光纖通信論文精品(七篇)

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論文摘要：光纖通信不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路中，還可以應(yīng)用在電力通信控制系統(tǒng)中，進(jìn)行工業(yè)監(jiān)測、控制，而且在軍事領(lǐng)域的用途也越來越為廣泛。本文探討了光纖通信技術(shù)的主要特征及應(yīng)用。

1.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欧绞健Ｔ诠饫w通信系統(tǒng)中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質(zhì)的光纖又比同軸電纜或?qū)Рü艿膿p耗低得多，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構(gòu)造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔(dān)心接地回路，光纖之間的串繞非常小；光波在光纖中傳輸，不會因為光信號泄漏而擔(dān)心傳輸?shù)男畔⒈蝗烁`聽；光纖的芯很細(xì)，由多芯組成光纜的直徑也很小，所以用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題。

光纖通信在技術(shù)功能構(gòu)成上主要分為：(1)信號的發(fā)射；(2)信號的合波；(3)信號的傳輸和放大；(4)信號的分離；(5)信號的接收。

2.光纖通信技術(shù)的特點

(1)頻帶極寬，通信容量大。光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，光纖通信系統(tǒng)的于光源的調(diào)制特性、調(diào)制方式和光纖的色散特性。對于單波長光纖通信系統(tǒng)，由于終端設(shè)備的電子瓶頸效應(yīng)而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢。通常采用各種復(fù)雜技術(shù)來增加傳輸?shù)娜萘浚貏e是現(xiàn)在的密集波分復(fù)用技術(shù)極大地增加了光纖的傳輸容量。目前，單波長光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。

(2)損耗低，中繼距離長。目前，商品石英光纖損耗可低于0～20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都低；若將來采用非石英系統(tǒng)極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無中繼距離；對于一個長途傳輸線路，由于中繼站數(shù)目的減少，系統(tǒng)成本和復(fù)雜性可大大降低。

(3)抗電磁干擾能力強。光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯(lián)系的一個重要特性是光波導(dǎo)對電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設(shè)或與電力導(dǎo)體復(fù)合構(gòu)成復(fù)合光纜。這一點對于強電領(lǐng)域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利。由于能免除電磁脈沖效應(yīng)，光纖傳輸系還特別適合于軍事應(yīng)用。

(4)無串音干擾，保密性好。在電波傳輸?shù)倪^程中，電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串?dāng)_，而容易被竊聽，保密性差。光波在光纖中傳輸，因為光信號被完善地限制在光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，而任何泄漏的射線都被環(huán)繞光纖的不透明包皮所吸收，即使在轉(zhuǎn)彎處，漏出的光波也十分微弱，即使光纜內(nèi)光纖總數(shù)很多，相鄰信道也不會出現(xiàn)串音干擾，同時在光纜外面，也無法竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

除以上特點之外，還有光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩(wěn)定性好、壽命長。由于光纖通信具有以上的獨特優(yōu)點，其不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路中，還可以應(yīng)用在電力通信控制系統(tǒng)中，進(jìn)行工業(yè)監(jiān)測、控制，而且在軍事領(lǐng)域的用途也越來越為廣泛。

3.光纖通信技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

20世紀(jì)90年代以來，我國光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展極其迅速，特別是廣播電視網(wǎng)、電力通信網(wǎng)、電信干線傳輸網(wǎng)等的急速擴展，促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網(wǎng)規(guī)模的擴大和系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加，全網(wǎng)的管理和維護(hù)，設(shè)備的故障判定和排除就變得越來越困難。可以采用SDH＋光纖或ATM＋光纖組成寬帶數(shù)字傳輸系統(tǒng)。該傳輸網(wǎng)可以采用帶有保護(hù)功能的環(huán)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)，鏈路傳輸系統(tǒng)或者組成各種形式的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)，可以滿足各種綜合信息傳輸。對于電視節(jié)目的廣播，采用的寬帶傳輸系統(tǒng)可以將主站到地方站的所需數(shù)字，通道設(shè)置成廣播方式，同樣的電視節(jié)目在各地都可以下載，也可以通過網(wǎng)絡(luò)管理平臺控制不同的站下載不同的電視節(jié)目

有線電視網(wǎng)絡(luò)在全國各地已基本形成，在有線電視網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，比較容易地實現(xiàn)寬帶多媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)，因此在目前的情況下，不應(yīng)完全廢除現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)，而用少量的投資來完善和改造它，滿足人們的目前需要。很多地區(qū)的CATV已經(jīng)是光纖傳輸，到用戶端也是同軸電纜進(jìn)入千萬家。但是現(xiàn)在建設(shè)的CATV大多是單向傳輸，上行信號不能在現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)中傳送。可以通過電信網(wǎng)PSTN中語音通道或數(shù)據(jù)通道形成上行信號的傳送，也可以通過語音接入系統(tǒng)來完成。將電話接到各用戶，這樣各用戶間即可以打電話，也可以利用廣電自己的綜合信息網(wǎng)中的寬帶傳輸系統(tǒng)構(gòu)成廣電網(wǎng)中自己的上行信號的傳送，組成了雙向應(yīng)用的Internet網(wǎng)。

現(xiàn)在光通信網(wǎng)絡(luò)的容量雖然已經(jīng)很大，但還有許多應(yīng)用能力在閑置，今后隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，作為經(jīng)濟發(fā)展先導(dǎo)的信息需求也必然不斷增長，一定會超過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)能力，推動通信網(wǎng)絡(luò)的繼續(xù)發(fā)展。因此，光纖通信技術(shù)在應(yīng)用需求的推動下，一定不斷會有新的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王磊，裴麗.光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來[J].中國科技信息，2006，(4)

[2]何淑貞，王曉梅.光通信技術(shù)的新飛躍[J].網(wǎng)絡(luò)電信，2004，(2)

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教學(xué)團隊實施研討式教學(xué)改革的范圍為山東大學(xué)威海機電與信息工程學(xué)院電子信息工程專業(yè)和通信工程專業(yè)選修《光纖通信》課程的學(xué)生。具體改革內(nèi)容及實施方案如下：

1.常規(guī)教學(xué)為基礎(chǔ)

教學(xué)團隊探究講課藝術(shù)，改進(jìn)課堂教學(xué)方法，提高授課的互動性，啟發(fā)學(xué)生以“科學(xué)研究”的思維思考課本中的知識。教學(xué)內(nèi)容上，注重教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性、先進(jìn)性、新穎性與啟發(fā)性，及時更新充實教學(xué)內(nèi)容；同時制作較高質(zhì)量的多媒體課件，通過文字、圖片以及動畫等多種形式豐富課堂教學(xué)。

2.實例研討作穿插

課堂授課適時引入生活中常見實例，如光纖入戶、高清視頻點播技術(shù)等，由此展開研討式教學(xué)。通過對生活中實例的分析，把抽象的理論變成具體的實際，以此切入并開展課堂討論，激發(fā)學(xué)生興趣。同時，針對實例為學(xué)生提供課后實踐，使其對問題的理解更深入。

3.熱點問題當(dāng)點綴

結(jié)合當(dāng)前的光纖通信的熱點問題，如光纖通信網(wǎng)的安全性、全光網(wǎng)等問題，對熱點問題進(jìn)行深入剖析，形成與課程相配套的實例資料集，對熱點問題開展課堂討論調(diào)動學(xué)生積極性，以小組為單位鼓勵學(xué)生進(jìn)行問題分析總結(jié)、講解，并鼓勵學(xué)生撰寫小論文，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和獨立思考的能力。通過研討式教學(xué)，學(xué)生良好的思考習(xí)慣建立起來，學(xué)習(xí)態(tài)度由被動轉(zhuǎn)為主動，實現(xiàn)了學(xué)習(xí)過程的立體化。

二、研討式教學(xué)效果分析

相對于傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)方式，研討式教學(xué)建立了融洽的師生關(guān)系，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造欲望。研討式教學(xué)為每一位學(xué)生發(fā)揮個性提供了良好的平臺，學(xué)生的個性得到尊重，創(chuàng)新意識和能力得到解放，學(xué)生更加積極主動的觀察思考。在師生關(guān)系上，實現(xiàn)了從主客關(guān)系到主主關(guān)系的轉(zhuǎn)變；在教學(xué)目標(biāo)上，實現(xiàn)從“授人以魚”到“授人以漁”的轉(zhuǎn)變；教學(xué)方式上，實現(xiàn)從“講授式”到“研討式”的轉(zhuǎn)變；在教學(xué)形式上，實現(xiàn)從“一言堂”到“群言堂”的轉(zhuǎn)變；在教學(xué)評價上，實現(xiàn)從“一張試卷定高下”到按學(xué)生的實際表現(xiàn)和能力來綜合評定成績的轉(zhuǎn)變。

研討式教學(xué)實現(xiàn)了對學(xué)生各方面能力的全面培養(yǎng)，其中包括學(xué)生的自學(xué)能力、思維能力、表達(dá)能力、創(chuàng)新能力等等，達(dá)到真正提高學(xué)生綜合素質(zhì)的目的。

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1.1網(wǎng)絡(luò)通信形式單工通信、半雙工通信、全雙工通信是網(wǎng)絡(luò)通信的主要形式。其中，遙控器是單工通信的代表，發(fā)送者和接受者是固定的，數(shù)據(jù)只能由發(fā)送者向接受者傳輸；對講機是半雙工通信的代表，盡管能相互傳輸，但不能同時相互傳輸；移動電話是全雙工通信的代表，數(shù)據(jù)既能雙向傳輸，又能同時傳輸，是網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)展的產(chǎn)物。

1.2網(wǎng)絡(luò)通信內(nèi)容

1)數(shù)據(jù)通信利用數(shù)據(jù)通信能有效地實現(xiàn)信號的傳輸。數(shù)據(jù)通信大量應(yīng)用在社會的各個領(lǐng)域，包括自動化技術(shù)、遙感技術(shù)、航空技術(shù)、軍事技術(shù)、資源探測開發(fā)等方面，并且隨著社會的發(fā)展，數(shù)據(jù)通信已逐步開始在人們的日常生活中普及開來，對人們的工作、學(xué)習(xí)、生活帶來了翻天覆地的變化。數(shù)據(jù)通信功能的實現(xiàn)離不開軟件和硬件的相互配合，主要內(nèi)容有傳輸媒體、接口、數(shù)據(jù)鏈路復(fù)用、信號傳輸、數(shù)據(jù)鏈路控制和信號編碼等。

2)網(wǎng)絡(luò)連接通過連接介質(zhì)，以某種方式把各種通信設(shè)備連接在一起形成一個龐大的結(jié)構(gòu)體系是為網(wǎng)絡(luò)連接。在網(wǎng)絡(luò)連接這個體系中，連接介質(zhì)、通信設(shè)備、通信技術(shù)、連接方法等各種要素相互影響、相互關(guān)聯(lián)，具有分類多功能性和協(xié)調(diào)統(tǒng)一性。不同的連接介質(zhì)其功能不同，不過都要具有可靠性，連接介質(zhì)包括雙絞線、微波、通信衛(wèi)星、電纜、載波和光纖。就當(dāng)前來看，連接介質(zhì)受到材質(zhì)、技術(shù)的影響，具有一定的局限性，不過隨著社會的發(fā)展，我們可以找到更加可靠高效的介質(zhì)。

3)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議并不同于我們?nèi)粘Ｉ钪械目陬^協(xié)議、書面協(xié)議，它專指在通信過程中采用某種形式或方法。通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以對不同體系總體結(jié)構(gòu)以及各不同層次分體結(jié)構(gòu)繼進(jìn)行具體的分析和解析，已達(dá)到各體系相互連接的目的，保證結(jié)構(gòu)的開放性和融合性。作為一個分散集合體，計算機網(wǎng)絡(luò)就是通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議形成的，在計算機網(wǎng)絡(luò)各個末端連接著不同個體、不同位置的計算機。

4)安全防護(hù)計算機網(wǎng)絡(luò)是由兩個部分組成，即計算機網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)絡(luò)。通信網(wǎng)絡(luò)的終端或信源就是計算機，能夠進(jìn)行有效地信息傳輸和交換。計算機通信網(wǎng)絡(luò)安全是在了解計算機性質(zhì)的基礎(chǔ)上采取相應(yīng)的防護(hù)措施進(jìn)行計算機系統(tǒng)的全面保護(hù)，具體包括硬件、應(yīng)用軟件等，有效地防止非本用戶使用服務(wù)，從而更好地維護(hù)系統(tǒng)的正常運行。在國外計算機通信網(wǎng)絡(luò)安全的發(fā)展現(xiàn)狀。較早的計算機通信網(wǎng)絡(luò)安全研究是起于國外，并且具有很廣泛的應(yīng)用，在上個世紀(jì)的70年代，美國就研究出了“計算機保密模型”，并且在此理論的基礎(chǔ)上又制定出了“可信計算機系統(tǒng)安全評估準(zhǔn)則”，通過不斷地完善，終于形成了安全信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)則。后來又發(fā)現(xiàn)了狀態(tài)機、模態(tài)邏輯以及代數(shù)工具等三種不同的分析方法，但是還存在著很多的問題。通過密碼體制終于克服了網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)密鑰管理中的一大難題，為電子商務(wù)的安全性提供了有效地保障，隨著計算機運算速度的不斷提升，各種新的密碼技術(shù)正不斷地涌現(xiàn)出來，為建設(shè)完善的計算機通信網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)做出了很大的貢獻(xiàn)。在國內(nèi)計算機通信網(wǎng)絡(luò)安全的發(fā)展現(xiàn)狀。我國的信息網(wǎng)絡(luò)安全研究主要包括兩種，即通信保密、數(shù)據(jù)保護(hù)。在計算機通信網(wǎng)絡(luò)安全研究的過程中經(jīng)歷了很多的變革，先后出現(xiàn)了防火墻、安全網(wǎng)關(guān)、系統(tǒng)脆弱性掃描軟件等，隨著社會的不斷發(fā)展，信息技術(shù)水平不斷地提升，安全隱患越來越多，因此要不斷地研究新的防護(hù)技術(shù)，確保信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的安全運行。目前我國的計算機通信網(wǎng)絡(luò)安全研究正向完善安全體系結(jié)構(gòu)、現(xiàn)代密碼理論、信息分析及監(jiān)控體系等方向發(fā)展，制作出具有系統(tǒng)性、完整性以及協(xié)同性的信息網(wǎng)絡(luò)安全方案。不僅僅要滿足對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地處理和分析，而且還要加強保密體系的建設(shè)，不斷地完善通信協(xié)議和通信軟件系統(tǒng)，提升計算機內(nèi)部管理人員的專業(yè)素質(zhì)和技術(shù)水平，制定出完善的安全防護(hù)和等級鑒別方案，防止不法分子利用軟件漏洞進(jìn)行犯罪活動，影響到計算機通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。

2光纖通信技術(shù)及通信信號

2.1光纖通信技術(shù)介紹隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，光纖通信技術(shù)正逐步應(yīng)用在通信領(lǐng)域中。相對于金屬或其他電纜，光纖傳輸能力更強，數(shù)據(jù)傳輸能力不可同日而語，比如單模光纖已具有幾十GHZkm的寬帶。光纖產(chǎn)生數(shù)據(jù)具有較大的傳輸寬帶，比如散波長窗口。光纖的通信功能是通過光纖的色散特性和光源的調(diào)制特性、調(diào)制方式實現(xiàn)的，不過由于終端設(shè)備的限制，光纖的優(yōu)勢并不能得到有效的發(fā)揮，在單波長光纖通信系統(tǒng)這種情況表現(xiàn)的更加明顯。而大量的實驗表明，密集波分復(fù)用技術(shù)能有效地利用光纖的寬帶優(yōu)勢，可使得2.5Gbps~10Gbps單波長光纖通信增加至100Gbps，也就是說其傳輸容量可達(dá)單波長光纖通信的數(shù)十倍。

2.2光纖材料光導(dǎo)纖維即是我們常說的光纖，主要是由玻璃或塑料制成的，光在其中通過全反射能實現(xiàn)傳導(dǎo)。生活中，我們常見的是玻璃制成的普通階躍型光纖。而光子晶體光纖大多是由硅的合成物摻雜一些硅晶體做成的，在晶體內(nèi)部有空氣空洞。由于石英材質(zhì)制成的光纖損耗很低，沒千米不超過0.21dB，相對于其它介質(zhì)結(jié)構(gòu)，其產(chǎn)生的中繼距離更遠(yuǎn)，是目前最實用的光纖。

2.3通信信號的衰弱和再生

1)通訊信號的衰弱造成通訊信號的衰弱的原因是多方面的，在通訊信號長距離傳輸?shù)倪^程中，可以采用信號放大器來降低光波能耗損失的影響，但通訊信號的衰弱是不可避免的，造成通訊信號的衰弱的原因有：瑞立散射、物質(zhì)吸收、米氏散射、連接器造成的損失，就算是性能的優(yōu)越的石英光纖，其內(nèi)部的雜質(zhì)同樣會增大可比系數(shù)，造成光波能耗損失。并且，光纖密度不均衡、接合技術(shù)不達(dá)標(biāo)、光纖變形同樣會引起通訊信號的衰弱。

2)通訊信號的再生技術(shù)由于通訊信號的衰弱，通訊信號的再生技術(shù)應(yīng)運而生，能有效地避免由于通訊信號的衰弱所產(chǎn)矛盾的進(jìn)一步醞釀和發(fā)展，保證通訊傳輸暢通無阻，避免嚴(yán)重事故的發(fā)生。通訊信號的再生技術(shù)泛指所有能彌補通訊信號的衰退的技術(shù)，再生技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用降低通訊系統(tǒng)的運行成本。比如海底光纖，在應(yīng)用在再生技術(shù)之前，主要是借助中繼器來實現(xiàn)光纖傳輸，而中繼器維護(hù)成本高昂，阻礙著海底光纖的普及，而再生技術(shù)的發(fā)展很好滴解決了這個問題。

3結(jié)束語

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1.1有源光纖雙星網(wǎng)——ADS在交換局給各用戶以單一的星形網(wǎng)方法敷設(shè)光纖到達(dá)規(guī)定的距離后分別設(shè)置光纖的運程終端ODT，再用單一的星形網(wǎng)方法進(jìn)行延伸到用戶端，如圖2所示。該構(gòu)造是使用有源光纖傳送設(shè)施呈現(xiàn)多路復(fù)用的運作方法，光纖的遠(yuǎn)程終端復(fù)用器進(jìn)行復(fù)接，進(jìn)而復(fù)用信號在光纖的遠(yuǎn)程終端以及交換局間的點對點傳送線路傳輸，且運用線路終端進(jìn)行每一端的終接。

1.2無源光纖雙星網(wǎng)——PND無源光纖雙星形與有源光纖雙星形本質(zhì)上的區(qū)別就是網(wǎng)絡(luò)的自身不使用任何的有源電子器件，僅僅在用戶線上通過無源的光分離器，這樣就能夠呈現(xiàn)交換局以及光網(wǎng)絡(luò)單元間的點對多點的傳送。所以，在網(wǎng)絡(luò)上能夠降低光纖的數(shù)量，且諸多的用戶能夠共享網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)施，業(yè)務(wù)呈透明形，還容易升級與擴容，與以后的寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)鏈接，業(yè)務(wù)較為靈活，能最大化地運用光纖的帶寬，有很好的網(wǎng)管體系，維護(hù)與運營費用較低。如圖3所示為無源光分離器簡圖。

1.3環(huán)形網(wǎng)絡(luò)光纖有兩個不同的物理路，是接入光節(jié)點將諸多的光節(jié)點進(jìn)行有效的串聯(lián)，且首位銜接，呈現(xiàn)環(huán)形的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造。有源光纖的接入設(shè)施跟同步的光纖設(shè)施都能夠組成環(huán)形的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造形式，這樣的構(gòu)造可以增多光纖的接入網(wǎng)管理力度，且上下的支路較為靈活，組網(wǎng)便捷。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的容量比較低，且絕大多數(shù)的業(yè)務(wù)會匯聚在一個節(jié)點處，網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)方法通常使用二線單向通道進(jìn)行倒換方法。在其他的有源光纖接入設(shè)施呈現(xiàn)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)時，它的保護(hù)功能通常就使用1+1的線路保護(hù)。

2機場有線通信網(wǎng)對光接入網(wǎng)的選擇

用戶密度比較大的大樓以及樓群、距離電話交換局很遠(yuǎn)的又相對集中的用戶群體可以使用有源雙星網(wǎng)絡(luò)。利用全數(shù)字的傳送方法提供電話通信的信道、數(shù)據(jù)信道、非話業(yè)務(wù)等，讓原有的傳送量為9600kbit/s及以下的速率有效地提升至32Mbit/s等以下的各類標(biāo)準(zhǔn)效率，且增強了傳送的信道，還滿足了機場各個部分的用戶通信業(yè)務(wù)各類要求，改善了通信的最終質(zhì)量。如圖4所示為機場到發(fā)報臺光接入點網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡圖。在業(yè)務(wù)量的要求非常大時，對通信的安全性要求很高的部門有轉(zhuǎn)報室、調(diào)度熱線、雷達(dá)站點、票務(wù)專線、氣象中心等，均選擇環(huán)形網(wǎng)。新建且相對較小的用戶群體，如一般的政府部門，可選擇無源雙星網(wǎng)。

光纖接入網(wǎng)在總體的通信網(wǎng)絡(luò)中有著重要的地位，且對民航的有線通信進(jìn)展是不容忽視的，應(yīng)盡快結(jié)合實際的狀況，由點到面地進(jìn)行有效的試點工作。在接入網(wǎng)絡(luò)上，光纖的接入方法不會在短時間內(nèi)即刻替代電纜接入方法。這也是當(dāng)前的經(jīng)濟等綜合業(yè)務(wù)要求不同方面的因素。如圖5所示為機場的光接入網(wǎng)絡(luò)虛擬圖。

3結(jié)語

篇(5)

本課程安排在大學(xué)三年級第二學(xué)期進(jìn)行，而這個階段學(xué)生大部分時間和精力主要放在準(zhǔn)備考研或者開始聯(lián)系實習(xí)單位上，學(xué)習(xí)時間和精力得不到保證。同時考慮該學(xué)期時所有專業(yè)課幾乎基本學(xué)完，光通信原理課程中部分專業(yè)知識已在之前開設(shè)的不同專業(yè)課程中有所涉及，盡管在不同專業(yè)課中強調(diào)的學(xué)習(xí)重點不同，但畢竟和其他課程還是存在一定的交集。因此在這種狀態(tài)下，只依靠課堂將光通信的知識全面而系統(tǒng)地講授給學(xué)生是比較困難的，學(xué)生聽到學(xué)過的內(nèi)容就會自然而然開小差，這對未學(xué)習(xí)的知識也會產(chǎn)生消極的影響，從而影響整天的教學(xué)效果。

2教材選用方面

目前，該課程的上課講義主要是根據(jù)清華大學(xué)袁國良老師編寫的《光通信原理》，再結(jié)合其他通信類的參考書編寫而成。該書對光通信原理的介紹雖比較系統(tǒng)，但是書中很多章節(jié)存在混亂的現(xiàn)象。如第三章介紹光纖的基本特性，但在第五章中再次介紹光纖溫度特性和機械特性。光電檢測器件也存在類似的現(xiàn)象，在第四章中介紹光電檢測器的工作原理和主要要求以及光電檢測器的工作特性，而第五章再次介紹光電檢測器件，雖然兩章節(jié)中介紹內(nèi)容并不重復(fù)，但是這樣授課過程中學(xué)生會覺得有些亂。雖然在實際課堂上已將內(nèi)容調(diào)整并對其內(nèi)容進(jìn)行了擴充，但是畢竟沒有配套的講義，學(xué)生學(xué)起來還是有些不方便。與此同時，光纖通信領(lǐng)域科技發(fā)展日新月異，這本書缺少該學(xué)科最新的研究方向和前沿?zé)狳c問題的介紹，如藍(lán)光信息存儲技術(shù)和白光照明等目前的熱點問題。這顯然很難引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。

3課程改革舉措

結(jié)合學(xué)校2012版培養(yǎng)計劃，根據(jù)我校光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的特點和人才培養(yǎng)目標(biāo)，該課程的現(xiàn)行教學(xué)體系和內(nèi)容應(yīng)做必要調(diào)整，教學(xué)方法和教學(xué)手段上也要進(jìn)行必要的改革，從而保證課程教學(xué)質(zhì)量的有效提高。

3.1整合課程內(nèi)容，調(diào)整課程結(jié)構(gòu)

首先以形象的圖像介紹整個光通信系統(tǒng)的組成部分，讓學(xué)生了解光通信的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。其次簡單介紹光通信系統(tǒng)組成的每個部分，先講解光通信中的主要有源和無源的光器件，光纖的組成和傳輸原理，然后把通信的光端機、光調(diào)制等基本內(nèi)容盡可能地縮小課時快速介紹完畢，這樣可以盡量避免與其他課程的重復(fù)，從而讓學(xué)生產(chǎn)生新鮮感。然后重點集中討論數(shù)字光通信系統(tǒng)，闡述如何設(shè)計光纜線路損耗預(yù)算和怎樣考慮光纜線路中的各種類型的噪聲源，多向?qū)W生介紹電信、數(shù)據(jù)通信方面的新發(fā)展、新思路，以開闊學(xué)生的眼界。這些改革為我們完成基本的教學(xué)任務(wù)提供了保障。同時鑒于袁老師課本中存在的章節(jié)混亂的情況，我們擬調(diào)整課程結(jié)構(gòu)。課程的新結(jié)構(gòu)首先從光通信的整體出發(fā)，從宏觀上使學(xué)生了解光通信整體的基本知識和要求，把握零件和整體的關(guān)系。從簡易的連接入手，到復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)為課程重點，把握各種光通信的特點，為培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力奠定良好基礎(chǔ)。

3.2分層實踐教學(xué)，構(gòu)建實踐平臺

光纖通信原理課程是一門理論性及實踐性很強的課程，隨著光纖通信與實際應(yīng)用的結(jié)合越來越密切，僅僅在課堂上講授基本的理論知識遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實際需求，必須加強和改進(jìn)光纖通信課程的實踐環(huán)境教學(xué)內(nèi)容，突出本課程重實踐、強能力的培養(yǎng)特色。實驗建設(shè)和實驗教學(xué)的重視和完善，有利于培養(yǎng)和提高通信工程類大學(xué)本科生的應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和科研能力。首先，實踐教學(xué)過程中采用了分層次的實踐教學(xué)模式，根據(jù)學(xué)生理論知識學(xué)習(xí)情況及動手能力分組分層進(jìn)行教學(xué)。動手能力一般的學(xué)生完成基礎(chǔ)實驗訓(xùn)練，動手能力較強的學(xué)生增加綜合設(shè)計型、創(chuàng)新型實驗教學(xué)內(nèi)容，逐步構(gòu)建了“基礎(chǔ)型、綜合設(shè)計型、創(chuàng)新型”的三級式分層次實踐教學(xué)體系。其次在學(xué)校的相應(yīng)經(jīng)費支持下，鼓勵學(xué)生根據(jù)所學(xué)內(nèi)容搭建小型的光通信系統(tǒng)，讓學(xué)生自己動手操作整個光通信系統(tǒng)的組成并了解實現(xiàn)通信需要注意的事項，如光纖損耗對中繼距離的影響設(shè)計，色散對中繼距離的影響等主要影響光通信性能的因素，讓學(xué)生在動手操作中尋找評價光通信性能的指標(biāo)等內(nèi)容。這樣充分調(diào)動了學(xué)生的積極性，不僅鞏固了所學(xué)知識，還培養(yǎng)了學(xué)生的動手操作能力、觀察能力及分析解決問題的能力，有效地提高光纖通信原理課程的教學(xué)效果。

3.3探索新的評價體系，改革考試模式

學(xué)生學(xué)習(xí)評價的目的是促進(jìn)學(xué)生知識、技能以及情感、態(tài)度、價值觀等方面的發(fā)展。發(fā)掘?qū)W生多方面的潛能，了解學(xué)生發(fā)展的需要和發(fā)展優(yōu)勢，增強學(xué)習(xí)的自信心。評價還要客觀、全面地反映教學(xué)的實際情況，為改進(jìn)教學(xué)提供真實、可靠依據(jù)的作用。結(jié)合學(xué)校2012版培養(yǎng)計劃，根據(jù)我校光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的特點和人才培養(yǎng)目標(biāo)，主要從以下幾個方面，探索新的有利于學(xué)生個性發(fā)展的評價體系：（1）豐富評價內(nèi)容。改變過去只重視知識，忽視綜合素質(zhì)和個性發(fā)展的評價。應(yīng)從知識、能力、過程、方法、情感、態(tài)度、價值觀等方面進(jìn)行綜合評價。在考試試題的內(nèi)容上減少死記硬背的題目，增加實際操作技能、實驗技能的考察。（2）改變評價方法。改變過去那種考試、測驗的單一評價方法。可采用觀察法、調(diào)查法、報告法（提供相關(guān)學(xué)習(xí)參考資料，讓學(xué)生撰寫筆記或?qū)W習(xí)報告）。（3）增加操作性和實驗性評價比重。在“光纖通信”的實驗課評價體系中我們要注重學(xué)生操作過程和規(guī)范性的評定。測驗考試評價應(yīng)增加考核學(xué)生的應(yīng)用知識分析、解決實際問題的能力和創(chuàng)造性思維能力的權(quán)重。

4結(jié)語

篇(6)

1現(xiàn)狀中存在的問題

對于專用光纖保護(hù)方式，雖然接線簡單，但在保護(hù)工作人員的維護(hù)上沒有優(yōu)勢，而且反復(fù)進(jìn)行尾纖的拔插極易造成設(shè)備損壞，重點在于該方式對于通信光纜的纖芯資源占用較大，通信光纜在承載各個傳輸網(wǎng)的光鏈路傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)后會出現(xiàn)沒有足夠的纖芯可以用于保護(hù)通道的情況。對于復(fù)用光纖保護(hù)方式，保護(hù)信息在傳輸?shù)倪^程中需經(jīng)歷幾次跳轉(zhuǎn)，MUX光電轉(zhuǎn)換設(shè)備、通信SDH傳輸設(shè)備的可靠性若出現(xiàn)問題，則對繼電保護(hù)也帶來了安全隱患。復(fù)用保護(hù)通道的中間節(jié)點不利于運行人員的巡檢工作。

2發(fā)展前景

對于現(xiàn)行的復(fù)用光纖保護(hù)通道方式，保護(hù)裝置發(fā)出的光信號轉(zhuǎn)換為電信號的過程由MUX裝置完成，MUX裝置需要單獨設(shè)立屏柜裝置并擺放于通信機房內(nèi)。這樣的方式對于一個有很多出線的220kV及以上變電站并不利于通信設(shè)備的擺放及后期擴建，而且一列類的解碼編碼過程計較繁瑣。在現(xiàn)在的實際運行中，MUX轉(zhuǎn)換裝置是一種第三方協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，它沒有統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)，不能網(wǎng)管監(jiān)控，并且故障頻發(fā)，給繼電保護(hù)帶來了安全隱患。于是新的發(fā)展模式出現(xiàn)，南網(wǎng)提出新型的2M光接口板用于通信SDH傳輸設(shè)備。2M光接口板的使用取代了原有的2M電接口板及MUX轉(zhuǎn)換裝置，2M光接口板像2M電接口一樣占用2-3個槽位置于SDH同步傳輸設(shè)備的核心子架內(nèi)。當(dāng)保護(hù)室的保護(hù)裝置發(fā)送出標(biāo)稱速率為2Mb/s光信號后，通過兩根尾纖接至光配線單元，經(jīng)由聯(lián)絡(luò)光纜可直接連接到SDH同步傳輸設(shè)備上的2M光接口板，此時2Mb/s的光信號可直接進(jìn)行光電轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)變?yōu)?Mb/s的電信號，該電信號的時鐘信息被提取，保證了兩端站點傳輸設(shè)備所傳輸信息的同步性，后續(xù)過程則與傳統(tǒng)模式一致。如下圖3所示：這樣的通道模式較傳統(tǒng)模式省去了MUX轉(zhuǎn)換裝置，節(jié)省了機房的空間，簡化了編解碼的過程，減少了設(shè)備間的反復(fù)跳線，也解決了MUX轉(zhuǎn)換裝置不能網(wǎng)管監(jiān)控的問題，不會因為MUX裝置故障頻發(fā)而影響繼電保護(hù)業(yè)務(wù)。目前市場上了解到的新型2M光接口板加光接口模塊組合后費用在4萬元左右，原2M電接口板的費用為2萬元左右，費用相差近一倍。但是一個2M光接口板上的光接口數(shù)量一般可達(dá)8個，即每個2M光接口可傳輸8個2Mb/s的保護(hù)通道，對于一個220kV變電站而言，通信機房內(nèi)至少需要8臺MUX轉(zhuǎn)換裝置，一臺MUX裝置的價格約2萬元左右，無論從經(jīng)濟還是技術(shù)角度考慮，新型2M光接口都具有絕對的優(yōu)勢。若2M光接口板在電網(wǎng)內(nèi)廣泛使用而批量生產(chǎn)，相信2M光接口板的價格也將有所下降。

3結(jié)語

篇(7)

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀趨勢展望

一、光纖通信技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀

光纖通信的誕生與發(fā)展是電信史上的一次重要革命。光纖從提出理論到技術(shù)實現(xiàn)和今天的高速光纖通信也不過幾十年的時間。從國外的發(fā)展歷程我們可以看出，20世紀(jì)60年代中期，所研制的最好的光纖損耗在400分貝以上，1966年英國標(biāo)準(zhǔn)電信研究所高錕及Hockham從理論上預(yù)言光纖損耗可降至20分貝/千米以下，日本于1969年研制出第一根通信用光纖損耗為100分貝/千米，1970年康寧公司(Corning)采用“粉末法”先后獲得了損耗低于20分貝／千米和4分貝/千米的低損耗石英光纖，1974年貝爾實驗室(Bell)采用改進(jìn)的化學(xué)汽相沉積法制出性能優(yōu)于康寧公司的光纖產(chǎn)品。到1979年，摻鍺石英光纖在1.55千米處的損耗已經(jīng)降到0.2分貝/千米，這一數(shù)值已經(jīng)十分接近由Rayleigh散射所決定的石英光纖理論損耗極限。

目前國內(nèi)光纖光纜的生產(chǎn)能力過剩，供大于求。特種光纖如FTTH用光纖仍需進(jìn)口，但總量不大，國內(nèi)生產(chǎn)光纖光纜價格與國際市場沒有差別，成本無法再降，已經(jīng)是零利潤，在國際市場沒有太強競爭力，出口量很小。二十年來的光技術(shù)的兩個主要發(fā)展，WDM和PON，這兩個已經(jīng)相對比較成熟。多業(yè)務(wù)傳輸發(fā)展平臺兩個方面，一方面是更有效承載以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，另一方面是向業(yè)務(wù)方面發(fā)展。AS0N的現(xiàn)狀是目前的系統(tǒng)只是在設(shè)備中，或是在網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)了一些功能，但是一些核心作用還沒有達(dá)到。

二、光纖通信技術(shù)的趨勢及展望

目前在光通信領(lǐng)域有幾個發(fā)展熱點即超高速傳輸系統(tǒng)、超大容量WDM系統(tǒng)、光傳送聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、新一代的光纖、IPoverOptical以及光接入網(wǎng)技術(shù)。

（一）向超高速系統(tǒng)的發(fā)展

目前10Gbps系統(tǒng)已開始大批量裝備網(wǎng)絡(luò)，主要在北美，在歐洲、日本和澳大利亞也已開始大量應(yīng)用。但是，10Gbps系統(tǒng)對于光纜極化模色散比較敏感，而已經(jīng)鋪設(shè)的光纜并不一定都能滿足開通和使用10Gbps系統(tǒng)的要求，需要實際測試，驗證合格后才能安裝開通。它的比較現(xiàn)實的出路是轉(zhuǎn)向光的復(fù)用方式。光復(fù)用方式有很多種，但目前只有波分復(fù)用(WDM)方式進(jìn)入了大規(guī)模商用階段，而其它方式尚處于試驗研究階段。

（二）向超大容量WDM系統(tǒng)的演進(jìn)

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率低于1％，還有99％的資源尚待發(fā)掘。如果將多個發(fā)送波長適當(dāng)錯開的光源信號同時在一級光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復(fù)用(WDM)的基本思路。基于WDM應(yīng)用的巨大好處及近幾年來技術(shù)上的重大突破和市場的驅(qū)動，波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展十分迅速。目前全球?qū)嶋H鋪設(shè)的WDM系統(tǒng)已超過3000個，而實用化系統(tǒng)的最大容量已達(dá)320Gbps(2×16×10Gbps)，美國朗訊公司已宣布將推出80個波長的WDM系統(tǒng)，其總?cè)萘靠蛇_(dá)200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。實驗室的最高水平則已達(dá)到2.6Tbps(13×20Gbps)。預(yù)計不久的將來，實用化系統(tǒng)的容量即可達(dá)到1Tbps的水平。

（三）實現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)

上述實用化的波分復(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。如果在光路上也能實現(xiàn)類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話，無疑將增加新一層的威力。根據(jù)這一基本思路，光光聯(lián)網(wǎng)既可以實現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)擴展性、重構(gòu)性、透明性，又允許網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點數(shù)和業(yè)務(wù)量的不斷增長、互連任何系統(tǒng)和不同制式的信號。

由于光聯(lián)網(wǎng)具有潛在的巨大優(yōu)勢，美歐日等發(fā)達(dá)國家投入了大量的人力、物力和財力進(jìn)行預(yù)研，特別是美國國防部預(yù)研局(DARPA)資助了一系列光聯(lián)網(wǎng)項目。光聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為繼SDH電聯(lián)網(wǎng)以后的又一新的光通信發(fā)展。建設(shè)一個最大透明的、高度靈活的和超大容量的國家骨干光網(wǎng)絡(luò)，不僅可以為未來的國家信息基礎(chǔ)設(shè)施(NJJ)奠定一個堅實的物理基礎(chǔ)，而且也對我國下一世紀(jì)的信息產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的騰飛以及國家的安全有極其重要的戰(zhàn)略意義。

（四）開發(fā)新代的光纖

傳統(tǒng)的G.652單模光纖在適應(yīng)上述超高速長距離傳送網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需要方面已暴露出力不從心的態(tài)勢，開發(fā)新型光纖已成為開發(fā)下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。目前，為了適應(yīng)干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的不同發(fā)展需要，已出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖，即非零色散光(G.655光纖)和無水吸收峰光纖(全波光纖)。其中，全波光纖將是以后開發(fā)的重點，也是現(xiàn)在研究的熱點。從長遠(yuǎn)來看，BPON技術(shù)無可爭議地將是未來寬帶接入技術(shù)的發(fā)展方向，但從當(dāng)前技術(shù)發(fā)展、成本及應(yīng)用需求的實際狀況看，它距離實現(xiàn)廣泛應(yīng)用于電信接入網(wǎng)絡(luò)這一最終目標(biāo)還會有一個較長的發(fā)展過程。

（五）IPoverSDH與IpoverOptical

以lP業(yè)務(wù)為主的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是當(dāng)前世界信息業(yè)發(fā)展的主要推動力，因而能否有效地支持JP業(yè)務(wù)已成為新技術(shù)能否有長遠(yuǎn)技術(shù)壽命的標(biāo)志。目前，ATM和SDH均能支持lP，分別稱為IPoverATM和IPoverSDH兩者各有千秋。但從長遠(yuǎn)看，當(dāng)IP業(yè)務(wù)量逐漸增加，需要高于2．4吉位每秒的鏈路容量時，則有可能最終會省掉中間的SDH層，IP直接在光路上跑，形成十分簡單統(tǒng)一的IP網(wǎng)結(jié)構(gòu)(IPoverOptical)。三種IP傳送技術(shù)都將在電信網(wǎng)發(fā)展的不同時期和網(wǎng)絡(luò)的不同部分發(fā)揮自己應(yīng)有的歷史作用。但從面向未來的視角看。IPoverOptical將是最具長遠(yuǎn)生命力的技術(shù)。特別是隨著IP業(yè)務(wù)逐漸成為網(wǎng)絡(luò)的主導(dǎo)業(yè)務(wù)后，這種對JP業(yè)務(wù)最理想的傳送技術(shù)將會成為未來網(wǎng)絡(luò)特別是骨干網(wǎng)的主導(dǎo)傳送技術(shù)。