引论：我们为您整理了13篇光纤通信论文范文，供您借鉴以丰富您的创作。它们是您写作时的宝贵资源，期望它们能够激发您的创作灵感，让您的文章更具深度。
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1.理论教学过程中的理论分析应从简单递进难度。例如，我们在教学实践过程中学习光纤中的光传输理论时，先讨论学生较熟悉的几何光学法的全反射传输理论，再分析光在光纤中遵循的电磁理论，提出麦克斯韦方程组，并进行严格推导和详细讨论。
2.教学中应适当展开课堂讨论。对于一些较简单并有一定重复性的内容，可以采取课堂讨论的教学模式。由于，光纤制造和光缆制作工艺相对简单易懂，制造过程和方法有很多种。因此，对以上内容进行课堂讨论形式教学。预先把学生分成几组，每组选择2~3个题目，之后收集资料、制作PPT、充分备课。课堂上每组选出1~2个学生，上讲台利用15~25分钟的时间对特定题目进行讲解，讲完后其他成员可以提问，相互讨论。通过以上教学环节，本是一些繁杂的内容从不同讲解者的不同风格再现出来，课堂气氛积极活跃，讲授内容丰富多彩。同时讲解者完成了选题目、制作PPT及备课讲课等全过程，这对即将毕业的学生是一个展现自己、锻炼自己的好机会。
3.教学过程中适当展示实际器件或相关案例。光纤通信是一门要求理论与实践相结合的课程。除了规定的实验课外，在理论教学过程中应该注意理论与实际相结合。在理论教学过程中，涉及一些实际光学元件和设备时，比如，连接器、耦合器、光纤光栅和激光器等，课堂上尽量展示实物及说明书，并说明其在通信网络中的具置和作用。不仅可以活跃课堂气氛，还可以巩固教学内容，留下深刻印象。比如，设计光纤分类和工艺等内容时，我们尽量引入许多国内外的著名企业并展示其相关光纤产品。我国已拥有长飞、亨通、烽火、富通、中天、永鼎、通光、汇源等光缆企业及特发、成康、北康、侯马、富春江、天虹、宏安、华伦、华达、华新、港龙、通鼎、西古、法尔胜等一大批骨干企业。2006年，国内市场光缆总量达2000万芯公里，出口光缆470万芯公里，总产销2470万芯公里以上。2000~2012年，我国光纤需求量增加了整整24倍，年增长率达30%。2006年中国光纤需求量仅占全球的25%左右，至2012年，这一市场份额已超过了50%。光缆总体技术水平已达国际先进水平，主要企业的主要产品指标领先国际先进水平，产品种类规格基本齐全（海底越洋光缆尚差）［5］。
4.概念与其背景相联系。每一学科与每一门课程都具有相应的概念和理论。其中一些现象的发现、一些概念的提出有其历史背景和条件。在光通信，特别是光孤子通信属于这一类，孤子这个名词首先是在流体力学中提出的，其概念可以追溯到1844年英国工程师SocttRussel在《波动论》中记录的一段于1834年8月在爱丁堡一戈拉斯高运河上的一次经历。讲授该内容时，我们抓住其独特的历史，回顾一下当年的发现，活跃课堂气氛，形象准确地理解概念。
5.理论分析与科研成果相联系。在教学实践中应用科技论文，可以使学生对教学内容掌握得更好，同时对科技论文的查阅、内容格式和写作等进一步了解，对以后毕业论文，乃至科研工作有一定的引导作用。对科技论文的选取要注意以下几点：文章的主题符合课程相关内容；科技论文的难度要适当；科技论文作者及其单位在行业有一定的影响力；最后，科技论文内容为该领域研究热点［2］。比如，讲授完光纤结构、制造工艺和传输理论之后，组织学生学进延（烽火通信科技有限公司）的《S-C-L三波段传输新型单模光纤的设计和研究》和专利《一种新型低色散光纤》［3］。通过分析科技论文巩固所学知识，进一步理解提出问题、解决问题，并把成果撰写成科技论文或申请专利的整体过程，提升学生的科学素养，培养学生综合能力。
6.实验、课程设计和仿真模拟。在实践教学环节，我们针对性地开设了12个典型实验。除此之外，结合理论与实践，设置了计算机仿真的课程设计内容。仿真是利用模型复现实际系统中发生的本质过程，并通过对系统模型的实验研究存在的或设计中的系统［6］。很多情况下，因受到实验条件限制，光纤通信中经实际操作，用实验结果证实和分析的内容有限。此时，我们可以学习和利用仿真技术，主要是利用一些光纤通信领域功能较强的模拟软件设计光纤通信器件和光纤通信系统。对光纤通信网络的模拟，参数调整和结果分析加深对实际通信网络的了解，分析其存在的问题，提出解决方案。
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本研究用于分析EDFA的频率特性和噪声性能[9]，仿真模型如图5所示。在仿真模型中掺铒光纤参数：Length7m，Corera-dius2.2m，Ermetastablelifetime10ms，Erdopingradius2.2m，Eriondensity1e+025m3，Numericalaperture0.24。仿真结果如图6所示。图6中，（a）为CW激光器的频率与EDFA增益的关系曲线，（b）为信号输入功率与EDFA增益曲线，（c）为功率噪声曲线。光接收机实验光接收机主要的性能指标是灵敏度和动态范围。本研究的目的是了解光接收机灵敏度与误码率的关系及灵敏度与最小输入功率的关系[10]，仿真模型如图7所示。
3WDM系统实验
波分复用是光纤通信系统扩大传输容量，提高传输速率的主要途径之一，仿真模型如图9所示。图9中，利用Mach-Zehnder调制器进行外调制，16路复用，光发射器参数：Bitrate40Gb/s。线路由50km单模光纤与10km色散补偿光纤构成循环单元，采用掺饵光纤放大器。解复用器参数：Bandwidth8e+010Hz，Depth100dB，FiltertypeBessel，Filterorder6。图10为WDM系统实验仿真结果，图中给出了解复用器之前光纤线路之后的光谱图，图中较低的部分为噪声部分。
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实现网络生存性一般有两种方法：保护和恢复。
保护是指利用节点间预先分配的容量实施网络保护，即当一个工作通路失效时，利用备用设备的倒换，使工作信号通过保护通路维持正常传输。保护往往处于本地网元或远端网元的控制下，无需外部网管系统的介入，保护倒换时间很短，但备用资源无法在网络范围内共享，资源利用率低。
恢复则通常利用节点间可用的任何容量，包括预留的专用空闲备用容量、网络专用的容量乃至低优先级业务可释放的容量，还需要准确地知道故障点的位置，其实质是在网络中寻找失效路由的替代路由，因而恢复算法与网络选用算法相同。使用网络恢复可大大节省网络资源，但恢复倒换由外部网络操作系统控制，具有相对较长的计算时间。
通常认为保护是一种能够提供快速恢复、适用特定拓扑的技术（例如线形和环形）；而恢复通常主要适用网状拓扑，能最佳的利用网络资源。
二、光纤通信网自动保护系统方案选择
随着WDM系统的广泛使用，在光层上实现对点到点系统的保护倒换就成为一个非常重要的课题。许多光网络的保护结构与SDH是极其相似的。对于点对点的线路系统，经常考虑1+1和1:1的线路（光复用段OMS）保护倒换方案。
线路保护倒换的工作原理是当工作链路传输中断或性能劣化到一定程度后，系统倒换设备将主信号自动转至备用光纤系统来传输，从而使接收端仍能接收到正常的信号而感觉不到网络已出现故障。该保护方法只能保护传输链路，无法提供网络节点的失效保护，因此主要适用于点到点应用的保护。
（一）1+1光保护层
对于1+1光链路保护，只能对链路故障中的业务进行保护。这种方法是利用光滤波器来桥接光信号，并把同样的两路信号分别送入工作光纤和保护光纤的通道中。保护倒换完全是在广域网内实现。当遇到单一的链路故障时，在接收端的光开关便把线路切换到保护光纤。由于在这里电层的复制和操作，所以除了当发射机和接收机发生故障时会丢失业务外，一切故障都可以恢复。
（二）1:1光保护层
（1:1）的光层保护方案与（1+1）的光层保护方案很类似，都是利用备用的路由链路来避免链路故障对业务的影响。业务流量并不是被永久地桥接到工作和保护光纤上，相反，只有出现故障时，才在工作光纤和保护光纤之间进行一次切换。
在双向通道中，当有故障事件出现时，使用APS信令信道来协调交换机的保护倒换动作。在（1+1）的SONET网络中的保护恢复结构中，在头和尾之间有一个APS信道，保护倒换的实现既使用了保护光纤又使用了一条APS信令信道。而在（1:1）的光层保护结构中，在保护光纤中不必存在相互通信的通道，因为这种结构没有在电层上被复制信号。只有当发射端和接收端都切换到保护光纤中，这个通信通道才建立起来。当出现故障时，如果接收端不知道发射端是否切换到保护光纤上时，接收机端就经由保护光纤给发射端发出一个消息。因此，当接收机最初倒换到保护光纤上时它并不能接收到任何信号。而如果发射端已切换到保护光纤上了，那么利用上述过程就可完成对业务的保护和恢复。否则，业务流量就会丢失。如果再由一个独立的“带外”光业务通道来支持保护倒换的信令，那么这种发射机与接收机在协调工作方面的困难就可以避免掉。
（三）1:N光保护层
（1:N）的光层保护结构与（1:1）的保护结构类似。然而在这里，N个工作实体共享同一个保护光纤。如果有多条工作光纤出现故障，那么只有其中的一条所承载的流量可以恢复。最先恢复的使具有最高优先级的故障。
通过以上几种点到点的光层保护倒换方案的比较可以看出：1:1光层保护技术有更高的恢复率和可靠性。
三、城域网光纤通信自动保护系统的组成结构
城域网光纤通信自动保护系统采用三级分层控制结构，第一级为远层监控中心，负责各监控站的监测、通信和控制的授权，通常由网络通信设备和计算机组成；第二级为监测站，向上一级的远程监控中心反映系统工作状态，往下一级实现对各条线路进行整体地集中监测和管理，通常由主控盘和显示器组成；第三级为多个光保护盘，实现对各条通信线路的监控和管理，并和上一级进行通信，反映系统工作状态光保护盘是线路监测和切换的直接执行者，同时又完成向监测站的数据传输和状态显示，它主要由光信号发送部分和接收两部分组成。Sin为发送端光端机发出信号的输入端，光端机输入的信号从该接口进入光保护盘，当系统工作在主路时，通过光开关从Sout1主发端送到主路通信光纤中；在系统工作在备路时，则从Sout2备发端送入通信线路的备路光纤中。Rin1为主路光信号的输入端，系统工作在主路状态时光纤线路输入的信号从该接口进入光保护盘，经过分光器分出3%的光信号用于检测，另外的97%的光信号从Rout发端送到接收光端机中；在系统工作于备路时，光纤线路输入的信号则从Rin2备送入光保护盘，从Rout发送到接收光端机。另外光保护盘还备有主/备线路工作状态指示灯、本盘复位按钮、RS－485计算机接口和电源接口。
在本系统的结构设计中，采取模块化的方式进行设计，容易的实现功能扩展。系统设计时充分体现构件化的思想，小到功能点，大到子系统，甚至整个系统贯穿“构件”的概念。
四、城域网光纤通信自动保护系统的工作原理
城域网光纤通信自动保护系统采用光纤的备份使用机制，用一条主路光纤，一条备路光纤来保证传输系统的稳定性、可靠性。在主线路出现故障或阻断时，用备用线路代替主线路继续工作、从而保障整个通信正常进行的实时监测系统。它对通信线路的监控功能主要体现在如下三个方面：
（一）主路在用光纤正常运行时
自动保护系统的各光保护盘对主路在用光纤实时地进行收光功率监测，自动建立参考，自动分析，时刻与监测站和远程监测中心保持通信，响应各种指令。
（二）主路光纤发生故障时
当系统收到的光功率值小于绝对告警门限（认为系统无光时的光功率值），或者收到的光功率值与系统参考光功率值（正常通信时的光功率值）之差大于相对告警门限（和正常通信时的收光功率相比较，光功率衰减到致使通信不稳定或不能正常进行的光功率变化值）时，系统控制模块就判定通信光纤处于阻断状态，自动将通信从主路光纤切换到备路光纤。
（三）主路光纤修复后
对主路光缆进行测试，确认线路没有问题后，在远程控制中心受权下，通过对光纤自动保护系统的复位操作使通信系统从备路光纤切换到主路光纤。
参考文献：
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光传输系统中，要提高光纤带宽的利用率，必须依靠多信道系统。常用的复用方式有：时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、频分复用(FDM)、空分复用(SDM)和码分复用(CDM)。目前的光通信领域中，WDM技术比较成熟，它能几十倍上百倍地提高传输容量。
(二)宽带放大器技术
掺饵光纤放大器(EDFA)是WDM技术实用化的关键，它具有对偏振不敏感、无串扰、噪声接近量子噪声极限等优点。但是普通的EDFA放大带宽较窄，约有35nm(1530～1565nm)，这就限制了能容纳的波长信道数。进一步提高传输容量、增大光放大器带宽的方法有：(1)掺饵氟化物光纤放大器(EDFFA)，它可实现75nm的放大带宽；(2)碲化物光纤放大器，它可实现76nm的放大带宽；(3)控制掺饵光纤放大器与普通的EDFA组合起来，可放大带宽约80nm；(4)拉曼光纤放大器(RFA)，它可在任何波长处提供增益，将拉曼放大器与EDFA结合起来，可放大带宽大于100nm。
(三)色散补偿技术
对高速信道来说，在1550nm波段约18ps(mmokm)的色散将导致脉冲展宽而引起误码，限制高速信号长距离传输。对采用常规光纤的10Gbit/s系统来说，色散限制仅仅为50km。因此，长距离传输中必须采用色散补偿技术。
(四)孤子WDM传输技术
超大容量传输系统中，色散是限制传输距离和容量的一个主要因素。在高速光纤通信系统中，使用孤子传输技术的好处是可以利用光纤本身的非线性来平衡光纤的色散，因而可以显著增加无中继传输距离。孤子还有抗干扰能力强、能抑制极化模色散等优点。色散管理和孤子技术的结合，凸出了以往孤子只在长距离传输上具有的优势，继而向高速、宽带、长距离方向发展。
(五)光纤接入技术
随着通信业务量的增加，业务种类更加丰富。人们不仅需要语音业务，而且高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已得到用户青睐。这些业务不仅要有宽带的主干传输网络，用户接人部分更是关键。传统的接入方式已经满足不了需求，只有带宽能力强的光纤接人才能将瓶颈打开，核心网和城域网的容量潜力才能真正发挥出来。光纤接入中极有优势的PON技术早就出现了，它可与多种技术相结合，例如ATM、SDH、以太网等，分别产生APON、GPON和EPON。由于ATM技术受到IP技术的挑战等问题，APON发展基本上停滞不前，甚至走下坡路。但有报道指出由于ATM交换在美国广泛应用，APON将用于实现FITH方案。GPON对电路交换性的业务支持最有优势，又可充分利用现有的SDH，但是技术比较复杂，成本偏高。EPON继承了以太网的优势，成本相对较低，但对TDM类业务的支持难度相对较大。所谓EPON就是把全部数据装在以太网帧内传送的网络技术。现今95％的局域网都使用以太网，所以选择以太网技术应用于对IP数据最佳的接入网是很合乎逻辑的，并且原有的以太网只限于局域网，而且MAC技术是点对点的连接，在和光传输技术相结合后的EPON不再只限于局域网，还可扩展到城域网，甚至广域网，EPON众多的MAC技术是点对多点的连接。另外光纤到户也采用EPON技术。
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、超长距离一直都是人们追求的目标，光纤到户和全光网络也是人们追求的梦想。
(一)光纤到户
现在移动通信发展速度惊人，因其带宽有限，终端体积不可能太大，显示屏幕受限等因素，人们依然追求陸能相对占优的固定终端，希望实现光纤到户。光纤到户的魅力在于它有极大的带宽，它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。随着技术的更新换代，光纤到户的成本大大降低，不久可降到与DSL和HFC网相当，这使FITH的实用化成为可能。据报道，1997年日本NTT公司就开始发展FTTH，2000年后由于成本降低而使用户数量大增。美国在2002年前后的12个月中，FTTH的安装数量增加了200％以上。在我国，光纤到户也是势在必行，光纤到户的实验网已在武汉、成都等市开展，预计2012年前后，我国从沿海到内地将兴起光纤到户建设。可以说光纤到户是光纤通信的一个亮点，伴随着相应技术的成熟与实用化，成本降低到能承受的水平时，FTTH的大趋势是不可阻挡的。
(二)全光网络
传统的光网络实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍用电器件，限制了目前通信网干线总容量的提高，因此真正的全光网络成为非常重要的课题。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，它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。目前全光网络的发展仍处于初期阶段，但已显示出良好的发展前景。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。
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2.实例研讨作穿插
课堂授课适时引入生活中常见实例，如光纤入户、高清视频点播技术等，由此展开研讨式教学。通过对生活中实例的分析，把抽象的理论变成具体的实际，以此切入并开展课堂讨论，激发学生兴趣。同时，针对实例为学生提供课后实践，使其对问题的理解更深入。
3.热点问题当点缀
结合当前的光纤通信的热点问题，如光纤通信网的安全性、全光网等问题，对热点问题进行深入剖析，形成与课程相配套的实例资料集，对热点问题开展课堂讨论调动学生积极性，以小组为单位鼓励学生进行问题分析总结、讲解，并鼓励学生撰写小论文，以此激发学生的学习兴趣，提高学生自主学习和独立思考的能力。。通过研讨式教学，学生良好的思考习惯建立起来，学习态度由被动转为主动，实现了学习过程的立体化。
二、研讨式教学效果分析
相对于传统灌输式教学方式，研讨式教学建立了融洽的师生关系，激发了学生的创造欲望。研讨式教学为每一位学生发挥个性提供了良好的平台，学生的个性得到尊重，创新意识和能力得到解放，学生更加积极主动的观察思考。在师生关系上，实现了从主客关系到主主关系的转变；在教学目标上，实现从“授人以鱼”到“授人以渔”的转变；教学方式上，实现从“讲授式”到“研讨式”的转变；在教学形式上，实现从“一言堂”到“群言堂”的转变；在教学评价上，实现从“一张试卷定高下”到按学生的实际表现和能力来综合评定成绩的转变。研讨式教学实现了对学生各方面能力的全面培养，其中包括学生的自学能力、思维能力、表达能力、创新能力等等，达到真正提高学生综合素质的目的。
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20世纪70年代,我国就电信光纤通信技术进行了研究,同时取得了显著的成绩。目前我国电信光纤通信技术已经实现了光同步数字传输,同时应用领域也在不断的扩大,而本文主要针对电信光纤通信技术在几个领域的应用情况进行详细的介绍和深入的解析。主要有广播电视、电力通信、智能交通等方面。(1)光纤通信技术在广播领域得到了广泛的应用,同时其发展的规模越来越大。目前,我国以光缆为基础的网络建设在不断的发展,因此光缆网已经成为我国传输数据以及数字电视最主要的链接方式,其可靠性较高。现在光缆不仅仅能够传输电视台、发射台、卫星站、有限电视网等信号,同时其传输信号的质量较好,因此电信光纤通信技术在广播电视领域的应用范围在不断的扩大,也得到了民众的认可。此外电信光纤通信技术还是广播电视网、计算机网、通信网等传输系统首先的传输数字自豪的最佳介质,同时也是高性能通信网络中不可或缺的组成部分,因此目前我国当前光纤通信技术的主要目标是光纤宽带干线的传输以及接入。(2)电信光纤通信技术在电力通信领域的发展进程也在不断的加快。电力系统的自动化控制是电网的市场化运营基础,电力通信的主要功能是为实现现代化管理提供优质的服务。在电力通信领域中,早已经建立了光纤通信系统,开始建立时,主要通过沿用传统管道、架空等方式进行光缆的铺设,同时最为目前我国输配率是覆盖面最广的网络基础设施,光纤同喜系统能够实现长距离、跨区域输送电能,从而满足人们对电能的需求。此外电信光纤通信技术能够有效的提高电力通信的可靠性,其中在改领域已经开始采用了专用的特种光纤,比如复合地线、复合相线、全介质自承光缆等。(3)智能交通领域中也应用了光纤通信技术。目前我国高速公路运营管理逐渐朝着智能化的方向发展。与此同时,为了在输出话音、图像、数据等信息时都需要一条专用通道,因此建立与完善光纤通信系统已经成为提高高速公路运营效率以及智能管理的重要方式之一。目前高速公路管理系统与智能交通建设的发展也离不开光纤通信技术,该技术为联网收费以及管理提供了坚实的技术支持。在信息化时代中,智能交通建设就是以光纤通信技术为基础发展起来的,而智能交通系统本质上看实际就是交通领域的信息化。在智能交通领域应用光强通信技术,能够有效构建实时高效、安全的综合交通管理系统。
3电信光纤通信技术发展趋势的优势分析
光宽网在建设过程中,我国为其发展提供良好的外在条件。随着我国经济宏观政策跳着我国城镇经济,我国每年的旧城改造与新屋建设分别已经高达20多亿平方米,能够将2000万户新居或数百万个企业包含在内,从而为电信业务提供更多的机会。随着我国科技水平的稳步提升,我国电信光纤通信技术提供的服务质量也在一定程度上得到了提高,从而满足人们不同的需求。电信光纤通信技术不仅传输的速度快,传输容量大,并在长距离的基础上还能过实现信息容量的提升,还能过完善全光网络系统。电信光纤技术在我国经济发展中有着十分重要的意义。(1)全光网络。电信光纤通信技术中最为关键的组成部分指的就是全光网络,这是电信光纤通信技术发展的核心在路由以及信令的控制全光网络能够完成自动交换连接的功能。它在传送网中引入信令与选路,并利用智能的控制层面从而建立呼叫和链接,并完成实现路由设置、端到端业务调度以及网络的自动恢复功能的工作。为了加强电信光纤通信技术全面发展,可以从全光网路特点角度入手,对电信光纤通信技术进行深入的研究,并对技术发展模式不断的创新。伴随国务院《“宽带中国”战略及实施方案》的推进,联通等通信运行商为了更好的完成宽带中国的目标,加大了“城乡一体化”光网改造工程的推行力度,从根本上满足社会对网络光纤通信技术的需求。(2)多业务承载能力。改革创新电信市场的发展模式,有利于促进我国电信市场的发展,同时对运营模式进行重组改制,进一步实现电信业务的多元化发展。网络系统光纤接入技术的应用一方面能够承载更多的业务项目,另一方面可以强化基础性承载业务水平,而多业务承载能力提供的重点有移动基站回传、语音等服务。电信用提高光业务的解决方案代替原来的提高传输通道的解决方案,起到了提高多种高质量的带宽应用与服务的作用。其中主要包括了:;业务;带宽出租、带宽批发、带宽贸易、实时计费;流量工程;分布式恢复;(软永久连接)/(交换连接)/(永久连接)。对接式网络结构是传统接入网系统常用的模式之一,这种模式会从根本上提高运营系统管理的成本,从而影响网络系统建设的经济效益。而在使用了高接入带宽接入网后,可以讲系统与网络进行有效的融合,提高网络系统的运行效率,并建立统一系统的应用平台。电信光纤接入技术除了加强了多业务承载能力之外,还提高了系统客户应用的安全性,在业务发展得到保障的基础上,也保证服务质量的水准。此外,在承载更多系统业务的同时,电信光纤通信技术针对个人系统应用进行了一定的强化。与此同时电信光纤通信技术能够提供高精度时钟、有效满足针对移动基站的回传业务。
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在光纤通信系统中，由于光纤存在损耗和色散，从而使传输容量和距离在很大程度上都受到了限制。光孤子通信的出现极其有效的解决了光纤色散问题。所谓光孤子通信是在光纤长距离传输中，用光孤子超短光脉冲做信息载波，信号的波形和速率始终保持不变，并且可以到近零误码率信息传递的通信方式。
3光纤通信技术的发展趋势
3.1超大容量、超长距离传输技术
WDM虽然能极大地改善光纤传输系统的频带利用率，但是随着通信需求的距离不断加大，就需要一门更好的技术来支持超长距离传输，因此就有了DWDM（密集波分复用技术）及OTDM（光时分复用技术）和WDM（波分复用技术）相结合的产生。这种结合技术的优势在于极大的提升光通信系统的传输速率和传输带宽。依靠WDM（波分复用技术）和OTDM（光时分复用技术）来提高光纤通信系统的传输带宽的效果是一定的，因此可以把多个光时分复用信号进行波分复用，从而提高系统的传输带宽。RZ（归零）编码的占空比在光纤通信中对光纤的PDM（偏振模色散）和非线性适应能力很强，此外RZ编码信号的占空比在超高速系统中很小，这对色散的要求也降低了，所以一般超大容量的通信系统都采用RZ编码传输。
3.2全光网络（AONAllOpticalNetwork）
全光网是指信号在网络中传输和交换的过程中始终以光的形式存在，只在出入网络时才进行电/光和光/电的变换。由于在传输的整个过程中都没有电的处理，所以极大的提高了网络资源的利用率，通信网干线总容量的进一步提高。全光网络不能独立在通信系统中存在,它必须要结合因特网、移动通信网等通信技术，因此光网络必将向着服务多元化和资源配置的方向发展。全光网络网络结构十分的简洁，组网也十分的灵活可变，可在不附加任何的交换处理设备的情况下随意添加新的节点。全光网络不仅能提供超大带宽、极高处理速率和极低误码率，而且也具有良好的透明性、兼容性、可靠性、开放性和可扩展性。从光纤通信的发展趋势来看，未来信息网络的核心将是建立一个一光交换技术为主的光网络层，消除电光瓶颈也是未来光通信发展的必然趋势。
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不断扩大。
一、我国光纤光缆发展的现状
（一）普通光纤
普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展，光中继距离和单一波长信道容量增大，G.652.A光纤的性能还有可能进一步优化，表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合ITUTG.654规定的截止波长位移单模光纤和符合G.653规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。
（二）核心网光缆
我国已在干线(包括国家干线、省内干线和区内干线)上全面采用光缆，其中多模光纤已被淘汰，全部采用单模光纤，包括G.652光纤和G.655光纤。G.653光纤虽然在我国曾经采用过，但今后不会再发展。G.654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量，它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤，不采用光纤带。干线光缆主要用于室外，在这些光缆中，曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构，目前已停止使用。
（三）接入网光缆
接入网中的光缆距离短，分支多，分插频繁，为了增加网的容量，通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中，由于管道内径有限，在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量，是很重要的。接入网使用G.652普通单模光纤和G.652.C低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用，目前在我国已有少量的使用。
（四）室内光缆
室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。并目还可能用于遥测与传感器。国际电工委员会(IEC)在光缆分类中所指的室内光缆，笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在中心局或其他电信机房内，布放紧密有序和位置相对固定。综合布线光缆布放在用户端的室内，主要由用户使用，因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。
（五）电力线路中的通信光缆
光纤是介电质，光缆也可作成全介质，完全无金属。这样的全介质光缆将是电力系统最理想的通信线路。用于电力线杆路敷设的全介质光缆有两种结构：即全介质自承式(ADSS)结构和用于架空地线上的缠绕式结构。ADSS光缆因其可以单独布放，适应范围广，在当前我国电力输电系统改造中得到了广泛的应用。ADSS光缆在国内的近期需求量较大，是目前的一种热门产品。
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。
（一）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广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛，目前1.6Tbit/的WDM系统已经大量商用，同时全光传输距离也在大幅扩展。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来提高传输容量，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，从而大幅提高传输容量。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。
（二）光孤子通信。光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲，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。光孤子通信就是利用光孤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。
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现行速率10~20Gbit/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100000km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人们相信，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。
（三）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，因此真正的全光网已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。
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，消除电光瓶颈已成为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、结语
光通信技术作为信息技术的重要支撑平台，在未来信息社会中将起到重要作用。虽然经历了全球光通信的“冬天”但今后光通信市场仍然将呈现上升趋势。从现代通信的发展趋势来看，光纤通信也将成为未来通信发展的主流。人们期望的真正的全光网络的时代也会在不远的将来到来。
参考文献：
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1.2DWDM光纤通信在铁路通信系统中的应用
DWDM光纤通信技术是借助单模光纤宽带与损耗低的特点，由多个波长构成载波，许可各个载波信道能同时在同一条光纤里传输，如此一来，在给定信息传输容量的情况西夏，就能降低所需光纤的总量。使用DWDM技术，单根光纤能传输的最大数据流量可以高达400Gb/s。DWDM技术最显著的优点就是其协议与传输速度是没有关联的，以DWDM技术为基础的网络可以使用IP协议、以太网协议、ATM等进行数据传输，每秒处理数据流量在100Mb~2.5Gb之间。也就是说，以DWDM技术为基础的网络能在同一个激光信道上以各种传输速度传输各种类型的数据流量。当前，在国内铁路通信网里DWDM技术得到了广泛应用，其中沪杭-浙赣铁路干线就是国内第一条使用DWDM光纤传输系统的铁路。此外，京九、武广等铁路的DWDM光纤传输系统也在建设与使用中。就拿京九铁路来说，京九铁路线使用的是具有开放性的DWDM系统和设备，能兼容各种工作波长以及厂商的SDH设备。波道数量为16，波道速率基础为每秒2.5Gb，借助京九线20芯光缆里的2芯G.652单模光纤，使用单纤单向传输的方式，也就是说相同波长在两个方向上都能多次使用，光接口满足ITU-TG.692协议的标准。
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二、技术需求分析光交换技术
由于光纤通信将光作为载体，要将其用于高清晰多媒体领域，需要解决的首要问题便是传输与光交换。其传输损耗因为使用的介质的改变而大大降低，使得传输问题不再那么棘手。光交换技术主要包括了光分组的产生技术，光分组后再生技术，光分组缓存技术等。而其最主要的目的是为各个端口提供光通道或是无限传输方式，以支持各类型数据的传输。而如今已经实现的光突发交换技术将DWDM技术所扩展的带宽进行了充分利用，可以不经由光电相互转化而直接实现“T比特级别光路由器”，为实现高清晰多媒体数据的传输提供了可能性。
光纤接入技术正是由于高清晰多媒体领域对于高质量视频通信媒体业务和高速数据通信的需求，使得光纤接入技术得以被关注，进而得以实现。光纤接入技术的优势在于其极大程度地降低了故障发生的频率，进而降低了维护费用与使用成本，促进了新设备的不断研发与升级。人民生活水平的日益提高，使其无法再满足于以往传统接入方式的传输速度，高清晰多媒体成为其竞相追逐的对象，而其费用的低廉使其适用度逐步拓展，所以光纤接入技术必将是光纤通信技术在高清晰多媒体领域应用与发展的必然趋势。
波分复用技术光纤传输容量的爆炸式膨胀正是得益于波分复用技术。以光波的不同波长作为低损耗窗口信道划分的重要依据，在其划分完毕之后，再用波分复用器将光载波再一次合并，进而在光纤通道中完成传输，最后在到达接收端时用复用器再将光波进行分离，这样便实现了在一个光纤中多路光信号的传输过程。这样的一个过程使得传输信息容量得到了极大扩展，大量复杂数据的传输在极短的时间内就可以完成，正符合高清晰多媒体的需求。
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通信协议包括对各层次不同协议的具体分析以及对协议体系的研究讨论。计算机网络是将地球上独立的计算机通过网络协议的标准将它们进行相互连接的一个集合。
3光纤通信技术的发展
3.1普通光纤网络
普通的光纤是最常用的一种光纤传输设备，具有造价低，传输速度快的优点，比较适合于普通家庭用网。随着光纤技术的不断发展，单一波长信道在容量上增大，光中继距离也有所增长，光纤的性能进一步得到了提升，这种提升主要表现为光纤的最低衰减系数与零色散点没有存在于同一区域，且低衰减系数没有得到充分的利用。
3.2核心网光缆
在我国的省级、区级的干线铺设上，都已经全面采取的光缆铺设，且传统的多模光纤已经被淘汰，取而代之的是单模光纤。像是G.654光纤，传统在使用中很看重这种光纤的容量，但随着光纤技术的发展，这种光纤已经不能够满足与如今对光纤容量的需要，且这种型号的光纤也不能够再进行大幅度的增容，因此在近几年，这种光纤已经退出了我国陆地的光纤市场。干线光缆采用的不是光纤带，而是选用分立的光纤。干线光缆经常在室外使用，且在这些干线光缆中，以前使用过骨架式结构或是紧套层绞式的光缆，现在也已经停用了。
3.3接入网光缆
接入网中的分插较为频繁，分支多且距离较短。要想增加这种网的容量，就必须从增加光纤芯数着手。像是在市内的管道，由于其管径受到城市建筑结构的制约，一般管径比较小，管道的内径是有限的。因此，在增加光纤网络芯数的同时，要加强集装的密度，对光缆的重量与直径要进行相应的调整，尽量保证最小。
3.4室内光缆
室内的光缆主要是用于视频、数据以及话音的传输，并且还能够在传感器跟遥测方面得以应用。这里提到的室内光缆，应包含用来综合布线的光缆以及局内光缆这两个部分。
3.5通信光缆
光纤的铺设是属于介电质，而光缆可以作为全介质来作为通信设施。光缆是完全不含有金属的，这种不含金属的全介质是电力系统部门最愿意使用的线路。就目前电力在道路上敷设的全介质光缆来看，主要有两种结构。一是缠绕式结构，用于架空地线上；二是全介质的自承结构，通常简写为ADSS。
4光纤通信技术在通信网络中的发展趋势
4.1波分复用技术的发展
近年来，波分复用技术在我国发展迅速，光传输的距离也有了很大的发展。在提高光纤传输容量方面，除了原有技术的运用，还可以采用OTDM（光时分复用）技术，通过传输速率的提高来让传输容量也有所提高。两种技术的应用都能够有效帮助光纤网络通信提高其传输的长度与容量。波分复用技术由于其特性，能够很好地运用于未来通信中跨海光传输领域。目前的1.6Tbit/的WDM体统已经大量地应用于商业中，同时随着应用范围、行业的不断扩大，这种技术的全光传输距离也在不断发展。相信结合OTDM技术，单信道的传输速率会有效提高，传输容量也会随之加大，在现有的单信道最高速率640Gbit/s的基础上产生突破。
4.2光弧子技术通信
这是一种特殊数量级的脉冲，属于超短光的脉冲。这种通信存在于光纤网络的反常色散区域，其非线形效应与群速度色散之间相互平衡，因此在经过了长时间、长距离的传输之后，信息的速度与波长都能够保持不变。这种通信技术就是以光弧子作为载体，来实现长距离的有效通信，实现超长距离信息传输的零误码。光弧子技术具有强大的发展前景，在传输速度方面，高速通信与超长距离以及强大的脉冲控制能够有效让现行速率从传统的20Gbit/s迅速提升到100Gbit/s以上。
4.3智能化方向发展
智能化的光网络是通信网络长期发展的主要目标。随着通信技术与计算机技术联系得越来越紧密，加上光网络的生存性、控制、调度、组网等方面的需求，光网络已经向着智能化系统发展了。在光网络中，可以加入自动发现的能力，提高控制连接技术。完善系统的自动恢复功能，这也是光网络今后发展的目标。
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1.共模电感它的插入损耗与阻抗在地磁场作用下变得很高，在干扰抑制方面有着较好的效果，其初始导磁率也非常高，无共振插入损耗特性能在较宽的频率范围内体现。高初始导磁率：与铁氧体相比要超出5-20倍，所以它的插入损耗很大，比铁氧体更能抑制传导干扰。高饱和磁感应强度：比铁氧体高2-3倍。在电流强干扰的场合不易磁化到饱和。卓越的温度稳定性：较高的居里温度，在有较大温度波动的情况下，合金的性能变化率明显低于铁氧体，具有优良的稳定性，而且性能的变化接近于线性。灵活的频率特性：而且更加灵活地通过调整工艺来得到所需要的频率特性。通过不同的制造工艺，配合适当的线圈炸熟可以得到不同的阻抗特性，满足不同波段的滤波要求，使其阻抗值大大高于铁氧体。2.共模滤波器噪声信号可经由有源EMI滤波技术来做实时补偿。所谓有源共模EMI滤波器（英文缩写ACMF）在工作中是先收集共模信号，然后通过反馈，动态输出一个与所采样的噪声电流（电压）大小相等、方向相反的补偿电流（电压），其实质是为共模电流提供一个极低阻抗的内部回路。图1示出其原理图。其中，Path1指共模噪声源S1通过分布电容CD流入地的共模电流路径，在无滤波器时共模噪声inoise将通过CP全部注入地。ACMF将产生一个补偿电流，为inoise提供低阻抗分流支路Path2，从而使其尽量沿Path2路径流过。理想时icomp=-inoise，可使流入地的共模电流为零，从而达到衰减共模电流的目的，以满足电磁干扰的标准。
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2.1高速采集模块
将Atmega168芯片应用于系统主控制器中，时钟时序由CPLD产生，实现对高速数据的控制及采集，数据采集模块具体方案如图1所示。高速数据采集系统运行原理为:通过传感器将模拟量信号中携带的物理量信息进行电压量的转化，再通过ADC转换模块以数字电压量代替模拟电压量，进而实施数据的采集、存储、传输及处理。由CPLD和AVR共同控制完成高速数据采集系统，并对所采集到的模拟信号实施模数转换后，在FIFO中缓存结果，再在Flash陈列中进行转存与保存。整个系统工作过程中，FIFO既具有缓存作用，还可使A/D对相关数据位数进行转换的匹配问题得到全面解决，有效调整了与Flash存储器中所包含的数据线位数。
2.2控制程序设计
在高速数据采集系统中，编程采集功能的实现选用两条通道实施时钟分析，若控制信号属于低电平状态，触发采集，8路数据通道存储采集到的数据，EOC电平逐渐下降［5］。在数据采集过程中，所有通道均具有相同的工作原理，且最终都在存储区中存入所采集到的数据。以此为基础，在CPLD中载入相关程序，系统性调试电路，同时实施8通道的数据转换及控制，所产生出的波形如图2所示。由此可见，1、3、4、5四路将8个连续脉冲分别产生出来，且具有准确的时序位置，即控制器可同时对8路信号进行采集与控制，不会发生时序或逻辑方面的错误［6］。因此，光纤通信网络应用于高速数据采集系统中的采集程序符合设计要求，依照所采集的脉冲宽度，能够将系统采集速度最高值为10Mbit·s－1计算出来。采用电光调制将采集到的数字信号进行成光信号的转换，并于光纤通信网络中实施加载，再采用光纤通信网络将所采集的数据传输至高速数据主控制系统中。
2.3外接存储器设计
光纤通信网络在通过光的形式与模块接入后，其数据速率比FPGA数据处理能力高，为了能够实现准确、实时地传输信号，故设计外接存储体是必要的。多累存储器在市场中有多种，其中主要包括DDRSDRAM、SDRAM、VCM、DRDRAM等。根据光纤通信具有高速率、大数据量等特征，再与总体硬件设计相结合，该系统选用DDRSDRAM。DDRSDRAM通过双倍速率结构增加对所采集数据进行高速读取的能力，此双倍速率结构中的所有时钟周期均会实施读写操作，从而达到双倍数据读写速度的效果。此外，控制命令、数据及地址被寄存在不同的时钟跳沿，所以DDRSDRAM必须精准的对时钟进行判断。为与该要求相满足，时钟信号于DDRSDRAM中通过双端差动实施数据传输，即CK#与CK.在CK变高、CK#变低的情况下，会认定CK为上跳沿;而若CK变低、CK#变高的情况下，会有时钟CK下跳沿的认识。时钟CK上跳沿对控制命令与地址予以寄存，可将所采集的数据进行高、低划分，并分别存储在时钟上下跳沿。DDRSDRAM在高速数据采集系统中的工作原理，如图3所示。与系统中数据存储容量要求与处理速度相结合，选用现阶段技术较成熟的HY5DU(L)T芯片。该芯片拥有32MB的容量，16位的数据总线宽度，芯片在最佳状态下的数据吞吐率最大值为2×16×166×106=5.312Gbit·s－1。由此可见，DDRSDRAM芯片并不能解决光纤信号网络速率在10Gbit·s－1时所存在的数据存储问题［9］。此外，因系统设计难以满足DDRSDRAM芯片速率最高值，故为了确保外部存储器余量充足，可通过4片芯片并联模式有效提升数据吞吐力，使其达到21.248Gbit·s－1。
3系统测试
在对基于光纤通信网络的高速数据采集系统进行性能测试时，需通过对已知信号进行采集，并将信号存储后，对比已知信号，最终完成测试。具体测试步骤为:通过光通信协议仪将特殊信号发送出去，达到9.953Gbit·s－1的信号速率，15520Byte的帧长，为便于分析信号，需对信号帧同步码设置成“F6F6F6282828”的序列，将0设置在帧头剩余部位，并将5设置在帧内剩余部位，由此避免对信号实施直接扰码与传输。在对光信号接收后，系统应该实施光电降速与转换处理，由系统中的FPGA对数据及时钟实施接收，对其相应处理后转入外部存储器实施缓存［10］。数据存满外部存储器后，可暂停采集数据，根据顺序对外部存储器数据实施重新读取，在计算机系统中送入千兆以太网接口实施统计对比分析。试验结果得出数据帧同步码，即“F6F6F6282828”，这些同步码后有若干个0，所有净荷均为常数5。试验结果显示，发送特定数据和接收数据相同。此外，为对系统误码率进行测试，将固定数据转换为伪随机码以做信号净荷，结果显示误码率在10～12以下。
