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論文摘要:光纖通信不僅可以應用在通信的主干線路中,還可以應用在電力通信控制系統(tǒng)中,進行工業(yè)監(jiān)測、控制,而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。本文探討了光纖通信技術的主要特征及應用。
1.光纖通信技術
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式。在光纖通信系統(tǒng)中,作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多,而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多,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造的,它是電氣絕緣體,因而不需要擔心接地回路,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心傳輸的信息被人竊聽;光纖的芯很細,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。
光纖通信在技術功能構成上主要分為:(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)的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。對于單波長光纖通信系統(tǒng),由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量,特別是現在的密集波分復用技術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,由于中繼站數目的減少,系統(tǒng)成本和復雜性可大大降低。
(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。與之相聯系的一個重要特性是光波導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或與電力導體復合構成復合光纜。這一點對于強電領域(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,光纖傳輸系還特別適合于軍事應用。
(4)無串音干擾,保密性好。在電波傳輸的過程中,電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串擾,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結構中,而任何泄漏的射線都被環(huán)繞光纖的不透明包皮所吸收,即使在轉彎處,漏出的光波也十分微弱,即使光纜內光纖總數很多,相鄰信道也不會出現串音干擾,同時在光纜外面,也無法竊聽到光纖中傳輸的信息。
除以上特點之外,還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設;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,其不僅可以應用在通信的主干線路中,還可以應用在電力通信控制系統(tǒng)中,進行工業(yè)監(jiān)測、控制,而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。
3.光纖通信技術在有線電視網絡中的應用
20世紀90年代以來,我國光通信產業(yè)發(fā)展極其迅速,特別是廣播電視網、電力通信網、電信干線傳輸網等的急速擴展,促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網規(guī)模的擴大和系統(tǒng)復雜程度的增加,全網的管理和維護,設備的故障判定和排除就變得越來越困難?？梢圆捎肧DH+光纖或ATM+光纖組成寬帶數字傳輸系統(tǒng)。該傳輸網可以采用帶有保護功能的環(huán)網傳輸系統(tǒng),鏈路傳輸系統(tǒng)或者組成各種形式的復合網絡,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字,通道設置成廣播方式,同樣的電視節(jié)目在各地都可以下載,也可以通過網絡管理平臺控制不同的站下載不同的電視節(jié)目。
有線電視網絡在全國各地已基本形成,在有線電視網絡現有的基礎上,比較容易地實現寬帶多媒體傳輸網絡,因此在目前的情況下,不應完全廢除現有的有線電視網,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已經是光纖傳輸,到用戶端也是同軸電纜進入千萬家。但是現在建設的CATV大多是單向傳輸,上行信號不能在現有的有線電視網中傳送。可以通過電信網PSTN中語音通道或數據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中的寬帶傳輸系統(tǒng)構成廣電網中自己的上行信號的傳送,組成了雙向應用的Internet網。
現在光通信網絡的容量雖然已經很大,但還有許多應用能力在閑置,今后隨著社會經濟的不斷發(fā)展,作為經濟發(fā)展先導的信息需求也必然不斷增長,一定會超過現有網絡能力,推動通信網絡的繼續(xù)發(fā)展。因此,光纖通信技術在應用需求的推動下,一定不斷會有新的發(fā)展。
參考文獻:
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[2]何淑貞,王曉梅.光通信技術的新飛躍[J].網絡電信,2004,(2)
1.1光纜質量差
光纜的主要成分為硅單質，硅單質的純度會影響光纜的質量，所以對硅提純技術的提高是光纜建設的必要條件。但現階段的硅提純技術還有待提高，不能保證硅的純度，以至所生產的光纜質量較差。在生產光纜的過程中也存在問題，技術手段的滯后會使生產出的電纜存在質量的欠缺。
1.2網絡問題突出
光纜的應用主要在信息的傳輸上，現代化網絡的發(fā)展就依靠著光纜建設的完善。但現階段網絡的高覆蓋化也成為了光纜應用的一大問題，網絡的傳輸需要大量的傳播介質的支持，光纜作為最高效的信息傳輸介質雖然工作效率高，但其成本價格較其他種類的信息傳播介質偏高，所以對于一般不要求高網速和高準確度的網絡傳輸都不會采用光纜作為家庭網絡傳輸介質[3]。過高的成本將減少使用光纜的用戶，進一步將影響光傳輸網的發(fā)展。
1.3設備配置與規(guī)范不相符
電力通信中的光傳輸網系統(tǒng)中最為重要的部分就是站點網元，它是信息傳輸的基礎，一般為110kV和220kV兩種站點。光傳輸網中有很多的優(yōu)點，它的維修十分簡單，一般定期對光設備進行檢查與修護就可以滿足時光網傳輸的條件。但隨著經濟的不斷發(fā)展與科技的不斷進步使老舊的光設備配置與規(guī)范不相符，光端機的各個槽位具有寬度均勻，且可擴充到10G的能力，可因光纜與設備結構比較復雜，對于能正確合適的與卡槽相符的光纜的制作要求很高，所以造成了光傳輸設備配置與規(guī)范不相符的情況。
2光傳輸網的優(yōu)化方案、優(yōu)化原則與應用
2.1光傳輸網的優(yōu)化原則
電力通信主要的工作內容就是進行對信息的傳輸，所以對于電力通信來說，信息的傳播速度與準確度至關重要。對于這兩點最為符合要求的信息傳輸網就是光傳輸網，它主要承擔整個網絡的信息交流、會接與傳輸的作用。所以對光傳輸網的信息靈敏度與信息傳輸的穩(wěn)定性與準確度的要求都很高，首要優(yōu)化的就是光纜的質量問題。利用新型的單晶硅提純技術，保證光纜的硅純度達到正常工作的指標，并且在光纜的制造上也要嚴格要求其精度，進一步保證光纜的質量達到規(guī)定要求。對于網絡的設計應以網格與環(huán)形為主，這兩種形狀能降低光在傳輸過程中損耗程度，同時提高了信息的傳輸效率。在對管傳輸網的容量選擇時，首先考慮的應該是現有業(yè)務信息的情況，對日常統(tǒng)計的容量需求數據經行分析，選擇對未來市場最有利的傳輸容量，為未來業(yè)務拓展提供優(yōu)勢。
2.2光傳輸網的優(yōu)化方案
現階段的光傳輸網還在不斷的發(fā)展與進步，對于早現已投入使用光傳輸設備已存在很多實際操作性問題。若要使陳舊的設備符合現代需要的工作要求，所能實行的解決措施就是更換新型的光傳輸設備或對舊的設備進行改造。根據現有的人均經濟水平分析，重新更換光設備對與大多數企業(yè)來說都是高成本的，同時也是對資源的一種浪費，所以現階段對于解決光傳輸網的更新隨度快的問題應該利用改進舊設備來解決。在網絡結構重新組建的過程中，可以繼續(xù)使用單向通道的保護環(huán)，只需將使STM-4與STM1并網就能做到網絡重新構建。光的電路層優(yōu)化就是對對設備端口的優(yōu)化，選擇最適合光傳輸的端口，提高光信息的傳輸效率。
2.3光傳輸網優(yōu)化應用
光傳輸網在優(yōu)化以后對于網絡傳輸信息的發(fā)展起到積極的作用，在現代化企業(yè)中對網絡的應用十分廣泛，對于企業(yè)的宣傳發(fā)展與管理都離不開網絡的協(xié)助，高效而嚴謹的工作也離不開網絡的應用。光傳輸網的優(yōu)化將有效地提升網絡運行的速度與安全性，同時也會完善網絡的靈活性，從而使企業(yè)的技術與工作效率得到全面的提高，并對企業(yè)的發(fā)展起到推動的作用。
3電力通信光傳輸網的發(fā)展趨勢
隨著電力通信光傳輸網的不斷優(yōu)化，其所涉及到的領域也將更為廣泛。光傳輸網有著其他傳輸技術無法替代的優(yōu)勢，它的高效性穩(wěn)定性與準確性保證了信息的有效傳播。在降低其成本與改善現有的問題后，光傳輸網將服務于我們日常生活的網絡傳播，它的傳輸信息高效性將改善現有網速較慢的普遍性問題，使我們日常用網也達到暢通無阻的目標。電力通信光傳輸網在今后的發(fā)展前景十分可觀，對信息的傳播發(fā)展有積極的作用。
4結語
1.1有源光纖雙星網——ADS在交換局給各用戶以單一的星形網方法敷設光纖到達規(guī)定的距離后分別設置光纖的運程終端ODT，再用單一的星形網方法進行延伸到用戶端，如圖2所示。該構造是使用有源光纖傳送設施呈現多路復用的運作方法，光纖的遠程終端復用器進行復接，進而復用信號在光纖的遠程終端以及交換局間的點對點傳送線路傳輸，且運用線路終端進行每一端的終接。
1.2無源光纖雙星網——PND無源光纖雙星形與有源光纖雙星形本質上的區(qū)別就是網絡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，這樣就能夠呈現交換局以及光網絡單元間的點對多點的傳送。所以，在網絡上能夠降低光纖的數量，且諸多的用戶能夠共享網絡上的設施，業(yè)務呈透明形，還容易升級與擴容，與以后的寬帶綜合業(yè)務數字網絡鏈接，業(yè)務較為靈活，能最大化地運用光纖的帶寬，有很好的網管體系，維護與運營費用較低。如圖3所示為無源光分離器簡圖。
1.3環(huán)形網絡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)點進行有效的串聯，且首位銜接，呈現環(huán)形的網絡構造。有源光纖的接入設施跟同步的光纖設施都能夠組成環(huán)形的網絡構造形式，這樣的構造可以增多光纖的接入網管理力度，且上下的支路較為靈活，組網便捷。環(huán)形網絡的容量比較低，且絕大多數的業(yè)務會匯聚在一個節(jié)點處，網絡的保護方法通常使用二線單向通道進行倒換方法。在其他的有源光纖接入設施呈現環(huán)形網絡時，它的保護功能通常就使用1+1的線路保護。
2機場有線通信網對光接入網的選擇
用戶密度比較大的大樓以及樓群、距離電話交換局很遠的又相對集中的用戶群體可以使用有源雙星網絡。利用全數字的傳送方法提供電話通信的信道、數據信道、非話業(yè)務等，讓原有的傳送量為9600kbit/s及以下的速率有效地提升至32Mbit/s等以下的各類標準效率，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)務各類要求，改善了通信的最終質量。如圖4所示為機場到發(fā)報臺光接入點網絡結構簡圖。在業(yè)務量的要求非常大時，對通信的安全性要求很高的部門有轉報室、調度熱線、雷達站點、票務專線、氣象中心等，均選擇環(huán)形網。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。
光纖接入網在總體的通信網絡中有著重要的地位，且對民航的有線通信進展是不容忽視的，應盡快結合實際的狀況，由點到面地進行有效的試點工作。在接入網絡上，光纖的接入方法不會在短時間內即刻替代電纜接入方法。這也是當前的經濟等綜合業(yè)務要求不同方面的因素。如圖5所示為機場的光接入網絡虛擬圖。
3結語
筆者認為,光纖通信技術尚有很大的發(fā)展空間,今后會有很大的需求和市場。主要是:光纖到家庭FTTH、光交換和集成光電子器件方面會有較大的發(fā)展。在此主要討論光纖通信的發(fā)展趨勢和市場。
光纖通信的發(fā)展趨勢
1、光纖到家庭(FTTH)的發(fā)展
FTTH可向用戶提供極豐富的帶寬,所以一直被認為是理想的接入方式,對于實現信息社會有重要作用,還需要大規(guī)模推廣和建設。FTTH所需要的光纖可能是現有已敷光纖的2～3倍。過去由于FTTH成本高,缺少寬帶視頻業(yè)務和寬帶內容等原因,使FTTH還未能提到日程上來,只有少量的試驗。近來,由于光電子器件的進步,光收發(fā)模塊和光纖的價格大大降低;加上寬帶內容有所緩解,都加速了FTTH的實用化進程。
發(fā)達國家對FTTH的看法不完全相同:美國AT&T認為FTTH市場較小,在0F62003宣稱:FTTH在20-50年后才有市場。美國運行商Verizon和Sprint比較積極,要在10—12年內采用FTTH改造網絡。日本NTT發(fā)展FTTH最早,現在已經有近200萬用戶。目前中國FTTH處于試點階段。
FTTH[遇到的挑戰(zhàn):現在廣泛采用的ADSL技術提供寬帶業(yè)務尚有一定優(yōu)勢。與FTTH相比:①價格便宜②利用原有銅線網使工程建設簡單③對于目前1Mbps—500kbps影視節(jié)目的傳輸可滿足需求。FTTH目前大量推廣受制約。
對于不久的將來要發(fā)展的寬帶業(yè)務,如:網上教育,網上辦公,會議電視,網上游戲,遠程診療等雙向業(yè)務和HDTV高清數字電視,上下行傳輸不對稱的業(yè)務,AD8L就難以滿足。尤其是HDTV,經過壓縮,目前其傳輸速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技術開發(fā),可壓縮到5～6Mbps。通常認為對QOS有所保證的ADSL的最高傳輸速串是2Mbps,仍難以傳輸HDTV?？梢哉J為HDTV是FTTH的主要推動力。即HDTV業(yè)務到來時,非FTTH不可。
FTTH的解決方案:通常有P2P點對點和PON無源光網絡兩大類。
F2P方案一一優(yōu)點:各用戶獨立傳輸,互不影響,體制變動靈活;可以采用廉價的低速光電子模塊;傳輸距離長。缺點:為了減少用戶直接到局的光纖和管道,需要在用戶區(qū)安置1個匯總用戶的有源節(jié)點。
PON方案——優(yōu)點:無源網絡維護簡單;原則上可以節(jié)省光電子器件和光纖。缺點:需要采用昂貴的高速光電子模塊;需要采用區(qū)分用戶距離不同的電子模塊,以避免各用戶上行信號互相沖突;傳輸距離受PON分比而縮短;各用戶的下行帶寬互相占用,如果用戶帶寬得不到保證時,不單是要網絡擴容,還需要更換PON和更換用戶模塊來解決。(按照目前市場價格,PEP比PON經濟)。
PON有多種,一般有如下幾種:(1)APON:即ATM-PON,適合ATM交換網絡。(2)BPON:即寬帶的PON。(3)OPON:采用通用幀處理的OFP-PON。(4)EPON:采用以太網技術的PON,0EPON是千兆畢以太網的PON。(5)WDM-PON:采用波分復用來區(qū)分用戶的PON,由于用戶與波長有關,使維護不便,在FTTH中很少采用。
發(fā)達國家發(fā)展FTTH的計劃和技術方案,根據各國具體情況有所不同。美國主要采用A-PON,因為ATM交換在美國應用廣泛。日本NTT有一個B-FLETts計劃,采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多種技術。SCM-PON:是采用副載波調制作為多信道復用的PON。
中國ATM使用遠比STM的SDH少,一般不考慮APON。我們可以考慮的是P2P、GPON和EPON。P2P方案的優(yōu)缺點前面已經說過,目前比較經濟,使用靈活,傳輸距離遠等;宜采用。而比較GPON和EPON,各有利弊。GPON:采用GFP技術網絡效率高;可以有電話,適合SDH網絡,與IP結合沒有EPON好,但目前GPON技術不很成熟。EPON:與IP結合好,可用戶電話,如用電話需要借助lAD技術。目前,中國的FTTH試點采用EPON比較多。FTTH技術方案的采用,還需要根據用戶的具體情況不同而不同。
近來,無線接入技術發(fā)展迅速?？捎米鱓LAN的IEEE802.11g協(xié)議,傳輸帶寬可達54Mbps,覆蓋范圍達100米以上,目前已可商用。如果采用無線接入WLAN作用戶的數據傳輸,包括:上下行數據和點播電視VOD的上行數據,對于一般用戶其上行不大,IEEES02.11g是可以滿足的。而采用光纖的FTTH主要是解決HDTV寬帶視頻的下行傳輸,當然在需要時也可包含一些下行數據。這就形成“光纖到家庭+無線接入”(FTTH+無線接入)的家庭網絡。這種家庭網絡,如果采用PON,就特別簡單,因為此PON無上行信號,就不需要測距的電子模塊,成本大大降低,維護簡單。如果,所屬PON的用戶群體,被無線城域網WiMAX(1EEE802.16)覆蓋而可利用,那么可不必建設專用的WLAN。接入網采用無線是趨勢,但無線接入網仍需要密布于用戶臨近的光纖網來支撐,與FTTH相差無幾。FTTH+無線接入是未來的發(fā)展趨勢。
2、光交換的發(fā)展什么是通信?
實際上可表示為:通信輸+交換。
光纖只是解決傳輸問題,還需要解決光的交換問題。過去,通信網都是由金屬線纜構成的,傳輸的是電子信號,交換是采用電子交換機?，F在,通信網除了用戶末端一小段外,都是光纖,傳輸的是光信號。合理的方法應該采用光交換。但目前,由于目前光開關器件不成熟,只能采用的是“光-電-光”方式來解決光網的交換,即把光信號變成電信號,用電子交換后,再變還光信號。顯然是不合理的辦法,是效串不高和不經濟的。正在開發(fā)大容量的光開關,以實現光交換網絡,特別是所謂ASON-自動交換光網絡。
通常在光網里傳輸的信息,一般速度都是xGbps的,電子開關不能勝任。一般要在低次群中實現電子交換。而光交換可實現高速XGbDs的交換。當然,也不是說,一切都要用光交換,特別是低速,顆粒小的信號的交換,應采用成熟的電子交換,沒有必要采用不成熟的
大容量的光交換。當前,在數據網中,信號以“包”的形式出現,采用所謂“包交換”。包的顆粒比較小,可采用電子交換。然而,在大量同方向的包匯總后,數量很大時,就應該采用容量大的光交換。目前,少通道大容量的光交換已有實用。如用于保護、下路和小量通路調度等。一般采用機械光開關、熱光開關來實現。目前,由于這些光開關的體積、功耗和集成度的限制,通路數一般在8—16個。
電子交換一般有“空分”和“時分”方式。在光交換中有“空分”、“時分”和“波長交換”。光纖通信很少采用光時分交換。
光空分交換:一般采用光開關可以把光信號從某一光纖轉到另一光纖?？辗值墓忾_關有機械的、半導體的和熱光開關等。近來,采用集成技術,開發(fā)出MEM微電機光開關,其體積小到mm。已開發(fā)出1296x1296MEM光交換機(Lucent),屬于試驗性質的。
光波長交換:是對各交換對象賦于1個特定的波長。于是,發(fā)送某1特定波長就可對某特定對象通信。實現光波長交換的關鍵是需要開發(fā)實用化的可變波長的光源,光濾波器和集成的低功耗的可靠的光開關陣列等。已開發(fā)出640x640半導體光開關+AWG的空分與波長的相結合的交叉連接試驗系統(tǒng)(corning)。采用光空分和光波分可構成非常靈活的光交換網。日本NTT在Chitose市進行了采用波長路由交換的現場試驗,半徑5公里,共有43個終端節(jié),(試用5個節(jié)點),速率為2.5Gbps。
自動交換的光網,稱為ASON,是進一步發(fā)展的方向。
3、集成光電子器件的發(fā)展
如同電子器件那樣,光電子器件也要走向集成化。雖然不是所有的光電子器件都要集成,但會有相當的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在發(fā)展的PLC-平面光波導線路,如同一塊印刷電路板,可以把光電子器件組裝于其上,也可以直接集成為一個光電子器件。要實現FTTH也好,ASON也好,都需要有新的、體積小的和廉價的和集成的光電子器件。
日本NTT采用PLO技術研制出16x16熱光開關;1x128熱光開關陣列;用集成和混合集成工藝把32通路的AWG+可變光衰減器+光功率監(jiān)測集成在一起;8波長每波速串為80Gbps的WDM的復用和去復用分別集成在1塊芯片上,尺寸僅15x7mm,如圖1。NTT采用以上集成器件構成32通路的OADM。其中有些已經商用。近幾年,集成光電子器件有比較大的改進。
中國的集成光電子器件也有一定進展。集成的小通道光開關和屬于PLO技術的AWG有所突破。但與發(fā)達國家尚有較大差距。如果我們不迎頭趕上,就會重復如同微電子落后的被動局面。
光纖通信的市場
眾所周知,2000年IT行業(yè)泡沫,使光纖通信產業(yè)生產規(guī)模爆炸性地發(fā)展,產品生產過剩。無論是光傳輸設備,光電子器件和光纖的價格都狂跌。特別是光纖,每公里泡沫時期價格為羊1200,現在價格Y100左右1公里,比銅線還便宜。光纖通信的市場何時能恢復?
根據RHK的對北美通信產業(yè)投入的統(tǒng)計和預測,如圖2.在2002年是最低谷,相當于倒退4年。現在有所回升,但還不能恢復。按此推測,在2007-2008年才能復元。光纖通信的市場也隨IT市場好轉。這些好轉,在相當大的程度是由FTTH和寬帶數字電視所帶動的。
1.1光纖通信光纖通信，是以光纖作為傳輸介質，以光波為載波來傳輸信息，實現信號的傳遞，是一中新型的通信技術。
1.2光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)是利用光纖傳遞信號的系統(tǒng)，由光發(fā)送器、通信光纖、光接收器三部分構成的。首先在發(fā)送端通過激光調制器把電信號變成光信號，使光的強度隨著電信號幅度的變化而變化，然后將調制好的光信號送到光纖上傳輸，接收端的光檢測器將光信號從光纖中檢測出來，通過解調器將其還原成電信號，從而得到原始信息。
1.3光纖通信的特點光纖通信是利用光進行信息傳遞的典型應用，它有著傳統(tǒng)通信技術無可比擬的有點。光纖的原材料是石英玻璃，屬于絕緣體，不會受到電磁干擾，因此損耗低，適合長途傳輸；頻帶寬，通信容量大，傳輸速率快；不受串音干擾，無法竊聽光纖中傳遞的信息，保密性強。
2光纖通信的現狀和主要應用
2.1光纖通信的技術現狀光纖通信可以分為雙纖雙向通信和單纖雙向通信，前者是指通信信息可以在兩根光線中同時傳輸，后者則需要信息經過調頻后才能在一根光纖內傳輸，?？梢?，單纖雙向傳輸比較節(jié)省成本，因此在我國得到了廣泛應用。
2.2光纖在各領域的應用
2.2.1光纖在傳感器方面的應用光纖不僅可以對光信號進行傳輸，還可以傳輸圖像。因此，光纖可以與其他元器件結合，對流量、溫度、濕度、位置、光照等參數進行測量，發(fā)揮傳感器的作用。
2.2.2光纖在醫(yī)學中的應用光纖可以對圖像進行傳輸，可以通過光導纖維導入患者的腦部、心臟或者胃部窺視發(fā)病區(qū)域，從而進行疾病的治療，也可以進行激光手術等，因此，光纖在醫(yī)療行業(yè)也得到了廣泛應用。
2.2.3光纖在通信技術中的應用利用光纖作為傳輸介質，用光信號作為載波的通信即為光纖通信。目前，在我國，很多行業(yè)都使用光纖作為傳輸媒介，比如海底通信、國際通信等。光纖通信正在逐步從光纖到路向光纖到樓、光纖到戶、光纖到桌面的技術發(fā)展。光纖正在逐步地取代銅線、銅纜，成為通信傳輸的主導，現狀已進入“光進銅退”的時代。
2.2.4光纖在網絡電視中的應用上世紀90年來至今，光纖通信在電信傳輸干線、廣播電視、網絡電視方面得到了廣泛應用，大大促進了有線電視網絡的快速發(fā)展。
3光纖通信的發(fā)展趨勢與展望
3.1FTTH接入技術隨著社會發(fā)展，高清數字電視，即HDTV將會是未來電視業(yè)務的主流，要實現這種目標，就需要依靠FTTH，也就是光纖到戶技術。光纖到戶是一種全透明、全光纖接入網絡，適用于引進新業(yè)務，對帶寬大小、傳輸模式、波長等因素沒有什么限制，且安裝在用戶家中方便，易于及時維護、更新、升級。可以說，高清數字電視是光纖到戶技術的主要推動力，要實現高清數字電視的愿景，就必須依靠FTTH技術啊。FTTH建成后，還將進一步促進三網融合技術的發(fā)展，即寬帶上網接入、有線電視接入和傳統(tǒng)固定電話接入。
3.2全光網絡傳統(tǒng)的光網絡在結接點利用的還是電子器件，這在一定程度上影響了通信干線傳輸量的提高，因此研究如何用光節(jié)點替代電節(jié)點是提高傳輸容量的關鍵。節(jié)點之間的全光化，使信息能夠始終以光信號進行傳輸，無需中間的電光和光電轉換，也不用再安比特進行處理，直接根據波長來決定路由，大大提高的傳輸速率。與傳統(tǒng)的通信網絡相比，全光網絡透明、開放、可靠性高、易擴展、帶寬大、誤碼率低、結構簡單、組網靈活，在將來的通信中會得到廣泛應用。當然，全光網絡并不是獨立于其他網絡的，需要與異步傳輸網（ATM）、互聯網、移動網等相融合使用。雖然全光網目前還處于起步階段，但它能消除電光瓶頸，這是未來的發(fā)展趨勢，也是通信技術發(fā)展的理想。
4小結
關鍵詞：光纖通信技術發(fā)展現狀趨勢展望
一、光纖通信技術的發(fā)展及現狀
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實現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年英國標準電信研究所高錕及Hockham從理論上預言光纖損耗可降至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)采用改進的化學汽相沉積法制出性能優(yōu)于康寧公司的光纖產品。到1979年，摻鍺石英光纖在1.55千米處的損耗已經降到0.2分貝/千米，這一數值已經十分接近由Rayleigh散射所決定的石英光纖理論損耗極限。
目前國內光纖光纜的生產能力過剩，供大于求。特種光纖如FTTH用光纖仍需進口，但總量不大，國內生產光纖光纜價格與國際市場沒有差別，成本無法再降，已經是零利潤，在國際市場沒有太強競爭力，出口量很小。二十年來的光技術的兩個主要發(fā)展，WDM和PON，這兩個已經相對比較成熟。多業(yè)務傳輸發(fā)展平臺兩個方面，一方面是更有效承載以太網業(yè)務、數據業(yè)務，另一方面是向業(yè)務方面發(fā)展。AS0N的現狀是目前的系統(tǒng)只是在設備中，或是在網絡中實現了一些功能，但是一些核心作用還沒有達到。
二、光纖通信技術的趨勢及展望
目前在光通信領域有幾個發(fā)展熱點即超高速傳輸系統(tǒng)、超大容量WDM系統(tǒng)、光傳送聯網技術、新一代的光纖、IPoverOptical以及光接入網技術。
（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絡，主要在北美，在歐洲、日本和澳大利亞也已開始大量應用。但是，10Gbps系統(tǒng)對于光纜極化模色散比較敏感，而已經鋪設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。它的比較現實的出路是轉向光的復用方式。光復用方式有很多種，但目前只有波分復用(WDM)方式進入了大規(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
采用電的時分復用系統(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，這就是波分復用(WDM)的基本思路?；赪DM應用的巨大好處及近幾年來技術上的重大突破和市場的驅動，波分復用系統(tǒng)發(fā)展十分迅速。目前全球實際鋪設的WDM系統(tǒng)已超過3000個，而實用化系統(tǒng)的最大容量已達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)，其總容量可達200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。實驗室的最高水平則已達到2.6Tbps(13×20Gbps)。預計不久的將來，實用化系統(tǒng)的容量即可達到1Tbps的水平。
（三）實現光聯網
上述實用化的波分復用系統(tǒng)技術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。根據這一基本思路，光光聯網既可以實現超大容量光網絡和網絡擴展性、重構性、透明性，又允許網絡的節(jié)點數和業(yè)務量的不斷增長、互連任何系統(tǒng)和不同制式的信號。
由于光聯網具有潛在的巨大優(yōu)勢，美歐日等發(fā)達國家投入了大量的人力、物力和財力進行預研，特別是美國國防部預研局(DARPA)資助了一系列光聯網項目。光聯網已經成為繼SDH電聯網以后的又一新的光通信發(fā)展。建設一個最大透明的、高度靈活的和超大容量的國家骨干光網絡，不僅可以為未來的國家信息基礎設施(NJJ)奠定一個堅實的物理基礎，而且也對我國下一世紀的信息產業(yè)和國民經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單模光纖在適應上述超高速長距離傳送網絡的發(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)下一代網絡基礎設施的重要組成部分。目前，為了適應干線網和城域網的不同發(fā)展需要，已出現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，也是現在研究的熱點。從長遠來看，BPON技術無可爭議地將是未來寬帶接入技術的發(fā)展方向，但從當前技術發(fā)展、成本及應用需求的實際狀況看，它距離實現廣泛應用于電信接入網絡這一最終目標還會有一個較長的發(fā)展過程。
（五）IPoverSDH與IpoverOptical
以lP業(yè)務為主的數據業(yè)務是當前世界信息業(yè)發(fā)展的主要推動力，因而能否有效地支持JP業(yè)務已成為新技術能否有長遠技術壽命的標志。目前，ATM和SDH均能支持lP，分別稱為IPoverATM和IPoverSDH兩者各有千秋。但從長遠看，當IP業(yè)務量逐漸增加，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網結構(IPoverOptical)。三種IP傳送技術都將在電信網發(fā)展的不同時期和網絡的不同部分發(fā)揮自己應有的歷史作用。但從面向未來的視角看。IPoverOptical將是最具長遠生命力的技術。特別是隨著IP業(yè)務逐漸成為網絡的主導業(yè)務后，這種對JP業(yè)務最理想的傳送技術將會成為未來網絡特別是骨干網的主導傳送技術。
關鍵詞：光纖通信技術優(yōu)勢接入技術
引言
近年來隨著傳輸技術和交換技術的不斷進步，核心網已經基本實現了光纖化、數字化和寬帶化。同時，隨著業(yè)務的迅速增長和多媒體業(yè)務的日益豐富，使得用戶住宅網的業(yè)務需求也不只局限于原來的語音業(yè)務，數據和多媒體業(yè)務的需求已經成為不可阻擋的趨勢，現有的語音業(yè)務接入網越來越成為制約信息高速公路建設的瓶頸，成為發(fā)展寬帶綜合業(yè)務數字網的障礙。
一、光纖通信技術定義
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信力式。在光纖通信系統(tǒng)中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多，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造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔心接地回路，光纖之間的中繞非常小，光波在光纖中傳輸，不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽，光纖的芯很細，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。
二、光纖通信技術優(yōu)勢
2.1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)的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。散波長窗口，單模光纖具有幾十GHz·km的寬帶。對于單波長光纖通信系統(tǒng)，由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量，特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。采用密集波分復術可以擴大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目前，單波長光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps，采用密集波分復術實現的多波長傳輸系統(tǒng)的傳輸速率已經達到單波長傳輸系統(tǒng)的數百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業(yè)務網的首選介質。
2.2損耗低，中繼距離長目前，實用的光纖通信系統(tǒng)使用的光纖多為石英光纖，此類光纖損耗可低于0.20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低，因此，由其組成的光纖通信系統(tǒng)的中繼距離也較其他介質構成的系統(tǒng)長得多。
如果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，由于中繼站數目的減少，系統(tǒng)成本和復雜性可大大降低。目前，由石英光纖組成的光纖通信系統(tǒng)最大中繼距離可達200多km，由非石英系極低損耗光纖組成的通信系至數公里，這對于降低通信系統(tǒng)的成本、提高可靠性和穩(wěn)定性具有特別重要的意義。
2.3抗電磁干擾能力強我們知道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。與之相聯系的一個重要特性是光波導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或與電力導體復合構成復合光纜。它是一種非導電的介質，交變電磁波在其中不會產生感生電動勢，即不會產生與信號無關的噪聲。這樣，就是把它平行鋪設到高壓電線和電氣鐵路附近，也不會受到電磁干擾。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利。
2.4光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設光纖的芯徑很細，約為0.1mm，由多芯光纖組成光纜的直徑也很小，8芯光纜的橫截面直徑約為10mm，而標準同軸電纜為47mm。這樣采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，節(jié)約了地下管道建設投資。此外，光纖的重量輕，柔韌性好，光纜的重量要比電纜輕得多，在飛機、宇宙飛船和人造衛(wèi)星上使用光纖通信可以減輕飛機、輪船、飛船的重量，顯得更有意義。還有，光纖柔軟可繞，容易成束，能得到直徑小的高密度光纜。
2.5保密性能好對通信系統(tǒng)的重要要求之一是保密性好。然而，隨著科學技術的發(fā)展，電通信方式很容易被人竊聽，只要在明線或電纜附近設置一個特別的接收裝置，就可以獲取明線或電纜中傳送的信息，更不用去說無線通信方式。光纖通信與電通信不同，由于光纖的特殊設計，光纖中傳送的光波被限制在光纖的纖芯和包層附近傳送，很少會跑到光纖之外。即使在彎曲半徑很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的。并且成纜以后光纖在外面包有金屬做的防潮層和橡膠材料的護套，這些均是不透光的，因此，泄漏到光纜外的光幾乎沒有。更何況長途光纜和中繼光纜一般均埋于地下。所以光纖的保密性能好。此外，由于光纖中的光信號一般不會泄漏，因此電通信中常見的線路之間的串話現象也可忽略。
三、光纖接入技術
隨著通信業(yè)務量的不斷增加，業(yè)務種類也更加豐富，人們不僅需要語音業(yè)務，高速數據、高保真音樂、互動視頻等多媒體業(yè)務也已經得到了更多用戶的青睞。光纖接入網可分為有源光網絡A(ON)和無源光網絡((PON。)采用SDH技術、ATM技術、以太網技術在光接入網系統(tǒng)中稱為有源光網絡。若光配線網(ODN全)部由無源器件組成，不包括任何有源節(jié)點，則這種光接入網就是無源光網絡。
現階段，無源光網絡P(ON)技術是實現FT－Tx的主流技術。典型的PON系統(tǒng)由局側OLT光(線路終端)、用戶側ONUO/NT(光網絡單元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配網絡)組成。PON技術可節(jié)省主干光纖資源和網絡層次，在長距離傳輸條件夏可提供雙向高帶寬能力，接入業(yè)務種類豐富，運維成本大幅降低，適合于用戶區(qū)域較分散而每一區(qū)域內用戶又相對集中的小面積密集用戶地區(qū)。
為實現信息傳輸的高速化，滿足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網絡，用戶接入部分更是關鍵，光纖接入網是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達置的不同，有FTB、FTTC，FTTCab和FTTH等不同的應用，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。我國從2003年起，在“863”項目的推動下，開始了FTTH的應用和推廣工作。迄今已經在30多個城市建立了試驗網和試商用網，包括居民用戶、企業(yè)用戶、網吧等多種應用類型，也包括運營商主導、駐地網運營商主導、企業(yè)主導、房地產開發(fā)商主導和政府主導等多種模式，發(fā)展勢頭良好。不少城市制定了FTTH的技術標準和建設標準，有的城市還制門了相應的優(yōu)惠政策，這此都為FTTH在我國的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。
在FTTH應用中，主要采用兩種技術，即點到點的P2P技術和點到多點的xPON技術，亦可稱為光纖有源接入技術和光纖無源接入技術。P2P技術主要采用通常所說的MC(媒介轉換器)實現用戶和局端的自接連接，它可以為用戶提供高帶寬的接入。目前，國內的技術可以為用戶提供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。
關鍵詞：光波分復用（WDM）；光載波；光纖
一、光波分復用（WDM）技術
光波分復用（WavelengthDivisionMultiplexing，WDM）技術是在一根光纖中同時同時多個波長的光載波信號，而每個光載波可以通過FDM或TDM方式，各自承載多路模擬或多路數字信號。其基本原理是在發(fā)送端將不同波長的光信號組合起來（復用），并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進行傳輸，在接收端又將這些組合在一起的不同波長的信號分開（解復用），并作進一步處理，恢復出原信號后送入不同的終端。因此將此項技術稱為光波長分割復用，簡稱光波分復用技術。
WDM技術對網絡的擴容升級，發(fā)展寬帶業(yè)務，挖掘光纖帶寬能力，實現超高速通信等均具有十分重要的意義，尤其是加上摻鉺光纖放大器（EDFA）的WDM對現代信息網絡更具有強大的吸引力。
二、WDM系統(tǒng)的基本構成
WDM系統(tǒng)的基本構成主要分雙纖單向傳輸和單纖雙向傳輸兩種方式。單向WDM是指所有光通路同時在一根光纖上沿同一方向傳送，在發(fā)送端將載有各種信息的具有不同波長的已調光信號通過光延長用器組合在一起，并在一根光纖中單向傳輸，由于各信號是通過不同波長的光攜帶的，所以彼此間不會混淆，在接收端通過光的復用器將不同波長的光信號分開，完成多路光信號的傳輸，而反方向則通過另一根光纖傳送。雙向WDM是指光通路在一要光纖上同時向兩個不同的方向傳輸，所用的波長相互分開，以實現彼此雙方全雙工的通信聯絡。目前單向的WDM系統(tǒng)在開發(fā)和應用方面都比較廣泛，而雙向WDM由于在設計和應用時受各通道干擾、光反射影響、雙向通路間的隔離和串話等因素的影響，目前實際應用較少。
三、雙纖單向WDM系統(tǒng)的組成
以雙纖單向WDM系統(tǒng)為例，一般而言，WDM系統(tǒng)主要由以下5部分組成：光發(fā)射機、光中繼放大器、光接收機、光監(jiān)控信道和網絡管理系統(tǒng)。
1.光發(fā)射機
光發(fā)射機是WDM系統(tǒng)的核心，除了對WDM系統(tǒng)中發(fā)射激光器的中心波長有特殊的要求外，還應根據WDM系統(tǒng)的不同應用（主要是傳輸光纖的類型和傳輸距離）來選擇具有一定色度色散容量的發(fā)射機。在發(fā)送端首先將來自終端設備輸出的光信號利用光轉發(fā)器把非特定波長的光信號轉換成具有穩(wěn)定的特定波長的信號，再利用合波器合成多通路光信號，通過光功率放大器（BA）放大輸出。
2.光中繼放大器
經過長距離（80~120km）光纖傳輸后，需要對光信號進行光中繼放大，目前使用的光放大器多數為摻鉺光纖光放大器（EDFA）。在WDM系統(tǒng)中必須采用增益平坦技術，使EDFA對不同波長的光信號具有相同的放大增益，并保證光信道的增益競爭不影響傳輸性能。
3.光接收機
在接收端，光前置放大器（PA）放大經傳輸而衰減的主信道信號，采用分波器從主信道光信號中分出特定波長的光信道，接收機不但要滿足對光信號靈敏度、過載功率等參數的要求，還要能承受一定光噪聲的信號，要有足夠的電帶寬性能。
4.光監(jiān)控信道
光監(jiān)控信道的主要功能是監(jiān)控系統(tǒng)內各信道的傳輸情況。在發(fā)送端插入本節(jié)點產生的波長為λs（1550nm）的光監(jiān)控信號，與主信道的光信號合波輸出。在接收端，將接收到的光信號分波，分別輸出λs（1550nm）波長的光監(jiān)控信號和業(yè)務信道光信號。幀同步字節(jié)、公務字節(jié)和網管使用的開銷字節(jié)都是通過光監(jiān)控信道來傳遞的。
5.網絡管理系統(tǒng)
網絡管理系統(tǒng)通過光監(jiān)控信道傳送開銷字節(jié)到其他節(jié)點或接收來自其他節(jié)點的開銷字節(jié)對WDM系統(tǒng)進行管理，實現配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等功能。
四、光波分復用器和解復用器
在整個WDM系統(tǒng)中，光波分復用器和解復用器是WDM技術中的關鍵部件，其性能的優(yōu)劣對系統(tǒng)的傳輸質量具有決定性作用。將不同光源波長的信號結合在一起經一根傳輸光纖輸出的器件稱為復用器；反之，將同一傳輸光纖送來的多波長信號分解為個別波長分別輸出的器件稱為解復用器。從原理上說，該器件是互易（雙向可逆）的，即只要將解復用器的輸出端和輸入端反過來使用，就是復用器。光波分復用器性能指標主要有接入損耗和串擾，要求損耗及頻偏要小，接入損耗要小于1.0~2.5db，信道間的串擾小，隔離度大，不同波長信號間影響小。在目前實際應用的WDM系統(tǒng)中，主要有光柵型光波分復用器和介質膜濾波器型光波分復用器。
1.光柵型光波分復用器
閃耀光柵是在一塊能夠透射或反射的平面上刻劃平等且等距的槽痕，其刻槽具有小階梯似的形狀。當含有多波長的光信號通過光柵產生衍射時，不同波長成分的光信號將以不同的角度射出。當光纖中的光信號經透鏡以平行光束射向閃耀光柵時，由于光柵的衍射作用，不同波長的光信號以方向略有差異的各種平行光返回透鏡傳輸，再經透鏡聚焦后，以一定規(guī)律分別注入輸出光纖，從而將不同波長的光信號分別以不同的光纖傳輸，達到解復用的目的。根據互易原理，將光波分復用輸入和輸出互換即可達到復用的目的。
2.介質膜濾波器型光波分復用器
目前WDM系統(tǒng)工作在1550nm波長區(qū)段內，用8，16或更多個波長，在一對光纖上（也可用單光纖）構成光通信系統(tǒng)。其波長與光纖損耗的關系見圖4。每個波長之間為1.6nm、0.8nm或更窄的間隔，對應200GHz、100GHz或更窄的帶寬。
五、WDM技術的主要特點
1.充分利用光纖的巨大帶寬資源，使一根光纖的傳輸容量比單波長傳輸增加幾倍到幾十倍，從而增加光纖的傳輸容量，降低成本，具有很大的應用價值和經濟價值。
2.由于WDM技術中使用的各波長相互獨立，因而可以傳輸特性完全不同的信號，完成各種信號的綜合和分離，實現多媒體信號混合傳輸。
3.由于許多通信都采用全雙式方式，因此采用WDM技術可節(jié)省大量線路投資。
4.根據需要，WDM技術可以有很多應用形式，如長途干線網、廣播式分配網絡，多路多地局域網等，因此對網絡應用十分重要。
1.1設計原則
巍山變電站是110kV智能變電站，因此在智能變電站的光纖通信系統(tǒng)建立時，需要從總體上考慮光纖系統(tǒng)的可行性和可實現性，在保證傳輸安全的前提下保證數據傳輸的效率，即可靠性。智能變電站光纜的選擇要符合施工的實際情況，光纖的接口應該盡量統(tǒng)一，在施工中要盡量采用新技術。方案的設計要盡可能節(jié)約光纜的使用量，提高光纖的利用率，同時要在設計中明確施工目標，從而保證施工效率。在進行光纜的鋪設時要注意光纜的保護等。
1.2光纜的選擇
在智能變電站中，光纜產品的性能決定了智能變電站的通信效率，因此光纜的選擇是其在設計時需要優(yōu)先考慮的，在實際的工作中要根據實際情況進行光纜的選擇。在智能變電站內數據的傳輸距離長，通常選用單模光纜，以確保數據的準確傳輸；站內各LED之間的通信，則要選用漸變性多模光纜。在進行戶外配電裝置的選用時，對光纜的抗磨損性要求較高，因此大多選用鎧裝型光纜。在光纜的選擇之后，還要進行光纜連接器的選擇，即接入光模塊的光纖接頭。根據使用的光纜塊不同，光纜連接器的選擇也有不同。該變電站采用光纖代替了二次電纜技術，并且通過智能終端使各項數據可以共享。
2智能光纖通信系統(tǒng)的主要實施手段
2.1光纜線路設計
在進行信息數據傳輸時，為了保證傳輸的穩(wěn)定性和可靠性，使光纖在各種環(huán)境下都能夠進行長期使用，需要將光纖制作成光纜。在進行光纜設計時要對光纜進行足夠的保護，保證光纖不受外界因素的損壞，光纜的材質要選擇重量較輕、便于施工和維護的材料。針對不同的傳輸環(huán)境，選擇不同結構的光纜，從而將傳輸的線路進行優(yōu)化處理。在進行光纜的安裝時，要對光纜之間的擠壓、磨損、扭轉等進行規(guī)范操作，清除光纜附近的障礙物，進行電場強度控制，使其感應電場不超過規(guī)定值。由于110kV巍山智能變電站光纜的安裝是在高電壓的環(huán)境下進行安裝，因此要格外注意人身安全和安裝設備安全，在安裝時要進行安全措施防護，保持作業(yè)的安全。要注意施工的環(huán)境，在施工結束后要在附近懸掛警示牌和設立相關的標志，及時進行光纜的維護等。
2.2通信系統(tǒng)設計
110kV巍山智能變電站的通信系統(tǒng)主要由傳輸設備、接入設備和電源設備組成，SDH傳輸設備是光纖系統(tǒng)的核心，所有的控制信號都要通過SDH進行轉換才能進行數據的傳輸。PCM接入設備將傳輸設備中的2M信號轉換為可控制傳輸的64K信號，而電源設備是通信系統(tǒng)正常運行的重要保證，只有電源提供穩(wěn)定的電源，才能保證數據傳輸的可實現性和準確性。在進行通信設備施工時，要對施工人員進行大地放電，消除人體靜電，以防止通信設備的損壞。通信設備對周圍環(huán)境的要求很高，要設置專門的通信機房，安裝防靜電地板，同時要保證機房的溫度和濕度恒定，將通信電池和設備相分隔開，以防止火災的發(fā)生。巍山智能變電站的設計中采用了全封閉式的組合電器，具有很強的抗干擾功能，智能化遠程遙控可以大大減少人為操縱的風險。
3現階段變電站中光纖通信系統(tǒng)存在的問題
3.1光纜施工安全隱患
在智能變電站建設中，光纖通信作為其主要通信介質發(fā)揮出了極大的作用，但是在施工建設中容易出現一系列問題，導致變電站通信質量受到損壞。在導入光纖時接口密封不嚴，使保護鋼管中容易出現積水，造成冬天積水無法排除結冰膨脹，從而造成光纖被積壓，不僅降低了傳輸效率，同時也影響了光纜的安全性。在進行光纜材料的選用時沒有固定的標準，捆綁材料也達不到標準，使光纜在固定時不穩(wěn)定，余纜容易出現散落的現象，從而造成安全隱患。光纜的材料選用不足，也會造成施工工藝的差異，產品的質量達不到統(tǒng)一的標準，導致同一個智能變電站中出現不同施工工藝的現象。在進行光纜的固定和安裝時，其固定架間隔之間縫隙存在著質量問題，部分型號的光纜固定架間隙不足，導致傳輸的質量和速率下降，固定架和光配機架上下距離不夠充足，使光纜在固定保護套管彎曲過大，使館內光纖造成積壓，從而降低傳輸速率。
3.2材料選擇不規(guī)范
智能變電站光纖通信系統(tǒng)涉及到多個專業(yè)，施工需要采購的設備數量多，型號也分為很多種類，因此在進行設備采購時針對光纜固定架、配線單元、保護套管等材料的配備要符合施工的要求。但是從巍山智能變電站光纖通信系統(tǒng)的材料選購上看，設備進行采購時常常出現遺漏的現象，設備材料的供應商數目眾多，其產品型號難以統(tǒng)一，給材料的配置帶來了很多的困難。不同型號進行的施工工藝也不相同，造成工程的工藝不規(guī)范。
3.3施工人員素質不強
智能變電站光纖通信系統(tǒng)的構建是一個非常復雜的施工工程，施工規(guī)模大，項目多，作業(yè)環(huán)境危險，這就需要施工人員增強安全意識和專業(yè)技能，但是現階段很多施工人員不注重技能的提升，不能夠及時掌握新技術，在進行高電壓作業(yè)時防護措施不到位，高空作業(yè)時沒有配備相應的安全設施，造成人身安全隱患。在進行通信設備的建設時沒有進行大地放電，身上的靜電造成通信設備的損壞等。
4加強變電站站內光纖通信的有效措施
4.1進行變電站初期研究
在進行智能變電站光纖通信系統(tǒng)的構建時，要與相關部門進行溝通，確定系統(tǒng)的可實現性，要對光纜通信建設的目標進行明確，同時優(yōu)化設計方案，將設備材料的選購、光纜設計數量、安裝方式和投入使用等各界環(huán)節(jié)進行預算和估量，在設計時要嚴格審核期設備的選用，人員的調配和施工技術的應用也要符合相關的規(guī)定。要選擇專業(yè)的設備廠家進行設備材料的選購，保證設備的型號一致，將安全隱患在初期研究階段降到最低。110kV巍山變電站的順利實施和政府的支持緊密相連，其各項施工也符合國家的施工要求。
4.2規(guī)范施工中的各項操作
在進行光纜的安裝和調試運行時，施工人員要嚴格按照相關的規(guī)定進行規(guī)范操作，在進行光纜施工時，要以光纜數據傳輸效率最大化和傳輸安全為標準進行光纜的安裝。結合巍山當地的氣候特點，對于施工中出現的客觀因素如天氣原因等要進行及時的調整工期，保證施工的進度和工期。及時將新技術應用到施工建設中，從而讓通信建筑更好地發(fā)揮其作用。在建筑中明確責任人和監(jiān)督人，監(jiān)督施工按照相關規(guī)定操作，保證施工的安全。
4.3加強施工人員的培訓
在進行光纜通信建設時，施工人員的操作是保證系統(tǒng)順利運行的關鍵。要加強對施工人員的技能培訓和綜合素質的提高，不斷提升員工的專業(yè)技能水平，讓新技術運用到光纖通信建設中。增強員工的安全意識，在員工進行危險環(huán)境作業(yè)時，要讓員工配備相應的安全工具，如安全帽等，在進行通信設備建設時，要注意對員工進行大地放電，減少通信設備的損害。建筑單位要及時對光纜進行維護，防止光纜的損壞造成極大的損失。
5結語