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光纤特性及传输实验论文

请以“论光纤通信技术的特点和发展趋势”为题目写一篇论文,字数...

发一篇给你,结合你自己的实际情况适当加工一下即可。

光通信从一开始就是为传送基于电路交换的信息的,所以客户信号一般是TDM的连续码流,如PDH、SDH等。

随着计算机网络,特别是互联网的发展,数据信息的传送量越来越大,客户信号中基于分组交换的分组信号的比例逐步增加。

分组信号与连续码流的特点完全不同,它具有随机性、突发性,因此如何传送这一类信号,就成为光通信技术要解决的重点。

另外,传送数据信号的光收发模块及设备系统与传统的传送连续码流的光收发模块及设备系统是有很大区别的。

在接入网中,所实现的系统即为ATM-PON、EPON或GPON等。

在核心网,实现IP等数据信号在光层(包括在波分复用系统)的直接承载,就是大家熟知的IP over Optical的技术。

由于SDH系统的良好特性及已有的大量资源,可充分利用原有的SDH系统来传送数据信号。

起初只考虑了对ATM的承载,后来,通过SDH网络承载的数据信号的类型越来越多,例如FR、ATM、IP、10M-baseT、FE、GE、10GE、DDN、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等。

于是,人们提出了许多将IP等信号送进SDH虚容器VC的方法,起初是先将IP或Ethernet装进ATM,然后再映射进SDH传输,即IP/Ethernet over ATM,再over SDH。

后来,又把中间过程省去,直接将IP或Ethernet送到SDH,如PPP、LAPS、SDL、GFP等,即IP over SDH、POS或EOS。

不断增加的信道容量 光通信系统能从PDH发展到SDH,从155Mb/s发展到10Gb/s,近来,40GB/s已实现商品化。

同时,还正在探讨更大容量的系统,如160Gb/s(单波道)系统已在实验室研制开发成功,正在考虑为其制定标准。

此外,利用波分复用等信道复用技术,还可以将系统容量进一步提高。

目前32*10Gb/s(即320Gb/s)的DWDM系统已普遍应用,160*10Gb/s(即1.6Tb/s)的系统也投入了商用,实验室中超过10Tb/s的系统已在多家公司开发出来。

光时分复用OTDM、孤子技术等已有很大进展。

毫无疑问,这些对于骨干网的传输是非常有利的。

信号超长距离的传输 从宏观来说,对光纤传输的要求当然是传输距离越远越好,所有研究光纤通信技术的机构,都在这方面下了很大工夫。

特别是在光纤放大器出现以后,这方面的记录接连不断。

不仅每个跨距的长度不断增加,例如,由当初的20km、40km,最多为80km,增加到120km、160km。

而且,总的无再生中继距离也在不断增加,如从600km左右增加到3000km、4000km。

从技术的角度看,光纤放大器其在拉曼光纤放大器的出现,为增大无再生中继距离创造了条件。

同时,采用有利于长距离传送的线路编码,如RZ或CS-RZ码;采用FEC、EFEC或SFEC等技术提高接收灵敏度;用色散补偿和PMD补偿技术解决光通道代价和选用合适的光纤及光器件等措施,已经可以实现超过STM-64或基于10Gb/s的DWDM系统,4000km无电再生中继器的超长距离传输。

光传输与交换技术的融合 随着对光通信的需求由骨干网逐步向城域网转移,光传输逐渐靠近业务节点。

在应用中人们觉得光通信仅仅作为一种传输手段尚未能完全适应城域网的需要。

作为业务节点,比较靠近用户,特别对于数据业务的用户,希望光通信既能提供传输功能,又能提供多种业务的接入功能。

这样的光通信技术实际上可以看作是传输与交换的融合。

目前已广泛使用的基于SDH的多业务传送平台MSTP,就是一个典型的实例。

基于SDH的MSTP是指在SDH的平台上,同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入处理和传送,提供统一网管的多业务节点设备。

实际上,有些MSTP设备除了提供上述业务外,还可以提供FR、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等众多类型的业务。

除了基于SDH的MSTP之外,还可以有基于WDM的MSTP。

实际上是将WDM的每个波道分别用作各个业务的通道,即可以用透传的方式,也可以支持各种业务的接入处理,如在FE、GE等端口中嵌入以太网2层甚至3层交换功能等,使WDM系统不仅仅具有传送能力,而且具有业务提供能力。

进一步在光层网络中,将传输与交换功能相结合的结果,则导出了自动交换光网络ASON的概念。

ASON除了原有的光传送平面和管理平面之外,还增加了控制平面,除了能实现原来光传送网的固定型连接(硬连接)外,在信令的控制下,还可以实现交换的连接(软连接)和混合连接。

即除了传送功能外,还有交换功能。

互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势 近年来,随着互联网的迅猛发展,IP业务呈现爆炸式增长。

预测表明,IP将承载包括语音、图像、数据等在内的多种业务,构成未来信息网络的基础;同时以WDM为核心、以智能化光网络(ION)为目标的光传送网进一步将控制信令引入光层,满足未来网络对多粒度信息交换的需求,提高资源利用率和组网应用的灵活性。

因此如何构建能够有效支持IP业务的下一代光网络已成为人们广泛关注的热点之一。

对承载业务的光网络而言,下一步面临的主要问题不仅仅是要求超大容量和宽带接入等明显需求,还需要光层能够提供更高的智能性和在光节点上实现光交换,其目的是通...

光纤传输的传输特性

光缆不易分支,因为传输的是光信号,所以一般用于点到点的连接。

光的总线拓扑结构的实验性多点系统已经建成,但是价格还太贵。

原则上,由光纤功率损失小、衰减少,有较大的带宽潜力,因此,一般光纤能够支持的接头数比双绞线或同轴电缆多得多。

低价可靠的发送器为0.85um波长发光二极管LED,能支持100Mbps的传输率和1.5~2KM范围内的局域网。

激光二极管的发送器成本较高,且不能满足百万小时寿命的要求。

运行在0.85um波长的发光二极管检波器PIN也是低价的接收器。

雪崩光二极管的信号增益比PIN大,但要用20~50V的电源,而PIN检波器只需用5V电源。

如果要达到更远距离和更高速率,则可用1.3um波长的系统,这种系统衰减很小,但要比0.85um波长系统贵源。

另外,与之配套的光纤连接器也很重要,要求每个连接器的连接损耗低于25dB,易于安装,价格较低。

光纤的芯子和孔径愈大,从发光二极管LED接收的光愈多,其性能就愈好。

芯子直径为100um,包层直径为140um 的光纤,可提供相当好的性能。

其接收的光能比62.5/125um光纤的多4dB,比50/125um光纤多8.5dB。

运行在0.8um波长的光纤衰减为6dB/Km,运行在1.3um波长的光纤衰减为4dB/Km。

0.8um的光纤频宽为150MHz/Km,1.3um的光纤频宽为500MHz/Km。

综合布线系统中,主干线使用光纤做为传输介质是十分合适的,而且是必要的。

采用一种光波波分复用技术WDM(WAVELENGTH DIVISION MULTI-PLEXING),可以在一条线路上复用、发送、传输多个位,一般按一个字节八位并行传输,对每个位流使用不同的波长,所以它所需的支持电路可在低速率下运行。

WDM的光纤链路适合于字节宽度的设备接口,是一种新的数据传输系统。

[1]

光纤通信论文

光纤通信在配电网自动化上的应用 论文1前言 随着国家经济的发展和人民生活水平的提高,人们对电力的需求日益增长,同时对供电的可靠性和供电质量提出了更高的要求。

配网馈线自动化是配网系统提高供电可靠性最直接有效的技术手段之一。

在近几年国家加大了对城网和农网的改造,国内各大供电局对配电网自动化的投入也在加大。

在配网自动化实现的过程中,我们发现通信问题是一个难点问题。

在此,仅就光纤通信在配网自动化方面的应用谈一点认识和体会。

2配电网自动化对通信的要求 同调度SCADA系统一样,配电自动化系统也需要一个有效的通信网,同时他有自己的特点:终端数量极多。

配网系统拥有众多的开闭所、配电变压器、柱上断路器,要对这些设备进行监控就需要许多FTU和TTU,同时这些FTU随配电设备安装,地域分布广,通讯节点分散。

配网自动化系统的规模、复杂程度和自动化程度决定了通信系统应满足下述要求:(1)可靠性:配网系统的通信设备有很多暴露在室外,环境恶劣,因此必须能够抵御高温、低温、日晒、雨淋、风雪、冰雹和雷电等自然环境的侵袭。

同时,尽量避免各种电磁干扰,保证长期稳定可靠地工作,并要求在线路停电时,通信系统仍能正常工作。

(2)经济性:考虑到配电网系统的总体经济效益,通信系统的投资不应过大,力争充分利用现有的主网通信资源,进行主、配网整体规划,避免重复投资。

(3)寻址量大:通信系统不仅要考虑目前及未来的数据传输的需要,还要考虑系统升级的要求。

(4)双向通信:配网自动化要实现遥测、遥信、遥控功能,就必须要求具有双向通信能力。

(5)容易操作和免维护。

根据以上的要求,伴随着光纤价格的下降,目前,光纤通信正广泛地应用于电力系统。

3光纤通信 自激光器和低损耗光纤问世以来,光纤通信系统以其技术、经济上无可比拟的优越性而迅速崛起,并风靡全球。

该系统是以光纤为传输介质,以光为载波信号传递信息的通信系统,应用的光波波长为1.0~1.μm靘,整个系统由电端机、光端机、光缆和中继器构成。

光纤可分为单模光纤(SMF)、多模光纤(MMF)、长波长低射散光纤(LMF)、保偏光纤(PMF)及塑料光纤(POF)等很多种;常用的为单模和多模光纤,多模光纤就是传输多个光波模式,而单模光纤只传输一个光波模式。

单模光纤比多模光纤传输距离长,目前一般地,光信号在多模光纤内可传6km左右,在单模光纤内可传30km。

因此,单模光设备的价格要高于多模光设备。

实用的光纤通常都是由多根光纤、加强芯、保护材料、固定材料等组合成光缆构成的传输线。

光纤MODEM可完成光信号与数字信号之间的相互转换。

光纤MODEM一般有一个以上的数据口用以传递同步或异步信号。

通信速率可达到2Mbps或更高,配网常用的通信速率一般为同步N*64K或异步19200bps以下。

故足以满足配网通信的需要,光纤MODEM的连接示意图如下:另外,还有一种光纤MODEM具有双环自愈功能。

这一功能使通信的可靠性大大增强。

其功能示意图如图2所示:图2(I)中,A,B,C三点是通过自愈光MODEM实现的双环网,若在D点发生故障,则如图2(II)所示,光路在A站和C站愈合(环回),使通信不受影响,同时向主站发出相应的告警及定位信号,使维修人员及时修复故障段光缆。

4光纤通信的特点 光纤通信具有通信容量大,衰减小,不怕雷击,抗电磁干扰、抗腐蚀、保密性好、可靠性高、敷设方便等优点,不过投资费用相对较高,尤其对于城区内直埋式电缆线路的光纤敷设,施工费用将更大。

5光纤通信在配电网上的实现方案 光纤通信的组网方式非常灵活,可以构架成星型、链型、树状、网状、单纤网、双纤网、环上多分支、多环相交、多环相切等各种拓扑结构的网络。

根据配电自动化系统的特点,光纤网通常需组成环型网,并与计算机局域网连接,实现数据共享。

常用的组网方式如图3所示。

图3中:“S”表示网络服务器,“W1、W2、Wn”表示工作站,“b”表示变电所,“k”表示开闭所,“T”表示配电变压器。

实际工程设计中,充分考虑到电力通信专网拓扑结构的复杂性,SDH传输系统可以采用多达126个E1(2M口)全交叉连接和双主光环+多光分支的设计思想。

基本构架为1~3个SDH/STM-1双纤自愈环相交或相切,而且在需要时,可通过更换光卡的方式在线升级为SDH/STM-4。

如果局调度中心局域网位于网络地理中心,建议设计为相切环,以调度中心为切点,如图4所示;如果局调度中心局域网偏离网络地理中心,建议设计为相交环,由于调度中心不在交点,为了环间可靠转接,各环相交至少两点,互为保护路由,如图5所示。

6结束语 在实际的配网自动化的通信系统,必须构建一个成本低、收效高的双向通信系统,用可以接受的费用在可靠性和信息流量方面提供非常高的性能。

同时,由于配电网自动化系统所要完成的功能太多而系统复杂,采用单一的通信系统来满足所有的功能需要是不现实的,也是不经济的。

因此,在配电网自动化系统中,要应用多种通信方式,按综合的经济技术指标而选取其中最优的组合。

在电力系统中较常用的通信方式还有一点多址数...

无线电通信的毕业论文

近来有人对光纤通信的发展情景,有些困惑。

其一,在2000年IT行业的泡沫,使光纤通信的生产规模投入过大,生产过剩,IT行业中许多小公司倒闭。

特别是光纤,国外对中国倾销。

其二,有人认为:光纤通信的传输能力已经达到10Tbps,几乎用不完,而且现在大干线已经建设得差不多,埋地的剩余光纤还很多,光纤通信技术不需要更多的发展。

笔者认为,光纤通信技术尚有很大的发展空间,今后会有很大的需求和市场。

主要是:光纤到家庭FTTH、光交换和集成光电子器件方面会有较大的发展。

在此主要讨论光纤通信的发展趋势和市场。

光纤通信的发展趋势 1、光纤到家庭(FTTH)的发展 FTTH可向用户提供极丰富的带宽,所以一直被认为是理想的接入方式,对于实现信息社会有重要作用,还需要大规模推广和建设。

FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2~3倍。

过去由于FTTH成本高,缺少宽带视频业务和宽带内容等原因,使FTTH还未能提到日程上来,只有少量的试验。

近来,由于光电子器件的进步,光收发模块和光纤的价格大大降低;加上宽带内容有所缓解,都加速了FTTH的实用化进程。

发达国家对FTTH的看法不完全相同:美国AT&T认为FTTH市场较小,在0F62003宣称:FTTH在20-50年后才有市场。

美国运行商Verizon和Sprint比较积极,要在10—12年内采用FTTH改造网络。

日本NTT发展FTTH最早,现在已经有近200万用户。

目前中国FTTH处于试点阶段。

◆FTTH[遇到的挑战:现在广泛采用的ADSL技术提供宽带业务尚有一定优势。

与FTTH相比:①价格便宜②利用原有铜线网使工程建设简单③对于目前1Mbps—500kbps影视节目的传输可满足需求。

FTTH目前大量推广受制约。

对于不久的将来要发展的宽带业务,如:网上教育,网上办公,会议电视,网上游戏,远程诊疗等双向业务和HDTV高清数字电视,上下行传输不对称的业务,AD8L就难以满足。

尤其是HDTV,经过压缩,目前其传输速率尚需19.2Mbps。

正在用H.264技术开发,可压缩到5~6Mbps。

通常认为对QOS有所保证的ADSL的最高传输速串是2Mbps,仍难以传输HDTV。

可以认为HDTV是FTTH的主要推动力。

即HDTV业务到来时,非FTTH不可。

◆ FTTH的解决方案:通常有P2P点对点和PON无源光网络两大类。

F2P方案一一优点:各用户独立传输,互不影响,体制变动灵活;可以采用廉价的低速光电子模块;传输距离长。

缺点:为了减少用户直接到局的光纤和管道,需要在用户区安置1个汇总用户的有源节点。

PON方案——优点:无源网络维护简单;原则上可以节省光电子器件和光纤。

缺点:需要采用昂贵的高速光电子模块;需要采用区分用户距离不同的电子模块,以避免各用户上行信号互相冲突;传输距离受PON分比而缩短;各用户的下行带宽互相占用,如果用户带宽得不到保证时,不单是要网络扩容,还需要更换PON和更换用户模块来解决。

(按照目前市场价格,PEP比PON经济)。

PON有多种,一般有如下几种:(1)APON:即ATM-PON,适合ATM交换网络。

(2)BPON:即宽带的PON。

(3)OPON:采用通用帧处理的OFP-PON。

(4)EPON:采用以太网技术的PON,0EPON是千兆毕以太网的PON。

(5)WDM-PON:采用波分复用来区分用户的PON,由于用户与波长有关,使维护不便,在FTTH中很少采用。

发达国家发展FTTH的计划和技术方案,根据各国具体情况有所不同。

美国主要采用A-PON,因为ATM交换在美国应用广泛。

日本NTT有一个B-FLETts计划,采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多种技术。

SCM-PON:是采用副载波调制作为多信道复用的PON。

中国ATM使用远比STM的SDH少,一般不考虑APON。

我们可以考虑的是P2P、GPON和EPON。

P2P方案的优缺点前面已经说过,目前比较经济,使用灵活,传输距离远等;宜采用。

而比较GPON和EPON,各有利弊。

GPON:采用GFP技术网络效率高;可以有电话,适合SDH网络,与IP结合没有EPON好,但目前GPON技术不很成熟。

EPON:与IP结合好,可用户电话,如用电话需要借助lAD技术。

目前,中国的FTTH试点采用EPON比较多。

FTTH技术方案的采用,还需要根据用户的具体情况不同而不同。

近来,无线接入技术发展迅速。

可用作WLAN的IEEE802.11g协议,传输带宽可达54Mbps,覆盖范围达100米以上,目前已可商用。

如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输,包括:上下行数据和点播电视VOD的上行数据,对于一般用户其上行不大,IEEES02.11g是可以满足的。

而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输,当然在需要时也可包含一些下行数据。

这就形成“光纤到家庭+无线接入”(FTTH+无线接入)的家庭网络。

这种家庭网络,如果采用PON,就特别简单,因为此PON无上行信号,就不需要测距的电子模块,成本大大降低,维护简单。

如果,所属PON的用户群体,被无线城域网WiMAX(1EEE802.16)覆盖而可利用,那么可不必建设专用的WLAN。

接入网采用无线是趋势,但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑,与FTTH相差无几。

FTTH+无线接入是未来的发...

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