光通信范文

導語：如何才能寫好一篇光通信，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

英文名稱：Study on Optical Communications

主管單位：武漢郵電科學研究院

主辦單位：武漢郵電科學研究院

出版周期：雙月刊

出版地址：湖北省武漢市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1005-8788

國內刊號：42-1266/TN

郵發代號：

發行范圍：

創刊時間：1975

期刊收錄：

中國科學引文數據庫(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

期刊榮譽：

Caj-cd規范獲獎期刊

聯系方式

篇2

【關鍵詞】光通信；技術；寬帶通信

引 言

光通信是一種以光波為傳輸媒質的通信方式。光波和無線電波同屬電磁波，但光波的頻率比無線電波的頻率高，波長比無線電波的波長短。因此，光通信具有傳輸頻帶寬、通信容量大和抗電磁干擾能力強等優點。

光波按其波長長短，依次可分為紅外線光、可見光和紫外線光。紅外線光和紫外線光屬不可見光，它們同可見光一樣都可用來傳輸信息。光通信按光源特性可分為激光通信和非激光通信；按照傳輸媒介的不同，可分為有線光通信和無線光通信。常用的光通信有大氣激光通信、光纖通信、藍綠光通信、紅外線通信和紫外線通信。

1、光通信系統

數據源被傳送到遠端的某個目的地。數據源的輸出波調制到一個光載波上，光載波以光場或光束的形式通過光通道進行傳輸。在接收端，光場被征集和處理。通常，檢測時會伴有噪聲干擾、信號變形、內存背景輻射。此系統中傳輸載波是光波頻段，系統的工作方式與其它采用調制方式的通信系統是相同的。而光波系統所采用的器件與無線電射頻系統所采用的標準器件大不相同。它們在使用方法、特性方面有很大的差異，需要不同的設計過程[1]。光通信系統方框圖如圖1所示。

2、寬帶通信技術

寬帶通信依托綜合化、數字化、寬帶化、智能化、多樣化的光通信網，向用戶提供語音、數據、圖像、視頻的交互式多媒體信息服務。寬帶的通信質量和能力都遠遠超越了窄帶通信系統，表現于數據通信能力和圖像通信能力等。

寬帶通信技術發展趨勢和特點：目前我國城市正處于快速發展階段，農村地區處于市場導入期，潛力巨大。2011年全國農村寬帶家庭普及率為10%，預計未來3年加速增長，2012年為14%，2014年將達到20%，隨著城市化進程的加快，互聯網將成為改變城鄉二元結構、縮小城鄉差距的重要手段之一。發展寬帶通信業務已經成為國內運營商的戰略抉擇，也將成為國內市場競爭的焦點。未來寬帶通信業務的趨勢是（1）寬帶接入普及率逐漸提高；（2）寬帶通信業務趨于個性化；（3）寬帶通信業務不斷多媒體化、融合化；（4）寬帶集成通信業務將快速發展；

3、網絡的寬帶化和光纖通信

20世紀70年代后半期，光纖作為使用傳輸技術引進以來，其研究開發的歷史一直走傳輸容量大和應用領域擴大的路。支撐互聯網通信量爆炸性增加的是光纖預計今后將推進圖像信息等高速信息流的配送服務和TV會議等豐富的雙向多媒體通信等寬帶服務的引入，網絡的寬帶化是必然的，其中，作為構建未來寬帶遍布網絡的技術，光纖和移動通信無疑是璀璨的雙壁[2]。綜上所述，可以把光纖通信技術的研究開發動向概括為以下三個方面。

（1）傳輸介質的大容量化。大傳輸容量技術是極大限度地利用傳輸介質的能力，以提高傳輸效率的技術，是以往所有傳輸系統開發一貫專注的技術。從這方面講，具有很大潛在傳輸頻帶的光纖的大容量化是今后研究的重點。大容量化是光放大波段的擴大，在波段中信道的高密度復用、信道傳輸速率的高速化、遠距離傳輸技術。即光放大波段擴大是從初期1550nm波段附近的20-30nm，大了1450-1650nm的200nm，將近擴大一個數量級。這與波長信道高密度復用和頻率利用率的提高相結合?？梢赃M行超過100信道的波分復用傳輸。而且每個信道的傳輸速率也可用以往電子式時分復用，現在達到40Gbit/s。對于光領域的TDM（Time Division Multiplexing）技術，達到了數百吉比特每秒的高速率。為實現寬波段遠距離超高速傳輸，必須實現全信道均勻傳輸特性，必須進行放大器、傳輸碼、色散管理等技術及其綜合技術的研究。

（2）網絡化技術。隨著WDM的引入，因鏈路的大容量化，而使鏈路容量超過節點處理能力，則出現電子瓶頸這一新問題。因此，關于網絡的研究正在飛速發展。這項研究是將光分插復用器或光交叉連接引入節點內，不僅是鏈路，而且節點也光化，利用光級別的接通技術，要有效地構建性能價格比很高的網絡。光子網絡的技術基礎是WDM技術。但WDM技術不僅僅是點對點鏈路技術，其最大特點是作為網絡技術來使用[3]。

（3）使用光纖的接入系統寬帶化的相關技術。目前的光接入系統有兩種，一種是改造現有設備的經濟上較為合算的系統；另一種是可以提供新服務項目的系統。

4、在新領域中的光通信技術

以傳輸速率數十兆比特每秒的中小容量光纖系統的引入為開端，從20世紀70年代的后半期開始，以公用通信網為主，推進了系統高速化和大容量化。對公用通信網之外的領域也研究引入光纖、對飛機、汽車等移動物體內和計算機之間和機器之間也引進了光纖。此時，出現了微波光子學的領域，并針對移動通信、先進道路交通系統、陣列天線、計量等領域的應用進行了研究開發。光空間通信系統是在光纖通信的研究正式開展的20世紀70年代前半期研究的領域。

篇3

政策利好，光通信迎來十年最好的發展時機。

5月10日，國務院常務會議確定實施“寬帶中國”戰略工程，預計2012年末全國FTTH（光纖到戶）用戶將達2000萬戶。而寬帶中國戰略對于光纖入戶方面的助推力度更大，預計到“十二五”末，全國光纖入戶用戶數量超過4000萬。

隨著政策利好號角的吹起，幾個光通信老玩家紛紛先在股市上體驗了一把高歌猛進。一時之間，光通信行業似乎進入了盛夏，火熱異常。

但是我國的光通信行業真的到了可以駐足回望，志得意滿的時候了么？

我國已經成為了世界上最大的光纖光纜制造國，可是獨占光纖行業利潤70%的預制棒卻依舊走不出依賴進口的困境。我國獨占全球光器件市場20%~25%的市場份額，但是核心器件卻遲遲擺脫不了進口。

我國是光通信大國而非光通信強國。在為國家萬億元政策利好興奮歡呼之余，我們是否該仔細想想是什么阻礙著我國光通信領域核心技術的創新？又是什么阻礙著我們將擁有的自主技術沒能實現大規?；瘧?？

機遇與挑戰并存，面對政策助推大潮，我國光通信行業能否順著大潮在技術創新、品牌競爭力、產品質量方面實現飛躍，將是萬億元大餐能否舒服吞下的關鍵。

光通信大國的瓶頸

如何實現由量到質的飛躍，是中國光通信人面臨的難題。

從無到有，截至2011年年底，我國已經成為了名副其實的光通信大國。

2011年，國內光器件市場收入約為100億元。在全球市場中，中國獨占了近三成的市場份額。而將近15%的年增長率使得我國依舊是全球最活躍的光器件市場，潛力空間巨大。

在光通信上游的光纖光纜領域也是如此。截止到2011年年底，共有17家光纖企業，共有光纖拉絲機159臺，拉絲光纖生產線279條，已敷設光纖總量4億芯公里，僅2011年的光纖用量就達9000萬到1億公里。

巨大市場需求推動著我國光通信產業的市場規模呈現出高速的增長態勢。

5月4日，工業和信息化部《通信業“十二五”規劃》，5年內信息基礎設施投資總額達2萬億元。在寬帶建設、三網融合、IPv6升級方面起基礎作用的光通信行業成為了這一政策最大的受益者。

與此同時，寬帶業務競爭不斷加劇、三網融合不斷推進以及3G用戶規模的不斷擴大使得以三大電信運營商為代表的企業加大了自己的“光戰略”布局力度。

但是光通信大國而非光通信強國的現狀，已經成為了中國光通信人必須要解決的一個問題。

在低端領域盲目擴張，依托價格戰而非技術戰使得我國光通信產業鏈中重要環節光器件領域陷入低價薄利困局。當前的低價薄利現狀使得國內光器件企業的生存空間漸漸萎縮。

而隨著對于低端器件需求日趨穩定，以及供需平衡被打破，產能過剩現象日益凸顯，從事低端光器件生產的廠商盈利空間被壓縮得很小很小。而真正有著高附加值、高利潤額度的核心器件，我國依舊依賴進口。高端的關鍵芯片技術掌握在國外公司手中，使得國內的高端器件生產受到嚴重制約。加大高端研發的投入，掌握關鍵核心技術已經成為行業發展的當務之急。

核心技術不能突破，就難以從市場大國轉型為技術強國，這已經成為我國光通信發展的最大瓶頸。

高光業績背后

目前，我國已經成為全球主要的光纖光纜市場和全球最大的光纖光纜制造國。

其實早在2009年，光纖光纜行業曾一度陷入低迷。隨著日本等海外供應地區產量放緩以及國家連續出臺利好政策，光纖光纜行業在今年一開年便迎來了開門紅，從今年3月起，光纖光纜行業不斷傳出景氣回升、廠商訂單飽滿、產品提價等信息。

這種需求旺盛的狀況為光纖光纜廠商著實帶來了利好。以中天科技為例，作為一家A股上市的一線光纖光纜廠商，其主要生產的線纜產品，按照產品應用領域的不同，劃分為通信線纜和電力線纜兩大類。根據2011年年報，用于通信領域的光纖光纜貢獻了總營收的54%，用于電網領域的導線及電纜貢獻了35%。光纖光纜業務為中天科技貢獻良多正是得益于整個光纖光纜市場繁榮的大環境。

只要生產出了光纖就不愁沒市場，似乎成了目前光纖光纜行業最真實的寫照。不僅一線企業如此，二三線企業也是訂單飽滿。工業和信息化部電信研究院通信標準研究所李芳告訴記者，行業供應過剩情況從去年下半年開始好轉。

究其原因，賽迪顧問分析師耿巖表示，未來三年都是寬帶戰略的落實建設階段，電信領域的“光進銅退”將帶動市場對光纖光纜的旺盛需求。在需求拉動下，光纖價格有進一步上漲的空間。加上《通信業“十二五”規劃》，中國聯通、中國移動也會跟隨中國電信而追加光纖的投資力度，并形成光接入網絡的建設高峰。

北京郵電大學教授曾劍秋表示，日本地震及核泄漏是光線光纜一線企業業務好轉的原因之一。地震及隨后實施的限電措施嚴重影響該國企業的生產運營，導致原本就嚴重依賴進口的光纖光纜主要原產料光纖預制棒，供給更加緊張，有生產光纖預制棒能力的一線企業得到了優先供應權。

但是這種業績上的高光，并不能掩蓋在光通信上游市場上我國核心技術缺失而導致的行業困境。

“雖然我國光纖光纜需求旺盛，光纖需求在全球占有重要的地位。但是，核心技術光纖預制棒的發展還不能滿足國內的需求?！泵鎸ΜF在光纖光纜行業的供不應求現象，耿巖指出了其中隱藏的問題。光纖預制棒的制造已經成為影響我國光纖和光通信產業發展的一個瓶頸問題。

光纖預制棒技術是制作光纖、光纜的重要基礎材料，被譽為光通信產業的“皇冠上的明珠”。光纖預制棒的國產化、規?；呀洺蔀樾袠I發展的迫切需求。

武漢郵電科學院原副院長毛謙表示，在光纖預制棒、光纖、光纜產業鏈中，按利潤分配的比例是 7∶2∶1，而在光纖預制棒中，棒芯與包層的利潤比例是 4∶6。由于我國生產的光纖預制棒包層成本高，再加上主要原材料需要進口，因此不得不從國外大量進口光纖預制棒。

國內一些企業認識到問題的嚴重性，現已有了自主研發的光纖預制棒投入生產。2010年，亨通集團研制出了具備完全自主知識產權的光纖預制棒，將光纖預制棒刻上了“中國印記”。美中不足的是目前產能只能自給自足，對于我國仍有一半以上光纖預制棒靠進口的局面尚沒有帶來直接的改變。

長飛光纖光纜有限公司光纖事業部副總經理蔣小強曾擔憂道：“我國光纖光纜核心技術受制于人，新產品、新工藝總體上講還未擺脫被動跟隨的局面，外方通過光纜光纖預制棒，源源不斷地從我國獲得了高額的利潤?！?/p>

“即使光纖預制棒自給自足了，人家還是能卡住你?！泵t表示，“制棒、拉絲所需的一些主要原料和氣體主要還是依賴進口，許多制棒企業的控股權也還掌握在外國公司手中，這些都使得國內企業在制棒、拉絲方面的話語權不強?！?/p>

針對這種狀況，相關專家呼吁：我國企業之間應該要加強聯合，共享利益，在消化引進的光纖預制棒技術的基礎上，加強主要光纖預制棒生產商的合作，提高工藝水平，爭取在“十二五”末實現光纖預制棒自給以及裝備國產化。

除了在光纖預制棒領域的研發，近年塑料光纖成為新的熱點，但在通信網應用上離實用尚有差距，在車、船、軍事、計算機室內聯網等特殊領域有一定的應用前景；光子晶體光纖方興未艾，用來做器件或特種應用有優勢，但能否替代標準光纖尚無定論。

由此可見，我國光纖光纜行業“革命尚未成功”。

光器件桎梏

如果光纖光纜算作整個光通信產業鏈的基礎，占全產業鏈總產值70%以上的光器件可以被稱為光通信產業的心臟。

隨著我國光通信市場的持續升溫，光器件產業投資不斷擴大，國內涌現出一大批光器件企業。面對全世界最大的光通信市場，國內企業卻只能在低端領域施展拳腳。相比于大多數國家，我國擁有完整的光通信產業鏈，但核心的光器件卻依然靠進口。

在光器件領域，我國大而不強的現象更加突出。

“我國光通信從應用水平來講和國際差別不大，甚至有些地方還領先，但從研究和產業水平來講應該還有比較大的差距。無論是光無源器件還是光有源器件，高端的關鍵芯片技術仍然掌握在外國公司手中，使國內的高端器件生產受到嚴重制約。”毛謙說。

耿巖對記者表示，我國光器件產業存在的主要問題是品種單一，產品老化，散件組裝，缺乏創新，許多地區投資光纖連接器，光分路器成了重中之重。由于重復建設，規模分散，低端產品供過于求，國際市場競爭乏力，使許多企業虧損甚至破產。

2011年初，中國電信了“光網城市”戰略，中國聯通也啟動了FTTH工程。一石激起千層浪，行業內所有的企業都迅速轉型，能生產ODN（基于PON設備的FTTH光纜網絡）無源器件的都在擴容；不能生產的紛紛通過并購、建廠等方式參與進來。

但是大多數企業所生產的產品沒有太多技術含量，市場很容易飽和。大部分廠商只能靠頻繁打價格戰來保證市場份額。

國內某廠商的工程師曾表示：“我們每次采購一些器件的時候，總希望能盡量多地使用國產的產品，但大多都在技術評標的時候放棄了?！?/p>

李芳分析稱，雖然國內光器件企業勞動力成本占有優勢，模塊的制造工藝也已經較為成熟，但由于不掌握上游光芯片的核心技術，國內廠商無法提供滿足需求的光芯片，光器件模塊制造企業只能購買國外廠商的產品。而在光器件產業鏈的上游芯片關鍵環節受制于人，就成為光器件模塊企業成本難以降低的主要原因之一。

因此，盡快提升光器件企業的研發實力，自主研發生產光芯片成為打破這一局面的關鍵。

中國電信科技委主任韋樂平曾表示，低質量的光器件（特別是分路器的質量低下）加上本就復雜的FTTH建設環境，會造成更高的網絡故障率。

一些光器件企業認識到了上述問題，并已付諸行動。經過不斷努力，一些光器件企業已經在光芯片的自主研發方面取得突破，并實現量產。

這是好的一面，但與之相對應的是，“我們國內除了華為、中興和烽火有一定能力真正做芯片外，其他的中小企業根本做不了芯片。”，毛謙的話道出了中小企業的發展瓶頸。

從模塊到芯片的垂直整合制造，正是國內光器件企業謀求發展壯大之路。可以預見，具備了芯片制造能力的廠商將擁有更強的市場競爭力，他們將在國內國際的競爭中成為市場主角。

政策助力需對癥

光通信產業作為各國戰略性產業之一，使其快速發展必然需要得到政府政策的大力支持，而政府對產業的扶持力度決定了其產業發展速度和產業規模大小。

從1984年在武漢三鎮第一次試點光纖通信開始，國家對于光通信就一直堅持“政策引導”以及“國家戰略”。

今日新出臺的“寬帶中國”戰略的發展目標，相比“十一五”投資40％的快速增長，“十二五”電信基礎設施投資達2萬億而言，對光通信廠商、移動設備商、互聯網設備商以及寬帶運營商的助力作用更加明顯。

毛謙認為，我們光通信市場產品價格很低，企業每年銷售額雖然很大，但是利潤率還是很低，甚至有些企業出產越多，虧損越多。他呼吁政府能像解決三農問題一樣給出優惠政策，像家電下鄉政策一樣給出補貼、減免稅收，使得企業可以加大科研投入。“單靠企業自己在市場打拼，難度是很大的。這方面應向日本、韓國學習?！?/p>

日本是世界光通信大國，光通信網絡發展較早，光纖接入建設一直處于全球領先地位。日本光通信企業在日本國內市場占有70%以上的份額，FTTH起步早，用戶居世界首位，寬帶業務發展成熟度高，龍頭企業優勢明顯。日本在網絡建設政策方面采取了政企合作方式，選擇通產省和日本電信委員會等政府機構和企業密切合作，共同致力于日本光通信的發展。

韓國則是亞太地區乃至全球主要的光通信市場之一，尖端科技投入和政府干預等一系列因素推動韓國光通信產業的發展。

韓國政府計劃在2008-2015年間投資5000億韓元支持國內通信網絡建設，全國FTTH覆蓋率達到58%，2015年前實現全部覆蓋。與韓國比，我國目前FTTH覆蓋率只有4.5%，差距顯而易見。

“我國光通信產業亟待解決的問題是規模效應有待提高。另外，產業中中小廠商居多，品牌美譽度和整體的競爭能力需進一步加強。整體的科研開發能力則是發展的重中之重。”耿巖分析稱。

不少中小企業呼吁，作為光通信最為基礎的器件領域，國家有必要對光器件產業進行扶持，以構建完善的產業生態體系。國內許多器件廠商竭澤而漁的做法，不僅不利于企業自身的發展，反而會進一步惡化整個產業的發展環境。

篇4

【關鍵詞】 可見光通信系統 關鍵技術 研究

一、可見光通信的定義

可見光通信技術的發展來源是一種白光LED技術，由此作為一種新型的通信技術，可見光通信技術的特點中也含有白光LED技術的特點，即作為突出的高速響應特性。高速響應特性表現為信號是由LED可見光進行調節和傳輸的。這種新型技術的運行原則就是結合可見光技術以及通信傳輸技術，構建出一種基站燈，這種基站燈也吸收了照明和通信技術，所以在性質上是一種兩用的基站燈。從而為寬帶的接入方式提供了一種新思路。

作為眾多新型的通信技術之一，可見光通信技術在近些年得到了快速發展，利用與生活緊密相連的可見光，進行移動通信網絡的覆蓋，提高路的質量，為通信用戶提供更加高質量的服務。這種通信技術不僅僅提高了移動通信網的安全性，還更加關注用戶的隱私，保證用戶的信息安全，減少長期使用通信網絡用戶的健康影響。

二、研究現狀及關鍵技術

2.1研究現狀

由于可見光技術涉及到生活的方方面面，運用廣泛，其中包括公共場合的電燈、廣場的大型顯示屏、道路上的路燈等等，正是可見光技術的場合應用多，將照明和通信技術相結合的可見光通信系統也受到研究人員的關注和重視。也正是如此，現今將可見光通信系統的研究成果運用到了許多方面，例如家庭無線網絡、辦公區域的數據傳輸等等。國家也為了發展這項新型技術，頒布了《“十二五”國家科技計劃信息領域2013年度備選項目征集指南》。總而言之，可見光通信技術的研究現狀是樂觀的，受到重視。

2.2關鍵技術

可見光通信系統的關鍵技術和元件主要總結為以下幾點：（1）可見光光源和光敏元件。顧名思義，可見光通信系統基礎的技術和元件就是可見光。作為該系統的“動力”，可見光光源和光敏元件的作用和功能，就是將電信號轉換為光信號，首先完成基本的照明功能，然后發出可見光，可見光中也就攜帶了調制信息。光敏元件的功能就是尋找和捕捉光信號，為光源提供光信號。（2）數字調制器和解調器。這一關鍵技術的工作原理就是，捕捉和根據光的特性進行調制和解調。實質上就是通過光信號，將光信號所傳播的信息轉化出來，為系統的運作提供有效的保障。（3）信息編碼器。信息編碼器的功能就是在信息解制之后，將信息進行排列和編制，形成連續的波形，通過驅動電路直接驅動可見光光源進行發光，也是通過信息編碼器，恢復傳遞的信息。

三、可見光通信系統的應用困難

可見光通信系統的基礎是白光LED技術，雖然通信結構簡單，但是在應用當中也存在一些問題和困難。主要有整個系統的信號傳輸距離短，數據傳輸的效率和速度也沒有達到預期標準，從而也就導致了最終的照明無法達到標準。除此之外，還存在一些通信傳播的盲區，這些盲區也影響到了整個系統的通信功能。例如一些路人或者物體的阻擋，也會影響信號的接收，LED的布局也不夠合理，從而也降低了信號的接收效率。同時，信號的傳輸頻率往往是不同的，這就顯示了現今可見光通信系統急需正交頻分復用調制功能。系統的調制帶寬也需要提高均衡技術。

四、未來發展的趨勢和展望

1、大型會館內的使用。在一些博物館和展覽會館中，主要運用的方面就是信息的講解。參觀者可以通過自己的手機一些的數碼設備，了解和接收相關信息的文字和圖像等等，十分方便。

2、應用于商業方面?？梢赃\用在商品功能上，例如在電子賀卡、小玩具等上加入LED功能，也是為商品提供新的設計思路。

3、運用于實時信息的傳播方面。在股市中、交通信息、商品廣告等方面，這些信息的更新效率要求較高，追求實時性，將該系統運用到這些方面，人們能夠隨時隨地了解信息的更新。

4、照明市場的運用。可見光通信系統的照明功能可以運用在照明市場中。照明市場范圍廣，應用領域多，例如車用照明、交通照明等等。該系統在使用照明功能的同時，還能夠通過通信功能完成信息的采集。

五、結語

作為一種新型的技術，可見光通信系統不僅受到研究人員以及國家的重點關注，在功能上實用性和功能也非常強大。本篇文章對該系統中的關鍵技術進行了研究和分析，對其中所存在的問題進行了解答，并對未來的發展做出了展望。

參 考 文 獻

[1]胡國永；陳長纓；陳振強；；白光LED照明光源用作室內無線通信研究[J]；光通信技術；2006年07期

篇5

[關鍵詞]無線光通信技術高速率數據傳輸系統構成

中圖分類號：TN929.11 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）21-0365-01

1 前言

隨著信息化社會的到來，通信技術也得到了日新月異的發展。在過去的幾年中，人們對傳輸速率的要求越來越高，使用高速率數據傳輸的用戶數量每年都在遞增，光纖通信因為能傳輸高速率的數據，成為廣域通信網的骨干網絡，如今在廣域通信網中80%以上的信息是通過光纖傳輸的。但是從光纖骨干網到用戶之間的"最后一英里"，如果鋪設光纜，不僅花費大而且耗時；許多無線通信技術可以解決"最后一英里"的問題，但是這些技術需要向無線電管理委員會申請頻率執照，不僅要使用戶支付大量的頻率占用費，而且申請也要花費數月的時間。

2 無線光通信系統的構成

無線光通信系統是以大氣作為傳輸媒質來進行光信號的傳送的。只要在收發兩個端機之間存在無遮擋的視距路徑和足夠的光發射功率，就可以進行通信。

一個無線光通信系統包括三個基本部分：發射機、信道和接收機。在點對點傳輸的情況下，每一端都設有光發射機和光接收機，可以實現全雙工的通信。系統所用的基本技術是光電轉換。光發射機的光源受到電信號的調制，通過作為天線的光學望遠鏡，將光信號通過大氣信道傳送到接收機望遠鏡；在接收機中，望遠鏡收集接收到光信號并將它聚焦在光電檢測器中，光電檢測器將光信號轉換成電信號。由于大氣空間對不同光波長信號的透過率有較大的差別，可以選用透過率較好的波段窗口。對基于FSO的系統來說，最常用的光學波長是近紅外光譜中的850nm；還有一些基于FSO的系統使用1500nm的波長，可以支持更大的系統功率。

3 無線光通信系統的特點和優勢

3.1 頻帶寬，速率高

從理論上講，FSO的傳輸帶寬與光纖通信的傳輸帶寬相同，只

是光纖通信中的光信號在光纖介質中傳輸，而FSO的光信號在空氣

介質中傳輸。FSO產品目前最高速率可達，最遠可傳送4km。

3.2 頻譜資源豐富

與微波技術相比，FSO設備多采用紅外光傳輸，有相當豐富的

頻譜資源，不需要申請頻率執照，也不需要交納頻率占用費，這是一般微波通信和無線通信無法比擬的。

3.3 適用任何通信協議

適用于任何環境，不依賴某種協議?，F在通信網絡常用的SDH、

ATM、以太網、快速以太網等都能通過，并可支持的傳輸速率，用于傳輸數據、聲音和影像等各種信息。

3.4 架設靈活便捷

FSO可以直接架設在屋頂，以及在江河湖海上進行通信，可以完成地對空、空對空等多種光纖通信無法完成的通信任務，而且無需埋設光纖，可以在幾小時內建立起通信鏈路，方便快捷，大大縮短了施工周期。

3.5 安全可靠

無線光通信的安全性是非常顯著的，由于光通信具有非常好的方向性和非常窄的波束，因此竊聽和人為干擾幾乎是不可能的。

3.6 經濟

光纖網絡的成本通常很高，鋪設過程耗時，而且投資不可撤回，而無線光通信技術可以在城域光網之外提供高帶寬連接，而成本只有在地下埋設光纜的五分之一。

4 無線光通信系統存在的問題

FSO是一種視距寬帶通信技術，發射機與接收機之間需要嚴格的視線傳播，當通信設備安裝在高樓的頂部時，在風力的作用下建筑物會發生擺動，這樣便會影響激光器的對準。由于大樓結構中某些部分的熱脹或輕微的地震等原因，有時也會導致發射機和接收機無法對準。

惡劣的天氣情況，會對傳播信號產生衰耗。空氣中的散射粒子，會使光線在空間、時間和角度上產生偏差。大氣中粒子還會吸收激光的能量，衰減信號的發射功率。

傳輸距離與信號質量的矛盾非常突出，傳輸距離越大，光束就會越寬，接收的光信號質量越差。

激光的安全問題必須考慮。發射功率必須限制在保證眼睛安全的功率范圍內。

5 無線光通信發揮的應用范圍

可以作為預防服務中斷的光纖通信和微波通信的備份；可以應用于移動通信基站間的互連，無線基站數據回傳；應用于近距離高速網的建設以及最后一英里接入；不宜布線或是布線成本高、施工難度大、經市政部門審批困難的地方；在軍事設施或其他要害部門需要嚴格保密的場合；用于企業內部網互連和數據傳輸。

6 國內外研究現狀

Canon主要產品有：CanobeamDT-50，速率從25Mbit/s到

622Mbit/s，可連接FastEthernnet、FDDI、ATM。特點是具有自動跟蹤系統，調整探測器件的位置以檢測激光束的光軸，所以不因建筑物的擺動而使傳輸中斷。同時，鏡頭自動跟蹤特性增加傳輸距離達2km。CanobeamIII：數據速率達到622Mbit/s，有不同的網絡接口，如ATM、FDDI、FastEthernet，并可選擇SNMP的TCP/IP。

桂林三十四所產品的主要性能參數有以下一些，傳輸速率：8Mbit/s，34Mbit/s，155Mbit/s；工作波長：850nm；通信距離：1～4km；光發射功率：小于40mW。

中科院成都光電技術研究所，開發的產品主要性能參數有傳輸速率：10Mbit/s；工作波長：850nm；通信距離：1～4km；發射功率：3～30mW。

深圳飛通有限公司開發出的樣機，其速率有155Mbit/s、622Mbit/s以及幾種，通信距離最遠可達4km。

7 FSO研究的發展趨勢

FSO目前存在的問題主要集中在下面幾個方面：針對大樓擺動的瞄準問題；大氣中粒子對光線的散射、吸收問題；提高傳輸速率問題。這些問題影響了傳輸的可靠性，所以對這些問題的研究成為FSO的發展方向。

7.1 發射、接收的瞄準的研究

在大風中或因地震引起大樓的擺動，發射機發送的光信號對不準接收機，產生的誤差大，甚至通信無法實現。目前的研究方向在于提高激光的瞄準，怎樣利用非機械裝置來實現精確的對準和快速瞄準；在接收機方面，散射光線也帶有信息，接收散射光線越多，接收的信號能量越大，但同時接收的噪聲也越大，所以盡量提高接收機接收信號總功率，又不能降低信噪比成為研究目標；

7.2 減小大氣對通信的影響

在不同的環境中不同波長的光線會有不同的傳播特性，這些不同的特性導致了在不同環境下，不同波長的光線會有不同的吸收窗口、不同的散射函數以及不同的折射率，需要尋求一種最優波長，在通信鏈路中找出波長與性能的最優組合。

7.3 傳輸速率的提高

FSO相對于其他接入設備最大的優勢之一就是帶寬?，F在FSO產品的速率從2Mbit/s開始，形成多個系列，比較典型的有10Mbit/s、100Mbit/s、155Mbit/s、622Mbit/s。有的公司采用波分復用技術，速率可以達到、10Gbit/s。

綜上所述，FSO的發展方向是解決大樓的抖動引起的對不準問題、大氣微粒的散射問題、大氣湍流影響通信問題，提高系統可靠性，在此基礎上提高傳輸速率，使FSO發揮最大優勢。

8 結束語

無線光通信已經成為現實，它是連接寬帶網的一種快捷方法。文中詳細地介紹了國內外目前對FSO的研究以及研究成果，分析了目前存在的問題，如果這些問題能得到解決，那么必能發揮FSO的最大潛能和優勢。隨著無線光通信技術的不斷完善，它一定可以得到廣泛的應用。

參考文獻

篇6

【關鍵詞】無線光通信相關應用關鍵技術

一、無線光通信技術的介紹

（1）無線光通信技術的概念。無線光通信技術是集無線通信和光纖通信兩者特點的一種新興技術，近十年來，無線光通信技術在我國相關領域內發展的很快，并且獲取了明顯的成績，對國內外無線光通信產業的發展意義重大。無線光通信技術的英文名為Free Space Optical Communication，可以簡稱為FSO，把英文名直接翻譯，就可以知道“自由空間光通信”的意思，所以，無線光通信技術又可以稱為自由空間光通信。無線光通信技術作為無線通信和光纖通信融合的產物，其相關研究領域重視其低輻射、抗干擾和高寬帶等特點，在研究過程中把它的這些特點體現出來，從而確定了無線光通信產業將來的研究方向。（2）無線光通信技術的基本工作原理。無線光通信技術，即自由空間光通信技術的工作原理是利用光波作為載體，通過大氣傳輸無線通信信號的一種無線通信方式，其輻射強度較低，對外界的干擾有一定的抵抗力，而且其包含的寬帶范圍很廣，是現代高科技發展的典型例子。無線光通信系統的信息傳輸以光波作為載體，所以其每一節點都要安裝光發射機和光接收機，這樣才能完成以大氣作為傳輸煤質的無線光通信的全過程。由于無線光通信系統存在光發射機和光接收機，結合光波分重復利用的技術，無線光通信系統才能夠實現雙方向的通信。光發射機是一個由很多部分構成的大系統，無線光通信的傳輸要求光發射機具備激光器、調制器以及編碼器等部分，而且對無線光通信傳輸煤質的大氣也有要求，必須是無遮擋的大氣信道才能發送信號。與光發射機對應的光接收機包括的系統部分不同于光發射機，一般由光檢測器、譯碼器和解調器等部分構成，光接收機的工作過程與光發射系統的工作過程正好相反。

二、無線光通信的相關應用

（1）無線光通信在骨干網的應用。無線光通信技術具有上文中提到的抗干擾、低輻射和高寬帶等一系列獨特的優點，把它具有適合運用在骨干網系統中運用，無線光通信豐富的頻譜資源，使得骨干網的傳輸過程變得簡易，可以節省建設成本，解決骨干網傳輸過程的常見問題，又節省建設所用的時間，對骨干網的健康運行帶來極大的保證。骨干網運用無線光通信技術的原因就在于，無線光通信技術具有高寬帶和抗干擾等優點，總之，骨干網利用無線光通信技術的高寬帶和抗干擾等特點來減少建設成本，對企業創造更大的經濟利益。（2）無線光通信在網絡通信中的應用。無線光通信是無線通信和光纖通信的相互結合，在互聯網領域中使用無線光通信技術，能夠發揮其獨特的特點，給網絡運營商帶來很大的經濟效益。因為，無線光通信技術在網絡通信中的應用主要體現在光纖網絡的備份，網絡光線的備份是指網絡運營商為了確保網絡通信的可靠性和穩定性而鋪設的兩條線路中的一條，這個一條備份冗余線路是利用無線光通信技術的特點，減少網絡運營商的建設成本，從而提高經濟效益和社會效益。（3）無線光通信在局域網及特殊環境中的應用。企業和學校等單位的局域網的建設和受災區、野外工作區域等特殊的工作環境中利用無線光通信技術，同樣節省建設成本、省時省力，使得信號的傳輸容量和傳輸速率得到提升的機會。

三、無線光通信常見的幾項關鍵技術

1、無線光通信中的數字平滑濾波器。雖然無線光通信技術本身具有抗干擾等獨特的優點，但是傳輸過程中的眾多噪聲直接影響有用信號的正常傳輸到接收機的過程，大大降低有用信號的正確傳輸。利用無線光通信技術的信息傳輸過程需要一個安靜的環境，像自然背景噪聲、電路中的熱噪聲和器件的開關噪聲都會影響到信號傳輸，如果再不排除這些噪聲的干擾，就會很大程度上降低無線光信號的傳輸質量。對此，無線光通信產業采取了數字平滑濾波器的技術，主要針對信息傳輸過程中的眾多噪聲，從而保證有用信號的傳輸的質量。

（1）數字平滑濾波器的設計。為了排除無線光通信過程中自然背景噪聲等眾多噪聲的影響，特意設計出了由A/D采樣電路和數字濾波器兩部分構成的數字平滑濾波器，對由探測器發出的信號進行過頻采樣并量化，再把信號送入數字平滑濾波器進行處理，基本上達到排除噪聲對信號傳輸的影響。（2）數字平滑濾波器的均值濾波。均值濾波是指數字平滑濾波器的工作原理，數字平滑濾波器對被A/D采樣電路量化好的模擬信號值進行計算，算出某一區段的平均值，把整個區段的模擬信號都進行平均值的計算操作，然后再把每一個區段的平均值加權作為均值濾波器的輸出值。一般情況下通過分組計算平均值或者滑動求平均法計算出均值濾波器的輸出值，從而濾出有用信號，達到降低噪聲影響的目標。

2、多接受技術。多接受技術是無線光通信的關鍵技術之一，在現代的大部分移動通信系統中得到廣泛地應用，受到了我國通信產業的青睞，這種技術在國內外很有發展前途。多接受技術顧名思義就是分集接收，是指通過合并技術對若干個不相關的信號合為一路信號輸出的技術。本文下面具體介紹分集合并技術的三種不同方式以及多接受系統的設計思路：

（1）分集合并的方式：多接受技術，即分集合并技術的分集合并方式有等增益合并、最大比值合并和選擇式合并等三種類型，這三種分集合并方式的性能和實現難度都不同，例如，等增益合并的方式性能一般，實現較容易，雖然最大比值合并的實現有難度，但是其性能最好，而選擇式合并的實現較簡單，但是性能最差。最大比值合并，等增益合并，選擇式合并。（2）多接收系統設計。多接受系統的設計是為了降低大氣信道對信號產生的隨機影響，在無線光通信系統的接收機上安裝探測器，而且盡量使用很多個信號探測器，對無線光信號進行探測，然后把探測出來的多路信號單獨放大，通過A/D采樣電路采樣量化，再通過A/D采樣電路的轉換，最后進行數字平滑濾波和分集接收器的合并處理，最終得到合并信號。

3、信道編碼技術。信道編碼技術是指在無線光通信系統中，在等待發送的信息碼元的基礎上，還增加一些碼元的技術，在信號傳輸過程中具有發現錯誤和修正錯誤的功能。為了提高無線光通信信號傳輸的可靠性，利用某種算術的編碼規則，在接收端增加一些監督碼元或校驗碼元，對等待發送的信息進行解碼，從而檢查并修正碼元出現的錯誤。

結語：無線光通信與人們的生活息息相關，因為，在科技快速發達的當今社會，無線光通信技術已經廣泛深入到了人們的生活，給人們帶來了很多的便利。根據上文內容無線光通信技術具有很多優點，已經在第三代和第四代通信工具中廣泛應用，促進國內外通信產業的快速發展，幾項關鍵技術的研究體現出其廣闊的發展前景。

參考文獻

[1]劉義樂.無線光通信關鍵技術研究[D].北京郵電大學. 2013（01）

篇7

關鍵詞：FSO技術；光纖；成本節約

光通信分為有限光通信和無線光通信兩種，有線光通信即光纖通信，已經成為廣域網，城域網的主要傳輸方式之一。無線光通信又稱為自由空間光通信。（FSOfreespaceopticalcommunication）。FSO技術以激光為載體，用點對點或者點對多點的方式來實現連接。

一、無線光通信的簡介。

光通信的出現其實比無線電通信還要早一些。波波夫發送與接收第一封無線電報是在1896年。但是已發明電話而著名的，家喻戶曉的貝爾，在1876年發明電話之后，就想到了利用光來通電話的問題。1880年，他利用太陽光作為光源，用硒晶體（為一種鏈狀自然金屬單質礦物、三方晶系，空間群為93.21，晶體沿Z軸延長呈針狀、柱狀、灰色、條痕紅色，解理平行三組完全，晶體易彎曲，具撓性。莫氏硬度2.25～3。密度4.8克/立方厘米，為硒化物的風化產物，由硒鉛礦變來，常與褐鐵礦共生。）作為光的接收器件，成功的完成了光電話的試驗。而通話的最長距離已經達到了213米。在筆者看來，在貝爾畢生的發明中，光電話應該當之無愧為最偉大的發明。

無線光通信的系統組成可如圖所示

如圖可以看出，一個無線光通信系統包括三個基本的組成部分，發射機，信道和接收機。FSO系統的傳播介質是大氣，它是憑借大氣進行光的信號傳播。所以，只要在發射機和接收機之間存在足夠的光發射功率，并且存在無遮擋的視距路徑，就可以完成FSO的通信了。

對于一個無線光通信的系統來說，最經常使用的光學波長為近紅外光譜―850nm，如若要支持更大的系統功率的話，也可以使用紅外光譜―1500nm的波長。在FSO點對點的傳輸過程中，發射機和接收機的設置都是雙向的，即每一端都可發射光信號和接受光信號。以便于實現雙邊通信。而FSO所采用基本技術則是光電的轉換（photovoltaicconversion），光電轉換過程的原理是光子將能量傳遞給電子使其運動從而形成電流。這一過程有兩種解決途徑，最常見的一種是使用以硅為主要材料的固體裝置，另一種則是使用光敏染料分子來捕獲光子的能量。染料分子吸收光子能量后將使半導體中的帶負電的電子和帶正電的空穴分離。

二、FSO系統的一些關鍵技術。

FSO的關鍵技術主要包括：高功率激光光源技術，光收發天線和精密可靠的光束控制技術，大氣信道的研究，高靈敏度的信號探測和處理技術，高精度的捕獲、跟蹤和瞄準（ATP）技術等。

高功率激光器的選擇是FSO技術中十分重要的一環，激光器是用來產生激光信號，并形成光束射向空間。激光器的好壞直對通信質量及通信距離有著十分重要的影響，對系統整體性能影響更大，因而對它的選擇是一個重點?？臻g光通信的傳輸距離長，空間損耗大，因此激光器輸出功率大，調制速率高是對光發射器的一個重要要求。

一般用于空間通信的激光器有三類，其中的.二氧化碳激光器。，輸出功率最大（>10kw），輸出波長有10.6m、9.6m，但缺點是體積較大，壽命較短，因為它只適合于衛星與地面間的通信而不適合FSO系統的運用。

快速、精確的捕獲、跟蹤和瞄準（ATP）技術，是保證實現空間遠距離光通信的必要核心技術。該系統的組成包括兩個部分：捕獲（粗跟蹤）系統。“它比較適合在較為寬廣的范圍內捕獲目標，捕獲范圍約達±1°～±20°或更大。通常采用CCD陣列來實現，并常與帶通光濾波器、信號實時處理的伺服執行機構共同完成粗跟蹤，即目標的捕獲。捕獲的視場角為幾mrad，靈敏度約為10pW，跟蹤精度為幾十mrad；”跟蹤、瞄準（精跟蹤）系統。該系統是在最終完成目標捕獲后，對相應目標進行瞄準和實時跟蹤。通常采用四象限紅外探測器（QD）或Q-APD高靈敏度位置傳感器來實現，并配以相應伺服控制系統。精跟蹤要求視場角為幾百ad，跟蹤精度為幾rad，跟蹤靈敏度大約為幾nW。

大氣信道：對于大氣對激光通信信號的干擾的分析比比較有局限性，目前僅存在于大氣的吸收和散射等，很少涉及到大氣湍流所引起的一系列問題比如閃爍、光束漂移、擴展以及大氣色散等。其實這些因素都直接影響著接收端信號的信噪比，進而影響系統的誤碼率和通信距離、通信帶寬。因此，筆者認為有必要在這方面進行更加深入的探討，并合理提出以上問題的解決方案。例如，采用自適應光學技術就是一個非常不錯的研究方向。

三、FSO系統的優點與不足。

FSO系統是不需要向無線管理委員會申請頻率執照的，所有比其他的技術都要便捷很多，而且該系統所使用的機型小巧，容易架設。能夠很便捷的解決寬帶接入的問題，不失為一種省錢省時省力的好方法。

1.FSO系統的頻帶很寬，速率很高。這是由于FSO系統的傳輸介質與其他的不同，它是以空氣為傳輸介質的，所以所產生的阻礙會相對于光纖傳輸會更小，在相同的帶寬之下，有著更大的優勢。

2.FSO系統適合多種通信協議，在之前的通信系統中，一個普遍的比較麻煩的問題就是依賴與某種協議，但是FSO系統完全突破了這一限制，在現今通用的通信網絡中，比如以太網，ATM等，都支持FSO的傳輸速率。

因此又節約了一大批的資源成本。

3.FSO系統的搭建相當方便，不論是在江河海灘上，還是辦公大樓，屋頂上均能方便的架設，除了能實行地面架設以外，更不可思議的是可以直接進行空間架設。并且架設時間相當短，一般幾個小時之內便可以完成，大大節約了人力資源成本。

4.FSO系統的安全性能高，由于該系統具有非常窄的波束以及良好的方向性，因此很難以擾或者竊聽。同時，相對于價格昂貴的光纖網絡來說，FSO系統的成本很低，大概只有光纖系統的百分之二十的成本。

此外，FSO系統在很多方面都可以得到合理的運用，比如可以用于軍事設施或者國家保密部門的內部系統，用于施工難度高，技術難度大的省市或者邊遠地區，還可以作為防止光纖通信服務以外中斷的后備計劃，以及用于公司內部，家庭內部的局域網的連接。

當然，任何的網絡通信系統都是有自身的缺點和不足的，FSO作為一種通信技術，自然界對其影響還是很大的。因為激光對位置的精準度要求很高，如果由于大自然的風，雨，雷等原因而造成了激光發射器或者接收器位置的稍微偏離，便會影響光信號的對準與接收。除了惡劣的天氣，空氣質量也是影響其工作的因素之一，空氣中的散射粒子同樣的會使發出的光信號產生偏差，所以FSO系統對于空氣質量也是有一定的要求的。

由于FSO系統多半是用于短距離的傳輸，因此長距離傳輸也就成為了它的弱點。這使得該系統的運用范圍變得很窄。同時，由于是采用激光技術，對人體的安全也是不容忽視的因素之一。

中國的FSO技術引進時間比較晚，所以無線光技術到目前為止仍然處于研究起步的階段，尚未投入到大規模的使用和生產。少數的幾家公司率先實驗制制作出了成品，但是也還沒有投入到生產。究其主要的原因，還是對該技術存在著技術拿捏上的不足以及對其可靠性有所懷疑，因而不敢進行大規模的使用。但是，在筆者看來，無線光通信在國外已經有了良好的發展，說明其大規模的使用已經成為了必然的趨勢。它的便捷性，快速性以及對成本的要求較低，使得其成為了不可代替的一種通信技術手段。筆者相信，經過廣泛的研究和對突出問題的解決，FSO技術將在國內有著非常大的發展前景。（作者單位：華中科技大學文華學院）

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）。

篇8

[關鍵詞]全光通信；信息；網絡；光纖

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.12.114

[中圖分類號]TN929.11 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2016）12-0-02

在日常生活中，人們常常需要將信息從一個地方傳遞到另一個地方，這種信息傳遞的過程就是通信。從古代的烽火臺到1880年貝爾發明的電話，都是通信的手段，實現信息傳遞功能的技術稱為通信技術。隨著光纖的發明和普及，通信從電傳輸發展到了光傳輸，而近幾年“全光網絡”的提出和應用使通信方式有了質的飛躍。

1 光纖的發展

光纖是光導纖維的簡寫，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導工具。傳輸原理是光的全反射。1960年，美國科學家Meiman發明了紅寶石激光器，光通信從此有了起點；1966年，高錕博士發表了《光頻率的介質纖維表面波導》一文，提出只要降低玻璃纖維的雜質，就能使玻璃纖維的損耗降低到20 dB/km，就有了用于通信的可能；1970年美國貝爾實驗室、日本電氣公司和前蘇聯先后研制成功鎵鋁砷雙異質結半導體激光器，為半導體激光器的發展奠定了基礎；1970年，美國康寧公司研制成功損耗20 dBkm的石英光纖；1986年光纖的損耗降低到了0.154 dB/km，接近了光纖最低損耗的理論極限。光纖按傳輸模式分為單模光纖和多模光纖，工作波長從0.85 μm發展到1.31 μm和1.55 μm，傳輸速率從MB/S發展到GB/S。

光纖的特點：頻帶極寬；損耗?。槐Ｃ苄詮姡豢垢蓴_性強；光纖通信不帶電，可用于易燃易爆場合；使用環境溫度范圍寬；抗化學腐蝕，使用壽命長。

2 光纖通信的發展

所謂光纖通信，就是利用光導纖維來傳輸攜帶信息的光波以達到通信目的。電通信是以電流作為信息的載體實現信息傳輸，而光通信是以光波作為信息載體而實現信息傳輸。要使光波成為信息的載體，必須對光進行調制。光纖通信原理是在發送端首先把信息變成電信號，然后調制到發光器發出的光束上，使光的強度隨電流信號的頻率變化發生變化，然后通過光纖傳送出去；在信息的接收端，檢測器把收到的光信號轉換成電信號，經解調后變成原來的信息。

光纖通信系統可分為三部分：電端機（電發射機、電接收機）；光端機（光發射機、光接收機）；傳輸光纖。光纖通信是現代信息傳輸的主要手段，光纖通信的發展歷史雖然只有一二十年，但已經已經歷了三代：短波長多模光纖時期、長波長多模光纖時期和長波長單模光纖時期。光纖通信是通信史上的重大進步，歐美日等許多國家都已不再建設電纜線路，而大力建設發展光纖通信網。中國的光纖通信這幾年進步較快，大多數運營商都已實現了信息的光纖傳輸。

3 全光通信

全光通信指的是用戶與用戶之間的信號傳輸與交換全部采用光波技術，即數據從源節點到目的節點的傳輸過程都在光域內進行，而且其在各網絡節點的交換使用可靠性高、大容量和高度靈活的光交叉連接設備（OXC）。在全光網絡中，由于無需電信號的處理，所以允許存在不同的協議和編碼，使信息傳輸具有透明性。它同SDH傳送網一樣，滿足傳送網通信模型，遵循一般傳送網的組織原理、功能結構的建模和信息定義，采用了相似的描述方式。因此，很多SDH傳送網的功能和體系構想都可以用于全光通信網。

光通信的復用方式分為以下幾種。

（1）空分復用：利用在空間分割構成不同的信道來實現光復用的技術。

（2）時分復用：各路信號在同一信道上占有不同的時間間隙進行通信。

（3）波分復用（WDM）：在一根光線中同時傳送不同波長的多個光載波信號的技術。

波分復用又分粗波分復用（CWDM）、密集波分復用（DWDM）和頻分復用（FDM）。

WDM系統的特點：①充分利用光纖的巨大帶寬資源，光纖通信的優勢之一是其近30 THz的巨大潛在帶寬容量；②可同時傳輸多種不同類型的信號；③超大傳輸容量；④節省光纖資源，節省成本；⑤各通路透明傳輸，平滑升級擴容，光傳送網可支持盡可能多的客戶；⑥利用成熟的TDM技術；⑦利用EDFA實現超長距離傳輸；⑧對光纖的色散無過高要求；⑨可組成WDM全光網絡。

全光網絡（AON ，All Optical Network）是指信號只是在進出網絡時才進行電/光和光/電的變換，而在網絡傳輸和交換的過程中始終以光的形式存在。因為在整個傳輸過程中沒有電的處理，所以PDH、SDH、ATM等各種傳送方式均可使用，提高了網絡資源的利用效率。

全光網絡技術包括全光交換、光交叉連接、全光中繼和光復用/解復用、全光信息的放大和再生。

3.1 全光交換

全光交換技術分為光的電路交換和光分組交換。光的電路交換和現在的電路交換技術相似，光交換可以分為：時分交換技術、波分交換技術、空分交換技術、復合型光交換等技術。

全光網絡支持不同需求的業務，業務的不同需求使用戶對寬帶的要求也不同，這時候光分組交換技術就被提出來了。

3.2 光交叉連接（OXC）

光交叉連接一種能在不同的光路徑之間進行光信號交換的光傳輸設備。它用作在全光網絡中各節點處將不同光纖信號（或各波長信號）與其他光纖的信號進行可控的連接。OXC主要有光交叉連接矩陣、管理控制單元、輸入單元、輸出單元等模塊組成，光交叉連接也有空分、時分、波長交叉等不同方式，目前空分交叉和波長交叉比較成熟。

3.3 全光中繼

現在的光纖傳輸系統采用光＼電＼光再生中繼器方式，這種方式十分復雜，系統的可靠性和穩定性也受到影響。去掉上述光＼電＼光的轉換過程，在光路上直接對信號進行放大傳輸，是全光傳輸必須解決的問題。目前已經開發出半導體光放大器和光纖放大器，上述問題便得到了解決。

3.4 光的復用與解復用

光時分復用技術Optical Time Division Multiplexing（OTDM），是指多路光信號可以在一條劃分成若干時隙的復用信道中傳輸。

光波分復用技術Wavelength Division Multiplexing（WDM），不同波長的光信號經調至后在一根光纖中傳輸。密集波分復用（Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM）是在WDM的基礎上，光載波的光譜間距更加緊密，從而使光纖達到更高的傳輸性能。

3.5 全光信息的放大和再生

信號在光纖中傳輸，光纖的色散和損耗對通信質量的影響很嚴重。損耗導致信號隨傳輸距離的增加而衰減。這就需要一種能使光信號放大的技術，摻餌光纖放大器（EDFA）是一種對光信號放大的有源光元器件，有了它就可實現光纖遠距離、大容量的信息傳輸。光信號在光纖中傳輸會有不同程度的色散，它會使得光信號脈沖展寬，發生干擾，使誤碼率增加，因此對光信號進行再生措施也是必然的需要。

4 全光通信的發展

全光通信是通信網絡發展的現實目標。全光傳送網（OTN）是目前全光網絡的發展趨勢，在點對點信息傳輸中，全過程不經過任何的光電轉換。下一步，光聯網的實現也需要新一代光開關、波分復用器、光衰減器、光放大器等元器件的發展。要建成完整的全光網絡，有許多信號處理、儲存、交換等要由光子技術完成，來實現點到點的光傳輸、交換和處理功能。

5 結 語

全光通信巨量的信息能夠超長距離、超大容量無中繼地傳輸。隨著通信業務高速的發展，各種新技術的不斷完善和進步，通信領域向全光網絡前進的步伐也在加快。可以小規模開始，隨著業務量的增加而逐步加大規模，用“小步快跑”的方式讓用戶體驗新技術帶來的好處，在積累經驗的同時，分階段地、穩步地走向全光網絡時代。全光通信必將成為通信發展的新趨勢，在21世紀前期，全光通信將會全面普及化。

主要參考文獻

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【關鍵詞】 多功能光通信測試儀

在光通信傳輸領域，紅光筆、光源以及光時域反射儀是日常運維工作中的常用儀表。紅光筆通過輸出650nm左右波長的紅色光來實現端到端光纖識別功能，多用于綜合布線施工與維護領域；手持式光源，可根據用戶要求提供1到4個波長的穩定輸出，既可以向單模光纖測量提供1310nm和1550nm的雙波長激光輸出，又可以向多模光纖測量提供850nm和1300nm的雙波長激光輸出，廣泛應用于光纖工程測試領域。為保證光纖測試的準確性，提升光信號的傳輸質量，光纖端面檢測技術應運而生。該技術是利用光學放大原理來檢測光纖端面凹陷、污染、劃痕等。

一、現有光纖儀表測試弊端

在日常對光纖進行衰耗測試時，遵循以下步驟：1、對紅光筆和光源所用FC-FC光纖跳線兩端接頭端面進行檢測，看是否存在接頭端面污染。若存在，利用光纖清潔工具清潔光纖端面灰塵和細小顆粒，并繼續檢測處理，直至端面檢測正常為止；若端面正常，進行下一步；2、兩個站內的纖芯對應關系和順序進行逐一確認，避免工程施工過程中線序熔接混亂導致的斷芯誤判。該過程通過紅光筆完成。3、按照已理清的纖芯對應關系，光源發光，對端站相應纖芯收光，記錄測試數據。使用紅光筆、光纖端面檢測工具和手持式光源完成光纜纖芯測量，存在以下問題：1、這三個步驟對單端光纖接頭拔插3次，增加了光纖接頭拔插次數，降低了光纖接頭的使用壽命；2、第二步光纖跳線一端斷開紅光筆，接入光源，此過程若操作不規范，存在光纖接頭被污染的風險，接頭污染后將影響第二步用光源測試的數據準確性；3、三個步驟完成測試，拔插風險環節較多，不利于提升測試效率。

二、多功能光通信測試儀

2.1原理

為更好的開展通信光纜運維日常工作，進一步優化光纜纖芯測試步驟和方法，高質量的完成光纜測試。建議研制多功能光纖測試儀。這種儀表集成了紅光筆、光纖端面檢測儀和手持式光源的全部功能，既能提供650nm波長可見紅光，又能根據需要分別輸出850nm、1300nm、1310nm、1550nm波長的激光，還可以檢測光纖端面是否存在凹陷、污染、劃痕等情況。多功能光纖測試儀結構主要包括以下部分：1、光輸出端：使用光源功能（包括紅光）時，可用FC型光纖跳線與之相連，將光輸出引入光纖；使用端面檢測功能時，將待檢測的FC接頭與之相連。2、LCD顯示屏：LCD顯示輸出的光波長值、頻率調制狀態和光纖端面圖像。3、電源開關鍵：長按該鍵（約3秒），打開或關閉光源。4、工作狀態下，指示燈綠色常亮；電量不足30%時黃燈常亮；充電過程中紅燈閃爍，電量充滿紅燈常亮。5、“MODE”鍵：切換光源的調制頻率，在CW/270Hz/1000Hz/2000Hz之間。6、功能選擇鍵，分為六個手調檔位，各檔位功能為：光源功能850nm/1300nm/1310nm/1550nm；紅光筆功能650nm；光纖端面檢測功能。

2.2技術方案

通用參數：

工作溫度（℃）：-10～+60 存儲溫度（℃）：-25～+70

電池連續工作時間（h）：20-25

高穩定度多波長單（多）模激光輸出，CW方式或者調制方式。大LCD顯示工作波長狀態。

光源功能參數：

發光器件：FP-LD

輸出功率（dBm）：0dBm（650nm），-6至-7dBm

可設定波長（nm）：650/850/1300/1310/1550

調制：CW/2Hz（650）/270Hz，1KHz，2KHz

光纖類別：SM，MM 連接器：FC

端面檢測功能參數：

放大倍數：400倍 可檢測光纖：FC

清晰度：達到0.5微米

可檢測光纖端面：污染、凹陷、劃痕等。

解決步驟

1、 選購材料，材料要求防水、防腐蝕、絕緣性高和不易老化等特點。2、確定多功能光纖測試儀結構的尺寸標準。3、利用機械加工技術生產并組裝儀表。4、完成儀表功能測試。

2.3優點

1. 減少了光纖頭的插拔次數，延長了光纖接頭的使用壽命。2.同時具有光纖端面檢測、紅光筆和光源的功能，方便快捷。3.便于日常通信光纜運維、搶修等工作的開展，提升了光纜纖芯測試效率和運維檢修人員的工作效率。4.新型儀表外觀流暢，小巧輕便、操作方便滿足用戶的最大需求。

結論：多功能光纖測試儀的研究具備很強的經濟效益、安全效益，研制并應用成功后值得在整個光通信領域大范圍推廣，提高檢修工作效率，縮短光纜纖芯測試時間，減少運維成本，具有較高的經濟價值。

參 考 文 獻

篇10

關鍵詞：光通信;電力通信;應用關鍵

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）32-0068-02

1 電力通信網存在的問題

電力通信網主要分為電力配電網和電力調度網兩種，主要是以電壓為依據對兩者進行劃分。在整個電力系統中，電力通信網發揮著至關重要的作用。

因此，要進一步推動電力通信網的發展，滿足當前社會的需求，就必須從當前電力通信網存在的問題入手，然后研究改進的措施。以當前的實際情況而言，電力通訊網存在的問題主要有以下兩個。

1.1 DWDM設備組網不能滿足實際的需求

以目前的實際情況而言，我國的大多數省份還在延用較為傳統的MSTP設備組網，只有很少的一部分在使用DWDM設備網。但是，隨著我國只能電網的不斷發展，整個電力通信網絡的負荷越來越大，已經不能滿足社會的實際需求。這在一定程度上阻礙了我國電力通信網絡的發展，迫切的需要系統升級。

1.2 自動化水平較低

在我國電力通信網絡的發展中，長期存在著“重發輕供不管用”的現象。因此，電力通信網絡的自動化水平很低，電力網架的結構也較為薄弱。

特別是在近幾年中，社會的需求越來越大，當前的設備已經遠遠不能滿足需求。因此，迫切的需要進行智能化的建設，提高供電水平，保證電力通信網絡的正常運行。

2 光通信技術在電力系統中的應用分析

社會的發展給技術的進步提供了動力，電力通信網絡的技術也是如此。由于社會的需求，電力通信網絡的技術發展速度較快，在短時間內就趨于成熟。在電力通信網絡中，光通信有著重要的作用，將之融入到電力通信系統中已經成為必然趨勢。

光通信技術有三個發展的過程，也是三次技術的改革，代表技術分別是SHD技術、MSTP技術和ASON技術。在我國的目前階段，ASON技術的應用最為廣泛，也是最大化的縮小了我國和國際之間的電力通信技術差距。

ASON技術集合了信號的交換和傳遞，通過信號指令來完成一些列的需求動作，是一種新型的光通信技術。SHD技術、MSTP技術在不同的階段也發揮了不可替代的作用，但是其電路保護和傳送電路的技術還很不成熟，在發展中逐漸顯露出了自身的弊端。因此，ASON技術發展了起來，不僅結合了前兩者的優點，更實現了電路保護和維持電力網絡的穩定性，給國家電力通信系統的發展和完善奠定了基礎。

光通信技術在一定程度上對科學技術的依賴性較強，也需要較好的載體。以目前的情況而言，光通信技術需要電力光纜作為其載體。而我國的電力光纜數量以較快的速度增加，實現了大范圍的覆蓋，給技術實現提供了可能。

基于此，作為當前光通信技術的核心，ASON技術融入到了當代電力通信系統中，增強了電力通信網絡的功能，提升了其運行的質量，已經成為我國電力通信系統的技術發展趨勢。

3 光通信技術在電力通信系統中應用的關鍵點

光通信技術應用在電力通信系統中，不僅提高了電力網絡運行的安全性，還增加了電力通信網絡的傳輸功能。因此，在科學技術高速發展的社會環境下，把握好光通信技術在電力系統中應用的關鍵點，將有利于提升光通信技術與電力通信網絡的融合，推動電力通信網絡發展的同時使光通信技術更加成熟。具體而言，光通信技術在電力系統中應用的關鍵點主要體現在以下幾個方面。

3.1 組網方案的確定

光通信技術在電力通信網絡中的組網方案主要有兩種。第一種方案是以網絡技術為前提，然后再引入光通信技術，然后把電力通信網絡進行優化，實現其傳輸的標準化改造。

網絡技術是這種方案的關鍵點，需要把軟件和硬件配合起來，然后引入光通信技術，完善傳統的電力通信網絡。這種方案的優點就在于不僅實現了電力通信網絡和時代的結合，更加快了電力通信網絡反應的速度。第二種方案是在電力通信網絡和光通信技術融合后再加入網絡技術，和第一種方案的區別就在于，這種方案是在確定的傳輸平面下展開的，可塑性較弱。但是這種方案更加穩定，傳輸效率也更高，能夠保障電力通信網絡傳輸安全性。

電力通信網絡融合光通信技術后的組網方案各有利弊，因此在選擇的時候一定要考慮到自身的實際情況。特別是不同的技術要求和結構框架性能的要求，一定要從整體出發，挑選組網方案時，綜合利弊，科學的選擇組網模式。當然，電力通信網絡的組網方案也有很強的靈活性，當工作有特殊的需求時，可以自主增加相應的模塊，完善電力通信網絡的性能。電力通信網絡的組網方案確定后，其性能和框架雖然可以有小的調整，但是大的結構已經確定下來，若是選擇錯誤，將對整個電力通信網絡造成較大的影響，甚至影響電力通信網絡的正常使用?；诖?，選擇組網方案的時候，一定要合理，切合實際的需求。

3.2 設施設備的選擇

科學技術的發展給我們的生活帶來了更多的便利，同時也對其運行的設施和設備提出了更高的要求。電力通信網絡也是如此，特別是其核心的光通信技術，對設備的依賴性很強，這是發揮其性能和優勢的基礎所在。因此，要建立標準化和規范化的電力通信網絡，必須選擇最恰當的設施和設備。在選擇設備的時候，可以從以下幾點入手考慮。

3.2.1 通用性和安全性的考慮

為了保障電力通信網絡的正常運行，在遇到突況的時候也可以正常工作，在設置網絡節點槽位數量的時候，一定要多預留幾個出來，同時總線路帶涉及的范圍也要更廣，這是從整體出發，保障設備的安全性。同時，在設備的選擇時，一定要考慮到通用性，方便設備發生故障后的維修和更換。

3.2.2 卡板的挑選

在挑選卡板的時候，必須嚴格按照工程的要求進行，給卡板留出備份選擇?？ò迨蔷€路排布的重要零件，選擇卡板直接涉及到了后續的傳輸系統。因此，要從工程的整體入手，結合實際的情況，針對性的選擇卡板。

3.2.3 設備的契合性

在選擇設備的時候一定要符合光通信技術的要求，從現階段的任務要求考慮實際的設備選擇。若基本性能要求無法滿足光通信的需求，就會造成后續的設備無法正常使用，嚴重影響電力通信網絡的性能。

3.2.4 線路安排的分散性

電力通信網絡的多方線路要盡量分散在不同的業務卡板內，這就可以避免單個卡板的損壞影響到整個電力通信網絡?？梢圆捎梅志€的方式，選擇恰當的分線設備，使不同的業務卡板在電力通信網絡中承擔想同的作用。這樣，當一個業務卡板發生問題后，不會影響電力通信網絡的整體，保障電力通信網絡的正常運行。

3.3 業務規劃分析

光通信技術最大的優勢就在于它可以提供不同層次和不同性能的網絡傳輸服務，因此電力通信系統在規劃業務的時候就可以從自身的實際情況入手，挑選利益最大化的方案和措施。

首先要考慮的就是業務和業務之間的距離最短，這樣就可以最大化的節約成本，使運營的收益最大化。

其次，在距離想同的基礎上，要選擇跳數最少的網絡，保證電力通信網絡運行的穩定性，減少維護的支出。

最后，還要保證網絡負荷的均勻，這樣可以給電力通信網絡的運行增加一層保障。在后期的運行中，還要有效的觀察和監督電力網絡通信的觀察，根據實際情況管理網絡中的項目，最大化的發揮光通信在電力通信網絡中的優勢。

電力通信網絡的運營也有商業化的性質，需要靠盈利來維持日常的工作，還需要靠業務的合理性規劃來實現自身的完善和發展。因此，電力通信網絡的業務規劃可以從商業的角度考慮，然后結合科學的分析，找出最優的規劃方案。而具體的方案就是從光通信的特點入手，分別分析其運行的特點和運行的成本，然后綜合考慮相應的取舍，最終實現業務的合理規劃。

光通信技術在當代電力通信系統中有著極其重要的作用，雖然在較短的時間內取得了很大的發展，但是也有自身的問題存在。在實際的應用中，一定要結合自身的實際情況，在實踐中不斷檢驗和完善，讓其發揮應有的作用，推動國民經濟的發展。

4 結 語

光通信技術在電力通信網絡中的應用較為廣泛，很好的解決了傳統技術的弊端，讓電力通信網絡的發展更加迅速。本文分析了電力通信網絡的問題，也針對當前光通信技術在電力通信網絡中的應用分析了關鍵點，希望可以給電力通信網絡與光通信技術的更好融合提供一定的參考意見。

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