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相干光通信系統(tǒng)中的主要關(guān)鍵技術(shù)
實際中,主要采用以下關(guān)鍵技術(shù)來實現(xiàn)準(zhǔn)確、可靠、高效的相干光通信。
(1)穩(wěn)定頻率技術(shù)。相干光通信中,保持激光器的頻率穩(wěn)定性是一個重要的前提條件。在零差檢測相干光通信系統(tǒng)中,如果激光器的波長或頻率隨著工作條件的變化而產(chǎn)生漂移,那就難以保證本振光信號與接收光信號頻率之間的相對穩(wěn)定。外差檢測相干光通信系統(tǒng)也是如此。為了保證相干光通信系統(tǒng)的正常工作,必須確保光載波和光本振蕩器的頻率穩(wěn)定性很高。
(2)調(diào)制外光技術(shù)。外光調(diào)制是利用某些光電、聲光或磁光特性的外調(diào)制器,完成對光載波的調(diào)制。相干光纖通信系統(tǒng)中對信號光源和本振光源的要求較高,它要求較高的頻率穩(wěn)定度和較窄的光譜線。飛秒激光輸入頻率穩(wěn)定,可調(diào)諧范圍較寬,但所占帶寬相對較小,具有超強(qiáng)的能量和超短的時間,完全符合作為相干光纖通信系統(tǒng)光源的要求。
(3)壓縮頻譜技術(shù)。在相干光通信中,光源的頻譜寬度是一個重要參數(shù)。只有保證光波的頻譜寬度窄,才能使相伴漂移而產(chǎn)生的相位噪聲更小,從而得到大容量、高質(zhì)量的光傳輸。
飛秒激光器
1飛秒激光器的介紹
伴隨光纖通信技術(shù)的飛速發(fā)展,利用超長波長光纖實現(xiàn)超長距離通信,一直是我們不斷追求的重要發(fā)展方向之一。如何獲取并采用超長波長光源,這是超長波長光纖通信系統(tǒng)中首先需要解決的技術(shù)問題。飛秒激光就是這樣一種超長波長光源,將其應(yīng)用于相干光通信的光源,具有相當(dāng)大的優(yōu)勢。飛秒激光是由激光發(fā)展起來的一種新型工具,其功能非常強(qiáng)大。飛秒脈沖短得令你無法想象,現(xiàn)在能夠達(dá)到4飛秒以內(nèi)。1飛秒(fs),即10-15秒,這僅僅是1千萬億分之一秒,所以也稱為超短脈沖激光器。飛秒脈沖采用多級啁啾脈沖放大技術(shù)獲得的最大脈沖峰值功率,可以達(dá)到百太瓦(TW,即1012W)甚至拍瓦(PW,即1015W)量級,飛秒激光的能量強(qiáng)度如此之高,毫不夸張地說,它比將太陽照射到地球上的全部光聚集成繡花針尖般大小后的能量密度還高。
2飛秒激光器的工作原理
飛秒激光器的工作原理。第一,采用衍射光柵將一束飛秒激光分成兩束或更多束,通過一個共焦成像系統(tǒng)讓它相干。第二,將一個鍍有金屬薄膜的透明基體與一個接受基體疊放在一起。第三,利用相干的飛秒激光脈沖輻照透明基體上的金屬薄膜,激光瞬間加熱作用產(chǎn)生的壓力將會驅(qū)動輻照區(qū)的金屬薄膜蒸發(fā)到與它接觸的接受基體上,蒸發(fā)的金屬將迅速重新固化,沉積到接受基體上,這樣在接受基體上就會得到由相干飛秒激光脈沖傳輸?shù)闹芷谖⒔Y(jié)構(gòu)。
3飛秒激光器的應(yīng)用
飛秒激光最直接的應(yīng)用就是作為超短超快光源。應(yīng)用泵浦探測技術(shù)和多種時間光譜分辨技術(shù),作為飛秒固體激光放大器的種子光源。雖說我們能夠使光脈沖寬度愈來愈窄,光脈沖能量愈來愈高,但最令人欣喜的進(jìn)展還是能夠輕易得到飛秒脈沖。飛秒激光的應(yīng)用研究領(lǐng)域大概分為兩種,一種是超快瞬態(tài)現(xiàn)象的應(yīng)用研究,另一種是超強(qiáng)現(xiàn)象的應(yīng)用研究。伴隨激光脈沖寬度的縮短和能量的增加,這兩種研究都得到了深入的發(fā)展。可以看到,飛秒脈沖激光的發(fā)展直接帶動了生物醫(yī)療、材料工程與信息科學(xué)進(jìn)入超微觀超快速的研究領(lǐng)域,并開創(chuàng)了一些如納米技術(shù)、立體三維存貯等全新的研究領(lǐng)域,此外,它還被應(yīng)用于信息的處理、傳輸和存貯方面,擁有廣闊的應(yīng)用前景。
飛秒激光作為相干光通信光源的廣泛應(yīng)用
相干光通信的研究和應(yīng)用均發(fā)展迅速,這對于超長波長(2~10m)光纖通信來說,是非常好的選擇。在超長波段,由瑞利散射引起的光纖固有損耗將進(jìn)一步大幅減少。理論上,在超長波段可以實現(xiàn)光纖越洋跨海無中繼超長距離通信;而實際上,在超長波段,直接探測接收機(jī)的各項性能和表現(xiàn)都不盡人意,唯一的選擇,就是相干探測方式。以飛秒激光為光源,以超長波長光纖作為傳輸介質(zhì),利用相干光通信技術(shù)實現(xiàn)無需中繼站的超長距離通信。超長波長光纖通信系統(tǒng)不但解決了普通光通信系統(tǒng)中距離和容量限制問題,而且提高了系統(tǒng)穩(wěn)定可靠性,并使通信成本大幅降低,對跨海洋和沙漠地區(qū)的通信更具有非凡的意義。
論文摘要:光纖通信不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路中,還可以應(yīng)用在電力通信控制系統(tǒng)中,進(jìn)行工業(yè)監(jiān)測、控制,而且在軍事領(lǐng)域的用途也越來越為廣泛。本文探討了光纖通信技術(shù)的主要特征及應(yīng)用。
1.光纖通信技術(shù)
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健T诠饫w通信系統(tǒng)中,作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多,而作為傳輸介質(zhì)的光纖又比同軸電纜或?qū)Рü艿膿p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(gòu)造的,它是電氣絕緣體,因而不需要擔(dān)心接地回路,光纖之間的串繞非常小;光波在光纖中傳輸,不會因為光信號泄漏而擔(dān)心傳輸?shù)男畔⒈蝗烁`聽;光纖的芯很細(xì),由多芯組成光纜的直徑也很小,所以用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統(tǒng)所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題。
光纖通信在技術(shù)功能構(gòu)成上主要分為:(1)信號的發(fā)射;(2)信號的合波;(3)信號的傳輸和放大;(4)信號的分離;(5)信號的接收。
2.光纖通信技術(shù)的特點
(1)頻帶極寬,通信容量大。光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬,光纖通信系統(tǒng)的于光源的調(diào)制特性、調(diào)制方式和光纖的色散特性。對于單波長光纖通信系統(tǒng),由于終端設(shè)備的電子瓶頸效應(yīng)而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢。通常采用各種復(fù)雜技術(shù)來增加傳輸?shù)娜萘?特別是現(xiàn)在的密集波分復(fù)用技術(shù)極大地增加了光纖的傳輸容量。目前,單波長光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。
(2)損耗低,中繼距離長。目前,商品石英光纖損耗可低于0~20dB/km,這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都低;若將來采用非石英系統(tǒng)極低損耗光纖,其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無中繼距離;對于一個長途傳輸線路,由于中繼站數(shù)目的減少,系統(tǒng)成本和復(fù)雜性可大大降低。
(3)抗電磁干擾能力強(qiáng)。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(lián)系的一個重要特性是光波導(dǎo)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(shè)或與電力導(dǎo)體復(fù)合構(gòu)成復(fù)合光纜。這一點對于強(qiáng)電領(lǐng)域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利。由于能免除電磁脈沖效應(yīng),光纖傳輸系還特別適合于軍事應(yīng)用。
(4)無串音干擾,保密性好。在電波傳輸?shù)倪^程中,電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串?dāng)_,而容易被竊聽,保密性差。光波在光纖中傳輸,因為光信號被完善地限制在光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中,而任何泄漏的射線都被環(huán)繞光纖的不透明包皮所吸收,即使在轉(zhuǎn)彎處,漏出的光波也十分微弱,即使光纜內(nèi)光纖總數(shù)很多,相鄰信道也不會出現(xiàn)串音干擾,同時在光纜外面,也無法竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>
除以上特點之外,還有光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè);光纖的原材料資源豐富,成本低;溫度穩(wěn)定性好、壽命長。由于光纖通信具有以上的獨特優(yōu)點,其不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路中,還可以應(yīng)用在電力通信控制系統(tǒng)中,進(jìn)行工業(yè)監(jiān)測、控制,而且在軍事領(lǐng)域的用途也越來越為廣泛。
3.光纖通信技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
20世紀(jì)90年代以來,我國光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展極其迅速,特別是廣播電視網(wǎng)、電力通信網(wǎng)、電信干線傳輸網(wǎng)等的急速擴(kuò)展,促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加,全網(wǎng)的管理和維護(hù),設(shè)備的故障判定和排除就變得越來越困難??梢圆捎肧DH+光纖或ATM+光纖組成寬帶數(shù)字傳輸系統(tǒng)。該傳輸網(wǎng)可以采用帶有保護(hù)功能的環(huán)網(wǎng)傳輸系統(tǒng),鏈路傳輸系統(tǒng)或者組成各種形式的復(fù)合網(wǎng)絡(luò),可以滿足各種綜合信息傳輸。對于電視節(jié)目的廣播,采用的寬帶傳輸系統(tǒng)可以將主站到地方站的所需數(shù)字,通道設(shè)置成廣播方式,同樣的電視節(jié)目在各地都可以下載,也可以通過網(wǎng)絡(luò)管理平臺控制不同的站下載不同的電視節(jié)目。
有線電視網(wǎng)絡(luò)在全國各地已基本形成,在有線電視網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有的基礎(chǔ)上,比較容易地實現(xiàn)寬帶多媒體傳輸網(wǎng)絡(luò),因此在目前的情況下,不應(yīng)完全廢除現(xiàn)有的有線電視網(wǎng),而用少量的投資來完善和改造它,滿足人們的目前需要。很多地區(qū)的CATV已經(jīng)是光纖傳輸,到用戶端也是同軸電纜進(jìn)入千萬家。但是現(xiàn)在建設(shè)的CATV大多是單向傳輸,上行信號不能在現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)中傳送??梢酝ㄟ^電信網(wǎng)PSTN中語音通道或數(shù)據(jù)通道形成上行信號的傳送,也可以通過語音接入系統(tǒng)來完成。將電話接到各用戶,這樣各用戶間即可以打電話,也可以利用廣電自己的綜合信息網(wǎng)中的寬帶傳輸系統(tǒng)構(gòu)成廣電網(wǎng)中自己的上行信號的傳送,組成了雙向應(yīng)用的Internet網(wǎng)。
現(xiàn)在光通信網(wǎng)絡(luò)的容量雖然已經(jīng)很大,但還有許多應(yīng)用能力在閑置,今后隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展先導(dǎo)的信息需求也必然不斷增長,一定會超過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)能力,推動通信網(wǎng)絡(luò)的繼續(xù)發(fā)展。因此,光纖通信技術(shù)在應(yīng)用需求的推動下,一定不斷會有新的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
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1.1SDH光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
SDH光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)里的使用解決了PDH光纖通信使用存在的問題,并在此基礎(chǔ)上有所突破,讓鐵路通信系統(tǒng)更加穩(wěn)定和流暢。借助SDH設(shè)備構(gòu)成的具備自愈保護(hù)作用的環(huán)網(wǎng)形式,能在傳輸媒體主要信號中斷的時候自動利用自愈網(wǎng)及時恢復(fù)正常的通信狀態(tài)。相較于與PDH技術(shù),SDH技術(shù)有四個顯著優(yōu)點:一是網(wǎng)絡(luò)管理能力更強(qiáng);二是比特率和接口標(biāo)準(zhǔn)均統(tǒng)一,讓各個廠家設(shè)備間的互聯(lián)成為了可能;三是提出“自愈網(wǎng)”這一新理論,能在傳輸媒體主要信號中斷時及時恢復(fù)正常;四是運(yùn)用字節(jié)復(fù)接技術(shù),簡化網(wǎng)絡(luò)各個支路信號。鑒于SDH光纖通信技術(shù)有諸多優(yōu)點,所以在鐵路通信網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃里,已經(jīng)明確提出了要著重發(fā)展基于同步數(shù)字系列(SDH)基礎(chǔ)上的傳送網(wǎng)[2]。就以xx鐵路為例,該鐵路基于新敷設(shè)20芯光纜里的其中4芯光纖基礎(chǔ)上,開設(shè)SDH2.5Gb/s(1+1)光同步傳輸系統(tǒng)為長途傳輸網(wǎng),在鐵路的相應(yīng)經(jīng)過點均設(shè)置了SDH2.5Gb/sADM設(shè)備,并借助622Mb/s光口同接入層傳輸設(shè)備相連,發(fā)揮上聯(lián)和保護(hù)作用。此外,還借助2芯光纖開設(shè)了SDH622Mb/s(1+0)光同步傳輸系統(tǒng),將其作為當(dāng)?shù)氐闹欣^網(wǎng),并在鐵路相應(yīng)經(jīng)過點以及新開設(shè)的各個中間站和線路新設(shè)置了SDH622Mb/s設(shè)備。
1.2DWDM光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
DWDM光纖通信技術(shù)是借助單模光纖寬帶與損耗低的特點,由多個波長構(gòu)成載波,許可各個載波信道能同時在同一條光纖里傳輸,如此一來,在給定信息傳輸容量的情況西夏,就能降低所需光纖的總量。使用DWDM技術(shù),單根光纖能傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)流量可以高達(dá)400Gb/s。DWDM技術(shù)最顯著的優(yōu)點就是其協(xié)議與傳輸速度是沒有關(guān)聯(lián)的,以DWDM技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)可以使用IP協(xié)議、以太網(wǎng)協(xié)議、ATM等進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,每秒處理數(shù)據(jù)流量在100Mb~2.5Gb之間。也就是說,以DWDM技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)能在同一個激光信道上以各種傳輸速度傳輸各種類型的數(shù)據(jù)流量。當(dāng)前,在國內(nèi)鐵路通信網(wǎng)里DWDM技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用,其中滬杭-浙贛鐵路干線就是國內(nèi)第一條使用DWDM光纖傳輸系統(tǒng)的鐵路。此外,京九、武廣等鐵路的DWDM光纖傳輸系統(tǒng)也在建設(shè)與使用中。就拿京九鐵路來說,京九鐵路線使用的是具有開放性的DWDM系統(tǒng)和設(shè)備,能兼容各種工作波長以及廠商的SDH設(shè)備。波道數(shù)量為16,波道速率基礎(chǔ)為每秒2.5Gb,借助京九線20芯光纜里的2芯G.652單模光纖,使用單纖單向傳輸?shù)姆绞?,也就是說相同波長在兩個方向上都能多次使用,光接口滿足ITU-TG.692協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)。
2結(jié)語
關(guān)鍵詞:光纖通信技術(shù)特點發(fā)展趨勢光纖鏈路現(xiàn)場測試
一、光纖通信技術(shù)
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ欧绞???梢园压饫w通信看成是以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。光纖由內(nèi)芯和包層組成,內(nèi)芯一般為幾十微米或幾微米,比一根頭發(fā)絲還細(xì);外面層稱為包層,包層的作用就是保護(hù)光纖。實際上光纖通信系統(tǒng)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。由于玻璃材料是制作光纖的主要材料,它是電氣絕緣體,因而不需要擔(dān)心接地回路;光波在光纖中傳輸,不會發(fā)生信息傳播中的信息泄露現(xiàn)象;光纖很細(xì),占用的體積小,這就解決了實施的空間問題。
二、光纖通信技術(shù)的特點
2.1頻帶極寬,通信容量大。光纖的傳輸帶寬比銅線或電纜大得多。對于單波長光纖通信系統(tǒng),由于終端設(shè)備的限制往往發(fā)揮不出帶寬大的優(yōu)勢。因此需要技術(shù)來增加傳輸?shù)娜萘?,密集波分?fù)用技術(shù)就能解決這個問題。
2.2損耗低,中繼距離長。目前,商品石英光纖和其它傳輸介質(zhì)相比的損耗是最低的;如果將來使用非石英極低損耗傳輸介質(zhì),理論上傳輸?shù)膿p耗還可以降到更低的水平。這就表明通過光纖通信系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)的施工成本,帶來更好的經(jīng)濟(jì)效益。
2.3抗電磁干擾能力強(qiáng)。石英有很強(qiáng)的抗腐蝕性,而且絕緣性好。而且它還有一個重要的特性就是抗電磁干擾的能力很強(qiáng),它不受外部環(huán)境的影響,也不受人為架設(shè)的電纜等干擾。這一點對于在強(qiáng)電領(lǐng)域的通訊應(yīng)用特別有用,而且在軍事上也大有用處。
2.4無串音干擾,保密性好。在電波傳輸?shù)倪^程中,電磁波的傳播容易泄露,保密性差。而光波在光纖中傳播,不會發(fā)生串?dāng)_的現(xiàn)象,保密性強(qiáng)。除以上特點之外,還有光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè);光纖的原材料資源豐富,成本低;溫度穩(wěn)定性好、壽命長。正是因為光纖的這些優(yōu)點,光纖的應(yīng)用范圍越來越廣。
三、不斷發(fā)展的光纖通信技術(shù)
3.1SDH系統(tǒng)光通信從一開始就是為傳送基于電路交換的信息的,所以客戶信號一般是TDM的連續(xù)碼流,如PDH、SDH等。伴隨著科技的進(jìn)步,特別是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,傳輸數(shù)據(jù)也越來越大。分組信號與連續(xù)碼流的特點完全不同,它具有不確定性,因此傳送這種信號,是光通信技術(shù)需要解決的難題。而且兩種傳送設(shè)備也是有很大區(qū)別的。
3.2不斷增加的信道容量光通信系統(tǒng)能從PDH發(fā)展到SDH,從155Mb/s發(fā)展到lOGb/s,近來,4OGB/s已實現(xiàn)商品化。專家們在研究更大容量的,如160Gb/s(單波道)系統(tǒng)已經(jīng)試驗成功,目前還在為其制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。此外,科學(xué)家還在研究系統(tǒng)容量更大的通訊技術(shù)。
3.3光纖傳輸距離從宏觀上說,光纖的傳輸距離是越遠(yuǎn)越好,因此研究光纖的研究人員們,一直在這方面努力。在光纖放大器投入使用后,不斷有對光纖傳輸距離的突破,為增大無再生中繼距離創(chuàng)造了條件。
3.4向城域網(wǎng)發(fā)展光傳輸目前正從骨干網(wǎng)向城域網(wǎng)發(fā)展,光傳輸逐漸靠近業(yè)務(wù)節(jié)點。而人們通常認(rèn)為光傳輸作為一種傳輸信息的手段還不適應(yīng)城域網(wǎng)。作為業(yè)務(wù)節(jié)點,既接近用戶,又能保證信息的安全傳輸,而用戶還希望光傳輸能帶來更多的便利服務(wù)。
3.5互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求與下一代全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢近年來,互聯(lián)網(wǎng)業(yè)發(fā)展迅速,IP業(yè)務(wù)也隨之火爆。研究表明,隨著IP業(yè)的迅速發(fā)展,通信業(yè)將面臨“洗牌”,并孕育著新技術(shù)的出現(xiàn)。隨著軟件控制的進(jìn)一步開發(fā)和發(fā)展,現(xiàn)代的光通信正逐步向智能化發(fā)展,它能靈活的讓營運(yùn)者自由的管理光傳輸。而且還會有更多的相關(guān)應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生,為人們的使用帶來更多的方便。
綜上所述,以高速光傳輸技術(shù)、寬帶光接入技術(shù)、節(jié)點光交換技術(shù)、智能光聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心,并面向IP互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的光波技術(shù)是目前光纖傳輸?shù)难芯繜狳c,而在以后,科學(xué)家還會繼續(xù)對這一領(lǐng)域的研究和開發(fā)。從未來的應(yīng)用來看,光網(wǎng)絡(luò)將向著服務(wù)多元化和資源配置的方向發(fā)展,為了滿足客戶的需求,光纖通信的發(fā)展不僅要突破距離的限制,更要向智能化邁進(jìn)。
四、光纖鏈路的現(xiàn)場測試
4.1現(xiàn)場測試的目的對光纖安裝現(xiàn)場測試是光纖鏈路安裝的必須措施,是保證電纜支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的重要方式。它的目的在于檢測光纖連接的質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn),并且減少故障因素。
4.2現(xiàn)場測試標(biāo)準(zhǔn)目前光纖鏈路現(xiàn)場測試標(biāo)準(zhǔn)分為兩大類:光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。①光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn):光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是獨立于應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場測試標(biāo)準(zhǔn)。對于不同的光纖系統(tǒng),它的標(biāo)準(zhǔn)也不同。目前大多數(shù)的光纖鏈路現(xiàn)場檢測應(yīng)用的就是這個標(biāo)準(zhǔn)。②光纖應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn):光纖應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是基于安裝光纖的特定應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場測試標(biāo)準(zhǔn)。這種測試的標(biāo)準(zhǔn)是固定的,不會因為光纖系統(tǒng)的不同而改變。
4.3光纖鏈路現(xiàn)場測試光纖通信應(yīng)用的是光傳輸,它不會受到磁場等外界因素的干擾,所以對它的測試不同于對普通的銅線電纜的測試。在光纖的測試中,雖然光纖的種類很多,但它們的測試參數(shù)都是基本一致的。在光纖鏈路現(xiàn)場測試中,主要是對光纖的光學(xué)特性和傳輸特性進(jìn)行測試。光纖的光學(xué)特性和傳輸特性對光纖通信系統(tǒng)對光纖的傳輸質(zhì)量有重大的影響。但由于光纖的特性不受安裝的影響,因此在安裝時不需測試,而是由生產(chǎn)商在生產(chǎn)時進(jìn)行測試。
4.4現(xiàn)場測試工具①光源:目前的光源主要有LED(發(fā)光二極管)光源和激光光源兩種。②光功率計:光功率計是測量光纖上傳送的信號強(qiáng)度的設(shè)備,用于測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗。在光纖系統(tǒng)中,測量光功率是最基本的。光功率計的原理非常像電子學(xué)中的萬用表,只不過萬用表測量的是電子,而光功率計測量的是光。通過測量發(fā)射端機(jī)或光網(wǎng)絡(luò)的絕對功率,一臺光功率計就能夠評價光端設(shè)備的性能。用光功率計與穩(wěn)定光源組合使用,組成光損失測試器,則能夠測量連接損耗、檢驗連續(xù)性,并幫助評估光纖鏈路傳輸質(zhì)量。③光時域反射計:OTDR根據(jù)光的后向散射原理制作,利用光在光纖中傳播時產(chǎn)生的后向散射光來獲取衰減的信息,可用于測量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點定位以及了解光纖沿長度的損耗分布情況等。從某種意義上來說,光時域反射計(OTDR)的作用類似于在電纜測試中使用的時域反射計(TDR),只不過TDR測量的是由阻抗引起的信號反射,而OTDR測量的則是由光子的反向散射引起的信號反射。反向散射是對所有光纖都有影響的一種現(xiàn)象,是由于光子在光纖中發(fā)生反射所引起的。:
雖然目前光通信的容量已經(jīng)非常大,但仍有大量應(yīng)用能力閑置,伴隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,對信息的需求也會隨之增加,并會超過現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)承載能力,因此我們必須進(jìn)一步努力研究更加先進(jìn)的光傳輸手段。因此,在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的推動下,光通信一定會有更加長久的發(fā)展。
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1現(xiàn)狀中存在的問題
對于專用光纖保護(hù)方式,雖然接線簡單,但在保護(hù)工作人員的維護(hù)上沒有優(yōu)勢,而且反復(fù)進(jìn)行尾纖的拔插極易造成設(shè)備損壞,重點在于該方式對于通信光纜的纖芯資源占用較大,通信光纜在承載各個傳輸網(wǎng)的光鏈路傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)后會出現(xiàn)沒有足夠的纖芯可以用于保護(hù)通道的情況。對于復(fù)用光纖保護(hù)方式,保護(hù)信息在傳輸?shù)倪^程中需經(jīng)歷幾次跳轉(zhuǎn),MUX光電轉(zhuǎn)換設(shè)備、通信SDH傳輸設(shè)備的可靠性若出現(xiàn)問題,則對繼電保護(hù)也帶來了安全隱患。復(fù)用保護(hù)通道的中間節(jié)點不利于運(yùn)行人員的巡檢工作。
2發(fā)展前景
對于現(xiàn)行的復(fù)用光纖保護(hù)通道方式,保護(hù)裝置發(fā)出的光信號轉(zhuǎn)換為電信號的過程由MUX裝置完成,MUX裝置需要單獨設(shè)立屏柜裝置并擺放于通信機(jī)房內(nèi)。這樣的方式對于一個有很多出線的220kV及以上變電站并不利于通信設(shè)備的擺放及后期擴(kuò)建,而且一列類的解碼編碼過程計較繁瑣。在現(xiàn)在的實際運(yùn)行中,MUX轉(zhuǎn)換裝置是一種第三方協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置,它沒有統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn),不能網(wǎng)管監(jiān)控,并且故障頻發(fā),給繼電保護(hù)帶來了安全隱患。于是新的發(fā)展模式出現(xiàn),南網(wǎng)提出新型的2M光接口板用于通信SDH傳輸設(shè)備。2M光接口板的使用取代了原有的2M電接口板及MUX轉(zhuǎn)換裝置,2M光接口板像2M電接口一樣占用2-3個槽位置于SDH同步傳輸設(shè)備的核心子架內(nèi)。當(dāng)保護(hù)室的保護(hù)裝置發(fā)送出標(biāo)稱速率為2Mb/s光信號后,通過兩根尾纖接至光配線單元,經(jīng)由聯(lián)絡(luò)光纜可直接連接到SDH同步傳輸設(shè)備上的2M光接口板,此時2Mb/s的光信號可直接進(jìn)行光電轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)變?yōu)?Mb/s的電信號,該電信號的時鐘信息被提取,保證了兩端站點傳輸設(shè)備所傳輸信息的同步性,后續(xù)過程則與傳統(tǒng)模式一致。如下圖3所示:這樣的通道模式較傳統(tǒng)模式省去了MUX轉(zhuǎn)換裝置,節(jié)省了機(jī)房的空間,簡化了編解碼的過程,減少了設(shè)備間的反復(fù)跳線,也解決了MUX轉(zhuǎn)換裝置不能網(wǎng)管監(jiān)控的問題,不會因為MUX裝置故障頻發(fā)而影響繼電保護(hù)業(yè)務(wù)。目前市場上了解到的新型2M光接口板加光接口模塊組合后費(fèi)用在4萬元左右,原2M電接口板的費(fèi)用為2萬元左右,費(fèi)用相差近一倍。但是一個2M光接口板上的光接口數(shù)量一般可達(dá)8個,即每個2M光接口可傳輸8個2Mb/s的保護(hù)通道,對于一個220kV變電站而言,通信機(jī)房內(nèi)至少需要8臺MUX轉(zhuǎn)換裝置,一臺MUX裝置的價格約2萬元左右,無論從經(jīng)濟(jì)還是技術(shù)角度考慮,新型2M光接口都具有絕對的優(yōu)勢。若2M光接口板在電網(wǎng)內(nèi)廣泛使用而批量生產(chǎn),相信2M光接口板的價格也將有所下降。
3結(jié)語
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