時間：2023-01-26 02:38:28
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇光纖通信，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
近年來，隨著我國交換技術和傳輸技術不斷進步，核心網基本已經實現了寬帶化、數字化和光纖化。與此同時，隨著媒體業務的日益豐富和多媒體業務的迅速增長，用戶住宅網的業務需求已經面向多媒體業務和數據需求，而不只局限于原來的語音業務，電信光纖通信技術的需求已經成為不可阻擋的趨勢，本文就此進行探討。
1 電信光纖通信系統的構成
光纖通信領域所涉及的光纖、光放大器、波分復用和光分/插復用等關鍵技術的相繼問世，使光纖通信領域中發生了一場又一場技術革命。光纖具有巨大的帶寬資源，成為通信系統首選的傳輸媒質；光放大器代替了光-電-光中繼器，實現了點到點的全光通信：波分復用不僅使單根光纖的傳輸容量增加了幾倍、幾十倍乃至幾百倍，而且實現了多種不同類型的通信業務同時在一根光纖上傳輸；光分/插復用實現了信息在光域上的傳送、路由的選擇與交換，從而避免出現電子瓶頸的影響，完全滿足了未來通信的高速率、大容量、遠距離的全光通信要求。今天，業內人士深信，現在的通信網會逐漸升級到全光網。全光網是一個真正對所傳輸的SDH、IP、ATM等業務透明的網絡。特別是波分復用全光網絡采用靈活的波長選路由，具有動態資源配置能力，可以實現網絡的動態重構，所以全光網是通信網絡升級的最佳方案，而光纖到戶這個愿望也會成為現實。
如圖1所示，光纖通信系統由以下五個部分組成。
1）光發信機：光發信機是實現電/光轉換的光端機。電端機就是常規的電子通信設備；
2） 光收信機：光收信機是實現光/電轉換的光端機。 它由光檢測器和光放大器組成；
3） 光纖或光纜：光纖或光纜構成光的傳輸通路。其功能是將發信端發出的已調光信號，經過光纖或光纜的遠距離傳輸后，耦合到收信端的光檢測器上去，完成傳送信息任務；
4）中繼器：中繼器由光檢測器、光源和判決再生電路組成；
5）光纖連接器、耦合器等無源器件，對光纖連接器、耦合器等無源器件的使用是必不可少的。
2 光纖接入技術
隨著人民群眾對于精神文化的需求日益增多和通信業務量的不斷增加，人們不僅需要傳統的語音業務，另外，多媒體業務諸如互動視頻、高保真音樂、高速數據等也得到了很多用戶的青睞。光纖接入網可分為無源光網絡和有源光網絡。若光配線網不包括任何有源節點，全部由無源器件組成，那么我們可以認為這種光接入網是無源光網絡。而如果在光接入網系統中采用以太網技術、ATM技術、SDH技術，那么我們就將其稱為有源光網絡。
目前，在業務融合、網絡融合的大趨勢下，為了適應自動化的、面向未來的、統一的綠色接入網絡運營建設，光纖接入技術從運維、業務承載、性能、架構等方面出現了革命性的技術創新。
2.1 多業務承載能力
隨著我國電信市場的不斷改革，中國四大運營商――電信、網通、移動、聯通陸續重組改制，基本已經做到了全業務經營實施，而光纖接入網是一種基礎性的承載網絡，需要承載多種業務，諸如移動基站回傳、視頻、數據、話音等。傳統接入網的那種“一種接入網對應一種業務”的“煙囪式”網絡結構，這極大地增加了運營商的網絡運營成本和建設成本，而具有多業務QOS等級、高接入帶寬、大容量的光接入網在引入之后，使得接入網向高效、融合、統一、承載平臺的方向不斷演進。光纖接入技術既能夠為企業用戶提供高安全性要求、高可靠性、高業務質量保障的專線承載業務，又能夠針對個人接入用戶提供超高帶寬的高清視頻體驗，除此之外，還能夠提供高可靠性接入、高精度時鐘傳送、有效滿足針對移動基站的回傳業務。
2.2 大容量、廣覆蓋
節點數最多的接入網來說，有效實現網絡扁平化，簡化網絡層次是十分重要的。目前接入網的主流方式已經是“小局所、大容量”。 “小局所、大容量”意味著OLT覆蓋的用戶數量增加，相應的對一些OLT系統的特性提出了新的要求，例如OLT系統覆蓋距離、端口密度、背板帶寬、容量大小等，目前業內已經出現了多種大容量OLT設備，例如960G交換容量、40G總線。
2.3 多場景接入
接入網絡的主流建設模式已經逐步實現光進銅退的FTTx建設模式，這樣能夠適應全業務市場競爭及未來寬帶市場的需要，為用戶提高更高速率的接入服務。因此，運營商需要一種完善的FTTx解決方案，滿足全場景、一體化接入，可以提供P2MP、P2P、銅線接入，也可以滿足FTTM、FTTO、FTTH 、CO、FTTB、FTTC的需求。
參考文獻
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關鍵詞：光纖；光纖通信
1 光纖通信的原理、分類和優勢
1.1 光纖通信
光纖通信就是利用光導纖維傳輸信號，以實現信息傳遞的一種通信方式。光導纖維通信簡稱光纖通信。可以把光纖通信看成是以光導纖維為傳輸媒介的有線光通信。實際上光纖通信系統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。它包括以下幾個主要部分：光纖光纜技術、光交換技術傳輸技術、光有源器件、光無源器件以及光網絡技術等。
在光纖通信系統中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高的多，而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或波導管的損耗低得多，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十億倍。
1.2 光纖通信的優點
⑴光纜線路的中繼距離長，所需中繼器數量比電纜線路少的多，在本地網布線及綜合布線中一般不需設中繼器。
⑵光纜線路一般無需進行充氣維護。
⑶光纜接頭裝置及剩余光纜的放置必須按規定方法進行，以保證光纖應有的曲率半徑，盡可能減少信號衰減。
⑷在水泥管控中布防多條光纜是均需加塑料子管保護，減少摩擦力對光纜護層的損傷，同時能防止光纜被扭曲而使光纖收到損傷。
⑸光纖的接續方法與設備均比電纜線路復雜，技術含量高。
⑹光纜線路架空鋪設時要采取比電纜線路更為嚴格的保護措施。
1.3 光纜的分類
常用光纜的分類：
⑴ 按纜芯結構分層絞式光纜、中心管式和骨架式光纜
⑵ 按線路敷設方式分架空式、管道式、直埋式、隧道光纜和水底光纜
⑶按使用環境與場合分室外光纜、室內光纜和特種光纜
⑷按網絡層次分長途光纜、市內光纜、接入網光纜。
2 光纖通信的發展歷史
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。隨著不斷的實踐和技術的提高，1974年貝爾實驗室（Bell）采用改進的化學汽相沉積法制出性能非常好的的光纖產品。到1979年，摻鍺石英光纖在1.5千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石英光纖理論損耗極限。
經過多年的發展，光技術的兩個主要方向WDM和PON已經相對比較成熟。多業務傳輸發展平臺兩個方面也有了很大的發展，一方面是更有效承載以太網業務、數據業務，另一方面是向業務方面發展。在我們國內，光纖光纜的生產能力過剩，供大于求但是特種光纖如FTTH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。
3 光纖通信技術的熱點和發展趨勢
3.1 向超大容量WDM系統的發展
將多個發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，波分復用系統發展十分迅速。目前全球實際鋪設的WDM系統已超過3000個，而實用化系統的最大容量已達320Gbps。
3.2 向超高速系統的發展
10Gbps系統已開始大批量裝備網絡，但是，10Gbps系統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系統的要求，需要實際測試，驗證合格后才能安裝開通，光復用方式有很多種，但目前只有波分復用（WDM）方式進入了大規模商用階段。
3.3 實現光聯網
波分復用系統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，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。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，又允許網絡的節點數和業務量的不斷增長、互連任何系統和不同制式的信號，光聯網已經成為繼SDH電聯網以后的又一新的光通信發展。
關鍵詞：光纖通信 核心網 接入網 光孤子通 信全光網絡
中圖分類號：TN929.11 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）05-0000-00
光纖通信的發展依賴于光纖通信技術的進步。近年來，光纖通信技術得到了長足的發展，新技術不斷涌現，這大幅提高了通信能力，并使光纖通信的應用范圍不斷擴大。
1 我國光纖光纜發展的現狀
1.1 普通光纖
普通單模光纖是最常用的一種光纖。隨著光通信系統的發展，光中繼距離和單一波長信道容量增大，G.652.A 光纖的性能還有可能進一步優化，表現在 1550rim 區的低衰減系數沒有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數和零色散點不在同一區域。符合 ITUTG.654 規定的截止波長位移單模光纖和符合 G.653 規定的色散位移單模光纖實現了這樣的改進。
1.2 核心網光纜
我國已在干線（包括國家干線、省內干線和區內干線）上全面采用光纜，其中多模光纖已被淘汰，全部采用單模光纖，包括 G.652 光纖和 G.655光纖。G.653光纖雖然在我國曾經采用過，但今后不會再發展。G.654 光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統容量，它在我國的陸地光纜中沒有使用過。干線光纜中采用分立的光纖，不采用光纖帶。干線光纜主要用于室外，在這些光纜中，曾經使用過的緊套層絞式和骨架式結構，目前已停止使用。
1.3 接入網光纜
接入網中的光纜距離短，分支多，分插頻繁，為了增加網的容量，通常是增加光纖芯數。特別是在市內管道中，由于管道內徑有限，在增加光纖芯數的同時增加光纜的光纖集裝密度、減小光纜直徑和重量，是很重要的。接入網使用 G.652普通單模光纖和 G.652.C低水峰單模光纖。低水峰單模光纖適合于密集波分復用，目前在我國已有少量的使用。
1.4 室內光纜
室內光纜往往需要同時用于話音、數據和視頻信號的傳輸。并目還可能用于遙測與傳感器。國際電工委員會（IE C）在光纜分類中所指的室內光纜，筆者認為至少應包括局內光纜和綜合布線用光纜兩大部分。局用光纜布放在中心局或其他電信機房內，布放緊密有序和位置相對固定。綜合布線光纜布放在用戶端的室內，主要由用戶使用，因此對其易損性應比局用光纜有更嚴格的考慮。
2 光纖通信技術的發展趨勢
（1）超大容量、超長距離傳輸技術波分復用技術極大地提高了光纖傳輸系統的傳輸容量，在未來跨海光傳輸系統中有廣闊的應用前景。近年來波分復用系統發展迅猛，目前 1.6 Tbit/的 WDM系統已經大量商用，同時全光傳輸距離也在大幅擴展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時分復用 （OTDM） 技術，與 WDM通過增加單根光纖中傳輸的信道數來提高其傳輸容量不同，OTDM技術是通過提高單信道速率來提高傳輸容量，其實現的單信道最高速率達 640 Gbit/s。
僅靠 OTDM和 WDM來提高光通信系統的容量畢竟有限，可以把多個 OTDM信號進行波分復用，從而大幅提高傳輸容量。偏振復用 （ PDM） 技術可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零 （ RZ）編碼信號在超高速通信系統中占空較小，降低了對色散管理分布的要求，且 RZ編碼方式對光纖的非線性和偏振模色散 （ PMD） 的適應能力較強，因此現在的超大容量 WDM/OTDM通信系統基本上都采用 RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統需要解決的關鍵技術基本上都包括在 OTDM和 WDM通信系統的關鍵技術中。
（2）光孤子通信（圖1）。光孤子技術未來的前景是： 在傳輸速度方面采用超長距離的高速通信，時域和頻域的超短脈沖控制技術以及超短脈沖的產生和應用技術使現行速率10～20 Gbit/s 提高到 100 Gbit/s 以上； 在增大傳輸距離方面采用重定時、整形、再生技術和減少 ASE，光學濾波使傳輸距離提高到 100 000 km以上；在高性能 EDFA 方面是獲得低噪聲高輸出 EDFA。當然實際的光孤子通信仍然存在許多技術難題，但目前已取得的突破性進展使人們相信，光孤子通信在超長距離、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系統中，有著光明的發展前景。
（3）全光網絡。未來的高速通信網將是全光網。全光網是光纖通信技術發展的最高階段，也是理想階段。傳統的光網絡實現了節點間的全光化，但在網絡結點處仍采用電器件，限制了目前通信網干線總容量的進一步提高，因此真正的全光網已成為一個非常重要的課題。
全光網絡具有良好的透明性、開放性、兼容性、可靠性和可擴展性，并能提供巨大的帶寬、超大容量、極高的處理速度和較低的誤碼率，網絡結構簡單，組網非常靈活，可以隨時增加新節點而不必安裝信號的交換和處理設備。當然全光網絡的發展并不可能獨立于眾多通信技術之中，它必須要與因特網、ATM網、移動通信網等相融合。
目前，全光網絡的發展仍處于初期階段，但它已顯示出了良好的發展前景。從發展趨勢上看，形成一個真正的、以 WDM技術與光交換技術為主的光網絡層，建立純粹的全光網絡，消除電光瓶頸已成為未來光通信發展的必然趨勢，更是未來信息網絡的核心，也是通信技術發展的最高級別，更是理想級別。
3 結語
光通信技術作為信息技術的重要支撐平臺，在未來信息社會中將起到重要作用。雖然經歷了全球光通信的“冬天”但今后光通信市場仍然將呈現上升趨勢。從現代通信的發展趨勢來看，光纖通信也將成為未來通信發展的主流。人們期望的真正的全光網絡的時代也會在不遠的將來如愿到來。
參考文獻
[1] 辛化梅，李忠.論光纖通信技術的現狀及發展[J].山東師范大學學報（自然科學版），2003，（04）.
關鍵詞：光纖通信；土壤振動；安全預警
隨著光纖通信技術的廣泛應用，通信光纜面臨被外界破壞的威脅越來越多。通信光纜被破壞所造成的損失不可估量，目前只能是在光纜被破壞后進行檢測及采取補救措施。而光纖通信安全預警系統是利用獨有的破壞事件專家數據庫和神經網絡分析技術，對可能危害通信光纜安全的動土事件進行預警，實現對通信光纜進行長距離無逢實時監測。
一、分布式光纖傳感器工作原理
分布式光纖傳感器是利用對外界信息具有敏感能力和檢測功能的光纖作為傳感元件，將“傳”和“感”合為一體的傳感器。在這類傳感器中，光纖不僅起傳光的作用，而且還利用光纖在外界因素作用下，其光學特性（如光強、相位、偏振態等）的變化來實現傳和感的功能。
1.1光纖傳感原理
光纖傳感器具有靈敏度高、抗電磁干擾、結構簡單、體積小等優點，因此在傳感領域中引起人們的廣泛關注。
光是一種電磁波，沿某一方向（如x方向）傳播的光波，可以用平面波的波動方程表示：
（1）
式中：空間頻率 k=2π/λ，λ為光波在真空中的波長；
A——電場E的振幅矢量；
ω——光波的振動頻率；
φ——光相位；
t——光的傳播時間。
可見，只要使光的強度、偏振態（矢量A的方向）、頻率和相位等參量之一隨被測量狀態的變化而變化，或受被測量調制，那么，通過對光的強度調制、偏振調制、頻率調制或相位調制等進行解調，即可獲得所需要的被測量的信息。
1.2分布式光纖傳感器調制原理
光纖中光波的相位由光纖波導的物理長度、折射率及其分布和波導的橫向幾何尺寸所決定，當光纖受到縱向（軸向）的振動作用時，光纖的長度（應變效應）、纖芯的直徑（泊松效應）、纖芯折射率（光彈效應）都將變化，這些變化將導致光纖中光波相位的變化。光波通過長度為L的光纖后，出射光波的相位延遲為：
（2）
式中，β為光波在光纖中的傳播系數。
當光纖長度或傳播速度變化時，引起光波相位變化為：
（3）
其中n為纖芯的折射率，r為纖芯的半徑。
Δφ1為光纖長度變化引起的相位延遲（應變效應）；Δφ2為折射率變化（光彈效應）引起的相位延遲，與光纖的橫向應變ε1、ε2（對于各向同性材料，ε1=ε2）以及光纖的縱向應變ε3有關；ε3為纖芯的直徑變化（泊松效應）引起的相位延遲。一般來說，Δφ3相對于前兩項要小得多，可以忽略不計。
1.3分布式光纖傳感器解調原理
在分布式光纖傳感器檢測區域內，外界因數如：振動、位移、壓力等的作用，使其光學性質如光的強度、波長、頻率、相位、偏振態等發生變化，成為被調制的信號光，再經光纖送入光檢測器LA、RA，并把光信號轉換成電信號而獲得被測參數。
當光纖受到振動信號發生作用時，由于兩條測試光纖在光纜中排列位置不同，會產生不同的應變，故兩束相干光波會分別產生不同的相位變化。兩束相干光波干涉后的光強為：
（4）
式中Δs（t）為兩束干涉光波相位調制量之差；Δφ為二者初始相位之差；I1、I2為二者光場振幅的平方。
設I0為輸入到兩條測試光纖中的總光強，α為兩相干光波的混合效率，則有：
（5）
如果僅考慮交流光強，式（5）可簡化為：
（6）
通過光電檢測器將光強信號轉化為電流信號，光電流的交流量為：
（7）
式中K為光電轉換系數。當 Δφ=π/2時，光電流和檢測相位變化斜率最大，因而檢測靈敏度最高。其檢測響應曲線如下圖：
檢測響應曲線圖
Δs（t）是一個變量，檢測信號是兩束相干光波相位調制差Δs（t）的函數，通過實時檢測干涉光信號的變化，可以檢測出分布式光纖傳感器沿線的振動信號。
二、光纖通信安全預警系統的結構
光纖通信安全預警系統由預警單元FU、預警管理中端FST和區域監控中心DMC和光纖傳感系統組成，其FU、FST、DMC的邏輯等級關系如圖所示。
光纖通信安全預警系統的結構
2.1預警單元FU
預警單元FU：是通信管道安全預警系統的基礎設備單元，由光源模塊、光電模塊、處理模塊、監控模塊、管理模塊、數傳模塊、通信模塊、電源模塊等主要模塊組成，安裝在通信管道場站、閥室等設施的控制室內，完成傳感信號的分析、事件的識別以及將處理數據上傳到FST等工作。
2.2預警管理終端FST
預警管理終端FST：是FU的上級管理終端，由FST服務器、操作維護終端、監聽終端等主要部分組成，同時可配備短信模塊、車載導航系統、GIS地理信息系統、監控大屏幕等輔助管理設備。FST安裝在場站內，需要工作人員值守。FST可分析處理FU上傳的信號及數據，并進行分類、存儲、上傳到DMC等工作。當警情發生時，FST會產生聲、光現場報警，提醒工作人員采取相應的應對措施。
2.3區域監控中心
區域監控中心DMC：是預警系統的管理中心，由DMC服務器、操作維護終端及相關的軟件組成，DMC安裝在場站或者運行維護中心內，需要工作人員值守。DMC可以同步顯示FST的報警信息，也可以實時查詢、監聽各個FST及FU的工作情況。
2.4光纖傳感系統
光纖傳感系統：即分布式傳感器，實時感應土壤的震動信號并傳輸至FU，每個FU對應一個光纖傳感系統。通信管道安全預警系統的光纖傳感系統由近端適配器LA、遠端適配器RA與其間的三根光纖共同組成，三根光纖中有兩根是傳感光纖，一根是回傳光纖，當光纖產生震動時，振動信號會通過正反兩個方面傳向預警單元，根據信號的時延差可以計算出定位信息，感應光纜周圍的土壤發生震動情況。
分布式光纖傳感器工作原理圖
三、光纖通信安全預警系統的應用功能
通信安全預警系統可以在外界破壞事件發生之前正確的識別出事件的性質，準確地定位出事件件發生的地點，并產生多種形式的告警信息，從而幫助運行維護人員更有效的阻止破壞通信光纜事件的發生。具體功能如下：
1）告警：系統可根據破壞事件的嚴重程度分為多個級別告警；
2）聲、光報警：當警情發生時，系統設備可產生現場聲、光報警以提示工作人員注意；
3）事件識別：系統可根據采集信號的頻率特點，識別出破壞事件的性質，如人為光纜挖掘、機械破壞等；
4）短信告警：警情發生時，系統可以自動發送短信息給相關負責人；
5）人工輔助監聽：系統自帶人工輔助監聽功能，可利用人耳進一步監聽線路周邊的震動情況；
6）聯網管理：系統有兩級網絡管理終端，便于統一管理，可是現超長距離監控；
7）多種組網：系統可以利用自身光通信模塊單獨組網運行，也可以利用已有通信網絡組網運行。
四、結束語
光纖通信安全預警系統是利用同溝敷設的通信光纜中的光纖作為分布式傳感器，長距離連續實時監測沿線的土壤振動情況，包括在通信光纜管道附近挖掘、施工、人為破壞油氣管道、打孔盜油等，來分析判斷可能威脅通信管道光纜安全的破壞事件，并能及時報警，起到安全預警的作用。同時，還可以對這些事件進行精確的分析和定位，確定事件的性質，通過GIS顯示事件發生地的具置和性質，實現安全預警、監控、防止和減少破壞沿線設施事故發生的功能。
參考文獻：
1光纖竊聽方法
通過改變光纖的某些物理特性可以獲得在光纖中傳輸的信號，但是大部分竊聽手段都將對光纖信號產生一定的可以被檢測出來的破壞性影響。根據是否對光纖或光纖信號產生破壞性影響來區分，光纖竊聽可以分為隱蔽竊聽和非隱蔽竊聽兩類。目前，光纖竊聽的方法主要包括光纖彎曲法、V型槽切口法、散射法、光束分離法、漸近耦合法等[1-2]。(1)光纖彎曲法(FiberBending)將裸纖適當地彎曲，迫使在其中以完全反射方式前進的光信號的傳輸路徑發生改變，并泄露部分信號到光纖外面，如圖1所示，泄露的光信號能量取決于彎曲半徑和夾角，通過檢測在彎曲處泄露的光信號，實現對光纖信號的竊聽。光纖彎曲法是最容易實現的隱蔽竊聽方式，利用光纖彎曲損耗輻射出的約1%光功率就可以將源信號恢復出來[3]。這種方法對源信號沒有影響，也不需要破壞光纖，因此隱蔽性強。對于具有較高分辨率的光纖彎曲法竊聽器，由于引入的信號衰減十分微小，利用實時的全在線網絡監控器和測試儀器也很難識別出來。
(2)V型槽切口法(V-grooves)
V型槽切口法是通過一個接近纖心的V型槽導出光纖信號進行竊聽的方法。它要求V型槽的切面與光纖信號傳輸方向之間的夾角大于完全反射的臨界角。當達到這個條件后，在保護層中傳輸的部分信號和在V型槽切面發生迭加效應的信號發生完全反射，導致信號通過光纖邊界泄露。由于這種竊聽方法導致的信號衰減很小，因此很難被發現。V型槽切口法需要精確的切割和切面拋光設備，竊聽部署需要持續較長時間，因此，光纖保護層的切割和拋光過程將面臨被發現的危險。
(3)散射法(Scattering)
散射法是采用光纖Bragg光柵技術實現的一種隱蔽竊聽方法，它采用一個紫外光激態激光器產生紫外光的迭加并影響目標光纖信號，通過在目標光纖纖心形成的Bragg光柵反射出的一部分光信號實現對目標光纖的隱蔽竊聽，如圖2所示。散射法是目前最先進的光纖竊聽技術，常規的網絡檢測和監控手段都很難識別這種竊聽行為。散射法不需要對光纖進行彎曲、切割或拋光，但是它需要更精密的竊聽設備并且部署非常困難，比如產生有效的外部干擾干涉光束，并在目標光纖纖心產生光柵耀斑都需要精密的控制技術，而對于光柵耀斑反射出的光信號的檢測也需要精密的檢測技術。
(4)光束分離法(Splitting)
光束分離法是一種需要切斷光纖的竊聽方法，即切斷光纖并接入光分束器，如圖3所示。使目標信號分為兩個完全相同的信號，其中一個信號仍然在原來的光纖中傳輸，另一個信號被竊聽。這種方法通常都將造成幾分鐘的光纖通信中斷。因此，光束分離法是一種非隱蔽竊聽方法，很容易被發現。
(5)漸近耦合法(EvanescentCoupling)
漸近耦合法首先拋光光纖的保護層，使竊聽光纖纖心盡可能貼近目標光纖纖心，通過減少保護層的反射引出部分信號到竊聽光纖里面，如圖4所示。由于光纖纖心非常細，實施這種方法非常困難，又由于光纖的保護層被拋光將產生1~2dB的光纖損耗，因此很難實現隱蔽的竊聽。以上幾種竊聽光纖信號的方法都可以通過一些技術手段得到光纖信號，特別是光纖彎曲法、V型槽切口法，能夠實現隱蔽竊聽，又由于實施相關竊聽相對容易一些，因此具有較高的實戰應用價值。但是，如何隱蔽地精確部署竊聽裝置，如何探測和分析導出的部分微弱光信號并獲得有用的信息，是各種竊聽方法必須解決的關鍵問題。相應地，如何快速精確地檢測一些精確部署的竊聽(比如光纖彎曲法只需要光束的1%左右，甚至更少的信號能量)是光纖通信安全必須解決的實際問題。
2光纖檢測技術
由于信道故障和嚴重的信號損耗都將引起網絡擁塞或大量業務流量的丟失。因此，建立快速檢測和恢復策略，實現對網絡態勢的實時監控，并對惡意入侵和光學參數的內在衰減事件進行快速響應，對未來光纖網絡的正常運行和安全保障將起十分重要的作用。各種人為和自然因素(包括信道衰減、故障或被攻擊等)對光纖信號的影響，包括衰減、串擾、色散和損耗、相位漂移、抖動等，這些影響的直接結果是導致BER、SNR、噪聲因子、信號能量水平、帶寬擴展等性能變化，并且表現出一定的可以分辨的特點。一般情況下，由信道衰減引起的信號功率波動和BER變化等是一個漸變的溫和的過程；故障將突然導致通信中斷等突況；安裝竊聽裝置的過程中將引入突發誤碼和突發功率波動，當竊聽裝置部署完畢后誤碼和功率波動將在一個新的水平上溫和變化。這些特性是光纖竊聽檢測的基礎，下面對目前常用的檢測儀器和檢測方法進行介紹。
(1)光測試儀
光測試儀是一種應用廣泛的測量光信號衰減或損耗的儀器。它包含一個可以產生各種波長的高精度光信號的光源、一個可控的高分辨率的光功率計，通過比較發出和接收到的光信號功率值可以得到特定光纖信道的光損耗。光測試儀記錄特定光纖的歷史損耗數據，通過比較當前信號的損耗情況與相應歷史數據可以發現一些可能與主動入侵相關的行為。光測試儀比較適宜于檢測一些簡單的并且會導致較大信號損耗的竊聽行為。
(2)光時域反射儀(OTDR)
OTDR的原理是通過精確地發射各種波長的有規律的光脈沖并測量反射光信號返回的時間和反射光信號的強度來分析光纖信道情況。通過跟蹤反射光信號的時間和強度，OTDR能夠確定光環路的完整路徑。另外，OTDR還可以識別光纖斷路的距離。通過測試和保存OTDR的參數，終端用戶可以監控光路的變化并識別任何可能的光路入侵。由于OTDR(包括偏振OTDR)能夠識別不連續的損耗，可以檢測雙折射、壓力和其他由竊聽引起的光信號變形等，因此，具有檢測光纖斷裂、彎曲、異常損耗和各種竊聽等異常情況的能力。通常情況下，對光纜保護層進行切割必然會使光纖應力發生改變或產生微彎等效應，因此，通過對光纖受到的微擾進行監測或對光纖傳輸鏈路的損耗進行監測，可以檢測一些竊聽行為。OTDR測試反射事件，反射事件表現為在OTDR探測曲線上存在反射的非連續的突然增強，它對應于光纖發生變化的地點。但是，任何OTDR探測曲線都存在事件盲區，在事件盲區內不能確定事件的確切位置。對于光信號泄漏這樣的非反射事件，OTDR探測到的只是連續的損耗，沒有明顯的不連續探測信號的突變，事件的盲區比較大。因此，OTDR檢測也存在一定的局限性。目前廣泛采用的方法是通過分析信道BER和功率波動特點識別信道是否被攻擊，這種方法需要對BER和功率波動進行持續的跟蹤和統計，因此實時性不太高。為了提高檢測的實時性和有效性，通常需要綜合部署多種檢測和應對策略，比如綜合利用分布式光纖光柵傳感網絡技術，通過實時監測光纖保護層的壓力、溫度、完好性等指標的變化達到實時有效監測的目的。
3能夠防御光纖竊聽的新技術
光纖可以被竊聽，針對光纖通信的竊聽事件也時有發生，一個實際問題就是如何從技術上防止光纖被竊聽而造成的敏感信息泄露。目前，比較實用的光纖信號保護手段主要有無規律載波光纖通信技術、基于混沌保密的光纖通信方式和光纖信道加密技術等。使用這些技術，可以在一定程度上增強光纖信號的保密性，這種信息保護方式對于業余竊聽愛好者來說可能是一籌莫展，但是它對具有超強計算和分析能力的專業竊聽機構并不能提供完全的保密性。根據量子力學基本原理，未知量子態測不準并且不能精確克隆，竊聽將不能得到確定的有效信息，并且任何針對量子信號的竊聽都將不可避免地留下可檢測的痕跡?；诹孔有盘柕倪@種特性，人們已成功發展了一個新型的保密通信技術，即量子密鑰協商(QKD)[4]。QKD的基本思想是：首先進行量子數據傳輸；然后檢測量子傳輸過程是否被竊聽，如果被竊聽就放棄已傳輸的量子數據，否則根據量子編碼特點從該量子數據中提取少量的安全的共享數據作為密鑰。但是在目前的技術水平下，QKD的通信速率、距離以及與傳統網絡的兼容性等還存在一定的局限性[5]，因此還很難廣泛投入使用。實際上，由于竊聽量子信號將不可避免地引入一定的不可消除的突發量子誤碼和量子數據丟失，這為設計基于量子特性的量子竊聽檢測系統提供了良好的條件。又由于竊聽檢測系統對通信速率和組網無特殊的依賴性，因此，量子竊聽檢測技術將為光纖竊聽檢測提供新型的解決方案。
論文關鍵詞:光纖通信；城域傳送網；光網絡
論文摘要:當前信息容量日益劇增，為提高信息的傳輸速度和容量，光纖通信被廣泛的應用于信息化的發展。城域傳送網傳作為承載城域范圍內的固定、移動和數據等多種業務的基礎傳送網絡,在整個光網絡中占有不可替代的地位。本文介紹了城域傳送網的特點，對主要技術進行了分析，最后探討了其發展趨勢。
1引言
城域傳送網是覆蓋城區、郊區或者部分規模較小的市縣，為城域多業務提供綜合傳送平臺的網絡，是承載城域范圍內的固定、移動和數據等多種業務的基礎傳送網絡，它一般以多業務光傳送網絡為基礎、以多種接入技術為輔，為多種業務和通信協議提供綜合傳送承載平臺。城域傳送網向上與省際和省內干線相連，向下負責綜合業務引入，完成集團用戶、商用大樓、智能小區的業務接入和電路出租的任務。
2城域傳送網的特點
城域傳送網是非常復雜的網絡，每個城市和每個城市都因現狀不同而有所不同，從網絡分層結構來說，城域傳送網一般分為核心傳送層、匯聚層和接入層。對于網絡規模較小的城市，可根據實際情況簡化網絡層次。下面從通用角度分析城域傳送網的特點。
多業務。城域傳送網需要同時支持多種業務，單一平臺支持多種協議和處理混合業務的特征是城域光傳送網絡獲得足夠競爭優勢的關鍵因素，也是最重要的特點。多業務支持是城域光傳送網絡的基石，可為運營商帶來許多競爭優勢，如后向兼容性(如SDHoverWDM)、成本顯著降低(減少了網絡分層和設備)、網絡管理簡化和配置工作量減少等。
安全可命性和可增位性。城域傳送網涉及到大量的客戶和服務，網絡的安全可靠性直接影響到客戶，傳送網應支持網絡節點的備份和線路保護，提供網絡安全措施，同時多種生存性有利于運營商向用戶提供更好的業務定義。同時城域傳送網應當要充分考慮業務擴展能力，能針對不同的用戶需求提供豐富的寬帶增值業務，使網絡可持續贏利。
動態性。與骨干傳送網相比，城域傳送網的動態性較強，多種數據業務的動態性和不可預見性使得城域傳送網的相關需求加強，目前的發展趨勢是越來越多的客戶需要帶寬更靈活的業務。他們需要快速的業務配置、更短期的、可靈活增加的服務合同和基于QoS的價格，將來還可能出現對帶寬按需分配等新業務的需求。
網絡擴展性。由于受用戶需求和地理分布動態變化的影響，城域的數據業務具有多變性，城域傳送網要建設成完整統
一、組網靈活、易擴充的彈性網絡平臺，留有充分的擴充余地，能夠隨著需求變化，可允許運營商不斷地按照業務需求增加帶寬，而不需要進行網絡整體升級。
3城域網中的相關技術分析
SDH多業務傳送平臺。SDH多業務傳送平臺(MSTP)是目前廣泛應用的產品。為了適應城域網多業務的需求，SDH從單純支持2Mb/s,155Mb/s等話音業務接口向支持以太網和ATM等多業務接口演進，將多種不同業務通過YC或VC級聯方式映射入SDH時隙進行處理。SDH多業務平臺將傳送節點與各種業務節點融合在一起，各廠商只是融合程度不同。
MSTP的出發點是將2層或3層的功能作為SDH附加功能來完成的，其對2層或ATM層的處理都是與SDH處理相分離的，但都可以映射到SDH的VC時隙進行重組。從功能上看，MSTP除了具有SDH功能外，還具有2層、MAC層和ATM功能。
MSTP比較適合于已經敷設大量SDH網的運營公司，它可以方便有效地支持分組數據業務，實現從電路交換網到分組網的過渡，適合支持混合型業務特別是以TDM業務為主的混合型業務，同時可以保證網絡管理的統一性。
彈性分組環技術。正在由IEEE802.17工作組制定的彈性分組環(RPR)技術，吸收了吉比特以太網的經濟性、SDH系統50ms環保護特性。RPR采用類似以太網的幀格式，結合絲絲標記，基于MAC高速交換，簡化IP前傳。RPR技術可以支持更細的帶寬粒度，網絡成本較低，可以承載具有突發性的IP業務，同時支持傳統語音傳送，有比較好的帶寬公平機制和擁塞控制機制。RPR環是在整個環上實現公平機制而不是在單獨鏈路上，容易實行全局的公平機制。服務供應商可以利用源節點發送數據包的速率來控制上游節點和下游節點的速率。帶寬策略允許在無擁塞的情況下，把環上任意兩個節點之間所有的帶寬分配給這兩個節點，沒有SDH那種固定電路系統的不靈活性，同時又比點到點的以太網更加有效。
目前RPR標準尚未完成，其中的一個重要問題是對時鐘的透明傳輸，RPR同步機制與SDH不同，必須確保TDM時鐘可以透明傳輸到對端。第二個挑戰來自RPR定義的是一個環網結構下的技術，無法工作在復雜的網絡環境下(甚至是環間互聯)，而實際的城域網絡環境則是十分復雜的。
RPR技術適合于以數據業務為主、TDM業務為輔的網絡，其應用范圍將逐漸擴大，適合于新建網絡。
城域WDM光網絡。WDM技術不僅提高了光纖利用率，而且在業務信號復雜多變的城域網中對信號具有透明性，它可以對從不同設備出來的信號不進行速率和幀結構調整，直接進行透明傳輸。這可給用戶、特別是租用波長的用戶以最大的靈活性。同時，不同波長間的信號互不干涉，每個波長都可以自己靈活上下。WDM技術主要應用于城域骨干網。城域OADM環網可以承載大量客戶的多種協議和多種速率的業務，每個波長承載一種業務的方式將很快耗盡波長，為提高每個波長的帶寬利用率，應盡量避免低速率業務單獨占用一個光波長通道。一種新興的經濟有效的方法是將多個低速率客戶信號復用到一個波長信道中，該技術被稱為子波長復用，從而實現了每個波長攜帶多種業務。這種子波長復用器降低了城域網WDM系統的應用門檻，可以直接容納低速率信號，給組網帶來了靈活性。WDM環網解決了兩個重要問題:光纖短缺和多業務的透明傳輸。成本是限制其應用的重要因素，目前它主要用來保護那些SDH還無法保護的業務，如ESCON,FiberChannel等。
在目前的光網絡中，數據業務的提供需要經過4層處理:首先將業務映射進IP包，并以ATM信元封裝，然后將ATM信元映射進SDH幀，最后轉換為光信號在光網絡上傳送(采用WDM/DWDM方式)。隨著IP業務的飛速發展，這種結構的缺點日益暴露.人們開始研究將ATM層和SDH層從4層結構中剝離出去，將其功能融合到IP/MPLS層和WDM/OTN(光傳送網)層中，將IP業務直接在WDM光路上傳送(即IPoverOptical，目前主要為IPoverWDM/DWDM)。在傳統的光網絡中引入信令控制和動態交換功能，將IP層和光網絡層置于同一控制平面下，對光網絡實施配置連接管理，在此思想下，一種能夠自動完成網絡連接的新型網絡ASON(自動交換光網絡)應運而生。
自動交換光網絡。ASON是在IPoverDWDM基礎上發展起來的，底層仍為OTN，主要的不同就是在OTN上引入了控制平面?？刂破矫嫱ㄟ^信令交換完成對傳送平面的動態控制。控制平面的引入帶來了以下好處:迅速實現業務提供，允許網絡資源動態分配路由和帶寬；容易管理，業務提供者無需為新的傳輸技術系統的配置管理而開發維護操作支持系統軟件;具有擴展的信令能力，增加了補充業務;在出現故障時可實現快速的保護與恢復，比通常的傳送網節省了冗余容量和資源;控制平面的協議比管理平面的協議有更豐富的原語組，可用于各種傳輸技術。
4通用標簽交換（GMPLS）技術
為了使MPLS適應時分復用、波分復用等不同的應用環境，以支持在電路交換網中建立連接，IETF對MPLS中標簽的概念和形式進行了相應的擴展，將時分系統和空間交換系統涵蓋了進來，推出了通用標簽交換--GMPLS。其具有許多新功能：
時隙、虛通道和波長等均可作為標簽。GMPLS所管理的對象不僅是分組，還可以是FR.ATM,SDH和WDM等，且這些設備上的接口還可以細分為PSC(分組交換功能)、TSC(TDM交換功能)、LSC(波長交換功能)和FSC(光纖交換功能)等多種類型。
可以為離散單位分配帶寬，因為時隙、波長和光纖等都是離散單位。
具有下行按需標簽分配和使用上行標簽的雙向LSP建立能力，并且可以通過從上游節點向下游節點傳送建議標簽來簡化倒換過程、減少雙向LSP的建立時延。
可以設置標簽組，以縮小下游標簽的選擇范圍。當然，在引入GMPLS控制平面后，對傳統數據通信網絡(DCN)也提出了新的要求，特別是電路交換網絡。首先，DCN必須保證能為控制器之間提供控制信息的傳送，能夠直接或間接地為兩個LSR提供交換控制信息的信道:其次，所提供的信道必須是可靠的、安全的:最后，DCN必須支持IP，且必須具有較高的可靠性和QoS，以避免用戶數據業務出錯而影響控制數據，確?？刂菩畔⒌捻樌l送。
參考文獻
[1]韋樂平《光同步數字傳輸網》人民郵電出版社2002
【關鍵詞】光纖通信技術；鐵路通信；應用
光纖通信技術在現代通信中脫穎而出，在很大程度上加快了傳播的速度，使其通信技術發生了質的飛躍。光纖技術在技術方面得到了提高，使其應用的范圍更加廣泛，應用到了很多的領域方面，其中鐵路通信方面就是一個很重要的應用。鐵路通信逐漸走向了通信智能化的防線，光纖通信技術在鐵路通信中的應用在很大程度上滿足了當展的需求。光纖通信技術廣泛地應用到鐵路通信當中，將提升鐵路通信的能力，使鐵路通信系統更加的完善，為人們的生活提供更加便利的條件。
一、光纖通信技術的概述
光纖通信技術是以高頻光波為載波，光纖是以傳輸介質為通信媒介。在19世界60年代，曾有人提出了關于光纖傳播技術，闡述了光纖將為信息傳播的一種重要方式，將有可能大大降低光纖的損耗，光纖通信技術將加快通信技術的發展。美國康寧公司根據當時的學術論文研發出了世界上第一根超低損耗光纖，整個通信行業將走進光纖通信時代。光纖通信技術最主要的特點是低損耗、傳導速度快、容量大、使用的體積小、有很強的抗電磁干擾能力，受到了很多專業人士的熱愛，將會得到大力的發展。隨著科學技術的不斷發展，從19世紀60年代到21世紀，短短的二十年，光纖通信發生了巨大的改變，其容量整整提升了一萬倍，傳播速度也提升了幾百倍，大大發展了光纖通信行業。光纖技術被廣泛的應用到各個行業當中，推動了很多新技術的發展，使各行業的通信能力發生了翻天覆地的改變。
二、光纖通信技術的現狀
2.1波分復用技術
波分復用技術是根據不同光波的頻率不同，充分利用單模光纖低損耗區的寬帶資源，將光纖的低損耗劃分為不同的通道，把光波作為光纖信號的載體，在發送初始的位置應用波分復用技術，將不同頻段波長信號的光波融入到同一根光纖線路當中，進而進行信號傳輸。在接收末端的位置，再次利用波分復用技術將不同波長承載不同信號的光纖進行分開。不同波長的光載波信號是獨立存在的，可以利用一根光纖實現多個線路光纖信號的傳播。
2.2光纖連接
光纖通信技術的大力發展，將能夠引領國家通信行業的未來發展，光纖連接將成為信息高速中非常重要的一個標志。光纖連接技術應用到各行各業當中，能夠很大程度上提高信息的傳播速度和傳播方式，滿足人們在信息時代的大力需求。在光纖通信技術當中，寬帶主干線路的傳播非常的重要，用戶在最后進行光纖連接的過程更加的重要。光纖通信技術將走進了千家萬戶，有效的提高人們上網的速度，使人們走進高速信息時代，使寬帶進入到飛快發展的年代。在光纖寬帶連接入口處，由于光纖線路的位置不同，有FTTB、FTTC、FTTH等不同的應用。FTTH也可以稱之為光纖用戶，光纖用戶是光纖寬帶連接最后的一個步驟，將接入到用戶家中。充分的利用光纖寬帶的特點，將在很大程度上為用戶提供寬帶上網不受到限制，充分的滿足寬帶連接技術的需求。
三、光纖通信技術在鐵路運輸通信系統中的應用
人們現在的生活水平越來越高，對于鐵路運輸的安全和速度要求也越來越高，對于鐵路通信技術的傳輸速度和傳播質量要求也在明顯提升，光纖通信技術在鐵路通信方面的應用有著非常巨大的意義。鐵路通信中應用光纖通信技術歷經了3個階段，才逐漸走向成熟。這3個階段分別是PDH光纖通信階段、SDH光纖通信階段和DWDM光纖通信階段。
3.1PDH光纖通信階段
在上個世紀80年代，我國開始逐漸研究鐵路光纖通信技術，PDH光纖技術被應用到光纖通信當中，首次，在我國北京作為試驗點，研發了長達15Km的光纖。這次光纖實驗所鋪設的是短波光纖，使二次群系統處于開啟的狀態。在我國首次應用PDH光纖通信技術的鐵路是大秦鐵路，大秦鐵路的重載雙線電氣化中應用的是八芯單模短波光纖，在這個當中局部網絡通信系統使用的設備是36Mb/sPDH的二芯；鐵路沿線的車站和區域網絡的通信系統設備是PCM，以及配置8Mb/sPDH的二芯，標志著我國鐵路通信系統從傳統的通信模式逐漸轉變為光纖通信技術。大秦鐵路通信系統的成功轉型，將預示著鐵路通信系統光纖通信技術走向了一個新的領域。PDH光纖通信系統有一個重要的功能是能在最短的時間檢測鐵路通信系統的安全漏洞和隱患，并且能夠及時的清除，很大程度上保障了鐵路通信系統的安全和正常運作。PDH光纖通信系統的功能雖然很強大，推動了鐵路通信系統的發展，但是這種光纖通信系統也存在一些問題，PDH光纖通信系統具有很復雜的結構，每個區域有著不同的標準，網絡管理的能力比較弱，這些都嚴重的制約了鐵路通信系統的發展。這就要求科研人員要不斷的開發出新的技術，彌補漏洞。
3.2SDH光纖通信系統
SDH光纖通信系統相對于PDH光纖通信系統更加的完善，能夠有效的彌補PDH光纖通信的不足，SDH光纖通信技術促進了鐵路通信技術的發展。SDH光纖光纖通信技術是一種高速發展的數字化通信技術，它將實現數字信息化的同步轉播，將信號固定在特定的結構中。SDH光纖通信技術有幾方面的優點：第一個優點是在簡化網絡中各個支路的字節復接應用；第二個優點是創造了不同廠家設備互聯網之間的連接，使光纖通信采用的標準和比特率采用相同的標準；第三方面是SDH光纖通信具有很強大的網絡和自我完善功能，當網絡信號突然被中斷，在自動恢復后，其網絡信號傳輸仍然可以繼續使用；第四方面是SDH光纖通信系統有著很強大的自我管理功能，能夠為鐵路通信的傳輸和通信的安全提供可靠的保障。SDH光纖通信技術比PDH光纖通信技術有著很強大的通信功能，在鐵路通信系統中嶄新出獨具特色的優勢。先進的SDH光纖通信技術將能夠代替傳統的PDH光纖通信技術，其中SDH光纖通信技術最早應用在贛韶鐵路當中，在修建這條鐵路過程中，為了使用到先進的SDH光纖通信技術，搭建一條新的光同步傳輸系統，采用了二十芯光纜。為了接入光纖通過接入層傳輸設備和622Mb/s光纖口，這些設備和贛韶鐵路沿線的接收設備相互連接，使整條贛韶鐵路沿線都實現SDH光纖鐵路通信，大大推動了我國鐵路通信事業的發展。SDH光纖通信技術在鐵路通信系統中起著重要的作用，但隨著社會經濟的快速發展，SDH光纖通信技術逐漸不能滿足鐵路通信的需求。鐵路通信的需求在數據傳輸方面提出了更高的需求，要想實現這一需求，需要將其速度提升百倍以上。
3.3DWDM光纖通信系統
根據鐵路通信技術的需求和科學技術的發展，人們研發了DWDN光纖通信，這種先進的光纖通信技術，明顯的超過了PDH光纖通信和SDH光纖通信。DWDM技術是根據單模光纖帶寬和其損耗低的特點，允許多個波長載波信道同時在光纖內傳輸，形成一種新型的通信技術。DWDM通信系統中，發送端光發射機同時發射不同穩定度和精度的不同波長光信號，通過光波長復用器將其復用送入摻鉺光纖的功率放大器當中。在經過放大后，將多路的光信號輸送到光纖維中傳輸。在到達接收端后，經過光前置放大器放大，然后送到光波長分波器當中實現光信號的分解。該技術的主要的優勢是DWDM光纖通信可以在同一光纖內承載不同波段的波長，這樣就可以提高了傳輸的速度和增大了傳輸的容量；DWDM光纖通信技術可以容納不同的協議要求，將不同的傳輸速度中數據在一個激光軌道中完成，這樣就會在最大限度內滿足網絡用戶的需求和網絡的安全。DWDM光纖通信技術已經被用到了鐵路開發當中，因該通信技術能夠增大傳輸速度，同時增加傳輸容量，在鐵路信息系統開發當中，被采納應用。該技術的應用是鐵路信息系統的信息傳遞更穩定、迅速，保證了鐵路信息及時傳遞，為鐵路信息服務提供便利?？偨Y：綜上所述，光纖通信技術廣泛的應用到鐵路通信當中，大力的推動了我國鐵路通信的發展。尤其是光纖通信技術不斷的發展，克服了在鐵路通信應用方面的很多難題，一步一步追趕通信時代的發展，滿足市場的需求，使鐵路通信技術始終處在時代的前沿。
參考文獻
[1]倪鹿明.淺談光纖通信技術在鐵路通信系統中的應用[J].信息通信，2015（3）
1電信光纖通信技術優勢特點
隨著經濟的發展,我國電信光纖技術發展進程也在不斷的加快,在不同的領域占據著重要的地位。電信光纖通信技術在我國技術創新方面發揮著十分重要的作用,該技術的發展已經逐漸成熟。電信光纖通信技術通過光纖接入網技術和光纖波分復用技術2大技術突破了關聯網的發展,起到了滿足人們對多媒體業務要求的作用。(1)光纖接入網技術。光纖接入網技術的工作原理是通過傳輸網絡從而實現用戶接入光纖中,進而有效提升光纖接入網下信息傳輸效果,完成傳統信息傳輸的技術突破。FFTH是光纖接入網發展中的一種最終形式,以光網絡單位的位置所在將光纖接入網分為幾種情況,分別為光纖到大樓光纖到駐地光纖到路邊等。目前我國以“千兆到小區、百兆到大樓、十兆到用戶”為基礎的光纖+五類纜接入方式作為我國網絡接入的主要方式,符合我國國情。該種方式能夠在相對集中的小區、大專院校、企事業單位等地方使用,它能夠提高上網速率,實現企業局域網之間的高速互聯。(2)光纖波分復用技術。光纖波分復用技術是現代信息技術發展中最關鍵的組成部分,充分體現了現代光強通信技術的發展特點。在-標準中,通過引入控制層面,一方面能夠讓網絡具有自動連接建立與修改的功能,另一方面還能夠有效的提高網絡連接恢復的能力。在光纖網絡控制層面中,其本身除了具有能夠支撐不同技術和不同業務需求的功能外,還能支撐不同的功能組合。通過利用波分復用器控制廣信信息傳輸的損耗從而更好的獲取寬帶資源,這就是光纖波分復用技術的主要用途。此外在波長不同的情況下,光波頻率會針對光纖的損耗情況進行獨立性信息的發射,進而將信息數據進行有效整合。波分復用器具有將不同信號波長進行傳輸的功能,此外其還具備有承載電信光纖通信技術的優勢。(3)光聯網的實現。目前,我國光網絡市場在擴充骨干網、普及應用系統的作用下產生了巨大的變化,目前光傳送往的角色已由端到端服務鏈接替代了傳統的大容量帶寬。在電路交換轉變為分組交換過程中,電信運營商能夠將交換和傳輸兩大功能在光層網絡中實現。透明性高、波長路由特性、兼容性以及可擴展性較高等作為全光網絡的優勢,毅然成為我國下一代高速(超高速)寬帶網絡的研究的重點。在不斷推廣創新光纖接入網技術和光纖波分復用技術的過程中,電信運營商成功研制除了光分插復用器和光交叉連接設備使得光纖接入網技術和光纖波分復用技術實現了光路交叉,奠定了關聯網的基礎,擴充網絡系統,使網絡系統的透明性更高,為建設一個超大容量、透明性、靈活性高的國家骨干網絡打下了堅實的基礎。這種情況,一方面為國家未來信息的基礎設施提供了堅實的物理基礎,同時對我國信息產業與國民經濟發展起到一個推動性的作用。(4)全新一代光纖。新時期電信光纖通信技術應用的核心關鍵指的是全新一代光纖,新的光傳輸網可以分為三層:第一層為光通路層能夠支持將客戶信息利用終端到終端的方式進行傳送。光復用層把許多光波復用到一起后傳動到光纖中。光傳送層把客戶信號映射到單一的光道,再將許多單一的光道復用在一起后送上光纖。頻帶寬通信容量大、損耗小、中繼距離長、抗電磁干擾、無串音保密性好等都是全新一代光纖具有的優勢。此外,根據電信網絡服內容的不同,從而將傳統光纖的發展模式進行更新,呈現出大容量、長距離傳輸等優勢。
2光纖通信技術的應用現狀
20世紀70年代,我國就電信光纖通信技術進行了研究,同時取得了顯著的成績。目前我國電信光纖通信技術已經實現了光同步數字傳輸,同時應用領域也在不斷的擴大,而本文主要針對電信光纖通信技術在幾個領域的應用情況進行詳細的介紹和深入的解析。主要有廣播電視、電力通信、智能交通等方面。(1)光纖通信技術在廣播領域得到了廣泛的應用,同時其發展的規模越來越大。目前,我國以光纜為基礎的網絡建設在不斷的發展,因此光纜網已經成為我國傳輸數據以及數字電視最主要的鏈接方式,其可靠性較高。現在光纜不僅僅能夠傳輸電視臺、發射臺、衛星站、有限電視網等信號,同時其傳輸信號的質量較好,因此電信光纖通信技術在廣播電視領域的應用范圍在不斷的擴大,也得到了民眾的認可。此外電信光纖通信技術還是廣播電視網、計算機網、通信網等傳輸系統首先的傳輸數字自豪的最佳介質,同時也是高性能通信網絡中不可或缺的組成部分,因此目前我國當前光纖通信技術的主要目標是光纖寬帶干線的傳輸以及接入。(2)電信光纖通信技術在電力通信領域的發展進程也在不斷的加快。電力系統的自動化控制是電網的市場化運營基礎,電力通信的主要功能是為實現現代化管理提供優質的服務。在電力通信領域中,早已經建立了光纖通信系統,開始建立時,主要通過沿用傳統管道、架空等方式進行光纜的鋪設,同時最為目前我國輸配率是覆蓋面最廣的網絡基礎設施,光纖同喜系統能夠實現長距離、跨區域輸送電能,從而滿足人們對電能的需求。此外電信光纖通信技術能夠有效的提高電力通信的可靠性,其中在改領域已經開始采用了專用的特種光纖,比如復合地線、復合相線、全介質自承光纜等。(3)智能交通領域中也應用了光纖通信技術。目前我國高速公路運營管理逐漸朝著智能化的方向發展。與此同時,為了在輸出話音、圖像、數據等信息時都需要一條專用通道,因此建立與完善光纖通信系統已經成為提高高速公路運營效率以及智能管理的重要方式之一。目前高速公路管理系統與智能交通建設的發展也離不開光纖通信技術,該技術為聯網收費以及管理提供了堅實的技術支持。在信息化時代中,智能交通建設就是以光纖通信技術為基礎發展起來的,而智能交通系統本質上看實際就是交通領域的信息化。在智能交通領域應用光強通信技術,能夠有效構建實時高效、安全的綜合交通管理系統。
3電信光纖通信技術發展趨勢的優勢分析
光寬網在建設過程中,我國為其發展提供良好的外在條件。隨著我國經濟宏觀政策跳著我國城鎮經濟,我國每年的舊城改造與新屋建設分別已經高達20多億平方米,能夠將2000萬戶新居或數百萬個企業包含在內,從而為電信業務提供更多的機會。隨著我國科技水平的穩步提升,我國電信光纖通信技術提供的服務質量也在一定程度上得到了提高,從而滿足人們不同的需求。電信光纖通信技術不僅傳輸的速度快,傳輸容量大,并在長距離的基礎上還能過實現信息容量的提升,還能過完善全光網絡系統。電信光纖技術在我國經濟發展中有著十分重要的意義。(1)全光網絡。電信光纖通信技術中最為關鍵的組成部分指的就是全光網絡,這是電信光纖通信技術發展的核心在路由以及信令的控制全光網絡能夠完成自動交換連接的功能。它在傳送網中引入信令與選路,并利用智能的控制層面從而建立呼叫和鏈接,并完成實現路由設置、端到端業務調度以及網絡的自動恢復功能的工作。為了加強電信光纖通信技術全面發展,可以從全光網路特點角度入手,對電信光纖通信技術進行深入的研究,并對技術發展模式不斷的創新。伴隨國務院《“寬帶中國”戰略及實施方案》的推進,聯通等通信運行商為了更好的完成寬帶中國的目標,加大了“城鄉一體化”光網改造工程的推行力度,從根本上滿足社會對網絡光纖通信技術的需求。(2)多業務承載能力。改革創新電信市場的發展模式,有利于促進我國電信市場的發展,同時對運營模式進行重組改制,進一步實現電信業務的多元化發展。網絡系統光纖接入技術的應用一方面能夠承載更多的業務項目,另一方面可以強化基礎性承載業務水平,而多業務承載能力提供的重點有移動基站回傳、語音等服務。電信用提高光業務的解決方案代替原來的提高傳輸通道的解決方案,起到了提高多種高質量的帶寬應用與服務的作用。其中主要包括了:;業務;帶寬出租、帶寬批發、帶寬貿易、實時計費;流量工程;分布式恢復;(軟永久連接)/(交換連接)/(永久連接)。對接式網絡結構是傳統接入網系統常用的模式之一,這種模式會從根本上提高運營系統管理的成本,從而影響網絡系統建設的經濟效益。而在使用了高接入帶寬接入網后,可以講系統與網絡進行有效的融合,提高網絡系統的運行效率,并建立統一系統的應用平臺。電信光纖接入技術除了加強了多業務承載能力之外,還提高了系統客戶應用的安全性,在業務發展得到保障的基礎上,也保證服務質量的水準。此外,在承載更多系統業務的同時,電信光纖通信技術針對個人系統應用進行了一定的強化。與此同時電信光纖通信技術能夠提供高精度時鐘、有效滿足針對移動基站的回傳業務。
4結語
目前我國電信光纖通信技術經過不斷的研究創新,已經完成了光傳輸效率效果的提升工作,基本上能夠滿足人們對通信技術的要求。21世紀是“光子世紀”,光纖通信技術的發展以及其存在的綜合優勢能夠為我國帶來一個更加光明的發展趨向。此外,隨著光纖通信技術發展進程不斷加快,對我國通信產業產生了巨大的經濟價值,勢必會對我國通信產業的經濟起到促進的作用,因此我們應加大對光纖通信技術發展和應用的關注度,對于我國通信產業的發展具有十分重要的意義。
作者：林水清 單位：廣東聯通通信建設有限公司
關鍵詞:光纖通信技術 優勢 接入技術
0 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，隨著業務的迅速增長和多媒體業務的日益豐富，使得用戶住宅網的業務需求也不只局限于原來的語音業務，數據和多媒體業務的需求已經成為不可阻擋的趨勢，現有的語音業務接入網越來越成為制約信息高速公路建設的瓶頸，成為發展寬帶綜合業務數字網的障礙。
1 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，使傳輸系統所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題。
2 光纖通信技術優勢
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，由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。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的傳輸速率已經達到單波長傳輸系統的數百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業務網的首選介質。
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的中繼距離也較其他介質構成的系統長得多。
如果將來采用非石英系統極低損耗光纖，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的成本、提高可靠性和穩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，使傳輸系統所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題，節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 對通信系統的重要要求之一是保密性好。然而，隨著科學技術的發展，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。
3 光纖接入技術
網絡連接的優劣直接關系著傳輸質量的好壞，連接指的是使用通信設備及其體系結構，通過雙絞線、電纜、載波、微波、光纖或是衛星來進行信號的傳輸。
2用于協議的檢測，保護網絡安全
通信協議包括對各層次不同協議的具體分析以及對協議體系的研究討論。計算機網絡是將地球上獨立的計算機通過網絡協議的標準將它們進行相互連接的一個集合。
3光纖通信技術的發展
3.1普通光纖網絡
普通的光纖是最常用的一種光纖傳輸設備，具有造價低，傳輸速度快的優點，比較適合于普通家庭用網。隨著光纖技術的不斷發展，單一波長信道在容量上增大，光中繼距離也有所增長，光纖的性能進一步得到了提升，這種提升主要表現為光纖的最低衰減系數與零色散點沒有存在于同一區域，且低衰減系數沒有得到充分的利用。
3.2核心網光纜
在我國的省級、區級的干線鋪設上，都已經全面采取的光纜鋪設，且傳統的多模光纖已經被淘汰，取而代之的是單模光纖。像是G.654光纖，傳統在使用中很看重這種光纖的容量，但隨著光纖技術的發展，這種光纖已經不能夠滿足與如今對光纖容量的需要，且這種型號的光纖也不能夠再進行大幅度的增容，因此在近幾年，這種光纖已經退出了我國陸地的光纖市場。干線光纜采用的不是光纖帶，而是選用分立的光纖。干線光纜經常在室外使用，且在這些干線光纜中，以前使用過骨架式結構或是緊套層絞式的光纜，現在也已經停用了。
3.3接入網光纜
接入網中的分插較為頻繁，分支多且距離較短。要想增加這種網的容量，就必須從增加光纖芯數著手。像是在市內的管道，由于其管徑受到城市建筑結構的制約，一般管徑比較小，管道的內徑是有限的。因此，在增加光纖網絡芯數的同時，要加強集裝的密度，對光纜的重量與直徑要進行相應的調整，盡量保證最小。
3.4室內光纜
室內的光纜主要是用于視頻、數據以及話音的傳輸，并且還能夠在傳感器跟遙測方面得以應用。這里提到的室內光纜，應包含用來綜合布線的光纜以及局內光纜這兩個部分。
3.5通信光纜
光纖的鋪設是屬于介電質，而光纜可以作為全介質來作為通信設施。光纜是完全不含有金屬的，這種不含金屬的全介質是電力系統部門最愿意使用的線路。就目前電力在道路上敷設的全介質光纜來看，主要有兩種結構。一是纏繞式結構，用于架空地線上；二是全介質的自承結構，通常簡寫為ADSS。
4光纖通信技術在通信網絡中的發展趨勢
4.1波分復用技術的發展
近年來，波分復用技術在我國發展迅速，光傳輸的距離也有了很大的發展。在提高光纖傳輸容量方面，除了原有技術的運用，還可以采用OTDM（光時分復用）技術，通過傳輸速率的提高來讓傳輸容量也有所提高。兩種技術的應用都能夠有效幫助光纖網絡通信提高其傳輸的長度與容量。波分復用技術由于其特性，能夠很好地運用于未來通信中跨海光傳輸領域。目前的1.6Tbit/的WDM體統已經大量地應用于商業中，同時隨著應用范圍、行業的不斷擴大，這種技術的全光傳輸距離也在不斷發展。相信結合OTDM技術，單信道的傳輸速率會有效提高，傳輸容量也會隨之加大，在現有的單信道最高速率640Gbit/s的基礎上產生突破。
4.2光弧子技術通信
這是一種特殊數量級的脈沖，屬于超短光的脈沖。這種通信存在于光纖網絡的反常色散區域，其非線形效應與群速度色散之間相互平衡，因此在經過了長時間、長距離的傳輸之后，信息的速度與波長都能夠保持不變。這種通信技術就是以光弧子作為載體，來實現長距離的有效通信，實現超長距離信息傳輸的零誤碼。光弧子技術具有強大的發展前景，在傳輸速度方面，高速通信與超長距離以及強大的脈沖控制能夠有效讓現行速率從傳統的20Gbit/s迅速提升到100Gbit/s以上。
4.3智能化方向發展
智能化的光網絡是通信網絡長期發展的主要目標。隨著通信技術與計算機技術聯系得越來越緊密，加上光網絡的生存性、控制、調度、組網等方面的需求，光網絡已經向著智能化系統發展了。在光網絡中，可以加入自動發現的能力，提高控制連接技術。完善系統的自動恢復功能，這也是光網絡今后發展的目標。
4.4全光網絡化
關鍵詞：光纖通信技術；電力；通信
1光纖通信技術分析
電力通信中的光纖通信技術，光波效率高，傳輸的容量非常大，在通信傳輸的過程中，提升了運行效率。光纖通信技術在電力通信中的應用，解決了接地回路、雷擊干擾的問題[1]。光纖通信中的光纜，直徑較小，不會占有很大的傳輸空間。光纖通信技術承擔著電力通信中的多類窄帶業務。光纖通信技術優勢明顯，其資源損耗小，信號傳輸的距離很長，為電力通信提供較大的寬帶，最主要的是抗干擾能力，抵抗電力通信系統中的電磁波，維護電力通信的運行過程。
2光纖通信技術在電力通信中的必然性
光纖通信技術，在電力通信發展中，具有一定的必然性。首先電力通信的系統結構，非常復雜，在系統內，接入了多種通信設備，設備之間連接異同，促使電力通信的結構構成，過度復雜，電力通信內的系統技術很多，負責著信息轉換，隨著電力系統的智能化、自動化發展，電力通信面臨著很大的壓力，采用光纖通信技術，降低電力通信結構的復雜性，防止系統結構冗余。光纖通信技術為電力通信設備，提供了基礎化的系統支持，解決了設備、線路的復雜問題，是電力通信發展中，不可缺少的技術。然后是電力通信內，信息傳輸量雖然不多，但是時效性高，傳輸中，包括話音信號、繼電保護、電力負荷監測信號等，每個階段的信息量有限，必須要提高通信信息傳輸的時效性，此時就要采用光纖通信技術，致力于縮短信息傳輸的距離，及時傳送可用的通信信息。第三電力通信的可靠性、靈活性要求，促使光纖通信技術具有必然性。電力通信系統，在傳輸時，不能有突變、間斷的情況，保障電力通信的可靠與靈活。光纖通信技術本身具備靈活、可靠的特征，優化了電力通信的運行環境。第四光纖通信技術確保電力通信具有抗干擾性，體現光纖通信在電力通信內的必然性。電力通信應該在長期的環境中，保持著穩定度，禁止有沖擊干擾的情況，如果電力通信有突發故障，就會在較大的范圍內，引起干擾問題，由此光纖通信技術的應用，改善電力通信的運行狀態，促使電力通信在光纖通信技術的作用下，具備抗沖擊性，維護電力通信的安全、穩定，加強抗干擾的力度。
3光纖通信技術在電力通信中的運用
3.1光纖通信線路
電力通信中，光纖通信線路主要有3類，分析如：（1）OPGW，該線路方式在電力通信中的服務范圍廣，主要用于地線的光纖單元中，或者使用到新建、改造的通信線路內，OPGW在線路中，具有防雷的作用，保護電力通信中的輸電導線，降低了外界因素的沖擊干擾；（2）OPPC，電力通信系統具有一定的特殊性，此類光纖通信線路，接入到相線結構內，構成復合光纖，合理運用線路資源，協調好通信中的頻率、電磁兼容的特征，實現新型的電力通信；（3）ADDS，其在不同的電力環境中，采用復合架空的方式，光纖通信路線外側，使用外護套保護，保障電力通信運行的可靠性。
3.2組網技術
光纖通信組網技術，按照電力通信的實際情況，可以分為SDH、OTN技術兩種。SDH技術是一類傳輸的體系，能夠自主選擇通信路由，優化了電力通信的運行環境。SDH在電力通信中，接入層在寬帶方面的要求很小，采用時分復用模式，就可以綜合傳輸通信業務，降低了電力通信的成本投入量。SDH具備自我保護的特征，注重電力通信的安全度，維護電力通信的穩定性。
3.3光纖傳送網
電力通信在光纖傳送網中的運用，提高了通信傳輸的速率，采用編碼調制、非線性抑制、色散補償等技術，確保電力通信網，具有中長距離傳輸的特征。光纖傳送網拓寬了電力通信光纖通信的容量，配合好時分復用、波分復用的技術，完善電力通信網的運行，表明光纖傳送網的高效性。
3.4光纖通信接入網
光纖通信接入網在電力通信中，構成結構比較多，如：以太網接入、GPON技術等，積極提高電力通信的傳輸速率，支持通信網運行時的業務，全面維護電力通信的穩定性和高效性。電力通信在電網系統中，運行業務量大，采用光纖通信接入網，有利于提升通信的運行水平。
3.5光交換技術
光交換技術是光纖通信的關鍵，具備優質的發展能力。光纖通信技術，在電力通信中，引入光交換技術，方便實現各類通信網之間的交換，而且光交換技術，有著統計復用的特征，簡化了電力通信的實現，拓寬電力通信對寬帶的利用范圍。
4結束語
光纖通信技術，促進了電力通信的發展，根據光纖通信技術的實踐優勢，合理分配好光纖通信技術的運用，改善電力通信的狀態和運行。光纖通信技術具有很大的潛力，根據電力通信的具體需求，落實光纖通信技術的實際運用，保障電力通信的穩定性和有效性，全面支持電力通信的構建。
參考文獻
光纖通信系統主要由光發射機、光纖傳輸線路和光接收機三個部分組成。光發射機用于電信號的發射、光纖傳輸線路用于光信號傳輸、光接收機用于光信號接收。本文主要討論光源、光纖、光探測器對光纖通信性能的影響。
【關鍵詞】
光源；光纖；光探測器
光纖通信技術(opticalfibercommunications)作為一門通信技術，近年來發展日新月異，已成為未來信息社會中各種數據承載的主要工具。光纖通信系統主要由光發送機、光纖線路、光中繼器、光接收機和各種無源光器件等組成。本文主要探討光源、光纖、光探測器對光纖通信系統性能的影響。
1光源對光纖通信性能的影響
1．1合適的發光波長光源的發光波長必須在通信光纖的低損耗區，即0．85μm、1．31μm和1．55μm三個石英光纖的“低損耗窗口”。光通信系統中作為第一窗口的0．85μm“低損耗窗口”使用非常少了，1．31μm的“低損耗窗口”在實際應用中非常廣泛，1．55μm的“低損耗窗口”也越來越多的被使用。
1．2足夠的輸出功率光源輸出功率的大小對于光纖通信系統的中繼傳輸距離有著直接的影響作用。在光纖通信系統工作在線性狀態下光源的輸出功率越大，系統的中繼傳輸距離就會越遠。常用的光纖通信系統的光源輸出功率為100uw－2mW。
1．3可靠性高，壽命長光源的可靠性和使用壽命對光纖通信的可靠性影響非常大，通信工程要求通信光源的平均工作壽命在106小時內(約工作使用100年)不允許因光源自然損壞而發生中斷通信。
1．4輸出效率高光源的輸出效率對光纖通信也有很大的影響，一般要求在低電壓工作狀態下光源器件有盡量高的輸出效率。這樣做的目的是有利于無人中繼站的供電。目前輸出效率的標準是大于10%，將來希望能夠達到50%。
1．5光譜寬度窄光源器件的光譜寬度影響統的傳輸帶寬，不同頻帶的光與光纖的色散效應相結合，能夠產生噪聲，對光纖通信系統的傳輸容量和傳輸距離有影響。理想的光源器件產生的光源只在一個頻點上，實際中這樣的光源器件還沒有辦法做出來，這樣就只能要求通信中使用光源的光譜寬度窄。
1．6聚光性好光纖通信中，光源器件所發的光要能夠更多地耦合進光纖才能保證中繼距離遠，這就是常說的耦合效率要高。耦合效率高，實際能夠進入光纖的光功率就大，這就要求光源有較好的聚光性。
1．7調制方便光纖通信就是把各種數據信息加載到光波上傳輸。能夠高效和高頻率地用電信號來調制光波對光纖通信系統有很大的影響。除了以上對光源特性要求，在實際的光纖通信系統中還要考慮其他的因素。工程設計中通常選用半導體激光器和半導體發光二極管，這些光源器件的性能能夠滿足上述的各項要求。
2光纖對通信系統性能的影響
光纖是光信號傳輸的物理介質，其特性直接決定光纖傳輸系統的帶寬和傳輸距離。按理論計算，光纖通信常用波長1．3微米及1．55微米波長窗口的容量可達25000GHz。光纖通信的速率已從單波長的2．5Gb/s和10Gb/s爆炸性地發展到多波長的Tb/s(1Tb/s=1000Gb/s)傳輸，實驗室光系統速率甚至達到10Tb/s。
2．1損耗對通信系統的影響由于光纖損耗的存在，光信號在光纖中傳輸時不管是模擬信號或者是數字脈沖信號幅度都要減小，其功率隨著傳輸距離的增加以指數形式衰減。這樣就導致光纖的損耗在很大程度上決定了系統的傳輸距離。在最一般的條件下，在光纖內傳輸的光功率P隨距離z的變化，可以用下式表示，式中，α是損耗系數。
2．2色散對通信系統的影響光纖的色散是由于速度的不同而使得傳播時間不同，因此造成光信號中的不同頻率成分到達光纖終端有先有后，從而產生波形畸變的一種現象。這種現象表現在傳一個脈沖信號時，光脈沖將隨著傳輸距離的延長，脈沖的寬度越來越被展寬。色散一般包括模式色散、材料色散和波導色散。常用光纖的種類有G．652單模光纖、G．653色散位移光纖和G．655零色散位移光纖等。
3光探測器對光纖通信性能的影響
3．1響應度(R)對光纖通信性能的影響響應度(R)是指在一定波長的光照射下，光電檢測器的平均輸出電流與入射的平均光功率之比稱為響應度(或響應率)。
3．2量子效率(η)對光纖通信性能的影響量子效率定義為通過結區的載流子數與入射的光子數之比。
3．3波長響應對光纖通信性能的影響各種材料有著不同的禁帶寬度，這樣導致不同的材料制作的光電檢測器，有著各自的波長響應范圍。Si材料制作的光電二極管，波長響應范圍是0．5～1．06μm，Ge材料制作的光電二極管，波長響應范圍是1．1～1．6μm。不同的光電接收器工作于不同的光纖系統。
3．4響應速度對光纖通信性能的影響光接收器(光電二級管)的響應速度是指它的光電轉換速率。響應速率常用響應時間來表示。響應時間直接影響光電二極管所能接收的最高傳輸速率，因此越短越好。光電檢測器的性能直接影響光接收機的靈敏度。在實際應用中光纖通信系統中常用的有PIN光電二極管和雪崩光電二極管(APD)兩種類型。
4結語
光源、光纖、光探測器構成了光纖通信系統的主體，各組成部分的性能好壞對光纖通信系統性能都起著非常重要的作用。是實際光纖通信系統的設計中，要求熟知光源、光纖、光檢測器的相關產品及應用有一定了解，重點在于掌握光纖通信系統的基本方法———功率預算和帶寬預算以及高速系統的色散受限和損耗受限對中繼距離的影響等。
參考文獻:
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