光纖通信論文范文

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（一）普通光纖

普通單模光纖是最常用的一種光纖。隨著光通信系統的發展，光中繼距離和單一波長信道容量增大，G.652.A光纖的性能還有可能進一步優化，表現在1550rim區的低衰減系數沒有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數和零色散點不在同一區域。符合ITUTG.654規定的截止波長位移單模光纖和符合G.653規定的色散位移單模光纖實現了這樣的改進。

（二）核心網光纜

我國已在干線(包括國家干線、省內干線和區內干線)上全面采用光纜，其中多模光纖已被淘汰，全部采用單模光纖，包括G.652光纖和G.655光纖。G.653光纖雖然在我國曾經采用過，但今后不會再發展。G.654光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統容量，它在我國的陸地光纜中沒有使用過。干線光纜中采用分立的光纖，不采用光纖帶。干線光纜主要用于室外，在這些光纜中，曾經使用過的緊套層絞式和骨架式結構，目前已停止使用。

（三）接入網光纜

接入網中的光纜距離短，分支多，分插頻繁，為了增加網的容量，通常是增加光纖芯數。特別是在市內管道中，由于管道內徑有限，在增加光纖芯數的同時增加光纜的光纖集裝密度、減小光纜直徑和重量，是很重要的。接入網使用G.652普通單模光纖和G.652.C低水峰單模光纖。低水峰單模光纖適合于密集波分復用，目前在我國已有少量的使用。

（四）室內光纜

室內光纜往往需要同時用于話音、數據和視頻信號的傳輸。并目還可能用于遙測與傳感器。國際電工委員會(IEC)在光纜分類中所指的室內光纜，筆者認為至少應包括局內光纜和綜合布線用光纜兩大部分。局用光纜布放在中心局或其他電信機房內，布放緊密有序和位置相對固定。綜合布線光纜布放在用戶端的室內，主要由用戶使用，因此對其易損性應比局用光纜有更嚴格的考慮。

（五）電力線路中的通信光纜

光纖是介電質，光纜也可作成全介質，完全無金屬。這樣的全介質光纜將是電力系統最理想的通信線路。用于電力線桿路敷設的全介質光纜有兩種結構：即全介質自承式(ADSS)結構和用于架空地線上的纏繞式結構。ADSS光纜因其可以單獨布放，適應范圍廣，在當前我國電力輸電系統改造中得到了廣泛的應用。ADSS光纜在國內的近期需求量較大，是目前的一種熱門產品。

二、光纖通信技術的發展趨勢

對光纖通信而言，超高速度、超大容量和超長距離傳輸一直是人們追求的目標，而全光網絡也是人們不懈追求的夢想。

（一）超大容量、超長距離傳輸技術波分復用技術極大地提高了光纖傳輸系統的傳輸容量，在未來跨海光傳輸系統中有廣闊的應用前景。近年來波分復用系統發展迅猛，目前1.6Tbit/的WDM系統已經大量商用，同時全光傳輸距離也在大幅擴展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時分復用(OTDM)技術，與WDM通過增加單根光纖中傳輸的信道數來提高其傳輸容量不同，OTDM技術是通過提高單信道速率來提高傳輸容量，其實現的單信道最高速率達640Gbit/s。

僅靠OTDM和WDM來提高光通信系統的容量畢竟有限，可以把多個OTDM信號進行波分復用，從而大幅提高傳輸容量。偏振復用（PDM）技術可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零（RZ）編碼信號在超高速通信系統中占空較小，降低了對色散管理分布的要求，且RZ編碼方式對光纖的非線性和偏振模色散（PMD）的適應能力較強，因此現在的超大容量WDM/OTDM通信系統基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統需要解決的關鍵技術基本上都包括在OTDM和WDM通信系統的關鍵技術中。

（二）光孤子通信。光孤子是一種特殊的ps數量級的超短光脈沖，由于它在光纖的反常色散區，群速度色散和非線性效應相互平衡，因而經過光纖長距離傳輸后，波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實現長距離無畸變的通信，在零誤碼的情況下信息傳遞可達萬里之遙。

光孤子技術未來的前景是：在傳輸速度方面采用超長距離的高速通信，時域和頻域的超短脈沖控制技術以及超短脈沖的產生和應用技術使現行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大傳輸距離方面采用重定時、整形、再生技術和減少ASE，光學濾波使傳輸距離提高到100000km以上；在高性能EDFA方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。當然實際的光孤子通信仍然存在許多技術難題，但目前已取得的突破性進展使人們相信，光孤子通信在超長距離、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系統中，有著光明的發展前景。

（三）全光網絡。未來的高速通信網將是全光網。全光網是光纖通信技術發展的最高階段，也是理想階段。傳統的光網絡實現了節點間的全光化，但在網絡結點處仍采用電器件，限制了目前通信網干線總容量的進一步提高，因此真正的全光網已成為一個非常重要的課題。

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。

目前，全光網絡的發展仍處于初期階段，但它已顯示出了良好的發展前景。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，消除電光瓶頸已成為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。

三、結語

光通信技術作為信息技術的重要支撐平臺，在未來信息社會中將起到重要作用。雖然經歷了全球光通信的“冬天”但今后光通信市場仍然將呈現上升趨勢。從現代通信的發展趨勢來看，光纖通信也將成為未來通信發展的主流。人們期望的真正的全光網絡的時代也會在不遠的將來到來。

參考文獻：

[1]辛化梅、李忠，論光纖通信技術的現狀及發展[J].山東師范大學學報（自然科學版），2003，（04）

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光纖通信的誕生與發展是電信史上的一次重要革命。光纖從提出理論到技術實現和今天的高速光纖通信也不過幾十年的時間。從國外的發展歷程我們可以看出，20世紀60年代中期，所研制的最好的光纖損耗在400分貝以上，1966年英國標準電信研究所高錕及Hockham從理論上預言光纖損耗可降至20分貝/千米以下，日本于1969年研制出第一根通信用光纖損耗為100分貝/千米，1970年康寧公司(Corning)采用“粉末法”先后獲得了損耗低于20分貝／千米和4分貝/千米的低損耗石英光纖，1974年貝爾實驗室(Bell)采用改進的化學汽相沉積法制出性能優于康寧公司的光纖產品。到1979年，摻鍺石英光纖在1.55千米處的損耗已經降到0.2分貝/千米，這一數值已經十分接近由Rayleigh散射所決定的石英光纖理論損耗極限。

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.

[2]韋樂平，光纖通信技術的發展與展望.電信技術[J].2006(11):13-17.

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①光纖通信系統耗損較低，尤其是石英光纖的耗損更低，基本不會超過0.2dB/km，正是因為其耗損極低，因此其中繼距離較長，拿石英光纖來說，其最遠的中繼距離能夠超過200km，如果是非石英極低耗損光纖，那么中繼距離會得到進一步的提高，利用損耗低的特點進行海底通信電纜的鋪設，能夠有效降低成本，并保證通信系統的安全可靠。②光纖通信系統不會受到串音和電磁干擾，光波在傳輸過程中都處于光纜當中，因而不會出現泄漏，就算在彎道出現泄漏，其泄出量也極低，對此可以以消光劑來保存光波，而且光纜中有很多的光纖，因此不會受到串音干擾，極大程度保障了數據的安全。而光纖自身的絕緣屬性能夠使其避免電磁干擾。③光纖通信系統的頻帶較寬，能夠實現大容量的通信，就目前而言光纖能夠使用的帶寬值能夠達到50000GHz，使用一對光纖能夠完成近三萬多的電話傳輸，同時對于寬頻帶信息的傳輸有重要的價值。④使用光纖能夠減少對金屬材料的過多使用，光纖主要的材料為石英，這種材料的儲存量巨大，同電纜則主要使用資源量較小的銅。除此以外光纖還具有較高的抗腐蝕能力，但是也存在機械強度不高、質地脆的缺陷，連接時的技術要求高，對于彎曲的半徑也有嚴格的控制。

2遠方監控系統

沅陵遠方集控計算機監控系統采用北京中水科技有限公司開發的全開放、分層分布式H9000V4.0系統由一（兩）套數據采集服務器群、兩臺操作員站、一臺工程師站、一臺培訓工作站、一臺語音報警站、一臺報表服務器、兩臺遠動工作站、一臺廠內通信工作站（用于基地內通信）和兩臺Ⅰ區核心交換機組成。集控側監控系統同樣采用雙冗余配置并與電廠側監控系統在功能上完全對等且互為備用，形成一套完整的監控系統。沅陵基地監控網通過PTN及光纖直連兩個1000Mb不同的通信通道與鳳灘廠區的監控計算機系統通信，預留1000MbSDH通道為應急冷備用通道，形成完整監控網，控制以沅陵基地的系統為主，前方的系統備用，實施遠程監視與控制。根據電監會安全[2006]34號文《電監會關于主機加固的規定》，電廠監控系統等關鍵應用系統的主服務器，以及網絡邊界處的通信網關、WEB服務器等，應該使用安全加固的操作系統，采用專用軟件強化操作系統訪問控制能力。故本期共配置了5套操作系統加固軟件以滿足系統安全防護的要求。遠方監控系統沒有采用傳統的規約打包式傳輸方式，而采取沅陵調度大樓控制終端直接與電廠側現地控制單元通訊的“直采直送”方式，將遠程控制、采集延時控制在5ms以內，滿足國家電網公司對智能化電廠的數據及時性要求。同時采用雙中心冗余配置對時系統，鳳灘主站、沅陵從站，確保系統時鐘一致性（如圖1~2）。

3系統光纖通信案例分析

遠方集控SDH建設采用NEC的U-NODE設備，建設內容如下：沅陵：沅陵基地配置1套NECU-NODEWBM設備，配置2塊L-16.2光板分別對涼水井變和鳳灘后方，1塊L-1.2光板對鳳灘前方，1塊GBEM板和1塊FEH板。鳳灘：由于鳳灘后方NECU-NODEBBM設備主框插槽已滿，無法新上2.5Gb/s光板，因此本工程在鳳灘后方NECU-NODEBBM設備上配置1個EXT16（2.5Gb/s）擴展（含2塊PSW板的更換）子框和1塊L-16.2光板，以及1塊FEH板。涼水井變：涼水井220kV變現有NECU-NODEWBM設備。

4試驗調試

調度軟交換系統試驗調試工作從2012年12月30日開始，完成了系統功能試驗與網絡可靠性試驗。經過一段時間的試運行，系統各項性能穩定。PTN設備2013年1月22日由由湖南省電力公司信息通信公司信息通信運維中心組織，使用專業網絡測試工具Smartbits600B網絡性能分析儀對PTN傳輸通道性能進行測試（詳見鳳灘電廠沅陵基地至后方機房網絡傳輸通道測試報告）。并與SDH設備的性能進行了比較，從數據上說明了PTN設備在以太網的傳輸效率高于SDH設備。整體試驗達到前期方案要求，沒有出現漏項缺項情況，試驗數據可靠真實。通過聯調試驗，檢驗了SDH、PTN通道的可靠性，二次防護網、調度數據網的穩定性，檢測了PTN及調度數據網等系統各項切換的延時及穩定性，試驗數據滿足要求，SDH、PTN、二次防護網、調度數據網已具備正式投運條件。

5結束語

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集成光電子器件近年來隨著光纖通信技術的廣泛利用而得到了極大的發展，由部分走向集成化已經成為其可預期的發展趨勢。32x32、64x64的MEMS光開關現在已經逐步實現了商用化，而兼具組裝光電子器件和直接集成光電子器件的PLC平面光波導線路也正處于投入試用階段。各種家庭，辦公用滿足高清要求的顯示終端也正在大規模推行中。以高清數字電視為例，我國國家廣播電視總局在2000年公布了關于HDTV的行業標準，采用1125/50/2：1格式，通常表達為1920/1080/50i格式。而高清數字電視的水平清晰度可以分為絕對清晰度和相對清晰度兩種。水平方向上實際顯示的線條（黑白線條）數量便是絕對清晰度，通常由于電視畫面寬度與高度尺寸的不同，會導致水平方向能容納相對而言更多的像素數量，而為了兩個方向上可以用相同方法來表示其清晰度，通常會將水平方向的顯示線條數量用以乘上畫面的寬高比，從而得到其“電視線”。等離子顯示器的選擇應該區分專業工程用和民用的產品，用于高清晰多媒體高清電視會議用的專業工程等離子顯示器的優勢在于接口類型非常豐富，插槽式的設計使得其適用的接口類型更加廣泛，此外RGBHV、AVI接口通常只有專業工程等離子顯示器才有，所以高清晰多媒體應用與電視會議辦公通常會采用專業工程用等離子顯示器。

而高清晰多媒體應用之一的電視會議的投影機選擇則需要滿足物理分辨率在1920×1080p，不通過轉換可以實現畫面比例16：9，亮度高于3000ANSI；RGBHV、VGA分量，HDMI、DVI分量，串行控制接口RS232等都應該具備。而工程類投影機長時間使用所顯示出的穩定性極佳，因此一般會選擇工程類投影機。

二、技術需求分析光交換技術

由于光纖通信將光作為載體，要將其用于高清晰多媒體領域，需要解決的首要問題便是傳輸與光交換。其傳輸損耗因為使用的介質的改變而大大降低，使得傳輸問題不再那么棘手。光交換技術主要包括了光分組的產生技術，光分組后再生技術，光分組緩存技術等。而其最主要的目的是為各個端口提供光通道或是無限傳輸方式，以支持各類型數據的傳輸。而如今已經實現的光突發交換技術將DWDM技術所擴展的帶寬進行了充分利用，可以不經由光電相互轉化而直接實現“T比特級別光路由器”，為實現高清晰多媒體數據的傳輸提供了可能性。

光纖接入技術正是由于高清晰多媒體領域對于高質量視頻通信媒體業務和高速數據通信的需求，使得光纖接入技術得以被關注，進而得以實現。光纖接入技術的優勢在于其極大程度地降低了故障發生的頻率，進而降低了維護費用與使用成本，促進了新設備的不斷研發與升級。人民生活水平的日益提高，使其無法再滿足于以往傳統接入方式的傳輸速度，高清晰多媒體成為其競相追逐的對象，而其費用的低廉使其適用度逐步拓展，所以光纖接入技術必將是光纖通信技術在高清晰多媒體領域應用與發展的必然趨勢。

波分復用技術光纖傳輸容量的爆炸式膨脹正是得益于波分復用技術。以光波的不同波長作為低損耗窗口信道劃分的重要依據，在其劃分完畢之后，再用波分復用器將光載波再一次合并，進而在光纖通道中完成傳輸，最后在到達接收端時用復用器再將光波進行分離，這樣便實現了在一個光纖中多路光信號的傳輸過程。這樣的一個過程使得傳輸信息容量得到了極大擴展，大量復雜數據的傳輸在極短的時間內就可以完成，正符合高清晰多媒體的需求。

三、光纖通信技術在高清晰多媒體領域的發展展望

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電力通信對可靠性要求很高，就算是在極其惡劣的環境中，也要保證通信傳輸功能的良好，光纖通信技術能完全滿足這些要去，它不會受自然環境條件的影響，其穩定性和傳輸質量都比較好，同時還具有良好的抗電磁干擾能力，很適合多級電力網的通信需求。光纖通信技術還具有自我調節能力，在沒有人為干擾時，能快速自動恢復通信能力，從而保證信息傳輸的安全性。

2能夠擴展且投資效益良好

隨著經濟的快速發展，電力企業也越來越重視投資的經濟性要求，在構建電簡論光纖通信技術在電力網中的運用問題孔洪云/國家電網隨州供電公司摘要：隨著經濟的快速發展和和諧社會的構建，電力資源已經成為社會發展和人們生活必不可少的能源之一，我國的電網系統建設規模越來越大，與此同時，隨著智能電網系統的逐步完善，計算機技術和通信技術在電網系統中的應用越來越廣泛，這就對電力通信網絡的傳輸提出了更高的要求，光纖通信技術具有容量大、穩定性強等特點，將會廣泛應用在電力網通信中。文章對光纖通信技術在電力網的運用進行了分析。關鍵詞：光纖通信；電網；運用力通信系統時，要對系統的復雜性、網絡的擴展性、設備的承受能力等進行綜合考慮，這就需要使用一種兼容性強的通信方式，從而避免電力企業的重復投入，降低維護成本，同時還能獲得良好的操作性，極大的提高電力企業的投資效率。

3光纖通信技術在電力網中的應用

3.1光纜的應用。正常的光纖復合架空地線都是采用光纖的形式進行信息傳輸的，也就是OPGW形式，由于電力傳輸線路是采用可以通信的光纖單元，因此，OPGW在架空地線的基礎上融合了輸電線路和通信光纜，OPGW是光纖通信技術和輸電技術的有效結合，具有地線和通信兩種功能。OPGW安裝很簡單，可以和通信輸電線路一起完成施工，目前，OPGW常用于35KV及以上的電力網通信系統中。

3.2用于工程設計及實施中。一個完整的通信網絡包括傳輸、交換、接入等三部分，傳輸是綜合通信網絡的綜合平臺，是通信網絡最重要的一部分，它對信息傳輸的安全和傳輸系統的穩定運行有十分重要的影響，因此，在構建通信網絡時，要將傳輸網絡放在首要位置。目前，光纖通信常采用環形、鏈形、或者環形鏈形相結合的構造，根據線路的間距，采用STM1、STM4、STM16的傳輸速度，設備能進行雙線單向保護和傳輸設備一致的接入裝置，從而實現2Mbit/s和語音連接的任務。光纖構建上，由于電力系統本身擁有大范圍的輸電線路，因此，在正常情況下，都是采用自承式光纖進行安裝，這種光纖常采用6芯、8芯、12芯、24芯、48芯等形式用于220KV及以下的線路中，在資源分配中常采用華為、中興的設備，該光纖的特點是價格便宜，不需要停電，能極大的提高電力企業的經濟效益。

4光纖通信技術的發展趨勢

近年來，隨著科技的快速發展，加上電力行業管理體制不斷優化，光纖通信技術得到了飛速的發展，光纖通信的速度將會進一步提高。從通信技術的發展狀況來看，通信容量擴展和傳遞速度的提高一直存在矛盾，光纖通信技術能有效地解決這個問題，因此，光纖通信在電力網中將會進一步提高通信速度。過去采用的分復用法已經沒有開發潛力，而光纖寬帶還有很大的開發空間，因此，光纖通信的容量將會進一步提高，從而在電力網中發揮出更大的作用。

5電力通信系統光纜的日常維護

5.1電纜受到雷擊的主要原因及維護。在建設電網系統時，光纖通信和輸電線路是同時進行施工的，在輸電電路的頂部經常會架設光纖通信，由于輸電線路周圍的地形地貌十分復雜，并且線路塔桿需要架設在一定的高度上，因此，光纖通信很容易受到雷擊，對光纖通信的安全運行造成很大的影響。為保證光纖通信的安全，防止雷擊影響光纖通信的穩定運行，在進行電網建設時，要不斷優化設計的防雷擊方法，根據實際情況選用合理的避雷方法，從而不斷提高輸電線路的防雷擊能力。

5.2電腐蝕的原因及維護。引起光纖通信電腐蝕的主要原因是懸掛點誤差和干帶電弧，光纖通信方式中的光纖懸掛點如果高出設計的標準位置，就會導致光纖產生很大的電場強度，遠遠超過設計標準，從而引起光纖表面電腐蝕；當光纖產生干帶電弧時，會產生大量熱量，導致光纖外套表面溫度升高，從而產生樹枝化電痕，引起電纜燃燒事故。為防止光纖出現電腐蝕現象，在進行構建電力系統時，要嚴格的按照設計圖紙進行施工，從而為光纖通信系統的穩定運行提供保障；當光纖通信系統投入使用后，電力企業要加強日常維護管理，避免電纜出現燃燒等事故。

5.3人為破壞。收利益的趨勢，部分不法人士常常偷盜電纜，這對光纖通信系統的穩定運行造成很大的影響，因此，要電力企業要加大宣傳力度，讓廣大人民群眾明白光纖通信的重要性，積極主動的參與到電纜監護中，從根源上減少電纜偷盜事故的發生。電力企業要加強電纜巡檢力度，發現問題后，要根據實際情況及時進行處理，從而為光纖通信系統的正常運行提供保障。

6結束語

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在獲取網絡及光纖區域網絡上的模塊與元器件的應用需要上存在這一定的差異，DWDM技術不是其中主要的發展方向和趨勢。由于現階段大多數的獲取網和區域網距離高層次的發展程度上還有很大的距離，需要的一些傳輸頻率普遍較低。比如，早已經確定出了現階段非常熱門的1Gb/s、OpticalEthernet標準，對于傳輸網絡只能夠單一頻道的傳輸速率或者骨干的傳輸方式上，區域網絡的傳輸方式上都已經能夠很好的給予滿足。

2光纖通信的被動元器件和模塊技術分析

解多工器和DWDM光波長多工是光纖通信被動元器件和模塊當中最為基本的器具所在，將一些不同的波長光分開到不同的光纖當中或是向著同一個光纖中合并，這就是解多工和多工兩種形式。因為有較小的間距存在于DWDM頻道之間，一般的時候會維持在100GHz或者50GHz。對于這種多工/解多工的任務，只有平頭、陡裙、窄頻的濾波器才能夠予以勝任?？梢詫Χ喾N類型的技術進行使用，來將這種波長多工/解多工器制作出來，主要涵蓋著陣列光波導元器件、傳統繞射式光柵、光學鍍膜、全光纖式元器件等。其中現階段最為成熟的技術即為光學鍍膜式的波長多工/解多工器。在光學鍍膜式解多工器/波長多工中，光學鍍膜式濾鏡是關鍵的元器件之一。要將和要求相符合的DWDM濾鏡制作出來，一定要確保有一百層存在于鍍膜的層數當中，按照四分之一的波長來對每層的厚度進行確定，為了能夠達到陡群和平頭的要求，要對三個共振的空腔結構進行使用。并且最為重要的是要非常準確的確定出每層的厚度，需要有準確及時的厚度監控裝置存在于制作當中。陣列式光波導元器件為制作DWDM波長多工/解多工器的第二種有效方式。在第一段結合處通過了入射光之后，由于繞射的作用，進而向著中間的陣列光波導中分布的入射，通過陣列光波導，光向著另一端中傳導，不同變化率的線性相位改變會存在于不同頻率的光中，在改變了這種線性相位之后，在第二段的結合處將會令不同頻率的光在輸出端的某一光波導中會重新的聚集。其中所謂的陣列天線就是其中的主要原理所在，在控制陣列波導的基礎上，輻射光的方向對中鹽陣列光波導的長度變化率和波導的間距能夠適當的去選擇，這樣就會有定值的頻道存在于頻道的間距當中，這樣在輸出端的光波導陣列中就能夠剛好聚焦入射進去，進而對DWDM多解工和多工的功能上能夠很好的給予實現。全光纖式的元器件為第三種對DWDM解多工器/波多長工進行制作的方法，同時，又有兩種大的種類存在于這類元器件中：串接光纖干涉儀式元器件和光纖光柵式元器件。在光纖的核心中，直接產生作用，對于一些周期性折射系數的光柵可以用UV光感器直接的感應出來，對布拉格繞射的作用上進行利用，能夠將窄頻發射式濾波器直接的制作出來。但是，由于是在一維光纖里面存在的一種反射式的濾波器，這樣就很難分開入射光和其中的反射光，這樣就需要對光纖干涉儀和旋光器的架構進行使用，不然光的損耗在其中就會非常的大。針對串接光纖干涉儀式的元器件，在對具有周期性穿透頻譜的濾波器進行制作的過程中，對串接式光纖干涉儀進而就能夠非常直接的進行使用，對光纖干涉儀兩臂的長度借助適當的選擇方式，對平頭、陡群和窄頻的要求上進而能夠很好的給予完成。

3模塊技術及光纖通信主動元器件

在模塊和主動元器件方面，有這樣幾個重要的內容存在于具體的發展中：光傳接模塊技術、光放大器技術、選頻激光、可調頻激光、表面輻射激光技術等。光通信用激光光源的一種技術方式中就包括著表面輻射激光。因為存在著較短的共振箱，這樣對單縱模的輸出上就能夠很好的給予完成，因此，窄頻寬在其中是允許存在的；能夠利用垂直的方式來發射輸出光，因此對on-wafertest能夠進行應用；因為存在著較為對稱的輻射光模態，因此，向光纖中的耦合就能夠非常容易的予以實現。因為存在這上述的一些特征，不管是構造的具體成本，還是元器件的在具體制程，和邊射型激光比較起來都會非常的低。因此，造成邊射型激光被用于短距離高速率的資料傳輸連接，被850nm的VESEL完全取代了。但是，現階段還沒有非常成熟的產品存在于長波長VESEL當中，因此，邊射型激光還是該通信波段的核心所在。現階段摻鉺光纖放大器仍為光放大器的主要技術方式所在，可以是在L-band，也可以是在C-band上面，可以是擁有動態增益控制或者平坦化的復雜光放大器次系統。低成本是半導體光放大器的主要優點所在，但是，因為存在著較短的載子生命周期，因此，有著較大的非線性效應存在于其中，這樣對很多波長不適合同時來進行放大。但是，在處理一些非線性信號的時候卻非常的適用，集中3R技術就是其中的典型代表，就是將直接高速的信號直接的應用到光學層當中。Raman光放大器為另一種形式的放大器，這種類型的放大器就是對光纖的Raman效應進行合理使用，進而將放大的效果彰顯出來，這樣一個高功率的激發光源在其中是絕對不能缺少的。能夠由激光發源的波長來決定光放大的波段，這是其中最為顯著的優點所在，并且這種放大器有著分布式的特點，將光纖中的信號能夠有效的降低下來，這樣對傳輸信號時的非線性效應能夠有效的降低下來，但是也有一定的不足之處，即為存在功率較高的激光發射源，并且還有較為昂貴的價格。

4結語

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摘要：本文針對光纖通信技術的發展及趨勢展開研究，分別介紹了光纖通信技術的發展歷史和現狀，以及光纖通信技術的發展趨勢，對一些先進的光纖通信技術進行了介紹。

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?；谏鲜龉饨尤刖W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。

（3）新一代的光纖在光纖通信技術中的應用。傳統意義上的G.652單模光纖已經在長距離且超高速的傳送網絡發展中表現出了力不從心的缺點，新一代光纖的研發己成為當今務實之需，它也構成了新一代網絡基礎設施建設工作的一個重要組成部分。在目前普遍需求的干線網和城域網的背景下，基于不同的發展需要，己經發展出了兩種新一代光纖一非零色散光纖和全波光纖。

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隨著國家經濟的發展和人民生活水平的提高，人們對電力的需求日益增長，同時對供電的可靠性和供電質量提出了更高的要求。配網饋線自動化是配網系統提高供電可靠性最直接有效的技術手段之一。在近幾年國家加大了對城網和農網的改造，國內各大供電局對配電網自動化的投入也在加大。在配網自動化實現的過程中，我們發現通信問題是一個難點問題。在此，僅就光纖通信在配網自動化方面的應用談一點認識和體會。

2配電網自動化對通信的要求

同調度SCADA系統一樣，配電自動化系統也需要一個有效的通信網，同時他有自己的特點：終端數量極多。配網系統擁有眾多的開閉所、配電變壓器、柱上斷路器，要對這些設備進行監控就需要許多FTU和TTU，同時這些FTU隨配電設備安裝，地域分布廣，通訊節點分散。

配網自動化系統的規模、復雜程度和自動化程度決定了通信系統應滿足下述要求：

(1)可靠性：

配網系統的通信設備有很多暴露在室外，環境惡劣，因此必須能夠抵御高溫、低溫、日曬、雨淋、風雪、冰雹和雷電等自然環境的侵襲。同時，盡量避免各種電磁干擾，保證長期穩定可靠地工作，并要求在線路停電時，通信系統仍能正常工作。

(2)經濟性：

考慮到配電網系統的總體經濟效益，通信系統的投資不應過大，力爭充分利用現有的主網通信資源，進行主、配網整體規劃，避免重復投資。

(3)尋址量大：

通信系統不僅要考慮目前及未來的數據傳輸的需要，還要考慮系統升級的要求。

(4)雙向通信：

配網自動化要實現遙測、遙信、遙控功能，就必須要求具有雙向通信能力。

(5)容易操作和免維護。

根據以上的要求，伴隨著光纖價格的下降，目前，光纖通信正廣泛地應用于電力系統。

3光纖通信

自激光器和低損耗光纖問世以來，光纖通信系統以其技術、經濟上無可比擬的優越性而迅速崛起，并風靡全球。該系統是以光纖為傳輸介質，以光為載波信號傳遞信息的通信系統，應用的光波波長為1.0～1.μm靘，整個系統由電端機、光端機、光纜和中繼器構成。光纖可分為單模光纖(SMF)、多模光纖(MMF)、長波長低射散光纖(LMF)、保偏光纖(PMF)及塑料光纖(POF)等很多種；常用的為單模和多模光纖，多模光纖就是傳輸多個光波模式，而單模光纖只傳輸一個光波模式。單模光纖比多模光纖傳輸距離長，目前一般地，光信號在多模光纖內可傳6km左右，在單模光纖內可傳30km。因此，單模光設備的價格要高于多模光設備。實用的光纖通常都是由多根光纖、加強芯、保護材料、固定材料等組合成光纜構成的傳輸線。

光纖MODEM可完成光信號與數字信號之間的相互轉換。光纖MODEM一般有一個以上的數據口用以傳遞同步或異步信號。通信速率可達到2Mbps或更高，配網常用的通信速率一般為同步N×64K或異步19200bps以下。故足以滿足配網通信的需要，光纖MODEM的連接示意圖如下：

另外，還有一種光纖MODEM具有雙環自愈功能。這一功能使通信的可靠性大大增強。其功能示意圖如圖2所示：

圖2(I)中，A，B，C三點是通過自愈光MODEM實現的雙環網，若在D點發生故障，則如圖2(II)所示，光路在A站和C站愈合(環回)，使通信不受影響，同時向主站發出相應的告警及定位信號，使維修人員及時修復故障段光纜。

4光纖通信的特點

光纖通信具有通信容量大，衰減小，不怕雷擊，抗電磁干擾、抗腐蝕、保密性好、可靠性高、敷設方便等優點，不過投資費用相對較高，尤其對于城區內直埋式電纜線路的光纖敷設，施工費用將更大。

5光纖通信在配電網上的實現方案

光纖通信的組網方式非常靈活，可以構架成星型、鏈型、樹狀、網狀、單纖網、雙纖網、環上多分支、多環相交、多環相切等各種拓撲結構的網絡。

根據配電自動化系統的特點，光纖網通常需組成環型網，并與計算機局域網連接，實現數據共享。常用的組網方式如圖3所示。

圖3中：“S”表示網絡服務器，“W1、W2、Wn”表示工作站，“b”表示變電所，“k”表示開閉所，“T”表示配電變壓器。

實際工程設計中，充分考慮到電力通信專網拓撲結構的復雜性，SDH傳輸系統可以采用多達126個E1(2M口)全交叉連接和雙主光環+多光分支的設計思想。基本構架為1～3個SDH／STM-1雙纖自愈環相交或相切，而且在需要時，可通過更換光卡的方式在線升級為SDH／STM-4。如果局調度中心局域網位于網絡地理中心，建議設計為相切環，以調度中心為切點，如圖4所示；如果局調度中心局域網偏離網絡地理中心，建議設計為相交環，由于調度中心不在交點，為了環間可靠轉接，各環相交至少兩點，互為保護路由，如圖5所示。

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在DPSK光纖通信系統中，發射機主要由差分編碼器、激光源、MZ調制器組成，接收機則包括MZ干涉儀、平衡檢測器和一個電低通濾波器，傳輸媒介由一段或多段光纖組成，在每個中繼站有一個光放大器用來補償光纖的傳輸損耗，本文使用前置補償的方法。DPSK傳輸系統的模型如圖1至3所示。DPSK調制碼型為占空比為67%的RZ-DPSK（CSRZ-DPSK）碼，原始信號用40Gb/s的偽隨機二進制序列表示。系統工作波長為1550nm，傳輸距離為1200km，傳輸鏈路由15個環路段組成，每個環路段包括一段80km的單模光纖（SMF）和一段17km的色散補償光纖（DCF），使色散得到完全補償。SMF的前置摻餌光纖放大器（EDFA）用于補償環路段的衰減，并規定SMF的入纖光功率為4dB，DCF的前置EDFA規定DCF的入纖光功率為0dB，EDFA的噪聲指數為4dB，電濾波器為四階低通濾波器，截止頻譜為32GHz。

2.仿真結果分析

2.1調制格式的色散容限我們用眼圖張開度代價衡量不同調制格式對色散效應的容限。測量調制格式的色散容限時，所采用的傳輸鏈路與圖1稍有不同，只保留一段80km的SMF光纖，SMF光纖的參數設置中，去掉非線性效應和偏振模色散效應。保持光纖長度不變，通過改變SMF中色散系數的大小，測量接收信號的眼圖和背靠背信號眼圖，計算眼圖張開度代價（EOP）。EOP與色散值關系曲線如圖4所示。通過比較達到規定EOP時所允許的最大色散值，可對比圖中四種調制格式的色散容限。由圖4可以看出，在40Gb/s的單信道光傳輸系統中，各種調制格式的色散容限的上升趨勢基本相同，達到2dB眼圖張開度代價時，NRZ信號的色散容限最大，RZ-DPSK信號的色散容限最小。RZ格式相對于NRZ格式，其脈寬較小，頻譜較寬，所以受色散效應的影響比NRZ大。CSRZ-DPSK的頻譜寬度介于NRZ-DPSK和RZ-DPSK之間，所以它的色散容限高于RZ調制格式。由上面的仿真中知道，在傳輸系統中都必須考慮色散補償，因為普通的SMF每公里的色散值為17ps/nm/km，不管使用哪種調制格式，不加色散補償時，其傳輸距離只能限制在幾公里內[3]。

2.2調制格式的非線性容限在高速光纖傳輸系統中，非線性效應會導致光纖傳輸特性的劣化，如信噪比降低，信號失真等。對于單信道系統，自相位調制（SPM）是最主要的非線性效應[4]。搭建一個類似圖1結構的40Gb/s單信道光傳輸系統，傳輸距離為160km。在色散完全補償（不考慮偏振模色散）的情況下，使用SMF和DCF前面的放大器規定其入纖功率。通過改變SMF的入纖光功率的大小（引起光纖非線性的大小變化），測量受其影響的接收信號眼圖張開度，與背靠背眼圖張開度比較，得到眼圖張開度代價（EOP）。下圖為傳輸距離為160km時，NRZ、NRZ-DPSK、33%RZ-DPSK和CSRZ-DPSK四種調制格式的眼圖張開度代價隨SMF入纖光功率大小的變化曲線。通過比較達到規定EOP時所允許的最大SMF入纖光功率，可對比圖中四種調制格式的非線性容限。從圖中可看出，在40Gb/s的單信道光傳輸系統中，達到2dB眼圖張開度代價時，RZ-DPSK的非線性容限最大；其次是CSRZ-DPSK和NRZ-DPSK；NRZ的非線性容限最小。通過NRZ-DPSK與NRZ兩者的對比，驗證了DPSK的抗非線性性能比NRZ好；通過NRZ-DPSK與RZ-DPSK的對比，驗證了RZ碼型的抗非線性性能比NRZ碼型好。DPSK的非線性容限較高，是因為DPSK調制格式利用相鄰相位差來傳遞信息，在幅度上采用恒包絡調制，對于自相位調制（SPM），恒包絡調制每個碼元功率均分，所以產生的非線性相移基本一致，在接收端相鄰碼元之間的相位差保持不變，所以SPM對DPSK調制格式的影響比較小[5]。

傳輸距離的增加會造成非線性效應的累積，導致信號惡化，誤碼率增高。特別是在長距離傳輸系統中，ASE噪聲功率隨著光放大器數目的增多而增大，G-M效應（非線性相位噪聲）對傳輸信號的干擾也越來越大，降低了信號的最大傳輸距離。為了進一步驗證DPSK格式和OOK格式的非線性容限，我們研究了各種調制格式的接收性能和傳輸距離的關系。從圖中可以看出，在40Gb/s長距離傳輸中，RZ-DPSK的Q值最高，其次是CSRZ-DPSK和NRZ-DPSK，而NRZ最低。隨著傳輸距離的增加，四種調制格式的接收性能都呈下降趨勢，NRZ格式在800km時Q值已在5dB以下，因此在長距離傳輸當中一般不采用NRZ，而DPSK有較高的非線性容限，在長距離傳輸系統中明顯比傳統的強度調制格式有優勢，因而得到了廣泛的應用。在基于DPSK的調制格式中，RZ-DPSK具有較好的非線性容限，因而能更好地抑制非線性相位噪聲的影響，所以能傳輸更遠的距離。

3.結語

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1.1通過設計Mach-Zehnder調制器的偏置電壓可以產生強度和相位調制信號及RZ信號。其工作原理是利用兩個平行偏振的調相波合成實現調制功能[2]，其結構如圖1所示。在LiNbO3襯底上制造一對平行的條形波導，波導兩端各連接一個分支波導，構成調制臂，條形波導的中間和兩側各有一對表面電極。輸入的光信號分成兩束，分別進入Mach-Zehnder調制器的兩個調制臂，對兩個調制臂施加電壓后，波導的折射率隨電壓大小而變化，引起附加相移，使得兩束光在輸出端發生干涉。通過控制施加在調制臂上的電壓大小即可實現對光信號的調制。Mach-Zehnder調制器的調制公式如下。式中，Vπ代表調制器工作時光強由最大變為最小所需的開關電壓，又稱為半波電壓。

1.2NRZ碼與RZ碼光信號的碼型分為非歸零碼和歸零碼2種。NRZ是占空比為100%的碼型，通過對半導體激光器的外調制或直接調制即可產生NRZ碼，實現簡單。但NRZ碼受光纖非線性效應的影響較大，帶寬受器件特性的限制，在接收端容易出現誤碼，僅適于在低速率、短距離的系統中使用。目前，NRZ在光接入網和城域網中應用較為廣泛。NRZ碼的產生過程如圖2所示。RZ碼是指占空比小于100%的碼型，與NRZ碼相比，具有更大的非線性容忍度。根據占空比的不同，RZ碼型又可以分為占空比為33%的RZ33、占空比為50%的RZ50及占空比為67%的RZ67。RZ67信號由于抑制了載波，又稱載波抑制的歸零碼（CSRZ：carrier-suppressedreturn-to-zero）。目前，有兩種方法產生RZ信號：一種是通過對歸零脈沖源與信號的同步來產生RZ信號；另一種是產生NRZ信號后對其進行切割。第二種方法成本較低，且能夠產生各種占空比的歸零信號，因而應用較為廣泛。RZ碼由于信號占空比小，脈寬窄，在高速時分復用系統中有很大的優勢。圖3是RZ碼的產生過程。NRZ碼頻譜寬度較窄，適用于WDM系統。RZ碼在一個比特周期內的脈沖寬度較窄，平均光功率低，因而受非線性效應的影響較小，另外對偏振模色散（PMD：polarizationmodedispersion）的容忍度較好，適用于長距離傳輸系統。

2強度調制技術

強度調制技術采用光信號的振幅作為調制對象，即用有光信號通過代表二進制碼元‘1’，無光信號通過代表二進制碼元‘0’，因此又稱為開關鍵控（OOK：on-offkeying）調制格式。在發射端，通過強度調制器將電數據信號加載到光載波上，形成強度調制信號。OOK信號有2種生方案：1）采用內調制技術，利用電信號改變激光二極管的注入電流來實現有無光信號的輸出，生成‘0’碼和‘1’碼。2）采用外調制技術，利用電吸收調制器或Mach-Zehnder調制器產生強度調制信號。在接收端，采用直接檢測的方案，利用光電探測器將光信號轉變成電信號進行抽樣判決。設定判決閾值為‘1’碼光信號強度的一半，抽樣時刻電信號強度大于閾值則判為‘1’碼，否則判為‘0’碼，從而還原出數據信號。

3相位調制技術

相位調制技術通過調制器將所需要傳輸的電數據信號調制到光載波的相位上，即用0相位代表二進制碼元‘0’，用π相位代表二進制碼元‘1’，‘0’碼和‘1’碼信號的強度相同。在接收端，通過Mach-Zehnder延遲干涉儀將相位信號轉變為強度信號進行解調。相位調制技術在接收端普遍采用平衡檢測的方式，接收機靈敏度相比強度調制信號提高了一倍，因此相位調制信號可以傳輸更遠的距離。同時，由于接收機判決的閾值電平為零，與接收機輸入的光功率無關，因而相位調制信號相比強度調制信號而言，對光功率的變化具有更高的容忍度。此外，由于光功率均勻分布在相位調制信號的每個比特中，因而使得碼間串擾所導致的信號失真大大降低。這些優點，使得它在抗噪聲方面優于強度調制信號，已逐步取代強度調制信號成為光纖通信系統的主要調制格式。在相位調制格式中，目前應用較廣泛的是DPSK和DQPSK，實驗室中已經產生了D8PSK信號。

3.1DPSK調制格式DPSK是差分編碼的相位調制格式，它利用相鄰碼元之間的相位變化{0，π}來對載波信號進行調制。若數字信息為“0”，則前后碼元的相位保持不變，；若為“1”則前后碼元之間的相位差為π。電數據信號首先經過差分預編碼再進行相位調制。DPSK信號的發射機和接收機結構如圖4所示。在發射端，電數據信號首先經過差分預編碼后加載到調制器，將激光器射出的光信號調制成具有0、π相位的信號，式①是調制后的DPSK信號表達式，其中，是預編碼后的電信號：①在接收端，采用Mach-Zehnder延遲干涉儀將相位信號變成強度信號解調，延遲干涉儀的延遲時間設為一個比特周期。干涉相加和干涉相減的兩路光信號，在平衡探測器中轉變成電信號并相減，消去一部分噪聲。最后經抽樣判決，恢復出輸入的數據信號。與強度調制信號不同的是，相位調制信號的判決閾值為0，即無論進入判決器的電信號強度是多少，閾值始終不變，降低了光信號強度擾動對接收機的影響。與OOK信號相比，DPSK具有相同的比特率，但接收端卻提高了3dB的靈敏度，在相同的輸入功率下可以傳輸更遠的距離。

3.2DQPSK調制格式DPSK調制格式中每個符號僅能攜帶一個比特，近年來，DQPSK調制格式由于有2bit的容量而逐漸成為研究的熱點，并開始被商用。DQPSK又稱為差分正交相位調制。與DPSK一樣，DQPSK也是差分編碼的相位調制格式，它用相鄰碼元之間的相位差承載信息，每一種相位代表2bit的信息。DQPSK系統如圖5所示。輸入的電數據信號首先經過串并變換，變成兩路電信號，這兩路電信號經過差分預編碼，加載到DQPSK調制器的兩臂，將光信號調制成具有上述4種相位的信號。在接收端，采用兩個Mach-Zehnder延遲干涉儀將相位信號變成強度信號，再由兩個平衡探測器得到兩路電信號進行抽樣判決。判決后的兩路信號經并串變換后恢復出輸入數據。與OOK、DPSK等調制格式相比，DQPSK調制格式具有較窄的頻譜寬度和較高的頻譜利用率。研究表明，DQPSK信號對光纖的色度色散、非線性及偏振模色散等具有較大的容忍度。

3.3D8PSK調制格式D8PSK也是差分編碼的相位調制格式，它利用相鄰符號間的相位差。D8PSK信號的發射機和接收機結構如圖6所示。D8PSK信號可以通過在DQPSK調制器后再級聯一個制深度為π/4的相位調制器產生。將預編碼后的兩路信號分別加載到并聯的兩個Mach-Zehnder調制器上，另一路信號延遲1bit后加載到π/4的相位調制器上。在接收端，需要4個Mach-Zehnder延遲干涉儀和4個平衡探測器。將延遲干涉儀的相位延遲分別設定為，前兩個延遲干涉儀輸出的信號經判決后得到兩路信號，后兩個延遲干涉儀輸出的信號經判決后進行異或得到第三路信號。D8PSK調制格式與DPSK、DQPSK相比，具有更高的比特/符號率，同時非線性效應和PMD的容忍度更高。但由于預編碼及調制解調方案相對復雜，目前還處于實驗階段。

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