序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇光纖技術論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

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關鍵詞：光纖直放站覆蓋技術傳輸距離

引言

隨著移動通信的高速發展，客戶對網絡服務質量的要求不斷提高，運營商之間競爭日益激烈。而對公路隧道實現全線覆蓋是運營商提高網絡質量的一個重要環節，也是提高綜合競爭力的一個有力手段。

建設CDMA、GSM直放站可快速提高網絡質量。直放站從傳輸方式來分有無線直放站、光纖直放站和移頻直放站。其中，光纖直放站運用的歷史較短，但與其他直放站相比較，它有自己獨特的優勢，光纖直放站信號純凈，衰減度小，信號傳輸不受地理氣候的限制，而且隨著光器件價格的降低，產品不斷成熟，在網絡中的運用不斷增多。

一、光纖直放站的工作原理

光纖直放站主要由中繼端機（或近端機，在基站機房內耦合信號）、光傳輸網絡、遠端機和天線系統組成。

中繼端機將基站射頻信號耦合下來，并將射頻信號轉換成光信號；

光傳輸網絡將信號傳送到遠端；

遠端機主要包括雙工濾波器（Duplex）、低噪聲放大器（LNA-lownoiseamplifier）、功率放大器（PA-poweramplifier）、光端機等設備，將射頻信號從光信號中解調出來，并濾波、放大；

用戶天線用于覆蓋區的信號發射和接收，可采用全向或定向天線。

前向放大器放大基站至移動臺的下行信號（前向信號），反向放大器放大移動臺至基站的上行信號（反向信號），由于上下行信號頻率相差很大即雙工間隔很大（如GSM900、CDMA800的雙工間隔為45MHz），可利用雙工濾波器和前端濾波器方便地將兩路信號分開。

二、光纖直放站特點

光纖直放站與無線直放站的最大區別在于施主基站信號的傳輸方式上，光纖直放站是通過光纖進行傳輸，而無線直放站通過空間傳播。因此，光纖直放站具有以下特點：①輸出信號頻率與輸入信號頻率相同，透明信道。②覆蓋區天線可根據地形情況選擇全向或定向天線。③不存在無線直放站收發隔離問題，選址方便。④光纖中繼端與近端機距離不超過20公里。

三、光纖直放站在公路隧道覆蓋中的建設問題

由于公路隧道具有地形復雜，信源獲取困難以及覆蓋區域狹長，信號波動損耗都較大等特點；因此需要根據實際環境進行勘測設計，靈活組網規劃；基于公路隧道的特點，光纖直放站因具有設計和施工靈活且覆蓋效果好，工作穩定等優點，所以在公路隧道中有很好的應用?？蓮囊韵聨讉€方面來進行探討。

3.1傳輸距離的要求光纖直放站的傳輸距離最大可達15公里，因此對于一般的狹長的隧道，只要不超過改傳輸距離，就可以使用光纖直放站來進行覆蓋。

3.2信源的選取因為信源的選取直接關系到整體覆蓋效果。因此要保證施主基站有話務容量冗余可以負擔光纖直放站覆蓋區域內的話務量。若在隧道口附近無信源可取或隧道較長，利用耦合器從基站耦合信號到近端機，近端機將射頻信號轉化為光信號，通過光纜將光信號送到遠端機，遠端機將光信號轉化為射頻信號同時放大信號將其饋送到天線。根據覆蓋距離及近端機拖帶遠端機能力和對基站的噪聲影響，來確定遠端機數量。

3.3供電方式對于公路隧道，一般建設在較偏遠的山區，電源不太穩定甚至沒有電源提供，因此可以利用太陽能供電系統供電，但是如果是在有電源提供的地區可直接利用220V交流電供電。

3.4監控系統公路隧道在偏遠地區，故在維護上有很大的困難。監控系統能對其進行參數設置、調整，在網絡維護方面起了非常重要的作用，是必不可少的一項補充。

四、光纖直放站在某隧道網絡覆蓋中的應用實例

4.1工程概況某隧道隧道全長820米，雙洞單向兩車道，隧道頂高約6米，隧道內信號電平小于-100dBm，隧道東側隧道口到轉彎處約1000米路段信號電平在-90dBm至-98dBm之間，通話質量差。

4.2解決方案為了解決該隧道的覆蓋問題，采用無線接入光纖直放站，兩隧道內分別采用八木天線進行覆蓋，隧道外采用拋物面天線，而利用隧道頂遮擋來解決隔離度問題。系統平面圖如下：

4.3測試結果該隧道開通后檢測結果為公路隧道內、隧道外網絡信號電平值≥-85dBm左右，通話質量RxQual90%區域以上0級，切換成功率＞99%，掉話率＜1%，擴大基站覆蓋范圍，對基站參數指標無任何影響。

五、結束語

光纖直放站相對于無線直放站來說，成本相對較高，而且需要敷設光纖。但正如本文第2點所闡述，與無線直放站相比，光纖直放站有著無可比擬的優點，光纖直放站一般可獲得80dB以上的增益，主要完成為離基站較遠的村鎮、公路、廠礦、旅游區等地域的覆蓋。該系統具有建站速度快、工程投資低，見效快等優點，具有極高的性價比。

參考文獻：

[1]韋惠民等.蜂窩移動通信技術.西安：西安電子科技大學出版社.2002.

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隨著科學技術的日新月異，互聯網的大數據、云計算、平臺、移動互聯網將人類帶入了高速的信息時代，互聯網和通信方式改變著人們的生活、工作方式，通信方式發生了質的飛躍。同時，人們對通信系統的傳輸性能，也提出了更高的要求。通信方式從電纜通信、微波通信、光纖通信，再到目前的研究熱點高速光纖通信。光纖通信是三大支柱通信方式的主體。光纖通信系統，顧名思義，是利用光作為載波、以光纖作為傳輸媒介進行傳輸信息的通信系統，光纖實際上是一種極細的光導纖維，由純度很高的玻璃拉制而成。普通光纖通信的傳輸速率一般是10Gb/s，高速光纖通信的傳輸速率可達到40Gb/s、160Gb/s甚至更高。事實上，在光纖通信的不同發展階段，高速的含義是不同的。目前通常把STM-16等級以上的系統稱為高速光纖通信系統，也有人稱之為超高速光纖通信系統。光纖通信作為當前三大通信方式的主體，有著較為明顯的優勢：光纖通信的頻帶較寬，可用帶寬約50000GHz，容量大可同時傳輸更多的路數；光纖通信比任何的傳輸都具有更小的損耗，損耗小帶來的直接好處就是中繼距離長，傳輸穩定可靠；另外抗電磁干擾性強、保密性好。

2高速光纖通信系統面臨的挑戰

高速光纖通信系統快速發展，并得到廣泛應用的同時，也存在著一些問題。比如光信噪比（OSNR），OSNR是光纖信號與噪聲的比值，OSNR的大小直接影響傳輸信號質量的優劣，OSNR過大，傳輸距離會相應減小。另外，色散、非線性效應等問題也是影響高速光纖通信傳輸的主要因素。色散會使脈沖展寬、強度降低，增大誤碼率，信號畸變失真，直接降低通信質量。色散一般分為兩類：群速度色散和偏振模色散（PMD）。群速度色散和偏振模色散效應對系統的傳輸性能、傳輸速率和傳輸距離都會有明顯的損害。PMD的問題在以往的光纖傳輸中就存在，傳輸速率越高，PMD的影響也越加明顯。光纖傳輸的衰減、消耗和色散與光纖長度為線性關系，光纖的帶寬與光纖長度為非線性關系，這一非線性關系即為非線性效應。非線性效應分為散射效應、與折射密切相關的自相位調制SPM、交叉相位調制XPM和四波混頻效應FWM，其中XPM和FWM對系統影響較為嚴重。因此，研究OSNR、色散和非線性效應問題是解決高速光纖通信系統高質量傳輸的關鍵技術。

3高速光纖通信系統的關鍵技術

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1.1光纖通信系統概述光纖通信系統以光纖為傳輸介質，主要由數據源、光發送端、光學信道、光接收機等。其中，數據源中包括所有數據、語音業務經過信道編碼形成的信號；光發送機將信號變成適合在光學信道上傳輸的光信號，并從中提取信息，轉換成電信號，最后得到相應的語音、數據等信息。如圖2所示為光纖通信系統結構示意圖。1970年，美國康寧公司研發出世界上首根套層光纖，其損耗率為20db/km，它使得光纖通信成為可能。1975年，貝爾實驗室開展世界上第一次光纖點到點的通信試驗。1977年，貝爾實驗室和日本電報電話公司同時研制成功壽命在10年左右的半導體激光器，使得光纖通信步入實用化階段。同年，美國興建起世界首個光纖通信系統，傳輸速率為45MB/s，通信窗口為850nm。經過三四十年的發展，光纖通信有了巨大進步和革新，尤其是在上世紀90年代，光纖通信系統迎來其發展高峰期，大量的技術和設備被研發出來，解決了線路中的電子瓶頸，通信窗口也迅速移到1550nm。到今天，光波分復用技術的發明又為光纖通信系統帶來新的發展面貌。

1.2在光纖通信系統中的應用第一，在接入網中的應用。光纖接入網的接入方式可分為無源接入和有源接入兩種，其中，無源光網絡是一種非常優質的接入方式，具有低成本、光纖少、中心局終端少、雷電影響小、電磁干擾少等優點，后期的運營維護成本也較少，其擴展性強，能隨著技術的發展而升級改造。帶寬大、傳輸距離可達20km。正是由于諸多的優點無源光網絡接入方式成為光纖接入網的首選接入方式，其中，上行接入技術乃技術關鍵點和難點，不能采用以往的以太網CSMA/CD媒體接入控制方式進行上行接入，可以將光波分復用技術應用到其中，進行上行接入。基于光波分復用技術的波分多址上行接入方式以波長為用戶端ONU的標識，實現上行接入，具有較大的帶寬，能充分利用光纖的大帶寬，實現對稱寬帶接入。同時，該種接入方式還能有效解決ONU測距、快速比特同步等困難，在網絡管理和系統升級方面具有顯著優勢。隨著光波分復用技術的發展，光波分復用器材價格越來越低，性能越來越優，這有效推動了無源光網絡的發展。第二，在城域網建設中的應用。傳統電信城域網無法適應數據業務突變性特點，承載多業務的帶寬效率低。因此，當前城域網發展的目標為面向數據和多媒體業務應用的IP優化網絡?；贗P和光波分復用技術建設的城域網成為新型城域網的主要方案，其采用IPoverWDM傳輸技術，就是使IP數據包直接在光路上跑，減少網絡層之間的冗余部分，該方法省去了中間的ATM層和SDH層，傳輸效率高、運行成本低，用戶網絡費用少，非常適合于城域網建設。從通信協議角度來講，該方案的網絡結構層次為IP業務層和光網絡層，光網絡層又可以分成光網絡適配子層、光復用子層、光傳輸子層，其中，光復用子層為核心，它完成光復用協議的相關內容，復用帶寬、保護線路、定位故障點。該方案有效應用了光纖的巨大帶寬資源，提高帶寬和傳輸速率，實現數據格式、調制方式的透明化，實現與現有通信網的兼容，支持網絡升級，具有極高的推廣性和生存性。同時，該方案也有一定缺點，網絡管理與其傳輸的信號和網管分離開來，只是點對點的拓撲結構方式，沒有實現真正意義上的光網絡。在光纖通信系統中，若沒有應用光波分復用技術，則需要多投入n-1根光纖，若光纖通信方式為多個用戶協同工作，則適用光波分復用技術能更好突出光波分復用技術的優勢，實現單根光纖傳輸容量成幾倍乃至幾十倍的增長，更好利用現有的光纖帶寬資源。在遠距離運輸中，適用WDM技術有助于節省大量光纖，降低光纖通信系統的開發建設成本。WDM以波長路由代替傳統電子信號路由，以解復用器代替光電轉換交換器，消除延遲轉發等瓶頸問題，保證傳輸的透明性?？偠灾?，光波分復用技術在光纖通信系統中有廣闊的應用空間，能帶來良好的應用效果，值得大力推廣。

1.3光波分復用技術的發展趨勢隨著光波分復用技術的發展和應用，光纖通信朝著高速率、大傳輸容量方向發展，光纖通信對光波分復用技術提出更高要求，進一步推動光波分復用技術的發展。作為一種對米元件依賴性強的技術，未來的WDM技術發展方向是研發出更多新的、性能更好的米元件，開發低價的小型集成光元件，如：放大器、光交叉連接器、光分插復用器、濾波器、信號調節器、光存儲器等。其實現互通性和標準化服務，還必須實現傳輸協議和網關標準的規范化。伴隨著光纖通信系統的發展，以WDM為基礎的光網絡層將逐步實現全光網絡連接，實現用戶與光纖通信網絡的親密接觸，到時候，人們可以利用WDM技術實現可視電視、可視會議、遠程技術等支援，進行語音、數據、圖像等多媒體信息的傳輸、處理和交換。簡單來說，WDM技術的完善將推動廣電數字網絡的發展，用戶對廣電數字網絡的需求又成為WDM發展的巨大推動力。WDM技術第一次實現了電信號到光信號的轉換，它標志著光通信時代的到來。當前的研究重點是密集波分復用技術，其商用水平為320Gbit/s，也就是說，一對光纖可傳送400萬話路，商用系統的傳輸能力僅是單根光纖傳輸容量的百分之一。在光纖網絡中，FTTH解決的是光纖通信“最后一公里”的問題，日本、美國、韓國緊鑼密鼓的建設FTTH網絡，進行大規模建設，將光波分復用就似乎應用其中，發展成為今天的WDM-PON。在我國，FTTH網絡的技術越來越多，且理論也較為完善，但卻還媒體一項技術被認為是完善的技術，這個時候充分利用無源光網絡技術則是可行的一種選擇，推動光波分復用技術的發展，逐漸根據社會需求，采用WDM-PON方式建設FTTH網絡。

2結論

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關鍵詞：光纖通信技術的發展特點前景

一、光纖通信的歷史

光纖通信的誕生與發展是電信史上的一次重要革命。1966年，美籍華人高錕(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)，預見了低損耗的光纖能夠用于通信，敲開了光纖通信的大門，引起了人們的重視。1970年，美國康寧公司首次研制成功損耗為20dB/km的光纖，光纖通信時代由此開始。1977年美國在芝加哥相距7000米的兩電話局之間，首次用多模光纖成功地進行了光纖通信試驗。8.5微米波段的多模光波為第一代光纖通信系統。1981年又實現了兩電話局間使用1.3微米多模光纖的通信系統，為第二代光纖通信系統。1984年實現了1.3微米單模光纖的通信系統，即第三代光纖通信系統。80年代中后期又實現了1.55微米單模光纖通信系統，即第四代光纖通信系統。用光波分復用提高速率，用光波放大增長傳輸距離的系統，為第五代光纖通信系統。新系統中，相干光纖通信系統，已達現場實驗水平，將得到應用。光孤子通信系統可以獲得極高的速率，20世紀末或21世紀初可能達到實用化。

二、光纖技術發展的特點

(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。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10Gbps。

(2)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。

(3)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。

(4)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。

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。由于光纖通信具有以上的獨特優點，其不僅可以應用在通信的主干線路中，還可以應用在電力通信控制系統中，進行工業監測、控制，而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。

三、光纖技術的發展前景

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。

(1)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。

(2)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了不到1%，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極光纖上傳送，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。采用波分復用系統的主要好處是：1.可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使容量可以迅速擴大幾倍至上百倍；2.在大容量長途傳輸時可以節約大量光纖和再生器，從而大大降低了傳輸成本：3.與信號速率及電調制方式無關，是引入寬帶新業務的方便手段；4.利用WDM網絡實現網絡交換和恢復可望實現未來透明的、具有高度生存性的光聯網。

(3)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)。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。

(4)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。

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。

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在應用過程中，按照用途將光纖進行分類，可分為傳感光纖和通信用光纖；按照制作工藝分類，可分為材料組成類、制造工藝類和光學特性類；按照傳輸介質分類，可分為專用和通用兩種，并且，功能器件光纖可以應用于放大光波、分頻、整形和光振蕩等方面，從而以不同形態呈現在人們眼前。根據光纖通信的應用情況可知，光纖通信的基本構成結構包括光源、光纖和光檢測器三部分，具有如下幾個特點：

（1）信號干擾小、保密性強。

（2）通信容量超大，可完成遠距離傳輸。一般一根光纖的帶寬在20THz以上，在沒有中繼傳輸的情況下，可傳輸到幾十公里以上。

（3）重量較輕、細徑較細，一般制作材料是石英，大大降低了有色金屬的耗損，使資源得到合理利用。

（4）不受外界因素影響，在任何情況下可使用，具有較長使用壽命。

（5）較強抗電磁干擾能力和絕緣性能，因此，信息傳輸質量非常好。

（6）沒有輻射，不容易被竊聽，提高信息傳輸的安全性。

（7）環繞性好、抗腐蝕能力強，在使用過程中，不會出現火花，減少安全事故。

2光纖通信技術在電力通信中的應用

在電力通信中，電力特種光纖包括OPGW(光纖復合地線)、MASS(金屬自承光纜)、OPPC(光纖復合相線)、ADL(相/地捆綁光纜)、ADSS(全介質自承光纜)和GWWOP(相/地線纏繞光纜)等六種，而我國應用較多的電力特種光纜是ADSS和OPGW兩種，大大提高了電力通信的工作效率，使電能損耗得到大量減少。

2.1ADSS(全介質自承光纜)

根據我國電力通信的發展來看，ADSS(全介質自承光纜)在35KV、110KV、220KV的電壓等級輸電線路上得到了廣泛應用，尤其是目前已建成的線路上使用范圍非常廣，使電力部門利用高壓輸電線桿塔建設通信網絡變得更加方便和快捷，大大減低工作人員的工作量和建設成本。在進行光纜設計時，對溫差、風速和氣候等外界因素進行了充分考慮，因此，ADSS(全介質自承光纜)具有很強的抗震動性、抗沖擊性，可以隨意彎折和抗老化性，并且，成本較低、安裝非常方便、易攜帶，給桿塔帶來的負載非常小。由于ADSS(全介質自承光纜)具有光纖傳輸性能強、環境性能好和光纜機械性能卓越等特點，在實際應用過程中，可以與高雅電力傳輸線架設在同一根電桿上，因此，成為了電力系統中最完美的電網通信傳輸介質，確保了電網通信的信號質量，使光纜傳輸效果得到大大提高。我國現代化建設中，ADSS(全介質自承光纜)在山區、跨度較大區域和雷電集中區等地方的線纜架空敷設中非常適用，在滿足了電力部門自身的通信要求的同時，為通信業務不斷發展和開展新業務提供新的途徑。

2.2OPGW(光纖復合地線)

在電力通信中，OPGW(光纖復合地線)是電路傳輸線路的地形中含有供通信用的光纖單元，由此可見，架空地線中含有光纖，OPGW(光纖復合地線)是架空地線和光纜的復合體。由于OPGW(光纖復合地線)的一次性投入較大，在新建線路或舊線路更換時會選擇使用，具有可靠性高和不需要維護的特點。在實際應用過程中，OPGW(光纖復合地線)擁有兩種功能：一是，與復合在地線中的光纖一起完成信息傳輸，二是作為輸電線路的防雷線，可以對輸電導線起到屏蔽保護的作用。一般情況下，OPGW(光纖復合地線)有鋁管型、鋼管型和鋁骨架型三種，具有光學性能、電氣性能和機械性能，可以應用于具有架空接地線的輸配電線路中，從而使光纖的可靠性和安全性得到大大提高，使我國輸電容量得到機一部提高。在新建線路的應用中，OPGW(光纖復合地線)不需要增加建設成本，在舊線路更換中，只需要將原來的地線更換掉就可以了，并且不需要對桿塔進行加固或重新設計等，從而大大減少工作人員的工作量。另外，OPGW(光纖復合地線)的安裝非常方便，不需要特殊的工具，成為我國電力事業未來發展的重要研究方向。

3結束語

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關鍵詞：DWDM，光分波/合波器，光放大器

 

1．引言

隨著話音業務的飛速增長和各種新業務的不斷涌現，特別是IP技術的日新月異，網絡容量將會受到嚴重的挑戰。隨著EDFA進入實用階段，DWDM――目前解決通信網絡容量危機的最佳方案--復用波分技術得到了極大的發展。

波分復用(WDM)技術，尤其是其中的密集波分復用(DMDM)技術除了能經濟地使光網絡獲得超大傳輸容量外，還有應用靈活方便的優點。因為DMDM系統各信道上的光信號可以具有彼此獨立的比特率和體系。用一根光纖能夠同時傳輸不同體系、不同速率（低速、高速、超高速）、不同業務類型（圖像、語音、數據）的多種信號。至2000年，DWDM技術已在全球范圍內得到了廣泛應用，該技術正邁向成熟。

2．光波分復用的基本概念

WDM是指在一根光纖中同時傳輸多波長光信號的一項技術。

DWDM指在同一窗口中信道間隔較小的波分復用。該系統是在1550nm波長區段內(見圖1)，同時用8，16或更多個波長，在一對光纖上(也可采用單光纖)構成的光通信系統，其中每個波長之間的間隔為1.6nm，0.8nm或更低，其對應的帶寬約為200GHz，100GHz或更窄。

現在，也有用WDM來稱呼DWDM系統的。從本質上講，DWDM只是WDM的一種形式，WDM更具有普遍性，DWDM缺乏很明確和準確的定義。一般情況下，如果不特指1310nm/1550nm的兩波分WDM系統，人們談論的WDM系統就是指DWDM系統。

3．光波分復用的關鍵技術

DWDM技術把光波作為信號的載波，在發送端采用波分復用器（合波器）將規定的不同波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端，再由波分解復用器（分波器）將這些不同波長承載不同信號的光載波分開的復用方式。根據波分復用器的不同，可以復用的波長數也不同。如圖1所示。論文格式，光放大器。。

DWDM系統中的光電器件主要包括激光器、波分復用/解復用器和光纖放大器。

圖 1 DWDM技術

3.1波分復用系統對光纖光源的要求

由于單模光纖具有內部損耗低、帶寬大、易于升級擴容和成本低的優點，國際上已一致認同DWDM系統將只使用單模光纖作為傳輸媒質。目前，ITU-T已經在G.652、G.653、G.654和G.655建議中分別定義了4種不同設計的單模光纖。

波分系統的光源的兩個基本要求是：①光源有標準的、穩定的光波長。②光源需要滿足長距離傳輸要求。

目前最適合傳輸DWDM系統的光纖是G.655光纖，但在我國因為大量鋪設的是G.652尾纖，所以在上10G及以上速率的信號時，需要用色散補償。

3.2波分復用系統關鍵器件--分波/合波器

波分系統的關鍵器件是分波/合波器。論文格式，光放大器。。合波器的主要作用是將多個信號波長合在一根光纖中傳輸；分波器的主要作用是將在一根光纖中傳輸的多個波長信號分離。

3.3 光放大技術

光放大技術的發展和實際應用是DWDM技術得以應用的主要因素。

在光纖通信中光信號不失真地傳送得越遠越好。由于光纖存在一定的損耗和色散，從而限制了光纖通信系統的傳送距離。為實現長距離的光纖傳輸，需要采用光放大器。

迄今為止，人們已研究出3種光放大器，即半導體激光放大器（SOA）、光纖拉曼放大器（RAMAN）和摻稀土元素的光纖放大器。摻稀土元素的光纖放大器主要有摻鉺光纖放大器（EDFA）和摻鐠光纖放大器（PDFA），其中EDFA適合于長波長1550nm窗口的光信號放大，而PDFA適用于1310nm窗口的光信號。論文格式，光放大器。。目前已經達到實用化水平并在DWDM系統應用的就是EDFA。PDFA尚未達到商用水平。半導體激光放大器（SOA），集成性好，但其放大器噪聲較大是一個急待解決的問題；RAMAN在高速率系統和海底通信系統中有廣泛的應用前景。

3.4 DWDM設備工作方式

3.4.1 雙纖雙向傳輸

雙纖雙向傳輸是指一根光纖只完成一個方向光信號的傳輸，反向光信號的傳輸由另一根光纖來完成。因此，同一波長在兩個方向上可以重復利用。

這種DWDM系統可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使一根光纖的傳輸容量擴大幾倍至幾十倍。在長途網中，可以根據實際業務量的需要逐步增加波長來實現擴容，十分靈活。

3.4.2 單纖雙向傳輸

單纖雙向傳輸是指在一根光纖中實現兩個方向光信號的同時傳輸，兩個方向光信號應安排在不同波長上。單纖雙向傳輸允許單根光纖攜帶全雙工通路，通常可以比單向傳輸節約一半的光纖器件。論文格式，光放大器。。由于兩個方向傳輸的信號不交互產生FWM（四波混頻）產物，因此其總的FWM產物比雙纖單向傳輸少很多，但缺點是該系統需要采用特殊的措施來對付光反射，以防多徑干擾；當需要將光信號放大以延長傳輸距離時，必須采用雙向光纖放大器以及光環形器等元件，但其噪聲系數稍差。論文格式，光放大器。。

4．結論：密集波分復用是光纖通信的發展方向

一百年來，電信網技術發生了巨大變化，其中交換網、傳輸網經歷了從模擬到數字、從電纜到光纜、從PDH到SDH、……總之,從業務形態來說,核心通信業務的發展遵循了從簡單到復雜，從窄到寬發展的規律。論文格式，光放大器。。DWDM的成功推出是必然趨勢，DWDM技術第一次把復用方式從電信號轉移到光信號，在光域上用波分復用的方式提高傳輸速率，光信號實現了直接復用和放大，并且各個波長彼此獨立，對傳輸的數據格式透明，從某種意義上講，WDM技術的應用標志著光通信時代的“真正”來臨。在可預見的未來，基于WDM技術的光選路、交換技術也將得到大規劃應用，作為通信領域發展最為迅速的前沿技術，WDM具有不可估量的發展潛力和光明前途。所以說光波分復用是光纖通信發展的方向。

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1目前《光纖通信技術》課程教學中存在的問題

1.1課時不足，理論性知識不能較好地結合實際工程，且實驗設備更新較慢，實驗教學效果有待提高

由于光纖通信技術是一門多學科交叉滲透的課程，涉及的內容相當廣泛。就我校的情況來說，本門課程總學時48個學時，實驗10個學時，由于教學學時的限制，不可能面面俱到地把所有光纖通信的內容都講到，因此教師選擇教學內容的隨意性較大，容易導致教學內容的片面性和不連續性，對于學生來說，也感覺課程的知識點過多，沒有連續性，不好掌握。而且本門課程涉及的物理知識較多，對一些基礎薄弱的學生來說，很難掌握，因此就會出現學習困難。學生對知識的掌握僅限于一些基本知識點，不清楚理論的實際工程意義，導致學生學完以后不知學了什么，不知學了有什么用的情況。在實驗內容方面，也存在著實驗硬件更新升級落后、實驗的設備陳舊、實驗項目單一、實驗內容老化等問題，教學內容已經嚴重落后于光纖通信技術的發展現狀。另外，采用實驗箱型的實驗方式在方便操作的同時卻無法讓學生深入了解光纖通信系統全貌。實踐教學很難達到培養學生動手能力的目的，導致學生普遍對實驗教學認識不足，嚴重影響了實驗教學質量和效果。

1.2課程內容選取理論性較強，工學結合教學體系尚未真正構建

傳統的教學方法是按照所選教材的順序按章講解，由于課程本身特點，公式多，表格多，圖形多，有些還需要教師在課堂上進行公式的推導，導致了學生感覺學習難度大，不易聽懂，課程氣氛沉悶，認為對實踐指導沒有意義。課堂講授理論性強，但不知道這些理論應該如何應用，工學結合課程教學體系尚未真正的構建。

1.3側重理論知識考核，過程與能力考核尚未得到足夠的重視

我校傳統的考核辦法是期末考試成績占70%，平時成績占30%。期末考試時，學生把大量的精力花費在記憶知識點，背公式上，而且不能反映學生的實際應用水平，由于期末考試所占比重最大，不能改變一考定終身的問題。雖然有平時成績，但不能全面反映學生的實際掌握知識的能力及水平。由于平時成績所占比重小，因此對平時成績里所含的實驗成績不重視，大部分學生對待實驗不重視，實驗報告也有抄襲現象。所以這種考核辦法不能反映學生的真實水平，也需要進一步改進。因此，本文針對教學中出現的以上問題進行了深入的研究。

2教學內容改革

結合本校的人才培養定位，為了培養應用型人才，在教學內容方面，既重視課程的理論性，更要強調課程的實用性。

2.1結合工程實際，重組課程內容

光纖課程的理論知識點較多，在理論課講授時，由于學時的限制，不可能面面俱到，都講深入也是不切實際的。因此在課程教學過程中要抓住重點、突破難點，做到詳略得當、主次分明。對于學生反映掌握比較困難的理論，可以適當地在課前進行一些知識的補充，也可以在上次課結束時，留一些預習任務。比如在講光源這一部分內容時，可以讓學生提前預習物理中光學這部分內容以及模擬電路里的相關內容，在課堂上再輔以補充，使學生接受新知識時就容易得多。還有在講解光纖導光原理這部分內容時，由于模式理論方法其中存在非常難懂的電磁理論知識，因此結合人才培養目標，果斷刪除這種分析方法，改用相對簡單的射線分析方法。

2.2及時將光纖通信新知識、新技術補充到教學內容中

由于光纖通信技術發展速度極快，現有的光纖通信教材中提到的新技術，比如光放大技術、光波分復用技術、光孤子通信和相干光通信等在實際中已經應用的比較成熟。而新出現的新技術并沒有提及，因此適當增加新技術、新理論的課時，使學生更多的最新技術發展的動態。

2.3重視實際工程案例、實際工程操作的講解

比如光纜敷設、光纖熔接、光纖通信系統設計等教學內容都安排了適當的課時，通過實驗或視頻的形式給學生展示出來。既與實際聯系緊密，又增加學生的興趣，為將來的工作打下一個良好的基礎。

3教學方法的改革

現在的教學方法主要有這么幾種，課堂的板書講授法、多媒體授課、實驗演示法等。板書講授法是傳統的教學方法，優點是思路清晰、框架清楚、重點突出，學生容易筆記，思路清楚，精神集中；缺點是形式單一、信息量小、不生動直觀。多媒體教學可彌補板書里存在的問題，多媒體教學方法信息量大，能動態的顯示一些復雜不易理解的內容，一些動態軟件的引入，更是可以使抽象的知識和理論形象生動化，學生學起來更容易懂，更加感興趣。但由于信息量太大，講授速度偏快，如果只使用多媒體教學學生很容易疲勞。實驗演示方法最直觀，最容易接受，也能激發學生的學習熱情。但由于實驗條件的限制，不能全程采用。這幾種教學方法各有優缺點，我們不能只是單一地采用某一種教學方法，而是應該把它們結合起來。針對不同的教學內容采用不同的教學形式，目的能達到使學生對學習充滿興趣，學習更加輕松，容易接受，更能很好地掌握所學知識并運用到實際工作中。目前《光纖通信技術》課程內容主要有這么幾部分：光纖傳輸原理及特性、光纖器件、光纖通信系統、光纖通信網絡及新技術。這幾部分內容各有特點，因此在教學時應該根據不同教學的內容采用不同的教學方法。（1）光纖傳輸原理及特性這部分內容理論性很強，涉及到很多物理知識、數學知識，內容抽象，還存在很多公式推導，學生學起來很困難，不感興趣。在講授這部分內容時以板書形式為主，清晰明了，輔以多媒體課件，把書中一些圖片由靜止變動態，把枯燥的知識變得生動形象。（2）光纖器件這部分內容比較直觀，更接近于實際應用，因此教學方法不采用板書講授。這部分內容以多媒體講授為主，輔以實物展示。把不同的光纖器件帶進課堂，給同學們展示，學生非常感興趣。在多媒體課件上向學生展示它們的應用情況，效果很好。由于實踐條件的限制，這部分內容的操作要靠校外實訓基地提供的幫助，把合作單位的器件拿到課堂，并請工程師來講解，收到很好地效果。（3）光纖通信系統這部分內容主要是設計思想和實際應用，采用的辦法是采用仿真軟件和實驗箱操作結合的方式，這部分內容可以安排在實驗室。采用仿真軟件，可以使學生對整個系統的應用有更深刻的認識，可以提高學生的綜合應用能力。通過實驗，可以增強學生的動手操作能力，加深印象。（4）光纖通信網絡及新技術這部分內容也是有一定難度的，在講授這部分內容時，一是理論性強，不好理解，講授方法采用多媒體為主，輔以形象舉例法。比如SDH的同步復用和映射方法這一節，內容非常抽象，不好理解，在講授時通過多媒體的動態演示使學生思路清晰，并且通過舉大家日常非常熟悉的貨車拉貨的例子，引導學生理解，由淺入深。二是這部分內容更新非?？欤覀儾扇〉姆椒ㄊ牵豪蠋煂δ壳暗男录夹g、新成果進行大量的材料收集，以多媒體的形式向學生展示；另外為了激勵學生的學習熱情，讓學生通過網絡自己收集這部分內容的材料，課上和同學們一起分享并說出自己的見解。通過這種形式，既可以讓學生獨立思考，增加獨立解決問題的能力，又能形成很好的教學互動。

4考核方式的改革

針對傳統考核辦法存在的不足，我們采取了這樣的嘗試辦法。成績的組成由這幾部分構成：平時成績20%（包括平時出勤情況、課堂參與情況）、實驗成績30%（實驗報告+實驗論文）、小論文10%、期末考試成績40%。在這幾部分中降低期末考試的比重，提高實驗成績的比重。其中實驗成績這部分內容，學生不能只交一個實驗報告了事，還要有仿真作業成績，并且通過實驗論文讓學生寫出對實驗結果的分析及現象總結，實驗過程中出現了什么問題，是如何解決的，有沒有改進的辦法。我們設置的小論文是開放性的題目，比如可以寫對整個光纖通信技術某項新技術的認識、發展動態，也可以設計一個小型實際項目的光纖通信系統。通過這些措施，希望能全面的反映學生的綜合水平，激發學生的學習熱情。

5總結