光纤通讯技术及应用

光纤通讯技术及应用（共9篇）

光纤通讯技术及应用 篇1

【摘 要】随着经济的不断发展，各行各业对电力的需求越来越大，要求电力系统不断应用新材料、新技术，提高服务质量。光纤通信具有电绝缘性能高、抗干扰能力强、容量大、传输质量高等优点，提高了电力通信能力，成为电力系统的重要技术和信息的主要运输方式。

【关键词】光纤通讯技术；电力系统；应用

电力通信承载着数据、语音、宽带、IP 等常规业务，是电力系统重要而关键的组成部分。电力通信的安全保障与工作效率的提升对整个电信系统的高效、安全运行起着重要的作用。在电力系统中应用光纤通信技术，就可以实现系统的高效、安全和稳定运行。而且，随着光纤通信技术的不断进步，能够促进电信通信行业的快速发展。

1光纤通讯技术

光纤通讯技术是光导纤维通讯技术的简称，就是利用光导纤维传输信号、实现信息传递的一种通信方式。光纤由纤芯、包层和涂层组成，内芯非常细，包层对纤芯起保护作用，涂层的作用就是增加光纤的韧性，达到保护光纤的目的。光纤通讯传输的介质是光纤，在电力信息传输过程中，系统中所采用的光纤不是单独的一根，而是由许多单根光纤组合在一起，完成信息的传递。从技术上分析，光纤通讯技术主要包括以下几个过程：

（1）发射信号。就是使用特定波长的激光器并采用密集波分复用技术发射信号的过程。在这个过程中，要求有足够大的带宽，能够保证光源输出波长的相对稳定，从而避免了浪费，降低了运行成本。

（2）合波。在信号传输之前，使用波分复用器对信号进行结合，这一过程主要包括输入波导过程、耦合波导过程、阵列波导过程以及最后的输出波导过程。

（3）放大信号。就是应用专用设备对信号进行放大。通过放大的信号，便于传输，便于接收，有利于整个光纤传输系统灵活、高效和稳定运行。

（4）分离有效信号。就是按照有效原则，对原来合成一组的光信号进行精确分离的过程。经过分离后的信号，分别与相对应的耦合器进行耦合。

（5）接受有效信号。有效信号经过解复用过程，再经过滤波器，然后传送到接收器中，完成一级传输，并根据实际情况进行下一级传输。

2光纤通讯技术用于电力系统的优点

相对于其他材料和技术，光纤用于电力系统的通信有明显的技术优势：

（1）通信容量大。相对于电缆或铜线，光纤有较大的传输带宽，光纤通信的容量要比微波通信大几十倍，光纤的传输带宽比铜线或电缆大得多。电力系统的信息传输具有单个信息量小、总数据量大的特点，而且对信息传输的准确性要求较高。采用光纤通讯技术可以实现每一路信号都由特定的波长进行传送，大大提升了传输的准确性。光纤通信具有的这种容量大和传输距离远等优势是其它传输介质所不能企及的。

（2）损耗低，中继距离长。在电力通信系统应用中，应用的光纤通常为石英光纤。石英光纤的传输损耗小，比其它任何传输介质的损耗都低。从中继距离来比较，由石英光纤组成的光纤通信系统比其他介质构成的系统要长得多。

（3）保密性能好，抗电磁干扰能力强。石英制成的光纤不易被腐蚀，绝缘性好，对电磁干扰有较强的免疫力，也不受其他人为释放的电磁的干扰。在实际应用中，光纤往往与高压输电线路平行架设，与电力导体进行复合构成复合光缆，石英光纤能够避免线路之间的干扰，能够实现信号的保真。同时，石英是一种绝缘介质，交变电磁波在石英光纤中既不会产生感生波动电压，也不会产生与传输信号无关的其他噪声。

（4）光纤直径纤细、质地柔软。光纤的芯径极细，由多芯光纤组成的光缆直径小，采用这种光纤作为传输信道，占用空间小，解决了地下传输管道难于铺设的问题，节约了施工成本。而且，光纤重量轻，柔韧性好，在飞机、火箭、人造卫星和宇宙飞船等特殊领域有着广泛的应用。

（5）保密性能好。信息是共享的，但同时也是需要保密的。这不仅仅是电力通信的需要，更是个人信息安全保证的需要。采用光纤通讯技术，能够保证每一组信号都用专有的频率和波段进行传送，有较好的保密效果。

（6）原材料资源丰富。用于生产光纤的原材料资源比较丰富，生产成本低，而且光纤具有温度稳定性好、寿命长等特点，因此，成为各个行业、各个系统广泛应用的优质材料。

3电力通信系统中常用光纤的特点和应用

在电力通信系统中，最常用的光纤有光纤复合地线、光纤复合相线和自承式光缆等。

（1）光纤复合地线。含有一定光纤单元的地线称作光纤复合地线。这种光纤单元具有地线的作用，可以防止输电线路发生雷击现象，使用起来安全可靠。而且还具有光纤的优点，能够利用地线中的光纤传输信息，在使用过程中不需要特别的维护，比较适用旧电路的改造和新线路的建设。

（2）光纤复合地线。光纤复合地线就是将光纤单元复合在输电线路的一种电力光缆，有效解决了架空线路的受限问题，充分利用了电力系统的线路资源，节约了电能和资源。

（3）自承式光缆。自承式光缆分为金属自承式和全介质自承式两种。金属自承式光缆结构简单、生产成本低，在实际应用中不需要考虑热容量和短路电流等因素。全介质自承式光缆直径小、质量轻，绝缘性能强，具有稳定的光学性能，特别是在事故状态下能够减少停电造成的损失。

4光纤通讯技术在电力系统应用中的发展前景

电力系统光纤通信网已经成为我国规模较大、发展较为完善的专用通信网，光纤通信在保障着电力系统安全、稳定运行，满足人民生产和生活方面起到了积极作用，受到了人们的普遍欢迎。总体而言，光纤通讯技术在电力系统中的应用越来越广泛，并朝着超高速、超大容量、超长距离传输的方向发展，提高了光纤传输的承载能力和系统的处理速度。

（1）新型光纤的使用。随着经济和社会的不断发展，传统的单模光纤已经不能满足长距离、高质量的信号传输了，迫切需要研发功能强、质量高、安全性能好的新型光纤。当前，随着干线网、城域网的建设和发展，两种新型光纤得到了广泛认可：①非零色散光纤，它是一种经过改进的色散位移光纤，综合了标准光纤和色散位移光纤最好的传输特性，是新一代光纤通信系统的最佳传输介质。②无水吸收峰光纤。这两种光纤都能实现低损耗、低色散传输，传输容量能够实现几百倍、几千倍甚至上万倍的增长，可以带来巨大的经济效益。

（2）光复用技术。光复用技术是光纤通信技术应用中最活跃的一个领域，它的技术应用和技术进步极大地推动了光纤通信事业的发展。为进一步提高光纤的利用率，人们采用了各种光的复用方法，其中最重要的是波分复用、频分复用和码分复用技术。①波分复用技术。波分复用技术就是在一根光纤上同时传送多个不同波长的光载波，提高了光纤的传输能力，有较强的方便性和灵活性。同时，还可以利用不同波长沿不同方向传输来实现单根光纤的双向传输。②频分复用技术。当相邻两峰值波长间隔小于 1nm 时，称为光频分复用系统。它的光载波间隔非常密，一般用于大容量高速通信系统或分配式网络系统。传统的频分复用系统器件如合波器、分波器等技术已很难对光载波进行区分，要求用分辨力更高的技术来选取各个光载波。目前，采用的主要有可调谐的光滤波器和相干光通信技术等。③光码分复用技术。光码分复用技术通过直接光编码和光解码，实现光信道的复用和信号交换。这种技术较好地解决移动通信中抗多径衰落、抗干扰问题，提高了网络的容量，改善了系统性能，增强了系统的保密性和网络的灵活性。

（3）光联网的应用与发展。光联网有效改善了传统联网中存在的不足和弊端，不仅实现了超大容量的光网络，增加了网络的范围和节点数，而且还增强了网络的透明度，使不同系统、不同信号得到了有效的连接，网络的灵活性大大增强。另一方面，光联网还实现了网络的快速恢复。在发生故障时，因为恢复时间非常短，对电力系统的正常运行不会造成太大的影响，也不会造成太大的损失，降低了建网、运行和维护成本。正是因为光联网有着非常多的优点，适应了电力系统的发展需求，促进电力通信迈上了一个新的发展台阶。（4）光孤子通信。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，在零误码的情况下完成信息传递。光孤子是一种特殊的超短光脉冲，非线性效应和群速度色散相应平衡，即使经过长距离传输后，波形和速度都能够保持不变，完全摆脱了光纤色散对通信容量和传输速度的限制，被认为是最有发展前途的传输方式之一。

（5）全光网络。全光网络是指信号在网络传输和交换过程中始终以光的形式存在。传统的光网络虽然也实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍然采用一些电器件，限制了通信网干线总容量的进一步提高。全光网络系统的传输是以光节点代替电节点，节点之间都是全光化，所有的信息都是以光的形式进行传输与交换的，提高了网络资源的利用率。

（6）光放大技术和光交换技术。光放大器的成功开发及其产业化是光纤通信技术的一项重要成果，大大地促进了光孤子通信、全光网络和光复用技术的发展。采用光交换技术可以克服电子交换有关容量方面的瓶颈问题，能够实现协议透明性和网络的高速率，提高网络的而且能够节省大量的建网和网络升级成本。

5结 论

光纤通信技术已涉及到电力、交通、广播电视、计算机、军事等各个领域，为各行各业的发展提供了良好的技术基础和发展机遇。而电力信息又是各个系统的基础所在，只有确保电力信息传输的安全，才能发挥光纤通讯技术的独特优势，才能保证各行业、各系统、各领域的高效运行，提高电力通信的质量和能力，从而促进经济的发展。

参考文献

光纤通讯技术及应用 篇2

随着社会科技发展,计算机及通信技术也在不断创新,光纤网络已经成为当今时代人类通信和信息交互最为重要的工具和物质基础已经在很大程度上革新了人类的生活,大大提高了信息传输与共享的时效性,但是,就目前的情况来看,传统通讯技术在当前社会需求面前的已经越来越呈现出“疲态”,无法适应但前社会的需要。也正是因为新时代对于通讯技术的要求,光纤网络在通讯工程技术中的应用也越来越广泛。其已经呈现出重要的发展趋势,并将引领通信工程技术向着新的领域发展。因此,相关人员应当对光纤网络在通讯工程技术中的应用进行研究,并对光纤网络的应用前景进行探索,让光纤网络的应用更加广泛,让光纤网络带给人们更加便捷的生活。

2光纤网络技术的关键技术

2.1网络基站

网络基站是光纤网络正常通信的前提和必要物质组成。现有的网络基站主要有两种类型,即通信基站与解码基站,两种网络基站都是网络通信转换的节点。网络通信要想顺利实现,必须要依赖诸多的基站和终端设备,而且随着我国通信工程不断发展,相应的终端设备数量和覆盖规模也在不断增加,光纤网络形成了巨大的关系网。基站的主要作用就是收集、传递和转换终端的数据信息,达到信号交互的目的。为确保信息的保密性和传输安全性,信息传递和交互的过程也是信息编码和解码的过程,最终实现相关信息的共享。解码基站就是将通信基站传过来的已经加密了的光信号进行解读和转码,给受众终端提供相应的信息和数据,该过程中脉冲激光被转换成了数字编码而实现破译,并最终反馈给客户终端。通信与解码基站相辅相成,在城市基站建设中应用最为普遍。

2.2通信中的复用技术

光纤网络在通讯工程中的应用除了对光信号的处理外,还能够对信息和现有资源进行优化配置,以尽可能的实现现有资源效益的最大化。而资源的调度与分配离不开复用技术的支持,通俗的说就是科学合理的对每一个光纤进行管控,让有限的光纤资源发挥最大的价值。复用技术应用的原理是利用了网络系统的多信道传输,再加上对信息传输容量的配置,实现效能最大化,能够让光纤网络的应用质量得到提高。

2.3色散处理技术

光信号能量在传输和共享工程中肯定是会有相应的损失的,但是光信号相较于声信号等的能量损耗很低,从实际情况来看,光信号往往是历经几百千米距离的传输后就会发生损耗,严重是会产生数据失真或者是信息的乱码导致不可译。因此,为了减少信息问题,在实际的光纤网络技术中我们常常需要对光信号进行强化,即通常说的色散补偿光纤。以有效确保光信号安全、稳定、不失真的传输,最大限度的降低光信号的衰减,使最终输出到终端的信号符合相应的要求。

3光纤网络在通讯工程技术中的应用前景

3.1光纤入户

光纤网络在未来发展过程中,能够极大的提升用户的网络带宽,有效解决了互联网主干网带宽很大,但是到用户终端前一公里带宽却很窄的“窘境”,因为传统光纤网络虽然理论带宽都很高,在主干网时的贷款也能符合要求,但是最终快到用户终端时,由于网络紧凑和过分密集,原有的带宽也就出现一定程度的“缩水”。从我国当前光纤网络建设与覆盖情况来看,绝大部分经济发展较快的平原区域基本已经实现了光纤入户或者带宽扩增,但是很多偏远的、经济落后的山区,往往通信发展还很缓慢,网络通信效率还十分低。随着互联网科技技术的发展和革新,光纤网络建设和入户所需的成本也就会更低,相信今后在偏远地区的光纤入户工作也就会不断的实现和落实。

3.2全光网络大力发展

全光网络是对节点技术的创新,传统的光纤网络节点大多是电节点,而全光网络将会实现节点的全光华,也就是说在节点进行光信息转换和交互时也能确保光速的效率,大大提升了信息的传递和效率。全光网络除了传输效率高的优势之外,还具有安全可靠性强、透明度高、极具兼容性,能够与多种终端相连、可开发性深等,而却全光网络的信息处理速度更快,处理的数据量更多,因此也能大大提高网络的带宽。由于光节点速率高,因此也就规避了大部分由于传输延迟而出现的信息乱码或者失真问题,网络结构也变得更加的精简高效,各种网络之间的组合方式也更加灵活多样,如果想增加一些光节点也能够“随心所欲”。当前我国对全光网络的研究还不全面,全光网络应用技术也还不成熟,因此,对全光网络的发展和研究还有很大的空间。

4结语

光纤网络的应用范围将会越来越广泛,其带给人们的便利性也是其他应用所无法替代的。在通讯工程中使用光纤网络,不仅可以降低网络构建的成本,而且可以提升网络应用的效率,提升人们通讯的速度和质量,满足人们日益提高的要求。相关人员要积极探索最佳的途径,让光纤网络在通讯工程中的应用呈现出多样化的态势,让光纤网络的应用为通讯工程的构建提供强大的后台支撑,让新时代的网络构建更加科学化、现代化。

摘要：本文中,笔者首先从网络基站、通信中的复用技术、色散处理技术三方面阐述了当前我国光纤网络技术应用的关键技术,结合光纤网络现状展望了光纤网络在通讯工程技术中的应用前景,具有一定的实际参考价值。

关键词：管线网络,通信,通讯工程技术,应用,前景

参考文献

[1]陈丹.通讯工程技术中的光纤网络应用[J].硅谷,2014(20).

[2]崔毅,韩磊,郭明洁.SDH光纤通讯技术在智能变电站通信网络中的应用[J].通讯世界,2015(12).

光纤通讯技术及应用 篇3

【关键词】现代；光纤通讯技术

0.前言

光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命，近年来随着技术的进步，光纤通信技术从光通信中脱颖而出，已成为现代通信的主要支柱之一，在现代电信网中起着举足轻重的作用。光纤通信的发展又一次呈现了蓬勃发展的新局面。而光纤传输技术就是一种全新的传输技术，这种技术现在得到了很广泛的应用，接下来我们就对这个问题进行详细的介绍。

1.光纤通讯传输技术概述

1.1光纤通讯技术概念

光纤通讯也作光纤通信，它是以光波作为信息载体、以光纤作为传输介质的通信方式。从原理上看，构成光纤通信的基本物质要素有光纤、光源和光检测器。光纤按用途进行分类，可分为通信用光纤和传感用光纤。光纤通讯属于有线通信的一种。光经过调变后便能携带资讯。光纤通信具有传输容量大，保密性好等优点。光纤通信现在已经成为当今最主要的有线通信方式。将需传送的信息在发送端输入到发送机中，将信息叠加或调制到作为信息信号载体的载波上，然后将已调制的载波通过传输媒质传送到远处的接收端，由接收机解调出原来的信息。

1.2光纤通讯技术的特点

与传统的铜芯材质相比，光纤通讯技术具有很多优势。光导纤维是由硅石玻璃做的，而电线铜芯顾名思义是由铜做的，金属自然比硅石玻璃贵，故光导纤维其材料成本低；而且由于硅石玻璃的密度远远小于金属铜，因此在安装和使用维修上都要更简单方便些，光缆轻且体积小易于施工，很容易装入空间狭小的电缆管道，并且对于极端环境如干、冷、湿、热等情况都能适应。

1.3光纤通讯技术结构

现代的光纤通讯系统多半包括一个发射器，将电讯号转换成光讯号，再透过光纤将光讯号传递。光纤多半埋在地下，连接不同的建筑物。系统中还包括数种光放大器，以及一个光接收器将光讯号转换回电讯号。在光纤通讯系统中传递的多半是数位讯号，来源包括电脑、电话系统，或是有线电视系统。

2.光纤通讯核心结构及技术

相比于传统的电气信号传递资讯而言，光纤通讯的核心结构和技术都有了很大程度的改变，弥补了很多电气信号传递、维修、能耗和成本等各方面的劣势。下面我们就主要介绍几个光纤通讯的核心结构及技术。

2.1光纤通讯技术中的发射器

在光纤通讯系统中通常作为光源的半导体元件是发光二极管（LED）或是雷射二极管。LED与雷射二极管的主要差异在于前者所发出的光为非同调性，而后者则为同调性的光。使用半导体作为光源的好处是体积小、发光效率高、可靠度佳，以及可以将波长最佳化，更重要的是半导体光源可以在高频操作下直接调变，非常适合光纤通讯系统的需求。

常用于光通讯的LED主要材料是砷化镓或是砷化镓磷，后者的发光波长为1300纳米左右，比砷化镓的810纳米至870纳米更适合用在光纤通讯。LED通常用在传输速率10Mb/s至100Mb/s的局域网路，传输距离也在数公里之内。目前也有LED内包含了数个量子井的结构，使得LED可以发出不同波长的光，涵盖较宽的频谱，这种LED被广泛应用在区域性的波长分波多工网络中。

半导体雷射的输出功率通常在100微瓦特（mV）左右，而且为同调性质的光源，方向性相对而言较强，通常和单模光纤的耦合效率可达50%。雷射的输出频谱较窄，也有助于增加传输速率以及降低模态色散。

2.2光导纤维

光纤缆线包含一个核心，包层以及外层的保护被覆。核心与折射率较高的纤壳通常用高品质的硅石玻璃制成，但是现在也有使用塑胶作为材质的光纤。又因为光纤的外层有经过紫外线固化后的压克力被覆，可以如铜缆一样埋藏于地下，不需要太多维护费用。然而，如果光纤被弯折的太过剧烈，仍然有折断的危险。而且因为光纤两端连接需要十分精密的校准，所以折断的光纤也难以重新接合。

我国已在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。

2.3光放大技术

光放大器的开发成功及其产业化是光纤通信技术中的一个非常重要的成果，它大大地促进了光复用技术、光孤子通信以及全光网络的发展。过去光纤通讯的距离限制主要根源于讯号在光纤内的衰减以及讯号变形，而解决的方式是利用光电转换的中继器。这种中继器先将光讯号转回电讯号放大后再转换成较强的光讯号传往下一个中继器，然而这样的系统架构无疑较为复杂，不适用于新一代的波长分波多工技术，同时每隔20公里就需要一个中继器，让整个系统的成本也难以降低。但是有了光放大器后就可直接实现光信号放大。其原理是在一段光纤内掺杂，稀土族元素如铒，再以短波长雷射激发，这样便能放大光讯号，取代中继器从而大大降低成本。

2.4光交换

以往，我们所构建的通信网一般采用的是金属线缆.在线路中传输的主要为电子信号，并通过电子交换机进行电子信号交换.但随着科学技术的进一步发展，现在的通信网采用的是光纤.一般在光网络中传输的信息速度都比较快，这种状况下电子开关根本不能对其形成有效的控制，只能在低次群中进行电子交换。但是如果我们采取光交换，就可以在高速信号中进行交换。在我国的数据网中信号主要的形式是“包”，交换方式也是“包交换”。这种信号的颗粒相对较小，所以可以使用电子交换的方式。但是，在骨节位置我们最好还是要使用光交换。

光交换主要分为三种方式，即“空分”“时分”以及“波长交换”。但是在实际应用过程中光纤通信是一般选择波长交换的这种方式。这种方式赋予各个交换对象具体的波长，只要我们发出某一个特定的波长就可以和相应的对象进行通信。开发和使用可变的波长光源就是这种方式的关键。我们采用这两种方式就可以建立较为灵活的光交换网。

2.5波长分波多工技术

波长分波多工的实际做法就是将光纤的工作波长分割成多个通道，使其能在同一条光纤内传输更大量的资料。一个完整的波长分波多工系统分为发射端的波长分波多工器以及在接收端的波长分波解多工器，最常用于波长分波多工系统的元件是阵列波导光栅。而目前市面上已经有商用的波长分波多工器/解多工器，最多可将光纤通讯系统划分成80个通道，也使得资料传输的速率一下子就突破Tb/s的等级。

3.结语

1990年至2000年间，光纤通讯产业受到因特网泡沫的影响而大幅成长。此外一些新兴的网络应用，如随选视讯使得因特网带宽的成长甚至超过摩尔定律，所预期集成电路芯片中晶体管增加的速率。而自因特网泡沫破灭至2006年为止，光纤通讯产业透过企业整并壮大规模，以及委外生产的方式降低成本来延续生命。虽然光纤网络发展得到了极大的发展，但是还有许多未知等待我们去发现。随着信息需求的持续增加，光纤通讯技术的研究和应用也必然会得到更大的发展。现在光纤技术的的发展前沿就是全光网络，使光通信完全的代替电信号通讯系统，当然，这还有很长的路要走，我们仍需不断探索。

【参考文献】

[1]赵丽丽，王莉，苏丽娜，鞠晓洁.浅谈超宽带无线通信技术的发展[J].数字技术与应用，2011（03）.

[2]张涵.光纤通信技术与光纤传输系统的分析与探讨[J].科技创新导报，2011（01）.

光纤通信技术及运用 篇4

光纤通信技术相较其它通信手段来说特点鲜明，首先是其传输速度快且传输体量大，其次是损耗很低且传输距离长，还包括其抗干扰能力强等。因为我们知道光的频带远远超过电，这使得光纤通信的容量非常之大，且由于光纤自身的体积非常小，相比其它介质来说质量也较轻，因此光纤比较容易铺设，在有限的空间中可布置的光纤数量比较多，这些特性使得光纤通信技术传输速度快且体量大，而且对空间的要求也比较小，能很好地满足当今有线通信的要求。其次利用光作为媒介进行信息传输的损耗非常小，这主要得益于光信号的衰减很小，石英系统的损耗光纤相较其它媒介其损耗已经很低，而在研究中的非石英系统超低损耗光纤则会实现更低的损耗，这会极大地节省成本。除此之外，因为一般的光纤管线是由石英材料制造的，而石英本身是一种绝缘材料，因此光纤通信也附带了一定的绝缘性，这使得其在传输信息过程中很少会受到为外界信号的干扰，且基于石英材料的光纤线路也不会轻易因为电离层而受到损害，所以光纤的线路与常见的高压线路一起架设是可行的，石英材料本身也不惧怕腐蚀，而且还能很好地抵御雷电、太阳光等外界干扰，这很大程度上加快了通信的发展。另一方面，传统的电波传输信息时，会受到由于电磁波的泄露而产生问题，但是在光纤传输过程中，光波导结构可以将光信号很好地限制在管路中，而少数泄露的射线也会被环绕于光纤之上的材料所吸收，因此一般情况下不会发生泄露。通过上述分析我们可以得知光纤通信的诸多优势，但是也应该注意到它本身也有一定的缺陷，首先就是它容易受到色散特性的影响，这主要是因为光纤传输过程中是以不同频率和模式来实现的吗，而这会使得信号出现失真现象，此时传输至终点的信号会与预期有所差别。

光纤通信技术的现状及发展 篇5

由于在通信系统中，利用实现光纤通系统的形成的光波的频率要比利用电波的频率高出很多，并且在信息传播过程中利用光纤要比其他传播介质损耗要低很多，因此，无论是从传输速率还是能源利用上来看，光纤技术占有绝对的优势，这也是如今在通信领域大力发展光纤通信技术的主要原因。

在通信领域中，自从光纤通信技术的出现，使其发成了翻天覆地的变化，如同一场通信革命。

光纤通信技术及应用分析 篇6

关键词：光纤技术,光纤应用,容量

一、光纤技术优越性

(1) 容量大。光纤技术和传统技术相对比, 它具有容量大、传输质量高一级传输速度快的特点, 可以提供宽带进行传输。当前, 一根光纤可以同一时间提供16条信道, 这样的提供方式大大提升了光纤宽频通信容量, 在一定时间内扩展传输范围。 (2) 耗费低。一般而言, 光纤主要由玻璃研制而生, 电线铜芯成为研制的主要材料, 铜的价格相对其他材料价格低很多, 完全可以替代电缆使用从根本上节约了耗费支出。 (3) 容易安装, 方便使用。光纤它的质量较轻, 体积也比较小, 方便人们施工使用。在进行地下铺设时, 可以进行密集铺设, 而且该光缆对一些湿热环境下, 都能提升抵抗力, 延长材料使用寿命。该材料的适应性较强, 在相同容量内, 可以扩大信号传输范围, 而且材料材质质量高, 可靠性强。

二、光纤通信技术

(1) 向超高速系统的发展。目前, 10Gbps的系统已经被大量生产, 并且投入网络装备中使用, 但是就我国目前发展水平而言, 使用范围还比较小, 主要使用于北美、欧洲以及日本国家, 在我国这些使用范围也逐渐扩大。然而, 需要明确一个实际问题, 10Gbps系统要求比较高, 它的开通和使用需要满足10Gbps系统设置, 通过实验发现, 只能在验证成功之后, 才能进行安装使用。它的使用方式比较简单, 只要进行逆向光实验就可以确定出材质性能, 这也是当前最长使用的实验方式之一。 (2) 向超大容量WDM系统的演进。第一:光分插复用器 (OADM) 。目前采用的OADM只能在中间局站上、下固定波长的光信号, 使用起来比较僵化。而未来的OADM对上、下光信号将是完全可控的, 就像现在分插复用器上、下电路一样, 通过网管系统就可以在中间局站有选择地上、下一个或几个波长的光信号, 使用起来非常方便, 组网 (光网络) 十分灵活。第二:光交叉连接设备 (OXC) 。与OADM相类似, 未来的OXC将像现在的DXC能对电信号随意进行交叉连接一样, 可以利用软件对各路光信号进行灵活的交叉连接。OXC对全光网络的调度、业务的集中与疏导、全光网络的保护与恢复等都会发挥重大作用。第三:可变波长激光器。到目前为止, 光纤通信用的光源即半导体激光器只能发出固定波长的光波, 尚不能做到按需要随意改变半导体激光器的发射波长。将来可能会出现可变波长激光器, 即激光器光源的发射波长可按需要进行调谐发送, 其光谱性能将更加优越, 而且具有更高的输出功率、更高的稳定性和更高的可靠性。 (3) 开发新代光纤。传统的光纤在传输中, 可以进行短距离传输, 在大范围和广距离传输上无法满足传输需求, 而且信息的安全性也无法得到保障, 尤其是信息传输中的质量无法无法得到保障。从新型的光纤被生产而出之后, 这些现实问题也逐渐被解决。从而可以断定在未来发展中, 新型光纤会成为下一代网络使用光纤方向, 也是网络系统组建中重要组成部分。从当前技术发展水平上看, 为了满足局域网需求, 可以在两种光纤中进行选择, 非零色散光以及无水吸收峰光纤, 这两种光纤各有有缺点, 如果可以综合使用就能避免一些明显缺点。

三、光纤通信技术的应用

光纤通讯已经成为市场公认传输质量较好的传输介质之一, 在今后网络通信发展中, 该介质会逐渐成为骨干设备。在通信干线领域内, 该传输方式提升了传输质量, 人们称该传输介质为“超高速公路”。尤其是在局域网使用中, 可以提升用户感受, 可以进行高速传输, 使得数据信号在有保障的平台上进行传输, 这是一个全新的设备通口, 使得局域网也得到数据覆盖。未来的信息高速公路也会基于光纤上进行传输, 使得信息高速公路不断普及, 新增加的大道也会逐渐扩建, 而且为未来高速传输提供更广泛的空间。在未来发展中, 这些设备会满足社会发展需求, 使得千家万户都可以享受到设备带来的益处。

四、结束语

随着社会不断发展, 光纤技术不断成熟, 该技术服务于人们生活, 使得信息传输速率提高, 人们通信质量提高。一些大容量的设备出现在生活中, 使得通讯事业更加发展, 使得网络通讯质量逐渐提高, 人们在一个信息快速流通的社会里发展, 工作效率提高, 生活质量得到保障。

参考文献

[1]潘崇麟, 惠小强.用光子晶体光纤光栅实现温度、应力和气体浓度的同时传感[J].应用光学-2013年2期

[2]王巍, 向政.自适应Kalman滤波在光纤陀螺SINS/GNSS紧组合导航中的应用[J].红外与激光工程-2013年3期

光纤通讯技术及应用 篇7

1 车载无线通讯技术的应用

如今, 车载无线通信技术在慢慢的被普及, 按照通信距离的大小, 车载无线通信技术分为四个部分:车内、车外、车间、车路通讯。

(一) 车载无线通讯技术的车内通讯

车内通讯的范围是十米, 在车内部进行的通讯模式, 在车内进行信息传输主要使用的方式就是无线通信, 通信范围局限于车内空间。无线传输的方式有较多的优点如:有较快的传输速度、很强的抗抗噪声性能, 普遍的使用于语音通话和设备接口之中, 如今广泛使用的蓝牙技术就是其典型的代表, 如今比较成熟的无线通信技术应当首推蓝牙技术。

(二) 车载无线通讯技术的车外通讯

所谓的车外通讯, 指的是车辆和外部的通信设备对信息资源进行交换, 这也是车外通讯的适用范围。车外通讯和其它三种通讯方式进行比较可以看出, 车外通讯的覆盖范围最广也是最长的, 在距离数百公里之内都可以进行通讯。

(三) 车载无线通讯技术的车间通讯

所谓的车间通讯, 指的是一种双向的传输方式, 存在于多个动点之间, 车间通信功能是当车辆遇到危险或意外情况的时候, 可以迅速的发出提醒, 及时采取预防措施, 让意外的车辆事故得以遏止。因此, 这就要求该通讯方式具有较高的安全性和实时性, 这样才能让车间通讯的需求得到满足。

(四) 车载无线通讯技术的车路通讯

所谓的车路通讯就是指车路和外部的无线通讯设施, 如交通标示就是文中所说的外部设备的一种, 车辆调度、电子收费系统、环境参数等都是外部设施。当前该通讯模式使用最广泛的技术主要有:专用短程通信技术、微波技术、红外技术等等。实际上, 车路通信和车间通信没有太大的差别, 也可以把其作为一种技术看待, 但是应用模式是不一样的, 这两个通讯模式的通信距离都在数公里左右。

2 车载无线通讯技术的发展前景

如今, 科学技术发展的速度非常快, 车载无线通信技术绝不会停滞不前, 车载无线通讯技术产业必定会发展壮大, 也会更加的完善, 该产业里主要有车载单元、芯片和数据提供商。如今, 在保证车辆驾驶安全的同时, 让驾驶者的舒适度进一步提升是当前车载无线通讯技术的发展方向。以便于人们充分的享受到科技发展带来的优势。

(一) 蓝牙技术、嵌入式技术的发展

首先, 蓝牙技术在目前的应用中, 有代替电缆和红外技术应用的趋势, 就线缆来讲, 非常容易纠缠在一起, 同时红外线技术很容易被阳光影响, 就这些问题来看, 蓝牙技术可以很好的解决。不仅如此, 蓝牙技术支持无线车载通信功能, 如通过遥控钥匙可以把车门打开, 在进行数据交换的时候可以使用蓝牙技术和车内的检测系统。其次, 当前新生产的汽车中, 慢慢的在提高汽车嵌入式技术的集成性能, 并在逐步的完善。提高嵌入式技术的整合程度, 对汽车无线通信技术的网络通信能力也将进一步的提高, 其实用性和可靠性也将出现质的飞越。让人们体验到科技发展带来的垮了, 让驾驶者更加的舒心和省心。

(二) 车载通讯技术的发展

相比一般的电子产品, 车载无线通信使用的新技术要领先电子产品使用新技术的3-5年, 车载通信技术运行可以超过10年而不需要维修, 剔除车辆通信技术高昂的造价之外, 由于其具有很高的可靠性, 因此必须对车载通信的可靠性有所保证, 对使用前的测试工作不能松懈。车载无线通信技术和城市交通设施建设与交通广播信息的改进发展是密切相关的。也就意味着, 要是想让车辆无线通信技术的发展更进一步, 在交通基础设施投资及相关电子设备、汽车计算平台的资金投入上要加大力度, 让车载无线技术从研发到投产不断地缩小时长。在这个阶段, 国内使用在车辆上的通信技术仍处于初级阶段, 但是人们的需求却在不断的增长, 车辆通信技术未来发展要朝着车辆的办公、安全、舒适等方向努力发展。

3 结语

随着科技的发展和技术的进步, 汽车的功能呈现出多样化、一体化的趋势, 这就提高了汽车的信息传播和通讯的要求。传统上的物理连接方式已经不能满足人们对车辆的要求, 当前无线通讯技术在车辆上的应用具有较大的优势, 技术的成熟也给其在车上使用提供了方便。随着时间的推移, 车辆通信技术将得到进一步的完善, 汽车技术也会翻开新的发展篇章, 会让人们充分地先收到科技进步带来的变化。

参考文献

光纤通讯技术及应用 篇8

2014年6月, 三期采选技改工程项目安全设施通过竣工验收, 形成了年产矿石200万吨、铁精粉70万吨的生产规模, 三期主井直流提升机电控设备选用了由洛阳源创电气有限公司设计生产的NT型提升机全数字电控系统。操作部分采用西门子公司的S7—300系列可编程序控制器, 实现对提升机运行的工艺控制和安全保护功能, 显示提升机的各种运行指令、位置信号、速度信号和故障报警。网络化操作台、主副PLC采用了MPI通讯技术, 装卸载站与主控PLC采用了DP通讯。

三期主井装载站 (-363米水平) 到主井三楼卸载站 (+90米水平) 水平位置差453m, 两站之间PLC的通讯靠的是DP通讯电缆, 沿着井壁铺设在井筒之中, 从安装调试到使用已有4年多时间, 卸料方式采用的是14m3底卸式箕斗, 由于生产环境因素及前期试生产阶段的条件限制, 装卸载之间落差大, 散落的小石子多次将通讯电缆砸断, 在井筒中有多处接头, 在井筒中检修作业危险性高, 作业难度大, 一但出现通讯中断, 需要较长时间修复。

考虑到2015年生产任务繁重, 提升作业区决定铺设一条新通讯线作为备用, 而且新铺设的通讯电缆由三期主井塔楼铺向三期副井井架, 沿着提升人员的三期副井的井筒到井下-336米水平, 再由-336米水平巷道奔电梯井, 最后到井下-363米水平装载站。

这种铺设线路可以减小外界影响, 大大减小通讯线故障概率, 可是需要铺设的电缆距离增加到900多米 (差不多是原通讯电缆的2倍) , 因为DP通讯线的距离最长为500米, 两个PLC之间的通讯须改为光纤通讯。

光纤通讯防干扰性能好, 损耗低, 中继距离长, 光纤是绝缘体材料, 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, 也不受电气化铁路馈电线和高压设备等工业电器的干扰, 光纤每公里衰减比目前容量最大的通信同轴电缆的每公里衰减要低一个数量级以上, 工作频率高, 开发容量也大。

经提升作业区技术人员研究决定, 报矿领导审批同意, 此项工作在不影响三期主井正常生产的前提下, 利用停车检修、设备保养时间一步一步进行。

首先, 计划材料, 元件选型, 经过研究论证选用型号为Ci-PF120-S8202TD (速率0.6M, 单模20Km, ST双光口, DC (9~30V) ) 的DP数据光端机2台;型号为PH-T/T-003-SM的3米单模单芯跳线4根, ;SIEMENS PROFIBUS DP数据总线接头4个;EEP-130S24电源板2块 (用于给光端机供电) ;四芯光纤通讯电缆1300米。

接下来便是铺设光纤通讯电缆, 架设直径为8mm钢丝绳从三期主井卸载站到三期副井井架将近200米, 此钢丝绳用于悬挂光纤通讯电缆;

难度最大的就是由三期副井井口 (+99米水平) 到井下-336米水平井筒中电缆的铺设, 垂直差435米, 光纤通讯电缆不能折硬弯, 需要人员站在提升罐笼顶部小心翼翼慢慢下放, 每4米打一个线卡子, 通过副井井筒及破碎硐室, 最终铺设到装载站位置;

最后铺设井上部分, 将光纤通讯电缆悬挂在事先架好的钢丝绳上面, 1米一个线卡子固定电缆, 最后将光纤通讯电缆铺设到卸载站位置。

最后, 确定PLC与光端机的连接和光端机之间的连接方式, 用来进行光信号与电信号之间的转换。利用停车检修时间, 电气技术人员分别使用数据总线接头连接装载站和卸载站的PLC与DP数据光端机的通讯线, 分别熔装载站与卸载站的光纤接头跳线, 一共8根, 实现两用两备, 接好光端机24V直流电源。

通过查找相关资料和讨论研究, 光纤接头需要交叉连接, 既卸载站光端机TX接口连接装载站光端机RX接口, 卸载站光端机RX接口连接装载站光端机TX接口;

注意DP数据光端机的输入输出接口是成对使用的, 两通讯端需采用同一组接口;

还应注意数据总线接头上的接线方式, 有两个接口, 单线接进线口, 开关放在on位置, 双线则需要把开关放在off位置。

所有工作做好以后通电测试, 成功实现通讯, 现已投入正常使用, 原DP通讯电缆作为备用。

结束语:

基于光纤信号介质通讯的差动保护 篇9

关键词：同步采样,抗干扰,光纤差动

0引言

基于光纤通道的电流差动保护为线路的纵差保护提供了良好的解决方案。其关键技术在于解决线路两端通讯问题, 即如何同步采样, 获得可靠的对侧数据, 失去同步后如何调整等等。

差动保护反映差电流动作, 区内故障时无制动或制动分量较小, 区外故障时则有较强的制动特性, 因此能够快速、灵敏地切除内部故障, 同时在正常运行及外部穿越性故障时又能保证不误动, 具有选择性好、灵敏度高、速度快、动作安全可靠等特点。

光纤差动以光缆为介质传输电流及其它数字信号, 采用同步采样技术保证差电流计算的准确性, 短线路采用差动保护时可以保证全线无时限切除故障, 选择性与速动性能同时得到满足。线路两端各装设一个保护测控装置, 两侧电流互感器二次均采用星形接线, CT二次电流直接接入装置, 这样既有利于CT二次断线检测, 也简化了接线, 使电流回路可靠性增强。当本侧线路为电源端时, 差动保护由差动起动电流定值启动开放, 当本侧线路为负荷端时, 差动保护由对侧通过光纤通道远传过来的保护跳闸信号开放, 从而实现全线路的快速故障切除。

1差动保护原理

光纤差动保护的通讯是将本侧装置送出的RS232 (或RS485) 等电平转换为光信号送给对侧装置。将对侧传来的光信号转换为RS232 (或RS485) 等电平信号送给本侧检测元件。这种数字式电流差动保护要求线路两侧的保护装置的采样同步，两侧采样时间上的差异将造成差动电流计算的误差。以一端为主机，另一端为从机，从机的时钟保持与主机同步。装置上电复位后，从机发一帧同步报文并保存发送时刻，主机收到同步命令后，经过延时后把同步信息返回。从机在规定时间内接到主机返回的信息。由于帧信息长度一样，因此收发时间相同。

1.1差速断保护

差速断保护为高限值速动保护，不做CT断线闭锁、启动电流和比率制动判别，三相差流任一相大于差速断定值时立即动作出口，用于在线路内部发生故障时瞬时切除线路，差速断定值应能躲过CT断线区外故障时的最大故障电流。

式中，为差动电流，为差速断定值。

1.2差动保护

采用比率制动特性的差动原理，做突变量启动、CT断线判别。其启动方式分为：

a）突变量启动

式中，为当前采样点，为前一周波相应的采样点，为前两周波相应的采样点，为突变量定值。

b）缓变量启动

式中，为本侧相电流有效值，为缓变量启动定值。

当启动元件动作时，差动保护进入故障处理任务，做分相差动判别。若为区内故障，则差动保护动作跳闸；若无区内故障或制动有效，程序巡检延时5秒后返回。

动作判据如下：

其中，为差动电流；为制动电流；为差流定值；为第一折线斜率 (比率制动段1制动系数) ；为第二折线斜率 (比率制动段2制动系数) ；为分相差动两线交点。

注：比率制动按相独立制动，只要有一相不制动时，保护即可出口。

本侧装置和对侧装置采用180°接线方式，差动和制动电流计算公式如下：

差动电流:本侧相电流，对侧相电流。制动电流:本侧相电流，对侧相电流。

1.3相间距离保护

1.3.1三段相间距离保护

a）相间距离保护分三段，其中Ⅰ段为速动段，其它两段为延时段，延时段具有加速功能，所有功能都可通过软压板控制投退。距离保护Ⅲ段动作时间建议用户整定不小于1s。

b）相间距离I段可通过控制字整定带固定150ms延时出口，以保证线路上挂的变压器内部故障时，其差动保护来得及动作。不需要时可整定零秒出口。

c）阻抗特性采用多边形动作特性，如下图1所示，X和R可独立整定。相间距离Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段电阻分量R的整定值公用。

d）出口短路时，由于X、R计算值接近为零，测量阻抗可能不在多边形区内，为消除死区，Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段的动作特性都在原多边形基础上再叠加一个小矩形。

当测量阻抗在矩形区域内时，X、R的符号不能正确代表故障方向。此时为保证方向性，投入方向元件判断方向。当测量阻抗落在矩形区域以外的动作区内时，认为测量阻抗本身具有明确的方向性，不再判断方向。

若为不对称短路，则用负序方向元件判断方向，负序方向元件和阻抗测量元件一样，每个采样点都计算。如果是三相短路则采用记忆电压，即用故障前的电压顺移一个周波后，同故障后一周波内的电流比相，比相结果固定下来。

负序方向元件正方向动作区：

记忆方向元件动作区：

1.3.2振荡闭锁

a）距离保护Ⅰ、Ⅱ段可以由控制字选择经或不经振荡闭锁。经振荡闭锁时，Ⅰ、Ⅱ段仅在启动元件启动后的0.16秒内开放（Ⅱ段固定），以后被闭锁。0.16秒内，进入Ⅰ段则出口，进入Ⅱ段则固定。在振荡闭锁期间，距离保护Ⅲ段和零序电流方向保护一直投入，距离保护Ⅲ段动作时间小于1.5秒时自动取为1.5秒。

b）本装置设有静稳破坏检测元件，由A相电流继电器和BC相阻抗继电器构成，在突变量启动元件不动，而A相电流大于静稳破坏检测元件定值或BC相阻抗在Ⅲ段内时，立即闭锁突变量启动元件。

c）振荡中发生故障时，为了保护能再次开放，除保留了负序辅助起动元件外，还设置了振荡中故障判别元件。振荡中故障判别元件由不对称故障判别元件和对称故障判别元件组成。负序辅助起动元件和故障判别元件任一动作时，都重新开放距离保护Ⅰ段和Ⅱ段。

不对称故障判别元件：

当满足上式时，不对称故障判别元件动作。

对称故障判别元件：

-0.03Un<Ucos (φ+θ) <0.08Un延时150ms开放

-0.1Un<Ucos (φ+θ) <0.25Un延时500ms开放

当满足上述两条件中任意一个时，对称故障判别元件动作。

d）振荡中发生故障时，保护不再选相，阻抗元件都开放，距离Ⅰ段带0.5秒延时，距离Ⅱ段带1秒延时，距离Ⅲ段延时不小于1.5秒。

1.3.3不对称故障相继速动

不对称故障时，近故障侧三相跳闸后，非故障相电流的消失，确认故障点在本线路内，加速动作远故障侧距离Ⅱ段，实现不对称故障相继速动。

当线路末端K2点不对称故障时，非故障相仍有负荷电流Ih，在N侧速动保护跳开DL2后，由于DL2为三相跳闸，非故障相电流Ih同时被切除。因此M侧保护可以利用本侧非故障相电流消失而确认为对侧断路器已跳闸，来加速本侧距离Ⅱ段动作出口，跳开DL1。

不对称故障相继速动的条件是：

a）软压板的不对称故障相继速动投入；

b）本侧距离Ⅱ段动作；

c）一相电流由故障时有电流 (大于0.16In) 突然变为无电流 (小于0.08In) ；

d）本侧距离Ⅱ段在满足上述条件后经短延时（40ms）不返回。

本功能由软压板控制投退。

1.3.4双回线相继速动功能

双回线相继速动功能，在保留阶段式保护的前提下，取其超范围距离元件构成末端故障相继速动方式。其动作原理见下图。

在L1线末端d点故障时，M侧DL1的距离保护Ⅱ段和Ⅲ段都动作，DL3的Ⅲ段动作 (Ⅱ段可能动，也可能不动) ，当N侧靠近故障点的DL2由速动保护 (Ⅰ段或相间电流速断保护) 先跳闸后，DL3的Ⅲ段返回。利用相邻线路距离Ⅲ段的这种动作行为，可以构成双回线相继速动的功能。为此，在装置硬件内，设置了一个开出继电器和一个开入，在投入双回线相继速动功能时，开出用于向同侧另一回路的距离保护输出“加速信号”，开入用来接受同侧另一回路保护来的“加速信号”。双回线相继速动功能仅在保护启动后的300ms内投入。

故障开始DL3的Ⅲ段动作，当DL2跳开后，DL3的Ⅲ段马上返回，此时，DL3的距离保护向DL1的Ⅱ段输送一个“加速信号”。DL1的Ⅱ段在收到“加速信号”而且满足以下相继速动条件后Ⅱ段加速动作出口，跳开DL1。

a）软压板的双回线相继速动投入；

b）本线距离Ⅱ段动作；

c）故障开始时没有收到加速信号，其后又收到同一侧另一回线来的“加速信号”；

d）本线Ⅱ段在满足上述条件后经一个短延时（20ms）仍不返回。

结束语

随着计算机技术和微电子技术的不断发展，微机保护技术和光纤通信技术的日益成熟，分相电流差动保护逐渐成为高压线路的主保护，其保护原理简单，且具有明确的选择性；但通信技术是差动保护的一个关键技术。线路分相电流差动保护的现场对调一直是困绕技术人员的问题，数字式分相电流差动保护的辅助功能为现场使用带来了很大方便。

参考文献

[1]《光纤电流差动保护与通道试验技术》李瑞生