光纤技术及应用范文

1、光纤技术及应用范文光纤技术及工程应用光纤的演进1966-美籍华人高锟及根据介质波导理论共同提出光纤通讯的概念 . 1970- 美国康宁公司首次研发出级射率光纤,同年贝尔实验室研发出发光器, 正式拉开光纤通讯的序幕.1972-原材质 , 制棒 , 抽丝的技术不断提升 , 衰减系数由原有的20dB/km降至 4dB/km. 1976- 美国西屋电气公司在亚特兰大成功进行世界第一个以 45Mbit/s 传输 110km的光纤通讯网络的实验 .Today-光纤通讯由原有的45Mbit/s提升至目前的 40Gbit/s.光纤通讯的特点 ( 与电缆及微波比较 )优点缺点高带宽 , 通讯量大衰减小 , 传输

2、距离远信号串音小 , 传输质量高抗电磁干扰 , 保密性高光纤尺寸小 , 重量轻 ,便于敷设及搬运原料信息充裕光纤弯曲半径不宜过小光纤终端处理不易分路及藕合操作繁琐光纤基本结构光纤的尺寸光纤的材质玻璃光纤玻璃核心及玻璃纤衣( 光纤的玻璃是非常纯的二氧化硅或溶解石英，再参杂其他化学原料，以达到所须的折射率，如锗或磷增加折射率，硼减少折射率 )胶套硅光纤玻璃核心及塑料纤衣塑料光纤塑料核心及塑料纤衣光纤的分类 ( 以光纤的传播模态 )级射率多模 (Step-Index multimode，阶跃型多模 )渐变折射率多模 (graded Index multimode)单模 (Singlemode)6.1

3、.级射率多模光纤 (Step-Index multimode，阶跃型多模光纤 )级射率多模光纤是最简单的型式, 核心直径由 10970m都有 , 包含玻璃 , 胶套硅光纤 , 塑料光纤结构 , 虽然级射率光纤在高带宽及低损耗上不是最有效 , 但是最广范被使用的光纤.级射率多模光纤最大的缺点是因光纤不同模态的路径长度变化造成的模间色散.级射率多模光纤的模间色散为1530ns/km6.2.渐变折射率多模光纤渐变折射率多模光纤是减少模间色散的另一种方式, 核心有无数中心层玻璃 , 类似树木的年轮 , 由中心轴核心向外每一连续层有较低的折射率 .渐变折射率多模光纤的模间色散为1ns/km 或更少6.3

4、.单模光纤另一种减少模间色散的方式是减少核心的直径, 直到光纤仅能有效地传送一个模态 , 单模光纤有一个非常小的核心直径仅510m,标准的纤衣直径为125 m.摘 要 自上世纪光纤通信技术在全球问世以来，整个的信息通讯领域发生了本质的、 革命性的变革， 光纤通信技术从光通信中脱颖而出，已成为现代通信的主要支柱之一，所以它的主要特点是：抗电磁干扰和不易串音等一系列优点，从而备受通信领域专业人士青睐，光纤通信技术以光波作为信息传输的载体，以光纤硬件作为信息传输媒介，通信达到了高速率和大容量，且体积小、损耗低、重量轻，发展也异常迅猛。在现代通信网中起着举足轻重的作用。因此，理解光纤通信的原理具有重大

5、的意义。关键词 光纤；应用；作用TN929.11 ：A ：1009-914X（xx）40-0389-01通信的发展过程是：以不断提高载波频率来扩大通信容量的过程，光频作为载频已达通信载波的上限，因为光是一种频率极高的电磁波，现代通信主要有电缆通信，无线通信，卫星通信，光纤通信，移动通信等，各种通信手段既可以单独运用， 自成系统，也可以综合运用组成不同功能的通信网络。因此用光作为载波进行通信容量极大，是过去通信方式的千百倍，具有极大的吸引力， 光通信是人们早就追求的目标，也是通信发展的必然方向。光纤通信技术作为在实际运用中相当有前途的一种通信技术，已成为现代化通信非常重要的支柱。作为全球新一代信

6、息技术革命的重要标志之一， 基带信号还必须经过电端机对信号进行处理后送到光纤传输系统完成通信过程。 使光信号的强度随着电信号的幅度或频率而发生变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器受到光信号后把他变换成电信号， 经解调后恢复原信息。 特别是现代人类社会，现代通信理论与技术的发展日新月异，新理论，新技术，新方法，新设备层出不穷。 随着科学技术的飞速发展和广泛应用，人类也跨入了信息化时代，通信技术的作用越来越重要， 光纤通信技术已经变为当今信息社会中各种多样且复杂的信息的主要传输媒介， 并深刻的、广泛的改变了 * 架构的整体面貌，以现代信息社会最坚实的通信基础的身份，向世人展现了其无限美好的发

7、展前景。信息化离不开信息的传输，而通信就是通过传递消息来有效地传输信息， 通信已经渗透到社会的各个领域。 此刻或许我们脚下正埋着国防光纤通信线， 或许我们此刻正看着卫星通信发来的电视画面， 或许我们正在跟友人通过手机畅聊，这些都反映着通信离我们生活很近，人类社会的巨变，通信对其 * 可想而知。上世纪 * 开始的光纤通信技术最开始起源于国外，当时研制的光纤损耗高达 400 分贝 / 千米，在理论上光纤损耗能够降低到 20 分贝 / 千米，近十几年来， 光纤通信技术有了长足的进展，其中的新技术也不断被发掘， 大大提高了传统意义上的通信能力，这使得光纤通信技术在更大的范围内得到了应用。接收机中的关键

8、器件是半导体光检测器， 它和接收机中的前置放大器合称光接收机前端。前端性能是决定光接收机的主要因素， 由以上光纤通信技术的发展历程，以光纤作为信息传输的媒介， 将信息进行点对点发送的现代通信方式。光纤通信技术的诞生及深入发展是信息通信史上一次重要的改革。基于光纤宽带的相关特性， 为通信接收端的用户提供了所需的不受限制的带宽资源。 对数据光纤通信， 电信号处理主要包括对信号进行放大， 和数字通信系统不同的是它不需要码型变换。 光纤通信技术中的波分复用技术。即 WDM，充分利用了单模光纤低损耗区的优势，获得了大的带宽资源。在光纤数字通信系统中，电信号反处理也是发端的逆过程。 光纤通信技术中的光纤接

9、入技术。 光纤接入网技术是信息传输技术的一个崭新的尝试， 它实现了普遍意义上的高速化信息传输，满足了广大民众对信息传输速度的要求， 主要由宽带的主干传输网络和用户接入两部分组成。 光纤通信技术从理论提出到工程领域的技术实现， 再到今天高速光纤通信的实现， 前后经历了几十年的时间。它适合于光纤模拟通信系统中， 而且也适用于光纤数字通信系统和数据通信系统。 在光纤模拟通信系统中， 电信号处理是指对基带信号进行放大、 预调制等处理， 而电信号反处理则是发端处理的逆过程，即解调、放大等处理。 现存技术上的接入网依旧是双绞线铜线的连接，仍然是原始的、 而多路复用器的利用就可能用一条高速线路承担原来有一组

10、低俗线路分别传输的业务量， 所以当同一地理区域的大量数据终端进行通信时， 或者但任意距离的很多租用线并行传输时应考虑使用多路复用器。 光接入网技术和光输与交换技术的融合技术，前者较后者在技术应用上有了一些技术上改进， 从而也就提高了全网的往前的进一步有效发展， 但此项技术相对来讲仍不成熟， 光接入网通信技术的更进一步发展。 落后的模拟系统， 而网络中的光接入技术的应用使其成为了全数字化的， 且高度集成的智能化网络。 网络的核心架构正在日新月异的变化发展着， 在交换和传输两方面已进行了几代的更新。在电信系统中，为增加同一线路中的信道数目，可以采用频分复用技术，同样道理，在光纤通信系统中，为增加一

11、根光纤中传输的信息量， 可以采用波分复用技术， 也就是将几路不同波长的光信号，经合路后在一根光纤中传输， 在收端经分路后恢复原来的路数。光接入网通信技术所要达到的主要目标有， 随着分布计算机的建立，所需通信设备费用逐渐成为用户所关心的主要问题， 为了减少这些费用，通过研究大量网络结构，从而确定尽可能采用专用设备。光纤通信技术中光传输与交换技术的融合一光接入网通信技术的后延。采用波分复用技术可以扩大系统容量，从而降低费用。它除具有容量大的优点外还有其他的特点，如：双向传输，各种类型的信号如模拟信号与数字信号同时传输，系统扩展简便等。因此，波分技术正在迅速的发展并应用于系统中。 尽管当终端业务量较

12、少， 使用专用租用线费用不太合理， 但若能采用很多终端共用通信设备的结构， 一般就能减少对一组用户提供通信的积累费用， 光波复用技术对于扩大传输链路的信息容量是一种很有用的技术， 特别在长距离或大容量的传输系统中。很多网络是地理分布的用户访问公用计算设备， 将中心的地区建设成为链接这些用户到计算机的服务中心。 光纤通信技术现已作为一种重要的现代信息传输技术之一， 在现在的信息社会背景下得到了普遍意义上的应用， 在全球通信领域及相关行业在全球处于非常低迷的状态时，光纤通信技术仍得到了一些发展。目前使用的光通信系统属强度调制， 直接检波方式。 相干通信同无线通信中的超外差技术一样，利用改变本振光源

13、的波长， 可选择接收不同波长的信号。经过调制的光， 由光纤传送到接收端， 在接受端由发端传送过来的光与本振 LD发出来的光，经过耦合一起加到光电检测器，进行外差检测，得到中频信号，中频信号经中频放大器放大后再进行解调，就可得到基带信号输出。 在目前普遍需求的干线网和城域网的背景下，基于不同的发展需要， 己经发展出了两种新一代光纤一非零色散光纤和全波光纤。依照我国现行的通信技术领域的发展模式，光纤通信技术的应用必会代替一切其他的信息传送方式，而成为未来通信领域发展的主流技术，带领人类进入全光时代！ 它也构成了新一代网络基础设施建设工作的一个重要组成部分。光纤放大器技术在光纤传输中的应用作者：丁达

14、华：中国新通信 xx 年第 09 期【摘要】 光纤传输已成为当今网络传输的主要手段。 其利用光的全反射原理，将信息流加载于调制光之上， 实现快速远距离的信息传输。其频带宽、 损耗低、稳定可靠等优点使其在网络传输技术的竞争中取得了主导地位。 在光纤技术发展的过程中， 光纤放大器技术有力地推动了光纤通信的发展，在光通信领域具有重要的意义。【关键词】 光纤放大器 掺铒光纤 喇曼光纤一、光纤放大器光纤放大器是一种可以直接在光域对信号实施放大的器件。除了稳定可靠的工作性能外， 它能够很好地与光纤传输中的密集波分复用系统互相兼容， 极大地降低了中继系统的维护成本，有力地推动了光纤传输的广泛应用。 目前的光

15、放大器主要分为两大类：掺铒光纤放大器和喇曼光纤放大器。二、掺铒光纤放大器2.1掺铒光纤放大器工作原理掺铒光纤放大器的工作原理与激光类似，都是基于原子的受激辐射实现光放大。掺铒光纤是在石英光纤中掺杂适量的铒离子 （Er3+）。光纤中铒离子在泵浦光激励下吸收能量，由基态能带 4I15/2 跃迁至较高能带 4I11/2 ，成为泵浦态或激发态。铒离子在激发态上处于非稳定状态，寿命较短，很快通过非辐射跃迁的方式转变为亚稳态，其能带为 4I13/2 。亚稳态上的铒例子具有较长寿命，从而铒例子在泵浦光作用下能够在亚稳态上逐渐积累， 形成对基态的离子数反转。 当光信号通过光纤时， 亚稳态的铒离子发生受激辐射，

16、 产生一个与信号光子完全相同的光子，从而实现了信号光的放大。一般的掺铒光纤放大器工作于 1550nm波段，该波段为光纤的低损耗窗口。泵浦光波长为 980nm或 1480nm。2.2掺铒光纤放大器的结构掺铒光纤放大器主要由五部分组成：掺铒光纤、泵浦源、波分复用器、光隔离器和光滤波器。掺铒光纤实现信号光的放大；泵浦源为掺铒光纤提供光放大所需的泵浦能量；波分复用器将信号光与泵浦光进行合成，注入到掺铒光纤中；光隔离器使光纤中的光实现单向传输，防止在光纤中产生光震荡影响正常的工作状态；光滤波器的作用是消除因激发态铒例子自发辐射所产生的光噪声，提高放大器信噪比。此外还有若干辅助电路对放大器的工作状态进行监

17、测，以及工作温度和功率的控制。根据放大器的泵浦光传输形式，可以分为三种结构：同向泵浦结构、反向泵浦结构、双向泵浦结构。2.3掺铒光纤放大器的应用、基本应用形式。掺铒光纤放大器主要有三种基本应用形式： （1）线路放大：将放大器直接插入至光纤传输线路中作为中继器使用， 多出现于长距离的光纤传输中。（ 2）功率放大：将放大器置于光发射机之后，以弥补光发射机功率的不足。（ 3）前置放大：将放大器置于光接收机前端，以提高接收机灵敏度。、波分复用系统中的应用。 由于电信号放大设备在带宽上的限制，需要将光信号解复用后对各个频率成分分别进行信号放大。 故一个波分复用系统的中继设备包含多个电信号放大装置。 掺铒

18、光纤在波分复用系统中具有明显的优势， 其最大的优势在于： 使用一个掺铒光纤放大器即可一次性对复用系统中各频率成分光信号实现放大。 这种工作方式使得中继设备的维护成本大幅下降， 且系统可靠性上升， 便于维护，见图 1。、有线电视传输系统中的应用。 有线电视传输系统中各节点不仅要求较高的信噪比， 还要求较大的最小光接收功率。 这种特性使得该网络的中继距离较低， 往往只能传输十几公里。 同时网络特性要求一个光发射机能够驱动多个光节点进行工作。这两种特性对光发射设备的功率输出提出了较高的要求。 将掺铒光纤放大器以功率放大方式安置于光发射机后端， 提高了光接收机的功率， 使得可负载光节点数增加，传输距离

19、也随之上升。三、喇曼光纤放大器3.1喇曼光纤放大器工作原理喇曼光纤放大器的原理基于喇曼散射。喇曼散射过程先由泵浦光引发光纤中的非线性散射， 产生低频的斯托克斯光子， 剩余能量以分子振动形式吸收，整个过程称为受激喇曼散射。受激拉曼散射中，斯托克斯频移的数值由分子振动能级决定， 其数值决定了频率散射范围。信号光与泵浦光同时在光纤中传输， 当信号光处于泵浦光产生的增益范围内时，通过喇曼散射产生光子数量的增加， 从而实现了光信号的放大，见图 2。喇曼光纤放大器相比较于掺铒光纤放大器，其主要优势在于可提供放大的频率范围极大， 可通过调节泵浦光的波长对任意波段进行宽带的放大，放大范围可达到 1270nm至

20、 1670nm。3.2喇嘛光纤放大器的结构目前喇曼光纤放大器主要有分布式与分立式两种类型。分立式喇曼光纤放大器中放大器独立于传输线路而成为单独器件。这种形式要求放大器具有较高的增益，因此多由掺杂锗含量较高的光纤作为增益介质。 相比较于同种形式的掺铒光纤放大器，这种形式的喇曼光纤放大器需要很长的工作长度，且增益倍数有限， 多用于掺铒光纤放大器所无法工作的波长信号放大，见图3。分布式喇曼光纤放大器直接以增益介质作为传输光纤本身，其应用前景已逐渐超过分立式喇曼光纤放大器。3.3喇曼光纤放大器的应用、长距离通信线路。 对于穿越恶劣自然环境或其他不便于采用掺铒光纤放大器的传输线路， 使用分布式喇曼光纤放

21、大器是较好的选择。它可以提高两次中继之间所允许的线路传输损耗， 从而扩大传输距离。目前常用于海底光缆及无人地带光缆等。、混合式光纤放大器。虽然喇曼光纤放大器具有很大的工作带宽，但是带宽中多个频率成分的光信号同时实现放大则需要多路泵浦光，这就需要使用泵浦复用技术。 而泵浦复用所带来的复杂结构和高成本阻碍了其在实际网络传输中的应用。 为此，将掺铒光纤放大器与喇曼光纤放大器混用可以在减少泵浦光源数量的前提下实现较大的工作带宽，并且实现较好的增益均衡。四、总结与展望由于超高速率、大容量、长距离光纤通信系统的发展，对作为光纤通信领域的关键器件光纤放大器在功率、 带宽和增益平坦方面提出了新的要求，因此，在

22、未来的光纤通信网络中，光纤放大器的发展方向主要有以下几个方面：（ 1）EDFA从 C-Band 向 L-Band 发展；（2）宽频谱、大功率的光纤拉曼放大器； （3）将局部平坦的 EDFA和光纤拉曼放大器进行串联使用， 获得超宽带的平坦增益放大器；（4）发展应变补偿的无偏振、 单片集成、光横向连接的半导体光放大器光开关；（ 5）研发具有动态增益平坦技术的光纤放大器。浅议光纤通信技术的发展与应用引言：通信业务的迅猛增长，主要体现为对传输带宽要求的增高。光纤通信以其独特的优越性，巨大的传输带宽成为当今最主流的信息传输方式，在所有信息传输领域得到广泛应用。分析光纤通信的优势，将有利于把握其未来发展趋

23、势。本文简要分析了光纤通信技术的概念以及未来发展的前景，重点阐述了其应用范围。光纤通信技术作为信息技术的重要支撑平台，具备体积小、容量大、抗电磁干扰、重量轻、传输频带宽、不易串音等优点，在各个领域得到了广泛的应用。科技的不断更新与进步，会促使光纤通信技术的发展越来越快。一、光纤通信的优势以光波作为信号载体，以光导纤维作为传输介质的通信方式即为光纤通信。光纤具有独特的优越性，拥有着巨大的传输带宽。目前在全球约有 85%以上的信息包括语音、数据、图像都通过光纤传输。我国各通信运营商、各行业部门的专用网建设的光缆骨干网、城域网以及用户接入网总长度已达到680 万公里以上。纤通信的基本物质由光源、光纤

24、和光检测器构成。在光纤通信系统中，光波频率的频率高，光纤的损耗低，故光纤通信的容量要非常大。光纤的芯很细，传输系统所占空间小，节省空间。光纤之间基本没有串绕现象，信息传输安全性保密性好；光纤是用玻璃材料构造的光导纤维，绝缘体性非常好，不会有接地回路的问题。摘要：光纤通信技术在现代通信中处于关键的地位，是现代通信重要的支柱之一， 对现代电网的发展有着至关重要的意义。 随着科学技术的不断发展， 光纤通信技术在现代通信中的作用将越来越明显。在光纤通信技术迅速发展的背景下，笔 者结合光纤通信技术发展的实际情况，从光纤通信技术的概念及特点入手， 着重探讨光纤技术及光纤通信技术的应用。关键词：光纤通信技术

25、；特点；分类；应用：TN：A：1673-9671-(xx)042-0158-01光纤通信是现代社会最重要的通信方式之一， 其信息载体主要为光波， 传输媒介主要为光纤。光纤通信技术在现代社会中起着至关重要的作用， 是现代通信行业重要的支柱之一， 对通信行业的生存和发展有着非常重要的意义。随着计算机技术的广泛应用， 现代社会开始进入一个网络时代， 在网络时代，人们对光纤通信技术的需求将不断增长， 未来光纤通信技术将发挥着越来越重要的作用， 成为现代社会标志性的技术之一。 1光纤通信技术的概念 光纤通信技术主要指运用光导纤维实施传输信号，承载重要的信息，同时运用光纤，使其作为传输媒介。光纤通信技术是

26、现代社会最重要的一种通信方式， 在通信行业中有着至关重要的作用。光纤主要用电气绝缘体玻璃材料制作而成的， 因此无需担心其可能由于接地原因而出现回路现象， 因为光线的芯比较细小，因此必须选择多芯构成光缆， 光缆是信息传输的重要通道， 进而形成占用空间较小的传输系统。 2 光纤通信技术的特点 光纤通信技术从光通信中脱颖而出， 成文现代社会通信行业重要的支柱之一。 与传统通信技术相比，光纤通信技术具有无可比拟的优点。 1 ）光纤通信技术不容易损耗，其损耗量非常低，因此其中继距离比较长。 2 ）光纤通信技术的频带非常宽， 尤其是使用密集波分复用技术， 其光线传输容量出现大幅度的提升。 3 ）光纤是光纤

27、通信技术最重要的传输媒介，是光纤通信技术不可或缺的重要成分， 因此光纤的制作尤其重要。目前，光纤主要成分是石英，石英通过各种手段制作成绝缘体材料，而这种绝缘体材料就是石英的原材料，它具有抗水性，不容易被雨水侵蚀，因此，光纤的抗电磁干扰能力较强。 4 ）光纤通信技术未遭受串音的干扰，其保密性非常强。相关的实验表明，运用光纤通信技术，在光缆外面，也无法窃听光纤所传达的重要信息。3光纤通信技术的分类光纤通信技术可分为三大类，即波分复用技术、光纤传感技术以及光纤接入技术，其特点如下。1 ）波分复用技术：不同的信道光波具有不同的频率，运用单模光纤低损耗区，可以取得充足的宽带资源， 参照不同的频率及充足的

28、宽带资源， 可以对光纤的低损耗窗口进行划分， 即划分为多个信道， 利用分波器可以对不同光波实现分离或者耦合。 2 ）光纤传感技术：光纤传感器具有众多的优点，如体积较小，防爆性能好，耐腐蚀性强，耗电较少，可以宽频带等等，因此通常将光纤传感器分为功能型传感器及非功能型传感器。 3 ）光纤接入技术：光纤接入技术目前已经得到广泛的应用，其不仅能够处理窄带业务问题， 而且能够处理多媒体图像等业务问题。 4 光纤通信技术的应用 4.1 光纤技术的应用 1 ）光纤技术在充当各种传感器方面的应用。 光导纤维不仅能够将阳光带到每一个角落，而且还可以实施机械加工。目前，汽车配电盘、机器人、计算机等选择使用光导纤维

29、进行图像或者光源的传输。 光纤技术与敏感兀件的组合，则可以制作成多种传感器，充当传感器的作用，可以对温度、颜色、流量、位移、压力、光泽等实施测量。光纤技术在信息传输及能量传输方面同样有着广泛的应用。 2 ）光纤技术在医学方面的应用。光纤技术在医学方面有着非常重要的作用， 因此在医学中有着广泛的应用。 运用光导纤维内窥镜可以导入患者的脑室与心脏，同时可以测量患者的体温、 患者血液中氧的饱和度、 患者心脏中的血压等等。此外， 光纤技术在手术治疗方面也有着非常重要的作用，通过光导纤维可以实施激光手术刀的连接，进而进行相关疾病的治疗，比如可选择光敏法对肿瘤癌症患者相关的治疗。 4.2 光纤通信技术的应

30、用情况 1 ）光纤通信技术在通信行业方面的应用。 以光导纤维作为传输介质实施通信，称为光纤通信。目前，光纤技术在通信行业得到广泛的应用。本地通信、国际通信（越洋光缆）、城域通信、氏途通信等重要的通信行业基本上都选择光纤作为其通信重要的传输介质。光纤技术在通信方面的应用逐渐从小区转向具体的楼房、 具体的用户。光纤技术在通信行业中起着至关重要的作用， 通信行业的顺利发展离不开光纤技术的支持。 2 ）光纤通信技术在电力通信中的应用。电力通信网主要由卫星电路、微波以及光纤等组成主干线，各支路可以运用特种光缆及电力线载波等相关电力系统所具备的通信方式，同时选择无线、电缆以及明线等各种通信手段，联合调度总

31、机、程控交换机等多个设备构成多功能及多用户的综合通信网。 3 ）光纤技术在有线电视网络方面的应用。 从 20 个世纪 90 年代开始，我国光通信产业得到迅速的发展， 尤其在电信干线传输网、 电力通信网以及广播电视网等方面， 光通信产业得到迅速的发展。 光通信产业的迅速发展极大的推动了光纤通信技术的发展， 光纤光缆出现急剧增多的现象。光纤技术在有线电视网络方面得到广泛的应用， 促进有线电视网络的快速发展。 目前，广电综合 * 的规模出现逐渐扩大的趋势，其系统所呈现出来的复杂程度也出现逐渐增加的趋势， 这在一定程度上加重广电综合 * 日常维护与管理的工作量， 广电综合 * 设备故障的判定与排除也愈

32、来愈困难。对此，可以选择 ATM+光纤或综合SDH+光纤等构成相应的宽带数字传输系统。 而其传输网则可以选择链路传输系统，环网传输系统，或者构成多种形式不同的复合网络，这样才能不断满足多种综合信息传输的需求。 而环网传输系统则具备一定的保护功能。在电视节目或者广播方面，所选择的宽带传输系统能够将主站至地方站中必需的所有数字， 通过通道进行相关的设置，进而出现广播的形式。此外，运用光纤通信技术，电视节目在任何地方都可以实施下载， 同时还可以运用相关的网络管理平台对不同网站所下载的不同的电视节目进行相应的控制。 目前，我国有线电视网络已经在各地逐渐发挥作用。 在有线电视网络的前提下， 宽带多媒体传

33、输网络的实现不再是一个梦想，而是可以真正的付之于行动中。但是，现阶段，由于技术水平有限以及多种原因 * ，在我国还未能全部撤销现阶段出现的有线电视网， 只能对有线电视网进行不断的完善或者改造，不断地满足人们的多方需求。当前，我国多个地区的 CATV都已经使用光纤传输，至用户端，则使用同轴电缆传输至千万家。但是，现阶段所构建的 CATV，其大部分属于单向传输，其上行所呈现出来的信号无法在现阶段所具备的有线电视网中进行传送。对此，可以选择电信网 PSTN中的所提供的数据通道或者语音通道对上行信号实现传送， 同时也可以选择语音接人系统对上行信号实现传送。在多个用户家庭中安装电话，这样，用户不仅仅可以

34、打电话，而且可以选择使用广电自己的综合 * 中的宽带传输系统构成广电网中自己的上行信号的传送，组成了双向应用的 Inter 网。 5 结束语总而言之，光纤通信技术在现代社会中有着广泛的应用， 光纤通信技术的应用不仅仅有以上几点， 更多的是需要我们在生活实践中不断的进步，不断的促进光纤通信技术的发展。* 1魏丽芳,王克谦 , 郭克义 . 浅谈光纤通信技术在智能电网中的应用与发展J. 中小企业管理与科技 ( 上旬刊 ),201,12:101-103.2王文睿 , 于晋龙 ,郭精忠 , 韩丙辰 , 罗俊 , 王菊 , 刘毅 , 孟天晖 , 杨恩泽 . 基于光相位信号延时自相干的相位信息高速实时取样系

35、统J.光电子 . 激光,xx,03:221-223. 3 李宏慧 , 付学良 . 基于非简单的失效独立的路径保护圆的抗毁性光纤网络优化设计 ( 英文 )J. 内蒙古大学学报( 自然科学版 ),xx,02:321-323.4何召舜 . 浅论光纤通信技术的特点和发展趋势 J.中小企业管理与科技 ( 上旬刊 ),xx,03:412-413.李宏慧 , 付学良 . 基于非简单的失效独立的路径保护圆的抗毁性光纤网络优化设计 ( 英文 )J. 内蒙古大学学报 ( 自然科学版),xx,02:178-180. 6 黄雪梅 , 胡建生 , 魏功辉 , 魏泽邦 . 基于广义随机 Petri 网的光纤通信系统可用性

36、能分析 J. 科技信息,xx,07:201-203.论文（案例）编号：专业技术资格评审中级工程师论文题 目 浅谈光纤接入技术的应用申报专业 接入网二一一年九月目 录论文摘要 2一、 用户分类与用户预测 3二、 网络接入两种类型 4（一）住宅接入 4（二）公司接入 5三、汇接节点设置选址原则 7四、北京光纤接入情况（以电信通为例） 7五、 EPON的发展 8（一） EPON的技术原理 8（二） EPON的应用模型 10（三） EPON的适用性 14六、应用思考 14注释15 16论文摘要摘要：文章从光纤接入网的市场定位入手，引出光纤接入技术的分类和概述，并着重就各项技术在市场上的应用进行了阐述，

37、 并就未来光纤接入网的发展提出了乐观的设想。关键词：接入网 FTTH 宽带接入网Abstract: Articles from the optical aess work marketposition to start, leads to the classification of fiber aesstechnologies and an overview, and focuses on the applicationof technology in the market are described, and the futuredevelopment of opticalaess work

38、 made optimisticscenario.Keywords: Aess work, FTTH, Broadband aess work浅谈光纤接入技术的应用随着 IP 业务的爆炸式增长和我国电信运营市场的日益开放， 无论是传统电信运营商还是新兴运营商， 为了在新的竞争环境中立于不败之地，都把建设面向 IP 业务的电信基础网作为他们的网络建设重点。目前，接入层技术方案以光纤接入网为主，使光纤进一步向用户靠近，便于为用户提供高质量的综合业务。 但宽带光纤接入网是一个对业务、技术、成本十分敏感的领域， 而且投资比重大、建设周期长，需结合当地现有电信网络和国民经济发展的具体情况， 总体布局、网

39、络结构、规模容量，充分考虑建设成本和网络的灵活性，制定出一套合理的宽带接入网规划方案尤为重要。一、 用户分类与业务预测根据业务需求对象即用户类型的不同，将宽带用户类型大致分为以下七类：政府机关、金融证券、智能大厦、住宅小区、宾馆酒店、学校医院和企业科研。(一) 政府机关用户政府机关是一个重要的市场领域， 由于其地位特殊， 对社会 * 力较大，他们对宽带接入的需求主要是“政府上网工程”和办公的信息化，公开化。随着各行各业信息化进程的加快，城市范围内计算机网络互联业务需求变是更加迫切。(二) 金融证券用户金融证券用户是电信运营商一大客户，主要开展数据通信、计算机联网等各类交互式多媒体业务， 为金融

40、、银行及证券公司等提供专网服务，实现银行、信用社的通存通兑等业务。(三) 智能大厦用户智能大厦、高层写字楼是商业客户等集团用户最密集的地方，这些集团用户一般都是电信运营商的大客户， 集团用户对资费的敏感度低于家庭用户，用户的需求是要能提供综合、 可靠、安全的网络业务，宽带高速互联接入、局域网互联及其他基于宽带接入网的业务如高速数据传输、数据中心、视频会议等都有广阔的市场前景，这些用户同样会有IP 电话的需求。(四) 住宅小区用户随着人们对信息渴望程度的日益提高，在智能小区、生活小区建设宽带信息化小区已成为各电信运营商竞争的一大焦点，对于各电信运营商而言，这既是增值业务的发展点， 也是一个介入电

41、信业务新领域的切入点。在这些商住小区建设宽带信息化， 向用户提供高速上网业务、小区的信息社区服务包括社区管理、电子商务、 VOD、事务处理等等。(五) 宾馆酒店用户随着酒店管理系统的不断完善，酒店上网业务必将成为今后的热门话题。酒店上网业务提高了宾馆酒店的知名度以及服务档次， 在为顾客提供优质服务的同时， 在增加了其自身的效益。 客人可以在酒店上 Inter 进行工作和商务活动， 也可以通过 Inter 查询酒店情况， 进行酒店的预定、结帐等活动，极大地方便了顾客。(六) 学校医院用户学校医院对宽带接入的需求电子化教学、远程教育、远程医疗和信息化社区等。(七) 企业科研用户企业上网主要是通过上

42、网了解国内外经济形式， 在网上捕捉商机，发掘新的市场空间， 同时还可以在网上宣传企业。 科研单位通过上网实现远程数据处理、监测控制及异地科研合作等业务。?二、 网络接入两种类型：住宅接入 (residential aess)：将家庭端系统与网络相连。公司接入 (pany aess) ：将商业或教育机构中的端系统与网络相连。(一) 住宅接入将家庭端系统（如PC）与边缘路由器相连接。通过拨号调制解调器 (dial-up modem)将家庭端系统通过普通模拟电话线用拨号调制解调器与ISP 相连。是一种常用、流行的形式。家用调制解调器将PC输出的数字信号转换为模拟形式，以便在模拟电话线（双绞线）上传输

43、。缺陷是由于双绞线质量较低，用户获得的有效速率远低于56kbit/s，下载时间长。如，下载一首3 分钟的 MP3歌曲大约需要 8分钟。用户上网和拨打普通电话不能同时进行。带宽接入技术为住宅用户提供更高的比特率；用户可以同时接入因特网和打电话。两种常用类型：数字用户线(digital subsscriber line，DSL )和混合光纤同轴电缆(hybrid fiber coaxial cable，HFC)。数字用户线 DSL接入由电话公司或与独立 ISP 合伙的公司提供。特点是与拨号调制解调器类似，但一般下载速率超过上载速率，而且实际实现速率要低。4. HFC是传统广播电视电缆系统的改进。采

44、用同轴电缆和光纤混合接入方式，每个相邻域连接点支持500 到 500 个家庭用户。特点是划分为两个信道：即下行信道和上行信道。下行信道带宽更大，传输速率更快，由所有家庭共享；如果几个用户同时下载，各个用户接收的实际速率大大下降。几个用户同时发送分组将会冲突，降低上行带宽的效用。比较?DSL 在家庭和 ISP 之间建立了一条点对点连接，所有带宽专用非共享； ?HFC比 DSL带宽更高；?DSL 和 HFC可随时提供服务：用户打开计算机后，一直与ISP 连接，并能够同时拨打和接听普通电话。(二) 公司接入利用局域网 (LAN)连接端用户和边缘路由器。先将多个端系统连接成局域网： 如采用以太网技术

45、（速率高可达10Mbps、，用双绞线或同轴电缆将端系统彼此连接；100Mbps、1GMbps、10Gbps）再与边缘路由器连接： 边缘路由器负责为目的地不在本局域网的分组选路。以太网技术：共享以太网：端系统共享以太网的传输速率；交换以太网：使用多个双绞线以太网段与交换机相连， 使得以太网的全部带宽能够同时为同一个局域网上的不同用户传递报文。光纤接入概念光线接入网采用光纤做为主要的传输媒体来取代传统的双绞线。由于光纤上传送的是光信号， 因而需要在交换局将电信号进行电光转换变成光信号后再在光纤上进行传输。在用户端则要利用光网路单元ONU）再进行光电转换恢复成电信号后送至用户设备。应用形式根据光纤向

46、用户延伸的距离，也就是ONU所设置的位置，光线接入网又有多种应用形式， 其中最主要的三种形式是光纤到大楼 （FTTB）、光纤到路边（ FTTC）、光纤到户（ FTTH）。FTTC 主要为住宅用户提供服务。 ONU放置在路边， 从 ONU出来用同轴电缆传送视像业务， 双绞线对传送普通电话业务，每个 ONU一般可为 8 32 个用户服务，适合为独门独院的用户提供各种宽带业务，如 VOD等。FTTB 有分为两种，一种是为公寓大楼用户服务，实际上只是把FTTC中的 ONU从路边移至公寓大楼内； 另一种是为办公大楼服务的，ONU设置在大楼内的配线箱处， 为大中型企事业单位及商业用户服务，可提供高速数据、

47、电子 商务、可视图文、远程医疗、远程教育等宽带业务。 FTTB与 FTTC并没有什么根本不同，两者的差异在于服务的对象不同，因而所提供的业务不同， ONU后面所采用的传输媒介也有所不同。FTTH 则是将 ONU放置在住户家中， 有住户专用。 为家庭提供各种综合宽带业务，如 VOD、居家购物、多方可视游戏等等。优缺点光纤接入网，特别是FTTH光纤接入网，具有频带宽、容量大、信号质量好、可靠性高、可以提供多种业务乃至未来宽带交互型业务、是实现 B-ISDN的最佳方案等优点， 因而被认为是接入网的发展方向。但光纤接入网成本昂贵，平均用户成本平均 30005000 美元，普通用户难以承受。尽管FTTB

48、、FTTC采用若干用户共用ONU以分摊成本、降低平均成本的方式，但却带来供电困难等问题。三、 汇接节点设置选址原则由于宽带光纤接入网工程建设目前尚未形成既定的技术标准和规范根据，汇接节点设置选址主要遵循以下原则：(一) 一个汇接节点覆盖范围为以500m为半径区域或 5-15 幢多层建筑群。( 二) 一个汇接节点的收容用户数量一般为 300-1000 户，最多不超过 1000 户。(三) 汇接节点尽量与其他电信设施合用，以解决节点设备机房问题。(四) 汇接节点的位置应便于光缆和电缆的出入。(五) 汇接节点的位置应避免有腐蚀性气体、易遭雷击、高压输电线下、强干扰区、潮湿地区、低洼地、防洪堤坝附近等

49、易遭破坏的地方，设备必须放在室内。四、 北京光纤接入情况（以电信通为例）(一)概况北京的专线接入商性价比最好的就是电信通。电信通有着全北京最大的网络出口。联通、电信、铁通、教育网、国际出口等等加在一起有 80 多个 G。电信通有着除网通外最大的光纤主干网铺设。北京市的所有区县都有主干网的接入。电信通的网络节点覆盖面很广，全北京共有 500 多个网络节点， 分布在北京的各个区县。 而且所有的节点都是双线或者多线路互为备份的， 这就保证的网络可靠性， 断网的几率也降到最少。电信通在北京专线市场的占有率极高，全市的网吧都是由电信通接入的，全市 70%的光纤用户都是电信通的客户。这也侧面反映了电信通的

50、客户认知度是很高的。(二) 电信通优势北京电信通是北京ISP 市场的龙头服务于北京大、中、小企事业单位。电信通主营业务：主机托管、 CDN、带宽批租等业务。同时多年来一直积极参与数字北京、 数字奥运的建设工作， 是北京数字化建设的骨干企业。北京电信通的客户覆盖电信、金融、教育、公安、政府、交通、建筑、企业等各个领域，典型客户如：* *公室、 *新闻出版署、公安部、北京市第二中级*、北京晚报、北京信报、中央人民广播电台、中国人保等，外资企业有美国可口可乐公司、韩国三星、TOM网站等等(三) 光纤接入价格带 宽 费 用数量（8 个 IP）（16 个 IP）（32 个 IP）（32 个 IP）（32

51、 个 IP）（64 个 IP ） 2M 独享光纤年 10M 独享光纤元 / 年 20M 独享光纤元年 30M 独享光纤元 / 年 50M 独享光纤元 / 年 100M 独享光纤元 / 年五、 EPON 的发展近几年， EPON随着技术的不断成熟、各类成本的不断下降得到各运营商的重视，利用其实现FTTH在国外取得了很大进展，国内也有越来越多的商用试点。 EPON将以太网技术与无源光网络（PON）技术结合起来，其目标是用最简单的方式实现一个点到多点拓扑结构的千兆以太网光纤接入网络。EPON属于 IEEE 以太网标准范畴，对于向全IP 网络过渡是一个很好的选择。EPON降低了初始成本和运行成本，可以

52、大量采用以太网技术成熟的芯片，实现简单，相对成本低，维护简单，容易扩展和易于升级。(一) EPON的技术原理组成单元EPON 致力于解决电信运营商中心局端、 前端，或者以点到点（POP）方式到商务或家庭节点的通信，构造最后一公里的通信结构。EPON 的组成单元如图1 所示。光信号通过分光器把光纤线路终端（OLT）一根光纤下行的信号分成多路给每一个光网络单元（ONU），每个 ONU上行的信号通过光耦合器合成在一根光纤里给OLT。因而EPON中包括无源网络设备和有源网络设备。无源网络设备包括单模光纤、无源分光器 / 耦合器、适配器、连接器和熔接头等。它一般放置于局外，称为局外设备。无源网络设备十分

53、简单、稳定可靠、寿命长、易于维护、价格极低。图 1 EPON的组成单元有源网络设备包括中心局机架设备（OLT）、光网络单元（ ONU）和设备管理系统（ EMS）。中心局机架上插装光纤线路终端、网络界面模块（ NLM）以及交换模块（ SCM），因此以上 3 种设备也统称为中心局机架设备。中心局机架设备提供 EPON系统与服务提供商核心的数据、 视频和话音网络的接口。它也通过设备管理系统与服务提供商的核心运行网络相连接。光网络单元（ ONU）给用户提供数据、视频和电话网络与 PON之间的接口。ONU最初的作用是接收光路信号， 转换成用户所需的格式 （以太网、 IP 广播、电话、 T1/E1 等）。

54、EPON独一无二的特征是： ONU中除了终结和转换光信号外，还提供层二、层三交换功能，它允许在ONU中内置企业级路由器。 EPON同样也适合用第三个波长传送模拟有线电视（ CATV）信号或者 IP 视频。工作原理EPON 由光纤线路终端、光分配网络（ODN）和光网络单元组成，采用的是树形拓扑结构。 使用上行 1310nm和下行 1490nm波长传送数据和语音，CATV业务则使用 1550nm波长承载。OLT放置在中心局端，分配和控制信道的链接，并有实时监控、管理及维护功能。ONU放置在用户侧，OLT与 ONU间通过无源的光分配网络按照1：16/1:32/1:64方式连接。EPON 网络采用一点

55、至多点的拓扑结构，取代点到点结构，大大节省了光纤的用量和管理成本。无源网络设备代替了传统的ATM/SONET宽带接入系统中的中继器、 放大器和激光器， 减少了中心局端所需的激光器数目，并且 OLT由许多 ONU用户分担。此外 EPON利用以太网技术，采用标准以太帧， 无须任何转换就可以承载目前的主流业务 IP 业务。因此 EPON十分简单、高效、建设费低、维护费用低，最适合宽带接入网需求。在 EPON中，从 OLT到多个 ONU下行传输数据的过程采用数据广播方式发送。数据以变长信息包的形式从 OLT下行广播到多个 ONU。依据 IEEE802.3 协议，信息包最长为 1518byte 。每个信

56、息包带有一个EPON包头，惟一标识该信息包是发给ONU-1、ONU-2还是 ONU-3。也可标识为广播信息包发给所有ONU或发给特定的 ONU组（多点传送信息包）。当数据到达ONU时，ONU通过地址匹配，接受并识别发给它的信息包，丢弃发给其他 ONU的信息包。例如，ONU-1接收信息包 1、信息包 2 和信息包 3，但只将信息包1 传输给最终用户1。EPON 上行数据传输采用时分复用技术，每个 ONU上行数据分配一个专用时隙，使得在数据汇合到公共光纤的时候， 从 ONU来的信息包不会互相干扰。例如， ONU-1信息包在第一个时间间隙传输， ONU-2 信息包在第二个非重叠的时间间隙传输， 而

57、ONU-3信息包在第三个非重叠的时间间隙传输。(二) EPON应用模型利用 EPON技术是实现 FTTP的有效网络解决方案，根据目前各运营商对于信息化的需求来看，大致可分为小区、工业区、商业街区和边远地区几种接入方式，下面将逐一进行分析。在小区接入中的应用在小区接入中， ONU可设置在用户端（ FTTH）或街道（ FTTB），光分路器可设置在楼道或小区机房。对于 FTTH模式，由于用户数不确定，为了提高设备的利用率、降低成本及方便维护，光分路器的设置应相对集中，采用一级分光，可选择在小区机房或者小区内的光交接箱。采用这种方式建设， 无论用户数多或少，设备的利用率都是最大化的，但是用户数较多时对

58、接入光缆的需求量相对较大。网络结构如图2 所示。图 2 小区 FTTH模式对于 FTTB模式， ONU设置在楼道，一般需要配合楼道交换机进行业务的接入，光分路器的设置建议与 FTTH方式相同。网络机构如图所示。小区 FTTH将在实现“三网合一”的时期体现出巨大的优势，但考虑到相关政策的限制， 并不是所有运营商都能实现， 因此目前在利用EPON进行小区接入时采用 FTTB+LAN的模式将是最佳方案。图 3 小区 FTTB+LAN模式2 在工业区接入中的应用工业区一般均为企业用户，建议将 ONU设置在企业的接入机房，结合其内部交换机完成各类业务的接入。 这种模式类似于小区接入中的 FTTB模式，建

59、议在工业区所属区域设置合适的接入汇聚节点，将OLT放置在介入汇聚节点；在工业区范围内，可采用树形结构，沿着主干道选择合适的点（机房或光交接箱）放置一级光分路器，在根据企业的分布情况布设二级分路器和ONU，以最大限度地节省光缆。网络结构如图4 所示。图 4 工业区 EPON接入模式考虑到分路器的多集设置，每个分路器将覆盖一定范围内的企业用户，因此建议多设置光交接箱。若无法设置较多的光交接箱，则建议增大光缆芯数，便于未来大量企业的接入。此外，如果需要采用EPON的环路保护，则需要将从汇聚点引出的骨干光纤以成环方式建设。在商务街区接入中的应用商务街区的特点是沿街分布众多的商务楼， 楼内分布着多家公司，因此一般将 ONU设置到公司，即 FTTO（光纤到办公室）， ONU通过交换机或路由器与公司内部网相连。网络结构如图 5 所示。图 5 商务街 EPO