時間:2023-01-19 23:28:03
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目前國內光纖光纜的生產能力過剩,供大于求。特種光纖如FTTH用光纖仍需進口,但總量不大,國內生產光纖光纜價格與國際市場沒有差別,成本無法再降,已經是零利潤,在國際市場沒有太強競爭力,出口量很小。二十年來的光技術的兩個主要發展,WDM和PON,這兩個已經相對比較成熟。多業務傳輸發展平臺兩個方面,一方面是更有效承載以太網業務、數據業務,另一方面是向業務方面發展。AS0N的現狀是目前的系統只是在設備中,或是在網絡中實現了一些功能,但是一些核心作用還沒有達到。
二、光纖通信技術的趨勢及展望
目前在光通信領域有幾個發展熱點即超高速傳輸系統、超大容量WDM系統、光傳送聯網技術、新一代的光纖、IPoverOptical以及光接入網技術。
(一)向超高速系統的發展
目前10Gbps系統已開始大批量裝備網絡,主要在北美,在歐洲、日本和澳大利亞也已開始大量應用。但是,10Gbps系統對于光纜極化模色散比較敏感,而已經鋪設的光纜并不一定都能滿足開通和使用10Gbps系統的要求,需要實際測試,驗證合格后才能安裝開通。它的比較現實的出路是轉向光的復用方式。光復用方式有很多種,但目前只有波分復用(WDM)方式進入了大規模商用階段,而其它方式尚處于試驗研究階段。
(二)向超大容量WDM系統的演進
采用電的時分復用系統的擴容潛力已盡,然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用率低于1%,還有99%的資源尚待發掘。如果將多個發送波長適當錯開的光源信號同時在一級光纖上傳送,則可大大增加光纖的信息傳輸容量,這就是波分復用(WDM)的基本思路?;赪DM應用的巨大好處及近幾年來技術上的重大突破和市場的驅動,波分復用系統發展十分迅速。目前全球實際鋪設的WDM系統已超過3000個,而實用化系統的最大容量已達320Gbps(2×16×10Gbps),美國朗訊公司已宣布將推出80個波長的WDM系統,其總容量可達200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。實驗室的最高水平則已達到2.6Tbps(13×20Gbps)。預計不久的將來,實用化系統的容量即可達到1Tbps的水平。
(三)實現光聯網
上述實用化的波分復用系統技術盡管具有巨大的傳輸容量,但基本上是以點到點通信為基礎的系統,其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實現類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話,無疑將增加新一層的威力。根據這一基本思路,光光聯網既可以實現超大容量光網絡和網絡擴展性、重構性、透明性,又允許網絡的節點數和業務量的不斷增長、互連任何系統和不同制式的信號。
由于光聯網具有潛在的巨大優勢,美歐日等發達國家投入了大量的人力、物力和財力進行預研,特別是美國國防部預研局(DARPA)資助了一系列光聯網項目。光聯網已經成為繼SDH電聯網以后的又一新的光通信發展。建設一個最大透明的、高度靈活的和超大容量的國家骨干光網絡,不僅可以為未來的國家信息基礎設施(NJJ)奠定一個堅實的物理基礎,而且也對我國下一世紀的信息產業和國民經濟的騰飛以及國家的安全有極其重要的戰略意義。
(四)開發新代的光纖
傳統的G.652單模光纖在適應上述超高速長距離傳送網絡的發展需要方面已暴露出力不從心的態勢,開發新型光纖已成為開發下一代網絡基礎設施的重要組成部分。目前,為了適應干線網和城域網的不同發展需要,已出現了兩種不同的新型光纖,即非零色散光(G.655光纖)和無水吸收峰光纖(全波光纖)。其中,全波光纖將是以后開發的重點,也是現在研究的熱點。從長遠來看,BPON技術無可爭議地將是未來寬帶接入技術的發展方向,但從當前技術發展、成本及應用需求的實際狀況看,它距離實現廣泛應用于電信接入網絡這一最終目標還會有一個較長的發展過程。
(五)IPoverSDH與IpoverOptical
以lP業務為主的數據業務是當前世界信息業發展的主要推動力,因而能否有效地支持JP業務已成為新技術能否有長遠技術壽命的標志。目前,ATM和SDH均能支持lP,分別稱為IPoverATM和IPoverSDH兩者各有千秋。但從長遠看,當IP業務量逐漸增加,需要高于2.4吉位每秒的鏈路容量時,則有可能最終會省掉中間的SDH層,IP直接在光路上跑,形成十分簡單統一的IP網結構(IPoverOptical)。三種IP傳送技術都將在電信網發展的不同時期和網絡的不同部分發揮自己應有的歷史作用。但從面向未來的視角看。IPoverOptical將是最具長遠生命力的技術。特別是隨著IP業務逐漸成為網絡的主導業務后,這種對JP業務最理想的傳送技術將會成為未來網絡特別是骨干網的主導傳送技術。
(六)解決全網瓶頸的手段一光接入網
近幾年,網絡的核心部分發生了翻天覆地的變化,無論是交換,還是傳輸都己更新了好幾代。不久,網絡的這一部分將成為全數字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網絡,而另一方面,現存的接入網仍然是被雙絞線銅線主宰的(90%以上)、原始落后的模擬系統。兩者在技術上存在巨大的反差,制約全網的進一步發展。為了能從根本上徹底解決這一問題,必須大力發展光接入網技術。因為光接入網有以下幾個優點:(1)減少維護管理費用和故障率;(2)配合本地網絡結構的調整,減少節點,擴大覆蓋;(3)充分利用光纖化所帶來的一系列好處;(4)建設透明光網絡,迎接多媒體時代。
參考文獻:
[1]趙興富,現代光纖通信技術的發展與趨勢.電力系統通信[J].2005(11):27-28.
近年來隨著傳輸技術和交換技術的不斷進步,核心網已經基本實現了光纖化、數字化和寬帶化。同時,隨著業務的迅速增長和多媒體業務的日益豐富,使得用戶住宅網的業務需求也不只局限于原來的語音業務,數據和多媒體業務的需求已經成為不可阻擋的趨勢,現有的語音業務接入網越來越成為制約信息高速公路建設的瓶頸,成為發展寬帶綜合業務數字網的障礙。
一、光纖通信技術定義
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信力式。論文百事通在光纖通信系統中,作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多,而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多,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造的,它是電氣絕緣體,因而不需要擔心接地回路,光纖之間的中繞非常小,光波在光纖中傳輸,不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽,光纖的芯很細,由多芯組成光纜的直徑也很小,所以用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題。
二、光纖通信技術優勢
2.1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,光纖通信系統的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。散波長窗口,單模光纖具有幾十GHz?km的寬帶。對于單波長光纖通信系統,由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量,特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。采用密集波分復術可以擴大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目前,單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps,采用密集波分復術實現的多波長傳輸系統的傳輸速率已經達到單波長傳輸系統的數百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業務網的首選介質。
2.2損耗低,中繼距離長目前,實用的光纖通信系統使用的光纖多為石英光纖,此類光纖損耗可低于0.20dB/km,這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低,因此,由其組成的光纖通信系統的中繼距離也較其他介質構成的系統長得多。如果將來采用非石英系統極低損耗光纖,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,由于中繼站數目的減少,系統成本和復雜性可大大降低。目前,由石英光纖組成的光纖通信系統最大中繼距離可達200多km,由非石英系極低損耗光纖組成的通信系至數公里,這對于降低通信系統的成本、提高可靠性和穩定性具有特別重要的意義。
2.3抗電磁干擾能力強我們知道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。與之相聯系的一個重要特性是光波導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或與電力導體復合構成復合光纜。它是一種非導電的介質,交變電磁波在其中不會產生感生電動勢,即不會產生與信號無關的噪聲。這樣,就是把它平行鋪設到高壓電線和電氣鐵路附近,也不會受到電磁干擾。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統特別有利。
2.4光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設光纖的芯徑很細,約為0.1mm,由多芯光纖組成光纜的直徑也很小,8芯光纜的橫截面直徑約為10mm,而標準同軸電纜為47mm。這樣采用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題,節約了地下管道建設投資。此外,光纖的重量輕,柔韌性好,光纜的重量要比電纜輕得多,在飛機、宇宙飛船和人造衛星上使用光纖通信可以減輕飛機、輪船、飛船的重量,顯得更有意義。還有,光纖柔軟可繞,容易成束,能得到直徑小的高密度光纜。
2.5保密性能好對通信系統的重要要求之一是保密性好。然而,隨著科學技術的發展,電通信方式很容易被人竊聽,只要在明線或電纜附近設置一個特別的接收裝置,就可以獲取明線或電纜中傳送的信息,更不用去說無線通信方式。光纖通信與電通信不同,由于光纖的特殊設計,光纖中傳送的光波被限制在光纖的纖芯和包層附近傳送,很少會跑到光纖之外。即使在彎曲半徑很小的位置,泄漏功率也是十分微弱的。并且成纜以后光纖在外面包有金屬做的防潮層和橡膠材料的護套,這些均是不透光的,因此,泄漏到光纜外的光幾乎沒有。更何況長途光纜和中繼光纜一般均埋于地下。所以光纖的保密性能好。此外,由于光纖中的光信號一般不會泄漏,因此電通信中常見的線路之間的串話現象也可忽略。
三、光纖接入技術
隨著通信業務量的不斷增加,業務種類也更加豐富,人們不僅需要語音業務,高速數據、高保真音樂、互動視頻等多媒體業務也已經得到了更多用戶的青睞。光纖接入網可分為有源光網絡A(ON)和無源光網絡((PON。)采用SDH技術、ATM技術、以太網技術在光接入網系統中稱為有源光網絡。若光配線網(ODN全)部由無源器件組成,不包括任何有源節點,則這種光接入網就是無源光網絡。
現階段,無源光網絡P(ON)技術是實現FT-Tx的主流技術。典型的PON系統由局側OLT光(線路終端)、用戶側ONUO/NT(光網絡單元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配網絡)組成。PON技術可節省主干光纖資源和網絡層次,在長距離傳輸條件夏可提供雙向高帶寬能力,接入業務種類豐富,運維成本大幅降低,適合于用戶區域較分散而每一區域內用戶又相對集中的小面積密集用戶地區。
為實現信息傳輸的高速化,滿足大眾的需求,不僅要有寬帶的主干傳輸網絡,用戶接入部分更是關鍵,光纖接入網是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中,由于光纖到達置的不同,有FTB、FTTC,FTTCab和FTTH等不同的應用,統稱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。我國從2003年起,在“863”項目的推動下,開始了FTTH的應用和推廣工作。迄今已經在30多個城市建立了試驗網和試商用網,包括居民用戶、企業用戶、網吧等多種應用類型,也包括運營商主導、駐地網運營商主導、企業主導、房地產開發商主導和政府主導等多種模式,發展勢頭良好。不少城市制定了FTTH的技術標準和建設標準,有的城市還制門了相應的優惠政策,這此都為FTTH在我國的發展創造了良好的條件。
目前,在擴充骨干網、迅速普及應用系統的驅動下,我國光網絡市場已出現巨大變化,光傳送網的角色由原來大容量帶寬傳送轉變為提供端到端的服務連接。電信運營商在電路交換轉變為分組交換過程中,在光層網絡同時實現了傳輸功能和交換功能,而全光網絡以其良好的透明性、波長路由特性、兼容性和可擴展性,成為下一代高速(超高速)寬帶網絡的首選。光纖接入網技術和光纖波分復用技術的創新推廣應用中,光分插復用器和光交叉連接設備的成功研制,使得二者能夠在基礎通信設備基礎上實現光路交叉,為光聯網起步奠定堅實基礎,能夠進一步擴充網絡系統,提升網絡系統的透明性,使全光聯網成為可能,掀起了電聯網之后又一次新的光通信發展,建設一個最大透明、高度靈活的和超大容量的國家骨干網絡不僅可以為未來的國家信息基礎設施奠定一個堅實的物理基礎,而且對應我國信息產業和國民經濟騰飛及國家安全有極其重要的戰略意義。
1.2全新一代光纖
全新一代光纖是新時期電信光纖通信技術應用的核心內容。新的光傳輸網分為三層:光通路層支持終端到終端的傳送客戶信號。光復用層把許多光波復用到一起后傳動到光纖中。光傳送層把客戶信號映射到單一的光道,再將許多單一的光道復用在一起后送上光纖。全新一代光纖具有頻帶寬通信容量大、損耗低,中繼距離長、抗電磁干擾、無串音保密性好等優勢特點。根據電信網絡服內容不同,創新了傳統光纖發展模式,呈現出大容量、長距離傳輸等優勢。
二、電信光纖通信技術發展趨勢的優勢分析
伴隨中國城鎮化等宏觀經濟政策調整,我國城鄉每年舊城改造和新屋建設達到20多億平方米,至少可以容納2000萬戶新居或數百萬個企業,為光寬網建設提供了幾乎海量的外在條件。伴隨信息華社會的發展,人們隨時隨地辦公、生活、學習、購物、娛樂的內在需求日益凸現,建設安全的全光信息網絡已經提升為國家戰略??茖W技術水平提升使電信光纖通信技術提供的服務質量能夠不斷的滿足人們的要求。電信光纖通信技術發展趨勢優勢明顯,傳輸速度快、傳輸容量擴大,并且在長距離下實現信息容量提升、完善全光網絡系統。在未來電信光纖通信技術發展狀況下信息數據傳輸水平會在網絡系統發展下實現高速發展。電信光纖通信技術發展具有重要的現實應用意義。
2.1全光網絡
電信光纖通信技術發展中全光網絡是重要的組成部分,同時也是電信光纖通信技術應用的關鍵核心,是人們對網絡信息技術需求發展的表現。全光網絡在路由和信令控制下,完成自動交換連接功能。它首次將信令和選路引入傳送網,通過智能的控制層面來建立呼叫和連接,實現了真正意義上的路由設置、端到端業務調度和網絡自動恢復。探究全光網絡特點對電信光纖通信技術進行研究,能夠更好的實現電信光纖通信技術應用的全面發展。我國對電信光纖通信技術不斷進行研究,創新了技術發展模式,在應用上取得了較大發展。伴隨國務院《“寬帶中國”戰略及實施方案》的推進,聯通等通信運營商加大力度推行“城鄉一體化”光網改造工程,通過全光網絡的方式向寬帶中國目標靠近,不斷地滿足社會對現代網絡光纖通信技術的應用需求。
2.2多業務承載能力
新時期為了進一步促進電信市場的發展,需要對電信市場發展模式進行改革創新,對運營模式進行重組改制,實現電信業務多元化發展。網絡系統光纖接入技術的應用能夠承載更多的業務項目,強化基礎型承載業務水平,移動基站回傳、語音等服務都是多業務承載能力提升的重點內容。從提高傳輸通道變為提高光業務的解決方案,使光網絡能夠提高多種高質量的帶寬應用與服務,傳統接入網系統主要采用對接式網絡結構,這種模式在一定程度上提升了運營系統管理成本投入,使網絡系統建設經濟效益受到影響。高接入帶寬接入網應用之后能夠更好的使系統與網絡進行融合,實現網絡系統高效運行,建立統一系統應用平臺。電信光纖接入技術促進多業務承載能力的同時保證了系統客戶的應用安全有效性,業務發展保證服務水平質量提升,同時能夠承載更多的系統業務,并且針對個人系統應用要求強化電信光纖通信技術。除此之外,還能夠提供高可靠性接入、高精度時鐘傳送、有效滿足針對移動基站的回傳業務。
關鍵詞:光纖通信技術發展歷史現狀發展趨勢
1、導言
目前,在實際運用中相當有前途的一種通信技術之一,即光纖通信技術已成為現代化通信非常重要的支柱。作為全球新一代信息技術革命的重要標志之一,光纖通信技術已經變為當今信息社會中各種多樣且復雜的信息的主要傳輸媒介,并深刻的、廣泛的改變了信息網架構的整體面貌,以現代信息社會最堅實的通信基礎的身份,向世人展現了其無限美好的發展前景。
自上世紀光纖通信技術在全球問世以來,整個的信息通訊領域發生了本質的、革命性的變革,光纖通信技術以光波作為信息傳輸的載體,以光纖硬件作為信息傳輸媒介,因為信息傳輸頻帶比較寬,所以它的主要特點是:通信達到了高速率和大容量,且損耗低、體積小、重量輕,還有抗電磁干擾和不易串音等一系列優點,從而備受通信領域專業人士青睞,發展也異常迅猛。
2、光纖通信技術的發展歷史總結
近十幾年來,光纖通信技術有了長足的進展,其中的新技術也不斷被發掘,大大提高了傳統意義上的通信能力,這使得光纖通信技術在更大的范圍內得到了應用。
光纖通信技術是指把光波作為信息傳輸的載波,以光纖作為信息傳輸的媒介,將信息進行點對點發送的現代通信方式。光纖通信技術的誕生及深入發展是信息通信史上一次重要的改革。光纖通信技術從理論提出到工程領域的技術實現,再到今天高速光纖通信的實現,前后經歷了幾十年的時間。
上世紀六十年代開始的光纖通信技術最開始起源于國外,當時研制的光纖損耗高達400分貝/千米,后來,英國標準電信研究所提出,在理論上光纖損耗能夠降低到20分貝/千米,然后,日本緊接著研制出通信光纖的損耗是100分貝/千米,康寧公司基于粉末法研制出了損耗在20分貝/千米以下的石英光纖,到最近的摻鍺石英光纖的損耗降低至0.2分貝/千米,已經接近了石英光纖理論上提出的損耗極限。
由以上光纖通信技術的發展歷程,可以把光纖通信技術分為大致五個階段,即850納米波段的多模光波,到1310納米多模光纖,到1310納米單模光纖,再到1550納米單模光纖,最后是長距離進行傳輸的光纖通信技術。
3、光纖通信技術的現狀研究
(1)光纖通信技術中的波分復用技術。即WDM,充分利用了單模光纖低損耗區的優勢,獲得了大的帶寬資源。波分復用技術基于每一信道光波的頻率和波長不同等情況出發,把光纖的低損耗窗口規劃為許多個單獨的通信管道,并在發送端設置了波分復用器,將波長不同的信號集合到一起送入單根光纖中,再進行信息的傳輸,而接收端的波分復用器把這些承載著多種不同信號的、波長不同的光載波再進行分離。
(2)光纖通信技術中的光纖接入技術。光纖接入網技術是信息傳輸技術的一個嶄新的嘗試,它實現了普遍意義上的高速化信息傳輸,滿足了廣大民眾對信息傳輸速度的要求,主要由寬帶的主干傳輸網絡和用戶接入兩部分組成。其中后者起著更為關鍵的作用,即FTTH(意思是光纖到戶),作為光纖寬帶接入的最后環節,負責完成全光接入的重要任務,基于光纖寬帶的相關特性,為通信接收端的用戶提供了所需的不受限制的帶寬資源。
4、光纖通信技術的發展趨勢
下面介紹在未來將會大有發展的幾種光纖通信技術,如下圖1所示。
(1)光接入網通信技術的更進一步發展?,F存技術上的接入網依舊是雙絞線銅線的連接,仍然是原始的、落后的模擬系統,而網絡中的光接入技術的應用使其成為了全數字化的,且高度集成的智能化網絡。
光接入網通信技術所要達到的主要目標有:最大程度的使維護費用得到降低,故障率得到明顯下降;可以用于新設備的開發和新收入的不斷增加;與本地網絡相結合,達到減少節點數目和擴大覆蓋面范圍的目的;通過光網絡的建立,為多媒體時代的到來做好準備;另外,可以最大化的利用光纖本身的一些優勢特點。
(2)光纖通信技術中光傳輸與交換技術的融合一光接入網通信技術的后延。基于上述光接入網通訊技術的成熟發展,網絡的核心架構己經得到了翻天覆地的改變,并正在日新月異的變化發展著,在交換和傳輸兩方面來講也都早已進行了好幾代的更新。光接入網技術和光輸與交換技術的融合技術,前者較后者在技術應用上有了一些技術上改進,從而也就提高了全網的往前的進一步有效發展,但此項技術相對來講仍不成熟。
1.2網絡通信內容
1)數據通信利用數據通信能有效地實現信號的傳輸。數據通信大量應用在社會的各個領域,包括自動化技術、遙感技術、航空技術、軍事技術、資源探測開發等方面,并且隨著社會的發展,數據通信已逐步開始在人們的日常生活中普及開來,對人們的工作、學習、生活帶來了翻天覆地的變化。數據通信功能的實現離不開軟件和硬件的相互配合,主要內容有傳輸媒體、接口、數據鏈路復用、信號傳輸、數據鏈路控制和信號編碼等。
2)網絡連接通過連接介質,以某種方式把各種通信設備連接在一起形成一個龐大的結構體系是為網絡連接。在網絡連接這個體系中,連接介質、通信設備、通信技術、連接方法等各種要素相互影響、相互關聯,具有分類多功能性和協調統一性。不同的連接介質其功能不同,不過都要具有可靠性,連接介質包括雙絞線、微波、通信衛星、電纜、載波和光纖。就當前來看,連接介質受到材質、技術的影響,具有一定的局限性,不過隨著社會的發展,我們可以找到更加可靠高效的介質。
3)協議網絡協議并不同于我們日常生活中的口頭協議、書面協議,它專指在通信過程中采用某種形式或方法。通過網絡協議,可以對不同體系總體結構以及各不同層次分體結構繼進行具體的分析和解析,已達到各體系相互連接的目的,保證結構的開放性和融合性。作為一個分散集合體,計算機網絡就是通過網絡協議形成的,在計算機網絡各個末端連接著不同個體、不同位置的計算機。
4)安全防護計算機網絡是由兩個部分組成,即計算機網絡和通信網絡。通信網絡的終端或信源就是計算機,能夠進行有效地信息傳輸和交換。計算機通信網絡安全是在了解計算機性質的基礎上采取相應的防護措施進行計算機系統的全面保護,具體包括硬件、應用軟件等,有效地防止非本用戶使用服務,從而更好地維護系統的正常運行。在國外計算機通信網絡安全的發展現狀。較早的計算機通信網絡安全研究是起于國外,并且具有很廣泛的應用,在上個世紀的70年代,美國就研究出了“計算機保密模型”,并且在此理論的基礎上又制定出了“可信計算機系統安全評估準則”,通過不斷地完善,終于形成了安全信息系統結構的準則。后來又發現了狀態機、模態邏輯以及代數工具等三種不同的分析方法,但是還存在著很多的問題。通過密碼體制終于克服了網絡信息系統密鑰管理中的一大難題,為電子商務的安全性提供了有效地保障,隨著計算機運算速度的不斷提升,各種新的密碼技術正不斷地涌現出來,為建設完善的計算機通信網絡安全系統做出了很大的貢獻。在國內計算機通信網絡安全的發展現狀。我國的信息網絡安全研究主要包括兩種,即通信保密、數據保護。在計算機通信網絡安全研究的過程中經歷了很多的變革,先后出現了防火墻、安全網關、系統脆弱性掃描軟件等,隨著社會的不斷發展,信息技術水平不斷地提升,安全隱患越來越多,因此要不斷地研究新的防護技術,確保信息網絡技術的安全運行。目前我國的計算機通信網絡安全研究正向完善安全體系結構、現代密碼理論、信息分析及監控體系等方向發展,制作出具有系統性、完整性以及協同性的信息網絡安全方案。不僅僅要滿足對數據進行有效地處理和分析,而且還要加強保密體系的建設,不斷地完善通信協議和通信軟件系統,提升計算機內部管理人員的專業素質和技術水平,制定出完善的安全防護和等級鑒別方案,防止不法分子利用軟件漏洞進行犯罪活動,影響到計算機通信網絡技術的發展。
2光纖通信技術及通信信號
2.1光纖通信技術介紹隨著科學技術的發展,光纖通信技術正逐步應用在通信領域中。相對于金屬或其他電纜,光纖傳輸能力更強,數據傳輸能力不可同日而語,比如單模光纖已具有幾十GHZkm的寬帶。光纖產生數據具有較大的傳輸寬帶,比如散波長窗口。光纖的通信功能是通過光纖的色散特性和光源的調制特性、調制方式實現的,不過由于終端設備的限制,光纖的優勢并不能得到有效的發揮,在單波長光纖通信系統這種情況表現的更加明顯。而大量的實驗表明,密集波分復用技術能有效地利用光纖的寬帶優勢,可使得2.5Gbps~10Gbps單波長光纖通信增加至100Gbps,也就是說其傳輸容量可達單波長光纖通信的數十倍。
2.2光纖材料光導纖維即是我們常說的光纖,主要是由玻璃或塑料制成的,光在其中通過全反射能實現傳導。生活中,我們常見的是玻璃制成的普通階躍型光纖。而光子晶體光纖大多是由硅的合成物摻雜一些硅晶體做成的,在晶體內部有空氣空洞。由于石英材質制成的光纖損耗很低,沒千米不超過0.21dB,相對于其它介質結構,其產生的中繼距離更遠,是目前最實用的光纖。
2.3通信信號的衰弱和再生
1)通訊信號的衰弱造成通訊信號的衰弱的原因是多方面的,在通訊信號長距離傳輸的過程中,可以采用信號放大器來降低光波能耗損失的影響,但通訊信號的衰弱是不可避免的,造成通訊信號的衰弱的原因有:瑞立散射、物質吸收、米氏散射、連接器造成的損失,就算是性能的優越的石英光纖,其內部的雜質同樣會增大可比系數,造成光波能耗損失。并且,光纖密度不均衡、接合技術不達標、光纖變形同樣會引起通訊信號的衰弱。
2)通訊信號的再生技術由于通訊信號的衰弱,通訊信號的再生技術應運而生,能有效地避免由于通訊信號的衰弱所產矛盾的進一步醞釀和發展,保證通訊傳輸暢通無阻,避免嚴重事故的發生。通訊信號的再生技術泛指所有能彌補通訊信號的衰退的技術,再生技術的發展和應用降低通訊系統的運行成本。比如海底光纖,在應用在再生技術之前,主要是借助中繼器來實現光纖傳輸,而中繼器維護成本高昂,阻礙著海底光纖的普及,而再生技術的發展很好滴解決了這個問題。
0引言
近年來隨著傳輸技術和交換技術的不斷進步,核心網已經基本實現了光纖化、數字化和寬帶化。同時,隨著業務的迅速增長和多媒體業務的日益豐富,使得用戶住宅網的業務需求也不只局限于原來的語音業務,數據和多媒體業務的需求已經成為不可阻擋的趨勢,現有的語音業務接入網越來越成為制約信息高速公路建設的瓶頸,成為發展寬帶綜合業務數字網的障礙。
1光纖通信技術定義
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信力式。在光纖通信系統中,作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多,而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多,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造的,它是電氣絕緣體,因而不需要擔心接地回路,光纖之間的中繞非常小,光波在光纖中傳輸,不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽,光纖的芯很細,由多芯組成光纜的直徑也很小,所以用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題。
2光纖通信技術優勢
2.1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,光纖通信系統的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。散波長窗口,單模光纖具有幾十GHz·km的寬帶。對于單波長光纖通信系統,由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量,特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。采用密集波分復術可以擴大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目前,單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps,采用密集波分復術實現的多波長傳輸系統的傳輸速率已經達到單波長傳輸系統的數百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業務網的首選介質。
2.2損耗低,中繼距離長目前,實用的光纖通信系統使用的光纖多為石英光纖,此類光纖損耗可低于0.20dB/km,這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低,因此,由其組成的光纖通信系統的中繼距離也較其他介質構成的系統長得多。
如果將來采用非石英系統極低損耗光纖,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,由于中繼站數目的減少,系統成本和復雜性可大大降低。目前,由石英光纖組成的光纖通信系統最大中繼距離可達200多km,由非石英系極低損耗光纖組成的通信系至數公里,這對于降低通信系統的成本、提高可靠性和穩定性具有特別重要的意義。
2.3抗電磁干擾能力強我們知道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。與之相聯系的一個重要特性是光波導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或與電力導體復合構成復合光纜。它是一種非導電的介質,交變電磁波在其中不會產生感生電動勢,即不會產生與信號無關的噪聲。這樣,就是把它平行鋪設到高壓電線和電氣鐵路附近,也不會受到電磁干擾。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統特別有利。
2.4光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設光纖的芯徑很細,約為0.1mm,由多芯光纖組成光纜的直徑也很小,8芯光纜的橫截面直徑約為10mm,而標準同軸電纜為47mm。這樣采用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題,節約了地下管道建設投資。此外,光纖的重量輕,柔韌性好,光纜的重量要比電纜輕得多,在飛機、宇宙飛船和人造衛星上使用光纖通信可以減輕飛機、輪船、飛船的重量,顯得更有意義。還有,光纖柔軟可繞,容易成束,能得到直徑小的高密度光纜。
2.5保密性能好對通信系統的重要要求之一是保密性好。然而,隨著科學技術的發展,電通信方式很容易被人竊聽,只要在明線或電纜附近設置一個特別的接收裝置,就可以獲取明線或電纜中傳送的信息,更不用去說無線通信方式。
光纖通信與電通信不同,由于光纖的特殊設計,光纖中傳送的光波被限制在光纖的纖芯和包層附近傳送,很少會跑到光纖之外。即使在彎曲半徑很小的位置,泄漏功率也是十分微弱的。并且成纜以后光纖在外面包有金屬做的防潮層和橡膠材料的護套,這些均是不透光的,因此,泄漏到光纜外的光幾乎沒有。更何況長途光纜和中繼光纜一般均埋于地下。所以光纖的保密性能好。此外,由于光纖中的光信號一般不會泄漏,因此電通信中常見的線路之間的串話現象也可忽略。
3光纖接入技術
隨著通信業務量的不斷增加,業務種類也更加豐富,人們不僅需要語音業務,高速數據、高保真音樂、互動視頻等多媒體業務也已經得到了更多用戶的青睞。光纖接入網可分為有源光網絡A(ON)和無源光網絡((PON。)采用SDH技術、ATM技術、以太網技術在光接入網系統中稱為有源光網絡。若光配線網(ODN全)部由無源器件組成,不包括任何有源節點,則這種光接入網就是無源光網絡。
現階段,無源光網絡P(ON)技術是實現FT-Tx的主流技術。典型的PON系統由局側OLT光(線路終端)、用戶側ONUO/NT(光網絡單元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配網絡)組成。PON技術可節省主干光纖資源和網絡層次,在長距離傳輸條件夏可提供雙向高帶寬能力,接入業務種類豐富,運維成本大幅降低,適合于用戶區域較分散而每一區域內用戶又相對集中的小面積密集用戶地區。
為實現信息傳輸的高速化,滿足大眾的需求,不僅要有寬帶的主干傳輸網絡,用戶接入部分更是關鍵,光纖接入網是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中,由于光纖到達置的不同,有FTB、FTTC,FTTCab和FTTH等不同的應用,統稱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。我國從2003年起,在“863”項目的推動下,開始了FTTH的應用和推廣工作。迄今已經在30多個城市建立了試驗網和試商用網,包括居民用戶、企業用戶、網吧等多種應用類型,也包括運營商主導、駐地網運營商主導、企業主導、房地產開發商主導和政府主導等多種模式,發展勢頭良好。不少城市制定了FTTH的技術標準和建設標準,有的城市還制門了相應的優惠政策,這此都為FTTH在我國的發展創造了良好的條件。
一、光纖通信技術
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式??梢园压饫w通信看成是以光導纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。光纖由內芯和包層組成,內芯一般為幾十微米或幾微米,比一根頭發絲還細;外面層稱為包層,包層的作用就是保護光纖。實際上光纖通信系統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,因而不需要擔心接地回路;光波在光纖中傳輸,不會發生信息傳播中的信息泄露現象;光纖很細,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,由于終端設備的限制往往發揮不出帶寬大的優勢。因此需要技術來增加傳輸的容量,密集波分復用技術就能解決這個問題。
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,理論上傳輸的損耗還可以降到更低的水平。這就表明通過光纖通信系統可以減少系統的施工成本,帶來更好的經濟效益。
2.3抗電磁干擾能力強。石英有很強的抗腐蝕性,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,它不受外部環境的影響,也不受人為架設的電纜等干擾。這一點對于在強電領域的通訊應用特別有用,而且在軍事上也大有用處。
2.4無串音干擾,保密性好。在電波傳輸的過程中,電磁波的傳播容易泄露,保密性差。而光波在光纖中傳播,不會發生串擾的現象,保密性強。除以上特點之外,還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設;光纖的原材料資源豐富,成本低;溫度穩定性好、壽命長。正是因為光纖的這些優點,光纖的應用范圍越來越廣。
三、不斷發展的光纖通信技術
3.1SDH系統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的連續碼流,如PDH、SDH等。伴隨著科技的進步,特別是計算機網絡技術的發展,傳輸數據也越來越大。分組信號與連續碼流的特點完全不同,它具有不確定性,因此傳送這種信號,是光通信技術需要解決的難題。而且兩種傳送設備也是有很大區別的。
3.2不斷增加的信道容量光通信系統能從PDH發展到SDH,從155Mb/s發展到lOGb/s,近來,4OGB/s已實現商品化。專家們在研究更大容量的,如160Gb/s(單波道)系統已經試驗成功,目前還在為其制定相應的標準。此外,科學家還在研究系統容量更大的通訊技術。
3.3光纖傳輸距離從宏觀上說,光纖的傳輸距離是越遠越好,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造了條件。
3.4向城域網發展光傳輸目前正從骨干網向城域網發展,光傳輸逐漸靠近業務節點。而人們通常認為光傳輸作為一種傳輸信息的手段還不適應城域網。作為業務節點,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。
3.5互聯網發展需求與下一代全光網絡發展趨勢近年來,互聯網業發展迅速,IP業務也隨之火爆。研究表明,隨著IP業的迅速發展,通信業將面臨“洗牌”,并孕育著新技術的出現。隨著軟件控制的進一步開發和發展,現代的光通信正逐步向智能化發展,它能靈活的讓營運者自由的管理光傳輸。而且還會有更多的相關應用應運而生,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、寬帶光接入技術、節點光交換技術、智能光聯網技術為核心,并面向IP互聯網應用的光波技術是目前光纖傳輸的研究熱點,而在以后,科學家還會繼續對這一領域的研究和開發。從未來的應用來看,光網絡將向著服務多元化和資源配置的方向發展,為了滿足客戶的需求,光纖通信的發展不僅要突破距離的限制,更要向智能化邁進。
四、光纖鏈路的現場測試
4.1現場測試的目的對光纖安裝現場測試是光纖鏈路安裝的必須措施,是保證電纜支持網絡協議的重要方式。它的目的在于檢測光纖連接的質量是否符合標準,并且減少故障因素。
4.2現場測試標準目前光纖鏈路現場測試標準分為兩大類:光纖系統標準和應用系統標準。①光纖系統標準:光纖系統標準是獨立于應用的光纖鏈路現場測試標準。對于不同的光纖系統,它的標準也不同。目前大多數的光纖鏈路現場檢測應用的就是這個標準。②光纖應用系統標準:光纖應用系統標準是基于安裝光纖的特定應用的光纖鏈路現場測試標準。這種測試的標準是固定的,不會因為光纖系統的不同而改變。
4.3光纖鏈路現場測試光纖通信應用的是光傳輸,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,但它們的測試參數都是基本一致的。在光纖鏈路現場測試中,主要是對光纖的光學特性和傳輸特性進行測試。光纖的光學特性和傳輸特性對光纖通信系統對光纖的傳輸質量有重大的影響。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,而是由生產商在生產時進行測試。
4.4現場測試工具①光源:目前的光源主要有LED(發光二極管)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度的設備,用于測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗。在光纖系統中,測量光功率是最基本的。光功率計的原理非常像電子學中的萬用表,只不過萬用表測量的是電子,而光功率計測量的是光。通過測量發射端機或光網絡的絕對功率,一臺光功率計就能夠評價光端設備的性能。用光功率計與穩定光源組合使用,組成光損失測試器,則能夠測量連接損耗、檢驗連續性,并幫助評估光纖鏈路傳輸質量。③光時域反射計:OTDR根據光的后向散射原理制作,利用光在光纖中傳播時產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象,是由于光子在光纖中發生反射所引起的。
雖然目前光通信的容量已經非常大,但仍有大量應用能力閑置,伴隨著社會經濟和科學技術的進一步發展,對信息的需求也會隨之增加,并會超過現在的網絡承載能力,因此我們必須進一步努力研究更加先進的光傳輸手段。因此,在經濟社會發展的推動下,光通信一定會有更加長久的發展。
參考文獻:
[1]王磊,裴麗.光纖通信的發展現狀和未來[J].中國科技信息.2006.(4).
1光纖通信技術
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式??梢园压饫w通信看成是以光導纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。光纖由內芯和包層組成,內芯一般為幾十微米或幾微米,比一根頭發絲還細;外面層稱為包層,包層的作用就是保護光纖。實際上光纖通信系統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,因而不需要擔心接地回路;光波在光纖中傳輸,不會發生信息傳播中的信息泄露現象;光纖很細,占用的體積小,這就解決了實施的空間問題。
2光纖通信技術的特點
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,由于終端設備的限制往往發揮不出帶寬大的優勢。因此需要技術來增加傳輸的容量,密集波分復用技術就能解決這個問題。
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,理論上傳輸的損耗還可以降到更低的水平。這就表明通過光纖通信系統可以減少系統的施工成本,帶來更好的經濟效益。
2.3抗電磁干擾能力強。石英有很強的抗腐蝕性,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,它不受外部環境的影響,也不受人為架設的電纜等干擾。這一點對于在強電領域的通訊應用特別有用,而且在軍事上也大有用處。
2.4無串音干擾,保密性好。在電波傳輸的過程中,電磁波的傳播容易泄露,保密性差。而光波在光纖中傳播,不會發生串擾的現象,保密性強。除以上特點之外,還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設;光纖的原材料資源豐富,成本低;溫度穩定性好、壽命長。正是因為光纖的這些優點,光纖的應用范圍越來越廣。
3不斷發展的光纖通信技術
3.1SDH系統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的連續碼流,如PDH、SDH等。伴隨著科技的進步,特別是計算機網絡技術的發展,傳輸數據也越來越大。分組信號與連續碼流的特點完全不同,它具有不確定性,因此傳送這種信號,是光通信技術需要解決的難題。而且兩種傳送設備也是有很大區別的。
3.2不斷增加的信道容量光通信系統能從PDH發展到SDH,從155Mb/s發展到lOGb/s,近來,4OGB/s已實現商品化。專家們在研究更大容量的,如160Gb/s(單波道)系統已經試驗成功,目前還在為其制定相應的標準。此外,科學家還在研究系統容量更大的通訊技術。
3.3光纖傳輸距離從宏觀上說,光纖的傳輸距離是越遠越好,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造了條件。
3.4向城域網發展光傳輸目前正從骨干網向城域網發展,光傳輸逐漸靠近業務節點。而人們通常認為光傳輸作為一種傳輸信息的手段還不適應城域網。作為業務節點,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。
3.5互聯網發展需求與下一代全光網絡發展趨勢近年來,互聯網業發展迅速,IP業務也隨之火爆。研究表明,隨著IP業的迅速發展,通信業將面臨“洗牌”,并孕育著新技術的出現。隨著軟件控制的進一步開發和發展,現代的光通信正逐步向智能化發展,它能靈活的讓營運者自由的管理光傳輸。而且還會有更多的相關應用應運而生,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、寬帶光接入技術、節點光交換技術、智能光聯網技術為核心,并面向IP互聯網應用的光波技術是目前光纖傳輸的研究熱點,而在以后,科學家還會繼續對這一領域的研究和開發。從未來的應用來看,光網絡將向著服務多元化和資源配置的方向發展,為了滿足客戶的需求,光纖通信的發展不僅要突破距離的限制,更要向智能化邁進。
4光纖鏈路的現場測試
4.1現場測試的目的對光纖安裝現場測試是光纖鏈路安裝的必須措施,是保證電纜支持網絡協議的重要方式。它的目的在于檢測光纖連接的質量是否符合標準,并且減少故障因素。
4.2現場測試標準目前光纖鏈路現場測試標準分為兩大類:光纖系統標準和應用系統標準。①光纖系統標準:光纖系統標準是獨立于應用的光纖鏈路現場測試標準。對于不同的光纖系統,它的標準也不同。目前大多數的光纖鏈路現場檢測應用的就是這個標準。②光纖應用系統標準:光纖應用系統標準是基于安裝光纖的特定應用的光纖鏈路現場測試標準。這種測試的標準是固定的,不會因為光纖系統的不同而改變。
4.3光纖鏈路現場測試光纖通信應用的是光傳輸,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,但它們的測試參數都是基本一致的。在光纖鏈路現場測試中,主要是對光纖的光學特性和傳輸特性進行測試。光纖的光學特性和傳輸特性對光纖通信系統對光纖的傳輸質量有重大的影響。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,而是由生產商在生產時進行測試。
4.4現場測試工具①光源:目前的光源主要有LED(發光二極管)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度的設備,用于測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗。在光纖系統中,測量光功率是最基本的。光功率計的原理非常像電子學中的萬用表,只不過萬用表測量的是電子,而光功率計測量的是光。通過測量發射端機或光網絡的絕對功率,一臺光功率計就能夠評價光端設備的性能。用光功率計與穩定光源組合使用,組成光損失測試器,則能夠測量連接損耗、檢驗連續性,并幫助評估光纖鏈路傳輸質量。③光時域反射計:OTDR根據光的后向散射原理制作,利用光在光纖中傳播時產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象,是由于光子在光纖中發生反射所引起的。
雖然目前光通信的容量已經非常大,但仍有大量應用能力閑置,伴隨著社會經濟和科學技術的進一步發展,對信息的需求也會隨之增加,并會超過現在的網絡承載能力,因此我們必須進一步努力研究更加先進的光傳輸手段。因此,在經濟社會發展的推動下,光通信一定會有更加長久的發展。
參考文獻:
[1]王磊,裴麗.光纖通信的發展現狀和未來[J].中國科技信息.2006.(4).
Abstract: Due to the optical fiber communication with low loss, wide bandwidth, large capacity, small volume, light weight, resistance to electromagnetic interference, is not easy to crosstalk and other advantages, has been the industry favor, very rapid development. This paper describes the characteristics, optical fiber communication technology, and analyzes its advantages, and puts forward some corresponding countermeasures for the development of optical fiber communication in our country, to promote its development trend.
Key words: optical fiber communication technology; trend; FTTH; all-optical network
中圖分類號:TN91文獻標識碼:A文章編號:
1 光纖通信技術
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式。在光纖通信系統中,作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多,而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多,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造的,它是電氣絕緣體,因而不需要擔心接地回路,光纖之間的串繞非常??;光波在光纖中傳輸,不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽;光纖的芯很細,由多芯組成光纜的直徑也很小,所以用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題。
光纖通信在技術功能構成上主要分為:(1)信號的發射;(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 光纖通信技術的特點
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,光纖通信系統的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。對于單波長光纖通信系統,由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量,特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。目前,單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。
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的損耗都低;若將來采用非石英系統極低損耗光纖,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,由于中繼站數目的減少,系統成本和復雜性可大大降低。
抗電磁干擾能力強。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。與之相聯系的一個重要特性是光波導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或與電力導體復合構成復合光纜。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統特別有利。由于能免除電磁脈沖效應,光纖傳輸系還特別適合于軍事應用。
無串音干擾,保密性好。在電波傳輸的過程中,電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串擾,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結構中,而任何泄漏的射線都被環繞光纖的不透明包皮所吸收,即使在轉彎處,漏出的光波也十分微弱,即使光纜內光纖總數很多,相鄰信道也不會出現串音干擾,同時在光纜外面,也無法竊聽到光纖中傳輸的信息。
3 光纖通信技術應用的主要對策
波長就是一個信號系統,把從前的電路交換,換成當前的光路交換。這種交換系統就是把光的傳輸和交換融為一體,把交換給取消了。希望今年能作出一個演示系統。這個問題是最簡單最有效的解決如此困惑傳輸高速路的問題,寬帶推廣應用就有很好的基礎。
第一個是可變波長激光器、高頻調制器;第二是波分復用/解復用器/濾波器;第三是增益平坦和鎖定的SCL 波段放大器;第四是RAMAN 放大器;第五是高頻光探測器、MEMS光開關。我國建立環保型的微電子和光電子的生產基地,我國的硅石材料是非常豐富的。多晶硅是未來最清潔的能源。
21 世紀,要發展光網絡與移動通信式的結合,這是一個很大的商機。光網絡與毫米波的結合,如果成功的話,也是很大的具有革命性的進步。再一個是制造高精度的光纖陀螺。這不僅僅是未來航空系統,導彈系統要用它,國外的汽車里面也有陀螺。此外,新型實用化電流傳感器、電壓傳感器,光纖光柵應力傳感器,光纖光柵溫度傳感器。
雖然這幾年來,我國光纜電纜技術有很大發展,有一些具有自主知識產權的技術已在發揮作用,但是應該看到這種比例仍是很小的,國內有近200 家光纖光纜廠,但大多產品單一,沒有自主的知識產權,技術含量較低,競爭力不強。實際上我國的光纖光纜技術應該說與國際水平己差距下大,因此我們作為世界第二的光纜大國,應該把開發具有自主知識產權的技術作為我們工作的重中之重,爭取創造更多的光纖光纜專利。
西部大開發是國家的重大策略,國家制定了有利的政策,政府對發展通信等行業也給予了大力的支持。西部是一個地域復雜、分布較寬、通信相對落后的地區。經濟大發展中,通信要先行,需要一些與之相適應的光纖光纜及通信電纜的先進產品來配合發展的需求。因此,符合條件的產品將會在這里找到很好的市場,光纖光纜和通信電纜的各種技術、產品及成果都會在西部開發中得到發揮。
4 光纖通信技術的發展趨勢
對光纖通信而言, 超高速度、超大容量、超長距離一直都是人們追求的目標, 光纖到戶和全光網絡也是人們追求的夢想。
(1) 光纖到戶
現在移動通信發展速度驚人, 因其帶寬有限,終端體積不可能太大, 顯示屏幕受限等因素, 人們依然追求性能相對占優的固定終端, 希望實現光纖到戶。光纖到戶的魅力在于它有極大的帶寬, 它是解決從互聯網主干網到用戶桌面的“最后一公里”瓶頸現象的最佳方案。隨著技術的更新換代,光纖到戶的成本大大降低, 不久可降到與DSL 和HFC 網相當, 這使FTTH 的實用化成為可能。據報道, 1997 年日本NTT 公司就開始發展FTTH, 2000年后由于成本降低而使用戶數量大增。美國在2002 年前后的12 個月中, FTTH 的安裝數量增加了200%以上。在我國, 光纖到戶也是勢在必行, 光纖到戶的實驗網已在武漢、成都等市開展, 預計2012 年前后, 我國從沿海到內地將興起光纖到戶建設。可以說光纖到戶是光纖通信的一個亮點, 伴隨著相應技術的成熟與實用化, 成本降低到能承受的水平時, FTTH 的大趨勢是不可阻擋的。
(2) 全光網絡
傳統的光網絡實現了節點間的全光化, 但在網絡結點處仍用電器件, 限制了目前通信網干線總容量的提高, 因此真正的全光網絡成為非常重要的課題。全光網絡以光節點代替電節點, 節點之間也是全光化, 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再按比特進行, 而是根據其波長來決定路由。全光網絡具有良好的透明性、開放性、兼容性、可靠性、可擴展性, 并能提供巨大的帶寬、超大容量、極高的處理速度、較低的誤碼率, 網絡結構簡單, 組網非常靈活, 可以隨時增加新節點而不必安裝信號的交換和處理設備。當然全光網絡的發展并不可能獨立于眾多通信技術, 它必須要與因特網、ATM網、移動通信網等相融合。目前全光網絡的發展仍處于初期階段,但已顯示出良好的發展前景。從發展趨勢上看, 形成一個真正的、以WDM技術與光交換技術為主的光網絡層, 建立純粹的全光網絡, 消除電光瓶頸已成未來光通信發展的必然趨勢, 更是未來信息網絡的核心, 也是通信技術發展的最高級別, 更是理想級別。
5 結束語
現在光通信網絡的容量雖然已經很大,但還有許多應用能力在閑置,今后隨著社會經濟的不斷發展,作為經濟發展先導的信息需求也必然不斷增長,一定會超過現有網絡能力,推動通信網絡的繼續發展。因此,光纖通信技術在應用需求的推動下,一定不斷會有新的發展。
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內容摘要在科學技術水平快速提升的大背景下,很多先進技術已融入各個行業的發展中,光纖通信技術作為一種現代化技術,技術應用日益成熟,在通信技術中表現出了很大的應用優勢,在很多領域得到了有效應用。在鐵路通信系統中,光纖通信技術的應用發揮著重要作用,在很大程度上提升了鐵路通信系統信息傳播速度,提高了我國鐵路通信系統的整體水平。文章主要對鐵路通信系統中的光纖通信技術進行了分析。
關鍵詞鐵路通信系統光纖通信技術應用
1引言
隨著社會經濟的快速發展,我國光纖通信技術也在迅猛發展,在很大程度上提升了現代化信息傳播速度,使通信技術水平得到了很大提升。現階段,光纖技術的應用范圍越來越廣泛,在鐵路通信系統中發揮著重要作用,優化并完善了鐵路系統,推動著鐵路通信系統的智能化發展?;诖?,文章闡述了光纖通信技術的相關內容,分析了鐵路通信系統中光纖通信技術的應用,研究了鐵路通信系統中光纖通信技術的發展趨勢,希望實現我國鐵路通信行業的持續、穩定發展。
2光纖通信技術的相關內容
2.1光纖通信技術概述
光纖通信技術中的兩種主要技術分別是光纖接入技術和波分復用技術。光纖接入技術的關鍵是實現信息傳輸的高效性,利用寬帶輸送網向各個家庭傳遞各項信息和數據,在寬帶管線傳輸過程中,傳輸方式多元化,光纖到戶(FTTH)和FTTCab是寬帶光接入網的主要應用形式,能夠在光纖各個位置實現信息傳輸[1]。波分復用技術為人民群眾提供了帶寬資源,能夠有效地整合發送端,將波長光載波的差異性由接收端完成分割,且各個分波器需要負荷不同的載波信號。在現代化鐵路通信系統中,波分復用技術發揮著重要作用,這項技術可以根據波長的差異性,有效地傳輸通信信號,不會受電磁信號、天氣因素的影響,在很大程度上提升了信號傳輸的整體效率。
2.2光纖通信技術的優勢
2.2.1通信容量大
光纖傳輸帶寬比較大,一根光纖的潛在帶寬可以達到20THz,且波分復用技術的傳輸容量更大,這項技術的傳輸通道是光纖的不同波長,將光信號在同一光線中的不同波長信道中進行傳輸,在很大程度上增加了通信傳輸容量。
2.2.2信息傳輸損耗低、傳遞距離長
光纖信息的傳輸載體主要是光學纖維鋼絲,通過分析用途、性能和功能的不同,可以分成不同的類型,但這項技術的制作和應用原則基本一致,不會受輸出距離的影響,在有光纖的情況下都可以傳輸信息,既能夠確保信息長距離傳輸,又可以完善信息傳輸過程,避免受環境因素的影響出現誤差。
2.2.3光纖損耗極低
在現代化社會的發展中,我國光纖通信技術的主要材料是石英光纖,石英光纖和其他材質的光纖相比,不易出現損耗問題,施工運營成本較低。并且,石英光纖屬于玻璃材質,具有電氣性能,在石英光纖施工過程中表現出了良好的絕緣性能,無須在線路中設置接地、回路,有利于加快施工進度,減少施工成本的投入。
3鐵路通信系統中光纖通信技術的應用
3.1波分復用技術的應用
3.1.1掌握復用器、解復用器的使用方法
在設計復用器和解復用器的過程中,相關人員需要深入分析復用器和解復用器的生產成本和穩定運行。在實際應用過程中,技術人員需要確保復用器和解復用器的質量,以此為基礎減少能源消耗問題的出現,光纖通信系統的應用,必須確保波導寬度滿足光纖通信系統的各項要求,深入分析波導的寬度,及時地了解波導之間出現振蕩的原因,通過應用波分復用技術了解振動和傳輸過程中的溫度變化情況。
3.1.2合理地選擇光源
在過去選擇光源的過程中,人們往往會應用低效率、低能量的發光二極管,這在實際應用中會遇到很多問題,如發射功率小、光譜寬等。在科學技術的快速發展過程中,激光二極管在光源選擇中得到了有效應用,解決了發光二極管中的很多問題,避免了光波之間的相互干擾問題,并加快了信息傳輸速度。但是,激光二極管在實際傳輸中會被環境溫度而影響,因此相關人員需在穩定環境中布置激光二極管,將溫度控制在合理范圍內,讓溫度影響降至最低。
3.2PDH技術
在鐵路通信系統的快速發展中,PDH技術是應用頻繁的一項光纖技術,這項技術的應用主要是根據PDH二芯搭建局干線網絡通信系統。二芯配置是PDH技術中常用的一種模式,這一模式的應用從本質上確保了鐵路同軸模擬通信,有利于實現鐵路通信系統的穩定性。PDH光纖通信技術的復用接口具有一定的復雜性,為網絡管理工作帶來了很大難度,嚴重影響著PDH技術的有效應用。
3.3SDH技術
SDH光纖通信系統是PDH光纖通信系統的升級版,這項技術有效地改善了PDH光纖通信技術中存在的問題,在很大程度上推動著鐵路通信技術的發展。SDH光纖通信技術作為一項現代化高速發展的數字化通信技術,會在未來科學技術發展過程中實現數字信息的轉化,將所需信號固定在特定的機構中。SDH光纖通信技術具有很大的應用優勢:①能夠有效地簡化網絡中各個支路的字節復用;②為各個廠家設備互聯之間的有效連接提供支持,確保光纖通信技術標準和比特率標準一致;③SDH光纖通信技術的網絡和自我完善功能比較強,在網絡信號中斷的情況下可以自動恢復,且在恢復后網絡信號傳輸可以繼續使用;④SDH光纖通信技術的自我管理能力比較強,有利于實現鐵路通信傳輸的安全性、可靠性;⑤SDH光纖通信技術的通信功能比較強,尤其在鐵路通信系統中的應用具有很大優勢,在未來通信行業的發展中,日益完善的SDH光纖通信技術必將代替系統中的PDH光纖通信技術。除此之外,在鐵路通信系統中,SDH光纖通信技術得到了有效應用,在鐵路建設過程中,為了充分發揮出SDH光纖通信技術的作用,鐵路部門通過搭設光同步傳輸系統,應用不同芯數的光纜[2],將鐵路沿線各機房設備的傳輸設備進行了有效連接,組成鐵路光纖傳送信息網絡,構建了鐵路信息網,提高了鐵路通信技術的整體水平,推動了鐵路信息化、高速化發展。
3.4DWDM技術
DWDM技術是將多個波長作為載波,在一條光纖中有效地傳輸各個載波通信通道,有效地減少光線數量,一般單根光纖傳輸速度可以達到400GB/s。在現代化社會的發展中,DWDM技術在鐵路通信系統中得到了有效應用,相關人員需要將波長和光纖頻率進行融合,利用DWDM設備實現信息系統的兼容,并利用SDH設備傳輸信號波,DWDM技術不會受惡劣天氣的影響,在初期應用中信號傳輸不穩定,但在長時間應用中會提高信號傳輸的整體效率,加快信號傳輸速度。
4鐵路通信系統中光纖通信技術的發展趨勢
4.1速度快、容量大、距離長的傳輸新模式
在新時期的發展中,新型波分復用技術需要轉變成速度快、容量大、傳輸距離長的全光傳輸模式。光時分復用技術和密集波分復用技術的融合,可以改善傳輸信道數局限性問題,不斷提升信道的傳輸效率,進而提升光纖傳輸容量。
4.2光孤子通信
在鐵路通信系統運行過程中,光弧子通信是一種超短光脈沖,其主要是在光纖反常色散區的基礎上,利用平衡光纖非線性、群速度色散效應,實現通信技術的超快傳輸,這項技術在長距離傳輸中性能比較穩定,且傳輸信息比較完善,不會影響光纖的速度和波長。
4.3全光網絡
全光網絡是具備未來概念的高速通信網絡,光纖通信技術發展最理想的方向是全光網階段,全光網是在傳輸信息網絡各個階段實現全光化。全光網絡是一種極具未來概念的高速通信網絡,是通過在傳輸信息網絡的各節點處都實現全光化,同步完成高效的信息轉換與傳遞。用光節點替代傳統通信網絡中的電節點,使信息能夠在網絡的各層級之間快速傳輸。
5結語
綜上所述,在我國鐵路系統的發展中,光纖通信技術得到了有效應用,有效地改善了我國鐵路通信系統中的難題,使鐵路系統逐漸進入通信時代,滿足了現代化鐵路發展的實際需求。
通信畢業論文范文模板(二):關于通信行業市場營銷管理體系和構架問題研究論文
摘要:通信是以某種引子在自然界中進行的信息交流與輸送,可以是人與人之間的,也可是人與自然之間的信息傳輸。而通信業所說的自然是這種交流、傳遞信息的行業。通信業在經濟、技術的推動下得以發展,近幾年,不論是通信方式還是通信設備都得到了穩定發展,不過同時也有一些問題制約著通信業更優更快的發展。比如通信行業在營銷管理這方面,存在嚴重缺憾。因此,本文針對通信行業市場營銷管理體系存在的問題進行了深入分析,并根據問題提出了相對應的策略,希望對強化市場有一定作用。
關鍵詞:通信行業;市場營銷;管理體系;問題;策略
引言
在經濟、科技推動下,通信技術逐步發展并一步步滲入到生活中的各方各面。就整個通信行業來說,如果要想持續在市場中占據一席之地,除了加快自身穩步發展,還需通過多角度、多層次、多方面的營銷方式實現綜合營銷,另外,還要加強對市場營銷的管理控制,保證市場營銷體系符合通信行業的發展以及滿足市場變化的需求。
1推動通信行業市場營銷管理體系構建的作用
通過建設具有針對性的管理體系對市場營銷加以管理,對通信行業是極為重要的,作用眾多,如下所示:一方面,根據市場營銷所設立的管理體系與加強市場營銷管理的要求相一致。在推動行業發展過程中,營銷作為最主要的因素,依舊存在一些問題,比如管理落后等,導致營銷工作很難實現高效能、高效率。而促進通信行業市場營銷管理體系的建立,需要結合多方面的因素來實現,并不斷完善,使其全方位趨于完美,從而提高營銷工作的效力、強化營銷管理。且營銷體系的建立一定要從營銷人員本身素質、制度管理和服務等方面綜合考量并得以落實。另一方面,管理體系的建立是通信業得以有效發展的基礎。目前,通信市場存在的競爭越來越猛烈,通信企業想要在市場中取得一定盛勢,就必須要通過營銷管理來增強競爭力。
2通信市場營銷管理體系存在的問題
2.1缺乏完善的法律法規的制約
其實,發展與風險都是并存的。在通信市場中也是如此,經濟發展、社會進步帶動了通信市場,而通信市場中,其營銷問題也逐漸顯現出來,并且有愈加嚴重的趨勢。之前的有關與通信市場營銷方面的法律法規已很難滿足目前的需求了。在此情況下,也衍生了一部分違背法律秩序的人,在沒有一套標準、完善的法規下用不正當的手段謀取暴利。而且整體通信市場本身就缺乏法律法規的約束,這也使得市場管理的難度加大,碰壁嚴重。因此,必須要完善相關的法律法律,并落實到實處,保證市場營銷得到有效管理。
2.2營銷管理機制不一致
目前,通信市場競爭異常激烈,這也導致很多企業迫切的想要在市場中占據一定優勢,從而以各種各樣的營銷方式來強化自身,使得眾多范圍內出現交錯。比如拿一個縣城來說,通信行業包含了多家通信公司,導致出現不同廠家的通信產品在功能或營銷方式上相互抄襲并逐漸一致的競爭,對通信市場的綜合管理受到限制。由于不一致的營銷管理機制,通信企業很難設法避免資源浪費這一情況,最終各通信企業的發展受到限制,影響整個通信市場的發展。
2.3售后服務尚不完善
目前,像電信、移動、廣電、聯通等國內四大運營商在通信領域具有很大優勢,并積累了一定的客戶群體。不過隨著一些新企業的興起,導致通信市場連續不斷的對外發展,市場競爭也呈現出多樣性、廣泛性趨勢。此時,很多企業忽視了售后服務這方面,售后得不到保障,引起群眾不悅,也失去了對企業的信任感,企業一旦出現信任危機,也只能被通信市場踢出局。所以,各個企業一定要完善售后服務,以良好的服務體系來樹立良好的品牌與企業形象。
3推進通信市場營銷管理體系合理構建的策略
3.1建立健全營銷機制
各行各業想要得到穩步發展,必須要依靠完善的制度標準來進行。目前,通信行業在營銷方式方面就缺乏一定標準,從而營銷過程中出現許多管理方面的問題。所以,相關部門推進營銷機制朝著全面、完善的方向改進,以市場營銷為引導,規范營銷管理行為,另外,還可以實現獎懲機制。對于一些誠實守信、恪守本分、遵紀守法的企業加以獎勵,要通過政府的權利加以幫助,保證市場的規范性,如果一些企業不按標準辦事,只追求自身利益而全然不顧其他,一定要加以嚴懲,在相關法律的引導、制約下對其嚴懲不貸,使得通信市場擁有一個良好的競爭環境,確保其有條不紊的整固發展。
3.2合理配置資源,推動管理機制一體化
就整個通信市場而言,其發展水平依然是處于錯落不齊的狀態。在管理體制以及管理方向等方面均沒有取得理想效果,這就導致企業間“各自為營”,完全按各自主張辦事,不懂得合作發展,共同進步。因此,必須要在市場營銷的引導下,優化、完善管理機制,并按照整個的發展方向做到全面一致性的管理,加強企業之間的交流溝通,并在管理機制的制約下合理配置資源,保證良好的市場秩序。
3.3推動多種營銷方式共發展