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光纖技術論文

發布時間: 2021-03-03 19:24:49

光纖的固定連接技術論文,2000字左右。非常感謝。

空山新雨後,天氣晚來秋。明月松間照,清泉石上流。

Ⅱ 請以「論光纖通信技術的特點和發展趨勢」為題目寫一篇論文,字數1500~3000

發一篇給你,結合你自己的實際情況適當加工一下即可。

光通信從一開始就是為傳送基於電路交換的信息的,所以客戶信號一般是TDM的連續碼流,如PDH、SDH等。隨著計算機網路,特別是互聯網的發展,數據信息的傳送量越來越大,客戶信號中基於分組交換的分組信號的比例逐步增加。分組信號與連續碼流的特點完全不同,它具有隨機性、突發性,因此如何傳送這一類信號,就成為光通信技術要解決的重點。

另外,傳送數據信號的光收發模塊及設備系統與傳統的傳送連續碼流的光收發模塊及設備系統是有很大區別的。在接入網中,所實現的系統即為ATM-PON、EPON或GPON等。在核心網,實現IP等數據信號在光層(包括在波分復用系統)的直接承載,就是大家熟知的IP over Optical的技術。

由於SDH系統的良好特性及已有的大量資源,可充分利用原有的SDH系統來傳送數據信號。起初只考慮了對ATM的承載,後來,通過SDH網路承載的數據信號的類型越來越多,例如FR、ATM、IP、10M-baseT、FE、GE、10GE、DDN、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等。

於是,人們提出了許多將IP等信號送進SDH虛容器VC的方法,起初是先將IP或Ethernet裝進ATM,然後再映射進SDH傳輸,即IP/Ethernet over ATM,再over SDH。後來,又把中間過程省去,直接將IP或Ethernet送到SDH,如PPP、LAPS、SDL、GFP等,即IP over SDH、POS或EOS。

不斷增加的信道容量

光通信系統能從PDH發展到SDH,從155Mb/s發展到10Gb/s,近來,40GB/s已實現商品化。同時,還正在探討更大容量的系統,如160Gb/s(單波道)系統已在實驗室研製開發成功,正在考慮為其制定標准。此外,利用波分復用等信道復用技術,還可以將系統容量進一步提高。目前32×10Gb/s(即320Gb/s)的DWDM系統已普遍應用,160×10Gb/s(即1.6Tb/s)的系統也投入了商用,實驗室中超過10Tb/s的系統已在多家公司開發出來。光時分復用OTDM、孤子技術等已有很大進展。毫無疑問,這些對於骨幹網的傳輸是非常有利的。

信號超長距離的傳輸

從宏觀來說,對光纖傳輸的要求當然是傳輸距離越遠越好,所有研究光纖通信技術的機構,都在這方面下了很大工夫。特別是在光纖放大器出現以後,這方面的記錄接連不斷。不僅每個跨距的長度不斷增加,例如,由當初的20km、40km,最多為80km,增加到120km、160km。而且,總的無再生中繼距離也在不斷增加,如從600km左右增加到3000km、4000km。

從技術的角度看,光纖放大器其在拉曼光纖放大器的出現,為增大無再生中繼距離創造了條件。同時,採用有利於長距離傳送的線路編碼,如RZ或CS-RZ碼;採用FEC、EFEC或SFEC等技術提高接收靈敏度;用色散補償和PMD補償技術解決光通道代價和選用合適的光纖及光器件等措施,已經可以實現超過STM-64或基於10Gb/s的DWDM系統,4000km無電再生中繼器的超長距離傳輸。

光傳輸與交換技術的融合

隨著對光通信的需求由骨幹網逐步向城域網轉移,光傳輸逐漸靠近業務節點。在應用中人們覺得光通信僅僅作為一種傳輸手段尚未能完全適應城域網的需要。作為業務節點,比較靠近用戶,特別對於數據業務的用戶,希望光通信既能提供傳輸功能,又能提供多種業務的接入功能。這樣的光通信技術實際上可以看作是傳輸與交換的融合。目前已廣泛使用的基於SDH的多業務傳送平台MSTP,就是一個典型的實例。

基於SDH的MSTP是指在SDH的平台上,同時實現TDM、ATM、乙太網等業務的接入處理和傳送,提供統一網管的多業務節點設備。實際上,有些MSTP設備除了提供上述業務外,還可以提供FR、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等眾多類型的業務。
除了基於SDH的MSTP之外,還可以有基於WDM的MSTP。實際上是將WDM的每個波道分別用作各個業務的通道,即可以用透傳的方式,也可以支持各種業務的接入處理,如在FE、GE等中嵌入乙太網2層甚至3層交換功能等,使WDM系統不僅僅具有傳送能力,而且具有業務提供能力。

進一步在光層網路中,將傳輸與交換功能相結合的結果,則導出了自動交換光網路ASON的概念。ASON除了原有的光傳送平面和管理平面之外,還增加了控制平面,除了能實現原來光傳送網的固定型連接(硬連接)外,在信令的控制下,還可以實現交換的連接(軟連接)和混合連接。即除了傳送功能外,還有交換功能。

互聯網發展需求與下一代全光網路發展趨勢

近年來,隨著互聯網的迅猛發展,IP業務呈現爆炸式增長。預測表明,IP將承載包括語音、圖像、數據等在內的多種業務,構成未來信息網路的基礎;同時以WDM為核心、以智能化光網路(ION)為目標的光傳送網進一步將控制信令引入光層,滿足未來網路對多粒度信息交換的需求,提高資源利用率和組網應用的靈活性。因此如何構建能夠有效支持IP業務的下一代光網路已成為人們廣泛關注的熱點之一。

對承載業務的光網路而言,下一步面臨的主要問題不僅僅是要求超大容量和寬頻接入等明顯需求,還需要光層能夠提供更高的智能性和在光節點上實現光交換,其目的是通過光層和IP層的適配與融合,建立一個經濟高效、靈活擴展和支持業務QoS等的光網路,滿足IP業務對信息傳輸與交換系統的要求。

智能化光網路吸取了IP網的智能化特點,在現有的光傳送網上增加了一層控制平面,這層控制平面不僅用來為用戶建立連接、提供服務和對底層網路進行控制,而且具有高可靠性、可擴展性和高有效性等突出特點,並支持不同的技術方案和不同的業務需求,代表了下一代光網路建設的發展方向。

研究表明,隨著IP業務的爆發性增長,電信業和IT業正處於融合與沖突的「洗牌」階段,新技術呼之欲出。尤其是隨著軟體控制(「軟光」技術)的使用,使得今天的光網路將逐步演進為智能化的光網路,它允許運營者更加有效地自動配置業務和管理業務量,同時還將提供良好的恢復機制,以支持帶有不同QoS需求的業務,從而使運營者可以建設並靈活管理的光網路,並開展一些新的應用,包括帶寬租賃、波長業務、光層組網、光虛擬專用網(OVPN)等新業務。

綜上所述,以高速光傳輸技術、寬頻光接入技術、節點光交換技術、智能光聯網技術為核心,並面向IP互聯網應用的光波技術已構成了今天的光纖通信研究熱點,在未來的一段時間里,人們將繼續研究和建設各種先進的光網路,並在驗證有關新概念和新方案的同時,對下一代光傳送網的關鍵技術進行更全面、更深入地研究。

從技術發展趨勢角度來看,WDM技術將朝著更多的信道數、更高的信道速率和更密的信道間隔的方向發展。從應用角度看,光網路則朝著面向IP互聯網、能融入更多業務、能進行靈活的資源配置和生存性更強的方向發展,尤其是為了與近期需求相適應,光通信技術在基本實現了超高速、長距離、大容量的傳送功能的基礎上,將朝著智能化的傳送功能發展。

Ⅲ 光纖技術的應用與發展論文

http://scholar.ilib.cn/A-jcdzgc200805007.html
http://www.lwkoo.cn/Freepaper/Lixue/Guangxin/200805/7358.html

Ⅳ 光纖通信的論文

光纖通信在配電網自動化上的應用 論文
1前言

隨著國家經濟的發展和人民生活水平的提高,人們對電力的需求日益增長,同時對供電的可靠性和供電質量提出了更高的要求。配網饋線自動化是配網系統提高供電可靠性最直接有效的技術手段之一。在近幾年國家加大了對城網和農網的改造,國內各大供電局對配電網自動化的投入也在加大。在配網自動化實現的過程中,我們發現通信問題是一個難點問題。在此,僅就光纖通信在配網自動化方面的應用談一點認識和體會。

2配電網自動化對通信的要求

同調度SCADA系統一樣,配電自動化系統也需要一個有效的通信網,同時他有自己的特點:終端數量極多。配網系統擁有眾多的開閉所、配電變壓器、柱上斷路器,要對這些設備進行監控就需要許多FTU和TTU,同時這些FTU隨配電設備安裝,地域分布廣,通訊節點分散。

配網自動化系統的規模、復雜程度和自動化程度決定了通信系統應滿足下述要求:

(1)可靠性:

配網系統的通信設備有很多暴露在室外,環境惡劣,因此必須能夠抵禦高溫、低溫、日曬、雨淋、風雪、冰雹和雷電等自然環境的侵襲。同時,盡量避免各種電磁干擾,保證長期穩定可靠地工作,並要求在線路停電時,通信系統仍能正常工作。

(2)經濟性:

考慮到配電網系統的總體經濟效益,通信系統的投資不應過大,力爭充分利用現有的主網通信資源,進行主、配網整體規劃,避免重復投資。

(3)定址量大:

通信系統不僅要考慮目前及未來的數據傳輸的需要,還要考慮系統升級的要求。

(4)雙向通信:

配網自動化要實現遙測、遙信、遙控功能,就必須要求具有雙向通信能力。

(5)容易操作和免維護。

根據以上的要求,伴隨著光纖價格的下降,目前,光纖通信正廣泛地應用於電力系統。

3光纖通信

自激光器和低損耗光纖問世以來,光纖通信系統以其技術、經濟上無可比擬的優越性而迅速崛起,並風靡全球。該系統是以光纖為傳輸介質,以光為載波信號傳遞信息的通信系統,應用的光波波長為1.0~1.μm靘,整個系統由電端機、光端機、光纜和中繼器構成。光纖可分為單模光纖(SMF)、多模光纖(MMF)、長波長低射散光纖(LMF)、保偏光纖(PMF)及塑料光纖(POF)等很多種;常用的為單模和多模光纖,多模光纖就是傳輸多個光波模式,而單模光纖只傳輸一個光波模式。單模光纖比多模光纖傳輸距離長,目前一般地,光信號在多模光纖內可傳6km左右,在單模光纖內可傳30km。因此,單模光設備的價格要高於多模光設備。實用的光纖通常都是由多根光纖、加強芯、保護材料、固定材料等組合成光纜構成的傳輸線。

光纖MODEM可完成光信號與數字信號之間的相互轉換。光纖MODEM一般有一個以上的數據口用以傳遞同步或非同步信號。通信速率可達到2Mbps或更高,配網常用的通信速率一般為同步N×64K或非同步19200bps以下。故足以滿足配網通信的需要,光纖MODEM的連接示意圖如下:

另外,還有一種光纖MODEM具有雙環自愈功能。這一功能使通信的可靠性大大增強。其功能示意圖如圖2所示:

圖2(I)中,A,B,C三點是通過自愈光MODEM實現的雙環網,若在D點發生故障,則如圖2(II)所示,光路在A站和C站癒合(環回),使通信不受影響,同時向主站發出相應的告警及定位信號,使維修人員及時修復故障段光纜。

4光纖通信的特點

光纖通信具有通信容量大,衰減小,不怕雷擊,抗電磁干擾、抗腐蝕、保密性好、可靠性高、敷設方便等優點,不過投資費用相對較高,尤其對於城區內直埋式電纜線路的光纖敷設,施工費用將更大。

5光纖通信在配電網上的實現方案

光纖通信的組網方式非常靈活,可以構架成星型、鏈型、樹狀、網狀、單纖網、雙纖網、環上多分支、多環相交、多環相切等各種拓撲結構的網路。

根據配電自動化系統的特點,光纖網通常需組成環型網,並與計算機區域網連接,實現數據共享。常用的組網方式如圖3所示。

圖3中:「S」表示網路伺服器,「W1、W2、Wn」表示工作站,「b」表示變電所,「k」表示開閉所,「T」表示配電變壓器。

實際工程設計中,充分考慮到電力通信專網拓撲結構的復雜性,SDH傳輸系統可以採用多達126個E1(2M口)全交叉連接和雙主光環+多光分支的設計思想。基本構架為1~3個SDH/STM-1雙纖自愈環相交或相切,而且在需要時,可通過更換光卡的方式在線升級為SDH/STM-4。如果局調度中心區域網位於網路地理中心,建議設計為相切環,以調度中心為切點,如圖4所示;如果局調度中心區域網偏離網路地理中心,建議設計為相交環,由於調度中心不在交點,為了環間可靠轉接,各環相交至少兩點,互為保護路由,如圖5所示。

6結束語

在實際的配網自動化的通信系統,必須構建一個成本低、收效高的雙向通信系統,用可以接受的費用在可靠性和信息流量方面提供非常高的性能。同時,由於配電網自動化系統所要完成的功能太多而系統復雜,採用單一的通信系統來滿足所有的功能需要是不現實的,也是不經濟的。因此,在配電網自動化系統中,要應用多種通信方式,按綜合的經濟技術指標而選取其中最優的組合。在電力系統中較常用的通信方式還有一點多址數字微波、數傳電台、無線擴頻、專線電纜、郵電本地網、載波、擴頻載波等,可供組網時選擇。

Ⅳ 寬頻光纖通信技術或Ip傳送技術3000字的論文

光通信從一開始就是為傳送基於電路交換的信息的,所以客戶信號一般是TDM的連續碼流,如PDH、SDH等。隨著計算機網路,特別是互聯網的發展,數據信息的傳送量越來越大,客戶信號中基於分組交換的分組信號的比例逐步增加。分組信號與連續碼流的特點完全不同,它具有隨機性、突發性,因此如何傳送這一類信號,就成為光通信技術要解決的重點。

另外,傳送數據信號的光收發模塊及設備系統與傳統的傳送連續碼流的光收發模塊及設備系統是有很大區別的。在接入網中,所實現的系統即為ATM-PON、EPON或GPON等。在核心網,實現IP等數據信號在光層(包括在波分復用系統)的直接承載,就是大家熟知的IP over Optical的技術。

由於SDH系統的良好特性及已有的大量資源,可充分利用原有的SDH系統來傳送數據信號。起初只考慮了對ATM的承載,後來,通過SDH網路承載的數據信號的類型越來越多,例如FR、ATM、IP、10M-baseT、FE、GE、10GE、DDN、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等。

於是,人們提出了許多將IP等信號送進SDH虛容器VC的方法,起初是先將IP或Ethernet裝進ATM,然後再映射進SDH傳輸,即IP/Ethernet over ATM,再over SDH。後來,又把中間過程省去,直接將IP或Ethernet送到SDH,如PPP、LAPS、SDL、GFP等,即IP over SDH、POS或EOS。

不斷增加的信道容量

光通信系統能從PDH發展到SDH,從155Mb/s發展到10Gb/s,近來,40GB/s已實現商品化。同時,還正在探討更大容量的系統,如160Gb/s(單波道)系統已在實驗室研製開發成功,正在考慮為其制定標准。此外,利用波分復用等信道復用技術,還可以將系統容量進一步提高。目前32×10Gb/s(即320Gb/s)的DWDM系統已普遍應用,160×10Gb/s(即1.6Tb/s)的系統也投入了商用,實驗室中超過10Tb/s的系統已在多家公司開發出來。光時分復用OTDM、孤子技術等已有很大進展。毫無疑問,這些對於骨幹網的傳輸是非常有利的。

信號超長距離的傳輸

從宏觀來說,對光纖傳輸的要求當然是傳輸距離越遠越好,所有研究光纖通信技術的機構,都在這方面下了很大工夫。特別是在光纖放大器出現以後,這方面的記錄接連不斷。不僅每個跨距的長度不斷增加,例如,由當初的20km、40km,最多為80km,增加到120km、160km。而且,總的無再生中繼距離也在不斷增加,如從600km左右增加到3000km、4000km。

從技術的角度看,光纖放大器其在拉曼光纖放大器的出現,為增大無再生中繼距離創造了條件。同時,採用有利於長距離傳送的線路編碼,如RZ或CS-RZ碼;採用FEC、EFEC或SFEC等技術提高接收靈敏度;用色散補償和PMD補償技術解決光通道代價和選用合適的光纖及光器件等措施,已經可以實現超過STM-64或基於10Gb/s的DWDM系統,4000km無電再生中繼器的超長距離傳輸。

光傳輸與交換技術的融合

隨著對光通信的需求由骨幹網逐步向城域網轉移,光傳輸逐漸靠近業務節點。在應用中人們覺得光通信僅僅作為一種傳輸手段尚未能完全適應城域網的需要。作為業務節點,比較靠近用戶,特別對於數據業務的用戶,希望光通信既能提供傳輸功能,又能提供多種業務的接入功能。這樣的光通信技術實際上可以看作是傳輸與交換的融合。目前已廣泛使用的基於SDH的多業務傳送平台MSTP,就是一個典型的實例。

基於SDH的MSTP是指在SDH的平台上,同時實現TDM、ATM、乙太網等業務的接入處理和傳送,提供統一網管的多業務節點設備。實際上,有些MSTP設備除了提供上述業務外,還可以提供FR、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等眾多類型的業務。
除了基於SDH的MSTP之外,還可以有基於WDM的MSTP。實際上是將WDM的每個波道分別用作各個業務的通道,即可以用透傳的方式,也可以支持各種業務的接入處理,如在FE、GE等埠中嵌入乙太網2層甚至3層交換功能等,使WDM系統不僅僅具有傳送能力,而且具有業務提供能力。

進一步在光層網路中,將傳輸與交換功能相結合的結果,則導出了自動交換光網路ASON的概念。ASON除了原有的光傳送平面和管理平面之外,還增加了控制平面,除了能實現原來光傳送網的固定型連接(硬連接)外,在信令的控制下,還可以實現交換的連接(軟連接)和混合連接。即除了傳送功能外,還有交換功能。

互聯網發展需求與下一代全光網路發展趨勢

近年來,隨著互聯網的迅猛發展,IP業務呈現爆炸式增長。預測表明,IP將承載包括語音、圖像、數據等在內的多種業務,構成未來信息網路的基礎;同時以WDM為核心、以智能化光網路(ION)為目標的光傳送網進一步將控制信令引入光層,滿足未來網路對多粒度信息交換的需求,提高資源利用率和組網應用的靈活性。因此如何構建能夠有效支持IP業務的下一代光網路已成為人們廣泛關注的熱點之一。

對承載業務的光網路而言,下一步面臨的主要問題不僅僅是要求超大容量和寬頻接入等明顯需求,還需要光層能夠提供更高的智能性和在光節點上實現光交換,其目的是通過光層和IP層的適配與融合,建立一個經濟高效、靈活擴展和支持業務QoS等的光網路,滿足IP業務對信息傳輸與交換系統的要求。

智能化光網路吸取了IP網的智能化特點,在現有的光傳送網上增加了一層控制平面,這層控制平面不僅用來為用戶建立連接、提供服務和對底層網路進行控制,而且具有高可靠性、可擴展性和高有效性等突出特點,並支持不同的技術方案和不同的業務需求,代表了下一代光網路建設的發展方向。

研究表明,隨著IP業務的爆發性增長,電信業和IT業正處於融合與沖突的「洗牌」階段,新技術呼之欲出。尤其是隨著軟體控制(「軟光」技術)的使用,使得今天的光網路將逐步演進為智能化的光網路,它允許運營者更加有效地自動配置業務和管理業務量,同時還將提供良好的恢復機制,以支持帶有不同QoS需求的業務,從而使運營者可以建設並靈活管理的光網路,並開展一些新的應用,包括帶寬租賃、波長業務、光層組網、光虛擬專用網(OVPN)等新業務。

綜上所述,以高速光傳輸技術、寬頻光接入技術、節點光交換技術、智能光聯網技術為核心,並面向IP互聯網應用的光波技術已構成了今天的光纖通信研究熱點,在未來的一段時間里,人們將繼續研究和建設各種先進的光網路,並在驗證有關新概念和新方案的同時,對下一代光傳送網的關鍵技術進行更全面、更深入地研究。

從技術發展趨勢角度來看,WDM技術將朝著更多的信道數、更高的信道速率和更密的信道間隔的方向發展。從應用角度看,光網路則朝著面向IP互聯網、能融入更多業務、能進行靈活的資源配置和生存性更強的方向發展,尤其是為了與近期需求相適應,光通信技術在基本實現了超高速、長距離、大容量的傳送功能的基礎上,將朝著智能化的傳送功能發展。

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