光纤通信技术通过先进的传输模式，建立了一个安全、稳定的数据传输平台，形成了数据通信和传输的有效结合，在使用的过程中出现了问题，应当立刻调整其作业流程，努力为用户构建一个稳定的信号传输系统，这样就能实现数字一体化操作，促进网络系统的发展。在通信网络技术方面，光纤通信很好地做到了信号传递和控制的有效结合，根据传输模式形成了一体化传输服务。例如，根据网络传输的特点通过多元化的方式来完成信号连接，促进了通信网络的高速发展[1]。

2网络传输过程中的要素

2.1智能技术

光纤通信数字化是一种新型的网络传输模式，在使用的过程中通过光传送网络的技术手段，很好地实现了数字业务模式的优化升级，形成了传输和调度的有效结合。在布局所具有的特点方面，数字网络能够保证传输信号的平稳运行，增加了信号传输的速度，根据特有的传输线路，对传输系统采取了优化设计，极大地提升了网络空间的运行速度[2]。在使用的过程中，数字网络保证了传送和控制的一体化，这些方式都很好地提升了业务双向流通的传输效率。

2.2网络通信的移动技术

近年来光纤通信技术得到了较快的发展，设计新型分组传输网络已经成为现代信息通信技术的主流，这项技术已经广泛应用于信号传输平台，使数字化效率得到了很大的.提升。光纤通信的使用体现了传输技术的多元化发展，根据新型网络布局能够很好地实现数据化运营、改善网络运输的环境，应当不断地提升数字网络在数据传输中的功能，不断缩小数据网络的负荷值，实现数据网络的高效运行。

2.3路由技术的使用

在进行传输时，无线网构建了一个较为复杂的网络运行平台，等到数据到达服务器后，应当立刻对数据进行分析，这样才能够对数据作出准确的分析，路由器是网络传输过程中一个十分重要的环节，所以，保证网络数据的传输是必不可少的，3S技术在网络传输的过程中有着很多的优点，已经成为无线传感器数据传输的主要方式[3]。

3数据传输过程中的输入系统应用

3.1数据传输的系统

数字网络在网络数据传输的过程中，能够很好地实现流量自主化控制，避免了资源的浪费，缩小了传输过程中的流量损耗。在设计的过程中，对网络平台的资源采取有效的控制方式，对流量值进行合理设定，如果到达设定值以后，光纤通信网络能够自动调整流量的大小，这些方式都能够有效地提升网络运行的速度，优化网络运行的结构，有效地解决传统网络运行中的缺陷，这些都对网络的传输有着很大的影响。3.2数据传输中服务系统在目前，如何提升网络运行过程中通信技术，促进数据传输的速度，如何实现网络资源的有效利用，以及如何通过通信技术实现网络工程建设，已经成为目前网络建设中的主要问题。在网络建设的过程中，通过“数字化”进行网络工程建设，实现了网络资源的合理利用以及传输与通信的一体化建设，在“数字化”通信中所遇到的难题，应当采取相应的解决方式，实现网络资源的合理利用，减少资源浪费，不断对“数字化”运行的过程中所遇到的问题进行总结[4]。

3.3采取相应的措施整合系统

数字光纤在传输的过程中采取先进的技术，将光纤传输技术、遥感技术等进行了有效结合，通过数据传输平台进行合理规划，促进了功能结构的优化升级(见图1)。科学技术在经济发展的过程中起到了很大的作用，光纤通信应当紧跟科技发展的进程，才能不断地发展进步，由于“数字化”还没有全面推广，在实际运行的过程中还有着很多的问题，严重影响了实际操作的可操控性，企业应当对遇到的问题不断进行总结，不断改善网络运行的程序，为工程通信建设提供更加广阔的服务平台，通信对经济的发展起着很关键的作用，根据“数字化”可以促进现代城市的经济发展，保证光纤经济可持续发展[5]。

3.4网络运行中的操作系统

为了不断加快数据传输的发展，应当根据“数字化”构建一个较为完整的平台，不断对网络进行升级，为用户提供更加优质的服务，在互联网建设中遇到问题，光纤通信要不断进行技术创新，努力实现技术的优化创新，向用户提供更加优质的网络环境，“数字化”已经成为现代企业运行的主流，电网企业要紧跟技术的发展，不断对数字通信系统进行创新，加快无线网络的一体化进程，根据相关政策的要求，本文对“数字化”作出了简要阐述，并对此提出了行之有效的系统改造方案。

4网络运行中输出系统的应用

随着科学技术的不断发展，无线传感器已经得到了较为广泛的使用，它可以和路由器进行有效结合，不断革新数字通信技术，光纤通信技术是网络通信技术的重要组成部分，能够根据不同算法对数据传输进行合理的控制，为用户的使用带来很大的方便，避免了传统无线传输所具有的缺陷。

4.1进行安全有效的管理

光纤传输技术在使用的过程中有着很好的数据处理功能，可以向不同的用户提供相应的服务。光纤通信数据在光纤传输系统中占有十分重要的位置，能够很好地实现数据传输和操控处理一体化，做到数据的自动化控制。根据不同客户的需求，不断对数据传输的模式进行优化改造，极大地提升了网络运行的总体效率。随着用户的增加，光纤传输数据处理也会出现更多的难题，小容量数据库不能很好地满足客户的需求[6]。

4.2网络运行中的层次管理

由于受到多种方面的影响，通信监控系统在实际使用的过程中也存在着很多的问题，对数据传输和控制带来很大不便。未来，随着光纤技术的不断发展，可以为用户提供更加广阔的服务平台，对路由系统进行优化，不断对无线通信网络结构进行优化升级，解决传统通信网络中的不足，这些都可以通过光纤技术来实现。

5结语

总而言之，为了使通信网络更好地为客户服务，需要不断地对通信操作过程中的输入/输出系统方案进行优化，加快数据向平台的传输速度，面对传统数据处理中的缺陷，光纤通信技术有着很多的优点，从数据收集、传输、分析、管理等方面都有着很大的优势。未来，光纤信号还会得到不断的发展，需要建立更加完善的网络传输体系，为用户的使用提供更大的便捷。

[参考文献]

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[5]寇超勇，刘伟，门金瑞.基于光纤通信和PCI总线的高速传输系统[J].光通信技术，2012(5)：45-47.

光纤通信的传输特性及应用 篇6

【关键词】光纤通信；传输特性；应用

1.光纤通信的传输特性

现在的光纤通信技术的特点有哪些？笔者经过深入的调查与总结，得出了以下的结论。

1.1光纤通信的传播速度较快。光纤通信与其他传统的通信技术相比，有着较大的带宽。就目前的光纤通信技术来看，其单波长的光纤通信系统的传输速度一般可以达到2.5Gbps到10Gbps。这是一个相当快的传播速度。光纤是通过较为复杂的技术使得传输的容量得以增加，使得其能够突破终端设备带来的电子瓶颈效应。

1.2光纤通信的损耗程度低，节约成本。相比于传统的铜通信设备，光纤设备采用石英作为原料，降低了设备的损耗。具实验表明，石英光纤的耗损低至0Db/Km到20dB/Km。这就说明了其低损耗的性能。同时由于光纤设备的低损耗现象，使得光纤通信可以使用更少的中继站，这就意味着光纤通信的系统费用也在减少。笔者认为光纤通信的低损耗特性是一个较大的优势。

1.3光纤通信具有较好的抗电磁干扰的能力。由于光纤的材料是石英，这就意味着其有较好的抗电、抗磁干扰的能力。用于石英具有很好的绝缘效果，它不会受到雷电干扰、电离层变化的干扰，也不会受到太阳黑子运动的干扰。不仅如此，光纤通信还可以很好的避免人为因素的干扰，使得其能够很好地应用于军事等需要较好保护的方面。

1.4光纤通信的泄漏较少，具有较好的保密作用。在传统的通信技术中，信息的不经意泄漏是一个较为严重的问题，使其容易造成信息泄露与信息丢失。但是光纤通信就可以很好地解决这一问题，在传播的过程中，射线的泄漏都可以很好地被包皮所吸收，使得其具有较好的保密性。

2.光纤通信的日常应用

在日常生活中，光纤通信主要运用在那些方面？在光纤通信的运用过程中出现了什么样的问题？下面笔者将结合光纤通信的实际应用以及光纤通信的应用现状做一定的阐述与说明。

2.1光纤通信中的光纤到户接入技术的应用。随着现代技术的不断发展，现代技术应用于各家各户。那么光纤技术也不例外。随着每家每户的对于网络的需求，宽带技术在不断的发展，为了能够更好地满足消费者的需求，往往采用光纤到户接入技术，它可以保证信息能够快速、准确地传输到每家每户。但是在实际的光纤到户接入技术的应用过程中，存在着一定的瓶颈，使得光纤通信技术受到了一定的限制。

2.2光纤通信中的单纤双向传输技术的应用。由于双向传输技术存在不足之处，导致了光纤在传播过程中使得信号较为分散。因此引入了单纤双向传输技术。在单纤传输技术中，所有的信号都在一根光纤上完成，这就使得其较为集中。但是由于是一根光纤的传输，这就导致了光纤传输的容量受到了一定的限制，使其无法达到理想的效果。并且就笔者的调查来看，目前我国还是采用的双向传输的技术，这就使得光纤资源被极大的浪费掉了。

3.光纤的未来发展前景

随着技术的不断进步，光纤技术也在不断的发展与进步。那么光纤设备的发展方向是什么？光纤通信的未来发展前景如何？笔者认为有必要针对这一系列的问题进行思考与探究。那么接下来笔者针对这些问题，结合笔者自身的思考与调查，进行一定的说明。

3.1光纤通信的集成化发展。随着计算机技术的不断发展，现有的带宽接入技术已经快跟不上时代的发展了。这就需要实现光纤通信的集成化，这可以使得光纤的工作性能得到很大的提高，可以加快信息的传播速度，可以使得信息技术得到更好地发展。

3.2光纤通信实现全光网络。随着时代的发展，光纤通信技术需要朝着更加快速的方向进行发展。在这个方面，全光网络提供的解决思路。全光网络技术即是指在任何形式下，信号与信息都是以光波的形式进行传播的。从目前的情况来看，在网络节点的位置，还是没有采用光电器，这就使得通信的速度受到了很大的限制。那么未来光纤通信的发展方面必定是向全光网络方向进行。而建立此项技术的关键在于建立完整的光网络层，将光纤的瓶颈部分问题解决。

3.3光纤通信实现智能化。随着计算机技术的不断发展，智能化技术越来越受到人们的喜爱与支持。因此光纤通信的智能化发展也成为了一个必然的发展趋势。实现光纤通信智能化的关键技术是将自动连接控制技术和自动发现技术等一系列自动化技术应用于智能化技术中，使得其具有一定的智能化功能。不仅如此，在智能化的过程中，我们需要建立完整的波长通道，使得光波在通道中可以实现动态调整，使得光纤通信智能化具有理论基础。

3.4光纤通信采用多波长通道。随着技术的不断发展，人们对于技术的要求也越来越高了。在上文中，笔者提到了单根光纤的不足之处，它限制了信息的容量，因此，在未来的发展过程中，光纤通信必然是朝着多波长通道的方向发展。

4.总结

通过本文，可以知道光纤具有很多优势能够使得其受到广泛的关注与重视。在光纤技术发展的今天，我们应当认识到光纤技术在我们日常生活中的重要作用，同时也要客观的认识到光鲜技术在现阶段还是存在着一些问题的。因此笔者认为光纤技术需要不断地完善与改进。当然这就需要广大的光纤从业工作者针对出现的问题进行积极的思考，不断提出创新型思维，不断完善光纤技术，为光纤技术的发展不断地做出贡献。

参考文献

[1]郑立士.光纤通信的传输特性及应用分析[J].电子世界，2015，（15）：56，58.

光纤网络传输 篇7

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

光纤保护信号传输分析 篇8

随着光纤通信和继保技术的发展,继保信号通过光纤传输在电力系统中得到了广泛应用,而保护信号的准确、可靠传输关系到电网的安全稳定运行。

1 光纤接口

光纤保护信号主要采用专用光纤接口、64kbit/s复用通道接口、2Mbit/s复用通道接口3种传输方式。

1.1 专用光纤接口

保护专用光纤接口方式是以光脉冲方式实现信号传递,为64kbit/s速率编码、高速同步通信方式。在这种接口模式下,保护装置输出信号通过光纤接至ODF(光纤配线架),再通过ODF将保护光纤跳线接至指定的OPGW光纤,具体接口通道示意图如图1所示。

优点:简单、中间接口环节少、可靠、抗干扰强。

缺点:不能长距离传输,一般用于50km以内的线路;不能充分利用光纤的频带资源;一旦受外力破坏,保护通道全部中断。

1.2 64kbit/s复用通道接口

在64kbit/s复用通道接口方式下,保护装置输出信号通过光纤传输至通信机房。在通信机房,保护信号先经过数字接口设备的光电转换,然后把64kbit/s保护电信号经PCM(脉冲编码调制)装置变换为2Mbit/s的电信号并通过同轴电缆送至SDH网元,变为2Mbit/s的光信号通过SDH通信网传输。其接口通道示意图如图2所示。

优点:可充分利用光纤的频带资源;能利用SDH通信网的自愈能力,提高可靠性。

缺点:增加了PCM设备,接口复杂,增加了传输时延;保护信号与其它数据业务复接后在同一个基群传输,其它业务的不正确操作会影响保护信号的正确传输,因此实际电网中,多让一路保护信息独享一个基群传输(不和其它数据业务通过PCM设备复接),以提高保护信息传输的可靠性。

1.3 2Mbit/s复用通道接口

2 Mbit/s复用通道接口方式中,保护装置输出信号通过光纤传输至通信机房。在通信机房,保护信号经过数字接口设备的光电转换,变为2Mbit/s的电信号通过同轴电缆送至SDH网元,变为2Mbit/s的光信号通过SDH通信网传输。其接口通道示意图如图3所示。

优点:相比64kbit/s接口,不需PCM设备,接口环节变少,可靠;能利用SDH通信网的自愈能力,提高可靠性。

缺点:相比专用光纤,接口环节多。

2 通道配置

上述光纤保护通道各有优缺点,在实际应用中,应根据线路情况采用不同的通道配置方式,以提高保护信号传输可靠性。

目前,220kV及以上线路保护均采用双重化配置,并且在光纤通道的配置上,不同的保护采用独立的通信设备和路由,不将所有的信号放在一条光缆上传输。OPGW光缆可靠性高,1根光缆内的不同纤芯可认为是不同路由,因此可用1根OPGW光缆传输所有信号;但对于具备SDH环网条件的,应考虑利用SDH环网配置不同的光纤迂回通道,从而进一步提高线路主保护的可靠性。

对于线路主保护,一般采用如下几种配置方式:

(1)光纤专用通道+光纤专用通道(两路采用不同的路由)。

(2)SDH光纤复用通道+光纤专用通道。

(3)SDH光纤复用通道+SDH光纤复用通道(两路采用不同的路由)。

500kV主保护线路较220kV长,一般较少采用专用光纤通道,而主要采用SDH光纤复用通道+SDH光纤复用通道(两路采用不同的路由)的配置模式,但是2条复用通道传输环节的节点应是物理隔离,以保证任何节点故障时,2条复用通道的保护不会同时退出运行。由于500kV线路主保护对通道的高要求,因此一些新建线路对每套主保护配置了双通道,这样即使某通道故障,也可以自动切换至备用通道,提高了可靠性,保障了安全运行。

3 时钟设置

继保信号在光纤中的传输要求准确、迅速、不失真,因此对通信环节的误码率等技术指标有很高的要求。在实际应用中,除了光纤传输各环节的硬件原因会引起误码外,整个传输环节中时钟的设置不当也会使传输过程产生滑码,造成保护的周期性误码,影响保护及电网安全运行。

两侧保护装置分别有自己的内部时钟,在信号传输过程中的某一节点,若数据写入时钟Ta与读出时钟Tb不一致,就会造成某些数据的丢失或重复读取,出现滑码或丢包。可见,节点两侧若为不同的时钟源,就会出现滑码,而出现滑码的频率取决于此节点两侧写入时钟Ta与读出时钟Tb的频率差。要避免在数据传输节点出现滑码,就必须使一侧时钟完全符合另一侧时钟,通常采取一侧时钟从接收的另一侧数据流中提取,即主-从时钟方式。在实际信号传输中,两侧装置均可采用自己的内部时钟,即主-主时钟方式。根据CCITT G703协议,允许出现一定的时钟偏差,其产生的滑码不会影响保护正常运行。

在实际应用中,由于光纤保护信号经过不同的通道接口进行数据传输,因此其同步传输时钟工作方式也不尽相同。

(1)专用光纤通道方式下,保护通道中途没有任何数据存取节点,数据存取节点仅存在于两侧的保护装置,也没有其它时钟源,因此其时钟设置既可采用主-主时钟方式,也可采用主一从时钟方式。但是在主-从时钟模式下,一侧的时钟完全从接收的数据流中提取,提取的好坏影响写入时钟,因此在实际应用中,一般采用主-主时钟方式,即两侧保护装置的“专用光纤(内部时钟)”控制字设置为1。

(2)64kbit/s复用通道模式下,PCM时钟为主时钟,其它子业务采用PCM时钟,因此两侧保护装置采用从-从时钟模式,即两侧保护装置的“专用光纤(内部时钟)”控制字设置为0。

(3)2Mbit/s复用通道模式下,SDH网络根据各节点的精准时钟来进行数据的透明传输。一般情况下,SDH设备中通道的“重定时”功能关闭,故类似于专用通道,两侧保护装置采用内部时钟,即主-主时钟方式,两侧保护装置的“专用光纤(内部时钟)”控制字设置为1。

4 通道故障

光纤保护是线路主保护,通道故障将导致保护闭锁,甚至误动或拒动。通道故障时,通常由调度发令将相应的保护改信号状态,通知检修或通信人员进行处理。若1条500kV线路2套保护同时通道故障,则意味着该线路失去主保护,调度会要求运行人员在现场确认2套通道同时故障后,使线路陪停,这严重影响了电网的安全运行和设备的可靠性。因此,一旦出现通道故障,迅速、准确地判断故障对于电网运行和故障消除至关重要。

例1:某变电所设备正常运行时,监控系统多条线路同时报“通道告警”。根据光字信号,运行人员发现,这几条线路保护通道方式不同(有专用光纤通道,也有复用通道)且不经过共同的通信设备。分析认为不可能为某一设备的故障,应为通信电源故障。检查通信机房和电源室,发现一路通信电源故障而另一路未能进行自动切换是该路电源上的线路通道失电告警原因。经人工恢复,快速消除了故障,通道恢复正常。

例2:某500kV线路2套主保护均配置64kbit/s复用通道。通道故障,后台光字显示“RD51通道故障、L90装置故障”,“RD52通道故障、L90装置故障”。根据网调规程,500kV线路2套主保护同时故障,原则上要求线路陪停。由于该线路2套保护均有备用通道,因此运行人员必须准确判断是主通道故障还是备用通道故障,否则会导致线路停役。检查保护装置,发现2套保护“RD51通道故障”,“RD52通道故障”;通信机房该线路光纤接口屏显示“FORM第1套保护通道1”装置TD灯灭,“FORM第2套保护通道1”装置TD灯灭,通信机房PCM屏ALM灯亮。综合分析,认为主通道故障而备用通道能正常运行,无需线路陪停。

出现通道故障信号后,运行人员应有一个初步判断:

(1)同时出现不相关联的几个通道故障,应先检查通信电源。

(2)保护通道故障时,同一个通信终端设备上的其它通道也出故障,可先判断为通信设备故障。

(3)单一通道的通信故障,可先根据保护装置的丢包情况,通信设备的指示灯状况,大致判断是保护装置还是通信环节引起的通道故障。

参考文献

[1]徐向军,田桂珍.500kV线路光纤纵联保护应用的相关问题分析[J].电力系统通信,2009(5):58-61

[2]林榕,赵春雷.线路保护采用光纤接口技术的探讨[J].电力自动化设备,2005(11):91-93

[3]黄红兵,黄丽云.浙江省500kV线路主保护的光纤通道配置探讨[J].电力系统通信,2005(5):61-64

[4]吴云,雷雨田.光纤保护通道配置[J].电力系统通信, 2003(9):11-14

[5]李瑞生,马益平,王伟.光纤电流差动保护通信时钟设置[J].电力系统通信,2006(2):8-10

广电光纤入户网络设计 篇9

关键词：广电,光纤入户,网络设计

相对有线宽带而言,光纤网络信号较强,兼容性也更加有保障,为了更好的适应当前社会的发展,提高信息接收和传输的速度,广电光纤入户势不可挡。但是,广电光纤入户网络设计需要考虑到当地的具体情况,本文就广电光纤入户网络设计进行了简要分析。

一、广电光纤入户网络设计主要内容

1、光缆传输。主干光缆指的是光缆交接箱和机房之间的部分,配线光缆指的是分纤箱与光缆交接箱之间的部分,而入户光缆则指的是用户家到分纤箱之间的部分[1]。入户光缆的布建需要根据用户的具体需求来进行。从网路建设的成本来看,要降低成本可以将入户光缆、配线光缆以及主干光缆合二为一,进行一次性布置。2、选定合适的机房。机房的作用是用来装光线路终端的,光线路终端的光网络单元和无源光网络口之间的传输距离较小,一般在20公里以内,光网络单元的信号强度在-24分贝以上,而无源光网络的信号强度在3分贝以下,光信号强度为1310nm。根据对无源光网络的分光模式以及光网络单元和无源光网络口之间的纤链路损耗扥跟踪和情况来看,机房规划覆盖的直径将会小于三十千米,而光纤的传输距离最高可以达到十五千米。3、分光模式。广电光纤入户网络设计中,分光模式采用的均是8+8模式,由于采用的是两级分光,因此可以节约部分纤芯。上下行光网络采用的分光形式为两级分光形式,其中上行的第二级安装在分纤箱,第一级分光安装在光缆交接箱。而下行的第二级分光安装于光缆交接箱,第一级分光安装于分前端机房。4、光缆光纤的链接情况。光缆光纤连接需要成分考虑到路线的传输速度和效率。根据分析,要想最大化保证传输的速度和效率,网络设计人员应该要将全部的光缆成端环节设置在机房内部,这样可以较好的节约施工的消耗,降低网络建设成本。光缆成端环节包括有用户端各段光缆间无跳纤环节、分纤箱以及光交箱等。5、光纤传输的损耗问题。光纤入户网络设计需要考虑到光纤传输的损耗问题,光纤传输的损耗主要需要考虑以下几个方面问题:首先,光纤熔接的损耗问题,一般在0.05分贝以下;其次,法兰损耗和连接点损耗,损耗值一般在0.3分贝以下[2];最后,1310nm设计的损耗和1550nm好损,好损值分别为每千米0.4分贝和0.3分贝。6、光纤入户和下行数字电视信号。光纤两头成端的类型为SC/UPC,2芯皮线光缆采用热熔或预先成端。下行数字电视信号的设置需要使用原有电缆网,光接收机覆盖用户的范围可达六十户,下行光信号可依据点播下发流量进行实时调整。7、分纤箱。光纤入户网络的覆盖率可以达到四十户,双向业务渗透率达到了百分之三十,从分纤箱到用户家需要使用2芯皮线光缆,分纤箱的安装位置可根据具体情况而定,适宜安装的位置有墙体(室外)以及杆路等。8、光缆纤芯规划和网络设计指标。事实上,光缆纤芯的规划需要根据具体情况进行具体分析,因为光纤入户的综合业务较为繁杂[3]。从一般情况来看,光纤入户的覆盖率如果超过八百户用户,那么未来则有可能增加分光比。这是根据下行光信号而言的,下行光信号存在与光交箱之中,每个光交箱均会使用2路下行光信号,以及三个无源光网络信号。

网络设计需要达到的目标是,每一户用户都能够独立享有独立的光纤网络。用户的光纤宽带速度可以保证在至少九百兆,理论上来说,无源光网络信号口的宽带可以超过一个G,甚至是1.25个G,根据利用率超过百分之八十俩计算,九百兆的宽带是可能的。如果用户数量较多,那么宽带数量会相应的减少,也可达到一百兆或者五十兆,相对于一般宽带业务,这种宽带速率对于改善网络生活有着重要的意义。

二、广电光纤入户网络设计的成本分析

广电光纤入户网络设计不仅要重视线路的设计,还要重视网络设计中花费的成本多少。观点光纤入户网络设计的成本主要由以下方面组成:电源线、设备、分光器以及光缆等。根据市场调查数据显示,以九百户人口的平房区为例,在该地进行广电光纤入户网络设计需要花费的成本应该500元左右[4]。广电光纤入户网络取代传统的有线宽带业务之后,原来的宽带用户将变成光纤用户,用户的用电成本可以根据自己的选择而设定。如,用户可以选择合适的套餐,续费用户可以免受押金,而不愿意续费的用户则需要收取一百元的押金费用。

结语:综上,广电光纤入户较传统的有效宽带业务而言,具有性能稳定、网络传播速度快等特点,因此受到广大用户的普遍欢迎。广电光纤入户网络设计过程中,设计人员需要综合考虑广电光纤入户网络路线问题、当地居民的经济问题以及网路改造成本问题等。从目前广电光纤入户的情况来看,未来光纤入户将会取得较大的进展,光纤用户的数量将会得到大幅度的增长。

参考文献

[1]胡海江.鄞州广电网络现状及对光纤入户的探析[J].科协论坛(下半月),2012,10:84-85.

浅析光纤网络的发展 篇10

光纤通信是以光波为载波, 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。从国家骨干通信网到城域网以及到用户的接入网, 基本上都是采用光纤通信的方式实现的。光纤通信技术和计算机技术是信息化的两大核心支柱, 计算机负责把信息数字化, 输入网络中去;光纤则负责信息传输的重任。目前, 我国累计敷设光缆近400万公里, 累计光纤用量近8000万公里。随着当代社会和经济的发展, 信息容量日益剧增, 为提高信息的传输速度和容量, 光纤通信技术有了突破性的发展, 成为继微电子技术之后信息领域中的重要技术。

随着网上办公、3G移动通信、远程移动存储等新业务的应用, 人们对光纤通信网的传输速度和容量需求不断增长, 甚至有些地区的单用户接入速度要求达到1Gb/s, 因此必须建设速度更快、容量更大的光纤通信网才能满足人们日益增长的通信需求。为了满足更高的用户服务质量要求, 对基层传输协议的更新也是很重要的。光纤网络快速发展的另一个应用领域是网格计算以及商业化的云计算, 在未来几年, 这样的计算将不再仅仅局限于科学计算, 而将进一步扩展到商业领域和军事应用领域。如在军事上成功应用的传感器网格和美国国防部耗资几十亿美元的“全球信息栅格”计划, 都是网格计算的应用。

2 光纤网络的新技术

2.1 光纤高速传输技术

人们需要光纤网络的超高速、超大容量, 但到目前为止我们能够利用的最理想传输媒介仍然是光。因为只有利用光谱才能带给我们充裕的带宽。光纤高速传输技术现正沿着扩大单一波长传输容量、超长距离传输和密集波分复用 (DWDM) 系统三个方向在发展。单一光纤的数据传输容量在20年里提升了万余倍;超长距离实现了1.28T (128x10G) 无再生传送8000Km;波分复用实验室最高水平已做到2 7 3个波长、每波长40Gb。

2.2 宽带接入

光纤网络必须要有的支持, 各种宽带服务与应用才能开展起来, 网络容量的潜力才能真正发挥。宽带接入技术五花八门, 主要有以下四种:一是基于高速数字用户线 (VDSL) ;二是基于以太网无源光网 (EPON) 的光纤到家 (FTTH) ;三是自由空间光系统 (FSO) ;四是无线局域网 (WLAN) 。

2.3 无源光网络

无源光网络 (PON) 的概念由来已久, 它具有节省光纤资源、减少线路和外部设备的故障率, 提高系统可靠性, 节省维护成本、对网络协议透明的的特点, 在光接入网中扮演着越来越重要的角色。同时, 以太网 (Ethernet) 技术以其简便实用, 价格低廉、易维护、可扩展、标准化和广泛的商用软硬件支持的特性, 几乎完全统治了局域网, 随着IP业务在城域和干线传输中所占的比例不断攀升, 以太网也在通过传输速率、可管理性等方面的改进, 逐渐向接入、城域甚至骨干网上渗透。而以太网与PON的结合, 便产生了以太网无源光网络 (E P O N) 。它同时具备了以太网和PON的优点, 被认为是下一代网络中主要的宽带接入技术。它通过一个单一的光纤接入系统, 实现数据、语音及视频的综合业务接入, 并具有良好的经济性。业内人士普遍认为, F T T H是宽带接入的最终解决方式, 而EPON也将成为一种主流宽带接入技术。由于EPON网络结构的特点, 宽带入户的特殊优越性, 使得全世界的专家都一致认为, 无源光网络是实现“三网合一”和解决信息高速公路“最后一公里”的最佳传输媒介。

2.4 自动交换光网络

下一代的光网络是以软交换技术为核心, 采用容量巨大高密集波分系统, 具有自动配置功能的大容量光交换机, 新一代的光路由器, 各种适合于不同场合运用的低端光系统 (如MSTP和RPR) , 组成的智能光网络。早在2002年AT&T在OFC上就称“智能光网络目前就已经成为现实”。构建高效灵活的自动交换光网络的重要节点设备光交叉连接设备 (OXC) 和光分插复用设备 (OADM) , 随着这些设备的发展, 智能光网络有了新的发展, 也就是自动交换光网络 (ASON) , 其最突出的特征是在光传送网中引入了独立的智能控制平面, 利用控制平面来完成路由自动发现、呼叫连接管理、保护恢复等, 从而对网络实施动态呼叫连接管理。

目前, 光网络的发展主要是利用DWDM技术扩大传输容量, 但是, 随着光分插复用 (OADM) 和光交叉连接 (OXC) 技术的逐步成熟, 原来只是提供带宽传送的波长本身也能成为组网 (分插、交换、路由) 的资源。同时, 在扩大传输容量的同时, 如何有效的运行、管理和维护如此大规模的网络已经被人们提上日程。目前, 光网络的管理与控制仍然采用类似于SDH网络的传统模式, 光网络只作为简单的传送介质。这种传统的传输业务与通信业务分别控制与管理的模式, 使当前提供宽带通道仍然只能采用静态配置方式, 不能灵活提供各种需要的带宽。

随着IP业务快速的增长及IP业务量本身的不确定性和不可预见性, 使得对网络带宽的动态分配要求越来越迫切。这种不可预见的业务需求要求具有很强动态性能的新型光网络出现, 以适应新业务的需求。另外, 在当前竞争激烈的通信市场上, 提供“即时服务”已经成为电信运营商竞争的关键优势。因此, 人们将在未来核心光网络中引入动态的网络配置方式, 或称“自动交换”, 以满足数据/互联网的无法预测的动态特性。这将充分提高网络的资源利用率, 从而降低网络成本。为此, ITU-T等国际标准化机构提出自动交换光网络 (A S O N) 的概念作为下一代光网络的标准草案。A S O N这一概念的提出, 是光传送网的一大突破, 它将交换功能引入了光层, 促进了通信网两大技术——传输和交换的进一步革新和融合。

A S O N是一个智能化的光网络, 它采用客户/服务器 (Client/Server) 的体系结构, 具有定义明确的接口, 可以使网络资源按照用户的需求快速动态的分配, 同时具有快速的网络恢复和自愈能力, 能够保证网络的可靠性和提供灵活的路由功能。现有的光通信系统大都采用电路交换技术, 而发展中的自动交换光网络凭借其“智能”交换技术为用户提供了交叉连接、交换和路由等强大的功能, 从而实现了网络的高速率和协议透明性。

A S O N网络体系主要由智能光传输设备、智能光交换设备和智能光终端设备组成, 并通过专门的智能化的分布式控制软件平台完成ASON内的自动连接和交换的控制。ASON通过将网元智能化, 改集中式管理为分布式管理, 将原来网管的许多功能下放到各网元中, 从而实现了网络的实时管理。使许多原来需要人工参与的工作使得网络本身去完成, 这极大地增强了整个网络的服务效率, 使ASON能够给用户提供灵活、快速的服务。

3 结语

光纤传输设备误码问题与处理方法 篇11

【摘 要】随着光纤传输网络的不断发展，光纤传输设备在日常工作中出现的误码问题也越来越引起人们的关注，因此要加强对误码问题的处理才能保障数据传输通道的畅通。文章结合光纤传输设备中误码问题概念的解析，分析光纤传输设备出现误码问题的原因，提出解决误码问题的有效对策。

【关键词】光纤传输设备；误码问题；原因；处理方法

光纤传输设备误码问题是比较常见的，而出现误码问题的因素有很多，一般包括内部原因和外部原因，误码问题的处理方法也很多，在实际的处理过程中首先要对故障进行定位，分析引起误码的原因后，采用检测手段结合监测告警类型把误码区缩小到最小范围，才能有效解决光纤传输设备误码问题。

1.误码的概念分析

误码的产生是由于在信号传输中的过程中，衰变改变了信号的电压，致使信号在传输中遭到破坏，产生误码。而根据不同的供应商提供的光网络通信设备，产生的误码问题也不相同。光通信系统是由大量的设备、仪表、光电器件以及光纤光缆构成，光通讯系统的结构十分复杂且互相关联，其中某一个环节出现错误故障，都会引起整个传输错误甚至瘫痪，因此在光通信系统光纤传输设备的误码问题需要及时有效的解决。

2.光纤传输设备产生误码问题的原因

引起光纤传输设备产生误码问题的原因主要是内部原因和外部原因。

2.1内部原因主要包括光纤线路传输通道的质量、光器件性能、色散容限等

首先，光纤传输线路传输质量，由于传输的距离长，在光纤中存在许多尾纤跳接、可调衰耗连接和法兰盘连接的方式，而这种连接容易出现接头连接故障、光缆线路中断的问题，外部环境因素也会对光纤传输线路传输质量产生影响，同时也存在任务操作失误造成故障隐患。这些综合因素会导致光纤和尾纤上的光功率衰减增快、线路接收光功率过高或过低的异常情况，以及光纤性能减弱、光纤损耗过高，另外光纤接头不清洁或连接方式不正确，都能引起光纤传输设备发生段误码及其他低阶误码。

其次，光器件性能减弱，这也是光纤传输设备产生误码问题的主要原因，光器件中光有源器件是光通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件，是光传输系统的核心。因此光器件中任何故障都会引起误码问题，例如交叉板或时钟板故障造成高阶通道误码问题。线路板故障造成再生段或复用段误码，支路板故障造成低阶通道误码。而且光器件中发端激光器波长、功率放大器、光模块的功能异常都会产生误码。

第三，光功率异常造成误码问题，例如光功率异常，引起接收端OTU单盘出现误码以及接收端使用的变衰耗器损坏，都会造成接收光功率过载，出现误码或误码告警。第四，光通信系统中所采用的光纤类型、色散补偿模块类型以及距离色散补偿模块的不合理分布会导致色散补偿不匹配，造成误码问题。

2.2外部原因包括光纤和设备原因

一方面光纤性能劣化、光纤损耗过高以及光纤接头不清洁或连接方法不正确，会产生误码问题。另一方面是设备原因包括设备的接地处理不良、尾纤绑扎过紧、设备外部环境有强烈干扰源、设备散热不良、工作温度高以及传输距离短未加衰减器，使接受光功率过载等都会造成光纤设备误码问题。

3.光纤传输设备误码问题的处理方法

光纤传输设备误码问题的处理要先进行误码定位，故障定位方法重要包括以下几种：告警、性能分析法、仪表测试法、更改配置法等。

首先，对光纤传输设备的外部检查，观察设备工作的外部环境是否符合标准，设备的散热情况是否正常，检查物理连接是否存在故障，包括对接设备之间的电缆、光纤连接是否正确，以及电缆的漏焊、虚焊、接触是否存在隐患，以及尾纤的扭曲、摆放、走纤情况。利用仪表进行检测电接口的对接情况，需要检查对接设备和线缆的接地和共地情况。

其次，对比设备的物理数据，主要包括对接设备的配置参数，如物理设备数据、逻辑设备数据、支路板数据、时钟数据、复用段保护倒换数据等。利用对比分析的方法来确定误码问题的原因。查看网管各网元光板收发信功率是否正常根据接收光功率的高低，来判定线路光缆是否造成误码。

第三，在定位误码后，处理误码一般遵循“先高阶、后低阶”的原则，可以进行设备调试、改善设备工作环境等方法。对于出现的复杂的问题，要针对造成故障的不同原因，进行检测光纤设备原件，包括线路板、时钟板等。

4.总结

误码问题时光纤传输设备中经常出现的问题，因此要引起管理人员的高度重视，一旦出现误码问题，首先要为误码进行定位，及时采用有效的方法消除故障，同时在日常工作过程中，要加强对设备的管理维护，从源头消除设备误码问题的隐患，提高光纤传输设备的性能，提高光纤传输的质量。

【参考文献】

[1]王世文，陆继钊.SDH光纤传输网络系统误码分析[J].电力系统通信，2008，（10）.

[2]吴晓斌，夏俊，吴汉平.构建广电网络骨干光缆监测管理系统[J].中国有线电视，2007，（23）.

光纤网络传输 篇12

干涉型光纤水听器远程传输系统[1,2]中,传输光纤受到振动、弯曲和温度变化等环境因素的影响时,长度和折射率等参数将发生随机变化。这些参数变化随着传输距离的增加而逐步累积,最终在系统中引入强的背景噪声。对于光纤长度和折射率变化引入的传输噪声,已有较多的研究。Kirkendall等[3]指出大幅度应力作用在传输光纤上引起光纤长度变化,将在非平衡干涉仪中引入的相位调制噪声;Kersey等[4]使用庞加莱球描述了传输光纤中双折射引入的偏振噪声;Garoszewicz等[5]使用琼斯矩阵法研究了输入偏振态变化引入的噪声;吴悦峰等[6]研究了当法拉第旋转角有偏差时,引导光纤偏振态扰动在干涉仪中引人相位噪声。光纤传感系统常用的噪声抑制方法之一是使用参考探头获得系统噪声,再与传感探头进行噪声相减。Kersey等[7]通过相减法消除了激光器频率抖动导致的相位噪声,Henrik等[8]抑制了光纤长度变化在双脉冲中引入的多普勒噪声。噪声相减法是基于系统中参考探头与传感探头噪声完全一致的原理,但已有研究结果[4,5,6]均表明,扰动传输光纤引入的噪声不仅与输入偏振态有关,还与光纤干涉仪信号光和参考光的偏振态有关,而干涉仪或探头获得的噪声仅仅是部分相关的。因此直接相减法对传输噪声的抑制效果往往不能令人满意。

自适应噪声消除[9]的优势是通过自适应算法调整滤波器系数,可实现系统噪声的最佳估计,从而达到最优的噪声消除效果。经过几十年的发展,自适应噪声消除已经在通信、雷达等领域得到了广泛应用。近年来它也开始应用于光纤传感领域,例如减小光纤陀螺信号随机漂移[10,11]、抑制光纤矢量水听器光源和电路噪声[12]等。本文将自适应噪声消除法使用到光纤水听器远程传输系统中,设计合理的光学系统和滤波器算法,对光纤传输噪声进行了滤除。实验上采用归一化最小均方误差(NLMS)算法分别实现了6 km传输光纤中偏振噪声和相位调制噪声的较好抑制,并完整保留了传感探头的信号。

1 基本原理

适用于光纤水听器系统的自适应噪声消除原理如图1所示。

图1中,自适应噪声消除系统的输入信号由参考信号u(n)和基本信号d(n)组成。其中u(n)由声压和加速度不敏感的参考探头获得,它仅包含系统的相位噪声φnr(n)。基本信号d(n)由传感探头获取,它包含系统相位噪声φnp(n)和探头接收外界传感信号获得的信息φs(n)。如果将光源噪声、电路噪声、远程传输的散射噪声及非线性效应等进行有效抑制,扰动传输光纤引入的干扰即占系统噪声主要成分。在此条件下,φnr(n)和φnp(n)主要为具有一定相关性的传输噪声。由此相关性,φnr(n)经自适应滤波W(n)处理后可得到对φnp(n)的估计,即φnr(n)。φnr(n)与d(n)相减的误差信号e(n)再通过某种算法对W(n)进行反馈控制,使φnr(n)逐步逼近φnp(n)。经多次迭代处理后,最终的误差信号e(n)即为传感探头消除噪声后,信号φs(n)的最优估计。

实现自适应对消的滤波器算法有多种,其中NLMS算法在收敛速度和梯度噪声等方法都有一定优势,并且计算简单,因此得到了广泛应用。其算法为[13]

对n=0,1,2…,计算:

其中:µ为自适应步长,通常0<μ<1,M为滤波器阶数,调节µ和M可改变滤波器的收敛速度和误差。u(n)=[u(n),u(n-1),…,u(n-M+1)]T为由时刻n和滤波器阶数M确定的M1抽头参考输入矢量。W(n)=[w0(n),w1(n),…,wM-1(n)]T是滤波器的权矢量。其中T为转置,*为复共轭。式(1)中输入矢量u(n)经滤波处理后得到某时刻的输出y(n),式(2)中y(n)与基本信号d(n)相减,得到误差信号e(n)。式(3)由最小均方误差算法导出,通过e(n)对滤波器W(n)进行控制,最终得到使E[e(n)]2最小的误差信号e(n),同时e(n)也为d(n)去除了相关噪声后的信号。

2 实验及结果分析

为测试自适应滤波对光纤水听器传输噪声消除的效果,实验模拟了外界环境对传输光纤的扰动,并编写NLMS算法对各种噪声分别进行了滤除。具体实验结构如图2所示。

图2中,光源为波长1 550 nm的低噪声窄线宽光纤激光器[14]。光源输出接隔离器(ISO1)防止后续光路中反射光返回光源。传输光纤为6 km单模SM-28光纤,光纤绕在直径25 cm盘上,敲击光纤或者抖动光纤可使传输光偏振态变化产生偏振噪声。长度5m的单模光纤缠绕在压电陶瓷(PZT1)上,给PZT1加信号拉伸传输光纤可产生相位调制噪声。由于PZT1上光纤为单模,驱动PZT1也会产生部分偏振噪声。传输光纤末端加隔离器,防止后续光路返回光进入传输光纤。参考水听器(SR)和基本水听器(SP)均由臂差10 m的非平衡迈克尔逊干涉仪制成。干涉仪以法拉第镜(FRM)做反射端面以抑制偏振衰落[6],法拉第镜角度误差在1o以内。SR和Sp均为声压探头,且SR的声压灵敏度比SP低40 d B。SP的信号臂2 m光纤绕在PZT2上,可模拟声信号的产生。两水听器同时置于声屏蔽罐中,隔离外界信号对它们的影响。水听器的两路干涉信号经光电转换后,由两个A/D同时采集。系统采用相位产生载波内调制解调(PGC)[15]以消除相位衰落。解调后参考和传感探头的相位信息分别作为参考和基本信号,并通过NLMS自适应滤波程序进行处理,最终得到去除噪声后的传感信息。

实验分两部分进行。首先敲击传输光纤使光纤偏振态受到强烈扰动以产生偏振噪声,并在传感探头的PZT2上加1 k Hz正弦信号,模拟声信号的产生。采集并解调相位后得到参考探头和传感探头的时域信号如图3所示。

从图3中可以看出,敲击传输光纤在两路探头中同时引入了相似的随机偏振噪声,噪声幅度约0.01 rad。根据噪声的频率和幅度,以及两路信号中噪声的差异,并考虑自适应滤波噪声与收敛速度之间的平衡,设置NLMS滤波器参数µ=0.01,阶数M=100进行自适应噪声消除,其频谱如图4所示。为评估滤波效果,图4还给出了原始的参考和基本信号,以及将两信号直接相减的噪声抑制结果。

图4中,纵坐标。从图中看出,敲击光纤在参考和传感探头中引入的偏振噪声主要在700 Hz以下。由于两探头的噪声幅度有较大的差异,因此将它们直接相减后仍有较大的噪声残余,如在600 Hz附近残余噪声在5 d B以上。而NLMS算法有较好的噪声抑制效果,尤其在噪声较强的100 Hz和600 Hz附近,噪声抑制最大达20 d B。并且自适应噪声消除后,传感探头中1 k Hz仿真信号没有明显变化。

其次在传输光纤PZT1上加500 Hz正弦调制,引入相位调制噪声和少量偏振噪声。并且在传感探头中PZT2上加1 k Hz正弦信号,模拟声信号的产生。20次测量后得到两探头在500 Hz处的噪声幅度的变化如图5所示。

图5中,纵坐标。从图中看出,传输光纤中相位调制引入的噪声幅度在-80 d B附近波动,参考探头的噪声波动约5 d B,传感探头的波动约7 d B。分析原因,该波动主要由少量非稳定的偏振变化引起,由于它由相位调制引起,因此将它归入相位调制噪声。同时,相位调制噪声幅度较大,比系统本底噪声(-100 d B)高约20 d B。由于噪声信号为连续信号,且幅度较大,因此适当增加NLMS滤波器的阶数,设置为M=150。为保证滤波后有较小的噪声,步长仍然为µ=0.01。经过20次处理的平均结果与直接相减法的结果进行比较,其频谱如图6所示。

从图6中看出,NLMS算法对500 Hz处噪声的抑制达20 d B,基本消除了相位调制噪声和少量偏振噪声的影响,并且传感探头中1 k Hz仿真信号没有明显变化。图中还可以看出,由于参考探头和传感探头在500 Hz处噪声幅度的差异,直接相减法的噪声抑制效果比自适应滤波差约6 d B,并且在其余频段噪声频谱比系统本底噪声高约5 d B。分析原因为直接相减加倍了其余频段不相关的噪声。因此自适应滤波在噪声消除方面有明显的优势。

3 结论

论文针对光纤水听器远程传输系统,提出用自适应噪声消除方法对传输光纤引入的偏振和相位调制噪声进行抑制。实验中搭建系统,模拟了光纤受到外界扰动引入的传输噪声,使用参考探头获取与传感探头相关的传输噪声。利用该相关性,通过自适应NLMS滤波从参考噪声中得到了传感探头噪声的最优估计,从而实现了传感探头噪声的抑制。实验结果表明,NLMS算法对冲击传输光纤引入的宽带噪声和大幅度、单频噪声都有较好的抑制效果,并且滤波后完整保留了传感探头中的信号。实验同时证明,自适应噪声消除的结果明显优于直接相减法的噪声抑制效果。