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【關(guān)鍵詞】空間光通信技術(shù) 關(guān)鍵技術(shù) 天線技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)空間通信技術(shù)的研究也愈加深入，目前空間技術(shù)中的大功率軌道運(yùn)載技術(shù)以及大容量衛(wèi)星技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，促進(jìn)了空間光通信技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)前人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俾室笥忻黠@提升，因此對(duì)空間通信技術(shù)的要求也高，空間光通信技術(shù)能夠適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)快速發(fā)展的需求，有效的提高通信數(shù)據(jù)的傳輸率，廣泛的引用在保密通信、局域網(wǎng)互聯(lián)、城域網(wǎng)擴(kuò)展等領(lǐng)域，為現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展提供可靠高效的技術(shù)保障。

1 空間光通信技術(shù)概述

傳統(tǒng)的空間通信技術(shù)的載體是微波，但是這種技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需求，隨著通信技術(shù)的研究發(fā)展，空間通信技術(shù)逐漸發(fā)展到以激光為載波、大氣為傳輸介質(zhì)的光通信技術(shù)，作為一種新型的寬帶通信技術(shù)，這種技術(shù)一方面繼承了微波通信的優(yōu)勢(shì)，另一方面還增加了光纖通信的特點(diǎn)，其基本的原理是激光傳輸技術(shù)和光電轉(zhuǎn)換技術(shù)。該技術(shù)在進(jìn)行兩點(diǎn)傳輸時(shí)，發(fā)射端和接收端設(shè)置有高靈敏度的激光的發(fā)生器和接收器，以及配備光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，發(fā)射端將電信號(hào)調(diào)制為光信號(hào)發(fā)出后，是以直線傳播的方式穿過(guò)自由空間到達(dá)接收端，其中光學(xué)望遠(yuǎn)鏡控制激光的發(fā)射方向和接收方向，接收端在接收到光信號(hào)后再調(diào)制為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)雙工通信。空間光通信的優(yōu)勢(shì)是通信容量大以及傳輸速度快，且成本低，安裝簡(jiǎn)便。

2 我國(guó)空間光通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

一直以來(lái)，衛(wèi)星技術(shù)是我國(guó)進(jìn)行空間探測(cè)的重要手段，并提供相應(yīng)的技術(shù)保障，但是以微波為載體的空間技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足快速發(fā)展的社會(huì)需求。在發(fā)達(dá)國(guó)家空間光通信技術(shù)的研究已經(jīng)取得了極大進(jìn)展，但是在我國(guó)空間光通信技術(shù)還處于起步階段，因此只能借鑒國(guó)外先進(jìn)的研究結(jié)果。我國(guó)的光通信技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成就。在“十五”和“十一五”期間，我國(guó)首次成功的進(jìn)行了星地激光通信實(shí)驗(yàn)，以海洋二號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)為搭建平臺(tái)，這次實(shí)驗(yàn)標(biāo)志著我國(guó)的衛(wèi)星光通信技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入空間試驗(yàn)階段。隨著連續(xù)波大功率半導(dǎo)體激光器技術(shù)、空分復(fù)用技術(shù)、智能天線技術(shù)等的發(fā)展，光通信技術(shù)也不斷的拉長(zhǎng)傳輸距離，增大傳輸容量，提高了可靠性，拓寬了適用范圍。在“九五”期間我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始基于激光大氣通信理論對(duì)空間光通信跟蹤技術(shù)進(jìn)行深入研究，并取得了一定成就。

3 空間光通信關(guān)鍵技術(shù)

3.1 原子探針層析技術(shù)

原子探針層析技術(shù)（APT）在空間光通信系統(tǒng)中負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)通信連接的功能，是當(dāng)前空間分辨率較高的分析測(cè)試技術(shù)，能夠分辨原子種類(lèi)，并對(duì)其空間位置進(jìn)行直觀的重構(gòu)，比較真實(shí)的顯示出不同元素原子的三維空間分布。APT是應(yīng)用在空間光通信系統(tǒng)的服務(wù)器中，當(dāng)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)探測(cè)到信息時(shí)，APT服務(wù)器開(kāi)始掃描通信鏈路，確認(rèn)信息雙方的位置，確認(rèn)后開(kāi)始獲取信息，并鎖定通信目標(biāo)，隨后完成光通信連接。

3.2 天線技術(shù)

天線技術(shù)是采用收發(fā)一體的天線實(shí)現(xiàn)空間光通信系統(tǒng)中的雙向互逆功能，提升空間光通信的傳輸性能。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要依靠天線陣、波束形成網(wǎng)絡(luò)以及波束形成算法，在發(fā)射器將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)后傳輸?shù)桨l(fā)射天線后，天線技術(shù)利用波束形成算法計(jì)算發(fā)射功率，并發(fā)射出光束；接收天線對(duì)光束進(jìn)行接收，主要是利用信號(hào)在不同的傳播方向的差異性，將相同頻率、相同時(shí)隙的信號(hào)進(jìn)行區(qū)分，有效的降低了光信損失，使空間光通信更加穩(wěn)定可靠。

3.3 捕獲技術(shù)

捕獲技術(shù)是空間光通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，是能夠?qū)崿F(xiàn)通信的先決條件。主要原理是監(jiān)視和跟蹤目標(biāo)特定的光電，來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)捕捉。利用捕獲技術(shù)能夠捕捉空間點(diǎn)的運(yùn)行軌跡和具置，為實(shí)現(xiàn)空間光通信墊定基礎(chǔ)。

4 空間光通信技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

當(dāng)前空間光通信技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了可行性，并在各個(gè)領(lǐng)域都有應(yīng)用，一定程度上推動(dòng)了現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，當(dāng)前面臨的主要問(wèn)題是如何實(shí)現(xiàn)星際自由空間光通信。在信息高速增長(zhǎng)的現(xiàn)代社會(huì)環(huán)境下，空間光通信技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)是提升傳輸?shù)目煽啃?、提高傳輸速率以及擴(kuò)展傳輸距離。隨著三網(wǎng)融合，現(xiàn)代通信的發(fā)展方向是數(shù)字化和智能化，因此我國(guó)要想在激烈競(jìng)爭(zhēng)的國(guó)際背景下有所突破，就要現(xiàn)空間光通信系統(tǒng)的智能化以及數(shù)字化。主要的研究方向如下：大氣信道的研究，大氣是對(duì)信號(hào)影響最大的干擾因素，會(huì)在接收端產(chǎn)生一定的信噪比，解決大氣信道干擾能夠提升空間光通信技術(shù)的通信速率和拓寬通信距離；傳輸可靠性的研究，主要是研究信號(hào)接收和信號(hào)源，需要激光器產(chǎn)生的信號(hào)具有光束窄、頻率高的特丹，因此對(duì)其功率以及穩(wěn)定性要進(jìn)行深入研究；保密性的研究，當(dāng)前自由空間光通信技術(shù)的通信信道是開(kāi)放的，這樣會(huì)造成不法分子在不切斷光束的情況下竊取信息，因此要進(jìn)一步完善空間光通信技術(shù)的保密性和安全性。今后空間光通信技術(shù)將會(huì)在寬帶接入市場(chǎng)中成為主流，與微波通信技術(shù)互為補(bǔ)充，微波系統(tǒng)在大區(qū)域范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)低速通信，空間光通信技術(shù)在小區(qū)域范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高速通信，更加便利的為用戶(hù)提供可靠穩(wěn)定的服務(wù)，還能在惡劣環(huán)境下充當(dāng)備份通信服務(wù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，空間光通信技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)中逐漸發(fā)揮不可替代的作用，其發(fā)射率高、靈敏度高以及安全保密性良好的特點(diǎn)，可以滿(mǎn)足衛(wèi)星通信的需求，并與其他通信技術(shù)互為補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)了光纖的告訴傳輸，并帶動(dòng)了三網(wǎng)融合的發(fā)展，促進(jìn)電子政務(wù)、電子商務(wù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等信息化建設(shè)領(lǐng)域?？臻g光通信技術(shù)的發(fā)展空間廣闊，并會(huì)為我們生活帶來(lái)更多的便捷。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

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關(guān)鍵詞：白光LED；可見(jiàn)光；通信技術(shù)；發(fā)展研究；社會(huì)建設(shè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）02-0071-01

在當(dāng)今社會(huì)科技迅猛發(fā)展的今天，白光LED可見(jiàn)光通信技術(shù)的發(fā)展是推進(jìn)我們國(guó)家社會(huì)建設(shè)的一項(xiàng)新興行業(yè)，基于對(duì)白光LED可見(jiàn)光的通信技術(shù)的研究，我們深入的了解到通信技術(shù)發(fā)展中存在的問(wèn)題，想要將白光LED可見(jiàn)光廣泛的應(yīng)用到通信技術(shù)發(fā)展上來(lái)，就需要不斷的改進(jìn)社會(huì)科技創(chuàng)新內(nèi)容，充分的解決在通信技術(shù)發(fā)展中關(guān)于白光LED可見(jiàn)光在應(yīng)用中所存在的各項(xiàng)問(wèn)題，以此來(lái)完善我們國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)改革的重要發(fā)展方向，推進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)前進(jìn)的步伐。

1 白光LED可見(jiàn)光通信的使用

關(guān)于白光LED可見(jiàn)光在通信技術(shù)發(fā)展中的運(yùn)用，我們通過(guò)推進(jìn)社會(huì)科技創(chuàng)新理念來(lái)不斷的完善其作用，促進(jìn)國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)改革建設(shè)，堅(jiān)持以科技創(chuàng)新理念作為推進(jìn)白光LED可見(jiàn)光在通信技術(shù)革命中的重點(diǎn)發(fā)展內(nèi)容，促進(jìn)我們國(guó)家社會(huì)科技建設(shè)與發(fā)展。

1.1 白光LED可將光在技術(shù)方面的研究

對(duì)于白光LED可見(jiàn)光在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，需要不斷完善社會(huì)科技建設(shè)，改進(jìn)國(guó)家技術(shù)科學(xué)的發(fā)展理念，不斷創(chuàng)新和改革社會(huì)經(jīng)濟(jì)的重要途徑，以此來(lái)發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)改革內(nèi)容，推進(jìn)在白光LED可見(jiàn)光在通信技方面上的改革。此外，在白光LED可將光的用途在改進(jìn)社會(huì)科技的同時(shí)，有為通信光源不斷完善和創(chuàng)新的重要作用，同時(shí)具有高度的保密性以及不斷完善通信技術(shù)在無(wú)頻譜中使用的方向及限制，將白光LED可見(jiàn)光的優(yōu)點(diǎn)充分的體現(xiàn)到社會(huì)科技建設(shè)中來(lái)，以此促進(jìn)我們國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與創(chuàng)新。對(duì)白光LED可見(jiàn)光在通信及其關(guān)鍵技術(shù)方面的研究和影響，將具有重要的改進(jìn)完善作用，這是不斷發(fā)展社會(huì)科技創(chuàng)新理念，完善社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)的重要方式，同時(shí)實(shí)現(xiàn)當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性能，對(duì)于通信技術(shù)發(fā)展的完善有著極為重要的促進(jìn)功能，將白光LED可見(jiàn)光技術(shù)的改革充分的運(yùn)用到通信技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵內(nèi)容中，發(fā)展社會(huì)科技的全面領(lǐng)導(dǎo)作用，促進(jìn)我們國(guó)家在整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)中，不斷的運(yùn)用白光LED可見(jiàn)光使用的情況，以此來(lái)完善我們國(guó)家社會(huì)建設(shè)的重要方向。

1.2 改進(jìn)白光LED可見(jiàn)光在通信科技

為了改進(jìn)白光LED可見(jiàn)光的發(fā)展方向，我們以綠色光源的發(fā)展作為首要任務(wù)，對(duì)白光LED可見(jiàn)光的通信技術(shù)的發(fā)展研究，將是實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)改革發(fā)展的重要前進(jìn)方向。在白光LED可見(jiàn)光的技術(shù)發(fā)展上，我們對(duì)發(fā)光的二極管在壽命的長(zhǎng)期使用上，是需要不斷完善社會(huì)科技理念的重要發(fā)展途徑，也是對(duì)電光源科技運(yùn)用在白光LED可見(jiàn)光通信及其關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展中不斷完善的結(jié)構(gòu)，以轉(zhuǎn)換白光LED可見(jiàn)光的使用效率，促進(jìn)科技創(chuàng)新理念對(duì)通信技術(shù)的發(fā)展，完善我們國(guó)家在高光度以及節(jié)能光源使用的重要特點(diǎn)?？梢?jiàn)在通信發(fā)展的不斷利用上，我們對(duì)于白光LED可見(jiàn)光的社會(huì)科技的發(fā)展對(duì)于通信技術(shù)的重要作用，將是如何推進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)前進(jìn)的重要發(fā)展目標(biāo)。對(duì)于白光LDE可見(jiàn)光的使用時(shí)間將是現(xiàn)實(shí)完善社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要保障。以促進(jìn)和發(fā)展可見(jiàn)光通信科技的協(xié)調(diào)手段的特性研究，將對(duì)白光LDE可見(jiàn)光的信號(hào)如何完善改革發(fā)展方向。在對(duì)調(diào)整白光LED可見(jiàn)光的通信運(yùn)用上，不斷的對(duì)科技運(yùn)行進(jìn)行形式上的傳輸，以促進(jìn)社會(huì)科技理念在整個(gè)通信技術(shù)中的使用和發(fā)展。

2 白光LED可見(jiàn)光對(duì)通信技術(shù)的研究

白光LED可見(jiàn)光的研究和使用，是當(dāng)今社會(huì)建設(shè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要前進(jìn)方向，也是我們國(guó)家社會(huì)科技創(chuàng)新改革的重要方向。為了不斷的完善和促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建O的重要發(fā)展步伐，時(shí)刻關(guān)注社會(huì)科技創(chuàng)新的前行動(dòng)力，將白光LED可見(jiàn)光的改革充分的運(yùn)用到通信技術(shù)中來(lái)，是實(shí)現(xiàn)社會(huì)建設(shè)發(fā)展的重要保障。

在對(duì)白光LED可見(jiàn)光的運(yùn)用中，主要是將節(jié)能這一特性充分的表現(xiàn)到通信技術(shù)的發(fā)展研究中，以對(duì)白光LED可見(jiàn)光使用的同時(shí)，將照明和無(wú)線光在通信技術(shù)的發(fā)展上不斷的體現(xiàn)，以此來(lái)滿(mǎn)足人們的日常生活對(duì)于通信技術(shù)發(fā)展的需求，促進(jìn)我們國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)改革建設(shè)的全新理念。通過(guò)社會(huì)科技創(chuàng)新完善國(guó)家在白光LED可見(jiàn)光通信技術(shù)方面的發(fā)展及研究，將社會(huì)經(jīng)濟(jì)改革的重要發(fā)展方向提高到科技發(fā)展性能上來(lái)，以促進(jìn)國(guó)家建設(shè)完善國(guó)家科技創(chuàng)新理念為前提，不斷的改進(jìn)社會(huì)科技發(fā)展的重要方式，推進(jìn)我們?cè)诎坠釲ED可見(jiàn)光通信技術(shù)方面的要求。以創(chuàng)新科技理念為前提，時(shí)刻關(guān)注社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)態(tài)，推進(jìn)通信技術(shù)前行的腳步，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)白光LED可見(jiàn)光的了解和應(yīng)用，我們可以清楚的看到，在通信技術(shù)方面的發(fā)展和研究中，對(duì)于可見(jiàn)光應(yīng)用的重要性。作為當(dāng)前可見(jiàn)光通信領(lǐng)域的熱門(mén)研究，在白光LED可見(jiàn)光的發(fā)展探尋上都存在重要的意義，對(duì)于通信技術(shù)的改革與發(fā)展，在過(guò)去的幾年里通過(guò)對(duì)社會(huì)科技創(chuàng)新和完善已經(jīng)取得了可喜的突破，所以我們需要對(duì)白光LED可見(jiàn)光采取更為重要的發(fā)展手段，利用可見(jiàn)光在通信技術(shù)中的研究來(lái)發(fā)展白光LED可見(jiàn)光對(duì)社會(huì)科技的促進(jìn)作用，以此完善我們國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的穩(wěn)步進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：自由空間光通訊；激光器；光電探測(cè)器；光學(xué)濾波器

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.11

自由空間的光通信技術(shù)是一種以激光為主要的信息載體的通信技術(shù)，按不同的傳輸介質(zhì)可以分為大氣激光和星際激光通信。而且由于自由空間光擁有速率高和頻帶以及安裝方便，還有一定的高度保密性等的特點(diǎn)，近年來(lái)已經(jīng)受到了人們的重視，得到了很好的發(fā)展。大氣激光通信因?yàn)槭艿酱髿獾男诺篮筒涣辑h(huán)境的影響，所以一般只能是作為短距離間的通信和應(yīng)急的通信手段，因?yàn)橛钪婵臻g是在真空的狀態(tài)下的，所以激光束在這個(gè)空間是受不到任何的干擾的，所以星際的激光通信就越來(lái)越受到人們的關(guān)注，許多的國(guó)家都開(kāi)始在加大對(duì)星際激光通信的研究，也取得了許多好的成果。由于通信技術(shù)的不斷的發(fā)展，保密通信也開(kāi)始運(yùn)用到現(xiàn)代化的戰(zhàn)爭(zhēng)中，以前的有線和無(wú)線技術(shù)的保密性都?jí)驈?qiáng)，容易泄露軍事機(jī)密，而自由空間的光通信是一種保密性嫉妒強(qiáng)的通訊技術(shù)。本文主要就是分析自由空間光通信技術(shù)中的主要的光電器件的現(xiàn)狀。

1 自由空間光通信系統(tǒng)中的激光器

自由空間光通信系統(tǒng)中的激光器的作用就是產(chǎn)生激光信號(hào)并且形成一道光束發(fā)射到空中，激光器是整自由空間光通信系統(tǒng)中關(guān)鍵性的器件，自由空間光通信系統(tǒng)中的激光器的好壞會(huì)直接的影響到通信的可以達(dá)到的最遠(yuǎn)距離，還會(huì)對(duì)通信的質(zhì)量造成很大的影響，對(duì)于整個(gè)通信系統(tǒng)的整體的性能也有較大的影響，所以選擇好的激光器是十分的重要的。一般對(duì)于激光器的要求首先就是要有良好的輸出功率，而發(fā)射出的波長(zhǎng)要與傳輸?shù)慕橘|(zhì)的低耗能區(qū)相配，其次發(fā)射的頻率必須性對(duì)穩(wěn)定，調(diào)節(jié)與設(shè)置比較的方便，有比較大的調(diào)制速率，最后就是體積一定要輕，重量要比較輕，耗電量要最少，使用壽命要長(zhǎng)，運(yùn)行的效率要高，還要方便集成和保養(yǎng)維護(hù)。當(dāng)下在光通信中的最常見(jiàn)的激光器是CO2激光器和半導(dǎo)體的激光器等。

1.1 CO2激光器

CO2激光器是一種輝光放電混合體性質(zhì)的激光器，它的激光輻射不僅僅是可以很好的透過(guò)大氣傳進(jìn)行遠(yuǎn)距離的輸送，它光束的相干性也十分的好。CO2激光器發(fā)射光的頻率十分的穩(wěn)定，還可以實(shí)現(xiàn)單模式的運(yùn)行，它可以進(jìn)行連續(xù)不斷的輻射，還可以進(jìn)行脈沖式的輻射。CO2激光器因?yàn)閷?duì)能量有良好的轉(zhuǎn)換效率，而且發(fā)射出的光束的質(zhì)量好，運(yùn)行的功率大，又可以連續(xù)的輸出以及脈沖式的輸出，運(yùn)行所需的費(fèi)用也比較的低，所以成為用途最廣泛的一種激光器。伴隨著對(duì)CO2激光器的不斷研發(fā)，新的技術(shù)也開(kāi)始運(yùn)用到其中，將會(huì)研發(fā)出體積更小和功率更強(qiáng)以及光束質(zhì)量更好的不同類(lèi)型的CO2激光器。

1.2 半導(dǎo)體激光器

已有的半導(dǎo)體的激光工作物質(zhì)有幾十種，而且對(duì)其的研究也已經(jīng)十分的成熟，比如砷化鎵和摻鋁砷化鎵等。和其他的不同種類(lèi)的激光器相比，這種半導(dǎo)體式的激光器是經(jīng)由電子―光子的轉(zhuǎn)換器，所以它的轉(zhuǎn)換效率是極高的，而且半導(dǎo)體式的激光器可以覆蓋的波段的范圍也是十分的廣泛的[1]。利用不同的半導(dǎo)體有源材料和多遠(yuǎn)化合物半導(dǎo)體不同的組分，可以得到更廣的激光輻射波長(zhǎng)，所以可以滿(mǎn)足不同的需求。隨著半導(dǎo)體激光器輻射的波長(zhǎng)的不斷的增大，半導(dǎo)體的使用的壽命也會(huì)增長(zhǎng)許多，最長(zhǎng)的使用壽命可以達(dá)到106個(gè)小時(shí)，因?yàn)榘雽?dǎo)體激光的體積和重量都很小，所以整個(gè)的半導(dǎo)體的激光器的制作工藝是可以和半導(dǎo)體的電子器件與集成電路的生產(chǎn)工藝進(jìn)行結(jié)合的，這就給其他的器件實(shí)現(xiàn)單片光電子集成提供了很大的便利性。最近這幾年隨著對(duì)超晶格技術(shù)和器件結(jié)構(gòu)研究的不斷成熟，半導(dǎo)體激光器可以連續(xù)輸出的功率增加到了120瓦，目前半導(dǎo)體激光器因?yàn)轶w積和重量小，還有對(duì)電光裝換的效率極其的高，使用的壽命也長(zhǎng)并且比較容易調(diào)節(jié)控制等一系列的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為了激光大氣通信的首先激光器。半導(dǎo)體式的激光器有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)就是容易受到環(huán)境溫度的影響。

2 自由空間光通信系統(tǒng)中的光電探測(cè)器

光電探測(cè)器是激光通信系統(tǒng)中的核心的部件，它是利用干光信號(hào)進(jìn)行接收與轉(zhuǎn)換的，一般對(duì)光通信系統(tǒng)候中光電探測(cè)器的要求就是能夠?qū)λ械墓獠ㄓ懈叨鹊拿舾卸龋c光源進(jìn)行發(fā)射的譜線相匹配，而且要有足夠的頻帶寬度可以滿(mǎn)足接收的光信號(hào)的帶寬，在對(duì)信號(hào)接收的整個(gè)的過(guò)程中，接受的信號(hào)中所夾雜的噪聲要小，而且對(duì)于外界的環(huán)境的敏感度不可以太高，也就是在外界的環(huán)境有所改變時(shí)還是要保持一定的穩(wěn)定性。

Si光電二極管是光伏探測(cè)器的一種，光伏探測(cè)器在對(duì)比較微弱的快速的光信號(hào)探測(cè)方面有很好的效果，而且伴隨著光電技術(shù)的不斷的發(fā)展，光信號(hào)在探測(cè)的靈敏度與頻率等方面都有很好的提高，Si光電二極管擁有效率高和噪聲小以及反映快等優(yōu)點(diǎn)，而且它的耗電量少并且體積小壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)也十分的簡(jiǎn)單，使用起來(lái)也很方便。雖然它的光―電轉(zhuǎn)換的速度緩慢以及探測(cè)是進(jìn)行調(diào)制的頻率也比較的低，但是還是利大于弊的。

3 自由空間光通信中的光學(xué)濾波器

自由空間中光通信中的光學(xué)濾波器可以對(duì)光源發(fā)出的光場(chǎng)進(jìn)行接收時(shí)，可以最大限度的減少噪聲。在光電通信系統(tǒng)中，對(duì)光學(xué)濾波器的要求有，首先是要有良好的波長(zhǎng)，還要與激光器相適應(yīng)。由于激光器的波長(zhǎng)會(huì)隨著溫度的變化而改變，在對(duì)溫度沒(méi)有進(jìn)行控制的情況下，如果外界的環(huán)境發(fā)生較大的改變，那么就會(huì)影響到激光器的波長(zhǎng)產(chǎn)生改變，最終會(huì)影響對(duì)信號(hào)的有效接收。

干涉濾波器主要是運(yùn)用反射的波之間的相互延長(zhǎng)與抵消來(lái)提供選擇性的濾波，這種光學(xué)濾波器可以設(shè)計(jì)成在某些波長(zhǎng)的內(nèi)部反射中，而且在波長(zhǎng)上還可以進(jìn)行相互的抵消，這種干涉濾波器可以被設(shè)計(jì)成很多的不同種類(lèi)的多層的介質(zhì)濾波器，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)膶?duì)折射率的安排，可以從襯底上反射的場(chǎng)所需要的波長(zhǎng)進(jìn)行一定程度的波長(zhǎng)加強(qiáng)。一般的帶有尖銳的干涉濾波器只是會(huì)沿著準(zhǔn)直軸進(jìn)入到濾波器的聚光的設(shè)計(jì)中，一般適度的相移都是經(jīng)過(guò)材料的不同的厚度來(lái)維持的[2]。

在空間的激光通信的過(guò)程中，有許多的隨機(jī)和持續(xù)性的干擾，一些太陽(yáng)的輻射在進(jìn)行通訊的過(guò)程中就會(huì)利用星際和其他的散射體的散射在進(jìn)入接受天線的過(guò)程中，就會(huì)造成很強(qiáng)的噪音。在整個(gè)的通信過(guò)程中，因?yàn)楣馔ㄐ判诺酪呀?jīng)建立了，所以使得通信激光的額發(fā)散角變小。在這種情況下，只有通過(guò)空間的濾波，才可以使得少量的背景光可以進(jìn)入到接收機(jī)內(nèi)，而且進(jìn)入到接收機(jī)內(nèi)的通信激光是比較的強(qiáng)的。所以在通信機(jī)中運(yùn)用納米寬帶的干涉濾光器能夠很好的消除背景光的干擾。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)自由空間光通信中光電子器件的現(xiàn)狀的分析，可以看出目前在光通信中經(jīng)常使用的激光器是CO2激光器，它是達(dá)到遠(yuǎn)距離的通信效果的首先設(shè)備。半導(dǎo)體的激光器因?yàn)槠湓诜较蛐院拖喔尚缘确矫姹容^的弱，所以是近距離之間的通信光源的首先。光電探測(cè)器是整個(gè)激光通信系統(tǒng)的核心部件，Si光電二極管因?yàn)楣怆娹D(zhuǎn)換速度較慢和探測(cè)調(diào)制頻率較低等缺陷，所以比較的適應(yīng)與小容量的光通信系統(tǒng)中。干涉濾光器是空間通信中十分常見(jiàn)的一種濾波器，它可以有效的減少背景光的干擾，可以很高的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，可以接受的信號(hào)的噪比十分的高。自由空間光通信技術(shù)在將來(lái)會(huì)成為一種十分有效的通信手段。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃德修，劉雪峰.半導(dǎo)體激光器及其應(yīng)用[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2009.

[2]楊祥林.光纖通信系統(tǒng)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2010.

篇4

【關(guān)鍵詞】光纖通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀未來(lái)態(tài)勢(shì)探究

我國(guó)對(duì)光纖的技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)超過(guò)20多年，光纖通信技術(shù)有著低污染、大容量、小體積、抗干擾等許多優(yōu)點(diǎn)，深受通信業(yè)內(nèi)人士的青睞。當(dāng)前，光纖技術(shù)在郵電、部隊(duì)、廣播等各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。雖然我國(guó)在光纖通信的技術(shù)上取得了較大的進(jìn)步，但是，仍然存在許多急需改進(jìn)的地方，本文對(duì)光纖技術(shù)進(jìn)行深入的探究，以便于我國(guó)光纖技術(shù)更好的發(fā)展。

一、光纖通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.光纖接入技術(shù)在通信技術(shù)中的應(yīng)用。作為一個(gè)新的通信技術(shù)，光纖接入技術(shù)正在逐步的應(yīng)用于通信技術(shù)，光纖接入技術(shù)的廣泛應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)母咚倩?，進(jìn)一步的滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)于信息傳輸速度的要求。光纖接入技術(shù)主要包括用戶(hù)接入端和寬度傳輸端兩個(gè)部分，在這兩個(gè)組成部分中用戶(hù)接入端處于主導(dǎo)地位，光纖用戶(hù)作為寬帶連接的最后一個(gè)部分，其主要的任務(wù)是接入全光，使用戶(hù)的寬帶資源不受到限制。2.波分復(fù)用技術(shù)在通信中的應(yīng)用。波分復(fù)用技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是對(duì)單模光纖進(jìn)行有效的運(yùn)用，保證互聯(lián)網(wǎng)使用者所得到的寬帶使用的資源最為豐富，根據(jù)每一個(gè)不同波長(zhǎng)和頻率光學(xué)信號(hào)，波分復(fù)用技術(shù)可以有效的將光纖窗口變?yōu)橐粋€(gè)個(gè)不受其他信號(hào)影響通信通道，將波分復(fù)用器設(shè)置在信號(hào)的發(fā)射端，集中發(fā)生所有信號(hào)，最后波分復(fù)用器再將光纖管道中的不同波長(zhǎng)的光波進(jìn)行分離。從20世紀(jì)末期波分復(fù)用技術(shù)以其獨(dú)特的傳輸容量大的優(yōu)點(diǎn)，被通信技術(shù)廣泛的應(yīng)用。3.相干光通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用。相干光通信技術(shù)作為通信技術(shù)的研究熱點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)對(duì)光波增加了混頻和本真光源，大大的提高了用戶(hù)接收通信信號(hào)的靈敏度，相干光通信技術(shù)對(duì)光波的長(zhǎng)度選擇的效率突出，所以，其在波分復(fù)用技術(shù)中發(fā)揮著重要的作用，在當(dāng)前的光纖通信技術(shù)中具有廣泛的運(yùn)用。4.通信光纜廣泛的被電力系統(tǒng)運(yùn)用。光和電自從以來(lái)就是相互依賴(lài)，相互輔助的。光纖和電纜都可以通過(guò)技術(shù)手段成為介質(zhì)，光纜通過(guò)特殊技術(shù)的處理可以成為無(wú)金屬性質(zhì)的全介質(zhì)，這種全介質(zhì)在光纖通信中有著無(wú)可替代的作用。全介質(zhì)光纜一般分為兩種，一種是纏繞式結(jié)構(gòu)，主要用于在空中進(jìn)行相關(guān)電力資源的運(yùn)輸，大多數(shù)應(yīng)于電力輸入中，另一種是全電式自承式，其具有廣泛的利用范圍，在我國(guó)的電力輸入中使用范圍較大，市場(chǎng)對(duì)全電式自承式的需求量較大。

二、光纖通信技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

1.光纖通信未來(lái)向著長(zhǎng)距離、大容量趨勢(shì)發(fā)展。今年來(lái)除了對(duì)波分復(fù)用技術(shù)不斷地研究以為，光纖通信技術(shù)人員也在加大對(duì)光時(shí)分復(fù)用的研究，光時(shí)分復(fù)用技術(shù)與波分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用原理存在較大的差別，其主要是對(duì)單信道的傳播速率的提高，實(shí)現(xiàn)傳輸容量的增大。未來(lái)的通信技術(shù)的主要研究方向是通過(guò)對(duì)波分復(fù)用技術(shù)以及光時(shí)復(fù)用技術(shù)的綜合利用，對(duì)傳輸信號(hào)容量進(jìn)一步加大，以便于更好的滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。2.未來(lái)光纖通信實(shí)現(xiàn)全光化。目前的通信節(jié)點(diǎn)間已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全光網(wǎng)，但是在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處仍然使用電器件，對(duì)目前干信總?cè)萘康娜嫣岣咂鸬较拗坪妥璧K作用，所以，全光化將是未來(lái)光纖通信的重要研究方向。用光節(jié)點(diǎn)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電節(jié)點(diǎn)，信息的傳輸一直以光信號(hào)作為載體進(jìn)行交換和傳遞，改變了傳統(tǒng)信號(hào)交換模式，用波長(zhǎng)代替比特進(jìn)行用戶(hù)信息處理?；ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸具有可靠性、開(kāi)放性、透明性等優(yōu)點(diǎn)，可以給用戶(hù)提供超大的信息量，更加迅速的信息傳遞速度以及靈活多變的網(wǎng)組，在不用安裝處理設(shè)備和交換器的前提下簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的增加。3.未來(lái)光纖通信技術(shù)，光電子器逐步實(shí)現(xiàn)集成化。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)集成化的目標(biāo)，正如電子器集成化一樣，未來(lái)光電子器也將逐步實(shí)現(xiàn)集成化，當(dāng)前研究熱點(diǎn)的平面光波導(dǎo)線路就是光電子集成的載體，它既可以將光電子器進(jìn)行組裝，也可以自身集成為一個(gè)光電子器。隨著光纖通信的不斷進(jìn)步，光電子集成技術(shù)也在不斷發(fā)展，并取得了一定的成績(jī)，隨著相關(guān)難題的不斷攻克，未來(lái)光纖通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)光電子器集成化指日可待。

光纖通信技術(shù)作為一個(gè)國(guó)家科技水平的重要指標(biāo)，在未來(lái)的通信技術(shù)中地位將會(huì)越來(lái)越突出，世界各國(guó)也都加強(qiáng)對(duì)光纖通信技術(shù)的研究。我國(guó)要結(jié)合自身發(fā)展的實(shí)際情況，不斷地學(xué)習(xí)外國(guó)先進(jìn)技術(shù)水平，加強(qiáng)對(duì)相關(guān)難題的攻克，爭(zhēng)取為人民輸送容量更大，速度更快的通信。

參考文獻(xiàn)

[1]楊帥.芻議光纖通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J]，城市建設(shè)理論研究，2013，（3）

篇5

【關(guān)鍵詞】 高速光通信 全光數(shù)字信號(hào)處理 光子神經(jīng)元

一、全光邏輯與全光波長(zhǎng)變換

1、全光邏輯。當(dāng)下使用率比較高的邏輯門(mén)技術(shù)有兩種，第一種，邏輯運(yùn)算是通過(guò)SOA自身的非線性效應(yīng)來(lái)進(jìn)行的，比如交叉相位調(diào)制（XPM） 和四波混頻效應(yīng) （FWM） 等；第二種的邏輯預(yù)算則是配有光纖結(jié)構(gòu)或波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的干涉儀來(lái)完成的， 如Sagnac干涉儀、超高速非線性干涉儀等。

2、全光波長(zhǎng)變換。全光波長(zhǎng)變換技術(shù)能夠順利實(shí)現(xiàn)兩個(gè)波長(zhǎng)光信息之間的傳遞，完成對(duì)信息的切換，將波長(zhǎng)再次利用起來(lái)，促進(jìn)其利用率的提高，更好的為全光通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)做出貢獻(xiàn)。SOA元件在集成性、使用性等方面的優(yōu)勢(shì)非常大，如輸入功率小、集成性高等特點(diǎn)，所以它可以更好的適用于全光波長(zhǎng)變換器件的構(gòu)建。

二、全光緩存技術(shù)

1、基于光纖延遲線的全光緩存技術(shù)。FDL型全光緩存器有兩種結(jié)構(gòu)形式的光線結(jié)構(gòu)： 第一種是由長(zhǎng)度不等的光線延遲線構(gòu)成的，當(dāng)數(shù)據(jù)包通過(guò)延遲線時(shí)，會(huì)通過(guò)線的長(zhǎng)短而實(shí)現(xiàn)延時(shí)緩沖作用； 第二種結(jié)構(gòu)是環(huán)形的光纖單元，通過(guò)對(duì)光開(kāi)關(guān)進(jìn)行有效的調(diào)控來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的延時(shí)通過(guò)。雖然前一種光緩存器的操作以及結(jié)構(gòu)都非常簡(jiǎn)單，但是延遲單元僅能夠?yàn)楣鈹?shù)據(jù)包進(jìn)行一次處理，需要更多的光纖延遲線才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的多次通過(guò)，集成性非常差； 而第二種形式的的光緩存器就可以有效解決這一問(wèn)題，它的集成性非常好，并且可以使光信號(hào)在緩存單元內(nèi)重復(fù)通過(guò)，它是以后FDL型全光緩存器的主要研究方向。

2、慢光型全光緩存技術(shù)。即便當(dāng)下的慢光型緩存技術(shù)還不夠成熟，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)緩存要求不達(dá)標(biāo)、信號(hào)失真等情況，然而慢光緩存卻具有可調(diào)分辨率高、實(shí)用性強(qiáng)以及延時(shí)時(shí)間便于調(diào)控等優(yōu)點(diǎn)，所以它對(duì)于全光緩存技術(shù)的研究還是具有很大的貢獻(xiàn)。根據(jù)作用原理的不同可以將慢光型緩存技術(shù)分為以下幾種：第一種利用的是受激布里淵散射 （SBS） 和受激拉曼散射 （SRS）現(xiàn)象；第二種利用是電磁誘導(dǎo)透明 （EIT）的原理；第三種利用的是具有特殊結(jié)構(gòu)的介質(zhì)；第四種利用的是相干布居振蕩的原理。

3、濾波法實(shí)現(xiàn)PRBS和單脈沖信號(hào)的可調(diào)延時(shí)。以往所用的相干布居振蕩會(huì)限制入射信號(hào)的工作帶寬，但是如果使用上轉(zhuǎn)型相干布居振蕩就可以有效解決這一問(wèn)題，以確保高頻正弦信號(hào)慢光的實(shí)現(xiàn)。然而這種方法也是有缺陷的，它產(chǎn)生的慢光需要新的調(diào)制頻率與其對(duì)應(yīng)，而且其需要更為先進(jìn)和精確的設(shè)備，比如高帶寬矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀 ，它可以用于對(duì)輸入頻率的管控和對(duì)固頻信號(hào)的檢測(cè)。綜合考慮各種條件的影響，選擇采用優(yōu)化后的光濾波法，該方法的實(shí)用性非常強(qiáng)，可以幫助改進(jìn)以往布居振蕩極限的SOA中高調(diào)制速率偽隨機(jī)PRBS的快慢光。

三、光子計(jì)算

1、光子神經(jīng)元。人之所以具備學(xué)習(xí)、思考和運(yùn)動(dòng)等能力，那是因?yàn)槿说拇竽X中具有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，而神經(jīng)元?jiǎng)t是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中最重要的組成部分。神經(jīng)元是由樹(shù)突、 細(xì)胞體、 軸突等結(jié)構(gòu)組成的， 它是構(gòu)成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，它的功能有 延遲、時(shí)空整合、 閾值處理等等 （圖1） ?，F(xiàn)階段將光學(xué)上用來(lái)模擬神經(jīng)元功能的方法有兩種，即分立器件模擬和激光器模擬，前者利用分立器件來(lái)代替神經(jīng)元，后者利用激光器來(lái)代替神經(jīng)元。

2、學(xué)習(xí)機(jī)制。學(xué)習(xí)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大計(jì)算能力的基礎(chǔ)， 學(xué)習(xí)實(shí)際上就是對(duì)神經(jīng)元之間權(quán)重的調(diào)整過(guò)程。STDP（spike-timing-dependent plasticity） 是目前脈沖神經(jīng)元使用較為普遍的學(xué)習(xí)機(jī)制。STDP學(xué)習(xí)函數(shù)如圖2 （a） 所示， t pre 為突觸前脈沖激發(fā)時(shí)間， t post 為突觸后脈沖激發(fā)時(shí)間。當(dāng)t pre

結(jié)論：從全光邏輯、 全光波長(zhǎng)變換技術(shù)、 全光偽隨機(jī)碼發(fā)生器和速率倍增技術(shù)、 全光緩存技術(shù)等方面介紹了高速光通信中全光數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的研究進(jìn)展。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 董建績(jī)， 張新亮， 黃德修. 基于半導(dǎo)體光放大器四波混頻效應(yīng)的多種調(diào)制格式的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)[J]. 光學(xué)學(xué)報(bào)， 2008， 28（7）： 1327-1332.

篇6

【關(guān)鍵詞】光纖通信; 現(xiàn)狀;出路

引言

光纖通信技術(shù)從光通信中脫穎而出,已成為現(xiàn)代通信的主要支柱之一,在現(xiàn)代電信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。光纖通信作為一門(mén)新興技術(shù),近年來(lái)發(fā)展速度之快、應(yīng)用面之廣是通信史上罕見(jiàn)的,也是世界新技術(shù)革命的重要標(biāo)志和未來(lái)信息社會(huì)中各種信息的主要傳送工具。

1 光纖的概述

光纖即為光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)稱(chēng)。光纖通信是以光波作為信息載體,以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。從原理上看,構(gòu)成光纖通信的基本物質(zhì)要素是光纖、光源和光檢測(cè)器。光纖除了按制造工藝、材料組成以及光學(xué)特性進(jìn)行分類(lèi)外,在應(yīng)用中,光纖常按用途進(jìn)行分類(lèi),可分為通信用光纖和傳感用光纖。傳輸介質(zhì)光纖又分為通用與專(zhuān)用兩種,而功能器件光纖則指用于完成光波的放大、整形、分頻、倍頻、調(diào)制以及光振蕩等功能的光纖,并常以某種功能器件的形式出現(xiàn)。

光纖通信之所以發(fā)展迅猛,主要緣于它具有以下優(yōu)點(diǎn):1)通信容量大、傳輸距離遠(yuǎn);2)信號(hào)串?dāng)_小、保密性能好;3)抗電磁干擾、傳輸質(zhì)量佳;4)光纖尺寸小、重量輕,便于敷設(shè)和運(yùn)輸;5)材料來(lái)源豐富,環(huán)境保護(hù)好;6)無(wú)輻射,難于竊聽(tīng);7)光纜適應(yīng)性強(qiáng),壽命長(zhǎng)。

2 光纖通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀

光纖通信的發(fā)展依賴(lài)于光纖通信技術(shù)的進(jìn)步。目前,光纖通信技術(shù)已有了長(zhǎng)足的發(fā)展,新技術(shù)也不斷涌現(xiàn),進(jìn)而大幅度提高了通信能力,并不斷擴(kuò)大了光纖通信的應(yīng)用范圍。

2.1 波分復(fù)用技術(shù)

波分復(fù)用WDM(Wavelength Division Multiplexing)技術(shù)可以充分利用單模光纖低損耗區(qū)帶來(lái)的巨大帶寬資源。根據(jù)每一信道光波的頻率(或波長(zhǎng))不同,將光纖的低損耗窗口劃分成若干個(gè)信道,把光波作為信號(hào)的載波,在發(fā)送端采用波分復(fù)用器(合波器),將不同規(guī)定波長(zhǎng)的信號(hào)光載波合并起來(lái)送入一根光纖進(jìn)行傳輸。在接收端,再由一波分復(fù)用器(分波器)將這些不同波長(zhǎng)承載不同信號(hào)的光載波分開(kāi)。由于不同波長(zhǎng)的光載波信號(hào)可以看作互相獨(dú)立(不考慮光纖非線性時(shí)),從而在一根光纖中可實(shí)現(xiàn)多路光信號(hào)的復(fù)用傳輸。自從上個(gè)世紀(jì)末,波分復(fù)用技術(shù)出現(xiàn)以來(lái),由于它能極大地提高光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量,迅速得到了廣泛的應(yīng)用。

1995年以來(lái),為了解決超大容量、超高速率和超長(zhǎng)中繼距離傳輸問(wèn)題,密集波分復(fù)用DWDM(Dens Wavelength Division Multi-plexing)技術(shù)成為國(guó)際上的主要研究對(duì)象。DWDM光纖通信系統(tǒng)極大地增加了每對(duì)光纖的傳輸容量,經(jīng)濟(jì)有效地解決了通信網(wǎng)的瓶頸問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì),截止到2002年,商用的DWDM系統(tǒng)傳輸容量已達(dá)400Gbit/s。以10Gbit/s為基礎(chǔ)的DWDM系統(tǒng)已逐漸成為核心網(wǎng)的主流。DWDM系統(tǒng)除了波長(zhǎng)數(shù)和傳輸容量不斷增加外,光傳輸距離也從600km左右大幅度擴(kuò)展到2000km以上。

與此同時(shí),隨著波分復(fù)用技術(shù)從長(zhǎng)途網(wǎng)向城域網(wǎng)擴(kuò)展,粗波分復(fù)用CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。CWDM的信道間隔一般為20nm,通過(guò)降低對(duì)波長(zhǎng)的窗口要求而實(shí)現(xiàn)全波長(zhǎng)范圍內(nèi)(1260nm～1620nm)的波分復(fù)用,并大大降低光器件的成本,可實(shí)現(xiàn)在0km～80km內(nèi)較高的性能價(jià)格比,因而受到運(yùn)營(yíng)商的歡迎。

2.2 光纖接入技術(shù)

光纖接入網(wǎng)是信息高速公路的“最后一公里”。實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)母咚倩?滿(mǎn)足大眾的需求,不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò),用戶(hù)接入部分更是關(guān)鍵,光纖接入網(wǎng)是高速信息流進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)的關(guān)鍵技術(shù)。在光纖寬帶接入中,由于光纖到達(dá)位置的不同,有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應(yīng)用,統(tǒng)稱(chēng)FTTx。

FTTH(光纖到戶(hù))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(hù)提供所需要的不受限制的帶寬,充分滿(mǎn)足寬帶接入的需求。我國(guó)從2003年起,在“863”項(xiàng)目的推動(dòng)下,開(kāi)始了FTTH的應(yīng)用和推廣工作。迄今已經(jīng)在30多個(gè)城市建立了試驗(yàn)網(wǎng)和試商用網(wǎng),包括居民用戶(hù)、企業(yè)用戶(hù)、網(wǎng)吧等多種應(yīng)用類(lèi)型,也包括運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)、駐地網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)、企業(yè)主導(dǎo)、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商主導(dǎo)和政府主導(dǎo)等多種模式,發(fā)展勢(shì)頭良好。不少城市制訂了FTTH的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),有的城市還制訂了相應(yīng)的優(yōu)惠政策,這些都為FTTH在我國(guó)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。

在FTTH應(yīng)用中,主要采用兩種技術(shù),即點(diǎn)到點(diǎn)的P2P技術(shù)和點(diǎn)到多點(diǎn)的xPON技術(shù),亦可稱(chēng)為光纖有源接入技術(shù)和光纖無(wú)源接入技術(shù)。P2P技術(shù)主要采用通常所說(shuō)的MC(媒介轉(zhuǎn)換器)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)和局端的直接連接,它可以為用戶(hù)提供高帶寬的接入。目前,國(guó)內(nèi)的技術(shù)可以為用戶(hù)提供FE或GE的帶寬,對(duì)大中型企業(yè)用戶(hù)來(lái)說(shuō),是比較理想的接入方式。

3 光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

近幾年來(lái),隨著技術(shù)的進(jìn)步,電信管理體制的改革以及電信市場(chǎng)的逐步全面開(kāi)放,光纖通信的發(fā)展又一次呈現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的新局面,以下在對(duì)光纖通信領(lǐng)域的主要發(fā)展熱點(diǎn)作一簡(jiǎn)述與展望。

3.1 向超高速系統(tǒng)的發(fā)展

從過(guò)去20多年的電信發(fā)展史看,網(wǎng)絡(luò)容量的需求和傳輸速率的提高一直是一對(duì)主要矛盾。傳統(tǒng)光纖通信的發(fā)展始終按照電的時(shí)分復(fù)用(TDM)方式進(jìn)行,每當(dāng)傳輸速率提高4倍,傳輸每比特的成本大約下降30%～40%;因而高比特率系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益大致按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng),這就是為什么光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率在過(guò)去20多年來(lái)一直在持續(xù)增加的根本原因。目前商用系統(tǒng)已從45Mbps增加到10Gbps,其速率在20年時(shí)間里增加了20O0倍,比同期微電子技術(shù)的集成度增加速度還快得多。高速系統(tǒng)的出現(xiàn)不僅增加了業(yè)務(wù)傳輸容量,而且也為各種各樣的新業(yè)務(wù),特別是寬帶業(yè)務(wù)和多媒體提供了實(shí)現(xiàn)的可能。目前10Gbps系統(tǒng)已開(kāi)始大批量裝備網(wǎng)絡(luò),全世界安裝的終端和中繼器已超過(guò)5000個(gè),主要在北美,在歐洲、日本和澳大利亞也已開(kāi)始大量應(yīng)用。

3.2 向超大容量WDM系統(tǒng)的演進(jìn)

采用電的時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)的擴(kuò)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(fā)掘。如果將多個(gè)發(fā)送波長(zhǎng)適當(dāng)錯(cuò)開(kāi)的光源信號(hào)同時(shí)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(fù)用(WDM)的基本思路。采用波分復(fù)用系統(tǒng)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(kuò)大幾倍至上百倍;2)在大容量長(zhǎng)途傳輸時(shí)可以節(jié)約大量光纖和再生器,從而大大降低了傳輸成本;3)與信號(hào)速率及電調(diào)制方式無(wú)關(guān),是引入寬帶新業(yè)務(wù)的方便手段;4)利用WDM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交換和恢復(fù)可望實(shí)現(xiàn)未來(lái)透明的、具有高度生存性的光聯(lián)網(wǎng)。

鑒于上述應(yīng)用的巨大好處及近幾年來(lái)技術(shù)上的重大突破和市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng),波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展十分迅速。預(yù)計(jì)不久實(shí)用化系統(tǒng)的容量即可達(dá)到1Tbps的水平。

3.3 實(shí)現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)

上述實(shí)用化的波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)盡管具有巨大的傳輸容量,但基本上是以點(diǎn)到點(diǎn)通信為基礎(chǔ)的系統(tǒng),其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實(shí)現(xiàn)類(lèi)似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話,無(wú)疑將增加新一層的威力。根據(jù)這一基本思路,光的分插復(fù)用器(OADM)和光的交叉連接設(shè)備(OXC)均已在實(shí)驗(yàn)室研制成功,前者已投入商用。

實(shí)現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)的基本目的是:1)實(shí)現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡(luò);2)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性,允許網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)和業(yè)務(wù)量的不斷增長(zhǎng);3)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可重構(gòu)性,達(dá)到靈活重組網(wǎng)絡(luò)的目的;4)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的透明性,允許互連任何系統(tǒng)和不同制式的信號(hào);5)實(shí)現(xiàn)快速網(wǎng)絡(luò)恢復(fù),恢復(fù)時(shí)間可達(dá)100ms。鑒于光聯(lián)網(wǎng)具有上述潛在的巨大優(yōu)勢(shì),發(fā)達(dá)國(guó)家投入了大量的人力、物力和財(cái)力進(jìn)行預(yù)研。光聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為繼SDH電聯(lián)網(wǎng)以后的又一新的光通信發(fā)展。

3.4 新一代的光纖

近幾年來(lái)隨著IP業(yè)務(wù)量的爆炸式增長(zhǎng),電信網(wǎng)正開(kāi)始向下一代可持續(xù)發(fā)展的方向發(fā)展,而構(gòu)筑具有巨大傳輸容量的光纖基礎(chǔ)設(shè)施是下一代網(wǎng)絡(luò)的物理基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的G.652單模光纖在適應(yīng)上述超高速長(zhǎng)距離傳送網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需要方面已暴露出力不從心的態(tài)勢(shì),開(kāi)發(fā)新型光纖已成為開(kāi)發(fā)下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。目前,為了適應(yīng)干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的不同發(fā)展需要,已出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖,即非零色散光纖(G.655光纖)和無(wú)水吸收峰光纖(全波光纖)。

3.5 光接入網(wǎng)

過(guò)去幾年間,網(wǎng)絡(luò)的核心部分發(fā)生了翻天覆地的變化,無(wú)論是交換,還是傳輸都已更新了好幾代。不久,網(wǎng)絡(luò)的這一部分將成為全數(shù)字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網(wǎng)絡(luò)。而另一方面,現(xiàn)存的接入網(wǎng)仍然是被雙絞線銅線主宰的(90%以上)、原始落后的模擬系統(tǒng)。兩者在技術(shù)上的巨大反差說(shuō)明接入網(wǎng)已確實(shí)成為制約全網(wǎng)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。唯一能夠根本上徹底解決這一瓶頸問(wèn)題的長(zhǎng)遠(yuǎn)技術(shù)手段是光接入網(wǎng)。接入網(wǎng)中采用光接入網(wǎng)的主要目的是:減少維護(hù)管理費(fèi)用和故障率;開(kāi)發(fā)新設(shè)備,增加新收入;配合本地網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,減少節(jié)點(diǎn),擴(kuò)大覆蓋;充分利用光纖化所帶來(lái)的一系列好處;建設(shè)透明光網(wǎng)絡(luò),迎接多媒體時(shí)代。

4 結(jié)束語(yǔ)

21世紀(jì)以來(lái),光通信技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,在上文中我們主要討論了光通信技術(shù)及其應(yīng)用的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),但這些進(jìn)步的取得,是包括光傳輸媒質(zhì)、光電器件、光通信系統(tǒng),以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等多方面技術(shù)共同進(jìn)步的結(jié)果。隨著光通信技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展,必將對(duì)21世紀(jì)通信行業(yè)的進(jìn)步,乃至整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生巨大影響。

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篇7

【關(guān)鍵詞】光纖通信；未來(lái)發(fā)展；應(yīng)用

光纖通信技術(shù)其實(shí)就是一種采用光纖和光纖進(jìn)行傳輸信息的方式，我國(guó)在二十世紀(jì)七十年代開(kāi)始，就對(duì)光纖通信技術(shù)進(jìn)行了初步的研究。后來(lái)隨著科技的不斷進(jìn)步及市場(chǎng)需求的越來(lái)越高，我們和通信技術(shù)的關(guān)系也越來(lái)越密切。由于我們生活水平的不斷改善，我們對(duì)生活的需求也有了潛移默化的改變。我們開(kāi)始追求生活的舒適便捷，并希望能通過(guò)目前發(fā)達(dá)的科技手段，來(lái)過(guò)上自己想要的現(xiàn)代化生活。而光線通信技術(shù)就順應(yīng)著我們的需求而生，它是信息傳輸?shù)妮d體，把光纖當(dāng)作傳輸?shù)慕橘|(zhì)，以它通信容量高、損耗低及頻帶寬等特性，快速的推動(dòng)著通信領(lǐng)域的不斷發(fā)展。

一、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（一）光纖的發(fā)展趨勢(shì)

目前正是信息高速發(fā)展的時(shí)代，整個(gè)世界都處于信息發(fā)展的狀態(tài)下，因此，電視會(huì)議、網(wǎng)絡(luò)傳輸、節(jié)目點(diǎn)播和有線電視等許多技術(shù)，都被稱(chēng)為這個(gè)時(shí)代的信息產(chǎn)物。所以在目前多元化的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展情況下，我們對(duì)構(gòu)建光纖通信就有了更高的標(biāo)準(zhǔn)。由于當(dāng)前光纖通信主要是用強(qiáng)度調(diào)制的檢測(cè)方式，而在相干的光纖通信系統(tǒng)中，一般用相干的檢測(cè)方式。如果使用這個(gè)檢測(cè)方式，就能幫助我們提升檢測(cè)的靈敏度及系統(tǒng)運(yùn)作的效率。由此可知，這種檢測(cè)方式不僅提升了傳輸?shù)木嚯x，而且還會(huì)讓提升我們?cè)趹?yīng)用時(shí)的便捷性。

（二）光纖通信技術(shù)高速化的發(fā)展趨勢(shì)

隨著我們對(duì)容量需求的不斷增加，光纖通信同樣需要中繼距離不斷增長(zhǎng)，這樣才可以確保偏光纖的正確方向。我們?cè)趹?yīng)用的過(guò)程中，可以通過(guò)使用相干光纖通信，來(lái)達(dá)到無(wú)中繼的通信效率。但是，值得我們注意的是，必需要保證光的偏振方向，不能進(jìn)行改變，這樣才能達(dá)到我們預(yù)期的探測(cè)效率。因此，我們必需在一般的單模光纖上進(jìn)一步的向偏光纖技術(shù)方向發(fā)展，這也是一種不可避免的發(fā)展趨勢(shì)。

（三）光纖通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢(shì)

由于目前互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，導(dǎo)致光纖網(wǎng)絡(luò)也隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)不斷構(gòu)建；因此，信息量的傳送就變得越來(lái)越多，具有突發(fā)性及隨機(jī)性的分組信號(hào)碼流的比例也隨之增加。從它的技術(shù)方面我們可以發(fā)現(xiàn)，它的發(fā)展方向一般是通過(guò)不停的增加信道的容量，并把實(shí)用化距離的傳輸盡量做到標(biāo)準(zhǔn)化。如今，光纖入網(wǎng)通常是用軟件來(lái)控制的，還是全數(shù)字化系統(tǒng)，并擁有高集成性和智能化等特性；因此，它也成為了通信網(wǎng)中最不可缺少的一部分。光纖通信今后將會(huì)面對(duì)越來(lái)越多的用戶(hù)，而且業(yè)界人士預(yù)計(jì)它將會(huì)為我們帶來(lái)一個(gè)高速的智能信息時(shí)代。

二、光纖通信技術(shù)的應(yīng)用

（一）光弧子通信技術(shù)

根據(jù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)于運(yùn)作在零色散波長(zhǎng)處的單信道通信系統(tǒng)而言，光弧子通信技術(shù)在性能上和工作常規(guī)系統(tǒng)相比并不具有很大的優(yōu)勢(shì)；可是，工作常規(guī)系統(tǒng)比較容易被群色散所影響，這樣會(huì)導(dǎo)致它的傳輸速率受到一定的限制，尤其是在多信道的系統(tǒng)中，這種影響還會(huì)限制它的傳輸容量。而光弧子通信系統(tǒng)卻能把不同的波長(zhǎng)的多信道復(fù)用到同一根光纖中進(jìn)行傳輸，所以，多信道光弧子通信技術(shù)的應(yīng)用前景將會(huì)十分廣闊。

（二）全光通信網(wǎng)

全光網(wǎng)的概念是指用戶(hù)和用戶(hù)間的信號(hào)傳輸和交換都使用光波技術(shù)，它通常由電網(wǎng)絡(luò)層和光網(wǎng)絡(luò)層所組成。全光網(wǎng)通過(guò)波長(zhǎng)去選擇路由，在傳輸速率及數(shù)據(jù)格式等方面都具有透明性。它不僅能和現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行兼容，而且能支撐將來(lái)寬帶業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)。全光通信網(wǎng)還具有可擴(kuò)展性、可重建性；因?yàn)槿饩W(wǎng)的光網(wǎng)絡(luò)層里有許多光器件，所以它的可靠性就高，而且平時(shí)維護(hù)的經(jīng)費(fèi)也比較低。

（三）高速光纖計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

光纖分布式的接口環(huán)網(wǎng)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)重要的研究領(lǐng)域，作為光纖傳輸?shù)闹饕钆疲诰钟蚓W(wǎng)的應(yīng)用上，表現(xiàn)出來(lái)非常高的工作效率；一旦把它應(yīng)用在我們目前的校園網(wǎng)構(gòu)建中，它的實(shí)用性將會(huì)更加清晰的呈現(xiàn)在我們的面前。目前，因?yàn)榭蛻?hù)端擁有多樣化的需求，所以我們也需要體工程相對(duì)應(yīng)的服務(wù)來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)的需求；而且在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中，節(jié)點(diǎn)很設(shè)備都會(huì)很繁復(fù)，狀態(tài)也會(huì)分散，這時(shí)候它的優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)出來(lái)了，它的高開(kāi)發(fā)性和創(chuàng)新性非常就適應(yīng)這個(gè)構(gòu)建環(huán)境。

三、光纖通信的應(yīng)用實(shí)例分析

（一）應(yīng)用于艦載高速光纖網(wǎng)

目前的艦艇裝備都擁有許多的通信雷達(dá)、武器指揮及導(dǎo)航系統(tǒng)等高科技電子設(shè)備，但如果和另外的電氣設(shè)備混在一起，就容易形成射頻干擾和電磁干擾等問(wèn)題。在艦船上應(yīng)用了光纖網(wǎng)之后，就可以最大避免這些問(wèn)題，從而提升了我們指揮作戰(zhàn)的能力。

（二）應(yīng)用于雷達(dá)和微波系統(tǒng)

如果用光纖連結(jié)雷達(dá)的控制中心和雷達(dá)的天線，就可以擴(kuò)大兩者間的距離。將光纖作為傳輸介質(zhì)，它的頻帶就能覆蓋X波段或者KU波段。

（三）應(yīng)用于光纖水聽(tīng)器

如果我們利用光纖技術(shù)來(lái)探測(cè)水下的聲波，就能比普通壓電水聽(tīng)器的靈敏度高，而且動(dòng)態(tài)范圍也比普通的大，并具有抗電磁干擾能力及系統(tǒng)濕端質(zhì)量輕等許多的優(yōu)點(diǎn)。

（四）應(yīng)用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

我們飛機(jī)上的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖鏈路就主要應(yīng)用在航空電子裝置黑盒子的數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)際表現(xiàn)一直不錯(cuò)，數(shù)據(jù)傳輸速率也很高。

（五）應(yīng)用于航天飛行器

光纖通信技術(shù)還可以應(yīng)用于運(yùn)載火箭的起飛倒計(jì)時(shí)的臍帶系統(tǒng)、監(jiān)控傳感器及航空電子設(shè)備網(wǎng)中，從而去達(dá)到增加運(yùn)載火箭可靠性的目的。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，光纖通信技術(shù)在日益的發(fā)展中，已經(jīng)成為我們信息化生活中越來(lái)越重要的組成部分之一。我相信，隨著我們對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的不斷研究、開(kāi)發(fā)，它會(huì)在未來(lái)為我們帶來(lái)更加成熟的技術(shù)和更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，比如應(yīng)用于未來(lái)的預(yù)警等方面，將會(huì)滿(mǎn)足現(xiàn)代化社會(huì)的廣大需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]李迪.王龍穩(wěn).光纖通信發(fā)展與技術(shù)的探討[J].硅谷.2011（17）

[2]趙.淺論光纖通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品.2011（17）

篇8

趙曼汪正進(jìn)殷曉虎苗璐

(西安科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院，陜西西安710054)

【摘要】對(duì)通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行深入分析，提出了依托專(zhuān)業(yè)特色的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程建設(shè)方案。研究提出建立兩類(lèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，調(diào)整實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，突出礦業(yè)信息特色的技術(shù)研究方向；開(kāi)發(fā)綜合型、設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并結(jié)合科研及競(jìng)賽，實(shí)現(xiàn)突出技術(shù)研究?jī)?yōu)勢(shì)的、以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

關(guān)鍵詞 通信原理；礦業(yè)信息；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；創(chuàng)新；教學(xué)改革

0引言

近幾年，就業(yè)形勢(shì)的日趨嚴(yán)峻，社會(huì)對(duì)大學(xué)生綜合素質(zhì)的要求逐漸升高，學(xué)校依勢(shì)提出了對(duì)教育教學(xué)方向的新思路。在實(shí)踐教學(xué)方面，不但要求學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深理解基礎(chǔ)理論，而且要求具有團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和創(chuàng)新思維，能夠靈活的綜合應(yīng)用本專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題。

為此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)以通信原理實(shí)驗(yàn)課程為試點(diǎn)，進(jìn)行了一系列的教學(xué)改革，以礦業(yè)信息技術(shù)為重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了從基礎(chǔ)到專(zhuān)業(yè)、從基本到提高、從單一到綜合，最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生具備較強(qiáng)的知識(shí)應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、工程設(shè)計(jì)能力的目標(biāo)。[1]

1實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

“通信原理”是通信專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，涉及“信號(hào)與系統(tǒng)”、“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”和“高頻電子線路”等多門(mén)先修課程，通信原理實(shí)驗(yàn)基于相應(yīng)的理論課程，同時(shí)又高于理論課程，在學(xué)生能力培養(yǎng)和綜合素質(zhì)提高方面有著獨(dú)特作用。對(duì)比我?，F(xiàn)行的通信原理實(shí)驗(yàn)課程培養(yǎng)方案及實(shí)驗(yàn)大綱，并結(jié)合教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課程存在許多弊端：

1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程無(wú)法體現(xiàn)礦業(yè)信息技術(shù)特色的優(yōu)勢(shì)。以學(xué)校特色專(zhuān)業(yè)為依托，本學(xué)院的特色研究方向即為礦山通信、礦山信息化建設(shè)，教師團(tuán)隊(duì)也研發(fā)出諸多新型技術(shù)成果。但在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，仍然按照教學(xué)大綱規(guī)定的學(xué)時(shí)數(shù)安排實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是驗(yàn)證基本概念和理論數(shù)據(jù)或是簡(jiǎn)單的基本技能訓(xùn)練，例如基本信號(hào)測(cè)試、脈沖編碼調(diào)制、移頻鍵控等內(nèi)容的驗(yàn)證，內(nèi)容偏于簡(jiǎn)單，沒(méi)有突出本學(xué)院的專(zhuān)業(yè)特色，學(xué)生對(duì)當(dāng)前技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)沒(méi)有任何的了解，在就業(yè)時(shí)沒(méi)有專(zhuān)業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

2）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要以單元驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，綜合實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目比例小，學(xué)生的創(chuàng)新能力、知識(shí)綜合應(yīng)用能力無(wú)法得到有效提升?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容多數(shù)為單元實(shí)驗(yàn)，且為演示性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，占到了總實(shí)驗(yàn)課程的90%以上，這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)很大程度上是成為理論教學(xué)的輔助手段，實(shí)驗(yàn)課程安排也使學(xué)生完全處于被動(dòng)狀態(tài)，不能充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，無(wú)法適應(yīng)創(chuàng)新教育對(duì)人才的培養(yǎng)要求。[2]

3）實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系一條線，專(zhuān)業(yè)不同，其教學(xué)大綱、課程內(nèi)容安排相同，無(wú)法凸顯各專(zhuān)業(yè)技術(shù)研究方向，不能體現(xiàn)因材施教的方針。涉及通信原理實(shí)驗(yàn)共有四個(gè)專(zhuān)業(yè)，但實(shí)驗(yàn)安排的課程內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)要求完全相同，沒(méi)有區(qū)分各專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)側(cè)重點(diǎn)，沒(méi)有突出各專(zhuān)業(yè)技術(shù)特色。同時(shí)，學(xué)生水平參差不齊，對(duì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師存在不同程度的依賴(lài)，需要教師根據(jù)學(xué)生自身的特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)創(chuàng)新思維和科學(xué)研究素質(zhì)的培養(yǎng)。

因此，結(jié)合本校辦學(xué)特色，對(duì)通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行研究及改革成為通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)亟待解決的重要課題。本項(xiàng)目在認(rèn)真分析專(zhuān)業(yè)技術(shù)研究方向的基礎(chǔ)上，以礦業(yè)信息方向?yàn)橹攸c(diǎn)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段及方法。

2實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方案

通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是創(chuàng)新活動(dòng)為重點(diǎn)，突出礦業(yè)信息技術(shù)研究?jī)?yōu)勢(shì)，按照不同的專(zhuān)業(yè)方向，構(gòu)建兩類(lèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為大學(xué)生掌握理論與學(xué)科前沿知識(shí)、從事創(chuàng)新活動(dòng)的主要平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)全方位開(kāi)放。

2.1建立兩類(lèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

為滿(mǎn)足培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力的要求和不同專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求，設(shè)置了礦業(yè)信息類(lèi)及電子信息類(lèi)兩類(lèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。礦業(yè)信息類(lèi)包含通信工程、電子信息工程專(zhuān)業(yè)，研究方向?yàn)榈V山信息化建設(shè)、數(shù)字礦山通信、系統(tǒng)仿真；電子信息類(lèi)包含電子信息科學(xué)與技術(shù)、電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)，研究方向?yàn)楝F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件設(shè)計(jì)、光通信技術(shù)。

實(shí)驗(yàn)課程方面，設(shè)立與專(zhuān)業(yè)技術(shù)研究方向?qū)?yīng)、合理的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過(guò)引入科研項(xiàng)目、建立創(chuàng)新技術(shù)小組、參與科技競(jìng)賽等方式，開(kāi)設(shè)應(yīng)用創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，達(dá)到基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)及綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)占總實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目的70%~80%，創(chuàng)新應(yīng)用類(lèi)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容占總實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目的20%~30%。對(duì)于礦業(yè)信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)，減少基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)比例，增加綜合實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)于電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)，以基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)為主，增加綜合實(shí)驗(yàn)比例，增設(shè)應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2.2改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與手段

推行多樣化的實(shí)驗(yàn)方法與手段，采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)仿真和虛擬操作軟件完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)，結(jié)合硬件儀器實(shí)驗(yàn)和軟件仿真實(shí)驗(yàn)；合理運(yùn)用多媒體輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，對(duì)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)提供支持，方便實(shí)驗(yàn)教師進(jìn)行指導(dǎo)；同時(shí)，利用QQ、電子郵箱、微信等軟件，與學(xué)生建立實(shí)驗(yàn)交流平臺(tái)，在—定程度上解決硬件資源短缺、實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足、師生互動(dòng)不夠等問(wèn)題，明顯提高綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的成功率。[3]

2.3實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室全開(kāi)放

實(shí)驗(yàn)室全開(kāi)放是以完善的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放制度作為保證，鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證，使學(xué)生在加深理解和掌握理論基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，從事工程設(shè)計(jì)和科研活動(dòng)，突出學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)室全開(kāi)放不僅包含對(duì)本科生、研究生的實(shí)驗(yàn)開(kāi)放，也包含對(duì)教師的科研開(kāi)放。對(duì)學(xué)生開(kāi)放，即學(xué)生可自由選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)室提供實(shí)驗(yàn)儀器及所需的元器件，教師參與指導(dǎo)。對(duì)科研開(kāi)放是鼓勵(lì)教師和工程技術(shù)人員充分利用中心的儀器設(shè)備，開(kāi)展教學(xué)與科研工作。[4]

3結(jié)束語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革打破了“實(shí)驗(yàn)課和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容附屬于理論課程”的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，實(shí)驗(yàn)課程體系實(shí)現(xiàn)了從簡(jiǎn)單驗(yàn)證到綜合設(shè)計(jì)、從實(shí)驗(yàn)?zāi)M到工程實(shí)際，增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐能力，提高了學(xué)生的知識(shí)綜合應(yīng)用能力及工程創(chuàng)新能力，縮短了學(xué)生與企業(yè)環(huán)境、崗位需求間的距離。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力和水平也得到了較大提高。

參考文獻(xiàn)

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篇9

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)AMI塑料光纖智能電表

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.11文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2012）03-0000-00

1、引言

智能電網(wǎng)具有顯著的綜合效益和廣闊的發(fā)展前景，已經(jīng)成為全球電力工業(yè)應(yīng)對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)的共同選擇。在這種背景下，多個(gè)國(guó)家提出了加快建設(shè)智能電網(wǎng)的目標(biāo)，以全面提高電網(wǎng)的資源優(yōu)化配置能力和電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，保障安全、優(yōu)質(zhì)、可靠的電力供應(yīng)。

智能電網(wǎng)主要由四部分構(gòu)成：高級(jí)計(jì)量架構(gòu)（AMI）、高級(jí)配電運(yùn)行（ADO）、高級(jí)輸電運(yùn)行（ATO）、高級(jí)資產(chǎn)管理（AAM）。技術(shù)上智能電網(wǎng)是通過(guò)以上四部分之間的密切配合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。發(fā)展智能電網(wǎng)的順序會(huì)影響成本和效益，一般來(lái)講AMI的實(shí)施是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的第一步[1]。AMI系統(tǒng)是一個(gè)使用智能電表通過(guò)多種通信介質(zhì)，按需或以設(shè)定的方式測(cè)量、收集并分析用戶(hù)用電數(shù)據(jù)、提供開(kāi)放式雙向通信的系統(tǒng)，是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)信息平臺(tái)[2]。

目前在國(guó)內(nèi)AMI系統(tǒng)普遍遇到了采集成功率難以提高和維護(hù)工作量較大的問(wèn)題，其主要原因是智能電表的數(shù)量巨大，要在系統(tǒng)主站和每個(gè)智能電表之間建立一個(gè)實(shí)時(shí)、可靠、而且成本較低的通信通道是一件非常困難的事情，也就是說(shuō)，通信是其中的核心問(wèn)題。本文結(jié)合塑料光纖的特點(diǎn)，提出了一種采用塑料光纖作為本地通信方式的設(shè)計(jì)方案，可以有效解決智能電表和系統(tǒng)主站之間難以實(shí)時(shí)通信的難題。

2、國(guó)內(nèi)AMI系統(tǒng)對(duì)通信的需求與現(xiàn)狀

2.1 國(guó)內(nèi)AMI對(duì)通信的需求

國(guó)家電網(wǎng)公司在建設(shè)AMI系統(tǒng)之初，就對(duì)智能電表和AMI系統(tǒng)整體提出了全覆蓋、全采集、全費(fèi)控的總體要求。我們認(rèn)為國(guó)內(nèi)AMI系統(tǒng)對(duì)通信的要求有以下幾個(gè)重要特點(diǎn)：

(1)通信準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性要求高：由于用電信息采集涉及到計(jì)量等結(jié)算數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性要求很高；另由于預(yù)付費(fèi)、遠(yuǎn)程通斷電以及階梯電價(jià)等功能的需要，用電信息采集系統(tǒng)需要能及時(shí)實(shí)現(xiàn)和電表的可靠通信。

(2)支持電表主動(dòng)上報(bào)的能力：電表檔案不清晰是AMI系統(tǒng)實(shí)用化的一個(gè)大難題，最主要的原因是電表檔案清理起來(lái)工作量巨大，也容易出錯(cuò)，還有一個(gè)重要原因是在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)不斷新增、拆除、或者更換電表，檔案將不斷變化，需要通信技術(shù)來(lái)支撐表計(jì)檔案的自動(dòng)上報(bào)。

(3)安裝設(shè)置簡(jiǎn)單：由于電表的安裝人員不具備專(zhuān)業(yè)的通信知識(shí)，難以理解通信中的各類(lèi)參數(shù)設(shè)置，因此，必須讓通信的設(shè)置非常簡(jiǎn)單，最好是不讓他做任何設(shè)置，能通過(guò)簡(jiǎn)單的指示燈來(lái)判斷是否安裝完成；

(4)成本、功耗等指標(biāo)要求嚴(yán)格：由于電表的數(shù)量巨大，僅中國(guó)在運(yùn)行的電表數(shù)量就達(dá)數(shù)億只，通信通道的成本、功耗需要控制在合理的范圍。

2.2 用電信息采集系統(tǒng)的通信現(xiàn)狀

目前，一般將AMI系統(tǒng)中的通信部分分為兩類(lèi)，一類(lèi)是終端到系統(tǒng)主站之間的通信，即遠(yuǎn)程通信；另一類(lèi)是終端到智能電表之間的通信，即本地通信，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1。

遠(yuǎn)程通信目前主要采用GPRS、CDMA、Ethernet、光纖等方式，其中GPRS采用最廣泛，技術(shù)和應(yīng)用都比較成熟，從行業(yè)總體情況來(lái)看，目前在運(yùn)行的GPRS數(shù)據(jù)采集終端的上線率在97%左右，總體情況較好。本地通信目前主要有電力線載波（PLC）、RS485總線和短距離無(wú)線三種方式，這三種方式都有一定量的實(shí)際應(yīng)用。近幾年來(lái)，PLC技術(shù)有了較大的進(jìn)步，但由于電力線信道固有的諸多缺陷，其在不同臺(tái)區(qū)、不同時(shí)段，通信成功率有較大差異，還不能達(dá)到實(shí)時(shí)的可靠通信；RS485總線應(yīng)用時(shí)間很長(zhǎng)，通信穩(wěn)定可靠，但RS485初始安裝工程量比較大，對(duì)安裝工人的要求較高；短距離無(wú)線具有通信速度快的優(yōu)點(diǎn)，但存在無(wú)法穿越屏蔽、容易受到干擾的缺點(diǎn)。

正是在這種狀況下，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種低成本的塑料光纖通信方案，以解決目前智能電表和采集系統(tǒng)間本地通信的難題。

3、塑料光纖通信應(yīng)用

塑料光纖（Plastic Optical Fiber，簡(jiǎn)稱(chēng)POF）近幾年發(fā)展迅速，塑料光纖是由高透明聚合物如聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯（PC）作為芯層材料，PMMA、氟塑料等作為皮層材料的一類(lèi)光纖[3]。塑料光纖與石英光纖相比，塑料光纖在高速段距離通信網(wǎng)絡(luò)中具有顯著地競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，特別在1000m范圍內(nèi)帶寬可達(dá)數(shù)GHz，而成本則與對(duì)稱(chēng)電纜相當(dāng)[4]。同時(shí)，塑料光纖具有易連接，可繞性好，易于彎曲，成本低等優(yōu)勢(shì)。

結(jié)合塑料光纖的優(yōu)點(diǎn)，我們提出了一種以塑料光纖做為本地通道的通信方案，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2：

圖2中是一個(gè)智能電表箱的典型結(jié)構(gòu)，在每個(gè)智能電表箱中，安裝一個(gè)集中器，集中器再分別采用一根塑料光纖和每個(gè)智能電表通信做為本地通信通道。每個(gè)集中器最多可接入16只智能電表，集中器的面板上具有16個(gè)指示燈來(lái)分別指示每個(gè)光通道中的智能電表通信狀態(tài)。每個(gè)智能電表中含有一個(gè)POF光通信模塊，此模塊和國(guó)網(wǎng)智能電表的載波、無(wú)線模塊兼容，可直接替換，每個(gè)POF光纖模塊上也有一個(gè)連接指示燈，此指示燈的閃爍狀態(tài)可以指示塑料光纖模塊和集中器之間、塑料光纖模塊和智能電表之間的通信是否正常，用于現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)單判斷故障類(lèi)型。

4、特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

4.1 檔案主動(dòng)上報(bào)

由于每只智能電表到集中器之間有一個(gè)單獨(dú)的通信通道，因此智能電表可以主動(dòng)向集中器上報(bào)檔案和各類(lèi)事件，無(wú)論是新裝、拆除、還是更換智能電表，主站可以立即接到檔案變動(dòng)的事件報(bào)告，這個(gè)特點(diǎn)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義，可以徹底改變目前智能電表檔案難以核對(duì)的問(wèn)題，并且主站的檔案將和現(xiàn)場(chǎng)同步變化，不會(huì)因?yàn)楦鞣N拆換表而造成混亂，大大簡(jiǎn)化電力公司的管理流程。

4.2 安裝維護(hù)方便

工程人員在安裝智能電表時(shí)，僅比安裝普通機(jī)械電表多一個(gè)動(dòng)作，即連接智能電表和集中器之間的塑料光纖，其它不需要做任何的設(shè)置，連接完之后，還可以通過(guò)指示燈來(lái)判斷是否連接好，只要指示燈指示正確，就說(shuō)明安裝工作全部完成，其余都由智能電表和集中器自動(dòng)完成，解決了PLC 、RS485總線、RF短距離無(wú)線等通信方式現(xiàn)場(chǎng)故障非常難以排查的問(wèn)題，大大簡(jiǎn)化了安裝工作流程。并且在平時(shí)的故障排查中，也可以通過(guò)集中器和智能電表上的指示燈，簡(jiǎn)單地判斷出是集中器、光纖、塑料光纖通信模塊、還是智能電表的故障，普通的工程人員經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)就可以很快完成這類(lèi)工作。

4.3 支持智能電表的高級(jí)應(yīng)用

智能電表的核心問(wèn)題是通信，這是目前大家的共識(shí)，解決好通信問(wèn)題，其它問(wèn)題都將迎刃而解。顯而易見(jiàn)，塑料光纖通信方案為智能電表和主站之間提供了一個(gè)可靠、實(shí)時(shí)的通信通道，不但目前的遠(yuǎn)程通斷電、預(yù)付費(fèi)、階梯電價(jià)等功能能夠輕易實(shí)現(xiàn)，未來(lái)智能電表的各種高級(jí)應(yīng)用也能通過(guò)這個(gè)通信通道來(lái)完成。

4.4 成本、功耗都能有效控制

由于塑料光纖的光收發(fā)器件比較便宜，批量使用時(shí)，智能電表中的光通信模塊成本低于目前載波模塊的成本。而且塑料光纖通信模塊的平均功耗僅100mW，峰值功耗不超過(guò)250mW，使用這種光通信模塊，智能電表的本體不需要做改動(dòng)。

5、結(jié)語(yǔ)

采用塑料光纖通信作為本地通訊方式的集中器與智能電表產(chǎn)品，較好的解決了數(shù)據(jù)采集可靠性與實(shí)時(shí)性不高、檔案設(shè)置與安裝維護(hù)繁瑣等問(wèn)題，較好的滿(mǎn)足了用電信息采集對(duì)于通信技術(shù)的需求，因此具有在未來(lái)AMI系統(tǒng)建設(shè)中廣泛應(yīng)用的巨大潛力。

參考文獻(xiàn)

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篇10

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)；OTN；分組設(shè)備；MSTP

1.前言

隨著電信市場(chǎng)開(kāi)放步伐的日益加快，電信市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈，如何提高服務(wù)質(zhì)量，吸引更多的用戶(hù)，作為電信網(wǎng)重要組成部分的城域網(wǎng)將擔(dān)負(fù)起不可忽視的作用。未來(lái)電信市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，是市場(chǎng)、技術(shù)和產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)面前，各個(gè)運(yùn)營(yíng)商都會(huì)利用自己的優(yōu)勢(shì)，把握商機(jī)，搶占市場(chǎng)，只有充分利用電信經(jīng)營(yíng)的新理念、電信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的新模式和新技術(shù)，建立起一個(gè)安全可靠、高效的城域傳送網(wǎng)平臺(tái)，才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)面前立于不敗之地。

隨著市場(chǎng)的發(fā)展需求，其業(yè)務(wù)已從單一的語(yǔ)音為主的TDM業(yè)務(wù)，逐步轉(zhuǎn)向移動(dòng)、固定數(shù)據(jù)、多媒體等綜合業(yè)務(wù)方面。因而目前所說(shuō)的城域傳送網(wǎng)，實(shí)質(zhì)上是要求能夠滿(mǎn)足多種電信業(yè)務(wù)接入的綜合傳送平臺(tái)，即采用多種傳送技術(shù)，以多元化綜合接入為基礎(chǔ)，支持端到端話音、數(shù)據(jù)、圖像、多媒體、互聯(lián)網(wǎng)和各類(lèi)增值業(yè)務(wù)的傳送。

2.城域傳送網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

目前國(guó)內(nèi)各家運(yùn)營(yíng)商典型的城域傳送網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)（如圖1），光纜作為整個(gè)傳送網(wǎng)的光通信物理傳輸媒介，城域傳送網(wǎng)傳輸系統(tǒng)采用多種設(shè)備技術(shù)組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般分為三層：核心層、匯聚層和接入層，由于城域傳送網(wǎng)支持的業(yè)務(wù)種類(lèi)多，各運(yùn)營(yíng)商擁有的網(wǎng)絡(luò)資源差異性又非常大，因此，各種傳輸技術(shù)在城域傳送網(wǎng)中都有可能被使用到?？紤]到傳送質(zhì)量及網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的可能性，城域傳送網(wǎng)采用的技術(shù)應(yīng)以光傳輸技術(shù)為主，無(wú)線傳輸技術(shù)為輔，在確無(wú)網(wǎng)絡(luò)資源或業(yè)務(wù)量小時(shí)可先考慮使用無(wú)線傳輸技術(shù)，一旦條件成熟應(yīng)以有線傳輸為主。現(xiàn)有城域傳送網(wǎng)主要采用的傳輸設(shè)備形態(tài)有WDM/OTN、PTN/IP—RAN、MSTP、EPON/GPON、PDH以及微波設(shè)備等。

3.城域傳送網(wǎng)總體建設(shè)思路

為了更好地實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的傳送，城域傳送網(wǎng)的規(guī)劃和建設(shè)必須依據(jù)自身的網(wǎng)絡(luò)資源情況、業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和結(jié)構(gòu)及未來(lái)的發(fā)展?jié)摿Χ?，其總體思路如下。

（1）傳輸系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)以業(yè)務(wù)需求為先導(dǎo)，充分考慮現(xiàn)實(shí)及未來(lái)業(yè)務(wù)承載要求，因地制宜、統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施。城域傳送網(wǎng)作為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)適當(dāng)超前于業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。

（2）傳送網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)按核心、匯聚和接入分層建設(shè)規(guī)劃、核心匯聚層網(wǎng)絡(luò)盡量保持穩(wěn)定，減少因頻繁調(diào)整對(duì)主干網(wǎng)絡(luò)造成的沖擊和影響。核心、匯聚層容量應(yīng)能滿(mǎn)足移動(dòng)、重要大客戶(hù)等的綜合需求。

（3）根據(jù)本地承載與傳送網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)架構(gòu)，區(qū)分業(yè)務(wù)價(jià)值和類(lèi)型，明確分組網(wǎng)絡(luò)的引入策略和OTN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)原則，提高傳輸網(wǎng)的綜合傳送能力和應(yīng)變能力，使其更好的滿(mǎn)足各類(lèi)業(yè)務(wù)承載需求。

（4）網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)充分利用和挖潛現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，從節(jié)省投資和適應(yīng)未來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展需要，嚴(yán)控MSTP網(wǎng)的建設(shè)，核心匯聚層不進(jìn)行大規(guī)模擴(kuò)容。加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作，提高資源利用效率和提升網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性。

（5）為配合傳輸設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，要先期建好光纜物理網(wǎng)，光纜資源短缺的，應(yīng)及早進(jìn)行建設(shè)。

4.城域傳送網(wǎng)具體實(shí)施策略

4.1 光纜線路實(shí)施策略

光纜和管道作為光通信傳輸重要的基礎(chǔ)承載媒介，相對(duì)于傳輸系統(tǒng)建設(shè)，具有建設(shè)難度大、周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，因而必須提前規(guī)劃，提前實(shí)施建設(shè)。

4.1.1 光纜網(wǎng)實(shí)施策略

光纜網(wǎng)要站在更全面的高度來(lái)搭建，應(yīng)能滿(mǎn)足核心、匯聚、接入層設(shè)備組網(wǎng)，以及小區(qū)、專(zhuān)線和大客戶(hù)的接入需要，因而可看做是一張光纜網(wǎng)，采取整體規(guī)劃，分層、分區(qū)、逐步進(jìn)行建設(shè)。

（1）核心、匯聚層光纜的建設(shè)，主要根據(jù)兩個(gè)方面來(lái)考慮，一是對(duì)于現(xiàn)有纖芯占用緊張的段落進(jìn)行補(bǔ)建；二是根據(jù)新組網(wǎng)絡(luò)或?qū)ΜF(xiàn)網(wǎng)優(yōu)化的需要，為核心、匯聚機(jī)房搭建直達(dá)光纜。

（2）接入層根據(jù)業(yè)務(wù)密度、道路分布、行政區(qū)劃分來(lái)設(shè)置綜合業(yè)務(wù)接入?yún)^(qū)，并遵循分區(qū)規(guī)劃、分層建設(shè)原則，分區(qū)規(guī)劃：即以綜合接入業(yè)務(wù)功能區(qū)為單位進(jìn)行光纖物理網(wǎng)的規(guī)劃，圍繞匯聚業(yè)務(wù)功能區(qū)匯聚點(diǎn)，開(kāi)展光纖物理網(wǎng)建設(shè)。分層建設(shè)：即將綜合接入?yún)^(qū)分為主干層光纜段、接入?yún)R接層光纜段和末端接入光纜段，分段開(kāi)展光纜建設(shè)。綜合接入?yún)^(qū)主干光纜可提前規(guī)劃建設(shè)，采用大芯數(shù)光纜，一個(gè)為了節(jié)省現(xiàn)網(wǎng)管孔資源，另一個(gè)是為了滿(mǎn)足后期末端新建基站、大客戶(hù)、小區(qū)等等新業(yè)務(wù)的快速接入，快速響應(yīng)以贏得客戶(hù)。

4.1.2 管道實(shí)施策略

（1）管道建設(shè)應(yīng)統(tǒng)籌近期和中遠(yuǎn)期各類(lèi)業(yè)務(wù)接入需求，結(jié)合城市發(fā)展及建設(shè)情況，管道建設(shè)滿(mǎn)足業(yè)務(wù)需求，在投資允許的情況下，可適當(dāng)超前建設(shè)。

（2）管道建設(shè)需根據(jù)現(xiàn)有管道資源，對(duì)現(xiàn)有管道進(jìn)行完善，解決管道斷點(diǎn)，以形成管網(wǎng)，提高管道使用率。

（3）要充分結(jié)合城市市政道路改造，彌補(bǔ)城區(qū)空白區(qū)域管道覆蓋。

（4）主干管道（主要道路）是城區(qū)管道網(wǎng)的核心，主干管道建設(shè)應(yīng)滿(mǎn)足近期網(wǎng)絡(luò)需要，并完善網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

（5）支線管道的建設(shè)應(yīng)以用戶(hù)接入為中心（如基站、集團(tuán)客戶(hù)等用戶(hù)接入），并體現(xiàn)光纜網(wǎng)絡(luò)的多路由和環(huán)形結(jié)構(gòu)的要求。圍繞城區(qū)內(nèi)新建小區(qū)、業(yè)務(wù)密集區(qū)、管道資源稀缺區(qū)域的市政道路開(kāi)展管道建設(shè)，針對(duì)基站和有潛在需求的集團(tuán)客戶(hù)或小區(qū)適度提前建設(shè)管道。盡量與小區(qū)內(nèi)部管道相連或縮短與內(nèi)部小區(qū)管道連接的距離。

4.2 傳輸系統(tǒng)實(shí)施策略

城域傳輸設(shè)備組網(wǎng)應(yīng)根據(jù)自身地理位置、光纜資源情況來(lái)合理搭建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，根據(jù)承載不同業(yè)務(wù)的特點(diǎn)和需要選擇不同的傳送技術(shù)，構(gòu)建不同的城域傳送平臺(tái)，不同的傳送技術(shù)又可混合組網(wǎng)。目前主流的城域傳送網(wǎng)技術(shù)有OTN、分組設(shè)備、MSTP、PON技術(shù)，分別側(cè)重于承載不同的業(yè)務(wù)，OTN主要是用于承載大顆粒帶寬業(yè)務(wù)，分組設(shè)備主要用于承載3G基站業(yè)務(wù)，MSTP主要用于承載TDM及專(zhuān)線業(yè)務(wù)，PON技術(shù)主要用于大客戶(hù)、小區(qū)等QOS等級(jí)較低的寬帶業(yè)務(wù)。

4.2.1 核心層傳輸系統(tǒng)實(shí)施策略

核心層的主要是用于轉(zhuǎn)接TMSC、GMSC及MSC的中繼電路和CMNET城域核心節(jié)點(diǎn)之間的鏈路，主要特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)少，業(yè)務(wù)容量大，電路調(diào)度頻繁，對(duì)業(yè)務(wù)的安全性、網(wǎng)絡(luò)可靠性要求高。

對(duì)于核心層，可采用OTN、分組設(shè)備和MSTP設(shè)備組網(wǎng)，OTN主要用于轉(zhuǎn)接GE及以上的大顆粒電路，分組設(shè)備用于轉(zhuǎn)接GE以下的分組業(yè)務(wù)，MSTP用于轉(zhuǎn)接TDM和專(zhuān)線業(yè)務(wù)。OTN可開(kāi)40Gb/s或10Gb/s波道，分組設(shè)備和MSTP建議開(kāi)10Gb/s環(huán)網(wǎng)。

4.2.2 匯聚層傳輸系統(tǒng)實(shí)施策略

匯聚層由具有重要意義的匯接BSC、BTS節(jié)點(diǎn)或其他節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，負(fù)責(zé)一定區(qū)域內(nèi)的業(yè)務(wù)匯聚和疏導(dǎo)，要求具有強(qiáng)大的業(yè)務(wù)調(diào)度能力和多業(yè)務(wù)接入能力。匯聚點(diǎn)應(yīng)具有強(qiáng)大的交叉能力和多業(yè)務(wù)接入能力，組網(wǎng)靈活，升級(jí)簡(jiǎn)便。

匯聚層對(duì)于分組設(shè)備和MSTP，建議采用10Gb/s環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，新搭建環(huán)路時(shí)要按區(qū)域分區(qū)規(guī)劃環(huán)路結(jié)構(gòu)，并對(duì)環(huán)路容量留有一定的富裕路，以保持在一定時(shí)間內(nèi)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，因?yàn)閰R聚環(huán)的調(diào)整必然導(dǎo)致下掛的接入層設(shè)備跟著調(diào)整，并帶來(lái)一定的電路割接量。對(duì)于業(yè)務(wù)量較大的區(qū)域，我們建議采取OTN+分組設(shè)備（或MSTP）的混合組網(wǎng)方式，即通過(guò)OTN網(wǎng)絡(luò)為分組設(shè)備（或MSTP）匯聚環(huán)路提供透明傳輸通道，業(yè)務(wù)仍在分組（或MSTP）網(wǎng)絡(luò)上實(shí)施保護(hù)，后續(xù)分組環(huán)（或MSTP）擴(kuò)容增建環(huán)路時(shí)OTN網(wǎng)繼續(xù)隨著擴(kuò)容增開(kāi)波道。通過(guò)OTN+分組設(shè)備（或MSTP）的混合組網(wǎng)方式，既節(jié)省了匯聚層光纜纖芯，又方便后期環(huán)路擴(kuò)容。

4.2.3 接入層傳輸系統(tǒng)實(shí)施策略

接入層網(wǎng)絡(luò)多由移動(dòng)通信基站BTS、寬帶業(yè)務(wù)接入節(jié)點(diǎn)組成，對(duì)上就近接入業(yè)務(wù)匯聚層。接入層傳送網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)目多，擴(kuò)容頻繁，單個(gè)節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)量相對(duì)較少，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和設(shè)備性能價(jià)格比要求較高。組網(wǎng)結(jié)構(gòu)建議盡量以環(huán)形為主，輔以少量支鏈接入，考慮到設(shè)備的穩(wěn)定性和帶寬提高能力，接入點(diǎn)的接入設(shè)備盡量使用光通信設(shè)備，不具備條件的再考慮微波設(shè)備。

由于各運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)網(wǎng)的MSTP網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行多年，網(wǎng)絡(luò)容量的承載已接近于極限，今后業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)點(diǎn)主要是3G或4G分組業(yè)務(wù)，所以全網(wǎng)也不適合大規(guī)模進(jìn)行新建或擴(kuò)容，因而需要盡量控制MSTP網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)接入量。對(duì)于2G基站接入，如果分組網(wǎng)絡(luò)和MSTP網(wǎng)絡(luò)同時(shí)都覆蓋的區(qū)域，選擇采用分組設(shè)備接入，分組網(wǎng)絡(luò)覆蓋不到的則通過(guò)MSTP接入；對(duì)于3G基站，盡量通過(guò)分組設(shè)備接入；末端的大客戶(hù)、商業(yè)樓宇、小區(qū)寬帶等對(duì)QOS要求較低的業(yè)務(wù)，建議通過(guò)EPON或GPON網(wǎng)絡(luò)接入，通過(guò)OLT機(jī)房匯聚后的大顆粒帶寬則建議通過(guò)城域OTN網(wǎng)絡(luò)承載。

5.總結(jié)

綜上所述，現(xiàn)今城域傳送網(wǎng)作為一個(gè)多業(yè)務(wù)綜合傳送平臺(tái)，需要綜合考慮各方面的業(yè)務(wù)需求，需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理、并有前瞻性地規(guī)劃建設(shè)。對(duì)于城域傳送網(wǎng)的建設(shè)，一個(gè)要抓好基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源的建設(shè)，包括光纜網(wǎng)和管道兩方面，另一個(gè)則是根據(jù)不同業(yè)務(wù)特點(diǎn)選擇合理的城域網(wǎng)傳送技術(shù)，最終才能構(gòu)建出“高速、安全、靈活”的承載網(wǎng)絡(luò)

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