光纤通信特征范文

光纤通信特征篇1

【关键词】光纤光缆技术发展

一、光纤技术发展的特点

1.网络的发展对光纤提出新的要求

(1)扩大单一波长的传输容量。目前，单一波长的传输容量已达到40Gbit/s，并进行160Gbit/s的研究。40Gbit/s以上传输对光纤的PMD提出一定要求。(2)实现超长距离传输。无中继传输是骨干传输网的理想，目前一些公司已采用色散齐理技术，实现2000-5000km的无电中继传输;有的采用拉曼光放大技术，更大地延长光传输距离。(3)适应DWDM技术的运用。目前运用32×2.5Gbit/sDWDM系统，该系统对光纤的非线性指标提出了更高要求;ITU-T对光纤的非线性属性及测试方法的标准(G.650.2)已完成，对光纤的有效面积提出相应指标，对G.655光纤的非线性特性会有改善。

2.新型光纤产品的不断出现

(1)用于长途通信的新型大容量长距离光纤。康宁公司推出的PureModePM系列新型光纤，利用了偏振传输和复合包层，用于10Gbit/s以上的DWDM系统中，很适合于拉曼放大器的开发与应用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纤，已有传输100km长度以上单信道40Gbit/s、总容量10.2Tbit/s的记录。一些公司开发负色散大有效面积的光纤，提高了非线性指标的要求，简化了色散补偿方案，在长距离无再生传输和海底光缆长距离通信中效果很好。

(2)用于城域网通信的新型低水峰光纤。在城域网设计中，要考虑简化设备、降低成本和非波分复用技术应用的可能性。低水峰光纤在1360-1460nm的延伸波段使带宽被大大扩展，使CWDM系统被优化，增大了传输信道、增长了传输距离。一些城域网设计，要求光纤的水峰低和具有负色散值，可抵消光源光器件的正色散，可组合运用这种负色散光纤与G.652光纤或G.655标准光纤，利用它来做色散补偿，避免色散补偿设计，节约成本。

(3)用于局域网的新型多模光纤。随着局域网、用户住地网的高速发展，大量综合布线系统采用多模光纤代替数字电缆，多模光纤市场份额逐渐加大。选用多模光纤，是因为局域网传输距离较短，虽然多模光纤比单模光纤价格贵50%-100%，但它所配套的光器件可选用发光二极管，价格比激光管便宜，且多模光纤有较大的芯径与数值孔径，易连接与耦合，相应的连接器、耦合器等元器件价格也低。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纤标准，因局域网发展的需要，它仍然得到了广泛使用。而ITU-T推荐的G.651光纤，即50/125μm的标准型多模光纤，其芯径较小、耦合与连接困难一些。针对此问题，有的公司进行了改进，研制出新型的5O/125μm光纤渐变型(G1)光纤，区别于传统的50/125μm光纤纤芯的梯度折射率分布，将带宽的正态分布进行了调整，以配合850nm和1300nm两个窗口的运用。

3.光缆技术发展的特点

(1)光缆结构使用网络环境有明确的光纤类型选择，如干线网光纤、城域网光纤等，这决定了大范围内光缆光纤传输特性的要求，具体运用的条件，还有可依据的细分的标准及指标。(2)光缆结构除考虑光缆使用环境条件外，与其施工和维护方法有关，必须统一考虑，配套设计。(3)光缆新材料的出现，促进了光缆结构改进，如干式阻水料、纳米材料、“干缆芯”式、生态光缆、海底和浅水光缆、微型光缆、全介质自承式光缆、架空地线光缆等的采用，使光缆性能有明显改进。

二、光纤光缆技术发展值得思考的问题

1.积极创新开发具有自主知识产权的新技术。1997年以来，国内光通信核心技术专利是90件，自主申请的有9件。作为世界第二光缆大国，应该把开发具有自主知识产权的技术，作为工作的重中之重，争取创造更多的光纤光缆专利。

2.开发具有先进技术水平、与使用环境、施工技术相配套的新产品。光缆的结构依赖于使用的环境条件和施工的具体要求，今后，光缆建设的重点将会随着接入网、用户住地网的建设不断展开，新一代的光缆结构和施工技术会基于，如微型光缆、吹入或漂浮安装，及迷你型微管或小管系统的全套技术，有一系列新的变化，充分利用有限的敷设空间。目前我国创新的成份太少，在接入网、用户住地网中，多采用一些国产的光电缆产品。

3.利用已有设备和技术，改善HYA市话电缆的相应特性，为数字业务提供更好的服务。对于已经敷设的铜电缆，只能在现有条件下，利用其特性开通数字新业务。现有的HYA电缆，虽然可开通ADSL等一些新业务，但容量有限，当ADSL数量增大到一定限度后会出现干扰问题，影响以前开通的业务。因此，对新敷设的铜电缆，希望能提出一些新的宽带指标要求，为将来开通更多的新业务作好准备。

4.改进光缆电缆的施工和维护方法。为适应城市施工的特点，国际上重视不挖沟的方式施工光、电缆，采用小地沟或微地沟技术安装光缆，对光缆网进行自动监测，保证光缆网络不中断通信维护，需要开发相应的元器件、工具和设备。ITU对NH开发光缆用浸水传感器、光纤自动测试时的光纤选择器，以及美国提出的1s告警、3min内定位的指标，及意大利提出的光纤纤芯与光缆护套指标，综合监测等方案都十分重视。为保证光缆网络工作的可靠性，在施工和维护中降低成本、节省劳力和时间，推广新的施工方法，完善光缆网络的自动监测维护系统，提高光缆网络的不中断维护水平已势在必行。

光纤通信特征篇2

光纤通信将光作为通信载体，通过光纤来传播信息，而且整个的传输系统所占据的空间面积也有限，因为其所构成材料的直径相对很小。光波在传播中，因为光纤之间的串烧很小，这样就有效防止了信息泄露或者被非法窃取的弊端。我们都知道光纤的主体材料为玻璃，本身就具有一定的绝缘性能，因此，信息传播中的接地回路问题无需纳入考虑范围。而且光纤的另外一个非常明显的特征就是：信息容量大、抗干扰能力强等等，例如：光纤容量是微波通信传输的几十倍。而且光纤通信的损耗较小，在这一方面也要远远优于同轴电缆或者导波管。

2光纤通信技术在电力通信系统中的应用

将光纤通信网应用到电力通信系统中是一个难度系数大、浩大繁杂的工程。然而随着社会的发展进步，电力通信水平也迎来了新的挑战，现阶段不断变化发展的光纤技术被普及利用到其中，发挥了重要作用。其中以光纤复合地线与相线最为典型。

2.1光纤复合地线

在电力传输系统中，其中的地线中带有一些光纤单元。他们一方面能够发挥地线的应有功能，另一方面也具备光纤材料的各种优势特征，方便安全稳定，无需特别的维修与保护。然而，这一线路仍然有另外的弱势特征，就需要所需成本投入较大。因此，这种类型的光纤通常可以用在建设新线路与改造旧线路。光线复合地线一方面能够保护电线系统，防止外界的自然或者非自然破坏力量；另一方面也可以对传播中的数据信息加以充分利用，以此来达到架空地线的各种标准需求。

2.2光纤复合相线

是指光纤单元复合在输电线路相线中的一类电力光缆。它能够有效防止架空线路受到阻碍或限制，以此来防止雷击的破坏，而且相线的运行也能够更好地确保地线以绝缘形式运行，这样就更加有效地节省了电力电能。

2.3自承式光缆

这一光缆具有不同的分类类型，例如：金属自承式与全介质自承式。前者的光缆结构相对单纯、简明，而且所需的成本投入也相对较低、在整个的系统运行中也无需将短路电流或者热容量等问题纳入考虑范围，正是因为这一光缆具有以上优势特征，才使它们能够被广泛地应用，作用得到了广泛的发挥；后一种光缆的密度小，质量小，直径也小，具有全绝缘构造，而且也还拥有比较稳定的光学特征与功能，可以在很大程度上控制停电中所形成的损失，是一种具有特殊功能的光纤原料。

2.4电力特种光缆

它属于一类性能与特征相对特别的通信光缆，是以线路杆塔资源为基础来支架建设起来的。具体的种类包含：MASS/OPAC/ADSS/OPGW等等，其中后两种从现阶段来看使用最普遍，这是因为安装形态以及自身构造相对特殊、复杂，这种光缆不容易遭受外界力量的损坏。这种材料的光缆自身的成本比较高昂，然而，因为这一系统是在电力系统本身的线路杆塔上开展施工的，因此，也能够很好地节省成本投入。OPGW光缆具有较高的安全系数，不会被轻易盗取。而且其通信的质量也相对较好。具体的优点体现为：信号传输损耗度低、使用周期长，维修与重建频率低等等，然而对应的缺点表现为：不能经受雷电的攻击。ADSS类型的光缆则能够用在长跨距以及强电场中，它对铁塔也不会带来负面作用，而且自身属于质地较轻的绝缘介质，这一类型的光缆最显著的特点就是：能够被维修与维护，而且在安装中也不必切断电源，不会为人们带来停电的不便。

3总结

电力通信是确保电力系统稳定、安全运行的重要保障，光纤通信技术则是一个发展的新型技术，它有效地改善了通信质量。

光纤通信特征篇3

【关键词】光时域反射法 民航飞机光纤通信系统 检测技术

在民航客机上，光纤通信的应用范围较广。与传统航空铜芯或铝芯相比较，采用光纤进行通信能够更好的抵抗电磁干扰，并且拥有较宽的传输频带，同时也能减轻通信系统的质量。在实际应用时，需要采用光时域反射法进行光纤网络的检测，以确保系统能够正产运行。因此，还应加强基于光时域反射法的民航飞机光纤通信系统检测技术的研究，以便更好的进行光纤通信的应用。

1 基于光时域反射法的检测技术

光在光纤中传播的过程中，会发生瑞丽散射和菲涅尔反射。采取光时域反射法进行光纤通信的检测，就是利用光脉冲在光纤中传播过程中会因为发生瑞利散射和菲涅尔反射而产生背向散射的原理，对光脉冲发送和接收时差和幅度进行测量，从而完成背向瑞散射光功率的获取。而利用示波器进行背向瑞丽散射光功率的显示，则能完成光纤缺陷的查找。该种检测方法为传统检测方法，会因为光电器件存在响应延迟而出现测试盲区。

2 光时域反射法在民航飞机光纤通信系统检测中的应用

2.1 应用原理

想要确保光纤能够不间断进行信号传输，就要使光产生连续全反射。在光纤通信系统中，需要利用光源器件进行光信号发送，并使携带特征信号的光信号在光纤中发生连续全反射，最后还要利用检测电路完成光信号的耦合和解调，进而实现光纤通信传输。为避免光纤发生缺陷进而影响光信号传播，还要对系统进行检测。而民航飞机使用的短线光纤，所以采用传统光时域反射法法无法满足检测精度要求。为此，还要采取基于光子计数法的光时域反射法进行光纤缺陷的检测。采取该种方法，能够达到厘米级别的检测精度，所以能够实现对链路中缺陷点的精确定位。从原理上来看，该技术就是利用光电计数方式完成光辐射通量的测量。在探测器接受菲涅尔反射光照射时，探测器可以完成光子的吸收，并产生光电子。经过放大、整形和检测，则能得到光子数量，从而实现对光纤缺陷的检测。

2.2 应用方法

民航飞机采用波长为0.85μm和1.30μm的近红外波进行光纤通信，并采用多模传输方式进行信号传输。出现传输故障，主要是由光纤破损、过弯、污染或断裂等原因引起的。使用基于光子计数法的光时域反射法进行检测，还应明确技术应用的主要参数和测量方法。目前，该技术能够检测的动态范围为从端口背向散射降到本底噪声水平时能解析的最大光损耗，该损耗应该为端口位置的最大瑞丽散射与本底噪声间的差值。根据背向散射信号轨迹曲线平滑程度、采样频宽和显示数据可读性，则可以进行检测区段的选择。通过选取自动模式，则可以完成分辨率的自动适配。检测盲区包含事件盲区和衰减盲区，前者为在反射峰值点降1.5dB时，在轨迹曲线水平方向相交两点对应的光纤长度。后者为在菲涅尔反射比背向散射级别高0.5dB时，检测得到的长度尺寸，能够反映出该技术所能测量的连续事件损耗的最小距离。在具体使用该方法时，需要完成能够检测的最小光功率的计算。

利用下式（1），则能完成最小光功率的计算，式中hv指的是光子能量，探测器量子效率利用η表示，脉宽用τ表示，暗电流计数率为Rd，平均次数为N。在A380飞机通信系统中，波长为0.85μm和1.30μm分别对应3.53*1014Hz和2.30*1014Hz的光纤频率。已知η为0.1，N为1000，Rd为400S-1，τ为1ns。通过计算，可以得到最小检测功率为8.4*1014W，所以使用该方法其检测灵敏度能够满足检测要求。在对62.5μm的光纤进行检测时，分辨率能够达到2.5cm。按照航空A380飞机线路标准，使用该方法进行光纤链路检测能够满足民航飞机光纤通信检测要求。

2.3 应用步骤

在对民航飞机光纤通信系统进行检测时，运用基于光子计数法的光时域反射法需要先完成飞机线路图手册AWM的查找，从而进行可疑光纤尺寸规格和件号等信息的获取。利用这些信息，则能完成检测参数的设置。遵循线路标准施工程序，则可以进行系统检测。值得注意的是，想要对光纤缺陷进行准确判定，还要清楚了解光纤链路的各个部位的曲线波形特征，包含拼接管、支撑、接头、固定和弯曲等。比如在光纤链路接头处能够进行菲涅尔 反射和耦合情况的直观反映，在其状况良好时，则会出现呈阶跃突尖的轨迹，呈现出与噪声值相近相等的水平状态。如果光纤接头面受到污染，也会出现呈阶跃突尖的轨迹，但是信号下降明显，能够反映出该处插入损耗较大。在光纤弯曲处，会出现略微下滑、然后水平的轨迹，意味着信号在该处产生了插入损耗。而链路拼接管的位置拥有与正常弯曲相近似的轨迹特征，光纤末端则拥有呈阶跃突尖的轨迹，并且轨迹会下行至本底噪声值。如果光纤发生异常断裂，则拥有与末端相似的轨迹特征。结合这些特征，则能判断出光纤通信系统中的光纤产生了何种缺陷，进而完成系统故障的检测与判断。

3 结论

通过研究可以发现，加强对光纤通信理论和光时域反射法检测原理的学习和理解，并且熟练掌握各种检测轨迹的波形特征，就可以完成光纤通信系统故障的准确判断。在此基础上，就可以按照程序要求完成光纤的维修操作，进而避免系统通信质量下降。而在光纤通信在民航飞机上得到广泛应用的背景下，采取该种检测技术将能为航空器的持续安全飞行提供更多保障。

参考文献

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[2]黄勇，王烨，刘增良.大型光纤通信网络断点检测模型仿真分析[J].计算机仿真，2014（11）：183-186.

光纤通信特征篇4

【关键词】光纤通信传输；应用；发展方向；浅析

当前，随着信息化程度的不断提高，信息数据的传输方式也随之得到了改变，光纤通信传输技术代替了以往的传统传输技术被越来越多的行业进行应用，体现了自身的价值和重要性。光纤通信技术本身信息化程度极高，因此能够更好地帮助人类社会完成对信息传输的工作。不仅如此，当前互联网的发展十分迅速，只有对光纤通信传输技术进行更充分地掌握和发展才能对互联网领域进行更好的提高，从而更好的实现通信领域的进一步发展。因此，相关的工作人员一定要对光纤通信传输技术进行充分的掌握和应用，牢牢把握住该技术未来的发展方向。

一、当前光纤通信传输技术的相关理念概述

光纤通信传输技术是当前我国通信发展行业领域中至关重要的一项技术，具备了十分突出的发展优势。它指的是在当前的新时展中通过对广播的应用从而对信息进行传输的一项载体，各类信息数据能够通过光导纤维进行及时迅速的传播。在光纤通信传输技术的开发阶段，该技术通常被光发射器等行业进行运用，它是接受和发出信息数据信号的主要构成备件，这就意味着光纤通信传输技术实际上就是集合了光检查器、光纤和光源的一项技术。从当前的发展情况来看，光纤通信传输技术在通信行业之中已经得到了较为广泛的应用，通常情况下，光纤通信传输技术都与以下几类应用分类有关。第一，通信行业通过对通信光纤进行应用从而对信息数据进行传输，对通信光纤的应用能够使通信传输获得实现。第二，通信行业通过对传感光纤进行应用从而对信息数据进行传输。通常情况下可以根据光纤的不同性质对其进行归纳分类，当前在我国的传感光纤行业中，光纤通常被用于分频、震荡、调制等用途。与以往的传统光通信传输相比，光纤通信传输技术自身具备了更为明显的发展优势，因此在实际的发展过程中体现出了更好的应用价值。

二、当前光纤通信传输技术进行应用的特征概述

2.1 优点特征

第一，光纤通信传输技术在进行应用时具有损耗少的特征。与以往的传统通信传输技术比较，光纤通信传输技术更加符合绿色环保的理念，由于其中继站之间距离间隔长，因此在进行中继站的建设过程中相应的建设成本也更低，可以对通信传输的资金消耗进行节约带来更好的经济收益。不仅如此，与以往的传统通信传输技术比较，光纤通信传输技术对资源的利用率很高，通过石英灯材料即刻对信息数据进行传输，节约了对资源的应用。第二，光纤通信传输技术在进行应用时具有抗干扰能力强的特征。光纤通信传输技术主要应用的是石英灯材料，这种材料的绝缘性十分突出，因此在整个传输过程中，使用光纤通信传输技术能够极好的实现对电磁影响的抗干扰工作，从而避免传输过程被外界各类因素进行影响。第三，光纤通信传输技术在进行应用时具有安全性极高的特征。光纤通信传输技术能够在信息传输时对各类光信号进行反射，这就意味着其能够保证传输中的通信信息处于十分安全的传输情况，不会出现信息被泄露或被偷盗的情况。第四，光纤通信传输技术在进行应用时具有传输量大的特征。光纤通信传输技术能够对各类波长的信息进行传递，因此覆盖的范围很广，容量很大。

2.2 缺点特征

尽管光纤通信传输技术具有各种各样的优点，但依旧有不足之处。例如，光纤材料的价格较为适中，但是对其进行铺设时所需要的工艺技要求很高，一旦出现施工失误将对导致光纤损坏，这样就会导致传输中断从而给相关行业带来损失。不仅如此，光纤通信传输技术需要配置专业能力强的维修人员对光纤进行定期的维护，如果发现光纤损坏要第一时间对其进行修复，因此在平时的养护中，具有维护设备时间久、费用高昂等的情况。

三、当前光纤通信传输技术的应用概述

从当前的发展情况来看，通信行业对光纤通信传输技术的价值进行充分的认识，同时进行普遍应用，各类生产工业及生活都对其进行了应用，该技术能够很好的满足人们在日常的生产生活中对各类通信信息进行传输的需求，在工业领域，该技术也能够发挥较好的监督管理作用，同时还具有较好的调度作用。不仅如此，光纤通信传输技术还能够在海洋通信、交通监管、电力行业、局域网络等行业进行应用。随着不断的发展，光纤通信传输技术所涉及的应用领域将会越来越广泛，其重要程度也会得到更好的体现，电气工业、国防通信等各类通信传输领域都会对其进行更多的应用。以下是当前较为常见的几类应用分类：

3.1 光纤接入技术

在光纤通信传输技术的应用中，光纤接入技术是至关重要的一项应用技术分类，通常情况下这一技术在电气行业中的应用更为广泛。光纤接入技能能够使电气设备的稳定性得到更好的保障，设备的接入口能够得到更好的安全监管，从而使电气设备更安全更高效的进行运作。不仅如此，该项技术通常也在计算机行业中进行应用，通过对各类光电信号进行转换，对相关数据信息进行传输。

3.2 超短脉冲通信技术

超短脉冲通信技术具有很高的稳定性，因此是一项十分关键的光纤通信传输技术的应用形式。该项技术及时进行长距离的通信传输，也不会产生光弧信波动或改变的现象，其传输波长与速度始终都是均衡而稳定的。因此这项技术通常被应用于海洋通信行业之中。与此同时，对超短脉冲通信技术进行一定程度的优化，还能够使光弧信号的空间和容纳能力进行提高，这样不仅能够提高数据信息的传输速度，还能保障数据信息不会由于传输距离的远近出现状况，提升了数据信息的传输效率。

3.3 光波分复用技术

光波分复用技术是当前光纤通信传输领域中得到最广泛应用的一项技术分类，这项技术能够更好的解决以往传统通信传输中出现等各类问题，同时对光纤通信传输技术的应用覆盖面也进行了扩大。在数据信息的传输过程中，该项技术能够使用多数激光，这样就能够使波长不一致的光波在同样的光纤中进行运输，使用价值极高。不仅如此，该项技术还能够对单模光纤进行应用，单模光纤的抗干扰能力十分突出，可以保障载有不同种类数据信息的光纤在运输时中不会对彼此造成影响和干扰，提升了数据信息进行传输时的效率，保障了通信传输的整体质量。光波分复用技术十分符合绿色环保的要求，耗能情况十分节约，在进行各类波长信号的传输过程中，该技术能够对其进行更高效的处理，这样不仅减少了电量消耗，同时也提升了光纤信息的传递速度。

四、当前光纤通信传输技术的发展方向概述

4.1 全光网络技术

从当前的发展情况来看，光纤通信传输技术已经得到了一个较好的发展，因此通信传输技术涉及到的方向也进行了扩展，能够在更多的领域中进行应用。全光网络技术的主要发展方向是智能通讯行业，也是一项扩展中的光纤通信传输技术。该技术的智能化程度较高，能够满足我国对于智能化通信传输的各类需求，能够为我国今后的智能通信进行推动。与以往的传统传输技术相比，全光网络技术的灵活程度更好，能够对区域网络进行简单而随意的构建，同时，该项技术也具有真实程度高和没有损耗的特点，这些特点能够帮助信息传递的过程中加强安全性和稳定性。不仅如此，该项技术的兼容性和拓展能力十分强，这就意味着能够与其他高新技术进行融合，以此对功能覆盖面进行进一步的拓展。

4.2 波分复用技术

从当前的发展情况来看，人类社会正在从4G向5G逐渐的过渡，这就意味着人们在生产生活中对于通信传输的需求和要求都会进一步的提高。这就意味着光纤通信传输技术在今后的发展中，必须朝着高效、智能的方向进行发展，同时也要对传输容量进行提升。波分复用技术就能够朝着发展新要求进行发展。对波分复用技术进行更深入的研究是未来提升光纤通信传输技术发展的一项重要步骤，只要波分复用技术实现进一步的发展，对信息数据的输送效率和容量都进行提升，就能够打破局限，满足人类生产生活对通信传输的进一步需求和要求，同时推动光纤通信传输技术的进步。综上所述，只要充分发挥波分复用技术的拓展能力，就能够进一步加强信息数据传输的容量和速度，这样即使在进行远距离的通信传输，传输效率和传输质量也不会受到影响，保证了光纤通信传输技术的稳定性和安全性。

五、结束语

当前，人类社会想要进行更好的发展，就必须对光纤通信传输技术进行充分的掌握，与此同时要根据发展情况对技术进行不断的完善和更新，使光纤通信传输技术更加智能更加丰富。因此，相关行业及工作人员一定要不断对先进技术进行学习，同时将光纤通信传输技术与最新的科学技术进行融合，提升光纤通信传输的效率和完成度，推动我国经济水平进行更好的发展。

参考文献

[1]张晓娜，常乐冉，王凯，沈立文，范茵.传输技术在通信工程中的应用与发展[J].现代工业经济和信息化，2019，9(12):96-97+121.

[2]徐晓海，徐佳.光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用[J].通信电源技术，2019，36(12):180-181.

[3]濮荣强.信息通信技术的发展与应用[J].苏州市职业大学学报，2019，30(04):16-20.

[4]尚长仲，张志宝，王裕林.光纤通信技术与光纤传输系统的相关分析[J].科学与信息化，2019，（5 ）:36，41.

光纤通信特征篇5

关键词：信息通信；光纤通信；应用

1引言

光纤实际上属于一种全新信息传输媒介，可以在传输环节内应用信息模式，推动通信技术现代化建设。通信技术在越加完善成熟内，不同领域为了可以满足自身对于传输信息容量要求，相继应用了多种辅助技术，提升光纤信息传输容量，有效解决光纤通信在信息传输内存在的问题，符合现代经济发展要求。

2现代光纤通信传输技术原理及特征

2.1现代光纤通信传输技术原理

现代光纤通信传输技术实际上是以光波作为媒介，借助光导纤维进行信号传输，实现信息传输通信要求。现代光纤通信主要由三部分构成，分别为光检测器、光源及光纤，其中光纤由三部分构成，分别为涂层、包层及纤芯，其中包层及纤芯在折射率上存在显著差别。所以，借助多种折射率实现纤芯全反射，保证传输媒介可以完成光信号传输任务。从用途角度来说，光纤主要可以分为两种类别，分别为传感用光纤及通信用光纤。

2.2现代光纤通信传输技术特征

现代光纤通信信号传输所占据的空间体积较小，并且可以传输大量信息，信息传输具有良好保密性，可以应对电磁干扰，进而在实际应用内优势十分显著，已经成为现阶段有线通信传输主要形式。按照现代光纤通信传输技术原理可知，信息通过发送端传输到发送机内，中继器在完成信息调制及叠加之后，可以为信息信号提供载波，进而借助载波完成传送信息传输要求，光接收机调制输出有关信息。而现代光纤通信传输技术在实际应用内，受到石英材料因素影响，进而具有良好绝缘性能，并不会受到外部环境影响。

3现代光纤通信传输技术应用

3.1光复用技术

光纤信息传输容量较大，光纤利用率在有效提升内，要是技术室相对成熟，就可以应用光复用方法，也就是通过单模光纤模式所具有的能源较低特征，在一条光纤上同时对多个激光进行传输。光纤在设计内，借助单模光纤低能耗区域，可以输送储存大量宽带资源，借助光复用技术可以将低能耗区域划分成若干子区域，不同区域在通信传输内互不影响，保证信息传送顺畅。与此同时，发动端在安装方波分复用器之后，不同频率信道光波可以转变为载波，实现不同信号载波整合操作，同时传输到接收端内，借助波分复用器实现光载波划分。整个信号整合划分流程，主要借助波分复用器统一承载实现，保证不同频率及波长信号在行业可以应用相同光纤传输，提升数字信号传输速率[1]。

3.2光纤接入技术

在现代光纤通信技术组成结构内，最为关键技术为光纤接入技术，正常情况下主要由两部分构成，分别为用户接入及竹竿传输网络。在接入网络用户智能终端内，主要表示用户所应用的计算机、电话机等，光信号主要借助局域网完成用户端电信号转换。系统光源在构成内，主要借助电信号作用，实现发出光信号及对应信号之间转换任务。

3.3光弧子通信技术

约束现代光纤通信传输技术传输距离及容量主要原因就是色散及损耗。光信号在实际传输内，能量会逐渐减小，进而出现功率损耗，光脉冲在传输内，在展宽内会出现色散问题。光纤所出现的色散主要受到光波传播速度决定。光脉冲随时都有可能发生，正式由于频率存在差别，造成光脉冲以不同速度进行传输，在传输终点也会构成脉冲展宽，造成信号出现失真情况。光弧子在光纤传输内，必然存在损耗问题，减少损耗脉冲宽度，保持电弧子形状。

4现代光纤通信传输技术发展趋势

现代光纤通信传输技术在应用之后，实现了全球信息传输网络体系，已经成为主要通信手段。科学技术水平在不断提升内，信息通信管理体制改革已经成为必然趋势，同时逐渐进入到市场化建设进程内。现代光纤通信传输技术在快速发展内，应该积极与自动连接控制技术及自动信息发现技术相结合，也就是借助智能化技术，逐渐对现代光纤通信传输技术进行完善，按照用户对数据连接实际需求，保证光纤通信传输系统可以自动处理有关信息。在对光纤网络监测内，监测工作主要由电子计算机实现，进而保证及时发现光纤网络所出现的故障，将有关信息反馈到监控人员手中，智能化出现故障区域[2]。

5结束语

现代光纤通信传输技术作为我国信息通信领域发展建设内关键技术，伴随着信息需求大幅度增加，就必须提升对光纤通信技术研究及应用关注度，按照光纤通信传输技术发展实际需求，借鉴发达国家在光纤通信技术上所取得的成果，推动光纤通信传输技术进一步发展，促进光纤通信传输技术智能化及信息化建设水准。

参考文献

[1]陈晓岚.现代光纤通讯传输技术的应用分析[J].数字技术与应用，2016，（03）：34.

[2]董玺，李章军.基于现代技术角度下对光纤通讯传输技术的研究[J].黑龙江科技信息，2014，（12）：121.

光纤通信特征篇6

关键词：光纤；折射率；波长；光纤传感

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）48-0075-02

《光纤技术与应用》课程是伴随着光纤通信和光纤传感技术而迅速建立起来，并作为光电信息科学与工程及相关专业开设的一门必修专业基础课程。通过本课程的学习，学生达到基本概念清晰，并掌握了光纤设计、制造、测试等的基本方法，具有一定的实际分析和动手能力。然而在教学过程中发现一些问题，表现为：学生很难弄清楚光纤结构组成材料的折射率值以及该折射率与波长的对应关系。此外，光纤技术的快速发展致使了一些新型光纤的涌现，因而对光纤在性能和结构上的要求也越来越高；进一步通过测量光纤的特征参数达到评价光纤质量的目的，最终有助于光纤的优化设计和制造。

根据折射率的定义，介质折射率（n）系指光在真空中传播速度与光在该介质中传播速度之比。通常，介质折射率依赖于介质的组成，并且是温度和光波波长的函数。特别地，光纤介质的折射率是一个非常重要的物理参数。它直接影响光纤的本征特性，如色散、截止波长、模场直径、归一化频率以及衰减等。本文将通过塞尔迈耶尔（Sellmeier）公式定量地分析光纤折射率与波长的相互依赖关系，对于给出一个波长即能计算得到光纤的折射率大小，特别地给出了常见通信光波长（1310 nm和1550 nm）的折射率值，有助于初学者理解光纤传输的物理本质。

一、光纤的结构组成及分类

光纤是传光的纤维波导或光导纤维的简称。多层同轴圆柱体是其典型代表性结构，如图1所示，自外向内为套层、涂覆层、包层与纤芯。重要部分是包层与纤芯，其中纤芯是由高度透明材料制成，构成光波输通道；包层与纤芯的折射率相比略小（Δn～4‰），根据全反射导光原理，该种结构能够很好的将光波限制在纤芯中稳定传导。纤芯成份组成、尺寸以及包层的折射率等对光纤的传光特性起到了决定性的作用。此外，涂覆层很好的保护了光纤不受环境因素的侵蚀和机械的擦伤，且能够提高光纤的柔韧性，起到延长光纤使用寿命的作用。

光纤的种类繁多，实际过程中根据用途不同，所选择光纤的功能和性能也呈现着比较大的差异。综合考虑，从以下几个方面去选择光纤类型：①损耗大小；②色散系数；③接线容易程度；④可靠性方面；⑤制造工艺方面；⑥经济。从光纤折射率分布、传输模式种类、工作波长、原材料以及制造工艺等几个方面对光纤种类进行分类，具体如下：①光纤折射率分布：阶跃（SI）型光纤、近阶跃型光纤、渐变（GI）型光纤、其他。②根据传输模式有单模光纤（含偏振保持光纤、非偏振保持光纤）、少模光纤以及多模光纤。③工作波长：紫外光纤、可见光区域光纤、近红外光纤、中红外光纤（0.85 μm、1.31 μm、1.55 μm）。④原材料：石英光纤、塑料光纤、复合材料光纤（如塑料包层、液体纤芯等）、红外材料等。按被覆材料还可分为无机材料、金属材料和塑料等。⑤制造方法：气相沉积技术和非气相沉积技术。

二、材料折射率定义

可以用上式（1）来定义介质的分子折射度R，其中n为材料折射率；ρ为材料密度；M为介质分子量；NA为阿佛加德罗常数；γ为介质的极化率。不难理解，玻璃材料折射率与分子体积成反比，而与分子折射度成正比，故可把玻璃组成对折射率的影响看作对分子体积和分子折射率两方面影响的总和。分子体积和分子折射度两个因素都和组成玻璃各种阳离子半径的大小有关。随着阳离子半径的增加，分子体积与分子折射度皆上升。因而，对于玻璃光纤而言其折射率决定于分子体积与分子折射度。举例说明，到对SiO2掺杂GeO2，会使得材料的折射率增加，而在SiO2材质中掺杂B2O3会使得材料的折射率下降，且最终的折射率大小均与掺杂量有关。因此，我们可以通过选择合适的掺杂材料以及掺杂比例来对SiO2光纤折射率进行微调。

三、光纤折射率与波长之间关系

色散可以定义为：当一束电磁波与电介质的束缚电子相互作用时，介质的响应通常与光波频率ω有关，这种特性成为色散。一般来说，色散的起源与介质通过束缚电子的振荡吸收电磁辐射的特征频率有光，当远离介质谐振频率时，折射率n（ω）可用塞尔迈耶尔（Sellmeier）公式很好地近似，即上述（2）式。式（2）中很明显看出，材料的折射率n（ω）对频率存在依赖关系。ωj是谐振频率，为第j个谐振的强度，式中的求和号包含了所有对相关的频率范围有贡献的介质谐振频率。

对于光纤而言，与纤芯成分有关，实验上可通过取m=3的式（2）与测得的色散曲线拟合得到。这些参量值为B1=0.6961663，B2=0.4079426，B3=0.8974794，λ1=0.0684043μm，λ2=0.1162414μm，λ3=9.896161μm，这里λj=2πc/，c为真空中的光速。可以看出对于SiO2光纤而言，在1300 nm波长时，平均折射率为1.4675；在1550 nm时为1.4681。两波长之间折射率差为0.0006。

对于掺锗的SiO2的单模光纤而言，可通过取m=6的式（1）与测得的色散曲线拟合得到。这些参量值为B1=0.3670328，B2=0.2150755，B3=0.4731691，B4=0.2836092，B5=0.2524329，B6=0.3002342，λ1=0.0684043μm，λ2=0.1162414μm，λ3=9.896161μm，λ4=0.069μm，λ5=0.154μm，λ6=11.84μm，这里λj=2πc/。图2给出了熔石英和锗光纤的折射率n随波长的变化关系。

从图2可以看出，光纤材料的折射率是随着波长的增加而减小的，这是因为当光波进入不同介质（折射率分别为n1和n2）时，波速会发生改变。根据光的色散现象得知，红光偏折最小，紫光偏折最大。又根据折射率定义得到，频率越高的光，折射率越大，进而使得在介质中传播的速度越小。当光由真空进入介质时，频率不变，故折射率与波长成反比。

四、结论

作为表征光纤传输性能的重要参数，光纤的折射率分布直接影响着光纤的传输特性，进一步通过获得光纤折射率的分布来计算出光纤的几何参数以及光纤的最大理论数值孔径等。通过导入塞尔迈耶尔公式对光纤纤芯和包层折射率进行计算不难发现，其折射率与波长之间存在一定的关系，可以通过塞尔迈耶尔公式以及对应的系数给出；同时，光纤材料的折射率是随着波长的增加而减小的。

参考文献：

[1]干福熹，等.光学玻璃（上）[M].北京：科学出版社，1982.

光纤通信特征篇7

关键词：光纤通信；发展现状；发展趋势

Abstract: The development of optical communication relies on optical fiber communication technology, at present, optical fiber communication technology has great development, and new technologies are constantly emerging, and greatly improve the communication ability, and continuously expand the scope of application of optical fiber communication. Optical fiber communication technology has great development space, is expected to have a greater demand and market in the future. In this paper, the development of optical fiber communication and its future prospects analysis.

Key words: optical fiber communication; development status; development trend

中图分类号：F626.5

1.光纤通信技术发展的现状

1.1波分复用技术。波分复用技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源。根据每一信道光波的频率(或波长)不同，将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器(合波器)，将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端，再由一波分复用器(分波器)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立(不考虑光纤非线性时)，从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。

1.2光纤接入技术。光纤接入网是信息高速公路的“最后一公里”。实现信息传输的高速化，满足大众的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中，由于光纤到达位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的应用，统称FTTx。FTTH(光纤到户)是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供所需要的不受限制的带宽，充分满足宽带接入的需求。目前，国内的技术可以为用户提供FE或GE的带宽，对大中型企业用户来说，是比较理想的接入方式。

2.光纤通信的多媒体应用

由于多媒体应用信息量大，就性能价格和信号特征而言，必须采用压缩技术，压缩掉人不能分辨的部分以节约频带。假设不使用压缩技术，一个标准的个人电脑上的80MB硬盘只可存储约8min 的具有CD品质的立体声，或约35s的电视广播品质的运动视频。采用压缩磁盘后，CDROM 则可以存储72min 的高保真音乐，或存储20min 的电视广播品质的运动视频。那么位速呢?立体声的CD品质的声音如果不压缩的话，要求网络以每秒钟140万位的恒定速率传送一个比特流，这对于局域网来说是足够的。但是，由于传统的局域网技术是基于在若干个端系统(一般从几十个到几百个)之间共享一条电缆或光纤，因而有太多的这样的数据流无法并行流动。共享的最大位速范围通常是从10Mbps(以太网技术)到100MbPs(快速以太网或FDDI技术)。当不压缩时，PAL品质的数字运动视频需要 160Mbps／通道。这与已有的共享传送媒体思想为概念的局域网技术是相矛盾的。在长距离通信上存在着采用哪种速度的地面电缆电路， 但是使它们专用单独一个视频通道所需的费用是令人无法接受的。在这种速度下，卫星线路的性能价格比最高，费用仍然很昂贵。所以采用压缩和编码的必要性是显而易见的。多媒体应用需求的网络特征，与其他应用相比有许多相同的特性，也有不少如下特有的特征：(1)要求连续媒体信息(音频和视频)进行实时传送。(2)对连续媒体信息的编码使得被交换的数据容量大而非常重要。(3)大多数应用是面向分布的，特别是当服务于常驻用户时。基于这样的观察，我们选择了4个能用数量表示并且应用于通信子网的性能规则以及两个应用于大型“网络”的关键特征。4个关键的通信子网的性能规则如下：①吞吐量：多媒体通信要求的吞吐量是很大的；②传输延迟：多媒体通信要求的传输延迟很小；③延迟变化：多媒体通信要求的传输延迟波动很小；④差错率：多媒体通信要求的传输误码率很低。 这些参数与支持连续媒体的实时传送密切相关。 大型"网络"的最关键的特性如下：①多点播送和广播能力；②文件缓存能力。这些特征与支持基于下载的分布和检索的应用密切相关。 从前面的分析可以看出，光纤通信具备许多优点，能够满足多媒体通信的各种要求。因此，光纤必将是多媒体通信传输介质的最佳方案。

3. 光纤通信技术在有线电视网络中的应用

20世纪90年代以来,我国光通信产业发展极其迅速,特别是广播电视网、电力通信网、电信干线传输网等的急速扩展,促使光纤光缆用量剧增。广电综合信息网规模的扩大和系统复杂程度的增加,全网的管理和维护,设备的故障判定和排除就变得越来越困难。可以采用 SDH +光纤或ATM+光纤组成宽带数字传输系统。该传输网可以采用带有保护功能的环网传输系统,链路传输系统或者组成各种形式的复合网络,可以满足各种综合信息传输。对于电视节目的广播,采用的宽带传输系统可以将主站到地方站的所需数字,通道设置成广播方式,同样的电视节目在各地都可以下载,也可以通过网络管理平台控制不同的站下载不同的电视节目。

有线电视网络在全国各地已基本形成,在有线电视网络现有的基础上,比较容易地实现宽带多媒体传输网络,因此在目前的情况下,不应完全废除现有的有线电视网,而用少量的投资来完善和改造它,满足人们的目前需要。很多地区的 CATV已经是光纤传输,到用户端也是同轴电缆进入千万家。但是现在建设的CATV 大多是单向传输,上行信号不能在现有的有线电视网中传送。可以通过电信网 PSTN 中语音通道或数据通道形成上行信号的传送,也可以通过语音接入系统来完成。将电话接到各用户,这样各用户间即可以打电话,也可以利用广电自己的综合信息网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Internet网。现在光通信网络的容量虽然已经很大, 但还有许多应用能力在闲置, 今后随着社会经济的不断发展, 作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长,一定会超过现有网络能力, 推动通信网络的继续发展。因此, 光纤通信技术在应用需求的推动下, 一定不断会有新的发展。

4.光纤通信技术的发展趋势

4.1光接入网通信技术的更进一步发展。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、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。光接入网通信技术所要达到的主要目标有:最大程度的使维护费用得到降低，故障率得到明显下降；可以用于新设备的开发和新收入的不断增加；与本地网络相结合，达到减少节点数目和扩大覆盖面范围的目的；通过光网络的建立，为多媒体时代的到来做好准备；另外，可以最大化的利用光纤本身的一些优势特点。

4.2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。基于上述光接入网通讯技术的成熟发展，网络的核心架构己经得到了翻天覆地的改变，并正在日新月异的变化发展着，在交换和传输两方面来讲也都早已进行了好几代的更新。光接入网技术和光传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。

4.3新一代的光纤在光纤通信技术中的应用。传统意义上的G. 652单模光纤已经在长距离且超高速的传送网络发展中表现出了力不从心的缺点，新一代光纤的研发己成为当今务实之需，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。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。

光纤通信特征篇8

互联网是物联网的基础，是基于传感网以及互联网的进一步扩展，作为网络终端的各种物品，其信息可以进行交换。主要由以下三个特征来体现物联网的本质：其一，物联网的互联性，互联性就是指物品通过联网可实现互通；其二，物联网的通信与识别性，联网的物品能够进行互相通信以及自动识别；其三，物联网的智能化，智能化是指物联网具有智能控制以及自动化的网络功能。

【关键词】物联网 大容量光纤光栅 传感网络

1 物联网概述

物联网是一种物与物之间进行网络互联的指称，即The Internet of things。最早提出物联网的是研究射频识别的Ashton教授。物联网经由欧盟信息部门定义，是指一个基于标准，具有自组织的，通信协议的，虚拟以及物理的虚拟特性、物理属性、智能接口和身份标识，与信息网络联接并整合，具有全球性质的动态网络。

互联网是物联网的基础，是基于传感网以及互联网的进一步扩展，作为网络终端的各种物品，其信息可以进行交换。主要由以下三个特征来体现物联网的本质：其一，物联网的互联性，互联性就是指物品通过联网可实现互通；其二，物联网的通信与识别性，联网的物品能够进行互相通信以及自动识别；其三，物联网的智能化，智能化是指物联网具有智能控制以及自动化的网络功能。物联网时代，将是一个人与人，物与人，物与物可在任何地点、时间内进行通讯的时代。

1.1 物联网的应用

物联网在现实生活中用途多，涉及领域广，包括有平安家居、医疗护理、智能交通、食品溯源、公共安全、工业测控、政府工作、智能消防、水质监测、环境保护等多方面领域。有些领域方初步应用物联网，而有些领域应用时间已久，较为妥当。

如，涉及安全防护的物联网应用，国际机场防入侵系统中物联网传感系统的应用，传感节点遍布空中、地上以及地表各个方位，便于探测。再如照明控制方面物联网的应用，无线路灯照明节能技术实现了能源节省方面物联网尝试性的成功。在物联网移动方面，消费者可通过手机扫描二维码、条形码的方式，进行商品比较、网上筛选并进行交易。电子商务与智能手机的结合，实现了手机物联。

1.2 物联网的构成

从技术角度来看，物联网可分为网络层、感知层和应用层三个层次。同样也可以将这三个层次表述为信息传输系统、传感系统以及专家系统。信息传输系统是由有线、互联网、网络和网络管理层、无线通信网以及云计算平台构成。信息的获取是通过处理和传递感知层来实现。传感系统，也就是所谓的感知层，传感系统由传感网络以及各类型传感器组成，其中包括有GPS、摄像头、读写设备、RFID标签、湿度传感器、温度传感器等终端。传感系统是进行信息采集、物体识别的系统。专家系统，也称之为应用层，专家系统是用户和物联网的接口，同时根据不同的行业进行不同接口的结合，以实现物联网应用特定化。

2 物联网与光纤传感网络

2.1 物联网与传感网络

基于计算机互联网以及传感网络，物联网因此而建立起来。物联网中，最为基础的技术是传感网络，是实现物品智能互联的关键因素。传感网络是集成有数据处理单元或传感器构成的有线或是无线的随机分布的网络。其中就有光纤网络，探测内容多样，有噪声、温度、光强、应变、运动速度、物质成分等分布于空间的具体参数情况。关于静态物质的传感测量，可通过固定传感网络与电子标签的关联，进行传感。而对于动态物质，可以运用传感网与动态物质进行信息的交流。不论是静态物质还是动态物质，传感时所采用的技术手段相似，其基本原理都是对物体属性的空间分布进行表述。

2.2 物联网与光纤传感网络

从物联网的建设要求看，物联网构建是以传感网络为根本。物联网由光纤传感网络组成，传感器大规模阵列的制作，常因光纤的低成本，使整个结构制作轻便，光纤材质轻巧且柔韧，直径小，因此能够在待测物体的内部和不同弯曲部内进行敷设，光纤传感器，可实现以一对多的测量，这种特点对信息综合下的物联网传感要求很是重要。光纤传感，基于光信号传播速度快的优势，有助于信息在物联网中的处理中加快速度。

3 光纤传感技术相关理论

3.1 光纤光栅的基本理论

光纤具有敏感特征，尤其是对于紫外光。掺杂粒子的光纤芯层，经过紫外光照射，会使轴向上纤芯折射率发生周期改变，光纤光栅因此而形成。传输矩阵理论和耦合模理论是光传输在光纤光栅征产生研究的一般原理。基于理论，对光学参数与光栅结构之间的关系进行分析。耦合理论的基础是在理想波导与电磁场的麦克斯韦方程两者的微扰条件下，模边界条件、慢变振幅近似，使用波导，形成一定的调制光场，然后进行相应推导而得出。

3.2 光纤光栅传感解调技术

基于传感原理，通过对中心波长移动的测量，来实现光纤光栅传感系统的解调。主要的光纤光栅传感解调技术有：匹配光纤光栅滤波法、可调F-P干涉滤波法、非平衡M-Z干涉仪法。相关的实验检测结果得出，其中心波长由应变和温度引起的波长移动量变小，因此精确检测中心波长移动量，是系统测量精度的根本要求。所以光纤光栅传感技术中的解调技术最是关键。

参考文献

[1]王静.光纤光栅多参数传感理论技术研究及在地下工程灾害监测中的应用[D].山东大学，2011.

[2]陈飚.面向物联网和光纤传感技术的桥梁安全监测技术研究与应用[D].武汉理工大学，2011.

[3]李娜.光纤光栅传感技术及其在油气管道腐蚀监测的应用研究[D].湖南工业大学，2012.

[4]刘春苗.基于GPON的光纤光栅传感信号数字化接入系统研究[D].燕山大学，2012.

[5]汤小娇，雷振山，戴世杰.基于虚拟仪器的超大容量光纤光栅传感网络分析仪[J]. 天津工业大学学报，2011，03：65-68.

作者单位