光纖通訊原理
前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇光纖通訊原理范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
光纖通訊原理范文第1篇
伴隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代通訊技術(shù)在我國得到快速發(fā)展。特別是作為現(xiàn)代通訊技術(shù)的重要組成部分之一的基于單片機(jī)原理的互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)在我國得以迅猛發(fā)展。
就目前現(xiàn)代通訊技術(shù)而言，我國現(xiàn)代通訊技術(shù)逐漸向基于單片機(jī)原理的互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)方向發(fā)展，總體發(fā)展前景較為可觀。比如，微型計(jì)算機(jī)是我國現(xiàn)代通訊技術(shù)得以不斷發(fā)展的具體表現(xiàn)，并在一定程度上推動了我國現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，為單片機(jī)與網(wǎng)路通訊技術(shù)的研發(fā)提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)與技術(shù)保障。
1 基于單片機(jī)原理的互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)概述
1.1 SOA構(gòu)架模型
作為傳統(tǒng)構(gòu)架模型的重要組成部分之一的SOA模型，其研究原理主要依托于用戶自身需求作為單片機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通訊應(yīng)用研究的方向，將互聯(lián)網(wǎng)分開部署，相關(guān)技術(shù)人員和研發(fā)人員對互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行調(diào)試，并將單片機(jī)開發(fā)原理應(yīng)用于計(jì)算機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中。將SOA構(gòu)架模型作為基于單片機(jī)原理的互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)領(lǐng)域，其目的是幫助用戶保障網(wǎng)絡(luò)安全與穩(wěn)定運(yùn)行。
SOA構(gòu)架模型實(shí)施的目標(biāo)是幫助研發(fā)人員解決互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)問題，比如無線信號傳輸問題、數(shù)據(jù)安全問題、數(shù)據(jù)信號連接網(wǎng)問題等。一旦互聯(lián)網(wǎng)信號和數(shù)據(jù)安全問題得到保障，基于單片機(jī)原理的互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的移動終端不僅可以滿足用戶的需求，保障用戶電腦的安全，還可以為進(jìn)一步解決單片機(jī)互聯(lián)網(wǎng)研發(fā)技術(shù)中出現(xiàn)的問題提供更多的服務(wù)與幫助。
21世紀(jì)是一個全球化、信息化和經(jīng)濟(jì)化的時代，隨著集成電路技術(shù)在單片機(jī)開發(fā)技術(shù)中的應(yīng)用，基于單片機(jī)原理的互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)在我國的貿(mào)易、科技領(lǐng)域發(fā)展較為迅速。單片機(jī)仿真技術(shù)的開發(fā)原理是依托于集中解決機(jī)器和多類I/O暫停系統(tǒng)的技術(shù)原理，集中解決機(jī)器和多類I/O暫停系統(tǒng)的硅片，將仿真技術(shù)的數(shù)據(jù)存放在硅片上，進(jìn)而建立一個系統(tǒng)化、全面化、層次化的仿真開發(fā)技術(shù)系統(tǒng)。而SOA構(gòu)架模型正是利用了單片機(jī)仿真技術(shù)和通訊技術(shù)原理將基于單片機(jī)原理的互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)進(jìn)行放大，從而促進(jìn)單片機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。
光纖通訊技術(shù)始于20世紀(jì)70年代，并在之后得以迅速發(fā)展。相較于藍(lán)牙技術(shù)而言，光纖通信技術(shù)的傳播速度是藍(lán)牙技術(shù)兩倍，由最初的10Mb/s發(fā)展到現(xiàn)今的10Tb/s。由此可見，我國的光纖通信技術(shù)在近幾年得到快速發(fā)展，其信息傳輸容量呈現(xiàn)翻倍增長。光纖通訊技術(shù)具有多方面的優(yōu)勢，比如重量輕、光纖尺寸小、信號強(qiáng)、干擾弱、保密功能強(qiáng)等等。光纖通訊技術(shù)使用的通訊設(shè)備材料來源較為豐富，主要采用有色金屬銅體材質(zhì)，便于工作人員進(jìn)行鋪設(shè)和運(yùn)輸工作。
除此之外，光纖通訊設(shè)備的光纜線使用壽命較長，并且適用于自然環(huán)境惡劣的地方，適應(yīng)性強(qiáng)。實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)光纖、用光節(jié)點(diǎn)代替電接點(diǎn)是我國光纖通信技術(shù)發(fā)展的方向和目標(biāo)。用光節(jié)點(diǎn)代替電接點(diǎn)可以擴(kuò)充寬帶的最大化，以光節(jié)點(diǎn)作為通訊信息傳輸?shù)挠行лd體，促使通信信息的高效傳輸功能的實(shí)現(xiàn)。以光節(jié)點(diǎn)作為通訊信息傳輸?shù)挠行лd體是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息化技術(shù)發(fā)展的趨勢，也是實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)原理的互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的途徑之一。
2 單片機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的通訊應(yīng)用研究中存在的問題
2.1 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的處理較為復(fù)雜 在單片機(jī)技術(shù)理論進(jìn)行研究的過程中，要運(yùn)用任意存放機(jī)器設(shè)備的協(xié)調(diào)技術(shù)，保證單片機(jī)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)架模型在模擬平面得以正常施展，調(diào)節(jié)電能路徑。單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用不但可以減少單片機(jī)的成本，節(jié)約研發(fā)費(fèi)用和時間成本，還可以減低生產(chǎn)單片機(jī)的設(shè)定風(fēng)險。基于單片機(jī)原理的網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)設(shè)計(jì)原理主要依托于CPU外圍設(shè)備放入統(tǒng)一芯片中，研發(fā)人員以縮小計(jì)算機(jī)龐大系統(tǒng)的手段達(dá)成集成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的目的。
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理方式不恰當(dāng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的復(fù)雜性是單片機(jī)在與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)進(jìn)行結(jié)合的最大障礙問題。就單從單片機(jī)設(shè)計(jì)原理而言，單片機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)結(jié)合的協(xié)議主要包括網(wǎng)絡(luò)物理層相關(guān)協(xié)議、數(shù)據(jù)鏈路層相關(guān)協(xié)議、物理層與數(shù)據(jù)鏈路層之間的協(xié)議等。單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議需要借助以太網(wǎng)RTL8019AS型號控制器實(shí)現(xiàn)，而以RTL8019AS型號的以太網(wǎng)作為單片機(jī)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的程序之一，其操作步驟較為復(fù)雜，技術(shù)性較強(qiáng)。因此就整個單片機(jī)技術(shù)而言，其操作程序要求較高。
就單片機(jī)與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而言，需要研發(fā)人員在考慮程序問題的同時考慮TCP IP協(xié)議和ICMP協(xié)議的兼容性，防止研發(fā)人員在操作過程中由于重要問題的疏忽而耽擱時間，進(jìn)而導(dǎo)致工作效率的低下以及網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)技術(shù)的質(zhì)量水平不高等現(xiàn)象。
2.2 網(wǎng)絡(luò)通訊的安全性較差
就我國網(wǎng)絡(luò)通訊分布和管理特帶而言，具有分布不均勻、安全防范措施不當(dāng)?shù)攘觿荨１热缥覈笮屯ㄓ嵕W(wǎng)絡(luò)(電信、網(wǎng)通等)為保障用戶安全以及信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性而采取一定的防范措施，如安全認(rèn)證、防火墻設(shè)備等。但是咖啡館、商場以及一些大型娛樂場所的熱點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)沒有配備專業(yè)的設(shè)備管理，并且由于管理人員管理素質(zhì)水平低下導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性得不到有效保障，進(jìn)一步阻礙了我國熱點(diǎn)通訊網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。
根據(jù)相關(guān)調(diào)查報告顯示，我國網(wǎng)絡(luò)通訊中一半以上的熱點(diǎn)應(yīng)用存在安全隱患因素，一小部分的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用沒有進(jìn)行身份認(rèn)證，從而導(dǎo)致我國大部分網(wǎng)絡(luò)處于一個“裸奔”狀態(tài)。
而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)腳步的加快，黑客掌握的計(jì)算機(jī)技術(shù)水平得以逐漸提升。因此大量黑客利用掌握的計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷破壞計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并采取非法手段以及不正當(dāng)方式入侵用戶電腦竊取用戶數(shù)據(jù)信息資料以及個人隱私。從而嚴(yán)重的安全威脅計(jì)算機(jī)用戶個人電腦，不利于計(jì)算機(jī)健康穩(wěn)定運(yùn)行。
3 優(yōu)化單片機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通訊應(yīng)用的解決途徑
3.1 利用電子設(shè)備實(shí)施CP IP協(xié)議簡化
簡化協(xié)議作為優(yōu)化單片機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通訊應(yīng)用的途徑之一，不僅可以起到降低中心電路的設(shè)計(jì)難度的作用，還可以達(dá)到提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度的目的。以電子設(shè)備簡化IP CP協(xié)議這種措施的實(shí)質(zhì)是利用MCU內(nèi)部芯片達(dá)到提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度的目的。其實(shí)施途徑主要依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員將單片機(jī)MCU內(nèi)部芯片與互聯(lián)網(wǎng)通訊設(shè)備進(jìn)行有效銜接，使單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)通訊光纖技術(shù)，并利用光纖技術(shù)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)撥號的功能。
利用網(wǎng)絡(luò)電子設(shè)備簡化TCP IP 協(xié)議具有降低程序操作難度和提高芯片運(yùn)行速度的等方面的優(yōu)勢。IP TCP協(xié)議與MCU內(nèi)部芯片之間網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度需要保持一致，以免出現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)不能有效統(tǒng)一的情況，進(jìn)而影響單片機(jī)與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的研究效果。
3.2 利用身份認(rèn)證保護(hù)用戶安全
就交互式和開放式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而言，其網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)資料需要管理人員提高自身管理意識，加強(qiáng)身份認(rèn)證保護(hù)措施，提高用戶網(wǎng)絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性。比如采用802.1 X 標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證或者EAP-FAST身份驗(yàn)證方式對用戶計(jì)算機(jī)進(jìn)行加密處理密匙和安全定位，為保障用戶數(shù)據(jù)信息的安全與穩(wěn)定提供保障。采用802.1 X 標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證或者EAP-FAST身份驗(yàn)證內(nèi)容主要包括用戶信息訪問權(quán)限、物理地址、標(biāo)準(zhǔn)802.H驗(yàn)證機(jī)制、木馬軟件截獲等。
3.3 利用單片機(jī)控制網(wǎng)卡
加強(qiáng)單片機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用安全防范技術(shù)的關(guān)鍵因素是利用單片機(jī)控制網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。利用單片機(jī)控制網(wǎng)卡這種方式的目的是提高網(wǎng)絡(luò)接口的穩(wěn)定性和安全性，其實(shí)施流程主要依托于路由器找尋ISA接口，將網(wǎng)卡與ISA接口進(jìn)行有效連接，防止網(wǎng)卡信號傳輸不穩(wěn)定。比如遠(yuǎn)程客戶端就是利用路由器原理實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)驅(qū)動程序與物理幀格式之間的自由轉(zhuǎn)換，提高單片機(jī)與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的時效性和針對性，促使網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)相互交換的實(shí)現(xiàn)。
3.4 制定和實(shí)施網(wǎng)絡(luò)安全制度
制定和實(shí)施網(wǎng)絡(luò)安全制度是保障計(jì)算機(jī)單片機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通訊應(yīng)用的前提條件。創(chuàng)新計(jì)算機(jī)病毒防范技術(shù)是提高單片機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通訊應(yīng)用運(yùn)轉(zhuǎn)能力主要途徑之一，積極引進(jìn)國外先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)加強(qiáng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)技術(shù)的開發(fā)，并根據(jù)國內(nèi)計(jì)算機(jī)信息管理技術(shù)的現(xiàn)狀制定、實(shí)施相關(guān)網(wǎng)絡(luò)安全制度，為確保單片機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通訊應(yīng)用安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)提供制度保障。
4 結(jié)束語
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步，單片機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通信的應(yīng)用技術(shù)在我國得以普遍推廣與發(fā)展。相比國外通訊技術(shù)而言，我國現(xiàn)代化通訊設(shè)備技術(shù)還不夠成熟，還處于發(fā)展的初步階段。因此國家需要引入國外先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通信的應(yīng)用融合。
光纖通訊原理范文第2篇
關(guān)鍵詞 光纖通訊；傳輸方式；分析；改進(jìn)；策略
中圖分類號：TN913 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）09-0068-01
光導(dǎo)纖維通信簡稱光纖通訊，從技術(shù)原理上是采用光纖作為信息傳播媒介，實(shí)現(xiàn)信息通訊，在實(shí)際通訊中是采用多組光纖組成光纜，光纖通訊憑其不可取締的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用范圍不斷推廣。然而，在傳輸過程中卻存在一定的血線。這些問題較為復(fù)雜，也影響了信息傳輸?shù)倪M(jìn)一步發(fā)展，對我國通訊行業(yè)發(fā)展存在一定的限制。因此，研究光纖通訊傳輸中的方式有著重要意義本文主要分析了光纖通訊中的傳輸方式，指出了存在于信息傳輸?shù)母鞣N問題，并且結(jié)合理論知識和工作經(jīng)驗(yàn)提出了改進(jìn)措施，為我國光纖通訊發(fā)展提供參考。
1 光纖通訊的優(yōu)點(diǎn)
經(jīng)過多年的研究總結(jié)表明，光纖通訊具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)。①容量非常大，一條光纖可以通過三萬路電路，這是其他通訊設(shè)施無法比擬的。②損耗微乎其微，同傳統(tǒng)的電纜設(shè)備相比，它可以在原有基礎(chǔ)上降低60倍的損耗。③安全性高以及保密性強(qiáng)的優(yōu)勢。我們知道，傳統(tǒng)電纜設(shè)施容易受到外部易燃易爆環(huán)境的影響，而光線通訊就可以有效的避免這樣的環(huán)境，其次，保密性好，即對外輻射基本上沒有，而且同一光纜中的新號干擾度也非常小。④質(zhì)量輕，方便施工，光纖通訊相對電纜通訊而言，質(zhì)量非常輕。⑤抗電磁干擾性比較強(qiáng)。我們知道，構(gòu)成光纖的材料不導(dǎo)電，所以抗磁干擾性非常強(qiáng)。⑥抗腐蝕性強(qiáng)。石英材料，具有較強(qiáng)調(diào)的抗化學(xué)腐蝕性。
2 影響光纖通訊中的傳輸質(zhì)量相關(guān)問題的分析
通過分析光纖通訊的具體傳輸方式，能夠明確在使用過程中存在缺陷，為未來改進(jìn)光纖通訊傳輸提供指導(dǎo)，具體內(nèi)容如下。
1）傳輸信號質(zhì)量。由于光纖在傳輸過程中存在傳輸距離增加導(dǎo)致信號質(zhì)量下降的現(xiàn)象，這反映了信號傳輸?shù)乃p現(xiàn)象，也是光纖傳輸?shù)牡湫吞卣?，這就影響了正常的通訊。根據(jù)實(shí)際施工情況可知，在發(fā)生信號質(zhì)量下降的情況下發(fā)現(xiàn)有使用不規(guī)范光纖，對制造光纖質(zhì)量缺乏有效地監(jiān)管，從而導(dǎo)致使用中的光纖出現(xiàn)問題，這些因素直接引發(fā)通信傳輸系統(tǒng)的工作質(zhì)量。
2）附加損耗分析。光纖的耗損能夠用影響通信系統(tǒng)及中繼站的容量。在光纖傳輸過程中若存在發(fā)生彎曲的光纖，這就會導(dǎo)致傳輸?shù)纳渚€入射角發(fā)生差異，直接導(dǎo)致傳輸模式的變化，并且，若該情況超過一定的限制，就會導(dǎo)致傳輸?shù)纳渚€直接出光纖中射出，就產(chǎn)生了相當(dāng)?shù)母郊庸?。附加耗損與光纖彎曲程度有著直接的關(guān)系，彎曲曲率越小其損耗也就越大。此外，在熔接光纖處也存在加大的附加損耗，在傳輸過程中就會導(dǎo)致信號的發(fā)散，不能進(jìn)行正常傳輸。
3）安裝工藝缺乏規(guī)范。在進(jìn)行安裝光纖中，若存在工藝失誤就會導(dǎo)致產(chǎn)生額外的信號損失，造成光纖傳輸質(zhì)量和效率的下降，這些情況與安裝工藝水平直接相關(guān)。如在安裝過程中，一些斷面沒有采用質(zhì)量較好的短線以及沒有采用先進(jìn)的技術(shù)，造成了線路斷面切割不整齊，這就阻礙了光纖通信傳輸?shù)牧鲿承?、持續(xù)性、穩(wěn)定性。所以，在安裝光纖通訊設(shè)備時，我們一定要把這方面工作重視起來，對安裝傳輸過程進(jìn)行規(guī)范化管理。
4）外界影響。外界環(huán)境對于光纖傳播有著重要的影響，這是由于大氣效應(yīng)對傳輸信號的吸收導(dǎo)致，同時，在雨天、霧天和雪天都會導(dǎo)致信號傳輸?shù)母淖?，這就導(dǎo)致信號傳輸存在偏差，有各種散射和反射影響信號傳輸。此外，空氣中懸浮的各種物質(zhì)也會影響光線的傳輸質(zhì)量，當(dāng)其附著在光纖上就可能造成氧化作用，降低傳輸效率。
3 光纖通訊中的傳輸方式的創(chuàng)新
光纖通訊在現(xiàn)代社會中有著重要的作用，因此，根據(jù)光纖傳輸存在的問題提出改進(jìn)措施有著重要意義，具體內(nèi)容如下。
1）實(shí)施專業(yè)化的技術(shù)管理，提高光纖安裝-工藝規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)在影響光纖傳輸質(zhì)量和效率的影響因素中，安裝工藝有著重要影響，這就要求在未來光纖安裝中必須提高工藝要求，嚴(yán)格控制施工工人工藝水平。提高熔融接續(xù)水平。實(shí)際的光纖接續(xù)中，存在較多影響接續(xù)操作的因素，這些因素包括光纖自身?xiàng)l件和熔接的工藝。因此，在進(jìn)行熔接之前，進(jìn)行光纖質(zhì)量的檢查，剔除幾何尺寸和直徑存在較大偏差的光纖。其次，提高熔接技術(shù)，采用先進(jìn)的熔接機(jī)進(jìn)行操作，提高熔焊水平。提高切割工藝水平。在進(jìn)行切割操作中，實(shí)現(xiàn)光纖橫截面的整齊和光滑存在較大的難度，這就要求提供切割工藝水平，保證切割操作的規(guī)范性，采用質(zhì)量高的切刀，注重切割過程中的光纖截面變化。
2）保證光纖使用質(zhì)量，進(jìn)行檢驗(yàn)光纖具體指標(biāo)。所使用的光纖存在質(zhì)量問題會導(dǎo)致光纖通訊存在問題，這就要求安裝前進(jìn)行光纖質(zhì)量檢驗(yàn)，保證其使用的原始質(zhì)量。應(yīng)用ODTR儀器在光纜開盤檢驗(yàn)時逐根進(jìn)行光纖測試，以確定光纖有無斷纖和事件點(diǎn)。在配盤時，要注意應(yīng)盡量在選用相同廠家生產(chǎn)的一批次產(chǎn)品，以便降低接續(xù)時產(chǎn)生的接頭損耗。
3）減少光纖彎曲程度，降低彎曲影響的損耗。彎曲損耗存在于實(shí)際工程中，影響到信號的正常傳輸。為了保證光纖彎曲不會造成影響，就需要進(jìn)行控制其彎曲操作，采用規(guī)范化的措施提高光纖施工水平。同時，在光纖接頭的盤留和固定時，應(yīng)注意避免硬彎的產(chǎn)生。
4 結(jié)束語
光纖通訊在社會中有著廣泛的應(yīng)用，采取規(guī)范化的措施提高其傳輸效率和質(zhì)量有著重要的意義。在安裝光纖中，提高工藝水平，并且保證所使用光纖的質(zhì)量，就能在一定程度內(nèi)提供傳輸質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1]姜樹森，姜劍鋒，高偉.淺談通信傳輸?shù)某Ｒ妴栴}與技術(shù)要點(diǎn)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2013（06）.
光纖通訊原理范文第3篇
關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)動通道；串口服務(wù)器；DDNS；4G
中圖分類號：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）33-0106-01
電力調(diào)度主站通過遠(yuǎn)動通道監(jiān)控變電站運(yùn)行，遠(yuǎn)動通道的主要組成部分，就是光纖設(shè)備。如光纖設(shè)備通訊中斷，變電站便失去監(jiān)控，處于危險狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益興盛，4G技術(shù)取代3G技術(shù)已迫在眉睫。如果可以合理使用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，便有可能解決光纖全斷下的遠(yuǎn)動通訊問題。
1 變電站通訊結(jié)構(gòu)
變電站通訊結(jié)構(gòu)可分為間隔層、網(wǎng)絡(luò)層和站控層，三個層次有機(jī)結(jié)合，并通過光纖通訊系統(tǒng)，完成站內(nèi)通訊、以及變電站與電力調(diào)度主站的通訊。
間隔層包含的各類變電站二次設(shè)備，如測控裝置、保護(hù)裝置、故障錄播裝置、直流系統(tǒng)、交流系統(tǒng)、電度表等。間隔層設(shè)備收集變電站一次設(shè)備相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并管理或監(jiān)控一個或若干個一次設(shè)備的運(yùn)行。
間隔層接受站控層的監(jiān)控，把變電站一次設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)及自身的運(yùn)行狀況上送至站控層，并執(zhí)行由站控層發(fā)出的控制命令。間隔層和站控層之間的連接，通過網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)層包含一系列的以太網(wǎng)絡(luò)、串口網(wǎng)絡(luò)以及規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置，有效實(shí)現(xiàn)間隔層和站控層之間的連接。
站控層負(fù)責(zé)監(jiān)控變電站的運(yùn)行，其設(shè)備包括GPS對時裝置、后臺監(jiān)控主機(jī)、后臺監(jiān)控備機(jī)、五防主機(jī)、遠(yuǎn)動設(shè)備、以及調(diào)度光纖設(shè)備。
站控層里的遠(yuǎn)動設(shè)備，通過遠(yuǎn)動通道，與電力調(diào)度主站形成通訊。
目前，遠(yuǎn)動通道的主要結(jié)構(gòu)為光纖通訊系統(tǒng)。光纖通訊系統(tǒng)能夠把變電站、電力調(diào)度主站的信息轉(zhuǎn)換為光信號，通過光纖，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度主站對變電站的監(jiān)控。
2 遠(yuǎn)動通道中斷隱患及應(yīng)對方法
在最不理想的情況下，變電站與外界的光纖通訊全斷，變電站會與電力調(diào)度主站完全失去通訊，造成變電站脫離安全監(jiān)控。
本文提出使用無線通道代替光纖通訊設(shè)備，在變電站光纖通訊完全中斷下，維持遠(yuǎn)動通訊。變電站所在區(qū)域，基本都能被電信無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。根據(jù)變電站具置無線信號覆蓋的情況，選擇強(qiáng)度較高的電信通道進(jìn)行遠(yuǎn)動通訊，保持遠(yuǎn)動通道的持續(xù)運(yùn)作。
3 無線遠(yuǎn)動通道實(shí)現(xiàn)方式
本文以101規(guī)約遠(yuǎn)動通道為例，提出無線遠(yuǎn)動通道的實(shí)現(xiàn)方式。從遠(yuǎn)動通訊模型進(jìn)行分析，可以用遠(yuǎn)動機(jī)表示變電站，用調(diào)度主站服務(wù)器表示電力調(diào)度中心。在傳統(tǒng)遠(yuǎn)動通訊配置下，遠(yuǎn)動機(jī)和調(diào)度主站服務(wù)器之間，通過光纖通訊系統(tǒng)進(jìn)行通訊。在光纖通訊系統(tǒng)中斷運(yùn)作的情況下，可用無線通道進(jìn)行替代。無線遠(yuǎn)動通道原理圖，如圖1所示，遠(yuǎn)動機(jī)通過無線4G網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)，電力調(diào)度主站通過有線或無線方式接入互聯(lián)網(wǎng)。無線通道的關(guān)鍵設(shè)備包括串口服務(wù)器、DDNS服務(wù)器、4G無線路由器，各部分都為遠(yuǎn)動無線通道的實(shí)現(xiàn)發(fā)揮重要作用。
串口服務(wù)器在互聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用廣泛，是遠(yuǎn)動無線通道的基礎(chǔ)部分，能夠把遠(yuǎn)動機(jī)輸出的串口數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為TCP以太網(wǎng)通信數(shù)據(jù)，從而讓RS-232/422/485串口設(shè)備能夠進(jìn)行以太網(wǎng)互聯(lián)。由于串口服務(wù)器支持DNS，所以在本文的研究中，兩臺串口服務(wù)器采用client/server方式互聯(lián)，通過TCP通信，其中，遠(yuǎn)動機(jī)端設(shè)置為服務(wù)器，調(diào)度主站服務(wù)器端設(shè)置為客戶，訪問遠(yuǎn)動機(jī)端域名，設(shè)置雙方經(jīng)同一端口通信。
DDNS是遠(yuǎn)動無線通道的核心，它的關(guān)鍵功能是把遠(yuǎn)動機(jī)映射為互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器。DDNS的優(yōu)勢在于它處理的域名和域名對應(yīng)的IP地址可以隨時動態(tài)變化，可以實(shí)現(xiàn)IP地址改動時的同步，對側(cè)IP地址變化時，本地地址可以立刻同步。
經(jīng)過串口服務(wù)器和DDNS軟件的處理，遠(yuǎn)動機(jī)和調(diào)度主站服務(wù)器的數(shù)據(jù)便可以通過無線4G路由器進(jìn)行通訊。無線4G路由器購買方便，價格簡單，并且可以兼容3G網(wǎng)絡(luò)，讓無線遠(yuǎn)動通道得心應(yīng)手。
4 無線遠(yuǎn)動通道的使用規(guī)范
傳統(tǒng)的遠(yuǎn)動通道，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度主站對變電站的監(jiān)控，監(jiān)控內(nèi)容具體包括遙信、遙測、遙控。遙信和遙測，只屬于數(shù)據(jù)的監(jiān)視。而遙控，則涉及控制變電站的具體運(yùn)行方式。如使用無線運(yùn)動通道，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)上流通，難以避免數(shù)據(jù)的絕對安全。遙信和遙測的數(shù)據(jù)不會影響變電站的正常運(yùn)行?？墒牵绻b控?cái)?shù)據(jù)被竊取、修改或進(jìn)一步利用，便有可能影響變電站運(yùn)行。因此，有必要為無線遠(yuǎn)動通道建立使用規(guī)范，具體如下：
①在無線遠(yuǎn)動通道使用過程中，變電站內(nèi)所有“遠(yuǎn)方/就地”把手，一律固定在“就地”位置。一旦"遠(yuǎn)方/就地"把手被固定在“就地”位置，遠(yuǎn)動通道就失去了控制變電站運(yùn)行方式的物理通道，從而失去外界控制變電站運(yùn)行方式的可能性。
②在無線遠(yuǎn)動通道使用過程中，需安排人員在變電站值守，值守人員負(fù)責(zé)控制變電站運(yùn)行方式。在“遠(yuǎn)方/就地”把手被固定在“就地”位置之后，“遙控”便失去監(jiān)控變電站的作用，為了讓變電站實(shí)現(xiàn)實(shí)時有效地運(yùn)作，必須安排人員駐站，管理變電站運(yùn)行。
5 無線遠(yuǎn)動通道模擬測試
本研究對無線遠(yuǎn)動通道進(jìn)行模擬測試，搭建通訊模型。選用北京四方的CSM-320EW遠(yuǎn)動機(jī)，此遠(yuǎn)動機(jī)具備模擬站內(nèi)數(shù)據(jù)上送、接收的功能。使用模擬主站軟件模擬電力調(diào)度主站。變電站端使用聯(lián)通4G網(wǎng)絡(luò)，電力調(diào)度主站使用電信4G網(wǎng)絡(luò)，波特率分別設(shè)置為1 200 bps和9 600 bps。測試界面如圖2所示：在測試的4 h內(nèi)，沒有發(fā)生數(shù)據(jù)丟失，并且信號上送到電力調(diào)度主站不大于1 s，滿足遠(yuǎn)動通道的使用要求。
6 結(jié) 語
本文提出了在光纖全斷情況下，用無線遠(yuǎn)動通道解決遠(yuǎn)動通訊的方法，無線遠(yuǎn)動通道基于串口服務(wù)器技術(shù)、DDNS技術(shù)和4G無線技術(shù)，并輔以無線遠(yuǎn)動通道的使用規(guī)范，從而讓無線遠(yuǎn)動通道更為實(shí)用。并且在模擬測試中，證明無線遠(yuǎn)動通道的可行性。
本文的無線遠(yuǎn)動通道用于101規(guī)約通訊，在日后的研究中，可以把遠(yuǎn)動通道推廣至104規(guī)約通訊。另外，無線遠(yuǎn)動通道暫時未在變電站和電力調(diào)度主站之間進(jìn)行調(diào)試，通過變電站基建工程，在變電站和電力調(diào)度主站之間進(jìn)行無線遠(yuǎn)動通道調(diào)試，是下一步研究的方向。
參考文獻(xiàn)：
[1] 張淑娥，孔英會，高強(qiáng).電力系統(tǒng)通信技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2009.
光纖通訊原理范文第4篇
[關(guān)鍵詞] 電力系統(tǒng)；通訊方式；工作模式
中圖分類號：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）20-0257-01
引言
隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)的規(guī)模也不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)的運(yùn)行方式越來越復(fù)雜，對自動化水平的要求也越來越高，從而促進(jìn)了電力通訊技術(shù)的不斷發(fā)展。電力通訊涉及的專業(yè)資源十分復(fù)雜，包括線路資源和設(shè)備資源，智能資源和非智能資源，物理資源和邏輯資源。另外，隨著電力通訊系統(tǒng)的迅速發(fā)展，傳輸干線的數(shù)目也在大幅度的增加，傳輸系統(tǒng)的容量越來越龐大，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)管理、電路調(diào)度工作的難度和復(fù)雜度不斷增加，因而也更加需要可靠的電力通訊系統(tǒng)。
一、載波通訊
一個完整的載波通訊系統(tǒng)，按照功能劃分大體可分為調(diào)制系統(tǒng)、載供系統(tǒng)、自動電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)、振鈴系統(tǒng)和增音系統(tǒng)。其中前4部分是載波機(jī)的主要組成部分。
1.載波機(jī)。電力線載波機(jī)概括起來由4個部分組成：自動電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)、載供系統(tǒng)、調(diào)制系統(tǒng)和振鈴系統(tǒng)。載波機(jī)類型不同，各自系統(tǒng)的構(gòu)成原理、實(shí)現(xiàn)方式等都有所不同。調(diào)制系統(tǒng)：雙邊帶載波機(jī)傳輸?shù)氖巧舷聝蓚€邊帶加載頻信號，只要經(jīng)過一級調(diào)制即可將原始信號搬到線路頻譜；單邊帶載波機(jī)傳輸?shù)氖菃芜厧б种戚d頻的信號，一般要經(jīng)過2級或3級調(diào)制將原始低頻信號搬往線路頻譜；自動電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)，此系統(tǒng)的設(shè)置是為補(bǔ)償各種因素所引起的傳輸電平的波動；振鈴系統(tǒng)，為保證調(diào)度通訊的迅速可靠，電力線載波機(jī)均設(shè)置了自動交換系統(tǒng)以完成振鈴呼叫自動接續(xù)的任務(wù)。雙邊帶載波機(jī)是利用載頻分量實(shí)現(xiàn)自動呼叫，單邊帶載波機(jī)則設(shè)有專門的音頻振鈴信號；載供系統(tǒng)，其作用是向調(diào)制系統(tǒng)提供所需載頻頻率。在雙邊帶載波機(jī)中，發(fā)信端根據(jù)調(diào)制系統(tǒng)的需要，一般設(shè)有中頻載頻和高頻載頻，而且收信端除設(shè)有一個高頻載頻振蕩器外，中頻解調(diào)器的載頻則主要靠對方端送過來的中頻載頻，以實(shí)現(xiàn)載頻的“最終同步”。
2.音頻架，高頻架。在載波通訊中，如果調(diào)度所和變電站相距較遠(yuǎn)，為了保證撥號的準(zhǔn)確性和通訊質(zhì)量，在調(diào)度所側(cè)需安裝音頻架，而在變電站側(cè)安裝高頻架，兩架之間用音頻電纜連接起來。載波機(jī)按音頻架、高頻架分架安裝后，用戶線很短，通訊質(zhì)量明顯提高，另外給遠(yuǎn)動通路信號電平的調(diào)整也帶來方便。同時，話音通路四線端也在調(diào)度所，便于與交換機(jī)接口組成專用業(yè)務(wù)通訊網(wǎng)。
二、微波通訊
根據(jù)微波站的作用和所承擔(dān)任務(wù)的不同，微波站可分為不同的類型。根據(jù)站型的不同，其設(shè)備也有所不同。但一般來說，包括以下設(shè)備：終端機(jī)，收發(fā)信機(jī)，天饋線，微波配線架，電源，蓄電池和鐵塔等。
1.收、發(fā)信機(jī)。微波收、發(fā)信機(jī)的主要任務(wù)就是在群路信號與微波信號之間進(jìn)行頻率變換。在發(fā)信通道中，頻率變換過程是將信號的頻率往高處變，即上變頻。在收信通道中，頻率變換過程是將信號的頻率往低處變，即下變頻。
2.終端機(jī)。微波通訊系統(tǒng)中，必須有復(fù)用設(shè)備作為終端機(jī)。其作用是：在發(fā)信端，將各用戶的話路信號，按一定的規(guī)律組合成群頻話路信號；在收信端，將群頻話路信號，按相應(yīng)規(guī)律解出各個話路信號。
光纖通訊的出現(xiàn)相對來說早一些，是在70年代是發(fā)明的一種技術(shù)，后來被廣泛的使用。它的工作原理是利用光波作為傳輸媒介，借助于光導(dǎo)纖維進(jìn)行通信。而且它還具備一下的優(yōu)點(diǎn)：可利用頻帶寬、通信容量大、中繼距離長、抗干擾、抗輻射、重量輕、節(jié)省有色金屬等。相對于以上的兩種方式，它還具備一些以上系統(tǒng)所不具有的有點(diǎn)，它能夠完全的克服發(fā)電廠與變電站的電磁干擾，減少或者消除通信設(shè)備遭受地電位升高的威脅等。因此光纖通訊設(shè)備在電力系統(tǒng)中是目前應(yīng)該最廣泛的。光纖通訊有兩大部分組成分別是光纖通訊設(shè)備、電力特種光纜。
三、光纖通訊
架空地復(fù)合光纜簡稱OPGW，這也是最早研制成功并且商用的電力特種光纜，其主要是由光單元與地線單元組成。一般光單元中的光纖保護(hù)管分為鋁合金管結(jié)構(gòu)，主要特征為4芯松套多模光纖，纜芯既可以固定也可不固定；鋁骨架結(jié)構(gòu)，最大3O芯緊套光纖，開槽鋁骨架納光單元并且承受測壓力；不銹鋼管結(jié)構(gòu)，激光焊接小直徑鋼管，容納芯數(shù)相對較多，余長控制更精準(zhǔn)。
自承式光纜簡稱ADSS，主要是由纜芯、加強(qiáng)芳綸紗與外護(hù)套組成。ADSS光纜的結(jié)構(gòu)形式是固定不變的，但是根據(jù)光線所在光纜中的不成位置可分為中心管式和層絞式兩種結(jié)構(gòu)。兩者各有優(yōu)點(diǎn)，中心管式結(jié)構(gòu)光纜徑小，重量輕而層絞式結(jié)構(gòu)易于設(shè)計(jì)多纖芯和大“光纖余長”。
電力復(fù)合光纜（OPPC）則是一種具有相線和光通信雙重功能的金屬光纜。將三相中的一相換為OPPC光纜，可以形成由兩根導(dǎo)線和1根OPPC組合而成三相電力系統(tǒng)，這樣的好吃在于不需要另設(shè)外架通信線路就可以解決電網(wǎng)自動化、調(diào)度、通信、保護(hù)等問題。
1.光端機(jī)。光端機(jī)是光纖通訊系統(tǒng)中主要設(shè)備。它由光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)組成。在系統(tǒng)中的位置介于PCM電端機(jī)和光纖傳輸線路之間。光發(fā)送機(jī)由輸入接口、光線路碼型變換和光發(fā)送電路組成。光接收機(jī)由光接收定時再生、光線路碼型變換和輸出接口等組成。光端機(jī)中還有其他輔助電路，如公務(wù)、監(jiān)控、告警、輸入分配、倒換、區(qū)間通訊和電源等。在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高光端機(jī)的可靠性，往往采用熱備用方法，使系統(tǒng)在主備狀態(tài)下工作，正常情況下主用部分工作，當(dāng)主用部分發(fā)生故障時，可自動切換到備用部分工作，目前應(yīng)用較多的是一主一備方式。
2.光中繼機(jī)。在進(jìn)行長距離光傳輸時，由于受發(fā)送光功率、接收機(jī)靈敏度、光纖線路衰耗等限制，光端機(jī)之間的最大傳輸距離是有限的。例如34Mbit/s光端機(jī)的傳輸距離一般在50～60km的范圍，155Mbit/s光端機(jī)的傳輸距離一般在40～55km的范圍，若傳輸距離超過這些范圍，則通常需考慮增加中繼機(jī)，它相當(dāng)于光纖傳輸?shù)慕恿φ荆@樣可以將傳輸距離大大的延長。通過光中繼機(jī)的作用可知，光中繼機(jī)應(yīng)由光接收機(jī)、定時、再生和光發(fā)送等電路組成。
3.數(shù)字通訊設(shè)備。一般來說，數(shù)字通訊設(shè)備包括PCM基群和高次群復(fù)接設(shè)備。PCM基群設(shè)備是將模擬的話音信號通過脈沖編碼、調(diào)制，變成數(shù)字信號，再通過數(shù)字復(fù)接技術(shù)，將多路PCM信號變成一路基群速率為2048Mbit/s信號進(jìn)行傳送，以及將收到的PCM基群信號通過相反的處理過程，還原成模擬的話音信號的一種設(shè)備。
結(jié)束語
我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展與人們生活水平提高對用電量的增加使電力系統(tǒng)面臨著巨大壓力，電力系統(tǒng)又是一個國家重要的組成部分，所以只有國家的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定，才能使人們的生活更加便捷，使國家的經(jīng)濟(jì)更快的發(fā)展。但是我國的目前電力系統(tǒng)也再不斷的進(jìn)行改革，通訊技術(shù)也在突飛猛進(jìn)的進(jìn)步，電力設(shè)備水平也在不斷的提高，因此要確保通信人員充分的應(yīng)該系統(tǒng)，要規(guī)范其工作流程以及加強(qiáng)設(shè)備的管理。從而我總結(jié)分析了電力系統(tǒng)通訊常用的方式以及它們的工作模式，目的就是為了讓工作人員更加了解電力通訊的運(yùn)行特點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)
[1] 張淑娥，孔英會，高強(qiáng).電力系統(tǒng)通信技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2013.
[2] 劉有森.積極依靠科學(xué)技術(shù)進(jìn)步 開創(chuàng)我省電力工業(yè)新局面[J].黑龍江電力.2011（01）.
[3] 楊順昌.21世紀(jì)電力系統(tǒng)和電工新技術(shù)的發(fā)展與展望[A].四川省電工技術(shù)學(xué)會電機(jī)專業(yè)委員會二一一年第十三屆學(xué)術(shù)年會論文集[C].2011.
光纖通訊原理范文第5篇
關(guān)鍵詞：光電檢測 靈敏度 光纖傳感 光纖通訊
中圖分類號：O359 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0099-02
隨著光纖通訊信息量的增大，人們對光電檢測器的要求也越來越高，主要要求其具有高的可靠性和靈敏度，以及低成本，同時要求光電檢測器的光敏面應(yīng)與光纖芯徑匹配。光電檢測器一般使用半導(dǎo)體材料制成。該文介紹了光檢測原理，并分析了光電檢測器的設(shè)計(jì)要求和常見分類。
1 光檢測原理
所謂光檢測過程，也就是受激光吸收的過程。如圖1所示，假如入射光子的能量超過禁帶能量，只有幾微米寬的耗盡區(qū)每次吸收一個光子，將產(chǎn)生一個電子空穴對，發(fā)生受激吸收。結(jié)施加反向電壓的情況下，受激吸收過程生成的電子―空穴通過對電場的作用，分別離開耗盡區(qū)，電子向N區(qū)漂移，空穴向P區(qū)漂移，空穴和從負(fù)電極進(jìn)入的電子復(fù)合，電子則離開N區(qū)進(jìn)入正電極。從而在外電路形成光生電流。當(dāng)入射功率變化時，光生電流也隨之線性變化，從而把光信號轉(zhuǎn)變成電流信號。光生電流與產(chǎn)生的電子空穴對和這些載流子運(yùn)動的速度有關(guān)。也就是說直接與入射光功率成正比[1]，即 （1）
在公式（1）中，R表示光電檢測響應(yīng)度（用A/W表示）。由此式可以得到
在公式（4）中，λ=c/υ是指入射光波長，用μm表示，c=3×10m/s是真空中的光速。上式表示光電檢測器響應(yīng)度隨波長而增加，這是因?yàn)楣庾幽芰縣ν減小時可以產(chǎn)生與減少的能量相等的電流。R和λ的這種線性關(guān)系不能一直保持下去，因?yàn)楣庾幽芰刻r將不能產(chǎn)生電子。當(dāng)光子能量變得比禁帶能量小時，無論入射光多強(qiáng)，光電效應(yīng)也不會發(fā)生，此時量子效率下降到零，也就是說，光電效應(yīng)必須滿足條件。
2 光電檢測器的設(shè)計(jì)要求
為了滿足應(yīng)用的需求光電檢測器設(shè)計(jì)時應(yīng)滿足：（1）能檢測出入射在其上面的光功率，并完成光/電信號的轉(zhuǎn)換；（2）靈敏的響應(yīng)度，要求在有入射功率進(jìn)入時，能輸出足夠大的光電流；（3）要求光電檢測器件的噪聲低，這樣避免了其本身對檢測輸出信號的影響；（4）具備良好的線性關(guān)系，以保證在信號轉(zhuǎn)換的過程中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；（5）要求其低成本及耐用，具有較長的工作壽命等。
3 數(shù)字光通訊中常用的三種光檢測器
當(dāng)前，在數(shù)字光通訊中常用的光電檢測器主要有三種：PIN光電二極管、APD雪崩光電二極管和MSM（金屬-半導(dǎo)體-金屬）光檢測器。
（1）PIN光電二極管
PIN光電二極管的特點(diǎn)主要是工作性能穩(wěn)定，所要求的供電電壓低，但其響應(yīng)頻率高，可高達(dá)10 GHz，同時響應(yīng)速度快，因此被廣泛使用。在使用材料上，由于PIN光電二極管在P型、N型半導(dǎo)體之間的I層，使用了輕摻雜的N型材料，這樣一來，其電子濃度相對來說很低，這樣經(jīng)過擴(kuò)散后便會形成一個很寬的耗盡層，約有5～50 μm可吸收絕大多數(shù)光子，因此，大大地提高了PIN光電二極管的轉(zhuǎn)換效率和響應(yīng)速度。
圖2為PIN光電二極管的能帶簡圖，在圖2中，自由電子―空穴對（稱為光生載流子）主要通過能量大于或等于帶隙能量的光子將激勵價帶上的電子吸收光子的能量而躍遷到導(dǎo)帶上來產(chǎn)生。在耗盡區(qū)的高電場使得電子―空穴對立即分開并在反向偏置的結(jié)區(qū)中向兩端流動，然后在邊界處被吸收，從而在外電路中形成電流，完成光檢測的整個過程。
PIN型光電二極管的主要參數(shù)，①開關(guān)時間：由于電荷的存儲效應(yīng)，PIN管的通斷和斷通都需要一個過程，這個過程所需時間；②隔離度：開關(guān)在斷開時其衰減也非無窮大，稱為隔離度；③插入損耗：開關(guān)在導(dǎo)通時衰減不為零，稱為插入損耗；④承受功率：在給定的工作條件下，微波開關(guān)能夠承受的最大輸入功率；⑤電壓駐波系數(shù)：僅反映端口輸入，輸出匹配情況；⑥開關(guān)的分類：反射式和吸收式，吸收式開關(guān)的性能較反射式開關(guān)優(yōu)良；⑦控制方式：采用TTL信號控制，‘1’通‘0’斷。
（2）APD雪崩光電二極管
與PIN光電二極管相比，APD雪崩光電二極管的靈敏度更高，響應(yīng)也更快，但它在工作時對電壓要求高，而且當(dāng)入射光功率比較大時，相應(yīng)的增益引起的噪聲也大，如此一來會帶來電流的失真。APD雪崩光電二極管的設(shè)計(jì)動機(jī)[3]：在光生電流尚未遇到后續(xù)電路的熱噪聲時已經(jīng)在高電場的雪崩區(qū)中得到放大，對接收機(jī)靈敏度的提高起到了幫助的作用。
保護(hù)環(huán)型APD（Guard ring APD）在制作時先淀積一層環(huán)形N型材料，然后高溫推進(jìn)形成一個深的圓形保護(hù)環(huán)，是保護(hù)環(huán)和P區(qū)之間形成濃度緩慢變化的梯度接面，以防止在高反壓時使P-N結(jié)邊緣產(chǎn)生雪崩擊穿。GAPD具有很高的靈敏度，但是其雪崩增益與負(fù)向偏壓之間的非線性關(guān)系很顯著。要想得到足夠大的增益，就必須使GAPD在接近擊穿電壓的情況之下，但是擊穿電壓對溫度的變化又十分敏感。因此，為使GAPD在環(huán)境溫度變化的時候也能保持穩(wěn)定的增益。就要設(shè)法控制GAPD的負(fù)向偏壓，拉通型雪APD （ Reach-through APD ）也就是為此目的而設(shè)計(jì)的。
APD隨使用的材料不同有幾種：Si-APD（工作在短波長區(qū)）；Ge-APD和InGaAs-APD（工作在長波長區(qū)）等。
（3）MSM光檢測器
MSM是20世紀(jì)70年代末出現(xiàn)的一種高速光檢測器，是在硅材料上直接沉積叉指狀金屬電極，金屬電極與硅材料形成肖特基勢壘接觸[4]。當(dāng)適當(dāng)波長的光入射時，硅材料價帶電子吸收光子能量而躍遷到導(dǎo)帶上去，在導(dǎo)帶和價帶之間產(chǎn)生電子-空穴對。外加偏壓下，光生電子-空穴對在叉指電極之間電場作用下經(jīng)過漂移或擴(kuò)散等運(yùn)動被叉指電極俘獲，形成光生電流。MSM光檢測器的分布電容小，暗電流低，在結(jié)構(gòu)和制造工藝方面與金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MESFET），高電子遷移率晶體管（HEMT），異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管（HBT）等晶體管兼容。MSM的響應(yīng)速度可高達(dá)100 GHz，已廣泛應(yīng)用于各種高速光探測系統(tǒng)中。
4 結(jié)語
光檢測器的發(fā)展與光通訊的發(fā)展息息相關(guān)，該文對幾種光檢測器的性能、基本原理、優(yōu)缺點(diǎn)作了簡要的闡述，對數(shù)字光通訊中光檢測器件的選擇有一定指導(dǎo)意義。
參考文獻(xiàn)
[1] 畢衛(wèi)紅，張燕君，齊躍峰.光纖通訊與傳感技術(shù)光纖通訊與傳感技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008：130-158.
[2] 白宗杰，陳世軍，.單光子雪崩二極管探測系統(tǒng)測試與設(shè)計(jì)分析[J].器件制造與應(yīng)用，2010，10（3）：775-779.
