光纤传输范文第1篇

关键词：聚合物光纤，塑料光纤，POF,传光,原理

1．前言

光纤自身不能发光，但光纤可以传光，用于照明；光纤照明所选用的光纤，按照光纤材质的不同，通常可分为石英光纤、多组分玻璃光纤和塑料光纤POF等，本文主要介绍POF的传光原理，其它的光纤传光原理同POF的传光原理是一致的。

人们很早就观察到光在透明柱体中通过多次全反射向前传播的现象，他们就是古代的玻璃吹制艺人。而首次科学阐述这一现象的，却是英国皇家学会的约翰·丁达尔向英国皇家学会演示了一个著名的实验，他当时用一只盛满水的器皿，让水从器皿的侧孔中流出，这时投射在水中的光也随着水流传导出来。

1880年，威廉·惠勒(WilliamWheeler)提出“管道照明”的设想，并获得美国专利，这是有案可查的最早的“遥控照明”装置，其基本原理是：用内壁涂有反射层的管子把中心光源的光象自来水一样引至若干个需要照明的地点,这实际上是光纤用于照明的雏形，光纤照明系统简单地就可以看作是和上述的“管道系统”相类似的一个系统，在这个系统中，所传输的介质是光，而用以传输光的“管道”就是光纤，光纤可以把光线从光源处传输至需要照明的特定区域。1954年，《自然》杂志发表了Hopkin''''s和Kapany成功地用一束10,000到20,000的纤维来传输图像的文章,VanHeel发现低折射率光纤包层的作用，纤维的图像传输的成功实现和光纤包层的提出这两个进步标志着光导纤维作为一个新兴学科的诞生,1966年,英国标准电信研究所英籍华裔科学家高锟(K.C.Kao)博士和G.A.Hockham在详细研究了玻璃的传输损耗后,撰写的文章《用于光频的介质纤维表面波导》发表在伦敦电气工程师协会（IEE）会刊上，他们从理论上指出:如果减少或消除光导纤维中的有害杂质如过渡金属离子，可大大降低光纤传输损耗,提高光纤的传光能力，从而推动了光纤制造工艺的研究。美国杜邦DuPont公司亦在这一年向市场推出了世界上第一根POF[1]，POF就是光纤的一种,而光纤用于光纤照明的基本原理是利用光线在不同折射率介质的界面发生全反射，实现光在光纤中的高效传输以及光纤与光源的充分耦合，并通过与各种光学元件的组合，达到需要的照明效果，为了解光在光纤中的传输方式,现介绍子午光线在POF中的传输特性。

2．光的基础知识

光是通过光源内大量的分子或原子振动而产生的辐射。1894年，麦克斯韦从理论上指出，光是一种电磁波，1905年爱因斯坦提出光是一粒一粒的粒子流，每个粒子可被称为光子。也就是说光既具有粒子性，又具有波动性，光在传播时表现为波动性，而与物质作用时又表现为粒子性。通常我们所说的光是电磁波的一种，它通常由紫外光、可见光和近红外光组成，其中1-390nm波段的光为紫外光UV，波长为280-300nm波段为UV-B，它的强光可以杀死或严重损伤地球上的生物;200-280um波段为UV-C，它的强光可以杀死地球上一切生物，包括人类,比紫外光频率更高的还有X光和γ射线等;390-760nm波段的光为可见光；波长在760-1500nm为近红外光，中红外波段波长范围为1.5-25μm，远红外光谱波长范围25-300μm,比远红外光频率更小或波长更长的有毫米波、微波、短波、中波和长波等。而可见光又是由七色光组成的，即可见光含有红色光、橙色光、黄色光、绿色光、蓝色光和靛青光等色光[2]：?

紫色/nm靛青/nm蓝色/nm绿色/nm黄色/nm橙色/nm红色/nm

390-430430-450450-500500-570570-600600-630630-760

国际照明委员会统一规定的标准是：选水银光谱中波长为700nm的红光为红基色光，波长为546.1nm的绿光为绿基色光,波长为435.8nm的蓝光为蓝基色光。常规POF一般在紫外光波段并没有很好的透光性，而石英光纤和特制的液芯光纤在这一区域有很好的透光率，POF在可见光区域有很好的透光率，由POF芯材选用氟化和氘化聚合物材料制备的POF在近红外光区域才有很好的透光率。

光在真空中的传播速度C为3×108m/s，光的传输波长λ，频率f和光速C之间关系参见如下公式:

C=fλ……………………(1)

其中f的单位为赫兹Hz或1／秒(s)，波长的单位为米(m)。

只有真空的折射率n为1.0，故光在任一传输介质的传播速度V是光速除以该介质的折射率，即：

光在真空中的传播速度是最快的，传输介质不同，其折射率不同，传光速度也不同。相对而言，折射率大的传输介质是光密介质，折射率小的传输介质是光疏介质，对于POF而言，POF芯材为光密介质，POF皮材为光疏介质，由于光在光密媒介－芯材中的传播速度会降低，故光在芯材中的传输速度慢于皮材中的传输速度;在空气中，由于n≈1，光波的传播速度接近于真空中的传播速度C；纯PMMA的折射率为1.49,故光在其中的传输速度约为2.01×108m/s。

光在均匀媒质或不均匀媒质中传输时，满足费玛(Fermat)原理，即光从空间一点到另一点是沿着时间为极值的路程而传播的，即光沿着光程为最小或最大或恒量的路径传播。

3．几何光学理论

要了解POF传光原理，必须了解一些几何光学的知识。

首先光学分为几何光学和物理光学，几何光学是研究光在均匀介质中的传播特性，通常采用直线来描述，它是研究光在介质中传播的基础光学理论。物理光学又分为波动光学和量子光学,波动光学认为光是一种电磁波，但它不能解释光的微观现象;量子理论认为光的能量不是连续分布的，光是一粒粒运动着的光子组成，每个光子具有确定的能量。几何光学理论的四大基本定律为：

3.1光的直线传播定律：在各向同性的均匀介质中，光是沿直线传播的。

3.2光的独立传播定律：不同光源发出的光线从不同方向通过某点时，彼此不影响，各光线的传播不受其它光线影响。

3.3光的反射定律：当一束光投射到某一介质光滑表面时，保存一部分光反射回原来的介质，这一光线称为反射光线，反射光线、入射光线和法线位由于同一平面内，入射线同法线组成的角称为入射角，反射光线同法线组成的角称为反射角，反射角等于入射角，即θ1=θ3,其绝对值相等，这就是反射定律。

3.4光的折射定律：当一束光投射到某一介质光滑表面时除了有一部分光发生反射外，还有一部分光通过介质分界面入射进第二传输介质中，这一部分光线称为折射光线，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，折射光线位于入射光线和法线所决定的平面内。折射光线同法线组成的角称为折射角，入射角的正弦值同折射角正弦值的比值为一恒定值，这就是折射定律。需要指出的是采用几何光学分析光在某一研究对象中的传输特性时，这一研究对象的几何尺寸必须远远大于所传输的光波长，这样才能忽略波长的长度，否则就必须采用物理光学分析光在研究对象中的传输特性。也即是光纤纤芯直径是所传播光波长的几十倍或几百倍时，其传播现象就可用几何光学而不用波动光学来研究。

4．子午光线在阶跃型POF中的传输

?阶跃型POF是一种具有芯皮结构的光纤。

子午平面指的是包含有光纤轴的平面，所谓子午线，就是光线的传播路径始终在同一平面内，子午光线总是和光纤轴相交的，光在一种均匀介质传播时是一种直线式传播：当光从一种介质传至另一介质表面时，一般同时发生反射和折射；如果光从折射率小的光疏介质射入折射率大的光密介质时，则折射角小于入射角；而当光从光密介质射入光疏介质时折射角将大于入射角，因而当光从光密介质射入光疏介质时就有可能出现只有反射而无折射的现象，这就是全反射，全反射是光折射的一种边界效应，即光从一种透明介质进入到另一种介质里而发生弯曲的现象。POF就是通过全反射原理进行光传输的。

?由折射定律公式可得出：

n1sinθ1=n2sinθ2(4)

这里n1、n2分为芯皮折射率，θ1、θ2分为入射角和折射角，设发生全反射的临界角为θm，此时θ2=90°，故而

当入射角θ1>θm时，则光在芯皮界面上发生全反射，而当入射角θ1<θm时，则光在芯皮表面上出现折射，有一部分光从芯材泄漏至皮层外。由全反射临界角同样可推出光纤截面临界入射光纤角θ0，在空气和光纤截面界面上，同样有：

n0sinθ0=n1sin(90°—θm)

=n1cosθm

其中，n0为空气折射率，设定其值同于真空折射率值1.0即n0=1.0，因而

?即外界光入射角θ小于θ0时，光线才能在光纤中以全反射的形式向前传播，从光纤一端传至光纤另一端，所以，光纤临界接受角为：

故光在SIPOF光纤的传输方式为全反射式锯齿型。

光纤数值孔径是光纤一个重要指标之一，NA值越大，则θ0越大，光纤临界入射角越大，则光纤端面接受光或发射光角度越大，光纤的集光能力愈强，愈便于光纤同光纤连接或同光源耦合。常规POF的光纤数值孔径参见如下表。

?表常规POF的光纤数值孔径参

?POFPS芯POFPMMA芯POFPC芯POF（ESK-PH）侧面发光POF

芯材折射率1.591.495?1.59?1.475

皮材折射率1.491.4021.311.34

?数值孔径NA0.550.50.9?0.65

最大入射角或发射光角度/度6760?12875

5．子午线在阶跃型光纤中的几何行程和反射次数

由于子午光线入射光纤中并不是同一角度，故而其在光纤中的几何行程也不相同。无论是子午线在光线中的行程计算公式还是反射次数计算公式，都是假定光纤是处于非常理想状态下：光纤非常直，光纤直径均匀，光纤内部无缺陷和光纤入射端面平直等，倘若光纤不在这一理想条件下，则入射子午线全反射的状况就会发生变化，如有的会从光纤中反射出，有的反射角会发生变化等，因此光纤的传输损耗也会增加。

6．斜光线在阶跃型折射率POF中的传输

所谓斜面光线，就是光在光纤中传输中时，并不是像子午光线一样保证在同一平面内，它在光纤中传输时，其轨道通常是一空间螺旋曲线，其最大入射角比子午线的大，但通常以子午线传输表征光纤的传输特性，自然这是最理想的一种状况。

7.光在渐变型折射率分布POF中的传输

?对于渐变型折射率GIPOF，同样有子午线和斜光纤，这种光纤折射率并不是一恒定常数，而是随着离轴距离的增加而折射率下降，其渐变折射分布图参见如下；抛物线型折射率分布光纤具有较小的模式色散的特点，渐变折射分布有多种形式，当折射率分布按二次方抛物线分布时，子午线在光纤中的传播路径为正弦曲线型，参见下图，斜光纤的传播路径为螺旋曲线，渐变型折射率POF多用于短距离数据传输，用于光纤照明较少。

?这种光纤传输的激光能量分布接近Gauss分布，即在光纤轴附近具有更高的光能量密度，也就是说激光能量更为集中，其传输的激光功率密度（或称激光强度）I可认为与纤芯直径α的平方成正比。若保持光纤传输的激光功率不变的话，减小光纤芯径即减小传输激光能量的光纤纤芯的横截面面积，则光纤传输的激光功率密度将增加[5]，当光在这种GIPOF传输时，可以说是一种极低能量的传输，亦满足如上所述的公式。

8．侧面发光POF的传光原理

侧面发光POF是指光在光纤传输过程中，不仅将传输光从光纤的入射端面传输至出射端面，而且还有一部分光从光纤包覆层透射出来，从而形成光纤侧面发光的现象，这种光纤被称为侧面发光POF,其传光示意图如下，其实质是传输光有一部分从光纤侧面泄漏出，是一种光散射的结果，对于单芯侧面发光POF多是由非固有损耗产生的，而对于多芯侧面发光POF则是由于弯曲损耗产生的。

?侧面发光POF最显著的特征是侧面发光，据JanisSpigulis等人[5].推算，侧面发光POF的侧面发光强度是随其长度的增加而呈指数性下降的，同于普通光纤光传输方向的发光强度是随其传输长度的增加呈指数下降，在作出如下假定后而得出的结论：

8.1侧面发光的原理仅被认为是由于光纤芯传输辐射引起的。

8.2所有最初的侧面散射光没有损耗穿透光纤圆形表面，其结果是均匀地传输至光纤外表面。

侧面发光POF在长度为X米处的发光强度Is(x)可用如下公式表示：

Is(x)=Aexp(-kx)（24）

其中K为侧面发光系数，单位m-1，常数A可用如下式表示：

A=(4π)-1I。(expk-1)（25）

其中I。是侧面发光POF光输入强度。

因此在实际使用过程中，为保证侧面发光POF侧面发光强度的均匀性，通常限制侧面发光POF的使用长度，并且在侧面发光POF的两端皆设置相同功率的光源或者一端设置全反射镜或反光膜，当然前者在更长的使用长度上保证光纤侧面发光的均匀性，选用双光源的侧面发光POF在某一处的发光强度IS2(x)可用如下公式（26）计算。

IS2(x)=A{exp(-kx)+exp[-k(L-x)]}（26）

其中L为侧面发光POF总长度。

选用全反射镜计算的侧面发光POF强度可用如下公式计算,侧面发光POF的发光强度和距离的关系参见如下图。

ISR(x)=A{exp(-kx)+Rexp[-k(2L-x)]}………（26）

其中R为镜面反射率。

因存在光传输损耗，侧面发光的亮度将随着与光源距离的增大而减小，为使光纤单位长度内的亮度接近一致，可对单端光源的光纤按长度进行刻痕处理，随光纤长度递增，刻痕间距递减。在实际使用过程中，当侧面发光POF的使用长度在30m以下时，多配用一台150W金卤灯光源，另端配用反光镜或反光膜；当侧面发光POF的使用长度在30～60m之间时，多配用两台150W金卤灯光源，以保证侧面发光POF的侧面发光的均匀性，下图为实测三根直径为14mm的侧面发光POF侧面光照度示意图，可以看出当选用一台150W金卤灯光源时，1.5m处POF侧光照度为800lx左右，而60m处的照度不到20lx，照度计测试时离光纤的表面距离为2.5cm。

9．荧光POF的传光原理

荧光POF就是在POF芯材中掺入一定量的荧光剂制备而成的POF，这种POF经过特定波长的光照射后，将发出特定波长的光，其原理比较复杂，可简单认为基态分子中成键电子吸收光后激发，然后单线态分子返回到基态，即发出荧光。荧光POF按折射率分布结构分类，可分为荧光SIPOF和荧光GIPOF，掺杂有机染料的POFA最重要特性是在宽波长范围内提供高功率输出。荧光POF的传光原理示意图如下，它满足一般的SI型光纤的传光特性，但入射光的波长不同于出射光的波长。

荧光POF还有另一种传光方式，这就是入射光可从侧面照射荧光POF，出射光从光纤两端面出射，当然入射光的波长不同于出射光的传输波长。

荧光材料的光特性主要依赖于基质材料，荧光POF增益放大特性同泵浦波长、荧光POF长度及所用掺杂剂和浓度有关。所谓增益G是指POF输出信号光功率Pout与输入光功率Pin之间的一种比值。

10.结语

POF之所以能传光是因为光纤具有芯皮结构，光在POF中传输是按全反射原理进行传光的，光在SIPOF中的传输方式为全反射式锯齿型，光在GIPOF中的传输方式为正弦曲线型；同时为了简化计算，选用子午线进行了参数计算，子午线就是光线的传播路径始终经过光纤轴并在同一平面内，这些参数计算包括最大入射角或发射光角度、数值孔径、子午线在阶跃型光纤中的几何行程及反射次数；侧面发光POF和荧光POF也是按全反射原理进行传光的，对于单芯侧面发光POF多是由非固有损耗导致侧面发光，而对于多芯侧面发光POF则是由弯曲损耗产生侧面发光的。荧光POF经过特定波长光激发后发出特定波长的光，而且激发光不仅可从端面入射，而且可从侧面入射。

参考文献

1.江源，刘玉庆.塑料光纤的发展史[J].广东照明电器，2003，（5）：21-24

2.邮电部武汉邮电科学研究院编写组.激光通信[M].北京:人民邮电出版社,1979.14－20

3.杨同友.光纤通信技术[M].北京:人民邮电出版社,1986.31－54

4.徐大雄.纤维光学的物理基础[M].北京:高等教育出版社,1982.6－16

4.项仕标，冯长根.光纤的能量传输特性及应用[J].光学技术，2002，28（4）：341-342

5JanisSpigulis,DaumantsPfafrods,MarisStafeckis,WandaJelinska-Platece.The“glowing”opticalfiberdesignsandparameters[J].SPIE，1997，2967:231-236.

光纤传输范文第2篇

对光纤通信而言,超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标,而全光网络也是人们不懈追求的梦想。

1.超大容量、超长距离传输技术波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量,在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛,目前1.6Tbit/的WDM系统已经大量商用,同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用(OTDM)技术,与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同,OTDM技术是通过提高单信道速率来提高传输容量,其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。

仅靠OTDM和WDM来提高光通信系统的容量毕竟有限,可以把多个OTDM信号进行波分复用,从而大幅提高传输容量。偏振复用(PDM)技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零(RZ)编码信号在超高速通信系统中占空较小,降低了对色散管理分布的要求,且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散(PMD)的适应能力较强,因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。

2.光孤子通信。光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲,由于它在光纤的反常色散区,群速度色散和非线性效应相互平衡,因而经过光纤长距离传输后,波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信,在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。

光孤子技术未来的前景是:在传输速度方面采用超长距离的高速通信,时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率10-20Gbit/s提高到100Gbit/s以上;在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE,光学滤波使传输距离提高到100000km以上;在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。当然实际的光孤子通信仍然存在许多技术难题,但目前已取得的突破性进展使人们相信,光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中,尤其在海底光通信系统中,有着光明的发展前景。

3.全光网络。未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段,也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化,但在网络结点处仍采用电器件,限制了目前通信网干线总容量的进一步提高,因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。

全光网络以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。

目前,全光网络的发展仍处于初期阶段,但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看,形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层,建立纯粹的全光网络,消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。

二、我国光纤光缆发展的现状

1.普通光纤

普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展,光中继距离和单一波长信道容量增大,G..652.A光纤的性能还有可能进一步优化,表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合ITUTG.654规定的截止波长位移单模光纤和符合G..653规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。

2.核心网光缆

我国已在干线(包括国家干线、省内干线和区内干线)上全面采用光缆,其中多模光纤已被淘汰,全部采用单模光纤,包括G..652光纤和G..655光纤。G..653光纤虽然在我国曾经采用过,但今后不会再发展。G..654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量,它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤,不采用光纤带。干线光缆主要用于室外,在这些光缆中,曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构,目前已停止使用。

3.接入网光缆

接入网中的光缆距离短,分支多,分插频繁,为了增加网的容量,通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中,由于管道内径有限,在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量,是很重要的。接入网使用G..652普通单模光纤和G..652.C低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用,目前在我国已有少量的使用。

4.室内光缆

室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。并且还可能用于遥测与传感器。国际电工委员会(IEC)在光缆分类中所指的室内光缆,笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在中心局或其他电信机房内,布放紧密有序和位置相对固定。结合布线光缆布放在用户端的室内,主要由用户使用,因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。

5.电力线路中的通信光缆

光纤是介电质,光缆也可作成全介质,完全无金属。这样的全介质光缆将是电力系统最理想的通信线路。用于电力线杆路敷设的全介质光缆有两种结构:即全介质自承式(ADSS)结构和用于架空地线上的缠绕式结构。ADSS光缆因其可以单独布放,适应范围广,在当前我国电力输电系统改造中得到了广泛的应用。ADSS光缆在国内的近期需求量较大,是目前的一种热门产品。

三、结语

光通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到重要作用,虽然经历了全球光通信的“冬天”,但今后光通信市场仍然将呈现上升趋势。从现代通信的发展趋势来看,光纤通信也将成为未来通信发展的主流。人们期望的真正的全光网络的时代也会在不远的将来到来。

参考文献:

[1]辛化梅,李忠.论光纤通信技术的现状及发展[J].山东师范大学学报(自然科学版),2003,(04).

[2]毛谦.我国光纤通信技术发展的现状和前景[J].电信科学,2006.

[3]王磊,裴丽.光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息,2006,(4):59-60.

光纤传输范文第3篇

（1）光纤线路的施工程序

施工期间，光纤的外径要比弯曲的半径大15~20倍。布置光缆的时候，光缆需保持松弛的弧形，并通过缆盘放出；同图1光纤接入到户技术流程时牵引力要低于张力的80%，最大不能超过张力的100%，并做好相应的防水处理。布置光纤时不能出现扭转或浪涌等状况，缠线因以“8”来盘整，并将顺引装置加装在光纤引入、引出处，不能直接与地面相托。在熔接光纤时，必须要估算熔接损耗。

（2）光缆的敷设

光缆的敷设要根据油田通信工程实际施工图来决定。埋设期间底宽由光缆数目而定。在一般的光缆敷设中，1~2条光缆的宽度设定在30~40cm之间。3条以上，其宽度在50~70cm之间，其深度是底宽的0.1倍。同沟敷设时，采用交叉和重叠的方式进行；直敷设时，采用直线、躲避障碍物的方式进行，直线敷设弯曲的半径要大于20m。

（3）长输油（气）管道通信系统光纤应用实例

长输油（气）管道通信系统与企业的通信网络是一样的，光缆要随着油（气）管道施工的同时进行敷设。在目前油（气）管道通信工程中主要采用的是G.652光纤。由于光纤主要用于数据传输，因此将采集的数据存入储存器中之后，要在通信模板的作用下才能传输到上位机系统中。通信模板可以与局域网相连。这种通信系统能够利用生产中所用网络来实现系统应用技术的扩展，从而减少对设备等资源的使用。此外，利用一般网络协议进行信息传输就能够有效保障信息传输的准确性、完整性及及时性。采用光纤原料的通信模板能在提升传输速度的同时减少传输错误，其传输中产生的误码低于8，并且不会受到外部因素的任何干扰，切实保证了信息传输的真实性及可靠性。该模板在网络中被广泛使用，常见的TCP/IP在计算机通讯功能及局域网中被视作基础技术，只要与网络传输要求相符，就能将油田信息进行在线传输。同时，该系统能够通过局域网实现信息在其他设备上的共享功能，现实了信息资源的优化。

2光纤通信的发展趋势

（1）光网络的智能化

光纤通信技术主要以传输为主，为了与网络技术的快速发展相适应，通信网络的功能至关重要。现代化的光纤技术可将连接控制及自动化等技术融入到传输过程中，使得系统的功能更加强大和完善，从而促进光纤网络向现代化及科学化发展。在开发中，以ASON为主的智能光网设备可以将永久性的PC连接方式改为交换式SC或者软永久性的SPC式的连接方式。

（2）全光网络

在进行光纤传输及交换过程中以光的形式呈现即为全光网络。波长的范围覆盖C＋L波段，可在G.652、G.655光纤上实现几千公里的无电中继传输。传统的光纤网络虽然能够提升信息传输速度，但仍然在网络节点上进行了电器件的使用，这就为光纤通信总容量的扩充带来了阻碍。可通过建立一个以光转技术及WDM技术为主要技术的光纤网络层，用以实现全光网络的建设。

（3）光器件集成化

光纤传输范文第4篇

【关键词】光纤通信技术的发展特点前景

一、光纤通信的历史

光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。1966年,美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham),预见了低损耗的光纤能够用于通信,敲开了光纤通信的大门,引起了人们的重视。

1970年,美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km的光纤,光纤通信时代由此开始。1977年美国在芝加哥相距7000米的两电话局之间,首次用多模光纤成功地进行了光纤通信试验。8.5微米波段的多模光波为第一代光纤通信系统。1981年又实现了两电话局间使用1.3微米多模光纤的通信系统,为第二代光纤通信系统。1984年实现了1.3微米单模光纤的通信系统,即第三代光纤通信系统。80年代中后期又实现了1.55微米单模光纤通信系统,即第四代光纤通信系统。用光波分复用提高速率,用光波放大增长传输距离的系统,为第五代光纤通信系统。新系统中,相干光纤通信系统,已达现场实验水平,将得到应用。光孤子通信系统可以获得极高的速率,20世纪末或21世纪初可能达到实用化。

二、光纤技术发展的特点

(1)频带极宽,通信容量大。光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽,光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量,特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前,单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到10Gbps。

(2)损耗低,中继距离长。目前,商品石英光纤损耗可低于0～20dB/km,这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低;若将来采用非石英系统极低损耗光纤,其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离;对于一个长途传输线路,由于中继站数目的减少,系统成本和复杂性可大大降低。

(3)抗电磁干扰能力强。光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料,不易被腐蚀,而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力,它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰,也不受人为释放的电磁干扰,还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。由于能免除电磁脉冲效应,光纤传输系还特别适合于军事应用。

(4)无串音干扰,保密性好。在电波传输的过程中,电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰,而容易被窃听,保密性差。光波在光纤中传输,因为光信号被完善地限制在光波导结构中,而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收,即使在转弯处,漏出的光波也十分微弱,即使光缆内光纤总数很多,相邻信道也不会出现串音干扰,同时在光缆外面,也无法窃听到光纤中传输的信息。

除以上特点之外,还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设;光纤的原材料资源丰富,成本低;温度稳定性好、寿命长。由于光纤通信具有以上的独特优点,其不仅可以应用在通信的主干线路中,还可以应用在电力通信控制系统中,进行工业监测、控制,而且在军事领域的用途也越来越为广泛。

三、光纤技术的发展前景

对光纤通信而言,超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标,而全光网络也是人们不懈追求的梦想。

(1)向超高速系统的发展。目前10Gbps系统已开始大批量装备网络,主要在北美,在欧洲、日本和澳大利亚也已开始大量应用。但是,10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感,而已经铺设的光缆并不一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求,需要实际测试,验证合格后才能安装开通。它的比较现实的出路是转向光的复用方式。光复用方式有很多种,但目前只有波分复用(WDM)方式进入了大规模商用阶段,而其它方式尚处于试验研究阶段。

(2)向超大容量WDM系统的演进。采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽,然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用了不到1%,99%的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一极光纤上传送,则可大大增加光纤的信息传输容量,这就是波分复用(WDM)的基本思路。采用波分复用系统的主要好处是:1.可以充分利用光纤的巨大带宽资源,使容量可以迅速扩大几倍至上百倍;2.在大容量长途传输时可以节约大量光纤和再生器,从而大大降低了传输成本:3.与信号速率及电调制方式无关,是引入宽带新业务的方便手段;4.利用WDM网络实现网络交换和恢复可望实现未来透明的、具有高度生存性的光联网。

(3)开发新代的光纤

传统的G.652单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势,开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。目前,为了适应干线网和城域网的不同发展需要,已出现了两种不同的新型光纤,即非零色散光(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤)。从长远来看,BPON技术无可争议地将是未来宽带接入技术的发展方向,但从当前技术发展、成本及应用需求的实际状况看,它距离实现广泛应用于电信接入网络这一最终目标还会有一个较长的发展过程。

(4)全光网络。未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段,也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化,但在网络结点处仍采用电器件,限制了目前通信网干线总容量的进一步提高,因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。

目前,全光网络的发展仍处于初期阶段,但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看,形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层,建立纯粹的全光网络,消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。

光纤传输范文第5篇

【关键词】有线传输通信工程应用研究

引言

通信工程是人们都普遍使用的技术。它分为两种方法：无线数据传输技术和有线传输技术，充分发挥了其在各个领域特别重要的作用，为人们的日常生活提供了非常重要的帮助。有线传输技术在通信工程中占有非常重要的地位，为了满足人们每天扩展的通信需求，使人们的通信交流更加方便高效，有必要积极改进有线传输方法，推动通信工程的高效运作，实现通信工程的改革创新。这不仅提高了通信系统的运行速度，而且集中体现了有线传输技术的优势。

一、有线传输技术概述

有线传输技术已在基础学科中得到广泛应用，随着基础科学的不断发展，信息传输技术也获得了创新，推动了通信工程的发展，但有线传输技术在通信工程建设中依然占据着不可替代的位置。常见的有线传输技术包括同轴电缆技术，光纤传输技术，双绞线传输技术和架空明线技术，关键作用体现在网络信息安全的维护上。利用有线传输技术可以提高互联网资源的利用率，充分发挥互通性的优势，并在通信资源级别上满足不同客户的需求。另外，利用有线传输技术还可以加快业务流程服务项目的迁移，减轻互联网传输的压力。有线传输技术在通信工程中的应用无论是产品轻巧，集成还是功能强大都具有明显的特点。首先，与过去使用的通信传输设备相比，通过将有线传输技术和数据传输设备相集成而设计的设备和相关产品具有轻量化的特性。产品的净重，体积和设备原材料的选择得到明显改善，有效减少通信工程设备在生产环节的成本投入。其次，有线传输技术与通信行业的具体情况相结合，所有收集的数据都可以集中传输，集成技术用于收集新一代CNC系统的数据信息，并且将该数据信息直接储存，便于实施日后的管理监督工作，还可以避免有线传输路径的混乱，提高在CPU中引导数据信号的运行通过率。随着有线传输技术的不断普及，互联网技术和信息技术在通信行业得到了广泛的应用，直接扩展了通信系统的功能，促进了信息处理器的高效运行，数据电缆的可用性，数据传输的高效率以及信息内容传输的持续改进，合理降低了传导线路成本，进一步确保了网络平台的应用质量。

二、有线传输技术在通信工程中的应用

有线传输技术作为通信行业的重要手段，长期以来一直在社会经济发展中承担着极其重要的作用。随着相关行业在该领域信息规划水平的不断提高，有线传输技术与各个领域的集成也在不断加速。此外，新功能和新观念不断涌现，技术特征不断提高，显示出经济社会发展的充足动力。

2.1在长途干线网之中的应用。在通信行业的持续发展中，长途干线网络的信号传输已经经历了一段时间的发展历史，但发展过程中仍然存在一些缺陷。在长途中继网络中，无线通信工程SDH已被广泛使用，但是随着网络用户总数的持续增加，线路成本也随之不断增加，基本建设资产和维修资金数额也需要进一步扩大。因此，在实际应用的过程中，如果要进一步改善通信，就必须解决这个问题。通过科研和实践活动，专业技术人员发现，SDH和WDN两种管理体系有机结合，将完成储量的进一步增加，充分利用两者的优势解决现存问题。根据该方法，可以进一步增强网络通信本身的特性，并且具有扩大总业务量和提升体系普及性的作用，对当前通信行业的良好发展产生非常积极的影响。

2.2在自动光传送网之中的应用。就当前的通信行业而言，大多数有线传输技术用于开发单个范围的管理和操作，从而可以科学地使用数据同步系统。在实际应用过程中，有必要注意控制领域的各个方面，以确保通信专业可以使用智能系统的集成控制网络方法，对平时的运转进行监督和管理，使其一直处于正常的运行状态，进而实现通信工程运转效果的进一步提升。

2.3在本地骨干线网之中的应用。本地技术骨干网数据传输使用较少的数据和信息内容进行传输。由于本地传输的数据量很小，而光纤线是本地传输的主要体现。本地传输的关键方法是使用管道模式进行数据信息连接。因此，可以根据连接促进数据信息的传输。管道模式可以从各个方向收集信息内容，进行传输，推送。由于是本地设备，因此可以完成设备的自动升级，便于本地网络的管理，并合理地操纵其信息的传递。有线传输技术在本地网络级别的技术应用不仅可以控制成本，而且可以提高传输速度和效率，并以最低的价格享受高标准的服务。其中，在通信技术在本地网络中的应用中，它可以完成大部分光线传输，然后实现信息内容的快速传输。连接一些数据形成数据传输网络，以应对更高的数据传输需求。

2.4光纤传输技术。如今，光纤传输技术已在通信行业中得到广泛应用，并成为最常见的有线传输技术。1.与其他有线传输技术相比，光纤传输技术不仅传输速度更快，而且更安全，更稳定。传输量是传统技术的数千倍。2.在长距离传输中，光纤传输技术的损耗指标相对较低，因此中继间隔相对较长，对于长距离骨干网通信和信息内容成本具有明显优势。信息传输成本也可以合理降低。3.与其他技术相比，光纤传输技术抗干扰性强，传输过程中信息内容不易被盗，有助于降低信息内容泄露的风险，安全性非常突出。4.关于光缆的原料，石英石原料是光导纤维原料的主体。它不仅可以抵抗电磁干扰，而且对自然环境具有很强的适应性，可以在相对极端的环境中应用。5.光纤电缆的原材料更具成本效益，并且易于维护。另外，铺设光缆时的实际操作非常简单。敷设方法也可以灵活选择，对光纤传输技术的广泛应用具有辅助作用。

三、有线传输技术的发展方向

根据本文中有线传输技术的实际应用，对当前通信行业中有线传输技术的改进方法进行了探讨。在三个层次上进行详细分析。首先是光纤传输技术方面的营销和推广，第二个用于网络化转换，第三个用于光纤通信系统的技术实践。

3.1推广光纤通信传输技术。光纤传输技能的应用比其他传输渠道更加发达，其应用优势很多。在其较长的中继间隔内，实际保密效果也非常强，抗干扰水平也很高，并且工程成本不高。运行中出现问题后，检查和维修也十分便捷。根据当今社会经济发展需求，有必要继续提高科学研究水平，提高抗压强度。因此，有必要继续引进优秀的技术手段，与互联网信息化观点紧密结合，使光纤有线传输技能的实际应用效果不断提高。光纤传输技术的广泛应用还使有线传输技术能够完成自身的改进，并且其高质量，高速传输特性已满足了工业化基础设施的需求。随着技术软件的发展和传输原材料的不断创新，有线传输也将实现高效率，成为不可替代的传输手段。

3.2网络化。网络化实际上是指有线传输技术的网络化。根据信息技术的发展趋势，网络化已逐渐渗透到各个领域，而领域网络化的渗透一方面可以提高领域的发展速度，另一方面也可以促进创新发展，解决领域自身发展问题。有线传输技术也是如此，依靠有线传输技术的网络化，不仅可以促进技术本身的自主创新和新技术的出现，而且可以解决当前有线传输技术中存在的实际问题，促进有线传输技术的发展完善。实际上，它可以产生一个网络化开发模型，可以用两个层次来表示。一种是基于数据传输速率的提高来完成数据网络的建设，另一种是基于安全系数的提高来完成信息共享服务平台。然后根据这两者完成整体网络模式的构建。其中，数据网络的建设是根据数据传输速率的提高而实现的。实际上，在有线传输技术中，是通过数字模式的发展来提高数据信息获取和资源共享的速度。以下操作步骤可以分为三个步骤，第一步是建立网络数据库，目的是合理地收集和分类数据信息，以便根据分类状态生成不同类型的数据库查询，然后综合实际需求。在各个数据库之间，创建高效的网格连接结构，方便数据的读取和使用。另外，它还可以在数据库查询中产生检测效果，识别问题数据信息并进行筛选。第二步是设置关键字以便快速查看。第三步是完成数据平台的共享资源，共同构建通信和互联网的融合，实现共同发展目标。

3.3光纤通信工程的实践。光纤通信工程的技术实践分为强化分波技术的实践、促进超长波长光纤通信工程的实践、提高光孤子通信工程的实践三个方面。加强子波技术的实践是当前发展的基础。根据信息技术手段，促进了在传输端同时传输不同波长的光波，而在接收端，同一时间接收之后，可以分离出独立光波的数据信息，推广长波长光纤通信工程的技术主要集中在围绕数据信号产品质量的技术指标分析上，即如何使用这种方法来减少整个传输过程中的数据丢失问题，提升数据传输质量。改善光孤子通信工程的实践实际上是关于容量扩展的技术讨论，即如何扩展当前容量并完成对更大的数据传输空间的搜索。总体而言，这一切都是基于光纤通信系统的技术发展，对光纤通信工程的进一步发展具有关键意义。

四、结束语

通常，将有线传输技术应用于当今的通信行业不仅可以进一步改善系统功能保持系统运行的可靠性，还可以进一步提高数据传输质量减少通信工程系统运行维护的成本投资。有线传输技术的应用对于当前通信工程及其社会经济发展的发展具有非常重要的现实意义。因此，在通信工程建设和发展的过程中，应有效利用有线传输技术的优势，充分发挥该技术在通信工程中的应用价值。

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