測試方法發展下的光纖通信論文

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1光纖的幾個類型

隨著科技的發展，光纖種類越來越多，在這里我們只討論信息傳輸地波導，是利用高純度的石英精工制做而成的細小光纖，一般使用的光纖分三種基本的類型，主要有：突變型地多模光纖、漸變型地多模光纖以及單模地光纖這三種。突變型地多模光纖地纖芯直徑一般多為50—80um。光線是以折線的形狀沿著纖芯的中心軸地方向傳輸，其特點就是得到的信號畸會變大。漸變型地多模光纖纖芯直徑一般為20~50微米，光信號是以正弦形狀傳播，它的特點就是信號畸會變小。單模地光纖的纖芯直徑一般只有8-10微米，光信號是直線形狀傳播的，它的光信號畸變是很小的。而為了調整信號工作波長或著改善其色散的特性，還可以設計特種的單模光纖，其中常用的方法有三種：三角形芯光纖、雙層光纖和橢圓芯形光纖。雙層光纖的分布像W形，因此又被稱為W型光纖。這種光纖它有兩個包層，其中內包層的直徑為20微米，適當的選取光纖纖芯，外包層以及內包層折射率分別為a1、a2、a3，調整a值，可以得到在1.3~1.6微米間光色散變化是非常小的色散光纖。三角芯形光纖其折射率的分布成三角形，是一改進的色散為光纖的，三角芯形光纖在1.55微米有微量的色散。橢圓芯形光纖其折射率的分布成橢圓形，橢圓芯形光纖具備強雙折射的特性。橢圓芯形光纖雙折射特性能力能使光保持原有的偏振狀態。這些特征都不盡相同的光纖光芯，他們的用途也都不盡相同。

2光纖通信中的測試方法的原理及其存在的局限性

如今的光纖通信高薪技術是從光通信中拓展出來的，它已經變成了現代通信幾個主要的支柱之一。這個光纖通信是通過光波當做信息傳遞載體，是以光纖纖體作傳輸媒介的新型通信方式。通信傳輸容量大，并且傳輸距離遠，損耗非常小。不但中繼距離長，而且抗電磁干擾性能好，還有保密性能好等諸多優點。光纖通信的應用領域范圍很廣泛，主要包含通信網還有因特網中的計算機運用的局域網以及廣域網等。如今在光纖通信被廣泛應用的大環境下，對光纖材質等各方面的研究也顯得越來越重要。從國外的某些公司提出來的使用光纖進行遠程測試的方案中發現，想把光纖的監測成本降低的同時，還要能反映出光纜接近九成以上的，那么就要將一根光纜中兩到三條的單獨光纖作為監測檢驗的光纖才行。依靠這個理論發展而來的檢測系統有以下兩個類別，如下。第一代檢測系統：這套系統的構成中含有一臺OTDR設備、一個可控制多個鏈接條路的公用OTDR開關，還有一臺控制全部設備的終端電腦。在正常的情況下，可以使用一般的電話網絡調制解調器的控制器來管理使用OTDR，這種方法是通過自動性質的周期性測量來分析故障的，從而進行檢測故障或者是特性特點，這種方法的不足之處是缺乏實時性，不能及時檢查到故障的發生，而對于系統來說，要不停地進行OTDR設備的啟動和開關的操作，這樣一直下去會嚴重地縮減機器的使用壽命。第二代檢測系統：這個第二代系統的硬件組成成分和第一代是基本相同的，它們的主要區別就在于軟件的組成部分和在線的相關光纖測試工作。在這個系統進行測試時，使用的是將必要的中心遙控檢測與必要的周期性質的循環檢測相結合的辦法。而在其他的時間，OTDR的檢測設備和光開關是不會有啟動等相關操作的，若在某一根光纜檢驗報告中沒有檢測纖的相關報告，那么它就會使操控光開關把這條監測纖的檢測光路開啟，若是出現故障，則會由WDM技術將鏈路的損耗增加。光纜檢驗測試網這一光傳輸的初期開發而生的應用系統仍然存在著一些缺陷：光纜監驗測試網檢測的準確度以及光的中繼長度還與OTDR的動態大小范圍相關；檢測系統能夠測驗到光纜的故障之處，但對光纖的特性和優劣性無法進行檢測。因為光纜的故障原因并非都是由光纜的阻斷造成的，其中的外力作用也是不可小覷的，還有的就是光纜的續借更是一個再重要不過的原因，這也就是為什么系統的檢測并不能完全的發揮作用，我們可以發現：光纖的研究過程歷經階躍多模光纖、梯度多模光纖以及單模光纖這三個階段，而其帶寬的范圍也從幾十MHZ發展到幾百GHZ。對于檢測系統的研發與建設，為了系統傳輸的容量和距離的提升，將無人中繼站的數量減少，檢測系統擴充了大量的SDH系統，其波長為1550nm、中繼距離為80KM。在ITU-T給出的設計草案中，并沒有給出使用遠程光纖進行檢測的建議，因為沒有標準系統軟件的支持也沒有用戶接口和進行硬件測量的通道；但是在CCITT給出的設計草案中，他們提出了電信管理網絡這一新概念，其中包含了人性化的管理、維護、計算、配置和安全這五個功能系統領域。

3光纖通信中的新測試技術

3.1建立于OTDR基礎的光纖測試技術

基于OTDR系統的光纖測驗技術的原理是將測試光纖里面向后的散射對光的消耗來進行測試的技術手段，是國際上最早被研發出來的測驗手段，同樣也是最快發展到商務行業領域的。經過二十幾年的發展，在原有的基礎上，根據光纖通信在現階段發展中的新要求，這種測驗技術在性能和功能上都有了很大的進步：（1）單模光纖的波長是從1310微米以及1550微米開始，逐漸地向其他的波長延伸，從而獲得了更多的波長，例如說，全波光纖其低水峰的廣播性質而配置的1400微米波長，為L波段和U波段光纖專屬配置了1625微米的波長。（2）可以同時對多根光纖進行測驗，其硬件搭配為OTDR原有的配件以及光開關。（3）并且配備了比較強大的數據存儲的功能，在這種情況下檢測系統就可實現全自動乃至一鍵式的測驗了，其過程時間也將由原來的30s以上驟減至ns級。（4）該檢測系統對目標的功能進行了一定的拓展開發，重點方向落在了開發偏振OTDR系統即POT-DR系統之上，其基本原理是在光纖的檢測端口上裝配好需要的原件后，利用可調波長的光源，就可分析出光纖長度上PMD具體的分布情況了。

3.2對多模光纖中差分模延遲光纖的檢測技術

近幾年來，10GB/s的以太網中，多模光纖和垂直腔面的發射激光器在注入到光纖的檢測中后的檢測結果不是很理想，原因是它并不能準確地測試出VCSEL系統在實際工作中的帶寬以及性能，而這之前若使用LED則不會出現這些問題，VCSEL在工作時，輻射比較小，因此在其實際的應用中和檢測的條件之間還是存在著一定的偏差，因此為了改善這種情況的發生，DMD系統的檢測能加以完善，更改其檢測的條件是：使用單模尾纖，MFD是5m，并且光脈沖的寬度為0.5ns，光測驗的響應帶寬將會大于5GHz，光纖各端面掃描的定位精度將會小于0.5m。檢測的原理是：將單模尾纖中的輸出光纖在被測試的多模光纖端面上進行徑向的逐點分析掃描，掃描過后進行注入操作，然后在輸出端可進行逐個測量，但要注意的是，在逐點注入的時候會對應到不同的模式中，所以測量時的延時誤差也要對應到相應的正確模式。

3.3網絡檢測技術

由于光纖傳輸的信息具有帶寬的優勢，所有光纖系統作主干網的通信網近幾年發展迅猛，全世界越來越多的企業建立并積極升級了以局域網為中心的計算機通信網絡，在局域網中又以以太網占據大多數。因此用于以太網、令牌網、千兆以太網和ATM系統等網絡檢測設備也因此在不斷的產生。在通信網絡研制開發、工程安裝和日常運行過程中的維護檢測中都會使用到網絡檢測儀。而比較常用的網絡檢測儀包括局域網檢測儀、廣域網檢測儀和一些協議分析儀。這些檢測儀器都能夠對光纖通信進行準確而有效的監測和管理，它可以檢測通信網絡中各處節點的流量數據情況，也可以對各種網絡設備。例如：路由器、工作站、交換機等的性能進行檢測。經常能用到的協議分析儀和其他設備的性能監測儀大多都是輸入/輸出型的器件，而在進行實際檢測時這些儀器也并不會影響到通信網絡的流量情況。僅僅會對所需要的數據進行監測和捕獲的分析。對于光纖主干網絡的性能進行測量的內容，主要包括數據的速率、數據誤碼的條件、通信鏈路的利用率等內容。在網絡測試的儀器中有數據濾波器，它可以用來檢測一些具有特殊命令并可以進行響應，同時也提供可選擇觸發條件，可以避免在高速的運行狀態下，磁盤上會存儲太多無用數據。目前的網絡測試儀正向著多功能、智能化、小型化發展，以方便在現場施工及日常維護中更加地容易使用。

4光纖測試方法的發展趨勢

現在用到遠程的光纖測試系統其測試設備主要為OTDR原有設備，和電信管理的網絡不能做到兼容，由此看來，光纖的檢測系統一方面要朝著和TMN兼容方向發展，同時還要增設功率計以及錯誤比特檢測儀等儀器，并且要增加定時或持續測量、故障的定位、參數的傳輸、自動報警等基本拓展功能，這樣才能比較好地彌補檢測系統中的缺點。

5結語

今后的光纖通信檢測的方法會隨著科技的進步不斷的進行變換、發展和完善。隨著當前光纖通信、數字通信以及移動通信技術的加速發展，以測試通信系統中的各種參數作為目的的各種通信分析儀表器也在不斷的出現，基本上能夠滿足通信設備在測試上的要求。這些測試儀表器的共同特點就是通過測量光纖通信系統中的某些主要指標得到的基本參數，從而將這些基本參數進行一定運算處理并且經過分析，而得到通信系統所需的一些指標參數，對光纖通信系統的參數的測試方法將逐漸由基本測試向通信系統測試方向發展。

作者：包行太張愛杰工作單位：中國聯合網絡通信集團有限公司煙臺市分公司