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【摘 要】 通信技术的快速发展,促进了传输技术的发展,光纤的诞生在很大程度上使信号传输的方式发生了质的改变,为现代化的通信发展打下了坚实的基础。当今信息时代,信息技术朝着综合性的方向发展,通信网络的结构复杂程度也在不断的提高,这些都要求光纤传输技术也应该随之不断的发展。这里对现代光纤通信传输技术的应用进行了探索,阐述了光纤通信技术的应用现状及其发展趋势。
【关键词】 光纤;光纤通信
1 光纤通信的原理、分类和优势
1.1通信中的光通信技术
光通信传输技术近几十年兴起的一种新技术,在网络发达的今天,利用光通信技术来进行数据交换,使用很频繁所谓的光通信,是一种以光的波为媒介来进行传输信息的通信方式无线电波是发源比较早的通信传输数据技术,光波和无线电波一样都属于电磁波,但光波的频率比无线电波的频率高,波长比无线电波的波长要短一些。因此,相比之下光波具有传输频带宽、抗电磁干扰能力强和通信数据量大的优点。根据光波波长的长短,可以分为紫外光,可见光和红外光。其中只有可见光才能为人所看得见,其他波长的光是人看不见的,但是这些不同波长的光都能用来传输数据。如果从光源的特性上来分,可以将光分为非激光通信和激光通信。如果按照广的传输媒介来区分,可以将光分为有线光通信和无线光通信常说的光通信传输,一般有这五种:紫外线通信、红外线通信、大气激光通信、蓝绿光通信和光纤通信。
在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波的频率高的多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或波导管的损耗低得多,所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十亿倍。
1.2光纤通信的优点
(1)光缆线路的中继距离长,所需中继器数量比电缆线路少的多,在本地网布线及综合布线中一般不需设中继器。
(2)光缆线路一般无需进行充气维护。
(3)光缆接头装置及剩余光缆的放置必须按规定方法进行,以保证光纤应有的曲率半径,尽可能减少信号衰减。
(4)在水泥管控中布防多条光缆是均需加塑料子管保护,减少摩擦力对光缆护层的损伤,同时能防止光缆被扭曲而使光纤收到损伤。
(5)光纤的接续方法与设备均比电缆线路复杂,技术含量高。
(6)光缆线路架空铺设时要采取比电缆线路更为严格的保护措施。
1.3光纜的分类
常用光缆的分类:
(1)按缆芯结构分层绞式光缆、中心管式和骨架式光缆
(2)按线路敷设方式分架空式、管道式、直埋式、隧道光缆和水底光缆
(3)按使用环境与场合分室外光缆、室内光缆和特种光缆
(4)按网络层次分长途光缆、市内光缆、接入网光缆。
2 光纤通信技术内涵
文章中的光通信传输技术在专业领域的应用主要是指在油气田和长输管线上的传输。文章将光通信传输介质的二种不同技术进行对比分析,这二种技术是:RPR技术(也叫光以太网弹性分组环技术)、OTN技术(光传送网技术)SDH及基于SDH的多业务传送平台(MSTP技术),SDH也称为同步数字体系。
2.1光以太网弹性分组环技术
光以太网弹性分组环技术(RPR技术)对于实时性的时分复用业务,RPR技术定义了协议,在实际中需要得到进一步的验证。对于数据业务而言,RPR技术具备绝对的优势,可以根据用户的需求来分配带宽,该技术支持统计复用技术和空间复用技术,在网络正常运营的情况下,可使带宽利用率相对SDH网络提高3-4倍RPR技术还可以对数据业务进行优化,能有效的支持IP的突发特性
2.2光传送网
光传送网也就是OTN技术,它是采用基于TDM体制的一种复用技术,每路信号占用在时间上固定的比特位组,信道通过位置进行标识,有独特的帧结构,可以区分不同等级速率,还能在同一网络中综合不同的网络传输协议,对于非实时性业务和实时性业务都能提供相应的承载,该技术实现了从窄带到宽带的综合业务传输该技术的传输设备可以直接提供工业标准的通信协议接口,不需要借助其他的接入设备缺点是该技术被垄断,设备的维护受原厂家的束缚,多厂家设备组网受限。
3 光纤通信技术的热点和发展趋势
3.1向超大容量WDM系统的发展
将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一级光纤上传送,则可大大增加光纤的信息传输容量,这就是波分复用(WDM)的基本思路。基于WDM应用的巨大好处及近几年来技术上的重大突破和市场的驱动,波分复用系统发展十分迅速。目前全球实际铺设的WDM系统已超过3000个,而实用化系统的最大容量已达320Gbps。
3.2向超高速系统的发展
10Gbps系统已开始大批量装备网络,但是,10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感,而已经铺设的光缆并不一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求,需要实际测试,验证合格后才能安装开通,光复用方式有很多种,但目前只有波分复用(WDM)方式进入了大规模商用阶段。
3.3实现光联网
波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量,但基本上是以点到点通信为基础的系统,其灵活性和可靠性还不够理想。如果在光路上也能实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能的话,无疑将增加新一层的威力。光联网既可以实现超大容量光网络和网络扩展性、重构性、透明性,又允许网络的节点数和业务量的不断增长、互连任何系统和不同制式的信号,光联网已经成为继SDH电联网以后的又一新的光通信发展高潮。
4 我国的光纤发展
经过科技人员长期不懈的艰苦努力,我国在光通信技术的研究和应用上都已取得了巨大成功,实现了从无到有、从小到大、从弱到强的历史性跨越,综合实力显著增强。目前,光纤通信不但已成为我国通信网中最主要的传输技术,而且也是我国高新技术中与国外差距最小的领域之一,并且这一差距正随着我国光纤通信技术的快速发展而越来越小。
5 光纤通信技术的缺陷
5.1光纤损耗
光波在光纤内传输过程中,强度会随传输距离的增加而减弱,这种现象称为光纤损耗。损耗产生的原因一方面由于光纤本身原因造成的损耗,包括吸收损耗、瑞利散射损耗、散射损耗等,另一方面由于传输线引起的弯曲损耗。
5.2光纤的色散特性影响
由于光纤所传输信号中有的不同模式以及不同频率成分,各自的传输速度不同,所以引起传输信号发生畸变。所以信号经光纤传导到达同一终端的时间不同,产生时延差,这种延差就是光纤色散。光纤中传输光脉冲信号,传输一段距离后,光脉冲将被展宽,严重者会产生脉冲重叠,增加误码率,降低通信质量。
6 FTTH的发展及挑战
FTTH(光纤到家庭)可向终端用户提供更为宽广的带宽,能加速信息的交流与传输,用户需要量广大,有资料统计FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2-3倍,目前在信息的传输中,数据量很大,具有宽带视频业务,所以对传输速度提出越来越高的要求,近来由于光电子器件的发展进步,光收发模块和光纤的价格降低,加速了FTTH的实用化进程。现代FTTH的发展主要受到ADSL的影响,ADSL与FTTH相比,价格便宜,工程建设简单,并且目前大终端用户在目前1Mbps-500kbps即可满足基本的视频影视传输要求,不过在目前的高端要求上,FTTH仍具有较高带宽的优势,例如网上办公,视频会议,网上游戏以及医疗领域的PACS建设等方面。
7 结语
总之,社会信息化的飞速发展,Internet的普及应用,加大了信息化传输的要求,当今社会需要信息共享、交流与获取,所以网络应用的范围越来越广泛,对网络要求也越来越高,从而对光纤通信传输也提出越来越高的要求,伴随这网络经济飞速发展,光纤通信传输必将会有更为广阔的应用前景。
参考文献:
[1]张树群.光纤通信的传输特性及应用探析[J].科技资讯.2011.
[2]都福强.光纤通信的发展与未来[J].科技信息.2009.
[3]张智杰.现代光纤通信传输技术的综合应用[J].科技传播.2010.
【关键词】 光纤;光纤通信
1 光纤通信的原理、分类和优势
1.1通信中的光通信技术
光通信传输技术近几十年兴起的一种新技术,在网络发达的今天,利用光通信技术来进行数据交换,使用很频繁所谓的光通信,是一种以光的波为媒介来进行传输信息的通信方式无线电波是发源比较早的通信传输数据技术,光波和无线电波一样都属于电磁波,但光波的频率比无线电波的频率高,波长比无线电波的波长要短一些。因此,相比之下光波具有传输频带宽、抗电磁干扰能力强和通信数据量大的优点。根据光波波长的长短,可以分为紫外光,可见光和红外光。其中只有可见光才能为人所看得见,其他波长的光是人看不见的,但是这些不同波长的光都能用来传输数据。如果从光源的特性上来分,可以将光分为非激光通信和激光通信。如果按照广的传输媒介来区分,可以将光分为有线光通信和无线光通信常说的光通信传输,一般有这五种:紫外线通信、红外线通信、大气激光通信、蓝绿光通信和光纤通信。
在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波的频率高的多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或波导管的损耗低得多,所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十亿倍。
1.2光纤通信的优点
(1)光缆线路的中继距离长,所需中继器数量比电缆线路少的多,在本地网布线及综合布线中一般不需设中继器。
(2)光缆线路一般无需进行充气维护。
(3)光缆接头装置及剩余光缆的放置必须按规定方法进行,以保证光纤应有的曲率半径,尽可能减少信号衰减。
(4)在水泥管控中布防多条光缆是均需加塑料子管保护,减少摩擦力对光缆护层的损伤,同时能防止光缆被扭曲而使光纤收到损伤。
(5)光纤的接续方法与设备均比电缆线路复杂,技术含量高。
(6)光缆线路架空铺设时要采取比电缆线路更为严格的保护措施。
1.3光纜的分类
常用光缆的分类:
(1)按缆芯结构分层绞式光缆、中心管式和骨架式光缆
(2)按线路敷设方式分架空式、管道式、直埋式、隧道光缆和水底光缆
(3)按使用环境与场合分室外光缆、室内光缆和特种光缆
(4)按网络层次分长途光缆、市内光缆、接入网光缆。
2 光纤通信技术内涵
文章中的光通信传输技术在专业领域的应用主要是指在油气田和长输管线上的传输。文章将光通信传输介质的二种不同技术进行对比分析,这二种技术是:RPR技术(也叫光以太网弹性分组环技术)、OTN技术(光传送网技术)SDH及基于SDH的多业务传送平台(MSTP技术),SDH也称为同步数字体系。
2.1光以太网弹性分组环技术
光以太网弹性分组环技术(RPR技术)对于实时性的时分复用业务,RPR技术定义了协议,在实际中需要得到进一步的验证。对于数据业务而言,RPR技术具备绝对的优势,可以根据用户的需求来分配带宽,该技术支持统计复用技术和空间复用技术,在网络正常运营的情况下,可使带宽利用率相对SDH网络提高3-4倍RPR技术还可以对数据业务进行优化,能有效的支持IP的突发特性
2.2光传送网
光传送网也就是OTN技术,它是采用基于TDM体制的一种复用技术,每路信号占用在时间上固定的比特位组,信道通过位置进行标识,有独特的帧结构,可以区分不同等级速率,还能在同一网络中综合不同的网络传输协议,对于非实时性业务和实时性业务都能提供相应的承载,该技术实现了从窄带到宽带的综合业务传输该技术的传输设备可以直接提供工业标准的通信协议接口,不需要借助其他的接入设备缺点是该技术被垄断,设备的维护受原厂家的束缚,多厂家设备组网受限。
3 光纤通信技术的热点和发展趋势
3.1向超大容量WDM系统的发展
将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一级光纤上传送,则可大大增加光纤的信息传输容量,这就是波分复用(WDM)的基本思路。基于WDM应用的巨大好处及近几年来技术上的重大突破和市场的驱动,波分复用系统发展十分迅速。目前全球实际铺设的WDM系统已超过3000个,而实用化系统的最大容量已达320Gbps。
3.2向超高速系统的发展
10Gbps系统已开始大批量装备网络,但是,10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感,而已经铺设的光缆并不一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求,需要实际测试,验证合格后才能安装开通,光复用方式有很多种,但目前只有波分复用(WDM)方式进入了大规模商用阶段。
3.3实现光联网
波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量,但基本上是以点到点通信为基础的系统,其灵活性和可靠性还不够理想。如果在光路上也能实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能的话,无疑将增加新一层的威力。光联网既可以实现超大容量光网络和网络扩展性、重构性、透明性,又允许网络的节点数和业务量的不断增长、互连任何系统和不同制式的信号,光联网已经成为继SDH电联网以后的又一新的光通信发展高潮。
4 我国的光纤发展
经过科技人员长期不懈的艰苦努力,我国在光通信技术的研究和应用上都已取得了巨大成功,实现了从无到有、从小到大、从弱到强的历史性跨越,综合实力显著增强。目前,光纤通信不但已成为我国通信网中最主要的传输技术,而且也是我国高新技术中与国外差距最小的领域之一,并且这一差距正随着我国光纤通信技术的快速发展而越来越小。
5 光纤通信技术的缺陷
5.1光纤损耗
光波在光纤内传输过程中,强度会随传输距离的增加而减弱,这种现象称为光纤损耗。损耗产生的原因一方面由于光纤本身原因造成的损耗,包括吸收损耗、瑞利散射损耗、散射损耗等,另一方面由于传输线引起的弯曲损耗。
5.2光纤的色散特性影响
由于光纤所传输信号中有的不同模式以及不同频率成分,各自的传输速度不同,所以引起传输信号发生畸变。所以信号经光纤传导到达同一终端的时间不同,产生时延差,这种延差就是光纤色散。光纤中传输光脉冲信号,传输一段距离后,光脉冲将被展宽,严重者会产生脉冲重叠,增加误码率,降低通信质量。
6 FTTH的发展及挑战
FTTH(光纤到家庭)可向终端用户提供更为宽广的带宽,能加速信息的交流与传输,用户需要量广大,有资料统计FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2-3倍,目前在信息的传输中,数据量很大,具有宽带视频业务,所以对传输速度提出越来越高的要求,近来由于光电子器件的发展进步,光收发模块和光纤的价格降低,加速了FTTH的实用化进程。现代FTTH的发展主要受到ADSL的影响,ADSL与FTTH相比,价格便宜,工程建设简单,并且目前大终端用户在目前1Mbps-500kbps即可满足基本的视频影视传输要求,不过在目前的高端要求上,FTTH仍具有较高带宽的优势,例如网上办公,视频会议,网上游戏以及医疗领域的PACS建设等方面。
7 结语
总之,社会信息化的飞速发展,Internet的普及应用,加大了信息化传输的要求,当今社会需要信息共享、交流与获取,所以网络应用的范围越来越广泛,对网络要求也越来越高,从而对光纤通信传输也提出越来越高的要求,伴随这网络经济飞速发展,光纤通信传输必将会有更为广阔的应用前景。
参考文献:
[1]张树群.光纤通信的传输特性及应用探析[J].科技资讯.2011.
[2]都福强.光纤通信的发展与未来[J].科技信息.2009.
[3]张智杰.现代光纤通信传输技术的综合应用[J].科技传播.2010.