導(dǎo)語：如何才能寫好一篇光纖通訊的優(yōu)點，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：光纖網(wǎng)絡(luò) 通訊技術(shù) 發(fā)展現(xiàn)狀 趨勢

引言

近年來，隨著人們生活水平的提高，傳統(tǒng)的通訊技術(shù)已不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求，人們對網(wǎng)速要求的提升帶動了通訊傳輸方式的改變，光纖通訊技術(shù)自身所具備的優(yōu)點決定了其在通訊工程中的主導(dǎo)地位。中國的光纖通訊技術(shù)也取得了長足的進(jìn)步，憑借其自身優(yōu)勢已被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域[1]。光纖通訊技術(shù)給人們的生產(chǎn)生活帶來了許多方便，對促進(jìn)我國通信事業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

一、光纖通訊技術(shù)概述

光纖網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)是把要傳送的信息以電信號的形式調(diào)到光纖的激光束上發(fā)送出去，在接收端把電信號恢復(fù)成原來的信息。與其他通信技術(shù)相比，光纖通訊技術(shù)的優(yōu)勢非常突出：一是中繼距離長，傳輸損耗低。中繼距離增加就意味著中繼站數(shù)量的減少，系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性得到提高；二是在傳輸過程中有著優(yōu)秀的抗電磁干擾能力，信息能以高保真狀態(tài)傳遞到接收方；三是保密性好。目前信息之間的競爭使得竊聽技術(shù)不斷發(fā)展，因此，我們要重視信息的保密性。光纖網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的傳輸載體比較特殊，只有光纖包層和纖芯附近存在光波，同時用橡膠護套和金屬材質(zhì)防潮層保護光纜，加之光纖常埋于地下，這樣就降低了光泄露的可能性。從而可以保護信息的安全性；四是纖維的物理和化學(xué)性能穩(wěn)定，重量更輕，不易損壞，使用壽命長；四是纖維材料廣泛，有利于環(huán)境保護[2]。

二、光纖網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的優(yōu)點

中繼距離長，傳輸損耗低。光纖網(wǎng)絡(luò)通訊的損耗是指電信號功率傳輸每單位長度衰減的程度，目前，利用光纖網(wǎng)絡(luò)通訊的信息損耗值一般能控制在0.2分貝/km之內(nèi)。當(dāng)電信號的損耗值較低時，它傳輸?shù)膯挝婚L度就相應(yīng)地增長，也就是中繼距離的增加?，F(xiàn)在，中級距離已經(jīng)超過了200km。中級距離增加就意味著中繼站數(shù)量的減少，系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性提高。

光纖容易鋪設(shè)。光纖的內(nèi)芯極細(xì)，直徑較小，可以減少傳輸系統(tǒng)的占用空間；光纖柔韌性較好，重量較輕，當(dāng)在人造衛(wèi)星、宇宙飛船或者飛機上應(yīng)用時，能夠有效減輕它們的重量，同時柔韌性好的特點能夠使光纖大量纏繞成束，從而獲得高密度、小直徑的光纜，易于網(wǎng)絡(luò)式地鋪設(shè)。

保密性好?，F(xiàn)在，信息之間的競爭使竊聽技術(shù)不斷發(fā)展，因此，我們對信息保密性的關(guān)注大為增加。光纖網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的傳輸載體比較特殊，只有光纖包層和纖芯附近存在光波，同時用橡膠護套和金屬材質(zhì)防潮層保護光纜，就避免了光的泄露，加之光纖常埋于地下，更降低了光泄露的可能性。保護好光也就保護了信息的安全性。

三、光纖通訊技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀

（一）光纖接入技術(shù)

光纖接入技術(shù)是把信息傳遞到千家萬戶的關(guān)鍵技術(shù)。隨著高清視頻媒體的普及，數(shù)據(jù)傳輸速度明顯加快，有效地促進(jìn)了寬帶技術(shù)的發(fā)展。網(wǎng)上k公、在線學(xué)習(xí)、游戲等逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ畹闹黧w，傳統(tǒng)的用戶訪問數(shù)據(jù)傳輸速度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們網(wǎng)絡(luò)通信的需求。光纖接入網(wǎng)具有故障頻率低、維護少、成本低等特點，可以有效地解決人們網(wǎng)絡(luò)通信的需要[3]。光纖接入技術(shù)有效地解決了通信傳輸?shù)钠款i問題，滿足了企業(yè)和居民用戶對通信質(zhì)量和信息安全技術(shù)的要求，極大方便了人們的日常生活，這是光纖通訊技術(shù)發(fā)展的重要成果。

（二）色散補償技術(shù)

色散補償技術(shù)是為了維護信息系統(tǒng)的穩(wěn)定性，擴大中繼距離。同時，兼顧到插入損耗合理的技術(shù)措施，使輸出端的電信號能夠保證跨距、速率、誤碼率等系統(tǒng)性能的實現(xiàn)。色散會因為脈沖的變化而產(chǎn)生誤碼，降低信息傳遞的準(zhǔn)確性，縮短電信號的傳輸距離。對采用常規(guī)光纖的10Gbit/s系統(tǒng)來說， 色散限制僅僅為50km。因此，在我國采用此技術(shù)是非?，F(xiàn)實并且有必要的[4]。

（三）波分復(fù)用技術(shù)

波分復(fù)用（WDM）技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了光纖的傳輸容量。WDM技術(shù)的光為載體，根據(jù)不同的波長和頻率的信道的基礎(chǔ)上，對許多獨立的通信通道的光纖的低損耗窗口規(guī)劃，不同波長的光載波信號通過波分復(fù)用器，并結(jié)合光通過光纖傳輸，然后通過復(fù)用接收機多光載體承載相分離，從而實現(xiàn)多路光信號的傳輸問題。可以看出，波分復(fù)用（WDM）技術(shù)可以有效地發(fā)揮單模光纖的低損耗區(qū)域的優(yōu)點，并獲得一個大的帶寬資源[5]。

四、我國光纖通訊技術(shù)的發(fā)展趨勢

（一）光孤子通信技術(shù)

通常情況下，信息受到遠(yuǎn)距離傳輸?shù)谋Ｗo，波形和速度會發(fā)生變化，從而影響通信質(zhì)量，而光孤子通信技術(shù)可以改變這種情況。在這種技術(shù)中，孤子的抗干擾能力是非常強的，它可以抑制偏振模色散和平衡的色散的光纖非線性。光孤子傳輸技術(shù)是提高光學(xué)孤子色散特性的使用，波長和速度的變化來確保信息傳輸不會在長距離實現(xiàn)零誤差、長距離傳輸，有效提高信息傳輸?shù)馁|(zhì)量。目前，這項技術(shù)在美國、日本等國家進(jìn)行了廣泛的研究，這是中國的光纖通訊技術(shù)的未來必須重點關(guān)注的領(lǐng)域。盡管光孤子技術(shù)還存在許多難以解決的問題，但其未來的發(fā)展空間廣闊[6]。

（二）全光網(wǎng)絡(luò)

在不久的將來，全光網(wǎng)絡(luò)將成為光纖通訊技術(shù)的發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)的光纖通訊技術(shù)雖然解決了節(jié)點的全像問題，但仍需要在節(jié)點傳輸技術(shù)中應(yīng)用，使光纖通信傳輸容量受到影響。和所有的光網(wǎng)絡(luò)通過代替原來的節(jié)點的光節(jié)點，對整個光通信線路的實現(xiàn)，從發(fā)送到接收的信息是光傳播的形式，根據(jù)信息的波長路由選擇。全光網(wǎng)絡(luò)在帶寬、容量、速度、可擴展性、兼容性等方面具有明顯的優(yōu)勢，并且在不安裝設(shè)備的情況下增加了新節(jié)點的成本。在全光網(wǎng)絡(luò)的未來發(fā)展中，必須克服與互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)絡(luò)的融合，更好地為人們服務(wù)。

五、結(jié)語

總之，光纖技術(shù)相對于寬帶，有更大的容量、更快的傳輸速度以及更小的損耗，也不容易受到電磁干擾的影響，因此隨著人們對通信質(zhì)量要求的提升，作為通信領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的光纖通訊技術(shù)在應(yīng)用需求的推動下將持續(xù)大步的向前發(fā)展，通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新，光纖通訊技術(shù)必然會在信息化時代的社會中發(fā)揮重要作用。

參考文獻(xiàn)

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[4]陳學(xué)鋒.光纖通訊技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢探討[J].通訊世界，2016，（02）：9-10.

篇2

伴隨經(jīng)濟的發(fā)展地球村的建立，世界的范圍越來越，人民之間的聯(lián)系越來越密切，基于人民之間的聯(lián)系通訊技術(shù)成為人民聯(lián)系的主要介質(zhì)，而光纖通訊技術(shù)成為信息傳播的主要方式。

關(guān)鍵詞：光纖通訊、信息技術(shù)

中圖分類號：TN253 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

一、光纖通訊的發(fā)展歷程：

現(xiàn)代光纖通信技術(shù)光導(dǎo)纖維通信就是利用光導(dǎo)纖維傳輸信號，以實現(xiàn)信息傳遞的一種通信方式。光導(dǎo)纖維通信簡稱光纖通信。可以把光纖通信看成是以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。實際上光纖通信系統(tǒng)使用的不是單根的光纖，而是許多光纖聚集在一起的組成的光纜

從1966年形成光纖通訊的概念,到1977年第一個商用光纖通訊系統(tǒng)投人運營,科技界、企業(yè)界花費了n年的時間完成光纖通訊第一輪的科研與開發(fā)過程。第一代光纖通訊系統(tǒng),采用的光纖是多模光纖,光源是發(fā)光二極管,光波長是0.85拌m,傳輸速率為34Mb/s,價格要比電纜傳輸系統(tǒng)昂貴。緊接著的十多年,光纖通訊取得了持續(xù)的發(fā)展和逐年進(jìn)步。這些進(jìn)步的趨勢和內(nèi)容可用圖1來概括:(1)光纖由多模轉(zhuǎn)為單模。50拜m芯徑的多模光纖,允許成百上干個不同橫模的信號傳輸,這些不同模式傳輸?shù)乃俣炔煌?形成模式色散,從而限制了傳輸速率的提高。單模光纖芯徑為幾個微米,只允許最基本的一個模式傳輸,因此消除了模式色散,能傳輸更高速率的信號。(2)光源由發(fā)光二極管轉(zhuǎn)為激光器。這兩種光源相比,無(3)傳輸速率從低到高。從70年代幾十兆比特到80年代中期幾百兆比特,再到90年代幾千兆比特。(4)使用光波長從0.85拌m轉(zhuǎn)為1.3拜m,再轉(zhuǎn)向1.5拜m。這三個波長也被稱為第一、第二、第三代光纖通訊的特征.光纖通訊使用波長的這種移動,是為了更好地解決光纖損耗和光纖色散兩個問題而必須采取的技術(shù)措施。(5)費用的不斷降低。由于光纖系統(tǒng)從傳輸媒介到發(fā)送、接收端機均不能與舊有電話設(shè)備兼容,因此在光纖通訊初期,每一電話線路的造價要高于銅線,隨著生產(chǎn)批量增加、制造技術(shù)的成熟、傳輸速率,即單根光纖傳輸話路的增加,光纖通訊的成本有了大幅度的減低。就全球范圍講,1994年,是光纖通訊與銅線電纜通訊價格趨于相同的一年。更重要的是,今后光纖通訊的成本將繼續(xù)下降,而銅線電纜通訊的造價將繼續(xù)上升。(6)實際應(yīng)用逐年指數(shù)增長。據(jù)1994年1月不完全統(tǒng)計,全球敷設(shè)的光纖總長度已經(jīng)達(dá)到550。萬公里,其中北美2400萬公里,歐洲1400萬公里,亞太地區(qū)1500萬公里.應(yīng)用的形式也從開始單一的話路業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向多媒體信息的傳輸,光纖數(shù)據(jù)網(wǎng)、光纜電視傳輸系統(tǒng)都是近年來非?；钴S的商業(yè)應(yīng)用。電信技術(shù)的發(fā)展史,實際上就是電信主干線通訊容量不斷增長的歷史。1842年莫爾斯電報到本世紀(jì)60年代的微波技術(shù)，人類電信發(fā)展遵循指數(shù)規(guī)律，大約每20年提高10倍。光纖通訊技術(shù)的出現(xiàn)，突破了這一規(guī)律，給電信主干線通訊容量帶來了更高速的發(fā)展。光纖通訊子1980年至今的15年時間里，傳輸比特提高了400唄。光纖，最終要代替銅線成為通訊的主干傳輸介質(zhì)，光纖通訊，最終成為信息時代的一項支撐技術(shù)，最根本的原因就在于它的超大傳輸容量。

二、光纖通訊中的應(yīng)用技術(shù)：

1、光纖放大器在光纖通訊中的應(yīng)用：

通訊技術(shù)的實質(zhì)是克服時間和空間的障礙使人類能夠相互交流信息。因此,光纖通訊技術(shù)所追求的重要指標(biāo)之一是容量距離乘積,亦即傳輸速率與傳輸距離的乘積。

所謂標(biāo)準(zhǔn)的光通訊,是指對光像直接進(jìn)行強度調(diào)制、接收端直接檢測的光通訊系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的無中繼傳輸距離將主要由光纖的衰減所限制,傳輸速率則受到光纖色散特性、光餌性能、光源調(diào)制電路等因素制約.采用相干光通訊的方法,可以因系統(tǒng)檢測靈敏度的提高將容童距離積略為提高。然而真正為光纖通訊開辟了新天地的是光纖放大器。

光纖放大器被人們所重視是因為它具備下列眾多優(yōu)點：（1）增加了譜線寬度（2）增加了增益高度（3）功率輸出可高達(dá)上百毫安（4）噪聲很低（5）增益波長與第三代光纖通訊波長相吻合（6）泵浦激勵帶與可靠地半導(dǎo)體激光器兼容等等

一個在增益譜線內(nèi)的光信號,經(jīng)過幾十公里的光纖傳輸,衰弱了的信號經(jīng)光纖放大器放大后得以繼續(xù)在系統(tǒng)中傳輸。這就是光纖放大器的最基本的功能。除了這種在系統(tǒng)中作線路放大的用途外,光纖放大器還可用作系統(tǒng)發(fā)送端的功率放大和接收端的前置放大。

在以前的光通訊系統(tǒng)中‘標(biāo)準(zhǔn)’系統(tǒng),衰減了的信號是通過電中繼器將信號放大的。這種中繼器將按收到的光的弱信號轉(zhuǎn)換成電信號,再將這一弱電信號進(jìn)行放大和處理,然后再用處理后的電信號調(diào)制一個新的光源,“接力”將光信號繼續(xù)在系統(tǒng)中傳送。必須強調(diào)指出,光纖放大器替代這種光一電一光轉(zhuǎn)換的電中繼器,不僅僅是提高了效率;更重要的是;光纖放大器提供了在寬達(dá)35nm的范圍內(nèi)對所有傳輸光波長的全透明放大、對任何傳輸速率的全透明放大和對傳輸碼型的全透明放大。這些功能是電中繼器不可能實現(xiàn)的。因此,光纖放大器被稱為電信技術(shù)的一場革命。

2、光纖通訊技術(shù)在寬帶中的應(yīng)用：

1991年,英國萊恩克基金會在倫敦頒發(fā)光電子學(xué)獎,頒獎的是撒切爾夫人，獲獎的一組是為特種光纖做出貢獻(xiàn)的英國科學(xué)家,另一組是提出光孤子傳輸概念的美國科學(xué)家。會上展示了獲獎人制作的光纖放大器樣品。基金會的科學(xué)顧問們選擇這兩項研究頒發(fā)獎金并非巧合。光纖放大器與光孤子的結(jié)合,使光纖傳輸具備極大的容量.甚至如科學(xué)家們所說:無限帶寬自光纖通訊問世以來兩個最基本的問題就是損耗與色散。長波長方向即1.sl,rn移動、光纖放大器的涎生、光纖制作技術(shù)的進(jìn)步使損耗問題得到了解決，色散,引起脈沖展寬;色散,與傳輸距離成正比;因此它限制著容量距離乘積。光孤子的概念就是超短脈沖在光纖中無色散傳輸;就是一個光脈沖信號，在長距離光纖中傳輸以后仍保持它原有的脈沖形狀。光弧子和光纖放大器的結(jié)合已經(jīng)使光纖通訊的容量距離集成成十倍、百倍的提高。

人類需要信息高速公路,需要一個全球聯(lián)網(wǎng)的電信基礎(chǔ)設(shè)施。這種基礎(chǔ)設(shè)施的目的和功能是在任何地方、任何時候、任何人之間可以用任何方式的組合來相互交流話音、數(shù)據(jù)和圖象信息。光纖通訊為建設(shè)這樣一種電信基礎(chǔ)設(shè)施提供了技術(shù)支撐。

人類今天或多或少陷人道路擁擠、車禍不斷、污染嚴(yán)重的困境。交通給人類亮出紅燈。然而,人類找到了新的答案:信息高速公路全線綠燈。

3、光纖通訊在電力系統(tǒng)的應(yīng)用：

隨著大電廠、大電網(wǎng)的形成和發(fā)展,超高壓長距離輸電線路的建成,生產(chǎn)調(diào)度、行政管理水平的提高,對電力系統(tǒng)自動化程度提出了更高的要求,即向著以計算機為核心的調(diào)度、管理綜合自動化的方向發(fā)展,以及將來實現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)通信網(wǎng)(ISDN).從而對電力系統(tǒng)通訊提出了更高的要求。既要傳輸調(diào)度電話,又要傳輸遠(yuǎn)動、保護信號(PLC復(fù)用通道);既要傳輸模似信號,又要傳輸數(shù)據(jù)乃至圖象信號。

總之,隨著電力生產(chǎn)、管理的現(xiàn)代化,對通訊提出了大容量、長距離、高質(zhì)量、高速率和能傳輸多種信息的要求。顯然電力載波通訊是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求的,必須光纖通訊在電力來統(tǒng)的應(yīng)用尋求一種新的,可解決上述矛盾的通訊方式。數(shù)字微波和光纖通訊都是優(yōu)選對象,在80年代,當(dāng)時光纖通訊還未達(dá)到較好的商用水平,電力系統(tǒng)就建成了以國家電力調(diào)度中心到各大區(qū)網(wǎng)調(diào)中心,到各省、自治區(qū)中調(diào)的,以數(shù)字微波為骨干的,邊遠(yuǎn)省區(qū)、新疆和大型工地如碧口、二灘、天生橋、安康以衛(wèi)星地球站為通訊聯(lián)絡(luò)的全國電力系統(tǒng)的自動直撥通訊調(diào)度網(wǎng);但是,微波站遭受過電壓的機率很高,主要來源有雷擊微波站天線、雷擊與微波站相連的架空配電線路及通訊線路等,多年來,全國有許多微波站都遭受過雷擊的破壞,既損壞了通訊設(shè)備,又影響電網(wǎng)安全運行,為了防止雷擊事故損壞通訊設(shè)備,電力通訊部門每年都要投入大量的人力、物力、財力和精力,采取諸如接地、均壓、屏蔽、分流、保護等防護過電壓的多種措施,要建立一個可靠的接地網(wǎng),部頒規(guī)程規(guī)定,地網(wǎng)的工頻接地電阻值小于5歐姆,即使如此,每到雷雨季節(jié)還要提心吊膽,光纖通訊完全能夠克服這些缺點,因此,光纖通訊當(dāng)是電力通訊的最佳選擇;

4工業(yè)電視圖像的傳輸

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和系統(tǒng)容量的增加,水、火電廠的規(guī)模越來越大,輸電電壓逐步提高,50oKv的變電站和輸電線路越來越多。為了實現(xiàn)電力系統(tǒng)和變電站的自動化管理,除了掌握現(xiàn)有的遠(yuǎn)動、保護、自動和通訊信息外,為強化集中控制管理手段,尚需使調(diào)度人員能及時的直觀的掌握一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)的設(shè)備運行工作狀態(tài)及操作后的反應(yīng)。為此對遙視系統(tǒng)的需要是迫切的,尤其是在處理事故過程中它的作用就更大。光纖通訊由于有頻帶寬、衰耗小、不怕干擾等優(yōu)點,為傳送圖象提供了良好的通道,在幾一幾十km之內(nèi)清晰的傳送圖象已不成問題。傳輸圖象可采用最簡單的模擬光纖通訊系統(tǒng),也可以用一套光纖系統(tǒng),同時接幾個攝象頭。目前,電力系統(tǒng)新投運的工業(yè)電視系統(tǒng),基本上都采用了光纖通訊技術(shù)。

光纖通訊由于有頻帶寬、衰耗小、不怕干擾等優(yōu)點,為傳送圖象提供了良好的通道,在幾一幾十km之內(nèi)清晰的傳送圖象已不成問題。傳輸圖象可采用最簡單的模擬光纖通訊系統(tǒng),也可以用一套光纖系統(tǒng),同時接幾個攝象頭。目前,電力系統(tǒng)新投運的工業(yè)電視系統(tǒng),基本上都采用了光纖通訊技術(shù)。

篇3

[摘要]微波通信是一種利用微波傳輸信息的一種通訊手段。本文就數(shù)字微波通訊的發(fā)展及其與光纖比較的優(yōu)點作簡要分析。

[關(guān)鍵詞]數(shù)字微波通信微波光纖特點比較

數(shù)字微波通信則在微波傳輸中,采用了數(shù)字訊號處理技術(shù),不僅具備了微波通訊建線快,投資小應(yīng)用靈活的特點,還具有傳輸質(zhì)量可靠,抗干擾能力強,傳輸線路長等多種優(yōu)點。目前數(shù)字微波通訊已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟建設(shè)中,重要通訊手段中發(fā)揮著巨大的作用。

一、我國數(shù)字微波通訊發(fā)展歷史

我國數(shù)字微波通訊發(fā)展先后經(jīng)歷了模擬微波發(fā)展階段、中小容量數(shù)字微波發(fā)階段和大容量數(shù)字微波發(fā)展階段。

上世紀(jì)80年代中后期,我國的數(shù)字微波發(fā)展受阻。主要原因是由于光纖通訊技術(shù)的興起,數(shù)字微波的干線傳輸功能,已被光纖逐步取代。光纖通訊以其巨大的帶寬超低損耗和較低成本而成為干線傳輸?shù)闹饕侄?并對數(shù)字微波形成巨大沖擊。自上世紀(jì)90年代以來,以大容量光纖傳輸,作為國家信息高速公路建設(shè)的主要傳輸手段,已經(jīng)成為無法阻擋的歷史潮流。在這種情況之下,數(shù)字微波何去何從,怎樣發(fā)展是從事該領(lǐng)域研發(fā)和使用的單位及人員十分關(guān)心的問題。

二、微波與光纖相比主要優(yōu)點

1.抵御自然災(zāi)害的能力強。如在1976年的唐山大地震,90年代的特大洪災(zāi)中,在其他通訊手段失效的情況下,微波保證了通訊和廣播訊號的暢通。

2.受地理環(huán)境的限制小,應(yīng)對突發(fā)事件的能力強。微波信號即可翻山又可跨海,與光纜相比,受地理條件的限制小,隨著微波設(shè)備集成度提高,使用攝像微波傳送一體機,和容易在突發(fā)事件現(xiàn)場實現(xiàn)信號的實時傳輸。

3.建設(shè)和維護成本相對較低。特別是在山區(qū),人煙稀少的地區(qū)。鋪設(shè)光纜非常困難,而且成本會很高。由于數(shù)字微波是采用無線電傳輸因此基本的設(shè)備架設(shè)簡單,安裝起來也相當(dāng)簡易快速。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃上,較光纖和光纜之類的有線傳輸容易,并且能降低施工和維修上的成本。

4.運用靈活。如果有移動性的需要,較光纖無論軍用或是商用數(shù)字微波通訊裝備,架設(shè)起來都十分方便,且通訊效率也非常高,

目前數(shù)字微波發(fā)展主要用于光纖干線傳輸信號的互相備份和特殊不適合光纖地段和場合的應(yīng)用,如:點對點SDH微波,PDH微波,主要作用是在光纖傳輸,遇到自然或者人為破壞時,緊急修復(fù)的備份。也用于農(nóng)村,海島等邊遠(yuǎn)地區(qū)和專用通訊網(wǎng)。

高頻段微波,可以用于城市內(nèi)的短距離支線,如13,15.18,GHZ幾個頻段的點對點微波,通訊系統(tǒng)和移動通訊基站的連接。

由于微波頻帶寬廣保密性高,且不易被竊聽,所以軍事價值相當(dāng)高,一般軍方所稱為區(qū)域網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng),是以作戰(zhàn)地區(qū)劃分的,在作戰(zhàn)地區(qū)內(nèi)設(shè)置通訊中繼站,彼此依靠微波相互連接形成網(wǎng)絡(luò)。

在區(qū)域網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中,各級指揮單位,可靠著部隊所在位置附近的中繼站連接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò),指揮官可以透過區(qū)域網(wǎng)絡(luò)直接傳達(dá)密令。同時一般區(qū)域網(wǎng)絡(luò)通常具有搜尋,使用者設(shè)定,轉(zhuǎn)移,取消用戶號碼及網(wǎng)絡(luò)其他功能。由于數(shù)字科技之運用,各種通訊皆可透過數(shù)字技術(shù)轉(zhuǎn)成數(shù)字信號。因此,數(shù)字微波系統(tǒng)始終讓軍方愛不釋手,未來軍方還將朝向高頻率高功率及高方向性的發(fā)展方向,向研發(fā)更新的數(shù)字微波系統(tǒng)。

三、數(shù)字微波通信關(guān)鍵技術(shù)

當(dāng)今光纖通信和移動通信成為通信網(wǎng)的兩大主流,有著巨大的產(chǎn)業(yè)和用戶市場。在這種情況下,數(shù)字微波逐漸淡出原有的領(lǐng)域,這是技術(shù)的競爭,是不以人們意志為轉(zhuǎn)移的。在這種情況下,數(shù)字微波要得到發(fā)展,必須擺正位置,當(dāng)好光纖通信和移動通信的配角。數(shù)字微波如果突破一些關(guān)鍵技術(shù),還會有很好的前景。

1.高頻段傳輸技術(shù)。這里說的高頻段,是指10GHz以上的頻段,包括毫米波頻段。根據(jù)電信主管部門的規(guī)劃,3GHz以下頻段要分配給移動和個人通信,而3—10GHz的頻段也十分擁擠。因此,數(shù)字微波要及時調(diào)整發(fā)展方向,向高頻段進(jìn)軍。

2.在現(xiàn)有頻段上的兼容技術(shù)。由于10GHz以下的頻段傳播條件較好,器件比較成熟,主管部門也劃分了某些頻段給數(shù)字微波使用。因此,現(xiàn)有的頻段也不要輕易放棄,但在技術(shù)上要較好解決兼容問題。如:擴頻及跳頻以及抗干擾技術(shù)等。

3.適用于各種用戶的組網(wǎng)及接口技術(shù)。采用軟件無線電技術(shù),使數(shù)字微波通信系統(tǒng)成為一個較為通用的平臺,能夠根據(jù)用戶的不同要求進(jìn)行組網(wǎng),兵完成各種借口功能。提高可靠性及降低成本的技術(shù)。如:全數(shù)字化處理、數(shù)字專用集成電路等。

四、數(shù)字微波技術(shù)的提高空間

隨著微波通信技術(shù)的發(fā)展,高性能高速多狀態(tài)調(diào)制解調(diào)技術(shù)、自適應(yīng)交叉極化干擾抵消(XPIC)技術(shù)、前向糾錯技術(shù)、專用大規(guī)模集成電路(ASIC)設(shè)計仿真技術(shù)都應(yīng)用到SDH數(shù)字微波通信中,大大提高了微波通信的容量和可靠性。

SDH數(shù)字微波接力系統(tǒng)出現(xiàn)后,為了提高頻譜效率出現(xiàn)了64QAM、128QAM、512QAM等高狀態(tài)調(diào)制方式,頻譜效率提高到1Obit/HZ。SDH系統(tǒng)采用了同步復(fù)用和靈活映射結(jié)構(gòu),可以從高階支路直接分插低階支路信號,避免了逐級分復(fù)接過程,使設(shè)備簡化,而且SDH系統(tǒng)安排了大量的開銷字節(jié),使網(wǎng)絡(luò)的操作、管理、維護的配置能力大大加強。

在數(shù)字微波系統(tǒng)中,多徑衰落是微波信道中頻譜失真的主要原因,因此需要各種各樣的對抗多徑衰落的措施,在數(shù)字微波系統(tǒng)中自適應(yīng)均衡和空間分集接收成了不可缺少的設(shè)備。

1.調(diào)制器。數(shù)字調(diào)制過程的基本原理是把比特率為R(bits/s)的二進(jìn)制數(shù)字序列變換為適當(dāng)?shù)闹蓄l或射頻信號的處理過程,其中包括數(shù)字信號處理(如狀碼、信號編碼和微波幀開銷插入等),頻譜成型,信號映射和調(diào)制過程。

2.中頻放大器。它的作用就是將已調(diào)制的中頻信號進(jìn)行放大。

3.本地振蕩器:本振產(chǎn)生適當(dāng)?shù)纳漕l頻段內(nèi)的本地振蕩信號,與已調(diào)制的中頻信號進(jìn)行混頻產(chǎn)生出所要發(fā)射的微波信號,對于本振,除了要達(dá)到一定的功率電平,以滿足必信混頻器的需要,還要求頻率穩(wěn)定度高和相位噪聲低。

4.功率放大器。它是用以將發(fā)射混頻器輸出的微弱信號電平(常為一dBm～一50dBm)放大到所需要的電平。常用的射頻功率放大器為砷化稼FET器件,由于SDH系統(tǒng)一般采用高狀態(tài)調(diào)制方式,對放大器的線性要求很高,故一般采用預(yù)失真來對放大器的殘余非線性進(jìn)行補償。

5.自動發(fā)信功率控制(ATPC)。ATPC是微波接力系統(tǒng)中能得到許多好處的一個實用措施,與固定工作條件下相反,微波發(fā)射機工作時輸出功率是可變的,最大值為Pmax,最小值或正常值為Pnom。在絕大多數(shù)時間內(nèi),發(fā)射機工作于Pnom,只有當(dāng)遠(yuǎn)端接收機檢測到不利衰落條件時,即接收信號電平低時才達(dá)到Pmax,它是利用反向通道業(yè)務(wù)信道來控制反饋環(huán)配置中的發(fā)射機。

五、發(fā)展方向

篇4

【關(guān)鍵詞】光纖網(wǎng)絡(luò)；技術(shù)內(nèi)涵；應(yīng)用優(yōu)勢；關(guān)鍵技術(shù)

1 引言

傳統(tǒng)的通訊技術(shù)已經(jīng)不能滿足，人們對于通訊傳輸質(zhì)量的需求。傳統(tǒng)的通信技術(shù)被新型的技術(shù)取代這是一個必然的結(jié)果。光纖技術(shù)憑借自身的技術(shù)優(yōu)勢在整個通信領(lǐng)域中有著不可忽視的作用。是主要的通信技術(shù)方式，并且為高效的發(fā)揮通信的傳輸工作提供了重要的技術(shù)支持。

2 光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

2.1 定義

光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是指在光傳播原理的基礎(chǔ)上，對信息加以處理，將電信號轉(zhuǎn)化成光纖激光并在光纖中進(jìn)行傳播，且在接收端通過還原設(shè)備再將激光信號處理成信息數(shù)據(jù)，以便用戶更好地解讀。

2.2 結(jié)構(gòu)組成

光纖網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)組成包含許多利用光原理運行的設(shè)備，如光發(fā)信機、光接收機、光纖、無源器件、中繼器等等。光發(fā)信和接收機是處理和轉(zhuǎn)化光信號的設(shè)備，接收端設(shè)備還具備放大和檢測光信號的作用，光纖就是傳統(tǒng)的通信線纜，中繼器是由再生電路以及光檢測裝置等構(gòu)成，無源器件則是耦合器以及連接器。以上這些設(shè)備和部件構(gòu)成光纖網(wǎng)絡(luò)，與之相關(guān)的技術(shù)就是光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是目前主流的通信技術(shù)手段。

3 光纖網(wǎng)絡(luò)在通訊工程技術(shù)中應(yīng)用的發(fā)展現(xiàn)狀

我國光纖通信的發(fā)展經(jīng)歷了單模光纖、接入網(wǎng)光纜、室內(nèi)光纜、通信光纜和塑料光纜五個階段。很多供應(yīng)商看到了快速發(fā)展的光纖通訊良好的發(fā)展前景，正在多項技術(shù)上如火如荼地開展研發(fā)工作，如多波長光網(wǎng)絡(luò)、光網(wǎng)技術(shù)合作計劃、波長捷變光傳送和接入網(wǎng)、泛歐光子傳送重疊網(wǎng)等項目。

4 光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的長處

4.1 較強的抗干擾能力，穩(wěn)定性俱佳

由于電磁場等多種因素的存在，傳統(tǒng)的通訊傳輸中經(jīng)常受到各種各樣的干擾，影響通信信號的質(zhì)量，因此通訊傳輸中不得不經(jīng)常采用一些抗干擾技術(shù)等針對性措施，這不但影響傳輸質(zhì)量，一定程度上還增加了傳輸成本。而光纖是一種基于光信號的傳播技術(shù)，與電磁場等沒有直接的相關(guān)性，因此不受電磁場變化的影響，從而極大地優(yōu)化了通信的傳輸質(zhì)量，并保證了信號傳輸極強的穩(wěn)定效果。

4.2 傳輸距離長，信號損耗低

傳輸過程中電信號的衰減是通信技術(shù)中存在的一個突出問題，信號的衰減程度會根據(jù)傳輸距離的增加而增加，距離越長衰減越嚴(yán)重，無線電信號和有線電信號都存在這樣的問題，因此會影響通信傳播的實時性。要想減輕電信號的衰減必須依靠龐大的中繼站的建設(shè)來加強信號，這很大程度上增加了通信傳播的成本。

4.3 容易鋪設(shè)且安全性高

光纖通信要比傳統(tǒng)的通信工程容易鋪設(shè)的多，首先上條提到的中繼站的減少就降低了鋪設(shè)難度，再加上光纖是一種輕質(zhì)量的復(fù)合型材料，質(zhì)量輕且柔韌性較好，對鋪設(shè)環(huán)境的要求就降低了，無論是山川還是海洋都可以鋪設(shè)。另外其他種類的通信技術(shù)信息容易出現(xiàn)安全問題，易被泄露利用，但是光纖不會產(chǎn)生這種問題，它具有自身的特殊性，光波在光纖中進(jìn)行傳遞，有多層材料的保護，能夠很好避免光的泄露，即使不慎光泄露也僅僅會出現(xiàn)中斷信號的情況，而不會將信息泄露出去，因此光纖通信有極優(yōu)的保密效果和安全性。

5 重點技術(shù)介紹

5.1 網(wǎng)絡(luò)基站

在整個光纖通信工程中，基站是必不可少的基礎(chǔ)和關(guān)鍵部分。基站由通信基站和解碼基站組成，起到的是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的重要作用。通信系統(tǒng)中布滿許許多多的終端和節(jié)點，由于通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的迅速擴大，其終端數(shù)量也在瘋長，光纖網(wǎng)絡(luò)也要順應(yīng)這種趨勢。而基站將多個客戶端信息匯聚，完成交互傳遞，這使光纖網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢得以發(fā)揮。利用編碼和加密的功能將信息向外發(fā)射，使信息被充分共享。

5.2 通信中的復(fù)用技術(shù)

光纖網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用不單單是處理光信號，對資源也要進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度和分配，才能使有限的資源滿足海量的通信需求。此時復(fù)用技術(shù)是最關(guān)鍵的手段，即在同一條光纖的使用上進(jìn)行控制，利用有限的光纖資源傳輸無限量的信息。也就是復(fù)用技術(shù)通過多信道系統(tǒng)的增加與傳輸介質(zhì)的容量調(diào)整等，達(dá)到光纖寬帶的最大化利用。

5.3 色散處理技術(shù)

通常來說在光信號傳輸時幾乎不會損失什么能量，但

也不是絕對不發(fā)生的，實際測試得出的結(jié)論，傳輸數(shù)百公里后光信號就會出現(xiàn)一定的衰減，并出現(xiàn)信息失真或亂碼的現(xiàn)象。因此在光纖網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中要將光信號進(jìn)行強化，此時就用到了色散補償技術(shù)，它能夠擴大中繼站的距離，增加系統(tǒng)信號的抗干擾能力。此種技術(shù)能夠最大化地降低信號損耗，保證輸出端信號在跨度和速率方面滿足需求。

6 光纖網(wǎng)絡(luò)在通訊工程技術(shù)中應(yīng)用的前景展望

6.1 光纖入戶

光纖入戶的寬帶極大，改善從互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)到用戶桌面的“最后一公里”的不足。在未來隨著各類技術(shù)的更新，光纖入戶的投入會越來越小。現(xiàn)階段，我國的光纖入戶已經(jīng)覆蓋了平原地區(qū)，相信在不久后，山村地區(qū)也將實現(xiàn)全部光纖入戶。

6.2 全光網(wǎng)絡(luò)大力發(fā)展

全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點代替電節(jié)點，節(jié)點之間實現(xiàn)全光化，也就是說信息的傳遞與交換能夠一直保持光速。雖然現(xiàn)階段全光網(wǎng)絡(luò)在我國還不夠完全成熟，但是它具有不可忽視的發(fā)展?jié)摿?，它具有開發(fā)、兼容、透明、可靠等優(yōu)點，且?guī)?、容量和處理速度都能達(dá)到很大，出現(xiàn)誤碼的現(xiàn)象也極少見，并且沒有太復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以以多種形式靈活組網(wǎng)，也能隨時增加新節(jié)點。

7 結(jié)語

光纖網(wǎng)絡(luò)是近幾年發(fā)展起來的創(chuàng)新型的通信方式，將光纖的原理和思路引入到通信領(lǐng)域中可以最大化地減少構(gòu)架網(wǎng)絡(luò)的成本和維護投入。日益更新的光纖技術(shù)使得網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的大范圍化得以實現(xiàn)，傳統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)與技術(shù)消退、光纖網(wǎng)絡(luò)全面掌控世界的趨勢將必然到來并逐步實現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳丹.通訊工程技術(shù)中的光纖網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用[J].硅谷，2014（20）.

篇5

【關(guān)鍵字】 光纖 通訊方式 信息容量

一、光纖通訊現(xiàn)狀

1、光纖通訊簡介。光纖通信（Fiber-optic communication），也作光纖通訊。光纖通信是以光作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的通信方式，首先將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，再透過光纖將光信號進(jìn)行傳遞，屬于有線通信的一種。光經(jīng)過調(diào)變后便能攜帶資訊。自1980年代起，光纖通訊系統(tǒng)對于電信工業(yè)產(chǎn)生了革命性 ，同時也在數(shù)位時代里扮演非常重要的角色。光纖通信傳輸容量大，保密性好等優(yōu)點。光纖通信現(xiàn)在已經(jīng)成為當(dāng)今最主要的有線通信方式。

2、光纖接入技術(shù)。隨著通信業(yè)務(wù)量的不斷增加，業(yè)務(wù)種類也更加豐富，人們不僅需要語音業(yè)務(wù)，高速數(shù)據(jù)、高保真音樂、互動視頻等多媒體業(yè)務(wù)也已經(jīng)得到了更多用戶的青睞。這些業(yè)務(wù)不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)，用戶接入部分更是關(guān)鍵，而傳統(tǒng)的接入方式已經(jīng)滿足不了需求，因此只有帶寬能力強的光纖接入才能將瓶頸打開，核心網(wǎng)和城域網(wǎng)的容量潛力才能真正發(fā)揮出來。

作為光纖接入中極有優(yōu)勢的PON技術(shù)早就出現(xiàn)了，它可以和多種技術(shù)相結(jié)合，比如ATM、SDH和以太網(wǎng)等，分別產(chǎn)生APON，GPON和EPON。由于ATM技術(shù)受到IP技術(shù)的挑戰(zhàn)等問題，APON發(fā)展基本上停滯不前，甚至走下坡路，但有報道指出由于ATM交換在美國廣泛應(yīng)用，APON將用于實現(xiàn)FTTH方案；GPON對電路交換性的業(yè)務(wù)支持最有優(yōu)勢，又可以充分利用現(xiàn)有的SDH，但是技術(shù)比較復(fù)雜，成本偏高；相比之下，EPON 繼承了以太網(wǎng)的優(yōu)勢，成本相對較低，但對TDM類業(yè)務(wù)的支持難度相對較大。

二、光纖通訊技術(shù)發(fā)展趨勢分析

1、傳輸距離及速度的提升。超高速系統(tǒng)的發(fā)展。從過去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主要矛盾。傳統(tǒng)光纖通信的發(fā)展始終按照電的時分復(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)濟效益大致按指數(shù)規(guī)律增長，這就是為什么光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率在過去20多年來一直在持續(xù)增加的根本原因。目前商用系統(tǒng)已45Mbps增加到10Gbps，其速率在20年時間里增加了2000倍，比同期微電子技術(shù)的集成度增加速度還快得多。超大容量WDM系統(tǒng)的演進(jìn)。采用電的時分復(fù)用系統(tǒng)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(fā)掘。實現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)。上述實用化的波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)盡管具有巨大的傳輸容量，但基本上是以點到點通信為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，其靈活性和可靠性還不夠理想。近幾年來隨著IP業(yè)務(wù)量的爆炸式增長，電信網(wǎng)正開始向下一代可持續(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)。

2、光弧子通訊。光孤子通信介紹光孤子技術(shù)的出現(xiàn)，對于現(xiàn)代通信的發(fā)展起到了里程碑的作用。尤其在現(xiàn)代通信技術(shù)向大容量傳輸和延長中繼距離方向發(fā)展時，光孤子傳輸不變形的特點決定了它在通信領(lǐng)域里應(yīng)用的前景。從光孤子傳輸理論分析，光孤子是理想的光脈沖，因為它很窄，其脈沖寬度在皮秒級。這樣，就可使鄰近光脈沖間隔很小而不至于發(fā)生脈沖重疊，產(chǎn)生干擾。利用光孤子進(jìn)行通信，其傳輸容量極大，可以說是幾乎沒有限制。傳輸速率將可能高達(dá)每秒兆比特。近年來，光孤子通信取得了突破性進(jìn)展。光纖放大器的應(yīng)用對孤子放大和傳輸非常有利，它使孤子通信的夢想推進(jìn)到實際開發(fā)階段。

3、網(wǎng)絡(luò)全光化。全光式光孤子通信，是新一代超長距離、超高碼速的光纖通信系統(tǒng)，更被公認(rèn)為是光纖通信中最有發(fā)展前途、最具開拓性的前沿課題。光孤子通信和線性光纖通信比較有一系列顯著的優(yōu)點：首先傳輸容量比最好的線性通信系統(tǒng)大1個～2個數(shù)量級；其次可以進(jìn)行全光中繼。正因為光孤子通信技術(shù)的這些優(yōu)點和潛在發(fā)展前景引起業(yè)界的廣泛關(guān)注。經(jīng)過不懈的努力已為實現(xiàn)超高速、超長距離無中繼光孤子通信系統(tǒng)奠定了理論基礎(chǔ)。在傳輸速度方面采用超長距離的高速通信，時域和頻域的超短脈沖控制技術(shù)以及超短脈沖的產(chǎn)生和應(yīng)用技術(shù)使現(xiàn)行速率10～20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大傳輸距離方面采用重定時、整形、再生技術(shù)和減少ASE，光學(xué)濾波使傳輸距離提高到100000公里以上；在高性能EDFA方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。

三、結(jié)束語

光纖通信技術(shù)是信息科技發(fā)展的產(chǎn)物之一，與信息科技的發(fā)展是相輔相成的。目前光纖通信技術(shù)在我國的應(yīng)用已經(jīng)十分普及，技術(shù)發(fā)展趨勢也十分明確，未來將會繼續(xù)在社會和經(jīng)濟活動中發(fā)揮重要作用。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 穆道生主編.現(xiàn)代光纖通信系統(tǒng).北京：科學(xué)出版社，2005.9

篇6

通信工程是電子工程中的一個重要分支，它是一門專業(yè)性很強的學(xué)科。其實，通信技術(shù)中的電報早在19世紀(jì)中期就被發(fā)明了，它是通訊技術(shù)中最早的信息傳輸技術(shù)，也給有線傳輸通訊技術(shù)的發(fā)展奠定了一定的基礎(chǔ)，它把信息通過專用的交換線路以電信號的方式發(fā)送出去，在傳輸過程中是以信號用編碼的形式來傳遞。在那個發(fā)展時期，電報就成為了最為重要的信息傳遞方式。而后，隨著科技的不斷進(jìn)步，通信技術(shù)得到了不斷進(jìn)步和提高，有線傳輸通訊技術(shù)和無限傳輸通信技術(shù)也開始得到應(yīng)用并日益成熟。其中，有線傳輸技術(shù)是利用傳輸介質(zhì)來進(jìn)行信息傳輸，其不同傳輸介質(zhì)的技術(shù)形式也各具優(yōu)勢，基本具有傳輸速率快、信號穩(wěn)定、安全性高、抗干擾能力強等優(yōu)點，尤其是光纖傳輸技術(shù)具有很強的技術(shù)優(yōu)勢，在很多通訊業(yè)務(wù)中都被廣泛應(yīng)用；而無線傳輸技術(shù)則是利用電磁波進(jìn)行信息傳輸，其基本優(yōu)點包括傳輸距離遠(yuǎn)，安裝方便、節(jié)約成本等。但是，無線傳輸技術(shù)容易受到來自外界因素的干擾，造成傳輸信號受到嚴(yán)重影響，直接影響著信息傳輸?shù)乃俾屎唾|(zhì)量。而且無線傳輸技術(shù)受到干擾后還會產(chǎn)生噪音，這更會給人們生活帶來嚴(yán)重的影響?？梢?，有線傳輸技術(shù)比無線傳輸技術(shù)的實用性更強，并且數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩赃€高，大力發(fā)展有限傳輸通訊技術(shù)具有重要意義。

2有線傳輸技術(shù)的主要傳輸方式

2.1同軸電纜傳輸方式

同軸電纜方式是非常普通的有線傳輸通訊技術(shù)，它是利用網(wǎng)狀銅包裹銅線的方式來構(gòu)建傳輸通道，其基本包括銅線、絕緣塑料層、網(wǎng)狀銅層（或者其他網(wǎng)狀導(dǎo)體）、外皮層等部分。根據(jù)使用用途一般分為兩種：第一種，機電同軸電纜。它的用途一般被用來進(jìn)行數(shù)字傳輸；第二種，寬帶同軸電纜。它的用途一般用于電視信號傳輸。根據(jù)使用直徑一般又可被分為粗同軸電纜和細(xì)同軸電纜。由于其傳輸形式結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，但是卻具有其他傳輸形式不具備的技術(shù)優(yōu)勢，目前已經(jīng)被通訊工程行業(yè)廣泛應(yīng)用，并取得了很好的應(yīng)用效果。但是，同軸電纜的缺點也很明顯，這種電纜最怕彎曲，當(dāng)電纜彎曲后，信號傳輸就會折返，從而極大的降低其傳輸效率，其接收端的信號也會變得非常微弱?？墒牵M管它這一缺點較大，但由于這種傳輸形式具有信號穩(wěn)定、敢看繞能力強，傳輸速度快等優(yōu)勢，它還是被廣泛應(yīng)用到電視信號傳輸和監(jiān)控信號傳輸業(yè)務(wù)中。并且由于同軸電纜傳輸信號卻受距離影響很大，有效距離僅僅有200米，一旦超過這個范圍，其信號質(zhì)量會隨著距離的增加而變差，因此，該技術(shù)在應(yīng)用中還需要考慮距離因素，或者采用其他手段來改進(jìn)，否則在實際應(yīng)用中很受阻礙。

2.2光纖傳輸方式

光纖是一種非常高效、實用的有線傳輸通訊方式，它是以光和信號為載體，進(jìn)行信息傳輸?shù)募夹g(shù)，它比雙絞線的容量大，并且傳輸質(zhì)量也高，所以應(yīng)用很廣泛。隨著科技的不斷發(fā)展，光纖傳輸技術(shù)已經(jīng)成熟，成為了目前最為實用的有線傳輸技術(shù)，由于它具有傳輸速率快，傳輸距離長，傳輸質(zhì)量高等技術(shù)優(yōu)勢，它一經(jīng)投入市場，就得到了客戶的廣泛認(rèn)可和肯定，特別是對于寬帶業(yè)務(wù)來說，已經(jīng)完全取代了以前的傳輸技術(shù)，從而實現(xiàn)了寬帶業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量上的提高。光纖在沒有斷點的情況下，它的傳輸距離可以達(dá)到幾百里，這是其他有線傳輸技術(shù)難以實現(xiàn)的，并且它在實際傳輸中，信息的安全性高，本身又不帶電，可以在化工廠扥特殊領(lǐng)域應(yīng)用，解決了很多以前傳統(tǒng)有線傳輸技術(shù)難以解決的問題。可以說，這種材質(zhì)基本不受外界因素的影響，任何條件都難以對光纖傳輸造成嚴(yán)重影響，所以，該傳輸技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛，其業(yè)務(wù)范圍也正在不斷的擴大。但是需要值得注意的是，光纖材料的質(zhì)地較脆，在實際使用很容易損壞，因此，光纖安裝工作要求工作人員一定要認(rèn)真仔細(xì)，不斷提高自身的技術(shù)水平，這樣才能有利于后期進(jìn)行光纖維護。

2.3雙絞線傳輸方式

雙絞線是通信工程早期的有線傳輸技術(shù)，它是一種非常常見的傳統(tǒng)傳輸形式。雙絞線是由兩條相互絕緣的導(dǎo)體編織在一起，其工作中兩條導(dǎo)線的電波相互抵消，一般被應(yīng)用于傳遞電視信號業(yè)務(wù)。該種傳輸技術(shù)被分為兩類：（1）屏蔽雙絞線；（2）非屏蔽雙絞線。這兩種傳輸方式常被應(yīng)用于復(fù)雜的通訊工程中，由于雙絞線傳輸?shù)膬煞N傳播介質(zhì)相互絕緣且相互交合，各自又都具有較強的抗干擾能力，在傳輸信號中可以抵消更強的輔助電波，所以，雙絞線傳輸?shù)目垢蓴_能力更強，這進(jìn)一步保障了數(shù)據(jù)的安全性和信號的穩(wěn)定性，具有其他傳輸技術(shù)不具備的能力，其實際的應(yīng)用價值很大。但是，雙絞線傳輸也有一定的缺點，其中非屏蔽式雙絞線盡管成本較低，安裝操作簡單，但是卻容易被竊聽；而屏蔽式雙絞線抗干擾能力很強，但是安裝相對復(fù)雜，成本較高，還需要接地，這給實際應(yīng)用帶來了難度。

2.4架空明線傳輸方式

架空明線傳輸技術(shù)是最為普遍的有線傳輸方式，它是利用電線桿來搭建電路線路，從而形成信息傳輸通道，這種有線傳輸方式應(yīng)用時間最早，基本被應(yīng)用到電話、傳真、電報等通訊工程中，其盡管安裝成本較低，維修方便，但是這種傳統(tǒng)的傳輸技術(shù)受傳輸距離和傳輸速度的影響，已經(jīng)逐漸被其他傳輸方式所取代?？墒菍τ谝恍┫鄬ζУ牡貐^(qū)，受當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況影響，還只能采用該技術(shù)進(jìn)行信息數(shù)據(jù)傳輸，因此，盡管架空明線傳輸效果不好，但是還占據(jù)著一部分業(yè)務(wù)區(qū)域。

3有線傳輸通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化改進(jìn)的策略

有線傳輸通信技術(shù)是通信技術(shù)中的重要部分，加快有線傳輸通信技術(shù)創(chuàng)新和提高，對通信工程行業(yè)發(fā)展來說意義重大，本文認(rèn)為改進(jìn)有線傳輸通信網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展要做好以下方面內(nèi)容。

3.1改進(jìn)傳輸材料和方法

上文中介紹了不同傳輸材料的不同優(yōu)勢和缺點，因此，為了改變這些材料的傳輸弊端，就要改進(jìn)傳輸材料和方法。例如：雙絞線傳輸形式盡管材料成本低，布線簡單，但是在實際應(yīng)用中信號卻受傳輸距離影響，難以適用于信號區(qū)域較大的工程布線。但是，利用交換機設(shè)備進(jìn)行中途轉(zhuǎn)接，就可以完全解決這一問題；又如：光纖傳輸技術(shù)盡管已經(jīng)非常成熟，但是當(dāng)出現(xiàn)斷電問題時，往往利用增加信號功率的手段來傳輸信息，可是卻達(dá)不到應(yīng)有的效果。而圣地亞哥的國外學(xué)者卻解決了這一問題，他可以實現(xiàn)在不使用信號中繼器的情況下，讓光纖信號傳輸達(dá)到12000KM，這真是光纖技術(shù)改造后的重大突破。并且這種技術(shù)還減少了電子再生器的應(yīng)用，不僅大大的節(jié)約了材料成本，還讓電子信號更強。還有，同軸電纜技術(shù)體積過大，占用空間較大，而通過制定布局方案，對線路進(jìn)行合理設(shè)計后卻可以很好的解決這一問題，并且還增加了信號的傳輸質(zhì)量。

篇7

關(guān)鍵詞 計算機通信網(wǎng)；通信技術(shù)；光纖通信

一、通信網(wǎng)概念

通信網(wǎng)是將地理位置不同的用戶終端設(shè)備通過交換、傳輸設(shè)備連接起來，以達(dá)到可以通信和信息交換的一種系統(tǒng)形式；通信和通信網(wǎng)的概念有區(qū)別，通信最基本的形式只是點與點之間的對接建立通信系統(tǒng)，而只有將眾多的通信傳輸系統(tǒng)通過交換設(shè)備的中間介質(zhì)，組合成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)才能把它稱作通信。換而言之，必須要產(chǎn)生交換系統(tǒng)這個中間介質(zhì)，把不同區(qū)域的任意終端客戶相互連接，這才能組成有效的通信網(wǎng)。通信網(wǎng)的基本組成就是由三個部分，一是用戶終端設(shè)備；二是交換設(shè)備；三是傳輸設(shè)備，三者缺一不可。

二、網(wǎng)絡(luò)通信的主要內(nèi)容

1.網(wǎng)絡(luò)通信形式

網(wǎng)絡(luò)通信的形式目前有三種，一是單工通信，數(shù)據(jù)只能單向傳輸，有固定的發(fā)送者和接受者，如：遙控器；二是半雙工通信，數(shù)據(jù)可雙向交替?zhèn)鬏敚荒芡瑫r作用，如：對講機；三是全雙工通信，數(shù)據(jù)可同時雙向傳輸，雙向作用；如移動電話等。

2.網(wǎng)絡(luò)通信內(nèi)容

（1）數(shù)據(jù)通信。數(shù)據(jù)通信的主要功能是借助可靠手段來實現(xiàn)傳輸信號；數(shù)據(jù)通信的發(fā)展，不僅使得包括人民生活質(zhì)量得到提升，也使得全球技術(shù)綜合體有了進(jìn)一步的飛躍，最直接的體現(xiàn)就是航空技術(shù)、自動化技術(shù)、以及資源探測開發(fā)、遙感技術(shù)、甚至是軍事技術(shù)方面；其數(shù)據(jù)通信是軟硬件的結(jié)合，包含內(nèi)容有信號傳輸、傳輸媒體、信號編碼、接口、數(shù)據(jù)鏈路控制以及復(fù)用等項目。 （2）網(wǎng)絡(luò)連接。網(wǎng)絡(luò)連接是指將各種通信設(shè)備技術(shù)，通過某種方式和連接介質(zhì)聯(lián)系在一起的結(jié)構(gòu)體系；這個體系相互關(guān)聯(lián)、相互組成、相互影響，具有協(xié)調(diào)統(tǒng)一性和分類多功能性；連接介質(zhì)通常是電纜、雙絞線、光纖、微波、載波或通信衛(wèi)星。連接介質(zhì)在功能上要具有獨立的特點，能夠保證網(wǎng)絡(luò)連接的可靠性；目前連接介質(zhì)的發(fā)展相當(dāng)受局限，也許在不久的將來，我們會找到更好的連接介質(zhì)。

（3）協(xié)議。這里所說的協(xié)議并非我們?nèi)粘Ｉ钪兴f的文字合同；它是在通信過程中，對不同體系總體結(jié)構(gòu)以及各不同層次分體結(jié)構(gòu)的一種具體分析和解析，通過解析的“密碼”來實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的開放性和融合性；計算機網(wǎng)絡(luò)通常就是按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，將不同個體、不同位置的計算機相互連接起來的一個分散集合體。 三、光纖通信技術(shù)

1.光纖通信技術(shù)介紹

科學(xué)發(fā)展使人們對光纖技術(shù)有了進(jìn)一步認(rèn)識，基于通信領(lǐng)域，光纖本身具有比一般金屬或其他電纜較強的傳輸性能，進(jìn)而能產(chǎn)生數(shù)據(jù)較大的傳輸寬帶，如散波長窗口，單模光纖具有幾十GHz km的寬帶；光纖通信系統(tǒng)利用的是光源的調(diào)制特性、調(diào)制方式和光纖的色散特性。這里存在一些問題，在單波長光纖通信系統(tǒng)中，由于終端設(shè)備不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢，借助其他技術(shù)擴大傳輸容量；據(jù)現(xiàn)代科學(xué)證實，密集波分復(fù)用技術(shù)是目前最實用的技術(shù)之一，從效果和數(shù)據(jù)來看，傳輸容量可達(dá)單波長光纖通信的數(shù)十倍，可將單波長光纖通信的2.5Gbps到10Gbps的數(shù)據(jù)最高增加至100Gbps。

2.光纖通訊的優(yōu)點

（1）抗磁干擾性強。光纖通信主要應(yīng)用的材料是石英，它最重要的特點就是具有超強的抗電磁干擾性能，對于外界的電磁干擾有著更有效的抗性，可以讓信息在經(jīng)過通信傳輸時有著更穩(wěn)定的數(shù)據(jù)流，光纖通信不會受到外部環(huán)境影響，更不會受人為架起電纜等外界的干擾。（2）通信容量大。光纖的通信容量可以達(dá)到微波通信容量的幾十倍甚至更高，而且光纖的帶寬卻要比電纜或者銅線大很多。因此，光纖通信技術(shù)具有通信傳輸距離遠(yuǎn)、容量大、速度快等特點，是其他的通信傳輸媒介無法比擬的。（3）良好的保密性。電磁波傳播很容易被泄露，而光纖傳輸過程中絕對不會出現(xiàn)串?dāng)_情況，也不會因為光信號的泄露而丟失或者被盜信息，更不會被人竊聽，這方面可以保證用戶信息的安全性和保密性，這也為個人或者國家的機密信息提供了保障。

四、通信信號的衰弱和再生

1.通訊信號的衰弱

通訊信號在“長途跋涉”的路途上，不免產(chǎn)生光波能耗的損失，因此信號放大器成為組成光纖系統(tǒng)的必要組成元件。光波能耗損失的主要原因在于物質(zhì)吸收、瑞立散射、米氏散射以及連接器造成的損失等。即便是石英的性能的優(yōu)越，也不免內(nèi)在雜質(zhì)會讓吸收的可比系數(shù)加大。光纖變形、光纖密度不均衡，接合技術(shù)也是通訊信號衰退的其他原因。

2.通訊信號的再生

通訊信號的衰退使得通訊傳輸受到阻滯，可能會造成惡劣的后果；為了避免此矛盾的產(chǎn)生和發(fā)展，現(xiàn)代光纖技術(shù)采用眾多技術(shù)來彌補通訊信號的衰退，由此產(chǎn)生了通訊信號的再生技術(shù)，再生技術(shù)的發(fā)展，使得光纖通訊系統(tǒng)成本大幅降低；體現(xiàn)出最優(yōu)越的就是海底光纖，老式海底光纖傳輸借助中繼器，而中繼器維護成本高，再生技術(shù)的發(fā)展從根本上解決這個矛盾。

計算機通信網(wǎng)及光纖通信的發(fā)展依附于高科技，隨著科技不斷發(fā)展，計算機通信網(wǎng)及光纖通信將會更緊密融合在一起；推動通信事業(yè)不斷發(fā)展，給人類文明譜寫更美麗的篇章。

參考文獻(xiàn)：

[1]段愛軍.淺析光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢[J].甘肅科技，2011（07）.

篇8

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)采集 電磁干擾 低功耗 高壓串補

中圖分類號：TM55 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）12-0173-02

1 引言[1][2][3]

所謂串補，即交流輸電系統(tǒng)串聯(lián)電容補償。就是將電力電容器串聯(lián)于交流輸電路線中，通過阻抗補償減少功率輸送引起的電壓降和功角差，從而提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，擴大線路輸送容量。

其中，由于串補平臺的對地電壓為線路的相電壓，其電磁環(huán)境較為惡劣，受到影響因素較多。而安裝在平臺上的一次、二次設(shè)備，測量裝置等受到的干擾較大。同時，高壓串補平臺因受限于絕緣，平臺上設(shè)備需要通過激光方式供能，能耗受限。因此，能夠穩(wěn)定可靠的工作于500kV平臺上的低功耗遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)被認(rèn)為是高壓串補裝置的關(guān)鍵技術(shù)之一。

本文針對抵御外部復(fù)雜環(huán)境電磁干擾和降低系統(tǒng)功耗兩個主要目標(biāo)，同時兼顧數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的模擬量采集精度以及光纖通訊可靠性兩個重要指標(biāo)，設(shè)計了一款可以用于電力系統(tǒng)高壓線路串連電容器補償裝置高壓平臺的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

通過合理選擇處理器、采樣電路、時鐘頻率、供電方式以及優(yōu)化軟件設(shè)計，在保證數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（10通道AI/8通道DI/8通道DO/光纖通訊）能夠可靠工作的條件下，將能耗控制在了300mW以內(nèi)。使用該采集系統(tǒng)的串補裝置控制保護系統(tǒng)已經(jīng)在云南500kV硯山串補站投運，并通過了線路短路等各類試驗的驗證，保護效果正常。

2 硬件設(shè)計

2.1 數(shù)據(jù)采集部分

考慮到平臺上面復(fù)雜的電磁環(huán)境以及故障時CT回路可能出現(xiàn)的大電流尖峰和大量干擾，當(dāng)某個采樣通道出現(xiàn)突發(fā)大電流情況下，很可能會干擾到其它采樣通道，造成實際運行中串補誤動、退出等嚴(yán)重現(xiàn)象，影響串補穩(wěn)定運行[2]。因此，完整的采樣鏈路必須對一次互感器傳遞過來的信號進(jìn)行預(yù)處理，同時各采樣通道在前級的信號調(diào)理環(huán)節(jié)需要做過壓保護和互相隔離，并應(yīng)有針對性的加裝低通濾波器，如圖1。

進(jìn)入采樣系統(tǒng)的信號各個通道獨立，并需采用如圖2所示的差分方式接入系統(tǒng)板卡，以實現(xiàn)對外部共模干擾的有效抑制，并對部分極高頻干擾進(jìn)行過濾。根據(jù)相關(guān)規(guī)范[4][5]，串補系統(tǒng)采樣精度需要滿足5‰以上，在滿足保護響應(yīng)時間以及數(shù)據(jù)消抖等條件下，各個通道的采樣率不宜低于5k Hz。因此，在綜合評估采樣精度、采樣速率、能耗等要素后，選擇了極低功耗的高精度采樣芯片AD79xx負(fù)責(zé)模擬量采樣。

文獻(xiàn)[2]指出，以往的大量串補現(xiàn)場在實際運行中，均不同程度的出現(xiàn)過由于設(shè)備或保護動作導(dǎo)致電磁干擾繼而引發(fā)串補保護裝置通訊中斷、保護誤動甚或設(shè)備退出等嚴(yán)重現(xiàn)象。新設(shè)計的系統(tǒng)對此問題進(jìn)行了針對性的專門設(shè)計，而之后的各類驗證試驗，表明采用的抑制措施效果明顯。圖3為串補設(shè)備進(jìn)行短路試驗時，控保裝置上的波形記錄。由曲線可以看出，當(dāng)短路故障發(fā)生時，間隙火花電流會突發(fā)達(dá)到上萬安培，必然對平臺上設(shè)備產(chǎn)生空間電磁干擾，但受到干擾的平臺故障電流（經(jīng)變比換算后）受干擾峰值約為一百安培，從峰值和持續(xù)時間上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于保護定值。同時從錄波曲線的連續(xù)性上可以看出，通訊丟包現(xiàn)象基本不存在，說明即使外部電磁干擾嚴(yán)重的情況下，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與地面設(shè)備間的光纖通訊仍保持暢通。

2.2 控制部分

為了能夠方便的實現(xiàn)AD采樣控制以及通訊光模塊驅(qū)動，同時保證平臺數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)運行的可靠性，在處理器部分選擇了可編程邏輯器件（CPLD）?？删幊踢壿嬈骷–PLD）具有容易使用、時序可預(yù)測和速度高等優(yōu)點，同時由于過去受CPLD密度限制而無法在大型設(shè)計應(yīng)用中使用的問題近年來隨著高密度可編程邏輯器件的大量問世而被解決，使得我們可以放心的拋棄供電復(fù)雜且不容易使用的單片機/CPU方案。

通過權(quán)衡性能、控制程序復(fù)雜度、能耗等因素后，選擇了MAXV系列CPLD芯片作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制核心，并按照圖4的結(jié)構(gòu)來保障多通道采樣的并行控制以及高速光纖通訊的穩(wěn)定。這樣，可以充分利用CPLD的IO靈活配置以及速度快等優(yōu)點，同時由于選擇的芯片供電系統(tǒng)簡單，可以簡化電源分級和減少電路復(fù)雜度，進(jìn)而降低系統(tǒng)的能量損耗。

2.3 光纖通訊部分

為了簡化高壓串補平臺對地的絕緣配置，平臺上設(shè)備到地面沒有任何電氣連接，所以采樣系統(tǒng)選擇以光纖通訊的形式向地面設(shè)備傳送采集到的各類數(shù)據(jù)。

而這個光纖通訊環(huán)節(jié)，也是采樣系統(tǒng)中能耗較高的部分之一。為了盡可能的降低能量消耗，選擇使用玻璃光纖，并根據(jù)光纖的實際光衰和老化特性，適當(dāng)降低發(fā)射光模塊的驅(qū)動電流。而合理的選擇通訊速率，盡可能減少光模塊的發(fā)光時間，也是實現(xiàn)降低系統(tǒng)能耗的重要手段。

2.4 電源部分

任何系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，都首先依賴于一個穩(wěn)定可靠的電源。這就需要在電源系統(tǒng)的設(shè)計中，對電源工作穩(wěn)定性、電源電壓范圍、運行溫度范圍等因素進(jìn)行綜合考量，同時按照盡量簡化的原則對整個系統(tǒng)進(jìn)行電源分級。

參考文獻(xiàn)[6]指出，集成電路的功耗p可按照下式進(jìn)行估算：

式中，是集成電路節(jié)點電容，Vdd是工作電壓，為節(jié)點信號擺幅，是時鐘頻率。從上式可以清晰的看到，電源電壓與功耗成平方關(guān)系。所以，降低器件工作電壓就可以直接達(dá)到降低功耗的目的。但是，器件的工作電壓并不是越低越好，為了保證一定的抗干擾能力以及電源電壓小幅波動情況下的工作穩(wěn)定性，加之考慮到供電系統(tǒng)實現(xiàn)的簡單化，對采樣系統(tǒng)各個部分分類歸集為5V、2.5V、1.8V三級用電。并通過盡量減少5V電源使用，大量選用2.5V器件與電路，關(guān)鍵部位選擇小電流差分信號等手段，在降低能耗和系統(tǒng)工作穩(wěn)定性之間取得一個平衡。（如圖5）

由外部向系統(tǒng)直接提供的5V電源，只要經(jīng)過保護性穩(wěn)壓環(huán)節(jié)即可引入系統(tǒng)中使用，同時選擇高效率穩(wěn)壓器LTC36xx來設(shè)計實現(xiàn)5V/2.5V，5V/1.8V兩級電源系統(tǒng)，使整個電源系統(tǒng)的能量損耗低于10%。

3 軟件設(shè)計

多通道模擬量的高速采集是所設(shè)計系統(tǒng)的核心功能之一，利用CPLD芯片來設(shè)計實現(xiàn)AD芯片的SPI驅(qū)動程序，在得到采樣數(shù)據(jù)的同時還可憑借對AD進(jìn)行引腳狀態(tài)監(jiān)視來判斷AD芯片工作是否正常。同r，由于采樣頻率足夠快，在CPLD內(nèi)部還可增加濾波環(huán)節(jié)，以避免極高頻干擾信號對系統(tǒng)的影響。（如圖6）

借助于CPLD程序能夠并行執(zhí)行的優(yōu)點，使多個模擬量通道能夠同時進(jìn)行高速采樣工作，而又不會影響光纖通訊等其它對時間響應(yīng)要求高的功能的實現(xiàn)。系統(tǒng)中，CPLD除將采集的平臺數(shù)據(jù)濾波、打包后與地面設(shè)備進(jìn)行光纖通訊交互外，還可以通過對電源芯片監(jiān)視、環(huán)境溫度采集等子系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)自身的完整性自檢以及平臺其它信息的收集。

同樣的，程序設(shè)計中需要遵循低功耗原則，盡可能使各環(huán)節(jié)電路在大部分工作時間里處于非耗電或低功耗狀態(tài)。例如，通過程序設(shè)計使通訊光模塊在通訊間隔期處于不發(fā)光狀態(tài)，使用的門電路等處于關(guān)斷狀態(tài)，關(guān)閉不使用的采樣通道工作等手段，盡可能降低常態(tài)下的系統(tǒng)功耗，減輕電源系統(tǒng)負(fù)荷。

4 結(jié)語

專門針對于電力系統(tǒng)高壓串補平臺應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，最大可滿足10通道模擬量同時高速采樣、8通道開關(guān)量輸入、8通道開關(guān)量輸出、兼具環(huán)境溫度測量等功能，同時實測正常工作能耗低于300mW。針對各類干擾而對采樣信號調(diào)理環(huán)節(jié)等進(jìn)行的特殊設(shè)計，使之非常適合在高壓串補平臺的復(fù)雜電磁環(huán)境中使用。目前，該系統(tǒng)已經(jīng)在南方電網(wǎng)云南硯山500kV串補站控保系統(tǒng)中投入運行，并在各類測試以及實際運行中均表現(xiàn)良好。

參考文獻(xiàn)

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篇9

關(guān)鍵詞：MB+網(wǎng) 工業(yè)以太網(wǎng) 1.現(xiàn)狀分析

新鋼公司為適應(yīng)全局的發(fā)展，在燒結(jié)廠現(xiàn)有115m2燒結(jié)機的生產(chǎn)場地上合理布局，再造了一臺180m2的燒結(jié)機，兩臺燒結(jié)機由于工藝布局上的原因共用了一條上料系統(tǒng)，即115m2燒結(jié)機的配料系統(tǒng)。新建的180m2燒結(jié)機通訊網(wǎng)絡(luò)上采用的是基于TCP/IP的工業(yè)以太網(wǎng)，其傳輸介質(zhì)是光纖，數(shù)據(jù)傳輸速率高，而于始建于2000年的115m2燒結(jié)機及其配料系統(tǒng)在通訊網(wǎng)絡(luò)上采用的是MODIBUS PLUS（簡稱MB＋）網(wǎng)，其傳輸介質(zhì)為兩芯屏蔽雙絞線，數(shù)據(jù)傳輸速率相對較低，而現(xiàn)在工藝布局上要求兩臺燒結(jié)機必須共用一個上料系統(tǒng)，它們之間必然在存在通訊上的連接。115m2燒結(jié)機的通訊網(wǎng)絡(luò)采用的是單網(wǎng)架構(gòu)，其通訊的穩(wěn)定性和安全性緊密依賴于單條通訊電纜，在通訊安全上存在不足。當(dāng)然兩臺燒結(jié)機在以下方面存在共性，115m2燒結(jié)機采用的PLC控制模塊是MODICON公司的，180m2燒結(jié)機也是；兩臺燒結(jié)機的上位編程軟件和監(jiān)控軟件均為CONCEPT和IFIX，只是版本不同?；谏鲜銮闆r，我們考慮將115m2燒結(jié)機的單網(wǎng)架構(gòu)的MB＋網(wǎng)改造成雙網(wǎng)架構(gòu)的以太網(wǎng)，從180m2燒結(jié)機主控室到配料系統(tǒng)主控室，配料系統(tǒng)主控室到115m2燒結(jié)機主控室均運用雙光纜進(jìn)行通訊。

2.改造思路

通過上述分析，我們對整個改造工程有了一個比較清晰的思路。實現(xiàn)通訊的關(guān)鍵在于通訊模塊的選用,我們通過對施耐德電氣提供的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行了分析比較，最終決定選用其型號為140 NOE 711 X0(100 Base Tx/Fx)的以太網(wǎng)通訊模塊用來作通訊連接。NOE 771 X0模塊具有以下優(yōu)點，它提供RJ-45雙絞線接口及MT-RJ光纖接口各一個，使用以太網(wǎng)的通訊方式，支持Peer Cop 定義 I/O 數(shù)據(jù)表，支持JAVA及嵌入式WEB服務(wù)用來管理PLC硬件。它的連接方式也非常簡單，只需在現(xiàn)有PLC機柜底板空閑槽位上插入NOE模塊即可，且支持熱拔插。在確定了通訊模塊的選型后，我們的思路有以下幾條。

1、首先鋪設(shè)光纜，從115m2燒結(jié)機主控室到配料主控室，再從配料主控室到180m2燒結(jié)機主控室鋪設(shè)雙光纜。

2、請專業(yè)人員對光纜頭與光收發(fā)器進(jìn)行融接。用雙絞線將光收發(fā)器與交換機相連，再用雙絞線從交換機轉(zhuǎn)接到NOE模塊。

3、安裝NOE模塊和工控機上以太網(wǎng)卡，對各NOE模塊和各相應(yīng)工控機以太網(wǎng)卡的IP進(jìn)行配置，接通其間的通訊。

4、對各工控機中上位機編程軟件和監(jiān)控軟件配置進(jìn)行更改，使其由MB＋連接方式轉(zhuǎn)變?yōu)門CP/IP的連接方式。

5、對整個通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測試驗證，更改其中的錯誤，完善其中的功能。

完成改造后其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如下：

3.具體實施

首先我們對以下設(shè)備的選型作了明確，通訊模塊我們選用了施耐德的NOE 77100，交換機我們選用了MOXA工業(yè)交換機。光纜我們選用了多模鎧裝光纜，光收發(fā)器為，網(wǎng)卡為D_LINK的，雙絞線為AMP的超五類屏蔽線。

硬件的安裝方面我們要注意光纜鋪設(shè)時其變轉(zhuǎn)角不得超過90。；融接光纖時要細(xì)心謹(jǐn)慎，光纖盒最好用卡帶進(jìn)行固定；在壓制雙絞線的水晶頭時，要注意八根線的線序，壓制完后，要測試其連通性；安裝網(wǎng)卡時，注意網(wǎng)卡與計算機插槽的接觸完好，由于我們要在每臺計算機上安裝雙網(wǎng)卡，所以還要注意網(wǎng)卡中斷資源的分配。

軟件的配置方面重點在于IP地址的分配以及上位機編程和監(jiān)控軟件的配置。

我們先說一下IP地址的分配：比如我廠115m2燒結(jié)機主控室IP分配可以如下設(shè)置：

NOE1地址: 84.19.4.1，NOE2地址: 84.19.4.2

ZCFOS1操作站IP1地址：84.19.4.101，IP2地址：84.19.4.102

ZCFOS2操作站IP1地址：84.19.4.103，IP2地址：84.19.4.104

ZCFOS3操作站IP1地址：84.19.4.105，IP2地址：84.19.4.106

篇10

關(guān)鍵詞：光纖通信；電力系統(tǒng)；電力通訊網(wǎng)；應(yīng)用

中圖分類號：TN929.11 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 04-0000-02

從通訊網(wǎng)絡(luò)的角度來說，電力系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)是目前國內(nèi)大型的專用網(wǎng)絡(luò)之一。它承擔(dān)著電力系統(tǒng)所有的語音、數(shù)據(jù)、視頻和寬帶業(yè)務(wù)，其中也包含常規(guī)電信業(yè)務(wù)、內(nèi)部呼叫和自動化辦公業(yè)務(wù)等。從整體上說，電力系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)與電力輸送網(wǎng)絡(luò)一樣，都是不可或缺且十分重要的，它的整體性和穩(wěn)定性將直接影響到供電系統(tǒng)的安全。

事實上，光纖通信技術(shù)已經(jīng)超越了本身業(yè)務(wù)，成為近幾十年來最前沿的綜合性技術(shù)。結(jié)合電力系統(tǒng)自身的需要，它可以為電網(wǎng)系統(tǒng)提供快速監(jiān)測、故障定位、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，成為我國電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用層的主力輔助部分。從以上功能不難判斷出，光纖通信在作用范圍上主要擊中在電網(wǎng)自動化控制方面和通信平臺，作用的對象主要包括主站系統(tǒng)，子站系統(tǒng)以及饋線端。

一、在電力系統(tǒng)自動化中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)是我國經(jīng)濟發(fā)展和社會進(jìn)步的重要組成部分，由于我國的國土面積廣大，東西部能源和技術(shù)分配不均勻，因此需要架設(shè)大量長距離電力傳輸線路，進(jìn)而形成了態(tài)勢復(fù)雜的電網(wǎng)系統(tǒng)。根據(jù)現(xiàn)實情況分析，電力在運輸過程中不僅要確保高效、經(jīng)濟，同時要盡量減少線路損耗的情況；從網(wǎng)絡(luò)線路的運營角度來說，大量繼電器信號傳輸接受和反應(yīng)設(shè)備，成為最重要的解決途徑。

在這個基礎(chǔ)上形成的電力通信網(wǎng)絡(luò)主要包括三個方面，分別是通信站、中轉(zhuǎn)站和調(diào)度部門。這些部門之間采取專用的光纖局域網(wǎng)（電力專業(yè)網(wǎng)的一部分）進(jìn)行互聯(lián)。要實現(xiàn)互聯(lián)的穩(wěn)定性和安全性，就必須考慮到通信網(wǎng)絡(luò)受到電力磁場的干擾問題，在以往的情況中這種現(xiàn)象很普遍，維修成本居高不下；而光纖通信技術(shù)可以很好的解決這一問題。

普通光纖的直徑在三毫米到九毫米之間，屬于單模光纖，多模光纖的最大直徑也在五十毫米單位以下；光纖通信技術(shù)的良好延展性和融合性，使它在短時間內(nèi)就成為了重要的現(xiàn)代化通信手段之一，并且在電力系統(tǒng)的應(yīng)用方面發(fā)揮著重要作用。從光學(xué)通信的技術(shù)上講，光纖通信技術(shù)之所以收到青睞，主要是因為自身的優(yōu)勢決定的，其中包括：良好的抗干擾性、大容量長距離傳輸、體積小質(zhì)量輕、使用壽命長和環(huán)保低消耗等等。

在電力系統(tǒng)中，可以通過上下級來劃分，用于體現(xiàn)出不同的控制權(quán)限。一般來說，電網(wǎng)規(guī)模的大小決定了其在電網(wǎng)系統(tǒng)中的地位，特別大的主站層可以劃分為中心主站和區(qū)域站兩層，主站層和子站層之間的通信要求可靠性和安全性，所以一般都會采用光纖通信技術(shù)。

（一）電力系統(tǒng)自動化通信的特點分析。

電網(wǎng)系統(tǒng)自動化是近年來我國重點實施的項目，光纖通信之所以能夠成為電網(wǎng)通信的基礎(chǔ)性設(shè)施之一，主要是符合在監(jiān)控、檢測、隔離等方面的特點。在進(jìn)行通信設(shè)施建設(shè)的同時，首先要考慮的是電網(wǎng)建設(shè)所面臨的現(xiàn)狀。國家電網(wǎng)覆蓋了我國大部分人口聚居地，電站呈點狀分布，所面臨的自然環(huán)境和地理環(huán)境多種多樣。

我國電網(wǎng)的特點是采集點多，但是規(guī)模較小，可產(chǎn)生的有效數(shù)據(jù)也很少，所以不可能架設(shè)專門的設(shè)備建立起通訊機房，同時要耗費人力物力進(jìn)行職守；在這種情況下，電力系統(tǒng)自動化的建設(shè)就顯得尤為重要，而電力系統(tǒng)自動化的實現(xiàn)，對通信模塊的要求有十分迫切。

環(huán)境的復(fù)雜性意味著通信模塊必須承受惡劣的天氣條件和自然條件，并要配合電力系統(tǒng)自動化功能的實現(xiàn)，這就對其在功能和組成上提出了更高的要求，如：防雷擊、防腐蝕等。以往的通信模塊中所普遍采用的雙絞線、電力載波等通信模塊非常容易收到破壞和干擾，而且在地理的故障解決方面缺乏有效解決方案。

（二）電力系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計

電力系統(tǒng)自動化實施的基礎(chǔ)是快速可靠的通信網(wǎng)絡(luò)，這已經(jīng)是不爭的事實。光纖通信技術(shù)結(jié)合快速以太網(wǎng)的拓?fù)淠Ｊ?，利用先進(jìn)的虛擬總線控制技術(shù)，可以實現(xiàn)龐大的電網(wǎng)系統(tǒng)終端信息收集，同時進(jìn)行快速遍歷和檢測。

從結(jié)構(gòu)上來說，虛擬總線的控制平臺主要是通過對直接下一層節(jié)點指令，為了盡量減少時間延遲，配合光纖通信網(wǎng)絡(luò)和智能技術(shù)，在較高權(quán)限的設(shè)定下，可以直接進(jìn)行控制。但在實際操作中并不提倡這樣做，原因是越級管理可能造成系統(tǒng)指令的重復(fù)發(fā)送，不利已外部通訊設(shè)備的維護?？梢越⑵鹩行У念A(yù)警機制，如報警裝置，強制提醒裝置等等。在組網(wǎng)的過程當(dāng)中，要充分考慮到自動化設(shè)計的節(jié)點較多這一問題，對于同一級別的采取指令分級分批發(fā)送，通過建立數(shù)據(jù)模型在短時間內(nèi)篩選出特許機制，以應(yīng)對多變的外部電力環(huán)境。

此外，值得一提的是防雷擊保護措施。伴隨著電力自動化系統(tǒng)工作的通信模塊位于戶外，雖然光纖通信線路具有很好的保護層，但受到較大外力強壓的時候依然存在斷網(wǎng)風(fēng)險。

二、配電網(wǎng)通信平臺上的應(yīng)用

“十二五”期間，我國提出了“智能電網(wǎng)”的建設(shè)規(guī)劃，國家電網(wǎng)公司表示將全面加強對“智能電網(wǎng)”的建設(shè)和推進(jìn)工作，以實現(xiàn)配電網(wǎng)自動化的目的。利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電氣自動化技術(shù)等可以構(gòu)建完整的電力自動化系統(tǒng)，而在整個配電網(wǎng)中，通信平臺是至關(guān)重要的。

但是，配電網(wǎng)的通訊方式與變電站的通訊方式截然不同的兩種情況。就結(jié)構(gòu)來說，要根據(jù)實際的工作環(huán)境進(jìn)行劃分，導(dǎo)致拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，組點分散，通信點多等特征。在以往的工作中，配電網(wǎng)的通訊設(shè)施大多采用電纜施工，但效果并不理想。至今為止，電纜傳輸信號差的缺陷仍然無法解決；在無線通信技術(shù)方面，雖然可以解決地理環(huán)境的限制問題，但是依然收到信號差的問題，同時無線通訊的費用要高出很多。

結(jié)合兩種情況，光纖通信技術(shù)可以完美的解決二者的缺陷，因此是配電網(wǎng)通信平臺的不二選擇。

（一）配電網(wǎng)中光纖通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析

光纜的鋪設(shè)與配電網(wǎng)中電力電纜的鋪設(shè)實現(xiàn)一致。一方面，可以減少重復(fù)施工帶來的額外支出，另一方面，可以確保兩者之間配合的緊密性，也便于后期的維護與管理。但是，光纖的局部構(gòu)建與通信拓?fù)溆嘘P(guān)，并非是單純的地理關(guān)系。

目前來看，常用的通信架構(gòu)主要有兩種。

第一，采用P2P（點對點）的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。兩個同等功率的變電站對一片區(qū)域?qū)嵭须娏斔?，并形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，性能比較穩(wěn)定。這種結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點是，同時實現(xiàn)了電力和網(wǎng)絡(luò)部分的保護，除非環(huán)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)兩個電站全部失去功能，才會導(dǎo)致中間環(huán)節(jié)的節(jié)點失去通信功能。但是這種情況發(fā)生的概率較小。

第二，采取單電源樹形架構(gòu)。對于用電規(guī)模較小的區(qū)域，可以采用這種方式，也可以更好的發(fā)揮光纖通信長距離的優(yōu)勢，在配電網(wǎng)自動化實現(xiàn)的過程中，網(wǎng)絡(luò)通信部分使用的較為頻繁。

（二）配電網(wǎng)中光纖通訊的優(yōu)勢

配電網(wǎng)的服務(wù)對象很多，除了優(yōu)質(zhì)用電區(qū)的城市、工業(yè)區(qū)之外，還有包含廣大的農(nóng)村地區(qū)，涉及到高中低三個配電級別，任務(wù)非常繁重。除了要做到安全、穩(wěn)定之外，更重要的是實現(xiàn)實施監(jiān)控和對故障的判斷功能。

光纖產(chǎn)品的種類很多，性能各不相同，在實際的電力系統(tǒng)中所使用的光纖主要有兩種：（1）架空地線光纖。這種光纖產(chǎn)品在設(shè)計上增加了隔熱層，材料是熱塑膠，可以發(fā)揮最大的保護作用，所采用的激光焊接技術(shù)延長不銹鋼管道實現(xiàn)延伸，距離超過一萬米，而且可以有效的防止雷擊破壞；（2）全介質(zhì)自承式光纜。這種光纜的質(zhì)量很輕，不僅具備很好的防雷擊性，而且具有很好的抗電磁干擾性。

從長遠(yuǎn)發(fā)展角度出發(fā)，配電網(wǎng)的通訊模塊必須滿足故障率低于電力系統(tǒng)的需求，否則視為本末倒置，會額外加重電力系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。鑒于電力電纜的鋪設(shè)與通信線纜的鋪設(shè)在施工方面的平等性，選取優(yōu)質(zhì)高效的通訊材料和技術(shù)也就成了關(guān)鍵。光纖通信的基本物質(zhì)是光纖、光源和光檢測器，無論是從光纜的結(jié)構(gòu)還是特性上來說，都具有極高的穩(wěn)定性，外界潮濕、腐蝕、雷擊等行為對其影響很小，因此具有很強的優(yōu)勢。

三、結(jié)束語

目前我國正處于“十二五”發(fā)展的攻堅階段，電力系統(tǒng)的完善和進(jìn)步，將進(jìn)一步推動我國經(jīng)濟和社會現(xiàn)代化建設(shè)。工信部所的數(shù)據(jù)顯示，“十二五”期間我國光纖基礎(chǔ)設(shè)施投資規(guī)模將達(dá)到5000億元。光纖材料技術(shù)和光纖通信技術(shù)的應(yīng)用范圍將隨著時間發(fā)展越發(fā)拓寬，作為電力系統(tǒng)中重要的一部分，光纖通訊設(shè)備及技術(shù)運用仍然在不斷的發(fā)展，相信隨著科技的進(jìn)步和新材料的研究，光纖產(chǎn)品會逐漸呈現(xiàn)出多元化的特征，在電力系統(tǒng)中也會發(fā)揮更重要的作用。

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