光通信论文赏析八篇

序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的光通信论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。

第1篇

（一）普通光纤

普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展，光中继距离和单一波长信道容量增大，G.652.A光纤的性能还有可能进一步优化，表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合ITUTG.654规定的截止波长位移单模光纤和符合G.653规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。

（二）核心网光缆

我国已在干线(包括国家干线、省内干线和区内干线)上全面采用光缆，其中多模光纤已被淘汰，全部采用单模光纤，包括G.652光纤和G.655光纤。G.653光纤虽然在我国曾经采用过，但今后不会再发展。G.654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量，它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤，不采用光纤带。干线光缆主要用于室外，在这些光缆中，曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构，目前已停止使用。

（三）接入网光缆

接入网中的光缆距离短，分支多，分插频繁，为了增加网的容量，通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中，由于管道内径有限，在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量，是很重要的。接入网使用G.652普通单模光纤和G.652.C低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用，目前在我国已有少量的使用。

（四）室内光缆

室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。并目还可能用于遥测与传感器。国际电工委员会(IEC)在光缆分类中所指的室内光缆，笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在中心局或其他电信机房内，布放紧密有序和位置相对固定。综合布线光缆布放在用户端的室内，主要由用户使用，因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。

（五）电力线路中的通信光缆

光纤是介电质，光缆也可作成全介质，完全无金属。这样的全介质光缆将是电力系统最理想的通信线路。用于电力线杆路敷设的全介质光缆有两种结构：即全介质自承式(ADSS)结构和用于架空地线上的缠绕式结构。ADSS光缆因其可以单独布放，适应范围广，在当前我国电力输电系统改造中得到了广泛的应用。ADSS光缆在国内的近期需求量较大，是目前的一种热门产品。

二、光纤通信技术的发展趋势

对光纤通信而言，超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标，而全光网络也是人们不懈追求的梦想。

（一）超大容量、超长距离传输技术波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量，在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛，目前1.6Tbit/的WDM系统已经大量商用，同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用(OTDM)技术，与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同，OTDM技术是通过提高单信道速率来提高传输容量，其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。

仅靠OTDM和WDM来提高光通信系统的容量毕竟有限，可以把多个OTDM信号进行波分复用，从而大幅提高传输容量。偏振复用（PDM）技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零（RZ）编码信号在超高速通信系统中占空较小，降低了对色散管理分布的要求，且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散（PMD）的适应能力较强，因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。

（二）光孤子通信。光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲，由于它在光纤的反常色散区，群速度色散和非线性效应相互平衡，因而经过光纤长距离传输后，波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信，在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。

光孤子技术未来的前景是：在传输速度方面采用超长距离的高速通信，时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE，光学滤波使传输距离提高到100000km以上；在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。当然实际的光孤子通信仍然存在许多技术难题，但目前已取得的突破性进展使人们相信，光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中，尤其在海底光通信系统中，有着光明的发展前景。

（三）全光网络。未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段，也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍采用电器件，限制了目前通信网干线总容量的进一步提高，因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。

全光网络以光节点代替电节点，节点之间也是全光化，信息始终以光的形式进行传输与交换，交换机对用户信息的处理不再按比特进行，而是根据其波长来决定路由。

目前，全光网络的发展仍处于初期阶段，但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看，形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层，建立纯粹的全光网络，消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势，更是未来信息网络的核心，也是通信技术发展的最高级别，更是理想级别。

三、结语

光通信技术作为信息技术的重要支撑平台，在未来信息社会中将起到重要作用。虽然经历了全球光通信的“冬天”但今后光通信市场仍然将呈现上升趋势。从现代通信的发展趋势来看，光纤通信也将成为未来通信发展的主流。人们期望的真正的全光网络的时代也会在不远的将来到来。

参考文献：

[1]辛化梅、李忠，论光纤通信技术的现状及发展[J].山东师范大学学报（自然科学版），2003，（04）

[2]毛谦，我国光纤通信技术发展的现状和前景[J].电信科学,2006,(8).

[3]王磊、裴丽，光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息，2006，（4）：59-60.

第2篇

1.1选择良好施工环境

为了进一步保证光缆线路敷设的质量，要注意选择良好的施工环境，选择在气温适中时进行施工，当气温过冷和过热时，要进行相应的保温和降温措施，另外在空气中尘土较多的大风天要停止作业，避免在敷设过程中受到尘土的污染。

1.2施工人员选择

在进行光缆敷设施工时，首先要选择具有一定经验和资格的人员进行施工，并且建立良好的通讯基础，因为许多人为的因素很可能会影响光缆线路敷设的质量。

1.3施工注意事项

在进行光缆敷设时，除了按照相关设计规范施工外，还应注意以下几方面。首先要注意光缆的弯曲半径不能小于外径的20倍。其次要注意牵引的过程，在牵引时要控制好牵引的速度，通常控制在每分钟10米左右，而且牵引的长度要控制好，不能太长。在牵引时要将主要受力点选择在加强芯上，而且牵引张力不能过大，通常不能超过设计值的80%，而且在启动阶段的瞬间牵引力不能超过设计值。最后要注意对沟槽回填时，避免一些石块等杂物进入沟槽内，先回填一层细土，在利用人工踩平后再将原土进行回填。

1.4光缆接续

通常每一段光缆的长度在2千米，所以在整个敷设过程中要进行多次的光缆接续，能否处理好光缆接续对于整个工程的质量是非常关键的，光缆接续工作可以分为两部分进行，一方面是光纤接续，另一方面是护套接续，以下对光纤接续的几个关键点进行详细分析。

（1）光纤端面处理，在制备的过程中首先将涂覆层去掉，这个过程要保持光纤的平稳，操作时间要短，在涂覆层去掉后对裸纤进行清理，最后进行断面切割，在断面切割时要准备好清洁的切割刀，切割面与光纤垂直而且没有破损和毛刺。

（2）光纤熔接，在进行熔接时要保持光纤的平稳，光纤的端面要保持清洁，不能与其他地方接触，而且熔接时两个端面的距离要掌握适中。

（3）是熔接质量的控制，在光纤熔接过程中，通常会由于一些干扰因素使熔接质量受到影响，所以在熔接时一定要做好监测工作，在发现熔接不合格时及时重新进行。

（4）减少损耗，在光缆接续时有许多的影响因素会造成损耗增加，通过选择性能较好的工具，在熔接过程中及时去除熔接设备和切割刀的槽中碎末，可以降低光纤的损耗。

2光缆线路敷设后的测试阶段

在光缆线路敷设完成后，要对光缆进行测试，通过背向散射曲线的方式来检验光纤的连接是否稳定，光纤的整体衰减程度是否均匀，在光纤上是否存在损伤。在光纤测试时要对光时域反射仪的参数进行设置，不合理的参数将无法达到测试的目的，除了常规参数外，需要设置的关键参数为折射率、余长系数、距离范围和脉冲宽度，以下对其进行简要分析：折射率能够决定测试的最终精度，余长系数要充分考虑光缆长度与光缆中光纤长度的差。距离范围的设置要大于测试光纤的长度，通常选择为测试光缆长度的1.5-2倍。短脉冲能够提高分辨率，适合于长度较短的光纤，长脉冲可以提高动态范围，适合于长度较长的光纤。

3光缆敷设的规定

光缆敷设的规定需要做到实处，只有真正按照规定做好光缆敷设，才能够真正确保光缆线路的质量。下文中，笔者简要分析光缆敷设的相关规定。

第一，需要考虑光缆敷设的静态弯曲半径。从理论上来说，光缆敷设的静态弯曲半径需要大于光缆外径的15倍，在实际的施工过程中，光缆敷设的动态弯曲半径需要大于光缆外径的20倍。只有这样，才能够确保光缆敷设工作的正常开展。

第二，就笔者的研究来看，在实际是施工过程中，相关工作人员需要注意，布放光缆的牵引力不能超过允许张力的百分之八十，而最大的牵引力也需要在张力的控制范围内才可以。

第三，在安置光缆的过程中，一定要确保光缆不会出现扭曲、浪涌等状况。从理论上来说，光缆的安置一般都是通过弧形的状态来安置的，尽量不要出现安置光缆过程中出现急弯的情况。

第3篇

关键词：光纤通信技术特点发展趋势光纤链路现场测试

一、光纤通信技术

光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。光纤由内芯和包层组成，内芯一般为几十微米或几微米，比一根头发丝还细；外面层称为包层，包层的作用就是保护光纤。实际上光纤通信系统使用的不是单根的光纤，而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。由于玻璃材料是制作光纤的主要材料，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路；光波在光纤中传输，不会发生信息传播中的信息泄露现象；光纤很细，占用的体积小，这就解决了实施的空间问题。

二、光纤通信技术的特点

2.1频带极宽，通信容量大。光纤的传输带宽比铜线或电缆大得多。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的限制往往发挥不出带宽大的优势。因此需要技术来增加传输的容量，密集波分复用技术就能解决这个问题。

2.2损耗低，中继距离长。目前，商品石英光纤和其它传输介质相比的损耗是最低的；如果将来使用非石英极低损耗传输介质，理论上传输的损耗还可以降到更低的水平。这就表明通过光纤通信系统可以减少系统的施工成本，带来更好的经济效益。

2.3抗电磁干扰能力强。石英有很强的抗腐蚀性，而且绝缘性好。而且它还有一个重要的特性就是抗电磁干扰的能力很强，它不受外部环境的影响，也不受人为架设的电缆等干扰。这一点对于在强电领域的通讯应用特别有用，而且在军事上也大有用处。

2.4无串音干扰，保密性好。在电波传输的过程中，电磁波的传播容易泄露，保密性差。而光波在光纤中传播，不会发生串扰的现象，保密性强。除以上特点之外，还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设；光纤的原材料资源丰富，成本低；温度稳定性好、寿命长。正是因为光纤的这些优点，光纤的应用范围越来越广。

三、不断发展的光纤通信技术

3.1SDH系统光通信从一开始就是为传送基于电路交换的信息的，所以客户信号一般是TDM的连续码流，如PDH、SDH等。伴随着科技的进步，特别是计算机网络技术的发展，传输数据也越来越大。分组信号与连续码流的特点完全不同，它具有不确定性，因此传送这种信号，是光通信技术需要解决的难题。而且两种传送设备也是有很大区别的。

3.2不断增加的信道容量光通信系统能从PDH发展到SDH，从155Mb/s发展到lOGb/s，近来，4OGB/s已实现商品化。专家们在研究更大容量的，如160Gb/s(单波道)系统已经试验成功，目前还在为其制定相应的标准。此外，科学家还在研究系统容量更大的通讯技术。

3.3光纤传输距离从宏观上说，光纤的传输距离是越远越好，因此研究光纤的研究人员们，一直在这方面努力。在光纤放大器投入使用后，不断有对光纤传输距离的突破，为增大无再生中继距离创造了条件。

3.4向城域网发展光传输目前正从骨干网向城域网发展，光传输逐渐靠近业务节点。而人们通常认为光传输作为一种传输信息的手段还不适应城域网。作为业务节点，既接近用户，又能保证信息的安全传输，而用户还希望光传输能带来更多的便利服务。

3.5互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势近年来，互联网业发展迅速，IP业务也随之火爆。研究表明，随着IP业的迅速发展，通信业将面临“洗牌”，并孕育着新技术的出现。随着软件控制的进一步开发和发展，现代的光通信正逐步向智能化发展，它能灵活的让营运者自由的管理光传输。而且还会有更多的相关应用应运而生，为人们的使用带来更多的方便。综上所述，以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心，并面向IP互联网应用的光波技术是目前光纤传输的研究热点，而在以后，科学家还会继续对这一领域的研究和开发。从未来的应用来看，光网络将向着服务多元化和资源配置的方向发展，为了满足客户的需求，光纤通信的发展不仅要突破距离的限制，更要向智能化迈进。

四、光纤链路的现场测试

4.1现场测试的目的对光纤安装现场测试是光纤链路安装的必须措施，是保证电缆支持网络协议的重要方式。它的目的在于检测光纤连接的质量是否符合标准，并且减少故障因素。

4.2现场测试标准目前光纤链路现场测试标准分为两大类：光纤系统标准和应用系统标准。①光纤系统标准：光纤系统标准是独立于应用的光纤链路现场测试标准。对于不同的光纤系统，它的标准也不同。目前大多数的光纤链路现场检测应用的就是这个标准。②光纤应用系统标准：光纤应用系统标准是基于安装光纤的特定应用的光纤链路现场测试标准。这种测试的标准是固定的，不会因为光纤系统的不同而改变。

4.3光纤链路现场测试光纤通信应用的是光传输，它不会受到磁场等外界因素的干扰，所以对它的测试不同于对普通的铜线电缆的测试。在光纤的测试中，虽然光纤的种类很多，但它们的测试参数都是基本一致的。在光纤链路现场测试中，主要是对光纤的光学特性和传输特性进行测试。光纤的光学特性和传输特性对光纤通信系统对光纤的传输质量有重大的影响。但由于光纤的特性不受安装的影响，因此在安装时不需测试，而是由生产商在生产时进行测试。

4.4现场测试工具①光源：目前的光源主要有LED（发光二极管）光源和激光光源两种。②光功率计：光功率计是测量光纤上传送的信号强度的设备，用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗。在光纤系统中，测量光功率是最基本的。光功率计的原理非常像电子学中的万用表，只不过万用表测量的是电子，而光功率计测量的是光。通过测量发射端机或光网络的绝对功率，一台光功率计就能够评价光端设备的性能。用光功率计与稳定光源组合使用，组成光损失测试器，则能够测量连接损耗、检验连续性，并帮助评估光纤链路传输质量。③光时域反射计：OTDR根据光的后向散射原理制作，利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息，可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等。从某种意义上来说，光时域反射计(OTDR)的作用类似于在电缆测试中使用的时域反射计（TDR），只不过TDR测量的是由阻抗引起的信号反射，而OTDR测量的则是由光子的反向散射引起的信号反射。反向散射是对所有光纤都有影响的一种现象，是由于光子在光纤中发生反射所引起的。

虽然目前光通信的容量已经非常大，但仍有大量应用能力闲置，伴随着社会经济和科学技术的进一步发展，对信息的需求也会随之增加，并会超过现在的网络承载能力，因此我们必须进一步努力研究更加先进的光传输手段。因此，在经济社会发展的推动下，光通信一定会有更加长久的发展。

参考文献：

[1]王磊，裴丽.光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息.2006.(4).

[2]何淑贞，王晓梅.光通信技术的新飞跃[J].网络电信.2004.(2).

第4篇

可见光通信的发射和接收技术主要采用强制调制/直接检测（IM/DD）方式。由于这种检测方式的硬件结构比较简单，成本也比较低，在实际应用中被广泛地采用。它是一种非最优化的检测技术，这种检测技术使得可见光通信的研究更加具有实用性，相比于传统的无线检测系统，这种检测方式具有灵敏度低的缺点。而且对于可见光通信需要制作专门的收发器，因此要想完善可见光通信技术，还需要设计合理的LED驱动电路和接收激光的检测电路。

2可见光链路技术

光的传播具有很强的方向性，因此可见光通信在传播的过程中，其链路会受到路径中物体的阻挡。无线光链路主要分为视距链路和非视距链路两种方式。视距链路方式下光线在传播的过程中遇到障碍物，不能像射频电磁波一样进行绕射或者衍射，其鲁棒性较差。在非视距链路的方式下，反射镜的应用可以使反射后的光功率具有较大程度的衰减值，从而其链路也更加可靠。但是也需要提高相应的信号处理技术和接收机的灵敏度。这两种链路技术在室内的通信中都得到了很好的应用，其中视距链路占据大部分的接收信号功率，而非视距链路主要是用来对信道进行时延扩展。可见光通信需要的是双向的交互信息，因此在进行可见光通信的设计过程中要充分考虑反向链路的问题。可以利用光线传播的可逆特性，在发射机和接收机之间形成反向的链路。这种方式虽然理论可行，但在具体的应用中还要考虑其实用性，可见光通信的信源端和接收端在复杂程度和体积规模上具有很大的不同，因此需要将反向链路设计成不对称的方式，这样的设计方法会增大下行信道的容量，实现高速的数据传输，还可以传递反馈和链路的控制信息。

3可见光通信与传统无线通信结合技术

相比于传统的SISO系统，MIMO采用多天线传输，具有了更多的空间自由度。可以根据不同的应用情况采取不同的增益，其存在的主要增益有阵列增益、分集增益、空分复用增益和干扰增益。不同的增益之间存在着权衡。其主要的缺点是在数据流之间存在一定的干扰，需要在接收端采用最大的似然检测，只有这样才能获得最佳的性能，也提高了相应的计算复杂度。主要的接收算法有ZF接收算法和MMSE接收算法，其中MMSE接收算法可以通过预编码技术完全消除数据流之间的干扰，很好地权衡了噪声抑制和计算的复杂度方面。同时接收端在进行后处理矩阵的处理后，各个子数据流不会受到其他数据流的干扰。OFDM技术是一种多载波调制技术，可以有效地实现数据流的并行传输。这种技术使得每个频点占用的带宽比较小，其信道响应也较为平坦，因此可以对抗频率的选择性衰落。OFDM技术利用的是傅里叶变换技术，结构比较简单，降低了OFDM的实现复杂度。另外，OFDM技术可以和其他多址的接入方法相结合，在配置方面具有较大的灵活性。但是由于OFDM技术是一种多载波调制技术，其发射的信号是由多个独立的子信道叠加而成的，因此当各个子信道的相位一致时，就会出现较大的峰值，导致较高的峰值平均功率比。而且该系统中各个子载波是相互正交的，频率的偏差会引起子载波间的干扰。可见光通信技术可以应用OFDM提高通信链路的电学频谱利用率，在可见光通信系统中应用MIMO技术可以增加其信道的容量。然而，相比于传统的通信技术，光通信具有其独特的方面，因此在进行技术设计时还要充分考虑光链路的特点，比如光通信中的空间复用技术，发射和接收机中的光学原理，成像和非成像分集的使用等等。

4总结

第5篇

数据高速传输，需有较大的总线传输容量，且还必须保证外界噪声不会影响到该系统。在高速数据采集系统中应用光纤通信网络，不仅可满足高宽带的需要，且与光纤信号均不会被外界噪声影响的特点相符合，最终可完成数据采集及传输。光纤通信网络在高速数据采集系统中的应用优势主要包括:(1)光波传输容量较大、频率较高。(2)具有良好保密性，不会受到电磁干扰。(3)信号不轻易衰减，具有较长的中继距离。(4)低廉、丰富的光纤材料来源，能够节省众多有色金属，且光纤材料重量轻、直径小，并具有良好地可挠性。随着现代通信网络的扩充、建设及提速，对光纤材料的需求也随之不断增长［3］。

2在高速数据采集系统中的应用

2.1高速采集模块

将Atmega168芯片应用于系统主控制器中，时钟时序由CPLD产生，实现对高速数据的控制及采集，数据采集模块具体方案如图1所示。高速数据采集系统运行原理为:通过传感器将模拟量信号中携带的物理量信息进行电压量的转化，再通过ADC转换模块以数字电压量代替模拟电压量，进而实施数据的采集、存储、传输及处理。由CPLD和AVR共同控制完成高速数据采集系统，并对所采集到的模拟信号实施模数转换后，在FIFO中缓存结果，再在Flash陈列中进行转存与保存。整个系统工作过程中，FIFO既具有缓存作用，还可使A/D对相关数据位数进行转换的匹配问题得到全面解决，有效调整了与Flash存储器中所包含的数据线位数。

2.2控制程序设计

在高速数据采集系统中，编程采集功能的实现选用两条通道实施时钟分析，若控制信号属于低电平状态，触发采集，8路数据通道存储采集到的数据，EOC电平逐渐下降［5］。在数据采集过程中，所有通道均具有相同的工作原理，且最终都在存储区中存入所采集到的数据。以此为基础，在CPLD中载入相关程序，系统性调试电路，同时实施8通道的数据转换及控制，所产生出的波形如图2所示。由此可见，1、3、4、5四路将8个连续脉冲分别产生出来，且具有准确的时序位置，即控制器可同时对8路信号进行采集与控制，不会发生时序或逻辑方面的错误［6］。因此，光纤通信网络应用于高速数据采集系统中的采集程序符合设计要求，依照所采集的脉冲宽度，能够将系统采集速度最高值为10Mbit·s－1计算出来。采用电光调制将采集到的数字信号进行成光信号的转换，并于光纤通信网络中实施加载，再采用光纤通信网络将所采集的数据传输至高速数据主控制系统中。

2.3外接存储器设计

光纤通信网络在通过光的形式与模块接入后，其数据速率比FPGA数据处理能力高，为了能够实现准确、实时地传输信号，故设计外接存储体是必要的。多累存储器在市场中有多种，其中主要包括DDRSDRAM、SDRAM、VCM、DRDRAM等。根据光纤通信具有高速率、大数据量等特征，再与总体硬件设计相结合，该系统选用DDRSDRAM。DDRSDRAM通过双倍速率结构增加对所采集数据进行高速读取的能力，此双倍速率结构中的所有时钟周期均会实施读写操作，从而达到双倍数据读写速度的效果。此外，控制命令、数据及地址被寄存在不同的时钟跳沿，所以DDRSDRAM必须精准的对时钟进行判断。为与该要求相满足，时钟信号于DDRSDRAM中通过双端差动实施数据传输，即CK#与CK.在CK变高、CK#变低的情况下，会认定CK为上跳沿;而若CK变低、CK#变高的情况下，会有时钟CK下跳沿的认识。时钟CK上跳沿对控制命令与地址予以寄存，可将所采集的数据进行高、低划分，并分别存储在时钟上下跳沿。DDRSDRAM在高速数据采集系统中的工作原理，如图3所示。与系统中数据存储容量要求与处理速度相结合，选用现阶段技术较成熟的HY5DU(L)T芯片。该芯片拥有32MB的容量，16位的数据总线宽度，芯片在最佳状态下的数据吞吐率最大值为2×16×166×106=5.312Gbit·s－1。由此可见，DDRSDRAM芯片并不能解决光纤信号网络速率在10Gbit·s－1时所存在的数据存储问题［9］。此外，因系统设计难以满足DDRSDRAM芯片速率最高值，故为了确保外部存储器余量充足，可通过4片芯片并联模式有效提升数据吞吐力，使其达到21.248Gbit·s－1。

3系统测试

在对基于光纤通信网络的高速数据采集系统进行性能测试时，需通过对已知信号进行采集，并将信号存储后，对比已知信号，最终完成测试。具体测试步骤为:通过光通信协议仪将特殊信号发送出去，达到9.953Gbit·s－1的信号速率，15520Byte的帧长，为便于分析信号，需对信号帧同步码设置成“F6F6F6282828”的序列，将0设置在帧头剩余部位，并将5设置在帧内剩余部位，由此避免对信号实施直接扰码与传输。在对光信号接收后，系统应该实施光电降速与转换处理，由系统中的FPGA对数据及时钟实施接收，对其相应处理后转入外部存储器实施缓存［10］。数据存满外部存储器后，可暂停采集数据，根据顺序对外部存储器数据实施重新读取，在计算机系统中送入千兆以太网接口实施统计对比分析。试验结果得出数据帧同步码，即“F6F6F6282828”，这些同步码后有若干个0，所有净荷均为常数5。试验结果显示，发送特定数据和接收数据相同。此外，为对系统误码率进行测试，将固定数据转换为伪随机码以做信号净荷，结果显示误码率在10～12以下。

4结束语

第6篇

1.1设计原则

巍山变电站是110kV智能变电站，因此在智能变电站的光纤通信系统建立时，需要从总体上考虑光纤系统的可行性和可实现性，在保证传输安全的前提下保证数据传输的效率，即可靠性。智能变电站光缆的选择要符合施工的实际情况，光纤的接口应该尽量统一，在施工中要尽量采用新技术。方案的设计要尽可能节约光缆的使用量，提高光纤的利用率，同时要在设计中明确施工目标，从而保证施工效率。在进行光缆的铺设时要注意光缆的保护等。

1.2光缆的选择

在智能变电站中，光缆产品的性能决定了智能变电站的通信效率，因此光缆的选择是其在设计时需要优先考虑的，在实际的工作中要根据实际情况进行光缆的选择。在智能变电站内数据的传输距离长，通常选用单模光缆，以确保数据的准确传输；站内各LED之间的通信，则要选用渐变性多模光缆。在进行户外配电装置的选用时，对光缆的抗磨损性要求较高，因此大多选用铠装型光缆。在光缆的选择之后，还要进行光缆连接器的选择，即接入光模块的光纤接头。根据使用的光缆块不同，光缆连接器的选择也有不同。该变电站采用光纤代替了二次电缆技术，并且通过智能终端使各项数据可以共享。

2智能光纤通信系统的主要实施手段

2.1光缆线路设计

在进行信息数据传输时，为了保证传输的稳定性和可靠性，使光纤在各种环境下都能够进行长期使用，需要将光纤制作成光缆。在进行光缆设计时要对光缆进行足够的保护，保证光纤不受外界因素的损坏，光缆的材质要选择重量较轻、便于施工和维护的材料。针对不同的传输环境，选择不同结构的光缆，从而将传输的线路进行优化处理。在进行光缆的安装时，要对光缆之间的挤压、磨损、扭转等进行规范操作，清除光缆附近的障碍物，进行电场强度控制，使其感应电场不超过规定值。由于110kV巍山智能变电站光缆的安装是在高电压的环境下进行安装，因此要格外注意人身安全和安装设备安全，在安装时要进行安全措施防护，保持作业的安全。要注意施工的环境，在施工结束后要在附近悬挂警示牌和设立相关的标志，及时进行光缆的维护等。

2.2通信系统设计

110kV巍山智能变电站的通信系统主要由传输设备、接入设备和电源设备组成，SDH传输设备是光纤系统的核心，所有的控制信号都要通过SDH进行转换才能进行数据的传输。PCM接入设备将传输设备中的2M信号转换为可控制传输的64K信号，而电源设备是通信系统正常运行的重要保证，只有电源提供稳定的电源，才能保证数据传输的可实现性和准确性。在进行通信设备施工时，要对施工人员进行大地放电，消除人体静电，以防止通信设备的损坏。通信设备对周围环境的要求很高，要设置专门的通信机房，安装防静电地板，同时要保证机房的温度和湿度恒定，将通信电池和设备相分隔开，以防止火灾的发生。巍山智能变电站的设计中采用了全封闭式的组合电器，具有很强的抗干扰功能，智能化远程遥控可以大大减少人为操纵的风险。

3现阶段变电站中光纤通信系统存在的问题

3.1光缆施工安全隐患

在智能变电站建设中，光纤通信作为其主要通信介质发挥出了极大的作用，但是在施工建设中容易出现一系列问题，导致变电站通信质量受到损坏。在导入光纤时接口密封不严，使保护钢管中容易出现积水，造成冬天积水无法排除结冰膨胀，从而造成光纤被积压，不仅降低了传输效率，同时也影响了光缆的安全性。在进行光缆材料的选用时没有固定的标准，捆绑材料也达不到标准，使光缆在固定时不稳定，余缆容易出现散落的现象，从而造成安全隐患。光缆的材料选用不足，也会造成施工工艺的差异，产品的质量达不到统一的标准，导致同一个智能变电站中出现不同施工工艺的现象。在进行光缆的固定和安装时，其固定架间隔之间缝隙存在着质量问题，部分型号的光缆固定架间隙不足，导致传输的质量和速率下降，固定架和光配机架上下距离不够充足，使光缆在固定保护套管弯曲过大，使馆内光纤造成积压，从而降低传输速率。

3.2材料选择不规范

智能变电站光纤通信系统涉及到多个专业，施工需要采购的设备数量多，型号也分为很多种类，因此在进行设备采购时针对光缆固定架、配线单元、保护套管等材料的配备要符合施工的要求。但是从巍山智能变电站光纤通信系统的材料选购上看，设备进行采购时常常出现遗漏的现象，设备材料的供应商数目众多，其产品型号难以统一，给材料的配置带来了很多的困难。不同型号进行的施工工艺也不相同，造成工程的工艺不规范。

3.3施工人员素质不强

智能变电站光纤通信系统的构建是一个非常复杂的施工工程，施工规模大，项目多，作业环境危险，这就需要施工人员增强安全意识和专业技能，但是现阶段很多施工人员不注重技能的提升，不能够及时掌握新技术，在进行高电压作业时防护措施不到位，高空作业时没有配备相应的安全设施，造成人身安全隐患。在进行通信设备的建设时没有进行大地放电，身上的静电造成通信设备的损坏等。

4加强变电站站内光纤通信的有效措施

4.1进行变电站初期研究

在进行智能变电站光纤通信系统的构建时，要与相关部门进行沟通，确定系统的可实现性，要对光缆通信建设的目标进行明确，同时优化设计方案，将设备材料的选购、光缆设计数量、安装方式和投入使用等各界环节进行预算和估量，在设计时要严格审核期设备的选用，人员的调配和施工技术的应用也要符合相关的规定。要选择专业的设备厂家进行设备材料的选购，保证设备的型号一致，将安全隐患在初期研究阶段降到最低。110kV巍山变电站的顺利实施和政府的支持紧密相连，其各项施工也符合国家的施工要求。

4.2规范施工中的各项操作

在进行光缆的安装和调试运行时，施工人员要严格按照相关的规定进行规范操作，在进行光缆施工时，要以光缆数据传输效率最大化和传输安全为标准进行光缆的安装。结合巍山当地的气候特点，对于施工中出现的客观因素如天气原因等要进行及时的调整工期，保证施工的进度和工期。及时将新技术应用到施工建设中，从而让通信建筑更好地发挥其作用。在建筑中明确责任人和监督人，监督施工按照相关规定操作，保证施工的安全。

4.3加强施工人员的培训

在进行光缆通信建设时，施工人员的操作是保证系统顺利运行的关键。要加强对施工人员的技能培训和综合素质的提高，不断提升员工的专业技能水平，让新技术运用到光纤通信建设中。增强员工的安全意识，在员工进行危险环境作业时，要让员工配备相应的安全工具，如安全帽等，在进行通信设备建设时，要注意对员工进行大地放电，减少通信设备的损害。建筑单位要及时对光缆进行维护，防止光缆的损坏造成极大的损失。

5结语

第7篇

光纤通信简而言之是将原始的电信号转成光信号进行传输，但是实现起来有很多因素要考虑。光纤通信自它的产生之日起，就是为了实现大批量数据的高速传输，主要应用于民用通信领域，在各应用领域都有约定俗成的标准，所以要将它引入过来用以实现通信对抗系统的实时串行总线设计，必须进行精心的设计。

1.1物理链路的设计

首先是并串、串并转换集成电路的选取。在通信领域已经有许多高速并串转换的芯片，但大部分都是面向民用通信领域的通用协议设计的，针对性强，协议架构复杂，不适合串行自定义总线协议的实现。经过一番比对，笔者选取了TI公司的TLK1501芯片。该芯片在应用层是开放式的，应用相对简单，利于自定义总线协议的实现，便于开发调试。它的串行吞吐速率为0.6～1.5Gbps[2]，已能满足应用。考虑到PCB布板及实时数据传输的需要，选择800Mbps作为数据传输速率。其次是光模块的选取。光模块现在已经发展到具有支持波分复用的能力，考虑到引导总线实时只传输一种指令，所以选择单一波长的光模块即可。目前主要有三种波长的光模块可以选择：850nm，1310nm，1550nm。850nm多模光模块主要应用于短距离传输，一般500米以内；1310nm，1550nm光模块一般应用在单模光纤。考虑到性价比因素笔者选用了某公司的1310nm波长光模块EO2F-13-311423。该光模块输出功率-7dBm左右，灵敏度-21dBm左右，即使光纤转接有些损耗，整个光纤通路也有比较充裕的动态范围来保证通信的可靠。TLK1501与EO2F-13-311423间的接口电路见图1。

1.2TLK1501设计

TLK1501负责整个物理链路中数据的并串、串并转换，是数据高速传输的关键节点，设计时应注意以下3点。1）时钟的选取TLK1501有8bit/10bit转换机制，这样在FPGA与TLK1501的并行数据端口的16bit数据进入芯片后会转成20bit数据进行传输；反过来推算，16位并行端口的速率应为40MHz。选择40MHz时钟时应注意，发送方和接收方TLK1501对时钟的要求比较高，频差须在0.01%以内，时钟的抖动不能超过40ps。设计时将FPGA送给TLK1501的时钟与并行数据的输送时钟尽可能做到同相位，布线长度也尽量相近。2）收发的同步设计TLK1501只有进入同步状态后才能正常传输数据，它有两种方式发送同步码，一种是TX-EN、TX-ER为00时发送端强制发送同步码；另一种是当LCKREFN为高时，TLK1501内部状态机自动控制发送同步码。本设计采用的是第一种同步设计。FPGA首先控制TX-EN、TX-ER为00，产生IDLE码字，一段时间之后传输正常的数据，接收模块根据接收到的帧同步信号判断链路是否同步。如果链路同步，可以发送正常数据。如果链路失同步，则再产生IDLE码字，等待重新进入同步状态。3）PRBS测试为了使整个光通信链路的调试进展顺利，可以先在每个用户端口对TLK1501的收发进行PRBS回环测试，如回环测试有问题，可能是因为时钟抖动太大，或电源不稳定，需改进设计。在每个用户的TLK1501分别通过测试后，可以进行两个用户间的PRBS测试，验证用户间的两个时钟是否匹配，如两个用户间PRBS测试通过，就可以进行高速光纤串行通信总线的测试了。

1.3传输协议的设计

信息交换帧由帧头、帧长度、命令码、引导信息、校验字、帧尾等字段组成，帧格式定义见表1。帧的基本组成为字，每个字为16bit，即2个字节，正好匹配TLK1501芯片并行数据端口的数据位数，位定义符合TLK1501芯片的数据总线定义。帧头与帧尾各有3个16比特的字，通信时方便用户将完整的一帧内容接收下进行解析。对于一些不能丢帧的指令的通信，如图2所示，可由ACK校验和握手机制[3]来确保重发，图中T1：1～10μs。若ACK校验和错误，则自动重发；累计重发次数超过5次或是T1超时1s，本次传输结束，由上位机决定是否重发。

2高速光纤串行总线测试

两个设备间用光纤互联后可以进行高速光纤串行总线的调试与测试，测试框图见图3。测试时在两个设备间定时发送按协议格式简化的一个帧，包括帧头、帧尾，帧头帧尾中间填充有规律的便于观察统计的测试数据，例：“AA55，55AA，5A5A，0000，0001，0002，0003，0004，5A5A，5AA5，A55A”。图4是利用QUARTUS软件自带的SignalTap抓取的传输数据，从图中的接收数据（ser_data_in）可以看到一个完整的带帧头、帧尾，测试数据正确的帧。测试前，可预先在通信板卡的控制芯片例如DSP的程序中增加一段测试代码，专门用于统计通信的误码率。试验的测试结果比较理想，几万次的通信传输中未发现误码，可见误码率是很低的，可以满足工程应用。

3结束语

第8篇

电力系统的光缆通信构建中,会用到有着具有金属材料构成的光缆组件。正是因为其基于金属特性的成分,因此就目前经验可能遇到的各种风险主要集中在如下的方面。

(1)在电力系统当中的强电电路中,如果因为不可抗力收到了瞬间故障状态冲击,在电力系统自身的光缆材料之上,就会因为这种故障状态竟受到相对于光缆材料自身所能够忍受的电压限额上限的动势能量数值。由于故障情况是难以预测的,因此具体造成再大的动量数值都是有可能发生的,而这种无法预估上限的数值甚至有可能把那些实际工艺质量稍次的东芯电缆的绝缘外皮给直接击穿,这种情况会直接压中损伤电力系统自身光缆材料的实际使用寿命。

(2)电力系统的强电部分进行工作的时候,因为含有金属材料的光缆极有可能跟强电线路的电动势发生强烈的感应,因此极有可能会让整个光缆的线路当中产生超过光缆材料所能承受的电压限额上限的数值构建。这种大幅度的电压改变就会让整个光缆通信系统的正常运作产生干扰和波动,进而对光缆的正常运行造成很大的损害。

(3)如果在当前不对称的强电线路构建中出现了针对光缆金属配件的感应情况,其最直接的后果就是直接导致电缆内部的通信系统当中的电压数值受到了干扰而产生极其剧烈的波动,而这种波动能够直接干扰到整个光缆系统当中的正常工作运用,同时让珍格格灌篮工作单元处于无法工作的瘫痪状态,对整个电力光缆通信系统来说是一个巨大的灾难。在当前电力系统构建下的光缆通信系统应用的实践过程当中,光缆所要承担起来的功能主要是针对各种电力业务进行联络的工作项目以及具有针对性的远程遥控工作,而不是单纯进行的信息传递工作。在这种情况的构建下,我们所要做的事情就是在整个光缆通信系统的整体设计过程当中对其防护设计进行适当地加固,并且按照《关于通信线路防止电力线有害影响导则》上面所提出的各项具体要求,对整个光缆通信进行整体框架下的设计进行重点处理,并保证在这个系统内的电压限额数值不会超出实际应用的范围。

2电力系统自身光纤通信的强电防护思路构建

为了保证整个电力系统当中的光缆通信系统可以正常的使用和实践,我们要在当前电力系统构建下的光缆通信系统当中进行强电防护设计,并针对以下的方面进行加固设计,避免出现各种意外发生。首先,在进行电力系统框架下的光纤通信强电保护设计和构建的时候,在对整个强电防护的措施进行保证经济效益前提下的构建基础之上,应该优先选择具有金属材质的光纤通信材料框架并进行施工。但是如果我们采用直埋式光缆材料进行电力系统光纤配置时,为了保证光纤材料可以进行高效有序的方向辨别和寻找,我们就要对非金属的材料进行选择和施工,以保证效果,防止因为干扰造成的信息失真。其次,在进行非含铜金属材料的光缆通信系统进行强电防护的施工过程当中,为了保证让强电干扰的数值降到最低,就要对下面的几个方面进行处理:在光缆材料当中添加相应的金属构件,比如针对光缆防护的金属保护层,这样就可以大幅度降低电动势积累的情况出现,也对强电中光缆通信系统的影响和干预降到最低。其次,在光缆连通到变电站或者是发电厂之前,也要采用对应的强电屏蔽方式来保护整体的光缆材料不会受到强电的直接干扰,比如说,把光缆材料直接传入到铁管当中,并且把光缆的整体接地系统设置好。

3结语