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通信論文通信技術(shù)與應(yīng)用方向論文范文

所屬欄目:通信論文 發(fā)布日期:2013-07-01 09:09 熱度:270

  通信論文發(fā)表期刊推薦國家級期刊《中國新通信》,《中國新通信》雜志是由工業(yè)和信息化部主管,電子工業(yè)出版社主辦,《中國新通信》雜志社編輯出版的信息通信技術(shù)專業(yè)期刊,原《中國數(shù)據(jù)通信》(月刊)。自 1999年創(chuàng)刊以來,受到了廣大讀者和作者的關(guān)心和支持,2005年被科學技術(shù)協(xié)會評為優(yōu)秀期刊,于2006年1月改名為《中國新通信》。

  摘要:通信網(wǎng)和市話通信網(wǎng)中光纖通信網(wǎng)代替電纜通信網(wǎng)已成為被世界所公認的事實。此時因為通信距離影響,導(dǎo)致利用率的不斷下降,所以為光纖通信取得進一步發(fā)展,必須尋找新的途徑,采用新的技術(shù)。概述光纖通信技術(shù)原理,然后闡明光纖通信新技術(shù)的實踐應(yīng)用,最后進行對光纖通信新技術(shù)的趨勢研究探討。

  關(guān)鍵詞:光纖,通信原理,應(yīng)用趨勢

  一、光纖通信技術(shù)

  光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ欧绞��?梢园压饫w通信看成是以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。光纖由內(nèi)芯和包層組成,內(nèi)芯一般為幾十微米或幾微米,比一根頭發(fā)絲還細;外面層稱為包層,包層的作用就是保護光纖。實際上光纖通信系統(tǒng)使用的不是單根的光纖,而是許多光纖聚集在一起的組成的光纜。由于玻璃材料是制作光纖的主要材料,它是電氣絕緣體,因而不需要擔心接地回路;光波在光纖中傳輸,不會發(fā)生信息傳播中的信息泄露現(xiàn)象;光纖很細,占用的體積小,這就解決了實施的空間問題。

  二、光纖通信技術(shù)的原理

  2.1光纖通信是利用半導(dǎo)體激光器或半導(dǎo)體發(fā)光二極管作為光源器件,把電信號轉(zhuǎn)換為光信號并將其耦合進石英光纖中進行傳輸,在接收端使用半導(dǎo)體檢測器件,如雪崩光電二極管或光電二極管等,將光信號再還原為電信號的一種通信方式。光纖的結(jié)構(gòu)是由:纖芯、包層、涂敷層和護套組成。

  2.2纖芯的作用是傳到光波,包層的作用是將光波封閉在光纖中傳播。為了達到傳到光波的目的,需要使纖芯材料的折射率大于包層的折射率。為了實現(xiàn)纖芯和包層材料的折射率差,必須使纖芯和包層的材料有所不同。目前實用的光纖主要是石英系光纖,其主要材料是石英。如果在石英中摻入折射率高于石英的摻雜劑,則就可以作為纖芯材料。同樣,如果在石英中摻入折射率比石英低的摻雜劑,則就可以作為包層材料,經(jīng)這樣摻雜后,上述的目的就可以達到了。

  2.3目前廣泛應(yīng)用的摻雜劑主要是:二氧化鍺、五氧化二磷、三氧化二硼、氟。前兩種用于提高適應(yīng)材料的折射率,后兩種用于降低石英材料的折射率。實際應(yīng)用中的光纖,外面加幾層塑料涂層,以保護光纖,增加光線的強度。經(jīng)過涂料以后的光纖成為光纖心線。根據(jù)光纖心線的涂料結(jié)構(gòu)的不同,可以分為緊套光纖和松套光纖。

  三、光纖通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀

  3.1波分復(fù)用技術(shù)

  波分復(fù)用技術(shù)可以充分利用單模光纖低損耗區(qū)帶來的巨大帶寬資源。根據(jù)每一信道光波的頻率(或波長)不同,將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道,把光波作為信號的載波,在發(fā)送端采用波分復(fù)用器(合波器),將不同規(guī)定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端,再由一波分復(fù)用器(分波器)將這些不同波長承載不同信號的光載波分開。由于不同波長的光載波信號可以看作互相獨立(不考慮光纖非線性時),從而在一根光纖中可實現(xiàn)多路光信號的復(fù)用傳輸。

  3.2光纖接入技術(shù)

  光纖接入網(wǎng)是信息高速公路的“最后一公里”。實現(xiàn)信息傳輸?shù)母咚倩�,滿足大眾的需求,不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò),用戶接入部分更是關(guān)鍵,光纖接入網(wǎng)是高速信息流進千家萬戶的關(guān)鍵技術(shù)。在光纖寬帶接入中,由于光纖到達位置的不同,有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應(yīng)用,統(tǒng)稱FTTx。FTTH(光纖到戶)是光纖寬帶接入的最終方式,它提供全光的接入,因此,可以充分利用光纖的寬帶特性,為用戶提供所需要的不受限制的帶寬,充分滿足寬帶接入的需求。目前,國內(nèi)的技術(shù)可以為用戶提供FE或GE的帶寬,對大中型企業(yè)用戶來說,是比較理想的接入方式。

  四、光纖通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用

  光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)和艦艇及水下系統(tǒng)中的應(yīng)用。

  4.1在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

  電力系統(tǒng)通信與郵電公用網(wǎng)相比,有著自身的特點,比如要求高可靠性、業(yè)務(wù)多、大部分業(yè)務(wù)容量小、具有豐富的桿路資源。因此,在電力通信光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過程中,通常會針對電力通信的特點并充分利用電力部門的特征進行光纖通信的建設(shè)。

  4.1.1通過電力系統(tǒng)所獨有的線路桿塔資源架設(shè)的電力特種通信光纜稱為電力特種光纜。電力特種光纜分為以下幾類:OPGW、ADSS、OPAC、OPPC、MASS、GWWOP、ADL,電力特種光纜由于其自身結(jié)構(gòu)以及安裝形式比較特殊,所以遭到外力破壞的可能性相對來說比較小。目前,應(yīng)用最為廣泛的是OPGW和ADSS這兩種光纜。

  4.1.2OPGW有以下幾個方面的優(yōu)點:光纜同時與地線相復(fù)合,從而節(jié)省了重復(fù)建設(shè)的巨大費用;傳輸信號損耗小,且有著較高的通信質(zhì)量;具有較好的安全性,不容易被偷盜。其缺點是在應(yīng)用中有雷擊損傷的問題。另一種較常應(yīng)用于電力通信中的光纜ADSS光纜由于其材料采用絕緣介質(zhì),具有重量輕、不會對鐵塔照成較大影響等優(yōu)點,可應(yīng)用于強電場和長跨距。同時由于其桿塔添加型的安裝形式,光纜的架設(shè)對輸電線的運作影響較小,所以在其安裝、維護的過程中可以不用停電。

  4.1.3ADSS光纜在實際使用中最大的問題是電腐蝕

  根據(jù)其各自的特點,通常在新建線路時,會采用OPGW光纜;在老線路加掛光纜時,會使用ADSS光纜。而新型特種光纜光纖復(fù)合相線(OPPC)同時具備電能傳輸功能,國外已應(yīng)用多年,國內(nèi)應(yīng)用處于起步階段。與ADSS和OPGW等常用光纜比較,OPPC具有一系列優(yōu)點,包括與相導(dǎo)線復(fù)合,基本不存在OPGW雷擊斷纜問題;不存在ADSS電腐蝕斷纜問題;處于高電壓狀態(tài),具有防盜功能。當無法找到合適的ADSS和OPGW的敷設(shè)空間時,OPPC是適當?shù)倪x擇。目前,在波長1260~1680nm范圍內(nèi),光纖可以傳輸?shù)牟ǘ斡?個。利用波分復(fù)用(WDM)技術(shù),每個波段可同時傳輸多個信道。不同類型的光纖所能傳播的光波波長范圍也不同。

  4.2光纖在艦艇及水下系統(tǒng)中的應(yīng)用

  光纖通信在艦艇上的應(yīng)用主要基于光纖優(yōu)良的傳輸性能,同時也由于光纖對電磁現(xiàn)象的不敏感性,而且能減少重量和尺寸等,艦用光纖通信就是在這一背景下產(chǎn)生的。當前艦船電子技術(shù)深入到各種電器設(shè)備和控制系統(tǒng),艦用雷達、導(dǎo)航、傳感器和指揮系統(tǒng)的信號電纜,加上其它電器設(shè)備和電力電纜,帶來了嚴重的電磁干擾、射頻干擾和電磁泄漏等問題,使得電磁兼容性的矛盾日益加劇。雖然各種設(shè)備的電磁信號在嚴格的控制之下,但干擾依然存在,只能在某種程度上減少干擾,而無法從根本上消除。光纖是一種無源、不導(dǎo)電的介電波導(dǎo)材料,對電磁現(xiàn)象不敏感,其自身也不產(chǎn)生輻射,以光纖作為信息傳輸材料,可以免除各種信號之間的干擾,傳輸數(shù)據(jù)的準確率、靈敏度將大大提高,保密性也大大增強。特別對于通信監(jiān)視設(shè)備尤為適宜,可使艦船電磁兼容性矛盾大大緩解。艦艇采用光纖通信技術(shù)可使傳輸?shù)念l帶增寬、信息容量增大、傳輸速率提高,同時還可以極大地節(jié)約空間和重量,而且可以簡化安裝。

  4.2.1光纖的固有化學穩(wěn)定性和物理特性,使得它作為傳輸材料絕緣性能好,能承受艦艇及水下的惡劣環(huán)境耐高濕、抗潮濕和鹽份的腐蝕,而且光纖不會自燃也提高了艦船的安全性。

  五、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

  5.1向超高速系統(tǒng)的發(fā)展

  網(wǎng)絡(luò)容量的需求和傳輸速率的提高一直是一對主要矛盾。傳統(tǒng)光纖通信的發(fā)展始終按照電的時分復(fù)用(TDM)方式進行,每當傳輸速率提高4倍,傳輸每比特的成本大約下降30%~40%:目前商用系統(tǒng)已從45Mbps增加到10Gbps,其速率在20年時間里增加了2000倍,比同期微電子技術(shù)的集成度增加速度還快得多。

  5.2向超大容量WDM系統(tǒng)的演進

  采用電的時分復(fù)用系統(tǒng)的擴容潛力已盡,然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用了不到1%,99%的資源尚待發(fā)掘。

  5.3實現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)

  波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)盡管具有巨大的傳輸容量,但基本上是以點到點通信為基礎(chǔ)的系統(tǒng),其靈活性和可靠性還不夠理想。

  5.4新一代的光纖

  近幾年來隨著IP業(yè)務(wù)量的爆炸式增長,電信網(wǎng)正開始向下一代可持續(xù)發(fā)展的方向發(fā)展,而構(gòu)筑具有巨大傳輸容量的光纖基礎(chǔ)設(shè)施是下一代網(wǎng)絡(luò)的物理基礎(chǔ)。5.5光接入網(wǎng)

  過去幾年間,網(wǎng)絡(luò)的核心部分發(fā)生了翻天覆地的變化,無論是交換,還是傳輸都已更新了好幾代。不久,網(wǎng)絡(luò)的這一部分將成為全數(shù)字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網(wǎng)絡(luò)。

  六、結(jié)語

  光纖通信是利用光波在光導(dǎo)纖維中傳輸信息的通信方式,是現(xiàn)代通信網(wǎng)的主要傳輸手段,技術(shù)作為信息技術(shù)的重要支撐平臺,在未來信息社會中將起到重要作用。從現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢來看,光纖通信也將成為未來通信發(fā)展的主流。

  參考文獻:

  [1]闕大順.光纖在艦艇及水下系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].艦舶電子工程1999年第2期

  [2]李超.淺談光纖通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢.沿海企業(yè)與科技.2007.7.

文章標題:通信論文通信技術(shù)與應(yīng)用方向論文范文

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