導語：如何才能寫好一篇光纖通信的概述，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

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（長訊通信服務有限公司，廣州 525000）

摘要： 近幾年，我國高速公路蓬勃發(fā)展，每年以幾千公里的速度遞增，2014年，全國計劃新開工的高速公路共計96條，建設總里程達8150.76公里。2015年公路還需建設高速公路2.33萬公里的規(guī)模。高速公路的不斷延伸，受到各級政府的高度重視，為保證工程按期完成甚至提前投入使用,以盡快獲得投資效益,各建設單位對高速公路施工進度的要求非常高，也為沿線通信光纜線路帶來緊迫、繁重的遷改建設任務。本文通過對廣東省信宜（桂粵界）至茂名公路工程通信光纜遷改項目遷改施工技術進行闡述和總結，以供同行參考。

關鍵詞 ： 高速公路；路基；通信光纜線路；臨時遷改；正式遷改；施工技術

中圖分類號：TN913.33 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）23-0090-03

作者簡介：梁培超（1976-），男，廣東茂名人，本科，電子技術高級工程師，研究方向為通訊工程項目管理。

0 引言

隨著高速公路的飛速發(fā)展，沿線通信光纜線路的遷改建設任務越來越緊迫和繁重，在這種情況下出現(xiàn)了很多高速公路通信光纜線路質(zhì)量不達標的問題。面對這種形勢，應加強對高速公路通信光纜線路遷改施工技術的研究，保證高速公路通信光纜線路的暢通和優(yōu)質(zhì)，本文以廣東省信宜（桂粵界）至茂名公路工程施工為例，重點闡述了高速公路通信光纜線路遷改過程中的施工技術，以期為相關工程提供一點參考。

1 工程概況

1.1 工程介紹

廣東省信宜（桂粵界）至茂名公路工程是《國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》的重要組成部分，也是廣東省“十二五”時期“縣縣通高速公路”的重大基礎設施建設項目，路線全長122.322km，我們以公路路基施工進展情況為參考，靈活運用正式遷改為主導，臨時遷改為輔助的措施，臨時遷改的內(nèi)容包括臨時遷改光纜段兩端桿路的終結，以加強對原架空桿路保護等，正式改遷應嚴格依照各通信運營商要求的設計、施工、驗收標準及相關規(guī)范要求進行實施。

1.2 通信光纜線路遷改原則

在高速公路遷改協(xié)調(diào)和擬定通信光纜線路遷改方案時，要結合高速公路工程施工圖全面考慮，盡量要求既有懂得高速公路施工的技術人員，又有懂得通信遷改施工的技術人員共同參與。

一般是在高速公路路基完成后才實施通信光纜線路遷改工作。但是，有時路基是否能正常開工，又取決于對待遷改通信光纜線路是否采取臨時處理措施，以便于加快高速公路建設推進工作。主要采取如下遷改原則：

①當待遷改通信光纜線路影響高速公路路基開工建設時，采取先臨時遷改，待完成路基建設后，再進行正式遷改；

②當待遷改通信光纜線路不影響高速公路路基開工建設時，采取待完成路基建設后，再進行正式遷改。

2 路基建設準備

2.1 建筑工程路基定義

路基指的是按照路線位置和一定技術要求修筑的作為路面基礎的帶狀構造物，是鐵路和公路的基礎，路基是用土或石料修筑而成的線形結構物，路基建設進度是通信光纜線路遷改先決條件，對通信光纜線路遷改進度來說具有決定性影響因素。

2.2 路基建設準備內(nèi)容

①組織技術人員認真閱讀設計圖紙和技術資料，熟悉合同文件和技術規(guī)范。

②組織有關人員對路線走向，取土場及棄土場的位置、地形地貌、道路交通、通涵位置、地質(zhì)水文狀況、水準點及控制樁等進行全面的調(diào)查、核對。

③恢復路線中、邊線，包括路基坡頂、坡腳、邊溝、紅線、環(huán)保綠線、棄土場、借土場、涵洞位置、打樁標明后報監(jiān)理工程師檢查。

④開挖邊溝和橫溝（每20m設一道），攔截、排除地表水，在放填方段坡腳線時，每側應按橫斷面圖加寬50cm。

⑤進行各種土工試驗，報監(jiān)理工程師審批。

3 臨時遷改施工技術

3.1 臨時遷改定義

臨時遷改是指公路路基還沒有完成，待遷通信光纜線路影響公路路基開工建設，為不影響公路路基開工建設，加快高速公路建設進度而對待遷光纜線路采取的臨時措施。

3.2 臨時遷改實施要求

對于臨時遷改的實施，我們要對高速公路施工圖、高速公路前期和后期工程有充分了解和認識后才確定臨時遷改方案，著重從節(jié)省投資、簡單、便利、快捷、工程量少、高效和安全方面進行考慮和實施。當公路路基完成后，及時準備、實施和完成通信光纜線路的正式遷改任務。

采取臨時遷改前首先考慮待臨遷光纜長度是否便于施工問題。另外，還要注意通信安全方面問題，例如原來原路由是架空桿路，要特別注意提前做好臨遷光纜段兩端桿路的終結，以加強對原架空桿路保護。避免出現(xiàn)完成臨遷時改工作后，引起原架空桿路倒斷，造成通信故障或者中斷現(xiàn)象。

3.3 臨時遷改施工技術

3.3.1 臨時直埋式

臨時直埋式敷設建筑條件不受地形限制，通過挖溝，開槽，將光纜直接埋入地下的敷設，為避免受到外力沖擊和自然條件影響，直埋光纜一般要比管道光纜埋得深，只有達到足夠的深度后，才能防止各種外來的機械損傷，光纜必須平放于溝底，不得騰空和拱起，嚴禁用鍬、鎬等工具下壓光纜。光纜入溝后，應先回填15cm厚的碎土或細土，嚴禁將石塊，磚頭等推入溝內(nèi)，并應人工踏平?；靥罱Y束后，假如路面有大型機械通過，必須在上面加鋪鋼板加強對直埋光纜保護。

3.3.2 臨時升高式

臨時升高式主要是針對原桿路過低，通過更換較高電桿或者直接在原電桿增加支承物等方式，將吊線和光纜直接升高的處理方式。這種方式具有施工簡單易行的特點，可通過更換高電桿或者在原電桿上加裝類似鍍鋅角鐵等支承物的方式承載原吊線及光纜。另外，我們在升高或者降低吊線時，必須用緊線器，不許肩扛拖拉。

3.3.3 臨時割接式

臨時割接式主要是針對需對原線路進行割接后，加長原光纜長度后，才能采取臨時直埋或者臨時升高的處理措施。由于采用此方式會造成通信光纜線路正式遷改的二次割接，所以，盡量避免采用此方式。

4 高速公路通信光纜線路遷改施工技術

4.1 正式遷改定義

正式遷改是指公路路基完成后，制定正式遷改方案，嚴格按照通信光纜線路遷改流程及施工規(guī)范完成線路遷改工作。

4.2 正式遷改實施要求

由于公路路基已完成，在考慮通信光纜線路遷改方案時，必須對高速公路施工圖、高速公路前期和后期工程有充分了解和認識，應嚴格按照各通信運營商要求的設計、施工、驗收標準及相關規(guī)范要求進行實施。對于實施正式遷改的通信光纜線路不能出現(xiàn)二次遷改現(xiàn)象。

4.3 正式遷改施工技術

4.3.1 架空光纜的敷設

架空光纜的敷設，就是要通過一定的施工方法和支承方式把光纜架掛在架空桿路上（桿間距離，市區(qū)為35至40m，郊區(qū)為40至50m）。架空光纜架掛前，首先要建設一趟桿路來架設吊線，然后使用掛鉤把光纜托掛在吊線下面。

①架空光纜吊線的架設及要求。

架空光纜的吊線一般應采用7/2.2的鍍鋅鋼絞線，應盡可能使用整條較長的鋼絞線，減少中間接頭，同一桿檔內(nèi)，吊線接續(xù)不得超過一處。吊線接續(xù)或者終結一般可采取另纏法、夾板法和U形鋼卡法。收緊吊線時，一般要求不超過20桿檔。

②架空光纜的架掛。

架空光纜架掛方法目前有主要是人工定滑輪牽引法，采用這種方法架掛架空光纜時，先用千斤頂架好待放的光纜盤，在敷設光纜的引上和引下兩處的電桿上固定好布放光纜用的大滑輪，每桿檔內(nèi)的吊線上，每隔10～20m掛一個小滑輪（導引滑輪），并將牽引繩穿放入小滑輪內(nèi)，然后做好牽引頭，把牽引繩與光纜連接好，可以開始準備布放光纜。

架空光纜一般使用掛鉤固定和架掛，光纜掛鉤的卡掛間距為50cm，允許偏關應不大于±3cm，（電桿兩側的第一個掛鉤距吊線固定線的距離應為25cm，允許偏差不大于±2cm）掛鉤在吊線上的搭扣方向應一致，掛鉤掛板俱全，不得有機械損傷。

4.3.2 管道光纜的敷設

管道埋在地下，與光纜之間有一定的空間，它對外力沖擊具有一定抵御作用，受自然條件的變化自然減小，而且管道光纜還有防鼠咬和抗雷擊的優(yōu)點。

管道光纜的敷設方法與塑料子管的布放基本相同，在敷設前，先在子管中穿引線，然后把引線和光纜牽引端頭連接在一起，通過人工牽引引線，即可把光纜敷設在塑料子管內(nèi)。同時注意下述敷設要求：①為了減少光纜接頭損耗，管道光纜應采用整盤敷設，為了減少布放時的牽引力，整盤光纜應由中間倒“8”字分別向兩邊布放，并在每個人孔安排人員作中間輔助牽引；②光纜在人（手）孔內(nèi)安裝，如果手孔內(nèi)有托板，光纜在托板上固定；如果沒有托板則將光纜固定在膨脹螺栓。

4.3.3 直埋式光纜的敷設

光纜的直埋敷設在正式遷改施工技術中運用較少，相反，在臨時遷改施工技術中運用較多，我們已在臨時遷改施工技術作了較為詳細的介紹。

4.3.4 橋涵光纜的敷設

橋涵光纜敷設方式，是在廣東省信宜（桂粵界）至茂名公路工程通信光纜線路遷改項目中，結合高速公路建筑和光纜敷設的特點，而采取的一種敷設方式，對于傳統(tǒng)光纜敷設方式來說是一種創(chuàng)新，得到了高速公路相關主管部門表揚和認可。橋涵光纜敷設由于不用建筑管道和架設桿路，具有成本較低的明顯優(yōu)勢，在廣東省信宜（桂粵界）至茂名公路工程通信光纜線路遷改項目中得到廣泛利用，但受限于是高速公路橋涵建成后才能實施。

5 光纜接續(xù)及光纖接續(xù)損耗測試

光纜接續(xù)的任務就是按設計要求將兩段光纜的所有構件用光纜接頭裝置進行永久性固定連接或相應處置，一般有如下要求，光纖接續(xù)采用光纖的熱熔連接法，在一個中繼段內(nèi)同一根光纖的接頭衰減的雙向平均值≤0.08db/個，熔纖經(jīng)局端用OTDR遠端或者近端和遠端環(huán)回監(jiān)測（有條件時雙向平均法測試）合格后應用熱收縮保護管進行熱縮，冷卻后放入盤的卡槽中按順序排列整齊并固定，并做記錄。

6 光纖測試結果

光纜施工完畢，要對光纜進行測試，測試內(nèi)容包括光纖特性、光纖線路損耗的測量、光纖線路衰減和光纖后向散射信號曲線等，光纖測試結果顯示：當工作波長是1310nm，其光纖衰減應是0.33db/km；當工作波長是1550nm，其光纖衰減應是0.19db/km。表1是實際光纖衰減應與標準光纖衰減應對比分析，結果顯示實際測的光纖測試結果符合工程要求，這說明該工程應用的通信光纜線路遷改施工技術是科學合理的。

7 結語

本文結合廣東省信宜（桂粵界）至茂名公路工程通信光纜線路遷改項目的施工技術和高速公路建筑特點，對高速公路通信光纜線路遷改施工技術的研究，有效解決了過去工程中常見的高速公路通信光纜線路質(zhì)量不達標的問題，通過靈活運用正式遷改為主導，臨時遷改為輔助的措施，為保證高速公路工程按期完成，以盡快獲得投資效益做出了重要貢獻。

參考文獻：

[1]劉強.通信管道與線路工程設計[M].北京：國防工業(yè)出版社，2009.

[2]李立高.通信光纜工程[M].北京，人民郵電出版社，2009.

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光纖通信工程在電力系統(tǒng)中應用比較廣泛，在電力的繼電保護、自動化以及調(diào)度等方面起到相當重要的作用，現(xiàn)今隨著經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，我國對電力的需求不斷提高，對電力系統(tǒng)光纖通信工程的要求也就更高。本文就電力系統(tǒng)光纖通信工程的應用進行了詳細的分析。

【關鍵詞】

光纖通信；電力系統(tǒng)；應用

1引言

隨著經(jīng)濟與科技的不斷發(fā)展，我國電力通信行業(yè)發(fā)展迅速，不僅對通信能力與網(wǎng)絡傳輸能力的要求更高，還對通信傳輸技術的要求更高。電力系統(tǒng)光纖通信工程中現(xiàn)在應用光纖網(wǎng)較多，光纖網(wǎng)在用于網(wǎng)絡傳輸時，具有較多的應用優(yōu)勢，例如容量多、網(wǎng)絡傳輸?shù)乃俣瓤?、安全可靠性高、傳輸距離比較長，能夠快速并穩(wěn)定的實現(xiàn)網(wǎng)絡傳輸?，F(xiàn)今隨著電力系統(tǒng)的不斷升級，想要提高電力系統(tǒng)光纖通信的質(zhì)量，就要保證在進行電力系統(tǒng)的光纖通信時，用于光纖通信的技術更加優(yōu)良。以下就針對常見的光纖通信技術以及常見光纜光纖在通信工程中的應用進行分析。

2光纖通信技術與電力通信系統(tǒng)的基本概述

2.1對電力通信系統(tǒng)的基本概述

電力通信系統(tǒng)是基于電力通信的一個綜合性通信系統(tǒng)，需要由多個主干線、支干線、電力設備以及機器設施等組成的，所需要的組成設備多，具備的功能也齊全，電力通信系統(tǒng)能夠讓統(tǒng)一地區(qū)的多個用戶進行同時使用。我國在70年代才開始正式的建立電力通信網(wǎng)絡，直到80年代，我國電力通信工程才開始快速的發(fā)展起來，并且隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，我國電網(wǎng)規(guī)模不斷的擴大，很多高科技的通信技術也開始廣泛的應用在電力通信工程中，豐富了電力通信網(wǎng)絡的功能，現(xiàn)今人們對電力通信網(wǎng)絡的要求逐漸提高，提高電力通信技術是促進電力系統(tǒng)通信工程發(fā)展的重要手段。

2.2對電力系統(tǒng)光導纖維通信技術的基本概述

電力通信系統(tǒng)主要的運行方式就是采用光導纖維通信技術，隨著人們對電力通信系統(tǒng)功能要求的不斷提高，電力通信技術也在不斷的發(fā)展中，其中光導纖維通信技術成為電力通信系統(tǒng)的主要傳輸方式，光導纖維通信技術也可以簡稱為光纖通信技術，以光纖為電力傳輸?shù)慕橘|(zhì)，以廣播為傳播的載體。光纖通信技術在電力系統(tǒng)中的應用非常廣泛。在應用時，作用原理就是，光纖傳輸?shù)南到y(tǒng)終端將接收到的電信號通過設備轉(zhuǎn)變成光信號，同時接收到的設備再將光信號轉(zhuǎn)變成電流電信號，中繼站也會如同終端站一樣，接收設備再將光信號功率轉(zhuǎn)化為電信號的電流，這是進一步的處理與判斷，通過循環(huán)往復的信號轉(zhuǎn)化與判斷，從而將完整的電信號傳輸出去。光導纖維通信技術之所以應用廣泛，是因為具有較多的使用優(yōu)勢。光導纖維信號在傳輸?shù)臅r候只存在較小的損耗，電力通信的容量比較大，并且能夠傳輸?shù)捷^遠的距離，還具有較高的抗干擾能力。除此之外，采用光導纖維工作還具有較高的經(jīng)濟優(yōu)勢，所需要的光導與纖維原材料比較低廉，耗費的成本比較少，因此被廣泛的應用在電力系統(tǒng)通信工程建設中，成為當今電力通信網(wǎng)絡主要的傳輸方式之一。

3電力系統(tǒng)光纖通信工程的應用分析

電力系統(tǒng)的光纖通信系統(tǒng)不僅要求較高的安全可靠性，還有相當?shù)臉I(yè)務量，所以在建設電力系統(tǒng)光纖通信工程時，要綜合考慮到電力通信系統(tǒng)的基本要求以及通信技術的優(yōu)勢作用，從而有針對性的建設電力系統(tǒng)光纖通信工程，電力通信光纖通信工程中常用的幾種光纜光纖有：普通光纜，ADSS自承式光纜，OPGW架空地線復合光纜等，以下針對普通光纜、自承式光纜、架空地線復合光纜在電力系統(tǒng)通信工程中的應用進行簡單的分析。

3.1普通光纜在電力系統(tǒng)光纖通信工程中的應用分析

普通光纜內(nèi)光纖都是采用單芯的方式，普通光纜一般分為室內(nèi)與室外光纜，單模與多模光纜，普通光纜的型號有很多，根據(jù)不同的方式劃分可以分為不同的光纜種類。光纜一般都是由纜芯、加強的鋼絲，護套與填充物構成的，此外還需要應用防水層，緩沖層以及絕緣的金屬導線等構件。其中GYFTZY光纜屬非金屬阻燃中心加強構件、松套層絞填充式、阻燃聚乙烯護套、阻燃外護套的通信用室外光纜。采用“SZ”雙向?qū)咏g技術。松套管填充特種油膏，對光纖進行關鍵性保護。全截面阻水結構，確保良好的阻水防潮性能。中心加強構件采用有較高楊氏模量的玻璃纖維增強塑料棒（FRP）。雙面覆膜皺紋鋼帶縱包，與PE護套緊密粘結，既確保了光纜的徑向防潮，又增強了光纜耐側壓能力。鋼（鋁）帶搭邊粘結可靠，強度高，扭轉(zhuǎn)不開裂。光纖余長控制穩(wěn)定。成纜后，光纖的附加衰減近乎于零，色散值無變化。環(huán)境性能優(yōu)良，適用溫度區(qū)間為-10～+70℃。適合于架空、管道、直埋等敷設方式。無金屬結構，抗電磁、雷電性能優(yōu)良，防靜電。GYFTZY光纜因其具有不包含金屬、阻燃、防水、防雷等特點，適用于長途通信、局間通信及光纜進局，在電力系統(tǒng)通信建設中多用做進場光纜，電纜溝中敷設或直埋施工中。

3.2ADSS

光纜在電力系統(tǒng)光纖通信工程中的應用分析現(xiàn)在ADSS光纜，也就是無金屬自承式的架空光纜，主要存在著四中常見的結構：①分布式不斷增強的ADSS光纜；②帶狀形式的ADSS光纜：③層絞形式的ADSS光纜；④中心束管式的ADSS光纜，其中中心式與層絞式的ADSS光纜結構在電力系統(tǒng)光纖通信工程中應用最為廣泛。無金屬自承式架空光纜采用了高強度的芳綸作為基本的元件，其中該材料比較輕盈，彈性高，具有較高的抗張作用，架空光纜的規(guī)格尺寸比較小，當架設在電力的桿塔上時，不會產(chǎn)生較大的負荷壓力，ADSS光纜的外部護套采用特殊處理后，具有較高的抗電腐蝕作用，自身材料選用的是無金屬的介質(zhì)材料，具有較高的絕緣性能，即使電力線路出現(xiàn)故障問題也不會影響光纜通信的運行。ADSS光纜可以利用現(xiàn)存的電力桿塔進行通電施工，因為重量小，可以跟電力線一同架設在電力桿塔上，極大的降低了電力系統(tǒng)光纖通信工程的成本。ADSS光纜具有較高的抗拉強度，可以跨越距離千米左右，無金屬材料制成，絕緣性較高，可以有效的避免電力線故障，雷擊故障以及高溫損壞故障等，由于其自身的絕緣性，便利了施工維護工作的進行，不需要停電就可以進行工程的施工建設，并且ADSS光纜還可以用于比較復雜的環(huán)境之中。盡管ADSS光纜具有較高的使用優(yōu)勢，但是在實際應用時還存在著一些問題，一旦ADSS光纜外部出現(xiàn)污垢層，就會造成整個電場的不均勻，從而出現(xiàn)漏電情況，使得污垢層溫度升高，不均勻的污垢層受熱蒸發(fā)，就會變得干燥，增加了其在光纜表面的阻力，就會導致光纜的放電現(xiàn)象發(fā)生，嚴重時會損壞ADSS光纜，影響正常的電力通信。除此之外，在進行ADSS光纜的設計時，要考慮到架設光纜掛點的電場強度大小，以及電力桿塔的總體受力情況。

3.3OPGW

光纜在電力系統(tǒng)光纖通信工程中的應用分析OPGW光纜是架空地線復合光纜，在實際的電力系統(tǒng)光纖通信工程中應用廣泛，既可以作為普通的地線，也可以用作光纜通信，總體結構是由內(nèi)含的光導纖維，中間的鋼芯，以及外部的鋁線構成，OPGW根據(jù)結構的不同也可以分為不同的種類，即是中心束管式的OPGW光纜，層絞式的OPGW光纜以及骨架式的OPGW光纜。OPGW光纜具有兩種功能，通信的容量比較大，不容易被外界破壞，具有較高的抗干擾能力，并且應用在電力系統(tǒng)光纖通信工程中具有安全的傳輸功效果。OPGW光纜在通信工程中應用最為廣泛，現(xiàn)今我國OPGW光纜主要的承重材料多采用高強度的金屬保護材料，OPGW光纜的機械強度比較高，具有較高的抗強電干擾能力和導電性能，當架設在桿塔頂端時不會輕易受到外力的破壞，具有較高的安全可靠性。一般情況下，OPGW光纜還要防護紫外線的破壞，在選用外部護套時要選擇雙層鎧裝的塑料管護套。OPGW光纜由于有金屬導線包裹，使光纜更為可靠、穩(wěn)定、牢固，由于架空地線和光纜復合為一體，與使用其他方式的光纜相比，既縮短施工工期又節(jié)省施工費用。

4結束語

總之，電力系統(tǒng)通信工程應用的主要方向就是光纖通信，光纖通信是電力系統(tǒng)專用通信網(wǎng)的一種先進通信方式，采用光纖通信技術可以發(fā)揮出較多的優(yōu)勢價值，但是隨著電力系統(tǒng)中光纖電路的不斷增加，我們依然要加強對電力系統(tǒng)光纖通信技術的應用管理，加強電力系統(tǒng)專用通信網(wǎng)光纖通信的管理，從而促進電網(wǎng)建設的發(fā)展。

參考文獻

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關鍵詞：光纖；光纖通信；通信技術；通信網(wǎng)絡

Abstract: the optical fiber communication is one of the basic power to promote the development of the whole communication network, optical fiber communication is the use of light waves in optical fiber transmission of information communication mode, is the modern communication network of the major means of transmission, this paper briefly describes the development history and its advantages of optical fiber communication, introduces the structure and principle of light transmission of optical fiber, optical fiber communication in all aspects of application and its development trend.

Key words: optical fiber; Optical fiber communication; Communication technology; Communication network

中圖分類號：[TN913.7]文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)

引言

光纖通信是以光作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的通信方式。光纖是通信網(wǎng)絡的優(yōu)良傳輸介質(zhì)，光纖通信是以很高頻率(1014Hz數(shù)量級)的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質(zhì)的通信。光纖通信的誕生與發(fā)展是電信史上的一次重要革命，光纖通信技術發(fā)展所涉及的范圍，無論從影響力度還是影響廣度來說都已經(jīng)遠遠超越其本身，并對整個電信網(wǎng)和信息業(yè)產(chǎn)生深遠的影響。

1.光纖通信技術概述及應用領域

1.1光纖通信技術概述

光纖通信是以光波作為信息載體,以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。從原理上看，構成光纖通信的基本物質(zhì)要素是光纖、光源和光檢測器。光纖通信的原理是在發(fā)送端首先要把傳送的信息(如話音)變成電信號，然后調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上，使光的強度隨電信號的幅度(頻率)變化而變化，并通過光纖發(fā)送出去。在接收端，檢測器收到光信號后把它變換成電信號，經(jīng)解調(diào)后恢復原信息。

光纖通信之所以發(fā)展迅猛，主要緣于它具有以下特點：通信容量大、傳輸距離遠；信號串擾小、保密性能好；抗電磁干擾、傳輸質(zhì)量好；光纖尺寸小、重量輕、便于敷設和運輸；材料來源豐富，環(huán)境保護好，有利于節(jié)約有色金屬銅；無輻射,難于竊聽；光纜適應性強，壽命長。

1.2光纖通信技術的應用領域

光纖通信的應用領域是很廣泛的，主要用于市話中繼線，光纖通信的優(yōu)點在這里可以充分發(fā)揮，逐步取代電纜，得到廣泛應用。還用于長途干線通信過去主要靠電纜、微波、衛(wèi)星通信，現(xiàn)以逐步使用光纖通信并形成了占全球優(yōu)勢的比特傳輸方法；用于全球通信網(wǎng)、各國的公共電信網(wǎng)（如我國的國家一級干線、各省二級干線和縣以下的支線）；它還用于高質(zhì)量彩色的電視傳輸、工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)視和調(diào)度、交通監(jiān)視控制指揮、城鎮(zhèn)有線電視網(wǎng)、共用天線（CATV）系統(tǒng)，用于光纖局域網(wǎng)和其他如在飛機內(nèi)、飛船內(nèi)、艦艇內(nèi)、礦井下、電力部門、軍事及有腐蝕和有輻射等中使用。

它適合于光纖模擬通信系統(tǒng)中，而且也適用于光纖數(shù)字通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。在光纖模擬通信系統(tǒng)中，電信號處理是指對基帶信號進行放大、預調(diào)制等處理，而電信號反處理則是發(fā)端處理的逆過程，即解調(diào)、放大等處理。在光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中，電信號處理是指對基帶信號進行放大、取樣、量化，即脈沖編碼調(diào)制（PCM）和線路碼型編碼處理等，而電信號反處理也是發(fā)端的逆過程。對數(shù)據(jù)光纖通信，電信號處理主要包括對信號進行放大，和數(shù)字通信系統(tǒng)不同的是它不需要碼型變換。

2.光纖通信的發(fā)展過程

光纖通信是現(xiàn)代通信網(wǎng)的主要傳輸手段，它的發(fā)展歷史只有一二十年，已經(jīng)歷三代：短波長多模光纖、長波長多模光纖和長波長單模光纖。采用光纖通信是通信史上的重大變革，美、日、英、法等20多個國家已宣布不再建設電纜通信線路，而致力于發(fā)展光纖通信。中國光纖通信已進入實用階段。光纖通信的誕生和發(fā)展是電信史上的一次重要革命與衛(wèi)星通信、移動通信并列為20世紀90年代的技術。進入21世紀后，由于因特網(wǎng)業(yè)務的迅速發(fā)展和音頻、視頻、數(shù)據(jù)、多媒體應用的增長，對大容量（超高速和超長距離）光波傳輸系統(tǒng)和網(wǎng)絡有了更為迫切的需求。

通信的發(fā)展過程是以不斷提高載波頻率來擴大通信容量的過程，光頻作為載頻已達通信載波的上限，因為光是一種頻率極高的電磁波 ，因此用光作為載波進行通信容量極大，是過去通信方式的千百倍，具有極大的吸引力，光通信是人們早就追求的目標，也是通信發(fā)展的必然方向。

光纖通信與以往的電氣通信相比，主要區(qū)別在于有很多優(yōu)點：它傳輸頻帶寬、通信容量大；傳輸損耗低、中繼距離長；線徑細、重量輕，原料為石英，節(jié)省金屬材料，有利于資源合理使用；絕緣、抗電磁干擾性能強；還具有抗腐蝕能力強、抗輻射能力強、可繞性好、無電火花、泄露小、保密性強等優(yōu)點，可在特殊環(huán)境或軍事上使用。

3.光纖通信工程技術的發(fā)展應用

近幾年來，隨著技術的進步，電信管理體制的改革以及電信市場的逐步全面開放，光纖通信的發(fā)展又一次呈現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的新局面，以下對光纖通信工程技術的發(fā)展應用做簡要探討。

3.1 波分復用技術

波分復用技術（WDM）是將一系列載有信息、但波長不同的光信號合成一束，沿著單根光纖傳輸；在接收端再用某種方法，將各個不同波長的光信號分開的通信技術。這種技術可以同時在一根光纖上傳輸多路信號，每一路信號都由某種特定波長的光來傳送，這就是一個波長信道。

近年來波分復用系統(tǒng)發(fā)展迅速，目前1.6Tbit/s的WDM系統(tǒng)已經(jīng)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通過增加單光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)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(xiàn)的單信道最高速率達640Gbit/s。

僅靠OTDM和WDM來提高光通信系統(tǒng)的容量畢竟有限，可以把多個OTDM信號進行波分復用，從而大幅度提高傳輸容量。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(tǒng)中占空較小，降低了對色散管理分布要求，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(xiàn)在的超大容量WDM/OTDM通信系統(tǒng)基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統(tǒng)需要解決的關鍵技術基本上都包括在OTDM和WDM通信系統(tǒng)中。

3.2光孤子通信

光孤子是一種特殊的ps數(shù)量級的超短光脈沖，由于它在光纖的反常色散區(qū)，群速度色散和非線性效應相互平衡，因而經(jīng)過光纖長距離傳輸后，波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實現(xiàn)長距離無畸變的通信，在零誤碼的情況下信息傳遞可達萬里之遙。

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(chǎn)生和應用技術使現(xiàn)行速率10-20Gbit/s提高到100Gbit/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100000Km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(tǒng)中，有著光明的發(fā)展前景。

3.3全光網(wǎng)絡

信號只是在進出網(wǎng)絡時才進行電/光和光/電的變換，而在網(wǎng)絡中傳輸和交換的過程中始終以光的形式存在即為全光網(wǎng)絡。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(wǎng)絡資源的利用率。全光網(wǎng)絡以光節(jié)點代替電節(jié)點，節(jié)點之間也是全光化，信息始終以光的形式進行傳輸與交換，交換機對用戶信息的處理不在按比特進行，而是根據(jù)其波長來決定路由。

但是全光網(wǎng)絡中沒有路由協(xié)議這類東西。目前，光網(wǎng)絡設備運行在點到點或環(huán)路拓撲結構中。點到點是指，光脈沖要么由設備A傳送到設備B，要么不傳送。如果電纜出現(xiàn)中斷，點到點方式?jīng)]有后備連接。像SONET的自動保護交換這樣的環(huán)路技術提供了略好一些的冗余性，一旦電纜出現(xiàn)中斷，環(huán)路可以繞過去。而任何更復雜的拓撲結構都需要路由技術。 路由決策屬于光網(wǎng)絡的邊緣，只要全光網(wǎng)絡很小并且簡單。如果交換機制造商真正想增加銷售量，他們就需要在他們的設備中提供更多的智能。全光網(wǎng)絡的另一主要障礙是找到一種緩沖光的方式。沒有一種光設備可以像電子設備緩沖數(shù)據(jù)包那樣減緩光的傳播速度或存儲光。無法緩沖光使得全光網(wǎng)絡設備在任何存在擁塞的環(huán)境中不具有實用性。目前，全光網(wǎng)絡發(fā)展仍處于初期階段，但它顯示出良好的發(fā)展前景。無法緩沖光的情況可能會改變。但目前還面臨較大的困難，還需不懈堅持研究才能投入實際應用。

3.4新一代的光纖

近幾年來隨著IP業(yè)務量的爆炸式增長，電信網(wǎng)正開始向下一代可持續(xù)發(fā)展的方向發(fā)展，而構筑具有巨大傳輸容量的光纖基礎設施是下一代網(wǎng)絡的物理基礎。傳統(tǒng)的G.652單模光纖在適應上述超高速長距離傳送網(wǎng)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(wǎng)絡基礎設施的重要組成部分。目前，為了適應干線網(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，即非零色散光纖(G.655光纖)和無水吸收峰光纖(全波光纖)。

3.5光接入網(wǎng)

過去幾年間，網(wǎng)絡的核心部分發(fā)生了翻天覆地的變化，無論是交換，還是傳輸都已更新了好幾代。不久，網(wǎng)絡的這一部分將成為全數(shù)字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網(wǎng)絡。而另一方面，現(xiàn)存的接入網(wǎng)仍然是被雙絞線銅線主宰的(90％以上)、原始落后的模擬系統(tǒng)。兩者在技術上的巨大反差說明接入網(wǎng)已確實成為制約全網(wǎng)進一步發(fā)展的瓶頸。唯一能夠根本上徹底解決這一瓶頸問題的長遠技術手段是光接入網(wǎng)。接入網(wǎng)中采用光接入網(wǎng)的主要目的是：減少維護管理費用和故障率：開發(fā)新設備，增加新收入；配合本地網(wǎng)絡結構的調(diào)整，減少節(jié)點，擴大覆蓋；充分利用光纖化所帶來的一系列好處：建設透明光網(wǎng)絡，迎接多媒體時代。

結論

從現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢來看,光纖通信也將成為未來通信發(fā)展的主流。人們期望的真正的全光網(wǎng)絡的時代也會在不遠的將來如愿到來。光纖通信相關的技術發(fā)展日新月異，而這一次發(fā)展涉及的范圍更廣，影響人們?nèi)粘Ｉ睢⒐ぷ?、娛樂等各個方面，真正使通信與信息產(chǎn)業(yè)成為推動社會進步與經(jīng)濟發(fā)展的強大動力。

參考文獻

[1]陸江鋒．通信工程建設項目管理效率和質(zhì)量的求索．決策與信息，2006(4)．

篇4

關鍵詞：現(xiàn)代技術；光纖通信傳輸技術；發(fā)展方向

前言

信息時代下最具有競爭力的市場是互聯(lián)網(wǎng)相關產(chǎn)業(yè)，而隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷深入，市場中不斷涌現(xiàn)出大量的各種功能性的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，而基于此不可或缺的便是通信技術，通信技術是實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品使用的連接樞紐。現(xiàn)代網(wǎng)絡技術不斷的發(fā)展，而通訊技術顯然是直觀重要的一個項目，而其中應用最為廣泛的就是光纖通信傳輸技術，是實現(xiàn)網(wǎng)絡通訊的必然手段。

光纖是一種傳輸介質(zhì)，是信息技術發(fā)展下的產(chǎn)物，已經(jīng)出現(xiàn)便成為通信技術應用的首要選擇，主要是基于其自身的優(yōu)勢，例如，傳輸速度快、傳輸安全性高等。本文中所要講述的便是基于光纖傳輸介質(zhì)，出現(xiàn)的光纖通信傳輸技術的發(fā)展狀況。

一、光線通信傳輸技術的概述

1.1光纖通信傳輸技術概念

光纖通信傳輸技術的實現(xiàn)，是以光波為主要信息承載，以光纖為主要傳輸介質(zhì)，進行的信息傳遞過程。光纖通訊系統(tǒng)的構成主要有光源、光纖、光檢測器。光纖通訊傳輸技術的核心構成是光纖，光纖通信傳輸技術的實現(xiàn)，通常是將目標信息輸入到發(fā)送端，在基于信息處理手段將信息承載到載波中，載波成為信息的載體，最后經(jīng)由傳輸介質(zhì)將信息進行調(diào)制解調(diào)，發(fā)送至接收端，在有接收端進行信息的解調(diào)，完成整個傳輸過程。其中使用到的主要硬件是光纖，主要技術是載波與調(diào)制解調(diào)技術。

1.2光纖通信傳輸技術優(yōu)勢

光纖通信傳輸技術與其他通信技術之間最大的區(qū)別是使用的傳輸介質(zhì)，基于光纖通信傳輸技術采用的是光纖介質(zhì)，所以此傳輸技術具備光纖介質(zhì)的獨特優(yōu)勢。光纖是經(jīng)由硅石玻璃材料所制，與傳統(tǒng)中使用到的銅芯介質(zhì)成本付出上有所降低；同時光纖的另一個優(yōu)勢是傳輸?shù)膸捿^大，所以光纖通信傳輸技術的傳輸頻帶較寬，信息承載量較大；另外光纖介質(zhì)極大的延長了信息傳輸長度，以及傳輸?shù)陌踩?，在一定程度上提升了光纖通信傳輸結束的價值；光纖由于其自身的使用材質(zhì)，使其不易被腐蝕，所以可靠性有所提升，而石英的使用也使其抗干擾性有所提升。

二、光纖通信傳輸主要技術

2.1光波分復用技術

光纖通信傳輸技術的一項核心技術是廣波分復用技術，也是使用范疇最為廣泛的一項光纖通信技術。廣波分復用技術的實現(xiàn)是基于多束激光的途徑，在一條光纖上對不同的波長的廣波進行同時傳輸。單模的光纖介質(zhì)在使用的過程中損耗較低，而此技術便是有效的利用到這一優(yōu)勢，將光纖設計出多種獨立的彼此互補干擾的通信道，在基于這些信道實現(xiàn)信息的傳輸，作為信號載波的廣波，之間存在不同的波長，通過波分復用器將這些信號光載波與發(fā)送端進行信息處理，同時傳輸?shù)酵还饫w內(nèi)進行信息傳輸，在使用波分復用器在接受端將其分開。

2.2光纖接入技術

隨著網(wǎng)絡技術的逐漸穩(wěn)固，多數(shù)的接入端的設備多為電氣設備，例如，計算機設備、傳真機等，需要在局端與用戶接入端進行光電信號的轉(zhuǎn)換，所以光纖接入技術就成為必須的技術，光纖接入技術的光纖通信結束包含了光源、光纖、光檢測器，其中光源是發(fā)送端所必備的，在進行電信號作用下轉(zhuǎn)化為相對應的光信號，進而實現(xiàn)電信號與光信號之間的調(diào)節(jié)，是現(xiàn)代光纖通信傳輸技術的主要技術。

三、光纖通信傳輸技術的使用范疇

3.1無線回傳網(wǎng)絡的使用

無線回傳網(wǎng)絡所指的是鏈接在基站與基站控制器之間的信號傳輸網(wǎng)絡，其職能是實現(xiàn)基站與無線核心網(wǎng)絡設備之間的通信任務。傳統(tǒng)的無線通信中，語音業(yè)務屬于無線回傳網(wǎng)絡的主要任務，運行速率穩(wěn)定，對貸款的需求較小?，F(xiàn)代無線通信技術是基于傳統(tǒng)通信技術的創(chuàng)新，也就是現(xiàn)代多數(shù)人所使用的3G與4G業(yè)務。

現(xiàn)代無線通信業(yè)務對于數(shù)據(jù)帶寬與傳播速度以及安全質(zhì)量都加深了要求，而光纖通信傳播技術能夠有效的實現(xiàn)現(xiàn)代無心通信業(yè)務的需求。現(xiàn)代無線回傳業(yè)務使用光纖接入技術能夠有效的提升傳播速率以及傳播帶寬，滿足現(xiàn)代無線業(yè)務對速度與大容量的需求。

3.2電力系統(tǒng)的使用

光纖通信技術逐漸向高速傳輸方向發(fā)展。信息的大容量傳輸所基于的理論是將不同波長的信號放在同一組光纖上進行傳輸，與此同時實現(xiàn)高效率的傳輸效果，如此方式能夠極大的提升光纖傳輸?shù)某休d能力?，F(xiàn)階段，光纖傳輸系統(tǒng)已經(jīng)被使用在電力系統(tǒng)之中，但部分電力系統(tǒng)由于其自身的特殊性，對于光纖的色散較為敏感，所以此技術不能夠全面的使用在整個電力系統(tǒng)中，需要進行大量的實驗驗證，證實其可行性。

光纖傳輸技術使用在電力系統(tǒng)中，能夠提升電力系統(tǒng)的信號傳輸效率與智聯(lián)，同時在實現(xiàn)大容量傳輸?shù)倪^程中，也實現(xiàn)了成本的控制。

四、光纖通信傳輸技術的具體應用

4.1波分復用技術方面

光纖通信傳輸技術的需求不斷增加，致使波分復用技術的發(fā)展也被賦予了一定的防線，需要其向大容量與高速方向發(fā)展，并要求其能夠?qū)崿F(xiàn)更長距離的運行?，F(xiàn)階段光纖通信技術的發(fā)展下，通過光復用使用所實現(xiàn)的傳輸容量仍受到一定程度的限制，按照其需求市場的發(fā)展速度而言，顯然是不足以應對的，所以在未來的發(fā)展中，需要在容量上予以提升。就現(xiàn)代所研制的波分復用技術看來，其具有更大的開發(fā)空間，所以在未來的發(fā)展中，需要相關參與研究者，將主要開發(fā)方向至于技術發(fā)展方向。

4.2光交換技術

交換技術與光纖通信技術的結合，形成了一種全新的技術被稱之為光交換技術。在傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡實現(xiàn)過程中，是經(jīng)由金屬線路進行電子信號的傳播，再經(jīng)由交換機等設備進行信號的轉(zhuǎn)換，完成信息的傳播過程。采用光纖通信技術的現(xiàn)代信息傳播，主要是通過光信號傳播信息，光信號信息傳播的過程中直接進行信息的傳播，不需要進行信息的轉(zhuǎn)變。光信號傳播方式將是未來光纖技術中光交換技術的主要發(fā)展方向，現(xiàn)階段國內(nèi)對于此項技術的開發(fā)尚不成熟，仍需要依托于其他方式進行光信號的交換，實現(xiàn)過程不具備科學性，因此為實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化，光交換技術具有極大的開發(fā)潛力。

五、結論

光纖通信傳輸技術在不斷的開發(fā)與發(fā)展下，安全可靠程度逐漸提升，同時利用過程也逐漸簡化，因此被應用的范圍也更加廣泛，現(xiàn)階段而言，學習環(huán)境中、工作環(huán)境中、生活環(huán)境中、科研事業(yè)中都離不了光纖通信傳輸技術的使用。

光纖通信技術作為信息技術的主要組成部分的地位存在，是信息化時代下不可獲缺的一項通信技術，尤其研究價值所在。文中通過對光纖通信傳輸技術概念的分析、特點分析、實現(xiàn)途徑分析、應用范疇分析，詳細闡述了光纖通信傳輸技術的發(fā)展意義，并對其未來的發(fā)展方向，進行了合理化的分析。

參考文獻：

[1]董璽，李章軍.基于現(xiàn)代技術角度下對光纖通訊傳輸技術的研究[J].黑龍江科技信息，2014，12：121.

篇5

關鍵詞：5G通信技術；5G網(wǎng)絡；光纖通信；通信技術

引言

在當今信息技術的飛速發(fā)展中，各種數(shù)據(jù)的傳輸效率也開始不斷提升，數(shù)據(jù)信息能夠?qū)崿F(xiàn)實時的接收與共享，這對人們的工作和生活帶來了極大便利。尤其是5G通信技術的應用，更是讓信息的傳輸速度實現(xiàn)了顯著提升。而在5G承載網(wǎng)絡的應用中，借助于光纖通信技術，可以在數(shù)據(jù)傳輸容量和穩(wěn)定性方面得以良好保障，以此來實現(xiàn)網(wǎng)絡信息的高效、穩(wěn)定傳輸。

15G承載網(wǎng)絡和光纖通信技術概述

1.15G承載網(wǎng)絡

5G網(wǎng)絡是基于4G網(wǎng)絡所發(fā)展的新一代移動網(wǎng)絡，相比較4G網(wǎng)絡中的二級網(wǎng)絡架構而言，5G網(wǎng)絡技術所應用的網(wǎng)絡架構有3層。第一層是集中單元層（CentralUnit，CU），第二層是分布單元層（DistributeUnit，DU），第三層是有源天線單元層（ActiveAntennaUnit，AAU）。其中，CU主要是將4G網(wǎng)絡架構內(nèi)的BBU基帶處理單元進行分離所獲得的模塊，也是非實時模塊，DU是BBU中的剩余部分，AAU是將4G網(wǎng)絡架構內(nèi)的射頻拉遠單元、BBU物理層以及輻射層組合在一起所形成的一個架構層[1]。在5G承載網(wǎng)絡中，通?？梢园凑?個層面來進行劃分。其一是前傳，就是有源天線單元和分布單元的信息傳遞；其二是中傳，就是集中單元和分布單元的信息傳遞；其三是回傳，就是集中單元和核心網(wǎng)絡的信息傳遞。就目前來看，5G通信技術的通常為三大運營商所運營，而在具體的應用中，為有效保障自身的通用性，其CU單元及DU單元被設置為相對固定的形式，其中有很多的緩沖階段可以為運營商預留出相應的操控空間。就技術的施行而言，不論是之前3G技術到4G技術的發(fā)展，還是現(xiàn)在4G技術到5G技術的發(fā)展，都是將原有的網(wǎng)絡架構作為基礎來進行優(yōu)化和升級，以此來為網(wǎng)絡運營范圍的進一步拓展提供技術支持。5G承載網(wǎng)絡的總體構成架構示意如圖1所示。

1.2光纖通信技術概述

光纖通信技術是當今網(wǎng)絡傳輸中的一項關鍵技術形式，就技術層面而言，光纖技術中的關鍵技術有3種，第一是色散補償技術，第二是信號放大技術，第三是復用技術。以下是對這3種主要光纖通信技術的概述。

1.2.1色散補償技術在通過光纖設備信道進行數(shù)據(jù)信息的傳輸過程中，如果傳輸效率超過了一定波段頻率，其信號脈沖也將會隨之增加，如果脈沖寬度超過了傳輸頻率的固定值，傳輸?shù)男盘柧秃苋菀鬃兂蓙y碼，這樣的情況就給光纖通信造成了傳輸距離方面的約束。色散補償技術剛好可以有效解決這一弊端。該技術可以在線芯直徑非常小的情況下將基膜波導作為基礎來實現(xiàn)色散值的有效降低，進一步提升以色差為基礎的質(zhì)量因數(shù)[2]。通過這樣的方式，便可以達到一種雙補償?shù)男Ч?，以此來有效提升?shù)據(jù)信息在光纖信道中的傳輸效率，避免產(chǎn)生亂碼。

1.2.2信號放大技術光纖通信技術屬于寬帶通信技術的一種升級產(chǎn)物，在網(wǎng)絡框架的發(fā)展過程中，光纖設備的傳輸之所以更具優(yōu)越性，一個主要原因是光纖信號放大器中的核心組件內(nèi)部進行了不同形式傳輸介質(zhì)的添加，進而使信號的傳輸路徑不僅僅局限在單一形式的傳輸信道內(nèi)，而且也實現(xiàn)了傳輸距離的進一步提升。同時，隨著信號放大技術在光纖通信中的應用，信號的光弧子傳輸也得以實現(xiàn)。在這種傳輸模式下，不需要經(jīng)過中繼器便可以對信號進行轉(zhuǎn)化，這在未來的光纖網(wǎng)絡架構中將會有著非常光明的發(fā)展前景。

1.2.3復用技術在光纖通信的網(wǎng)絡中，其結構的主要優(yōu)勢包括同步傳輸及多信道傳輸。憑借著這些優(yōu)勢，光纖通信已經(jīng)在各種通信領域中得到了廣泛應用。在光纖網(wǎng)絡中，可以對多種的技術同時提供支持，包括空分技術、時分技術以及波分技術等，這樣便可以有效保障光纖通信網(wǎng)絡在應用過程中的數(shù)據(jù)傳輸容量，進而為光纖技術的應用提供出更高的技術及更好的性價比。

2面向5G承載網(wǎng)絡的光纖通信技術具體應用分析

在對5G網(wǎng)絡結構進行構建的過程中，通常需要一個載體來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的大量傳輸，因此該技術對于光纖設備的實際需求也上升到了一個全新的高度。就宏觀而言，5G通信技術更具有無線傳輸方面的傾向，借助于無線網(wǎng)絡和終端設備之間的對接，便可以有效縮短信號的傳輸時間。但是就其運行過程中的基本載體來看，5G承載網(wǎng)絡是建立在實體平臺基礎上的虛擬化運行網(wǎng)絡，要想讓信號可以在每一個傳輸階層中都實現(xiàn)基準參數(shù)的有效保障，就需要將與其相關聯(lián)的延時需求適當降低。而在面向5G的承載網(wǎng)絡中，光纖通信技術就相當于一個用來進行信號轉(zhuǎn)換的載體，其主要功能是實現(xiàn)電信號到光信號的轉(zhuǎn)換，然后再借助于光纖或載波來進行信號的傳輸，將帶有信號回轉(zhuǎn)的接收設備設置在接收終端，從而達到精準的信號傳輸效果[3]。

2.1WDM系統(tǒng)擴展技術的應用

WDM系統(tǒng)屬于一種波分復用形式的光纖通信系統(tǒng)，可以將其叫做頻分復用系統(tǒng)，該系統(tǒng)指的是在通過光纖載體進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，信息借助于不同個發(fā)射器發(fā)出，并借助于同一個信道來輸出信號的一種技術。通過信號的多容量整合，可以讓固有光纖載體實現(xiàn)容量的顯著提升[4]。在通過5G承載網(wǎng)絡進行光纖信號的具體傳輸中，對寬帶有著比較高的技術要求，具體情況如表1所示。在承載網(wǎng)絡中，波分復用技術可實現(xiàn)其荷載量的有效提升，借助于信號放大設備，可以在遠距離的信息傳輸過程中實現(xiàn)信號源損失情況的顯著降低。伴隨著復用技術的不斷更新和優(yōu)化，密集波峰復用技術在距離傳輸及承載量方面的優(yōu)勢也開始日益突出，通過應用該技術可以讓光纖中的波長自由進行排列與組合[5]。在5G這種虛擬形式的承載網(wǎng)絡中，一根光纖便可成為一個載體，以此來實現(xiàn)虛擬光纖的多信道運行，促進5G承載網(wǎng)絡數(shù)據(jù)信息傳輸質(zhì)量的有效提升[6]。

2.2光弧子通信擴展技術的應用

在光纖通信設備的應用中，光弧子通信屬于一種非常有效的數(shù)據(jù)傳輸形式，在通過該技術進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，可以有效避免畸變狀態(tài)的出現(xiàn)，讓光介質(zhì)中的信號色散區(qū)域及相位區(qū)域都實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，進而將其脈沖寬度保持在一個合理的范圍內(nèi)，防止產(chǎn)生信號冗余情況[7]。在此過程中，信號的傳輸距離也被間接放大。在面向5G的承載網(wǎng)絡中，通過信號傳輸穩(wěn)定性的提升，可實現(xiàn)其服務范圍的進一步擴大[8]。尤其是在多個信道形式的網(wǎng)絡傳輸模式中，該技術的應用可以顯著提升5G承載網(wǎng)絡架構中的對點傳輸效率及多點傳輸效率，進而為5G網(wǎng)絡體系的有效實現(xiàn)提供出一個良好的載體[9]。

2.3全光網(wǎng)絡拓展技術的應用

在光纖通信技術中，全光網(wǎng)絡技術指的是信號具體的傳輸狀態(tài)，可以將其理解成信號在網(wǎng)絡進出過程中所發(fā)生的形式改變。在對信號進行傳輸?shù)倪^程中，其主要的狀態(tài)是光信號，而其余的狀態(tài)則是電信號。將該技術應用到具有大容量和高效率的5G承載網(wǎng)絡中，可以將透明光作為基礎來實現(xiàn)端與端的連接，而且在具體的信號傳輸過程中不需要對信號加以轉(zhuǎn)變[10]。另外，全光網(wǎng)絡也有著很強的兼容性，傳輸中并不會受到業(yè)務范疇所影響，因此在對5G承載網(wǎng)絡結構進行拓展的過程中，可以將虛擬形式的網(wǎng)絡結構作為依托來進行相應的混合連接，而且也并不會對當前正在運營的設備造成影響。通過這樣的方式，便可實現(xiàn)5G承載網(wǎng)絡運行質(zhì)量的顯著提升。

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【關鍵詞】光纖通信技術 鐵路通信 應用技術

從光纖通信問世到現(xiàn)在，光傳輸?shù)乃俾室灾笖?shù)增長，光纖通信技術得到了長足的進步， 應用范圍也不斷擴大。隨著鐵路通信朝著數(shù)字化、綜合化、寬帶化、智能化方向發(fā)展，光纖通信技術已經(jīng)大量應用于鐵路通信系統(tǒng)中，顯著地提高了鐵路通信能力，極大地促進了鐵路通信系統(tǒng)的完善和發(fā)展。

一、光纖通信概述

光纖通信是以很高頻率（大約1014Hz）的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質(zhì)的通信。1966年7月，美籍華人高錕博士《用于光頻的光纖表面波導》，分析證明了用光纖作為傳輸媒體以實現(xiàn)光通信的可能性，預見了低損耗的光纖能夠用于通信，敲開了光纖通信的大門。1970年，美國康寧公司根據(jù)高錕論文的設想首次研制成功當時世界上第一根超低損耗光纖（衰減系數(shù)約為20dB/km），光纖通信時代由此開始。由于光纖通信具有損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優(yōu)點，備受業(yè)內(nèi)人士青睞，發(fā)展非常迅速。光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量從1980年到2000年增加了近一萬倍，傳輸速度在過去的10年中大約提高了100倍。目前，光纖通信技術已有了長足的發(fā)展，新技術也不斷涌現(xiàn)，進而大幅度提高了通信能力，并不斷擴大了光纖通信的應用范圍。

二、光纖通信技術現(xiàn)狀

（一）波分復用技術

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

（二）光纖接入技術

光纖接入網(wǎng)是信息高速公路的“最后一公里”。實現(xiàn)信息傳輸?shù)母咚倩?，滿足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡，用戶接入部分更是關鍵，光纖接入網(wǎng)是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達位置的不同，有FTTB、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。

三、光纖通信技術發(fā)展趨勢

（一）超高速、超大容量和超長距離傳輸

超大容量、超長距離傳輸?shù)牟ǚ謴陀眉夹g極大地提高了光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量，在未來跨海光傳輸系統(tǒng)中有廣闊的應用前景。近年來波分復用系統(tǒng)發(fā)展迅猛，目前1.6Tbit/的 WDM 系統(tǒng)已經(jīng)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?shù)男诺罃?shù)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(xiàn)的單信道最高速率達640Gbit/s。僅靠OTDM和WDM 來提高光通信系統(tǒng)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(tǒng)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(xiàn)在的超大容量WDM/OTDM通信系統(tǒng)基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統(tǒng)需要解決的關鍵技術基本上都包括在OTDM和 WDM通信系統(tǒng)的關鍵技術中。

（二）光孤子通信

光孤子是一種特殊的ps數(shù)量級的超短光脈沖，由于它在光纖的反常色散區(qū)，群速度色散和非線性效應相互平衡，因而經(jīng)過光纖長距離傳輸后，波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實現(xiàn)長距離無畸變的通信，在零誤碼的情況下信息傳遞可達萬里之遙。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(chǎn)生和應用技術使現(xiàn)行速率10～20Gbit/s提高到100Gbit/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100000km 以上；在高性能EDFA方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。

（三）全光網(wǎng)絡

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為了保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運行，電力通信系統(tǒng)應運而生，隨著通信技術的不斷發(fā)展，電力通信方式逐漸變得多樣化。目前，光纖通信在通信網(wǎng)中占據(jù)主要地位，電力系統(tǒng)中應用光纖通信技術可以使電力通信的穩(wěn)定性和安全性得到有效提升，探討如何將光纖通信技術更好地應用于電力系統(tǒng)具有很大的現(xiàn)實意義。

2光纖通信概述

光纖通信作為一種激光通信的方式，憑借低成本、高效率以及便利性在各個領域廣受重視。光纖通信的原理是利用玻璃拉直的光導纖維進行信息傳輸。光纖通信的構成包括光纖、光源以及光檢測器三大組成成分。光纖通信具有一系列優(yōu)勢，首先光纖具有超高的通信容量，傳輸距離也較遠，一根光纖的帶寬可以達到25THz以上，傳輸距離至少為幾十公里。并且由于光纖的制造成分為二氧化硅，因而具有輕便的質(zhì)量、較細的直徑，由于減少了對其他金屬的消耗，可以合理的利用有限的資源。光纖通信的抗電磁干擾能力很強，信號的傳輸可以保證高質(zhì)量，另外，光纖通信不存在輻射，不易被竊聽，保密性和安全性較高。

3電力通信中運用光纖通信的必要性

3.1電力系統(tǒng)具有十分復雜的網(wǎng)絡結構

電力通信系統(tǒng)由于包含眾多設備，且設備之間要進行的信息轉(zhuǎn)換工作復雜多樣，決定了電力通信系統(tǒng)具有極為復雜的網(wǎng)絡構造。不管是電力系統(tǒng)中線路的傳輸還是微波與載波之間的信息轉(zhuǎn)換都具有較高的技術要求，將光纖通信技術應用于電力系統(tǒng)中可以化復雜為有序，使電力通信高效、安全進行。

3.2電力系統(tǒng)具有較高的信息傳輸要求

電力通信系統(tǒng)中需要傳遞的信息量不是很高，但對傳輸效率有較高的要求，信息的傳輸應盡可能縮短時間，實現(xiàn)信息的同步傳送。電力系統(tǒng)的信息傳遞既需要語音信號和繼電保護裝置的參與，又離不開對電力負荷等數(shù)據(jù)的檢測，此類數(shù)據(jù)對于時效性有很高的要求，光纖通信憑借其先進的信息傳遞能力應用于電力系統(tǒng)中是必然趨勢。

3.3電力系統(tǒng)需要高度的可靠性與靈活性

人類的工作和生活對于電力系統(tǒng)的依賴越來越強，一旦電力系統(tǒng)出現(xiàn)突發(fā)故障，短時間內(nèi)便會對社會的正常運行造成損失。這就要求電力系統(tǒng)具有極高的穩(wěn)固性與可靠程度，盡可能避免突發(fā)問題的出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)故障也需要具備高度的靈活性，啟動應急預案以保證電力持續(xù)穩(wěn)定供應。光纖通信技術具有高的穩(wěn)定性與靈活性，十分適合用在電力通信系統(tǒng)中。

3.4電力系統(tǒng)需要滿足節(jié)約能源與保護環(huán)境的要求

光纖通信所需的主要原材料二氧化硅在我國的儲量十分豐富，并且采用光纖作為通信方式便可以減少其他能源在通信中的應用，從而降低能源損耗，此外相比煤炭、石油等能源，光纖可以很大程度上減少環(huán)境污染，對環(huán)境起到保護作用。

4光纖通信技術在電力通信中的具體應用

4.1光纖復合相線

作為一種新型的電力光纜，光纖復合相線在電力系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作用。其原理是將光纖單元與電力線路相線進行復合，它可以確保架空線路的安全性，避免線路受到雷擊等的破壞，并且可以保證地線的運行采用絕緣形式，從而使電能得到有效的節(jié)約。

4.2光纖復合地線

電力系統(tǒng)中的地線本身具備一定的光纖單元，該種光纖復合地線可以在保持地線原有功能的基礎上發(fā)揮光纖的優(yōu)勢，并且穩(wěn)定性較好，不需要進行復雜的維護與保養(yǎng)便可以正常運行。光纖復合地線不僅可以對線路進行保護，避免外界的自然或是人為因素對線路造成破壞，還能充分利用所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。然而盡管光纖復合地線具有一系列優(yōu)勢，但其前期成本投入較高，光纖復合地線的建造需要強大的資金投入，在新線路的建造中較為適用。

4.3自承式光纜

自承式光纜可以分為金屬自承式光纜和全介質(zhì)自承式光纜兩種類型。其種，金屬自承式光纜憑借較為簡單的結構、較小的成本耗費，以及不必考慮短路電流等諸多優(yōu)勢，在目前電力系統(tǒng)中取得了較為廣泛的應用。全介質(zhì)自承式光纜作為一種功能特殊的光纖材料，其構造是全絕緣形式的，質(zhì)量、體積和密度都較小，其光學特征與工作性能也較為穩(wěn)定，一旦線路斷電時，可以有效控制損失，然而不足之處是需要較大的成本投入。

4.4電力特種光纜

作為一種性能相對特殊的光纜，電力特種光纜的構建基礎是鐵路桿塔資源，如ADSS、MASS等，目前應用較為廣泛的是OPGW、ADSS兩種類型，因為這兩種類型的光纜穩(wěn)定性較好，外界力量不會輕易對其造成破壞。其中OPGW光纜的安全性較高，不容易被惡意竊取，且具有良好的通信質(zhì)量，利用該種光纜傳輸信號時可以減少傳輸內(nèi)容的損耗，并且OPGW光纜具有較長的使用周期，不必頻繁維修與保養(yǎng)，不過其缺點是針對雷電的侵襲抵抗性較差，一旦出現(xiàn)嚴重的雷擊天氣很容易遭到破壞。ADSS光纜在強電場和長距離的線路中較為適用。由于其自身質(zhì)地較輕，且絕緣性能較好，因而對其進行維修和保養(yǎng)時也較為方便，由于其本身具備的良好的絕緣性，當對其進行安裝時不必額外切除電源即可進行安裝，從而使人們避免斷電造成的不便。

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本文從光纖系統(tǒng)的構成、保護方式的選取、光纖網(wǎng)絡的構建以及設備的選擇等幾個方面綜合論述了SDH光纖在蒲石河抽水蓄能電站通信網(wǎng)絡的應用。該組網(wǎng)方案對同類抽水蓄能電站光纖通信系統(tǒng)的設計具有一定的借鑒價值。

【關鍵詞】SDH 抽水蓄能電站 光纖環(huán)網(wǎng)

1 概述

蒲石河抽水蓄能電站位于遼寧省寬甸滿族自治縣境內(nèi)，是東北電網(wǎng)建設的第一座大型純抽水蓄能電站，總裝機容量為1200MW，安裝4臺單機容量為300MW的可逆式水泵水輪發(fā)電機組。承擔東北電網(wǎng)和遼寧省網(wǎng)的調(diào)峰、填谷、調(diào)頻和事故備用任務。

蒲石河抽水蓄能電站廠內(nèi)光纖通信系統(tǒng)通過設置廠內(nèi)光纖通信環(huán)網(wǎng)來傳輸電站內(nèi)各個光纖通信站之間的通信信息，需傳輸?shù)男畔?nèi)容包括：（1）語音信息：廠內(nèi)的生產(chǎn)調(diào)度電話、行政管理、電力系統(tǒng)調(diào)度電話等。（2）數(shù)據(jù)信息：電站計算機監(jiān)控信息、火災報警信息、綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)信息。（3）圖像信息：工業(yè)電視信息。

2 廠內(nèi)光纖通信系統(tǒng)的組網(wǎng)方案

2.1 系統(tǒng)構成

（1）光纜型式：ADSS。

（2）傳輸制式：SDH（SDH等級為STM-1）。

（3）傳輸速率：155.52Mbit/s。

（4）冗余方式：1+1，熱備份。

（5）調(diào)制方式：PCM。

2.2 保護方式

本工程光纜線路系統(tǒng)具備保護倒換功能，選用的SDH自愈環(huán)結構為：2纖單向通道保護環(huán)。該結構環(huán)網(wǎng)由2根光纖組成，其中一根用于傳輸業(yè)務信號，稱主用光纖，另一根用于保護，稱備用光纖?；驹聿捎?+1的保護方式， 1+1保護方式的保護系統(tǒng)和工作系統(tǒng)在發(fā)送端兩路信號是永久相連的，接收端則從收到的兩路信號中擇優(yōu)選取。優(yōu)點：雙發(fā)選收，實現(xiàn)簡單，倒換速度快，因不使用自動保護倒換（APS）協(xié)議，倒換時間一般小于30 ms。

2.3 組網(wǎng)方案

蒲石河電站廠內(nèi)光纖通信網(wǎng)包括8個光纖通信站和站址之間的光纜線路，8個光纖通信站的地點分別為交通洞口中控樓、地下廠房、500kV開關站、66kV施工變電所、下水庫大壩集控樓、下水庫進/出水口、上水庫進/出水口、王家街生活區(qū)。光纖設備的配置和連接如圖1所示。

蒲石河抽水蓄能電站廠內(nèi)光纖通信網(wǎng)8個光纖通信站內(nèi)的光纖通信設備皆采用SDH155系列設備，雙光接口配置，光接口類型為L-1.1，8個光纖通信站內(nèi)共11套光傳輸設備，皆配置相應數(shù)量的2M接口的電支路，并分別配置2個10M/100M以太網(wǎng)接口，各站皆配置相應數(shù)量的智能PCM設備，每個智能PCM設備內(nèi)部包含所有時隙的全交叉矩陣，可與同類型設備聯(lián)合組網(wǎng)。各通信站設備數(shù)量為交通洞口中控樓配置3套一體化光端機，3套智能PCM設備，1套綜合配線系統(tǒng)，500kV開關站配置2套一體化光端機，1套智能PCM設備，1套綜合配線系統(tǒng)，其余6個通信站皆各配置1套一體化光端機，1套智能PCM設備，1套綜合配線系統(tǒng)。本廠內(nèi)光纖通信網(wǎng)設置1套網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，1條公務聯(lián)絡信道。

2.4 廠內(nèi)光纜線路

蒲石河電站廠內(nèi)光纖通信網(wǎng)8個光纖通信站之間的光纜線路，站址之間的光纜線路路由分別為交通洞口中控樓至地下廠房，地下廠房至500kV開關站， 500kV開關站至66kV施工變電所， 66kV施工變電所至下水庫大壩集控樓，下水庫大壩集控樓至交通洞口中控樓，交通洞口中控樓至下水庫進/出水口， 500kV開關站至上水庫進/出水口，交通洞口中控樓至王家街生活區(qū)，線路總長約為15km。除交通洞口中控樓至下水庫進/出水口段是直埋式光纜線路外，其余各段皆為架空敷設或沿電纜架敷設ADSS光纜或阻燃防鼠光纜線路。

本系統(tǒng)光纜芯數(shù)由計算機監(jiān)控系統(tǒng)、廠用保護、狀態(tài)監(jiān)測、消防火警、通風、通信、視頻、局域網(wǎng)、綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)、電力系統(tǒng)通信和預留光纖組成。結合本系統(tǒng)特點，采用ITU-T簡易的G.652光纖，工作波長為1310nm，有利于提高系統(tǒng)傳輸質(zhì)量、降低光纜成本。

3 主要設備的選擇

3.1 一體化光端機

本工程采用中興通訊股份有限公司生產(chǎn)的ZXMP S200與ZXMP S330光端機設備進行通信網(wǎng)絡的組建。利用ZXMP系列設備具備交叉能力強、可以在一個子架內(nèi)實現(xiàn)多方向光信號優(yōu)勢，在一套ZXMP系列設備實現(xiàn)多個邏輯網(wǎng)元，邏輯網(wǎng)元可以是ADM、TM、REG類型，實現(xiàn)大容量業(yè)務上下，便于各類業(yè)務管理。利用ZXMP系列設備強大的升級能力，本工程建設155M速率自愈環(huán)，通過更換光板，就可以平滑升級為622Mbit/s速率自愈環(huán)。

3.2 智能PCM設備

本工程選用的智能PCM設備的型號為：BX10。該系統(tǒng)以大容量交叉連接矩陣為核心，集成了數(shù)字/模擬接入、復用、交叉連接、傳輸功能于同一平臺。BX10采用了標準化結構框架，開放式智能總線，結構簡單，功能強大。BX10將SDH傳輸與PCM接入于一體，通過基于PCM技術的綜合業(yè)務接入平臺提供話音， 數(shù)據(jù)及交叉連接（DXC1/0）等業(yè)務，將所接入的業(yè)務通過復用及交叉等處理后直接進入SDH光口。

4 結語

蒲石河抽水蓄能電站廠內(nèi)光纖通信環(huán)網(wǎng)為電站廠內(nèi)的生產(chǎn)調(diào)度及行政電話和電力系統(tǒng)調(diào)度電話信息的傳輸提供了可靠的傳輸通道。本設計方案組網(wǎng)合理、技術成熟、操作方案，竣工驗收投產(chǎn)后設備運行穩(wěn)定，對同類抽水蓄能電站光纖通信系統(tǒng)的設計具有一定的借鑒價值。

參考文獻

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[2]DL/T 5404-2007.電力系統(tǒng)同步數(shù)字系列（SDH）光纜通信工程設計技術規(guī)定[M]. 北京：中國電力出版社，2008.

作者簡介

羅微（1982-），女，現(xiàn)為中水東北勘測設計研究有限責任公司工程師。主要研究方向為水電站通信專業(yè)設計。

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關鍵詞：光纖通信；網(wǎng)絡傳輸；電力通信網(wǎng)

0引言

電力系統(tǒng)通信網(wǎng)是我國專用通信網(wǎng)中規(guī)模較大、發(fā)展較為完善的專用網(wǎng)。電力通信作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，承載的業(yè)務主要有語音、數(shù)據(jù)、寬帶業(yè)務、IP等常規(guī)電信業(yè)務，此外，還承載著電力生產(chǎn)專業(yè)的遠動自動化信息、繼電保護、安穩(wěn)裝置信息以及電力市場化所需的寬帶數(shù)據(jù)。穩(wěn)定可靠、高效率的電力通信網(wǎng)絡為提高整個電力系統(tǒng)的安全管理、經(jīng)營管理、工作效率提供了有效保證。光纖通信滿足這一要求，廣泛用于電力通信網(wǎng)中。

1 光纖通信的特點

光纖通信是以光波為載波，以光導纖維為傳輸媒質(zhì)的一種通信方式。光纖是一種介質(zhì)光波導，具有把光封閉在其中并沿軸向進行傳播的導波結構。光纖通信之所以能夠飛速發(fā)展，主要有以下突出的優(yōu)點：

1.傳輸頻帶寬、通信容量大。

2.由于光纖的損耗低，因此中繼距離可以很長，在通信線路中可減少中繼站的數(shù)量，降低成本，而且又提高了通信質(zhì)量。

3．不受電磁干擾，因為光纖是非金屬的介質(zhì)材料，因此它不受電磁干擾。雷電多發(fā)區(qū)，由于光纖可采用無金屬結構，故可以防雷擊，也可防止變電站地電位升高時損壞通信機房設備。

4. 方便架設與維護。電力系統(tǒng)光纖通信可以充分利用電力系統(tǒng)的桿塔資源與電力線路同桿架設；由于與電力線路互相獨立，不影響輸電線路和光纜的正常維修。

2 電力通信網(wǎng)絡傳輸要求

電力通信網(wǎng)既要為電力系統(tǒng)生產(chǎn)、調(diào)度提供服務，又要承載遠動、繼電保護、辦公自動化、數(shù)據(jù)綜合網(wǎng)等業(yè)務，因此，對電力通信網(wǎng)絡傳輸技術的可靠性、可擴展性等相關性能提出了更高的要求。

1． 可靠性高

時時暢通是電力通信的主要特點，這個特點也是電力系統(tǒng)的行業(yè)特點所決定的。既要要求數(shù)據(jù)傳輸具有可靠性和大容量，同時又要要求傳輸線路具有抵抗嚴重的外力破壞的能力，例如，在各種惡劣天氣影響下，就必須更要保證電力通信運行的暢通。光纖傳輸?shù)馁|(zhì)量很高，因為在光纖內(nèi)部傳輸信號運行。因此，受到自然環(huán)境變化的影響很小，穩(wěn)定性強，抗電磁干擾能力強，對于電力系統(tǒng)所特有的高電壓、高電磁場的環(huán)境有更強的適應性。

2. 便于擴展性以及投資效益性

伴隨著電力企業(yè)的業(yè)務的不斷發(fā)展壯大，運營成本經(jīng)濟化在電力企業(yè)要求也變得越來越高，電力通信系統(tǒng)配置不得不考慮綜合考慮到網(wǎng)絡的便于擴展性、投資效益性、系統(tǒng)復用性、設備的可承接性等擴展性能。

3．能源環(huán)境保護性

隨著我國經(jīng)濟的不斷快速發(fā)展，同時對于能源的需求也變得越來越緊張，能源供應即將面臨很大的挑戰(zhàn)。電力通信同樣需要考慮能源環(huán)境問題，光纖傳輸?shù)闹饕橘|(zhì)――光纖，光纖的主要原材料是SiO2， SiO2 在自然界中儲量相當豐富，因此光纖通信的發(fā)展不會遭遇資源不足而帶來的麻煩和問題。同時，采用了MSTP/SDH 技術的傳輸網(wǎng)絡，節(jié)省了E1 接口，同時就節(jié)省大量的線纜材料，降低無用的線上能量的損耗，因此現(xiàn)階段的光纖傳輸技術和設備從綠色的角度來看是符合電力行業(yè)發(fā)展要求的。光纖傳輸技術和設備符合我國能源環(huán)境保護戰(zhàn)略的發(fā)展。

3 光纜在電力通信系統(tǒng)中的應用

由于光纖通信具有抗電磁干擾能力強、傳輸容量大等諸多優(yōu)點，光纖通信的問世便在電力部門得到應用并迅速發(fā)展。除普通光纖外，還有一些專用特種光纖也在電力通信中大量使用：

3.1 地線復合光纜（OPGW）

地線復合光纜（OPGW）即架空地線內(nèi)含光纖。電力傳輸線路中地線中含有供通信用的光纖單元。該種光纜做到兩全，即地線的電性能和機械性能不因設置了光纖而受到損害，光纖單元也要適當?shù)厥艿奖Ｗo而不致?lián)p傷。

3.2 光纖復合相線(OPPC)

OPPC(Optical phase Conductor)是電力通信系統(tǒng)的一種新型特種光纜，是在傳統(tǒng)的相線結構中將光纖單元復合在導線中的光纜，是充分利用電力系統(tǒng)自身的線路資源，特別是電力配網(wǎng)系統(tǒng)，避免在頻率資源、路由協(xié)調(diào)、電磁兼容等方面與外界的矛盾，使之具有傳輸電能及通信的雙重功能。

3.3 全介質(zhì)自承式光纜（ADSS）

全介質(zhì)自承式光纜――ADSS（All Dielectric Self Supporting）。全介質(zhì)自承式光纜特點：光纖傳輸損耗小、色散低；光纜具有優(yōu)良的機械性能和環(huán)境性能；結構緊湊，確保惡劣環(huán)境下光纖不受力；光纜全為非金屬結構、重量輕，敷設方便，抗電磁干擾強；光纜為自承式架設，抗拉強度高，抗外界環(huán)境能力強，光纜柔韌性和抗彎曲能力強。

4 光纖傳輸組網(wǎng)技術

4.1 同步數(shù)字體系（SDH）

同步數(shù)字體系SDH（Synchronous Digital Hierarchy）是一種將線路傳輸、復接及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡。SDH 體系同時具有一套相當完善的自我保護體系，這樣可以滿足電力系統(tǒng)的高可靠性的要求。

SDH體制對電接口和光接口作了統(tǒng)一的規(guī)范，兼容性大大增強； SDH采用同步復用方式，低速SDH信號是以字節(jié)間插方式復用進高速SDH信號的幀結構中；SDH體系中，信號的幀結構中安排了豐富的用于運行維護（OAM）功能的開銷字節(jié)，大大加強網(wǎng)絡的監(jiān)控功能。

4.2 智能光網(wǎng)絡（ASON）

智能光網(wǎng)絡ASON（Automatically Switched Optical Network）是一種具有靈活性、高可擴展性的能直接在光層上按需提供服務的光網(wǎng)絡。在光傳輸組網(wǎng)技術上疊加以IP技術為基礎的網(wǎng)絡智能化技術，形成具有智能性的光網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡由用戶端動態(tài)發(fā)起業(yè)務請求，自動選擇路由，并通過信令控制實現(xiàn)業(yè)務連接的建立、拆除，自動完成網(wǎng)絡連接。

現(xiàn)有的電力光纖通信網(wǎng)必須進行大規(guī)模升級改造才能適應未來用戶業(yè)務增長的需要，在電力通信網(wǎng)中引入ASON將會帶來一下好處：增強網(wǎng)絡業(yè)務的快速配置能力，實現(xiàn)業(yè)務的快速提供；以MESH組網(wǎng)方式可以提高業(yè)務的生存性，提供多種保護和恢復方式，有效抵抗網(wǎng)絡多點故障；靈活提供不同的業(yè)務等級，滿足目前迅速發(fā)展的不同等級用戶服務的需要；充分降低維護難度，實現(xiàn)對業(yè)務的快速調(diào)配和自動保護，提高運營效率。引入ASON技術，不僅可以大大提高配電網(wǎng)通信網(wǎng)的服務速度、增加新的業(yè)務種類，而且能與現(xiàn)有網(wǎng)絡無縫融合，向著全智能的網(wǎng)絡發(fā)展。

4.3 分組傳送網(wǎng)（PTN）

分組傳送網(wǎng)PTN（Packet Transport Network）是指這樣一種光傳送網(wǎng)絡架構和具體技術：在IP業(yè)務和底層光傳輸媒質(zhì)之間設置了一個層面，它針對分組業(yè)務流量的突發(fā)性和統(tǒng)計復用傳送的要求而設計，以分組業(yè)務為核心并支持多業(yè)務提供，具有更低的總體使用成本（TCO），同時秉承光傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)優(yōu)勢，包括高可用性和可靠性、高效的帶寬管理機制和流量工程、便捷的OAM和網(wǎng)管、可擴展、較高的安全性等。

PTN設備組網(wǎng)時，應考慮電力通信網(wǎng)的特點，采用分層結構，對于地區(qū)級網(wǎng)絡結構而言，可分為三層，即接入層、匯聚層、骨干層。為確保電力通信網(wǎng)安全可靠運行要求通信網(wǎng)絡必須具備高效、全面的網(wǎng)絡級保護能力，PTN網(wǎng)絡保護技術主要有線性保護（1+1和1：1保護）、環(huán)網(wǎng)保護等。在現(xiàn)有電力通信網(wǎng)絡中，應根據(jù)網(wǎng)絡建設現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，逐步由SDH/MSTP向SDH與PTN混合組演進，并最終形成PTN獨立組網(wǎng)。

4.4 以太無源光網(wǎng)絡（EPON）

以太無源光網(wǎng)絡EPON（Ethernet Passive Optical Network ）是一種新型的光纖接入網(wǎng)技術，它采用點到多點結構、無源光纖傳輸，在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務。它在物理層采用了PON技術，在鏈路層使用以太網(wǎng)協(xié)議，利用PON的拓撲結構實現(xiàn)了以太網(wǎng)的接入。因此，它綜合了PON技術和以太網(wǎng)技術的優(yōu)點：低成本；高帶寬；擴展性強，靈活快速的服務重組；與現(xiàn)有以太網(wǎng)的兼容性；方便的管理等等。

EPON拓撲技術，使開通業(yè)務更加簡單迅速，各種檢測手段保證后期維護、判斷故障點快速準確。隨著電力通信系統(tǒng)的深入發(fā)展，EPON這種高靈活性，高帶寬，高保護機制，高智能化管理，高性價比的綜合業(yè)務的寬帶光纖產(chǎn)品迫切應用于電力配用電網(wǎng)系統(tǒng)。

5結論

光纖通信在電力系統(tǒng)的廣泛應用實現(xiàn)了電力通信網(wǎng)建設的低成本、大容量、多業(yè)務和智能化，保證了電網(wǎng)生產(chǎn)的安全經(jīng)濟運行，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。光傳輸組網(wǎng)新技術的不斷應用，加速了我國堅強智能電網(wǎng)的建設，電力通信技術的發(fā)展將成為電力網(wǎng)穩(wěn)定運行的重要保障。

參考文獻

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[2]朱景，魏晉蒙，張羽.晉城電力通信網(wǎng)發(fā)展概述[J].太原科技，2006，10.

篇10

關鍵詞：光纖通信 FPGA VHDL 8B/10B編解碼 IP核

中圖分類號：TN47 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）05-0000-00

1 引言

光纖通信（Optical Fiber Communication），指以光導纖維（簡稱光纖）作為傳輸載體并傳輸圖像數(shù)據(jù)等信號的通信方式。從20世紀60年代誕生到現(xiàn)在，光纖通信技術由理論研究發(fā)展到了遍布全球的實物應用，隨著信息化步伐逐漸加快，大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚俜€(wěn)定性決定了光纖通信存在的意義，其在當代通信的地位是無可替代的。

FPGA即現(xiàn)場可編程門陣列，能夠控制較為復雜的器件這是其它可編程器件很難實現(xiàn)的功能，因為跟其它編程器件相比FPGA不管是內(nèi)部運行速度還是時鐘頻率高低或者組成方式的多樣化都遠超其它可編程器件。FPGA的出現(xiàn)成功解決了小型化電路可靠性低的難題并且克服了實現(xiàn)其電路高功耗的難關，因此FPGA已成為目前高性能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要使用的控制芯片。

IP核（Intellectual Property core），也稱作知識產(chǎn)權核，是可以移植到不同的半導體工藝中去生產(chǎn)集成電路芯片的一段具有特定電路功能的硬件描述語言程序。為了改善這種情況提升用戶體驗，Xilinx推出了IP核這一理念，即在這些處理模塊設計好后，Xilinx將這些具有自己知識產(chǎn)權的模塊封裝起來成為一個IP內(nèi)核提供給用戶使用。本文主要在基于FPGA的環(huán)境中用VHDL語言開發(fā)設計了8B/10B編解碼模塊的IP核，通過并串/串并轉(zhuǎn)換模塊來實現(xiàn)整個光纖通信。有一定的可移植性和可擴展性。

2 8B/10B編解碼

8B/10B編碼是一種高性能的串行數(shù)據(jù)編碼標準，基本思路就是將1比特數(shù)據(jù)經(jīng)過映射轉(zhuǎn)化成10比特的數(shù)據(jù)，但是在這個過程中它同時還能起到直流平衡的作用即將數(shù)據(jù)中“0”和“1”的個數(shù)平衡下來使其總數(shù)只差最大不超過2并且在傳輸過程中保持足夠高的信號變換頻率。其中高三位的信號經(jīng)過3B/4B編碼得到4位信號，低5位的信號經(jīng)過5B/6B編碼得到6位信號，最后輸出一個10比特的信號，這就是8B/10B編碼的基本流程。8B/10B編碼適合在光纖中進行數(shù)據(jù)傳輸正是因為其具有確保時鐘恢復和令信息流的直流頻譜分量為零或近乎為零等優(yōu)點。

為了增加傳輸效率提高傳輸數(shù)據(jù)的可靠性，光纖通信系統(tǒng)大都采用8B/10B編碼進行數(shù)據(jù)傳輸，它將8比特數(shù)據(jù)編碼成為10比特數(shù)據(jù)，確保功率譜帶寬較窄，平衡了位流中0和1的個數(shù)實現(xiàn)直流平衡，具有保證前后時鐘同步發(fā)送、高低電平轉(zhuǎn)換、穩(wěn)定性高、檢查傳輸數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換前后出現(xiàn)的錯誤等許多優(yōu)點，以使接收器的輸入沒有直流（DC）漂移并且確保直流基線漂移小，低頻分量小，運用8B/10B編碼的數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃缘玫奖Ｕ稀?/p>

3光纖通信系統(tǒng)的模塊設計

基于FPGA的光纖通信系統(tǒng)的思路是先輸入一串數(shù)據(jù)，然后由編碼模塊轉(zhuǎn)換，經(jīng)過并串轉(zhuǎn)換后將串行數(shù)據(jù)發(fā)送出去，經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換后將并行數(shù)據(jù)發(fā)送至解碼器，數(shù)據(jù)即以并行方式送入，這樣可以最大程度保證輸出數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和可靠性。整個系統(tǒng)原理圖如圖1所示。

首先，信號輸入控制模塊并由控制模塊輸出到編碼模塊。在編碼模塊中8位信號轉(zhuǎn)換為10位信號，接著在并串轉(zhuǎn)換模塊中，10位信號變成1位串行信號輸出到串并轉(zhuǎn)換模塊中，此時1位信號又轉(zhuǎn)換成10位并行信號輸出到解碼模塊中，解碼將10比特信號轉(zhuǎn)換成8比特信號最終輸出。

整個系統(tǒng)的輸入端為8B/10B編碼模塊和并串轉(zhuǎn)換模塊，功能是轉(zhuǎn)換源碼并輸出；輸出端則為接受轉(zhuǎn)換的10B編碼并調(diào)解成源碼的串并轉(zhuǎn)換模塊和8B/10B解碼模塊。由于這只是一個基于FPGA的模擬光纖通信的系統(tǒng)，具體現(xiàn)實中的工作流程可以看作源碼通過8B/10B編碼器后到達光發(fā)送端，此時電信號轉(zhuǎn)換為光信號通過光纖到達光接收端，這時光信號轉(zhuǎn)換為電信號經(jīng)過8B/10B解碼器調(diào)解源碼最后輸出。系統(tǒng)基本電路圖如圖2所示。

4仿真結果圖

8比特數(shù)據(jù)等待控制信號開始才響應，隨后一位一位按順序發(fā)入控制模塊中，clk10m為總時鐘信號，clk100m為時鐘信號差分信號，reset為復位信號（高電平有效，有效時系統(tǒng)復位），tko為控制信號，tao-tho為輸出8比特數(shù)據(jù)，tran_en為使能信號（高電平有效）。

如圖3所示，8比特數(shù)據(jù)發(fā)入編碼模塊中，經(jīng)編碼后10比特數(shù)據(jù)發(fā)出，（ki為控制信號，ai、bi、ci、di、ei、fi、gi、hi為發(fā)入編碼模塊的8比特數(shù)據(jù)，ao、bo、co、do、eo、io、fo、go、ho、jo為發(fā)出的編好的10比特數(shù)據(jù)）。

Clk 10m為時鐘信號，reset為復位信號（高電平有效），ao、bo、co、do、eo、io、fo、go、ho、jo為發(fā)出的編好的10比特數(shù)據(jù)。如圖4所示。

由編碼模塊輸送到并串轉(zhuǎn)換模塊中后，10位并行數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成一位串行數(shù)據(jù)由s_out輸出，clk10m為時鐘信號，clk100m為時鐘信號的差分信號，是clk的10分頻，由于一次時鐘發(fā)送一位數(shù)據(jù)，一共10位，所以采用10分頻。tran_en為使能信號，高電平有效，此時發(fā)送一位串行數(shù)據(jù)。

clk10m為時鐘信號，clk100m為差分信號，s_in輸入1位串行數(shù)據(jù)，在串并轉(zhuǎn)換模塊中轉(zhuǎn)換成10位并行數(shù)據(jù)輸出，pout[9：0]為外接端口。ao-jo為輸出的10比特數(shù)據(jù)。

Clk10m為時鐘信號，clk100m為差分時鐘，解碼模塊輸出如圖5所示，ko為控制信號（高電平有效），ao-ho為輸出的8比特數(shù)據(jù)，實驗仿真驗證，編碼結果和編解碼真值表一致。整個光纖通信系統(tǒng)運行完畢。

5結語

本文主要在基于FPGA的環(huán)境中用VHDL語言編寫了8B/10B編解碼模塊、利用并串/串并轉(zhuǎn)換模塊來實現(xiàn)整個光纖通信，在本文的設計中，各個模塊獨立的實現(xiàn)流程，8B/10B 編碼很好地平衡了位流中0 和1 的個數(shù)，特別適合光纖介質(zhì)的信息傳輸，同步時鐘使得發(fā)送設備與接收設備保持同步，同時為接收端解碼器提供可靠的時鐘參考。該設計具有一定的工程意義。

參考文獻

[1] 趙梓森.光纖通信的過去、現(xiàn)在和未來.光學學報，2011，31（9）.