光纖通訊原理精選(九篇)

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第1篇：光纖通訊原理范文

關(guān)鍵詞：　光纖通訊；優(yōu)點(diǎn)；發(fā)展階段；前景

0　前言

上世紀(jì)70年代，隨著低損耗光纖的問世，光纖開始以其自身特有的優(yōu)點(diǎn)逐步代替電纜，在一些國家和地區(qū)的電話局之間開始使用。全世界范圍內(nèi)也開始了光纖通訊的研究，在科研領(lǐng)域掀起了規(guī)模空前的研究熱潮。由于光纖通訊結(jié)構(gòu)清晰，優(yōu)點(diǎn)突出，因此，在發(fā)展中不斷前進(jìn)，隨著社會需要的增加，光纖通訊具有良好的發(fā)展前景。

1　光纖通訊技術(shù)結(jié)構(gòu)解析

目前，廣泛使用的光纖通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)十分清晰，大多數(shù)該系統(tǒng)包括發(fā)射器、光導(dǎo)纖維、放大器、光接收器四個主要部分（如圖1）。其中發(fā)射器主要用途是將電信號轉(zhuǎn)換為光信號以應(yīng)用于光纖傳輸；光導(dǎo)纖維用于傳輸光信號，大多數(shù)光纖埋置與地下；光放大器主要是放大光信號克服傳輸過程中的衰減；光接收器是將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。

1.1　發(fā)射器

發(fā)光二極管和鐳射二極管通常被作為光纖通訊中的光源半導(dǎo)體元件，它們分別發(fā)出非同調(diào)性光和同調(diào)性光。其次，半導(dǎo)體作為光源不僅體積小、發(fā)光率和可靠率高而且它能將波長最佳化，可以很好的滿足光纖通訊的要求。

1.2　光導(dǎo)纖維

光纖通常是由核心、纖殼和保護(hù)層組成。其中核心和纖殼部分通常是由硅玻璃制成，保護(hù)層是經(jīng)過紫外線固化后的壓克力，比較堅(jiān)固可以埋置與地下。光纖的一個缺點(diǎn)就是彎折劇烈時(shí)容易折斷，加之光纖端部鏈接要求十分精密，因此，折斷的光纖不容易被結(jié)合。

1.3　光放大器

光纖通訊的發(fā)展主要受到訊號衰減和變形兩個因素的影響，過去解決該問題的方法主要是應(yīng)用一個先將光信號變回電信號之后放大再轉(zhuǎn)回光信號的中繼器。但是使用中繼器使得系統(tǒng)架構(gòu)變得非常復(fù)雜。光放大器不做光電裝換直接將光信號放大，其原理是在一段光纖內(nèi)摻雜稀土族元素如鉺，再以短波長雷射激發(fā)。

1.4　光接收器

光接收器電路一般情況下包括兩個部分即，轉(zhuǎn)阻放大器和限幅放大器，通過對光偵測器轉(zhuǎn)換出的光電流進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)阻放大器和限幅放大器就能把光電流轉(zhuǎn)換成電壓訊號，之后再透過后端的比較器電路把電壓訊號轉(zhuǎn)換成數(shù)位訊號。

2　光纖通訊的優(yōu)點(diǎn)

光纖通訊技術(shù)以其自身特有的突出優(yōu)點(diǎn)，在市場競爭中具有非常明顯的優(yōu)勢，廣泛的應(yīng)用于通訊、教育、衛(wèi)生、工業(yè)生產(chǎn)等多個領(lǐng)域。它與傳統(tǒng)的金屬電纜相比較主要具有如下六個方面的優(yōu)點(diǎn)：1）可傳輸?shù)男畔⒘看?。頭發(fā)絲粗細(xì)的一根光纖可以容納幾千路電視或幾萬路電話，其傳輸能力是電纜的幾億倍，因此是當(dāng)代最理想的大容量傳輸線路；2）抗干擾能力強(qiáng)。光纖傳遞的事光波不是電訊號，它使用的頻率和傳統(tǒng)的無限電波頻率不同，不會受到電磁干擾，因此傳輸信號質(zhì)量高，抗干擾能力強(qiáng)；3）損耗低。隨著光纖通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖傳輸?shù)膿p耗不斷降低，已經(jīng)從原來的1000分貝/公里降低到現(xiàn)在的2-5分貝/公里，比電纜的損耗低了很多；4）原材料豐富。生產(chǎn)光導(dǎo)纖維的原料是石英，資源十分豐富；5）成本低。6）線徑細(xì)，材料輕。

3　光纖通訊的發(fā)展階段

光纖通訊技術(shù)自上世紀(jì)70年代問世以來，變在全世界范圍內(nèi)得到飛速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域之寬、影響范圍之大十分罕見。光纖通訊技術(shù)的發(fā)展大概分為以下幾個階段：第一階段為萌芽階段，即，60到70年代，美國率先研制出低損耗光——細(xì)玻璃絲。該纖維芯徑為50微米左右，外徑100微米左右，內(nèi)部材料的折射率略高于外部材料的折射率，作為一種替代銅導(dǎo)線的傳輸線路，它不僅損耗低，而且傳輸信息量大。之后，光纖發(fā)展進(jìn)入第一代光纖時(shí)代，在80年代初期開始建立了商用短波長（0.8-0.9）微米的多模光纖線路，中繼距離為5-10公里，傳輸容量大約為1500路到6000路電話的容量；第二代光纖時(shí)代，經(jīng)過80年代的發(fā)展，光纖通訊在客服衰減及色散上去的了很大的進(jìn)步，80年代以后在長波長單模光纖開始出現(xiàn)，并且在通訊系統(tǒng)中得到迅速發(fā)扎，由于是單模光纖因此色散十分小，工作波長為1.5微米左右，損耗低，因此傳遞信息量大，傳輸距離遠(yuǎn)。在1.5微米左右的波段，其傳輸距離可達(dá)200到250公里，這是目前在長途通訊網(wǎng)中廣泛被推廣應(yīng)用的系統(tǒng)，近年來隨著單模纖維技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，其應(yīng)用不斷推廣，在城市地區(qū)網(wǎng)上也在考慮采用長波長單模光纖系統(tǒng)；新一代光纖通訊，相干光光纖通訊中主要利用了兩項(xiàng)技術(shù)分別是相干調(diào)制和外差檢測。相干調(diào)制的要求是光信號不能像自然光那樣沒有固定的頻率和相位，而是應(yīng)該有固定的頻率和相位，也就是說應(yīng)該為相干光；外差檢測，就是通過光混頻器把激光和信號光進(jìn)行混頻處理，得到與信號光的頻率、位相和振幅按相同規(guī)律變化的中頻信號。相干光通訊具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，首先，相干光通信靈敏度高，進(jìn)而使無中繼傳輸距離增加。相干檢測能提高接收機(jī)的靈敏度。在相同的情況下，相干接收機(jī)比普通接收機(jī)的靈敏度

高20db左右，由于靈敏度高因此也增加了光信號的無中繼傳輸距離。其次，相干光通訊選擇性好，通信容量大。相干光通訊使用的是外差探測，探測的信號時(shí)混頻光，因而只有中頻頻帶的噪聲才能進(jìn)入系統(tǒng)，濾波性能良好；第三，具有多種調(diào)制方式。

4　光纖通訊未來的發(fā)展趨勢

4.1　光纖通訊將進(jìn)入快速發(fā)展階段

微電子技術(shù)中著名的摩爾定律稱：集成電路的集成度每18個月翻一番。但目前光纖通訊正以更高的速度發(fā)展，光纖容量和光電器件的發(fā)展速度是集成電路集成速度的一倍。光纖通訊的實(shí)質(zhì)是光信號在光纖中的傳輸，用光纖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬電纜，其優(yōu)越性不言而喻。全世界范圍內(nèi)絕大多數(shù)的信息是由光纖傳送的。最近幾年迅速發(fā)展起來的波分復(fù)用技術(shù)是在玻璃絲粗細(xì)的光纖里同時(shí)傳送不同顏色或不同頻率的光。由于這些光各自攜帶著的信息不同，因此，極大地增加了通訊容量。

4.2　光纖通訊將發(fā)展成全光網(wǎng)

光電子技術(shù)的核心問題就是光轉(zhuǎn)換成電或者電轉(zhuǎn)換成光。未來的光通訊將會發(fā)展成全光網(wǎng)，未來的計(jì)算機(jī)將先后經(jīng)歷量子計(jì)算機(jī)和光子計(jì)算機(jī)兩個階段，光子計(jì)算機(jī)主要是利用光的并列特點(diǎn)，瞬間就能把一個二維圖像調(diào)過來。

4.3　光存儲容量不斷增大

光存儲技術(shù)在上世紀(jì)末興起，它對信息的存取產(chǎn)生了巨大影響?，F(xiàn)在普遍應(yīng)用的光盤就是光存儲的一種簡單形式。現(xiàn)在正在充分利用光的特點(diǎn)研究比光盤的存儲密度和記錄速度更大的技術(shù)，也就是要在理論上開放光存儲的大容量技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]卞洪國，淺析光纖通訊技術(shù)的優(yōu)勢及分類[J].黑龍江科技信息，2010（18）.

第2篇：光纖通訊原理范文

關(guān)鍵詞 光纖通訊；技術(shù)現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

中圖分類號：TN929 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）15-0015-01

光纖通訊技術(shù)是電信史上的一次偉大變革，是我國發(fā)展較快的一項(xiàng)通訊技術(shù)，并成為當(dāng)今通訊的主力軍之一，帶領(lǐng)了新技術(shù)革命的發(fā)展和前進(jìn)，因?yàn)槠鋬?yōu)越性，才會得到如此迅速的發(fā)展，應(yīng)用范圍也在不斷的擴(kuò)大。

1 光纖通訊技術(shù)簡介

光纖通信就是利用光波作信息傳輸過程中的載波，以光纖作為傳輸媒質(zhì)將信息從一處傳至另一處的通信方式。從光纖通訊技術(shù)本身講，包括：光纖光纜技術(shù)、光交換技術(shù)傳輸技術(shù)、光有源器件、光無源器件以及光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等幾個主要部分。具有傳輸頻帶寬，通信容量大；損耗低，傳輸距離遠(yuǎn)，通信質(zhì)量高；抗干擾能力強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣；線徑細(xì)，重量輕的特點(diǎn)。

2 光纖光纜的分類研究

2.1 普通式光纖

普通光纖中的單模光纖是比較常用的光纖形式，是只能在指定波長下傳插一種模式的光纖，只能傳一種模式的光，單模光纖相比于多模光纖可支持更長傳輸距離，在100 Mbps的以太網(wǎng)以至1 G千兆網(wǎng)，單模光纖都可支持超過5000 m的傳輸距離。從成本方面考慮，單模光纖的價(jià)格比較昂貴，過去我們在建設(shè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)的傳統(tǒng)觀念是局域網(wǎng)只用雙絞線，只有高速連接互聯(lián)網(wǎng)時(shí)才用到光纖，有些企業(yè)或是廠礦局域網(wǎng)的范圍很大，而且對網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性要求更高，在這里我們就建議使用光纖了，使用光纖的成本不比使用達(dá)標(biāo)的超五類雙絞線高多少。而且不必?fù)?dān)心雷擊，不用考慮局域網(wǎng)的有效距離問題。

2.2 核心網(wǎng)光纜

我國在干線上已經(jīng)采用了光纜的形式，單模光纖也已經(jīng)全面取代了多模光纖形式而發(fā)揮作用，干線光纜采用的是分立的光纖，不會使用光纖帶，這種光纖主要是室外之用，而以前的緊套層絞式和骨架式的結(jié)構(gòu)現(xiàn)在已經(jīng)幾乎不被應(yīng)用了。

2.3 接入網(wǎng)式光纜

接入網(wǎng)的光纜距離比較短、分支較多、分插也較復(fù)雜?？梢圆捎迷黾庸饫w芯數(shù)的手段來擴(kuò)大網(wǎng)容量，與此同時(shí)，還可以通過增加光纖集裝密度和減小光纖的直徑、重量的方法解決存在的問題。

2.4 室內(nèi)光纖形式

室內(nèi)光纜是根據(jù)光纜的使用環(huán)境來分類的，室內(nèi)光纜的抗拉強(qiáng)度小，保護(hù)層較差，但也更輕便經(jīng)濟(jì)，室內(nèi)光纜主要適用于建筑物內(nèi)的布線，以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的連接，包括局內(nèi)光纜和綜合布線用光纜兩部分。

2.5 通訊光纜

光纖是一種電介質(zhì)，通訊光纜在結(jié)構(gòu)上與電纜主要的區(qū)別是光纜必須有加強(qiáng)構(gòu)件去承受外界的機(jī)械負(fù)荷，以保護(hù)光纖免受各種外機(jī)械力的影響。通訊光纜正廣泛地用于電信、電力、廣播等各部門的信號傳輸上，并將逐步成為未來通訊網(wǎng)絡(luò)的

主體。

3 光纖通訊技術(shù)的前景展望

3.1 向超高速方向發(fā)展

高速系統(tǒng)的出現(xiàn)會增加業(yè)務(wù)的傳輸容量，為寬帶業(yè)務(wù)和多媒體這樣的新業(yè)務(wù)提供實(shí)現(xiàn)的可能性，10 Gbps的系統(tǒng)對光纜極化模色散較敏感，已敷設(shè)的光纜又不一定會滿足10 Gbps系統(tǒng)的要求，還需要經(jīng)過實(shí)際的測試，經(jīng)驗(yàn)證合格后才能開通使用。更現(xiàn)實(shí)的方法是采用光的復(fù)用方式，波分復(fù)用的方式是目前眾多種類中已經(jīng)被大規(guī)模的進(jìn)行商用使用的方式。

3.2 更先進(jìn)的傳輸技術(shù)

波分復(fù)用技術(shù)是一種高效的傳輸技術(shù)，能夠擴(kuò)大光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量，若能將多個發(fā)送波長適當(dāng)錯開的光源信號同時(shí)在一級光纖上進(jìn)行傳送，就能大大增加光纖的信息傳輸容量，這是波分復(fù)用（WDM）的基本思路，目前1.6 Tbit/s的WDM系統(tǒng)已經(jīng)被商用了，而另外一種提高傳輸容量的方式就是采用光時(shí)分復(fù)用技術(shù)，它是通過提高單信道上的速率來擴(kuò)大整體的傳輸容量，最高的速率可以達(dá)到640 Gbit/s。

3.3 全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時(shí)代

全光網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)以更快的速度傳輸，因?yàn)閿?shù)據(jù)僅以光的形式進(jìn)行編碼，它成為了光纖通信技術(shù)的最高級形式，也是光纖通訊技術(shù)發(fā)展的一個理想階段，實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)是發(fā)展的必然，全光網(wǎng)絡(luò)具有透明性、兼容性、開放性、可擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn)，會提高容量和速度，目前全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展還處在一個低級的階段，但是它的發(fā)展前景是十分樂觀的，是值得深入研究的，并要與因特網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等做好融合工作。

3.4 全波光纖時(shí)代

城域網(wǎng)需要的業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)和寬帶管理能力比較強(qiáng)，其傳輸?shù)木嚯x比較短，很少使用光纖放大器，全波光纖是在這種應(yīng)用形式下產(chǎn)生的，它采用了一種全新的生產(chǎn)工藝，可以將由水峰導(dǎo)致的衰減完全消除，水峰的消除可以將可用的波長范圍增加了100 nm；可以實(shí)現(xiàn)高比特率長距離的傳輸；可以改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的管理現(xiàn)狀；可以降低整個系統(tǒng)的成本。全波光纖的最大優(yōu)點(diǎn)就是極大程度地加寬了光纖通信的帶寬，由于全波光纖是單模光纖形式，和現(xiàn)用的單模光纖有很多相似的特性，所以完全可以與現(xiàn)有的光纖系統(tǒng)兼容，現(xiàn)有的光纖通信設(shè)備都可以繼續(xù)使用，這就為它的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了一個有利的條件。

3.5 光弧子通信

光弧子就是一種特殊的ps數(shù)量級上的超短光脈沖，光脈沖是不同頻率的光波組成的電磁波形式，在光纖通訊中，損耗和色散會縮短光纖傳輸距離和降低傳輸容量，損耗使光信號在傳輸過程中能量逐漸減弱，而色散會使光脈沖在傳輸中逐漸變寬，針對這一原理，若有有效的方法使得光脈沖變寬和變窄，恰好使兩種效應(yīng)相互抵消，那就會提高光纖傳輸?shù)馁|(zhì)量，光脈沖可以在光纖傳輸過程中保持不變，并實(shí)現(xiàn)超長距離和超大容量的傳輸，光弧子的優(yōu)點(diǎn)是在傳輸時(shí)傳輸速率極高、傳輸容量極大，光弧子憑借著它的這個優(yōu)點(diǎn)，將會在光纖通訊技術(shù)的發(fā)展中獲得更廣闊的發(fā)展空間。

4 結(jié)束語

光纖通訊技術(shù)是信息技術(shù)的重要支撐，占據(jù)了信息社會中的重要地位，它不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路上，在電力通信控制系統(tǒng)中也可以發(fā)揮重要的作用，從現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢分析，光纖通訊技術(shù)將會成為未來通訊業(yè)的主力軍，全光網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代也許就在不久的將來可以實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]郝曉宇.光纖通訊技術(shù)及其發(fā)展[J].硅谷，2012（22）.

第3篇：光纖通訊原理范文

[關(guān)鍵詞]光纖；通訊技術(shù)；發(fā)展

中圖分類號：TN929.11 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）17-0221-01

1.光纖通訊技術(shù)概述及其分類

1.1 光纖技術(shù)概述

光纖技術(shù)是一種非常先進(jìn)的信息傳輸和通訊技術(shù)，能夠大大提升信息的傳輸速度和傳輸效果，光纖通訊技術(shù)的主要工作原理是，在進(jìn)行信息的過程中用光波作為主要的傳輸方式，用光纖作為主要的傳播媒介將信息進(jìn)行長距離和短距離傳輸。這種通訊技術(shù)主要包括光纜技術(shù)、傳輸技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和元器件等。這種通訊技術(shù)的主要特點(diǎn)是：傳輸速度快、損耗低、失真率低、通訊質(zhì)量高的特點(diǎn)，它具有傳統(tǒng)技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢。

1.2 普通式光纖技術(shù)

普通光纖技術(shù)是光纖通訊技術(shù)中十分常見的一種通訊技術(shù)，這種光纖技術(shù)主要采用的方法是在指定的波長下采用單一的模式通過光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和通訊。普通式的光纖技術(shù)的傳輸效果非常好，能夠進(jìn)行超長距離的傳輸，同時(shí)傳輸?shù)馁|(zhì)量和傳輸速度非?？?，能夠滿足高科技行業(yè)對于信息傳播和通訊的需求。但是普通式光纖技術(shù)的成本非常高，在進(jìn)行建設(shè)的過程中需要較高的鋪設(shè)技術(shù)。這種技術(shù)和傳統(tǒng)的雙絞線相比。光纖技術(shù)能夠很好地滿足企業(yè)和廠礦的需求，能夠減少外界環(huán)境對于光纖的影響，能夠減少斷網(wǎng)問題的發(fā)生，達(dá)到更好的傳輸效果。

1.3 核心網(wǎng)和接入網(wǎng)光纜技術(shù)

核心網(wǎng)和接入網(wǎng)光纜技術(shù)是光纖技術(shù)的重要組成部分和類型，隨著我國科技的發(fā)展，目前的光纖技術(shù)已經(jīng)幾乎全部成為單模光纖技術(shù)，由單模光纖組成的主要網(wǎng)絡(luò)被稱為核心網(wǎng)技術(shù)，通過核心網(wǎng)技術(shù)能夠達(dá)到更好的信息傳輸效果。接入網(wǎng)光纖是用戶在申請光纖通訊技術(shù)之后介入核心網(wǎng)的一種方法，這種方法存在著一定的局限性，主要表現(xiàn)為在鋪設(shè)的時(shí)候有效距離較短，分支眾多在傳輸?shù)陌惭b和傳輸?shù)倪^程中十分復(fù)雜。目前針對于這種技術(shù)的研究集中在提升網(wǎng)絡(luò)容量和整體的傳輸速度以及減輕光纖自身的重量，減少負(fù)重等等。

1.4 室內(nèi)和通訊光纜技術(shù)

室內(nèi)光纜是使用于普通用戶的一種光纖光纜形式，這種形式的光纜往往被用在室內(nèi)環(huán)境的信息傳輸和通訊傳輸方面，這種光纜在長距離傳輸?shù)倪^程中效果非常差，但是在短距離傳輸?shù)倪^程中整體表現(xiàn)還算不錯，同時(shí)安裝這種光纜的成本較低，適合普通用戶的室內(nèi)使用，因此這種光纜的形式應(yīng)用也較為廣泛，也能夠取得較好的效果。通訊光纜技術(shù)主要被用在電信、網(wǎng)絡(luò)以及廣播的信號和數(shù)據(jù)傳輸方面，這種光纜形式已經(jīng)能夠成為我國整體通訊網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，這種光纜的性能非常好，適合長距離傳輸，同時(shí)傳輸?shù)馁|(zhì)量非常高。

2.光纖通訊技術(shù)常見的問題及解決方法

2.1 長距離傳輸信號耗損

光纖通訊技術(shù)在傳輸?shù)倪^程中，尤其是在進(jìn)行長距離的傳輸過程中，由于光纜自身材質(zhì)的原因非常容易產(chǎn)生傳輸信號耗損的情況出現(xiàn)，這種情況的出現(xiàn)會直接影響到整體傳輸?shù)馁|(zhì)量，對于用戶會產(chǎn)生非常大的影響。同時(shí)在光纜的安裝過程中，非常容易出現(xiàn)自身的耗損，從而導(dǎo)致在正式使用的過程中產(chǎn)生運(yùn)輸損耗問題。

2.2 光纖產(chǎn)生信號耗損的原因

要想降低光纖在長距離傳輸和安裝過程中產(chǎn)生的損耗就需要改良光纖通訊社工工藝。在光纖的生產(chǎn)的過程中由于光纖中心物質(zhì)的破碎或者磨損會出現(xiàn)傳播不均勻的情況，這種情況一旦產(chǎn)生就會造成實(shí)際傳輸?shù)闹械膫鬏斝实拖?，在傳輸?shù)倪^程中出現(xiàn)散射耗損，同時(shí)如果光纖在安裝的過程中產(chǎn)生彎曲，整體的傳輸模式會遭到改變，會導(dǎo)致嚴(yán)重的能量耗損。在進(jìn)行光纖對接的過程中非常容易產(chǎn)生對接點(diǎn)的耗損，對整體的傳輸質(zhì)量產(chǎn)生影響，影響到正常的信息和通訊傳輸效果。

2.3 解決光纖傳輸耗損問題的主要方法

要想解決光纖在長距離傳輸?shù)闹谐霈F(xiàn)的信號以及通訊數(shù)據(jù)損壞的問題，主要可以在光纖的不同使用階段采用不同的措施進(jìn)行處理，具體如下：在對光纖進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，在生產(chǎn)完成之后應(yīng)當(dāng)對光纖的整體生產(chǎn)質(zhì)量進(jìn)行檢查，目前主要采用的設(shè)備是O T D R 檢測儀器進(jìn)行檢驗(yàn)工作，在檢測的過程中要對每一根光纖進(jìn)行檢測，檢測的重點(diǎn)是光纖是否發(fā)生破損或者產(chǎn)生彎曲。在對光纖進(jìn)行安安裝的過程中，應(yīng)當(dāng)采用熔接技術(shù)進(jìn)行不同光纖之間的連接，通過這種技術(shù)形式能夠?qū)⒐饫w自身的損耗降到最低，同時(shí)在對光纖進(jìn)行切割的過程中應(yīng)當(dāng)采用鋒利的切割器材進(jìn)行切割工作，要保證切割面的整潔。在進(jìn)行安裝的過程中要尤其注意相關(guān)安裝和操作人員的資質(zhì)，資質(zhì)較高的安裝人員和操作人員能夠最大程度上減少耗損問題的產(chǎn)生。

3.光纖通訊技術(shù)的發(fā)展方向和前景

3.1 傳輸速度極大加快

目前光纖通訊技術(shù)之所以能夠占領(lǐng)我國通訊傳輸?shù)氖袌?，最主要的方面是光纖的傳輸速度非?？欤軌驖M足人們對信息的即時(shí)性需求，但是在信息大爆炸的時(shí)代，人們對于信息的需求在不斷增加，同時(shí)對于信息的質(zhì)量也有著很高的要求，但是大容量的數(shù)據(jù)傳輸會嚴(yán)重影響到傳輸?shù)乃俣?，因此極大提升光纖的傳輸速度是光纖通訊技術(shù)的發(fā)展的重要前景。

3.2 采用全新的傳輸技術(shù)

我國目前使用的光纖傳輸技術(shù)在未來不能夠滿足光纖傳輸?shù)男枰虼诵碌募夹g(shù)必將取代舊的信息傳輸技術(shù)，波分復(fù)用技術(shù)是目前正在研發(fā)的較為先進(jìn)的技術(shù)形式，這種傳輸技術(shù)能夠極大增加光纖傳輸?shù)娜萘亢蛡鬏斔俣?，針對于不同波長信息的同光纖傳輸能夠大大提升傳輸?shù)乃俣?，同時(shí)能夠降低光纖資源的浪費(fèi)。目前W D M 系統(tǒng)已經(jīng)被商用了，而另外一種提高傳輸容量的方式就是采光時(shí)分復(fù)用技術(shù)，它是通過提高單信道上的速率來擴(kuò)大整體的傳輸容量，最高的速率可以達(dá)到540G bit/s。

3.3 光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展

光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是光纖技術(shù)發(fā)展的必然形式，在光纖技術(shù)發(fā)展的過程中，數(shù)據(jù)的編碼和解碼形式在發(fā)生著不斷地變化，變化的最終形式將是光解碼形式，這種解碼形式將會極大地提升編碼和解碼的速度。同時(shí)光解碼能夠大大提升光纖網(wǎng)絡(luò)的兼容性和開放性，同時(shí)會大大提升光纖的最高容量和最快速度，對該技術(shù)進(jìn)行研究有著非常好的前景。

3.4 全波光纖技術(shù)迅速發(fā)展

全波光纖技術(shù)是光纖技術(shù)發(fā)展的新形勢，這種形式的光纖發(fā)展能夠極大地提升光纖的整體帶寬，這意味著光纖將在發(fā)展的過程中擁有極大的容量和極快的傳輸速度，通多單模光纖形式能夠達(dá)到更好的傳輸效果，同時(shí)這種技術(shù)形式能夠進(jìn)行非常好的推廣。

結(jié)語

綜上所述，光纖通訊技術(shù)是目前最為先進(jìn)的通訊技術(shù)，它和傳統(tǒng)的通訊技術(shù)相比有著速度快、效率高和失真率低的特點(diǎn)，在我國的各個行業(yè)發(fā)揮著十分重要的作用，在我國經(jīng)濟(jì)社會中發(fā)揮著十分重要的作用。雖然目前我國光纖技術(shù)的發(fā)展依然存在著許多缺陷和不足，但是整體的發(fā)展勢頭非常良好，正在彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)和不足，對光纖通訊技術(shù)的發(fā)展有利于提升我國整體的經(jīng)濟(jì)效益，能夠滿足人們不斷增長的需求，同時(shí)能夠促進(jìn)我國現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]王影.光纖通訊技術(shù)的發(fā)展淺析[J].硅谷，2013，15：15+22.

[2]白鳴飛，周潔.基于光纖通訊技術(shù)的發(fā)展趨勢與應(yīng)用的探討[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2013，12：18.

第4篇：光纖通訊原理范文

關(guān)鍵詞：無源光網(wǎng)絡(luò)原理組成和特點(diǎn) 無錫配網(wǎng)運(yùn)用

中圖分類號： TN711文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

引言

一個無源光網(wǎng)絡(luò)是單一且光纖共享，同時(shí)并使用便宜的分光器，把信號從單一光纖分散至獨(dú)立的用戶，之所以被稱呼為“無源光網(wǎng)絡(luò)”是因?yàn)橛袆e于傳統(tǒng)的電信機(jī)房局端及客戶端的連接，這其中并沒有一個有源電子設(shè)備裝置介于該接入網(wǎng)絡(luò)之間，這樣的優(yōu)勢大大的簡化了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作、維護(hù)及成本，另一個優(yōu)點(diǎn)為相比于一個點(diǎn)對點(diǎn)的光纖網(wǎng)絡(luò)中，其所使用的光纖并不需要很多。

2．原理組成和特點(diǎn)

使用以太網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)造一個無源光纖網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，無源以太光網(wǎng)絡(luò)為點(diǎn)對多點(diǎn)的光纖拓樸結(jié)構(gòu)，當(dāng)用戶連接至特定分配光纖，它們共享光纖配送網(wǎng)絡(luò)(OpticalDistributionNetwork，ODN)，藉由骨干光纖回到電信機(jī)房局端。

對于低光纖數(shù)的需求是可以想象的傳統(tǒng)的點(diǎn)對點(diǎn)的以太網(wǎng)絡(luò)路，路邊交換機(jī)(Curb -Switched)以太網(wǎng)絡(luò)及EPON間的不同。點(diǎn)對點(diǎn)的以太網(wǎng)絡(luò)可能使用N條或2N條的光纖，但必須使用2N個光收發(fā)器，而終端交換機(jī)以太網(wǎng)絡(luò)則使用一條骨干光纖。如此是可以節(jié)省光纖及電信機(jī)房所占用的空間，但仍需使用2N+2個光收發(fā)器，且必須供應(yīng)電力給交換機(jī)來使用。

EPON也使用一個骨干光纖、最少的光纖及占用電信機(jī)房較小的空間，同時(shí)只需N+1個光收發(fā)器，另外也不需要額外的電力，下行的傳輸速率幾乎達(dá)其全速的骨干連接，它同時(shí)也支持下行串行廣播。

EPON網(wǎng)絡(luò)包括光線路終端(OpticalLineTerminal，OLT)及光網(wǎng)絡(luò)單元(OpticalNetwork Unit，ONU)。一般而言，OLT存在于局端電信機(jī)房(Central Office，CO)，多為以太網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)或媒體轉(zhuǎn)換器平臺，ONU則多置于靠近客戶端，如路邊、建筑物或用戶住處，ONU則提供802.3ah WAN接口及802.3ah客戶端接口。

使用分光器

EPON規(guī)劃了在單一光纖上作全雙工傳輸，并以點(diǎn)對多點(diǎn)的拓樸架構(gòu)呈現(xiàn)，用戶只看到自己與局端間的傳輸，而非其它在該拓樸架構(gòu)的用戶。EPON系統(tǒng)使用了分光器(splitter)，利用不同的光波長來進(jìn)行上行串行傳輸及下行串行傳輸，其波長如下:

--1490nm下行串行傳輸，1310nm上行串行傳輸

采用多點(diǎn)控制協(xié)議MPCP

為了管理點(diǎn)對多點(diǎn)(P2MP)光纖網(wǎng)絡(luò)，EPON使用多點(diǎn)控制協(xié)議(Multi-PointControlProtocol，MPCP)。MPCP執(zhí)行帶寬管理工作，包括帶寬的詢問、自動發(fā)現(xiàn)和排序，它在MAC層實(shí)現(xiàn)這些功能，利用了64位的控制信息:

--GATEandREPORT字段用在分配及給予帶寬

--REGISTER和REGISTER_REQUEST字段使用在控制自動發(fā)現(xiàn)ONU過程

MPCP提供了接通網(wǎng)絡(luò)資源的最佳化，自動化排序的機(jī)制減少了帶寬松散的問題，而ONU自動回報(bào)帶寬需求給OLT的機(jī)制用以實(shí)現(xiàn)動態(tài)帶寬分配 (DynamicBandwidthAllocation，DBA)，光收發(fā)器的參數(shù)藉由OLT與ONU的交流機(jī)制而達(dá)到最佳化的目的。

解析OLT和ONU的操作

OLT負(fù)責(zé)自動發(fā)現(xiàn)ONU的過程，其中包含了帶寬排序和LogicalLinkIDs(LLID)的指定，利用時(shí)間標(biāo)記字段在下行傳輸?shù)腉ATEMAC 控制信息，可達(dá)到ONU與OLT同步的功能，ONU接收GATE信息并傳送REGISTER_REQUEST信息，在預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)將其注冊到OLT， OLT利用REGISTER信息回復(fù)給ONU，用以指明認(rèn)可ONU的注冊。

EPON下行串行傳輸

EPON網(wǎng)絡(luò)控制802.3架構(gòu)的物理層廣播，如圖3所示，廣播幀被LLID在預(yù)傳時(shí)間所摘取，一個64位的GATE信息被送到下行串行傳輸來分配帶寬。

EPON上行串行傳輸

無源光網(wǎng)絡(luò)在配電上運(yùn)用

（1）典型通信建設(shè)方案

確定電力用戶用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸通信信道的應(yīng)用時(shí)應(yīng)按以下優(yōu)先原則進(jìn)行：

第一，市區(qū)和城鎮(zhèn)首先選擇專用光纖網(wǎng)絡(luò)；

第二，可應(yīng)用公共營運(yùn)商提供的GPRS/CDMA通信網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建虛擬專用數(shù)傳通信網(wǎng)絡(luò)；

第三，利用供電企業(yè)現(xiàn)有的230MHz無線專網(wǎng)資源。

由于供電系統(tǒng)對對信息管理的要求，因此，在建立數(shù)據(jù)傳輸通信信道方面多選光纖通道。

光纖通信：以光波作為信息載體的通信手段，如工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、光纖收發(fā)器、無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）等。

優(yōu)點(diǎn)：傳輸速率高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、保密性好、傳輸時(shí)延小、組網(wǎng)方式靈活，可以實(shí)現(xiàn)綜合數(shù)據(jù)傳輸。

缺點(diǎn)：一次投資大。但是，隨著光纜性價(jià)比的提高、光設(shè)備成本的下降，光纖通信必將以其在系統(tǒng)穩(wěn)定性、高可靠性和運(yùn)行維護(hù)方便性等方面的優(yōu)勢，成為優(yōu)質(zhì)配網(wǎng)自動化通信的首選。

光纖環(huán)網(wǎng)是配電自動化通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的優(yōu)選方案，可靠性較高；單點(diǎn)故障不會引起通訊故障。光纖通信是高質(zhì)量配網(wǎng)自動化/用電信息采集系統(tǒng)通信的首選

（2）光纖通訊經(jīng)歷的三個階段

2002年以前：第一代技術(shù)：光纖自愈環(huán)網(wǎng)—光MODEM

2002—2006年：第二代技術(shù)：光纖自愈環(huán)網(wǎng)—工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)

2006年至今：第三代技術(shù)：無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）接入技術(shù)2008年

（3）無源光纖以太網(wǎng)自愈環(huán)網(wǎng)用于電力配網(wǎng)通信時(shí)應(yīng)考慮的問題：

a..當(dāng)環(huán)上多個站點(diǎn)需要停電檢修時(shí)的方案

b.當(dāng)配電網(wǎng)需要更改拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或增加/減少設(shè)備時(shí)的方案

無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）：是指在光線路終端（OLT）和光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）之間的光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）沒有任何有源電子設(shè)備的光接入網(wǎng)。

PON：Passive Optical Network

APON：基于ATM的無源光網(wǎng)絡(luò)，G.983

EPON：基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)，802.3ah

GPON：Gigabit PON ，APON的升級版本

點(diǎn)對多點(diǎn)的光纖傳輸和接入技術(shù)

下行采用廣播方式、上行采用時(shí)分多址方式

動態(tài)帶寬分配(DBA)

組網(wǎng)拓?fù)洌嚎梢造`活地組成樹型、星型、總線型等

節(jié)省光纜資源(單纖)、節(jié)省設(shè)備資源、帶寬資源共享、節(jié)省機(jī)房投資、設(shè)備安全性高、建網(wǎng)速度快、綜合建網(wǎng)成本低

抗多點(diǎn)失效

當(dāng)配電網(wǎng)需要增加/減少設(shè)備、改變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，不影響原有設(shè)備的正常運(yùn)行

無源光網(wǎng)絡(luò)天然吻合配網(wǎng)通信需求，是配網(wǎng)自動化\用電信息采集系統(tǒng)通信的首選

(4)實(shí)施方案

1、全網(wǎng)雙纖保護(hù)

LU和RU均配置兩個光收發(fā)單元來組建1+1全保護(hù)網(wǎng)絡(luò)。采用全光纖保護(hù)倒換技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)中不同的光纖路由，分別構(gòu)成系統(tǒng)的兩個通信方向，一個為工作方向，另一個為保護(hù)方向；上行提供串行口和以太網(wǎng)口與前置機(jī)相連，從而實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)雙路由，提高網(wǎng)絡(luò)可靠性。

2、抗多點(diǎn)失效

首家將PON技術(shù)引入配網(wǎng)自動化通信領(lǐng)域，各遠(yuǎn)端通信站之間采用并聯(lián)而不是串聯(lián)方式，一個或多個站的停電檢修或失效不會影響其他站的正常運(yùn)行。

全光纖保護(hù)倒換技術(shù)

自動倒換：通過故障檢測觸發(fā)，如信號丟失、幀丟失、信號劣化等

強(qiáng)制倒換：通過管理事件激活，如光纖的預(yù)先設(shè)定路由、光纖更換等

目前業(yè)界唯一能抗多點(diǎn)失效的解決方案，1:1冗余組網(wǎng)，支持全光纖保護(hù)倒換

4．實(shí)例

4.1大壩變環(huán)網(wǎng)是以大壩變電所為配網(wǎng)主站，以附近9個開關(guān)站為配網(wǎng)子站的一個綜合接入網(wǎng)。通過1+1保護(hù)實(shí)現(xiàn)光纖上數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)的高效傳輸。

4.2楊亭變環(huán)網(wǎng)是以武林變電所為配網(wǎng)主站，以附近7個開關(guān)站為配網(wǎng)子站的一個綜合接入網(wǎng)。通過1+1保護(hù)實(shí)現(xiàn)光纖上數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)的高效傳輸

5．結(jié)論

隨著國家智能配網(wǎng)的概念提出，各大城市配電工程的相繼逐步興起，作為光纖通訊第三代的技術(shù)代表的以太無源光網(wǎng)絡(luò)，提供了一個相對穩(wěn)定可靠的通訊平臺，它的靈活穩(wěn)定不受干擾的可擴(kuò)展組網(wǎng)性適應(yīng)了現(xiàn)行復(fù)雜的配網(wǎng)一次網(wǎng)架，并在今后一次設(shè)備的改造中通訊網(wǎng)絡(luò)基本不受影響，并采用全網(wǎng)雙光纖保護(hù)和抗多點(diǎn)失效技術(shù)大大提高了通訊的可靠穩(wěn)定性，為配網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)這個“瓶頸”提出了可行的解決辦法。

參考文獻(xiàn)

第5篇：光纖通訊原理范文

關(guān)鍵詞 通信；遙控單元；監(jiān)控；微波；光纖

中圖分類號：TE46 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）04-0013-01

1 簡介

番禺34-1平臺通訊系統(tǒng)主要通過光纖與陸地蛇口基地及與南海天然氣主平臺荔灣3-1平臺進(jìn)行通信，平臺內(nèi)部則通過信號線進(jìn)行傳輸，其中包括人與人之間的通信和人與設(shè)備之間的通信兩部分。對于人于人之間的通訊，主要實(shí)現(xiàn)海上人員之間的互相聯(lián)系，海上人員與陸地工作的通信等，這些既有語音的聯(lián)系，也有數(shù)據(jù)的傳輸。對于人與設(shè)備的通信，既指實(shí)現(xiàn)平臺內(nèi)工作人員對所有設(shè)備的監(jiān)控，數(shù)據(jù)傳輸，便于平臺內(nèi)部工作人員進(jìn)行跟蹤和采集已經(jīng)陸地人員對海上數(shù)據(jù)的監(jiān)控和采集。

2 工作原理

番禺34-1平臺通訊系統(tǒng)用以傳輸生產(chǎn)數(shù)據(jù)及控制信號，對外聯(lián)絡(luò)和對內(nèi)廣播報(bào)警。平臺主要依靠海底光纜和衛(wèi)星通信實(shí)現(xiàn)與外界的通訊聯(lián)絡(luò)，并配有必需的無線設(shè)備。平臺通訊系統(tǒng)主要用于平臺內(nèi)部通信和平臺與外部之間的通信兩部分組成。平臺與外面的通信主要有超聲波通訊、微波通訊、衛(wèi)星通訊或光纜通訊、應(yīng)急通訊等；內(nèi)部通訊系統(tǒng)指平臺內(nèi)部人員之間、人員與各種設(shè)備間的通信，主要包括PAGA系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、局域網(wǎng)、娛樂系統(tǒng)、人員對講系統(tǒng)、人機(jī)對講系統(tǒng)等。

3 通訊系統(tǒng)分類

3.1 PA/GA公共廣播系統(tǒng)

海上采油平臺屬于高風(fēng)險(xiǎn)、高難度作業(yè)，番禺34-1平臺的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)則更高，因?yàn)樗鼮樘烊粴馄脚_，平臺上的一點(diǎn)點(diǎn)安全問題，都會演變成巨大的災(zāi)難，為了保證平臺上100多名工作人員的安全，對于信息的實(shí)時(shí)傳達(dá)是非常重要的。如何實(shí)現(xiàn)在這個巨大的采油平臺上所有人員都能及時(shí)的得到信息呢，這就需要公共廣播系統(tǒng)。

公共廣播系統(tǒng)是通過中控室的控制主機(jī)，以及分布在平臺各個地方的無數(shù)揚(yáng)聲器組成，中控室人員通過中控儀表設(shè)備顯示，得知平臺出現(xiàn)危險(xiǎn)警報(bào)時(shí)，會及時(shí)通過廣播系統(tǒng)，告知平臺所有人員，提高警惕，采取怎樣的應(yīng)對措施，這就為平臺自身的救援爭取了很大的時(shí)間。廣播報(bào)警按下列平臺危險(xiǎn)等級進(jìn)行：棄平臺；火災(zāi)及可燃?xì)怏w泄漏；中控的遙控廣播及其他遙控單元廣播及普通廣播等。每種廣播的信號均不同，所有人員都必須嚴(yán)格遵守此要求，保證人身及財(cái)產(chǎn)的安全。

所以說，在海上的平臺中，廣播系統(tǒng)是起到非常重要的角色，它的能否正常運(yùn)行直接關(guān)系到平臺上所有人員的人身安全。也是在進(jìn)行平臺調(diào)試過程中第一個必須啟動的系統(tǒng)。

3.2 電話系統(tǒng)-PABX系統(tǒng)

平臺的電話系統(tǒng)為平臺內(nèi)部人員之間溝通的橋梁和紐帶，同時(shí)也通過光纖網(wǎng)絡(luò)或者是衛(wèi)星也可以實(shí)現(xiàn)平臺人員與陸地之間的通話。

海上平臺電話系統(tǒng)與平時(shí)我們接觸的電話系統(tǒng)沒有什么差別，主要有程控交換機(jī)及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)組成，通過海底光纜與陸地相應(yīng)系統(tǒng)主機(jī)相連接，終端就是普通的電話接口，連接上電話機(jī)就可以進(jìn)行通話了。實(shí)現(xiàn)了平臺人員之間以及平臺與陸地之間的通話溝通。

3.3 CCTV-閉路監(jiān)控系統(tǒng)

雖然海洋石油平臺不大，但是其屬于高密度作業(yè)，高密度人員活動的場所，其對安全的要求就會非常高，故平臺安裝監(jiān)控系統(tǒng)就顯得尤為重要，以便在中控室能夠?qū)崟r(shí)的能夠觀測到平臺的各種情況。監(jiān)控系統(tǒng)有放置在各個重要區(qū)域的攝像頭和放置在控制室的監(jiān)控器，網(wǎng)絡(luò)主機(jī)，監(jiān)控盤組成，實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺上主要區(qū)域的變化，當(dāng)發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)可以馬上通過廣播系統(tǒng)通知平臺上作業(yè)人員進(jìn)行救險(xiǎn)或撤離等信息。

3.4 VHF系統(tǒng)

海上平臺不是孤立的，它的任何補(bǔ)給都需要來往的船舶進(jìn)行提供，其中既包括人員的倒班，也包括設(shè)備的運(yùn)輸、生活的補(bǔ)給等。當(dāng)船舶接臺時(shí)，就需要船上工作人員與平臺相應(yīng)的工作人間進(jìn)行溝通，這就需要了無線對講，這個無線對講系統(tǒng)就是VHF系統(tǒng)，VHF系統(tǒng)為甚高頻段無線電話系統(tǒng)，在船舶與采油平臺中控室分別配置1臺主機(jī)和一臺GPS主機(jī)以及可以隨便移動的相應(yīng)的對講機(jī)，按照國際上對于此甚高頻的規(guī)定，此系統(tǒng)覆蓋156.00-174.00 MHz頻段，用于VHF-FM通訊。備用電源為24V DC供電，需滿足VHF-FM設(shè)備及GPS系統(tǒng)正常工作6小時(shí)?；ネp方通過此頻段對講就可實(shí)現(xiàn)相互的信息傳輸，準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)船舶與海洋石油平臺的通信聯(lián)絡(luò)。

3.5 UHF對講系統(tǒng)

作為平臺工作人員的正常通訊，UHF對講系統(tǒng)是非常必要的。天線安裝在頂部甲板，固定電臺安裝在中控室內(nèi)，采用400 MHz的工作頻率進(jìn)行通訊。平臺工作人員通過UHF對講系統(tǒng)可以隨時(shí)隨地與其他人員進(jìn)行對話及溝通，極大的提高了工作效率。

3.6 衛(wèi)星通信

海洋石油平臺建在大海上，需要與陸地進(jìn)行實(shí)時(shí)的信號傳輸及信息共享，這些就要通過衛(wèi)星進(jìn)行傳輸，滿足平臺接受電視信號，網(wǎng)絡(luò)信息等需求。衛(wèi)星通信由于其安裝方便，并且不受地域的限制，故在海洋通信系統(tǒng)中廣泛使用。

3.7 光纖通信

番禺34-1平臺距離陸地比較遠(yuǎn)，平臺與陸地的主要通信方式還是采用光纖完成，光纖由于其衰減低，同時(shí)成本低，則廣泛應(yīng)用到海洋石油平臺的通信系統(tǒng)中。光纜附著在海纜中，在進(jìn)行海纜鋪設(shè)的過程中光纜也實(shí)現(xiàn)了一起鋪設(shè)。

3.8 娛樂系統(tǒng)

番禺34-1平臺為有人平臺，平臺配置了120人的生活樓，由于平臺內(nèi)工作人員休息的地方，由于平臺內(nèi)工作人員需要幾個月的時(shí)間都呆在平臺上，遠(yuǎn)離陸地，遠(yuǎn)離親人，他們在工作之余，相應(yīng)的娛樂活動還是非常需要的。為了保證正常的生活，在生活樓內(nèi)的各個房間及閱覽室，均安裝有電視，通過衛(wèi)星，接受來自陸地發(fā)射的衛(wèi)星電視信號，滿足平臺工作人員觀看電視的需求。這就是大家所說的通信娛樂系統(tǒng)。

4 結(jié)論

海洋石油平臺雖然不大，但是由于遠(yuǎn)離陸地，又屬于高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境，同時(shí)人員又相對的密集，所以它的通訊系統(tǒng)才顯得更加重要，番禺34-1平臺為我國自己開發(fā)建造的南海第二大油氣田，保證其通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)良好、運(yùn)行正常，才能更好的保證登臺人員的生命安全和平臺的財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)

第6篇：光纖通訊原理范文

關(guān)鍵詞：煤礦；短路保護(hù)；Ether CAT；光纖；聯(lián)鎖

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）27-6224-03

煤礦井下高壓供電網(wǎng)短路保護(hù)無法通過整定值的配合實(shí)現(xiàn)選擇性，一處發(fā)生短路故障，往往引起多級開關(guān)同時(shí)跳閘，嚴(yán)重影響安全和生產(chǎn)[1，2]。短路保護(hù)如何實(shí)現(xiàn)選擇性一直困擾著煤炭行業(yè)，成為亟待解決的問題。國內(nèi)外許多科技工作者提出了多種基于通訊網(wǎng)絡(luò)的解決方案，較為典型的有：

1） 光纖縱差保護(hù)

該方法以縱差保護(hù)為主保護(hù)，下級開關(guān)輸出信號通過光纖接入上級開關(guān)，各變電所之間通過網(wǎng)絡(luò)連接為一個整體[2]，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)可靠性還需進(jìn)一步提高。

2） 電流速斷閉鎖法

在每個變電所內(nèi)設(shè)置短路閉鎖控制裝置，當(dāng)某一開關(guān)檢測到故障信息后，通過閉鎖控制裝置向上級開關(guān)發(fā)送閉鎖信號[3]，采用電氣閉鎖方式，信號傳輸易受干擾，無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)后備保護(hù)的延時(shí)在線整定。

3） 集中控制

通過網(wǎng)絡(luò)將部分或全部開關(guān)聯(lián)接起來，故障信息通過網(wǎng)絡(luò)傳送到集中控制設(shè)備[4，5]，然后由集中控制設(shè)備根據(jù)供電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)關(guān)系識別出距故障點(diǎn)最近的開關(guān)并通知其動作。這種方式對通訊系統(tǒng)的可靠性要求較高，通訊網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)無法正常工作。

目前迫切需要一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單可靠，實(shí)時(shí)性強(qiáng)且通訊故障處理功能完善的保護(hù)方案。實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，為解決這一問題提供了新的思路，該文提出了一種由雙層實(shí)時(shí)以太網(wǎng)Ether CAT網(wǎng)與光纖聯(lián)鎖網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)選擇性的方案。

1 系統(tǒng)方案

如圖1所示，系統(tǒng)主要由雙層實(shí)時(shí)以太網(wǎng)Ether CAT、光纖聯(lián)鎖網(wǎng)、具有Ether CAT通訊接口和連鎖通訊接口的綜合保護(hù)裝置等組成。實(shí)時(shí)以太網(wǎng)Ether CAT與光纖聯(lián)鎖網(wǎng)協(xié)同工作并互為后備，變電所級實(shí)時(shí)以太網(wǎng)Ether CAT網(wǎng)采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，便于管理和擴(kuò)展。

井下供電系統(tǒng)中，短路保護(hù)整定值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于實(shí)際值，各變電所進(jìn)線開關(guān)保護(hù)范圍均在上級變電所出線開關(guān)的保護(hù)范圍內(nèi)，因此本方案中各變電所進(jìn)線開關(guān)不設(shè)保護(hù)，以簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的可靠性。

如圖1所示以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀從主站出發(fā)，逐個訪問環(huán)路上的分站；分站接口芯片具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)，當(dāng)數(shù)據(jù)幀到達(dá)時(shí)，取下相關(guān)數(shù)據(jù)部分或把數(shù)據(jù)信息插入到以太網(wǎng)幀的相應(yīng)域位置，然后再把整個以太網(wǎng)幀轉(zhuǎn)發(fā)到下一個分站；直到最后一個分站，數(shù)據(jù)幀才返回主站處理[9]。此過程無需對數(shù)據(jù)幀編碼/解碼，縮短了數(shù)據(jù)處理時(shí)間，每個從站數(shù)據(jù)處理延遲僅為十幾納秒[10，11]。

2） 光纖聯(lián)鎖網(wǎng)絡(luò)

光纖聯(lián)鎖網(wǎng)絡(luò)將光纖通訊、數(shù)字通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合在一起，以光纖為通訊介質(zhì)，傳輸容量大、距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)；數(shù)字信號在傳輸過程中可通過再生中繼器將失真脈沖再生為完整脈沖，在傳輸過程中只需識別脈沖的有無，可靠性強(qiáng)[12，13]。

2 通訊故障處理

網(wǎng)絡(luò)通訊正常是系統(tǒng)正常工作的前提，實(shí)時(shí)以太網(wǎng)Ether CAT具有較強(qiáng)的通信診斷能力，能迅速地排除故障；支持主站從站冗余檢錯，提高了系統(tǒng)的可靠性；Ether CAT實(shí)現(xiàn)了在同一網(wǎng)絡(luò)中將與安全相關(guān)的通訊和控制通訊融合為一體，并遵循IEC61508標(biāo)準(zhǔn)，滿足安全集成級（SIL）4的要求[9，10]。

井下環(huán)境惡劣，特別是變電所之間距離較遠(yuǎn)，通訊線路出現(xiàn)故障的可能性較大，該系統(tǒng)中實(shí)時(shí)以太網(wǎng)Ether CAT與光纖聯(lián)鎖網(wǎng)絡(luò)互為后備，具有完善的通訊故障處理機(jī)制[14，15]。

2.1 分站間Ether CAT故障

當(dāng)主站與各分站之間的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)Ether CAT因故障完全中斷時(shí)，則光纖聯(lián)鎖網(wǎng)絡(luò)作為其后備網(wǎng)絡(luò)將獨(dú)立實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)的選擇，系統(tǒng)運(yùn)行如圖2。

以K1點(diǎn)故障為例說明故障處理方法：

1） 當(dāng)K1點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，開關(guān)QF31檢測到短路電流進(jìn)入跳閘準(zhǔn)備狀態(tài)（延時(shí)T1），同時(shí)向所在變電所分站3發(fā)送跳閘請求信號；分站3收到跳閘請求信號后，立即向上級變電所出線開關(guān)QF21發(fā)送聯(lián)鎖信號；開關(guān)QF21、QF1同時(shí)監(jiān)測到短路電流，則其動作如開關(guān)QF31；

2） 當(dāng)開關(guān)QF21、QF1在T1延時(shí)內(nèi)收到聯(lián)鎖信后自動啟動遠(yuǎn)后備保護(hù)功能，延時(shí)T2；

3） 開關(guān)QF31在T1延時(shí)到期后未收到跳閘允許信號，因無下級聯(lián)鎖信號，QF31仍正常動作。

2.2 光纖聯(lián)鎖網(wǎng)故障

當(dāng)光纖聯(lián)鎖網(wǎng)絡(luò)通訊因故障完全中斷時(shí)，則實(shí)時(shí)以太網(wǎng)Ether CAT作為其后備網(wǎng)絡(luò)將獨(dú)立完成短路保護(hù)的選擇，系統(tǒng)運(yùn)行如圖3。

以K1點(diǎn)故障為例說明光纖聯(lián)鎖網(wǎng)通訊故障時(shí)，系統(tǒng)處理方法：

1） 當(dāng)K1點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，開關(guān)QF31檢測到短路電流進(jìn)入跳閘準(zhǔn)備狀態(tài)（延時(shí)T1），同時(shí)向所在變電所分站3發(fā)送跳閘請求信號；分站3收到跳閘請求信號后，立即向主站報(bào)告故障信息；開關(guān)QF21、QF1同時(shí)監(jiān)測到短路電流，則其動作如開關(guān)QF31；

2） 主控制器接收到各分站故障信息后，經(jīng)過快速分析計(jì)算，在T1延時(shí)范圍內(nèi)通過分站向開關(guān)QF21、QF1發(fā)送延時(shí)跳閘信號（QF21延時(shí)T2、QF1延時(shí)2T2），向開關(guān)QF31發(fā)送允許跳閘信號；

3） 開關(guān)QF31在T1延時(shí)內(nèi)收到允許跳閘信號，QF31動作，切除故障；

當(dāng)所有網(wǎng)絡(luò)崩潰時(shí)因嚴(yán)重故障崩潰時(shí)，繼電保護(hù)系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入常規(guī)運(yùn)行狀態(tài)。

4 結(jié)束語

實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)Ether CAT與光纖聯(lián)鎖網(wǎng)互為后備，顯著提高了通訊系統(tǒng)可靠性與實(shí)時(shí)性。系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)井下短路保護(hù)的選擇性，降低了互感器飽和引起測量誤差的影響，還可以迅速確定故障范圍，解決過負(fù)荷保護(hù)時(shí)限配合難題。通過改進(jìn)系統(tǒng)可具有電力監(jiān)控功能，為實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)自適應(yīng)在線整定、變電站無人值守創(chuàng)造了條件。

參考文獻(xiàn)：

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第7篇：光纖通訊原理范文

【關(guān)鍵詞】S7-400H 冗余 容錯 CP443-1

中圖分類號：TP 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2013）35-059-01

1、引言

2008年9月本鋼供水廠新建大板坯水處理系統(tǒng)為三連鑄系統(tǒng)供水，該供水系統(tǒng)與二鋼廠的單鑄機(jī)和雙鑄機(jī)都有信號交換，而且單鑄機(jī)和雙鑄機(jī)的IP地址又不在相同的IP網(wǎng)段，因此為PLC的以太網(wǎng)通訊提出了新的要求。本文主要講述了如何實(shí)現(xiàn)在S7-400H系統(tǒng)分別與不同IP網(wǎng)段的PLC進(jìn)行通訊。

2、S7-400H系列CPU的性能特點(diǎn)及工作原理

S7-400H系列PLC是西門子的最新一代高端產(chǎn)品，是可以實(shí)現(xiàn)硬件熱冗余的控制器。S7-400H一般由兩組S7-400通過光纖通信交換數(shù)據(jù)達(dá)到硬件熱冗余的功能。

S7-400的主要特色為：極高的處理速度、強(qiáng)大的通訊性能和卓越的CPU資源裕量。特別適合于高性能的中大規(guī)模系統(tǒng)。需要容錯能力的應(yīng)用系統(tǒng)就要選擇S7-400H PLC?；跇?biāo)準(zhǔn)S7-400模板的S7-400H是一個冗余的PLC，可以明顯地減少生產(chǎn)過程的故障停機(jī)率，適用于那些需要盡可能減少或避免故障停機(jī)的應(yīng)用場合。容錯性是通過二個并行的中央控制器實(shí)現(xiàn)的。它們的CPU通過光纜連接并通過冗余的PROFIBUS DP線路對冗余的I/O進(jìn)行控制。除了故障CPU和PROFIBUS外，I/O自身可以冗余。當(dāng)發(fā)生錯誤或故障時(shí)進(jìn)行無擾動的切換，即未受影響的熱備控制器將在中斷點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行控制而不丟失任何信息。

3、S7-400H系統(tǒng)與不同網(wǎng)段PLC的通訊

大板坯水處理系統(tǒng)對水泵運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性和安全要求都很高。采用西門子S7-400H系統(tǒng)并且網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳捎霉饫w環(huán)網(wǎng)并對硬件進(jìn)行冗余，可保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性達(dá)到要求。其硬件組態(tài)和通訊組態(tài)如下：

圖1硬件組態(tài)

S7-400H系統(tǒng)的兩個CPU子系統(tǒng)通過同步模塊及兩根光纖連接在一起，兩個CPU子系統(tǒng)的DP口分別連接地址為4～27的IM153通訊模板，IM153通訊模板冗余。由于與二鋼廠的單鑄機(jī)和雙鑄機(jī)都有數(shù)據(jù)交換，而單鑄機(jī)和雙鑄機(jī)PLC的IP地址又不在同一個網(wǎng)段上，這對PLC間的通訊提出了新的問題。Siemens的443-1通訊模板成功的解決了這個問題。硬件配置中在S7-400H的HO和H1機(jī)架上分別添加兩個以太網(wǎng)通訊模板CP443-1，分別在H0和H1機(jī)架的CP443-1的屬性中設(shè)置不同網(wǎng)段的IP （如圖2） 。

圖2 CP443-1在不同網(wǎng)段的IP設(shè)置

通訊時(shí)采用的通訊塊為SFB14和SFB15，程序如下圖：

將硬件配置及程序下載到CPU中后，即可實(shí)現(xiàn)和不同網(wǎng)段的通訊。

該系統(tǒng)編程軟件采用西門子Step7 V5.4 SP3。編程過程中應(yīng)添加硬件中斷OB塊，除了OB80—OB88，OB121和OB122外，S7-400H系統(tǒng)還要另外添加OB70（I/O冗余故障）和OB72（CPU冗余故障），以確保發(fā)生硬件故障時(shí)CPU不會進(jìn)入STOP狀態(tài)。此外，S7-400H系統(tǒng)允許進(jìn)行在線硬件下載，即CPU在運(yùn)行模式下可以進(jìn)行硬件下載。

S7-400H是按冗余方式設(shè)計(jì)的，主要器件都是雙重的，可以在事件發(fā)生后繼續(xù)使用備用的器件。在要求容錯和高度可靠性的系統(tǒng)中應(yīng)用越來越多。S7-400H的應(yīng)用提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

第8篇：光纖通訊原理范文

關(guān)鍵詞：混合組網(wǎng)；無線通訊；電力線載波

伴隨著我國電力系統(tǒng)科技水平的不斷增強(qiáng)，我國電網(wǎng)覆蓋面積變得愈發(fā)廣闊，電力系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該怎樣才可以更加高效針對現(xiàn)有的供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源進(jìn)行利用，在電力網(wǎng)上完成高效準(zhǔn)確的信息傳送，這一課題正在逐漸被該行業(yè)中的相關(guān)從業(yè)者所關(guān)注與研究。電力線載波通信使用電力線網(wǎng)絡(luò)當(dāng)做信息傳送的一種通訊方式，因?yàn)榈蛪弘娏ν瑫r(shí)擁有較為廣闊的網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積，并且在接入時(shí)較為方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，由此在我國擁有著極為廣闊的使用前景。但把此通信技術(shù)與我國目前常用的通信技術(shù)進(jìn)行對比，電力線通信在噪聲的控制，頻率的選擇上卻又有明顯的缺陷，為了能讓電力線波載通信技術(shù)能夠在我國被廣泛的運(yùn)用，就必須針對上述問題進(jìn)行解決。

一、混合組網(wǎng)無縫連接的可行性討論

（一）針對無縫連接實(shí)現(xiàn)方法的討論

在配電網(wǎng)絡(luò)中，將混合的通信方式進(jìn)行組網(wǎng)，存在有諸多的技術(shù)難點(diǎn)，其中最為主要的問題是如何將上述多種通信技術(shù)進(jìn)行合理的融合，并且讓上述通信技術(shù)彼此之間不會產(chǎn)生干擾。當(dāng)下，通信技術(shù)的融合主要有以下兩種方法：首先是給予某個系統(tǒng)中的不同的通信技術(shù)進(jìn)行重新開發(fā)，并且從接口處、通訊條例、系統(tǒng)的運(yùn)行模式和帶寬等多個方面進(jìn)行規(guī)范與統(tǒng)一的系統(tǒng)研發(fā)。第二就是給以某個通訊系統(tǒng)構(gòu)建一個能夠開閘混合通訊的網(wǎng)絡(luò)，并從已有的設(shè)備之中找尋能夠相互使用的方法。分析第一種辦法，即重新針對系統(tǒng)進(jìn)行研發(fā)，其特點(diǎn)是在研發(fā)的過程當(dāng)中，需要投入大量的資金，并且在進(jìn)行研發(fā)的過程當(dāng)中，將會投入大量的時(shí)間，但是研發(fā)出的系統(tǒng)在投入使用之后，在很長的一段時(shí)間當(dāng)中，保持相對穩(wěn)定的工作狀態(tài)。在新研發(fā)的系統(tǒng)當(dāng)中，里面的所有通信技術(shù)之間存在有高度的融合性，所以新研發(fā)的系統(tǒng)就需要面對應(yīng)用對象范圍較少且拓展性差的可能。針對電力系統(tǒng)中的配用電系統(tǒng)來講，當(dāng)下開發(fā)出一套滿足并能夠漸變復(fù)制的混合通訊系統(tǒng)，擁有極為廣闊的使用前景。當(dāng)下，構(gòu)建混合通訊網(wǎng)絡(luò)一般所采用是第二種方法，即在現(xiàn)存的通訊產(chǎn)品之中，選擇合適的設(shè)備。構(gòu)建混合通訊網(wǎng)絡(luò)需要考慮的環(huán)節(jié)主要有以下幾個部分：首先是融合點(diǎn)通訊技術(shù)的接口，融合點(diǎn)涵蓋到數(shù)據(jù)傳輸過程中的數(shù)據(jù)交換，因此在該系統(tǒng)當(dāng)中就一定要有一致的接口，當(dāng)下采取的主要辦法是使用以太網(wǎng)接口或串行接口等，針對一些特別應(yīng)用，相關(guān)技術(shù)人員可以選擇使用總線接口的辦法。其次就是電力線載波通信系統(tǒng)中通訊穩(wěn)定的穩(wěn)定，雖然使用無線網(wǎng)進(jìn)行通訊可以有效改善因?yàn)榻ㄖ飿?gòu)建復(fù)雜從而導(dǎo)致的線路搭建困難的問題，但是電力線載波無線通信系統(tǒng)本身的穩(wěn)定性同樣還是相關(guān)技術(shù)工作者需要進(jìn)行解決的問題。尤其是在電力設(shè)備當(dāng)中，通信信號是否穩(wěn)定往往會對電網(wǎng)的安全產(chǎn)生決定性的影響。最后是在未來電力線載波通信技術(shù)投入使用之后，怎樣才能夠讓該系統(tǒng)在多種通訊方式聯(lián)合的情況下，卻不會受到干擾，同時(shí)也不會干擾到其他信息的正常傳輸，上述問題都是在電力線載波通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)和難點(diǎn)。

（二）多通道通信系統(tǒng)在未來應(yīng)用前景的展望

伴隨著我國電力系統(tǒng)發(fā)展的愈發(fā)智能化，原本單一的通訊技術(shù)已經(jīng)無法多角度全方位滿足多種規(guī)模配電自動化的要求，所以多種通訊方式在配電網(wǎng)中的混合使用就無法避免，因此多通道混合通訊技術(shù)在未來擁有著極為廣闊的發(fā)展前景。

二、電力線載波無線通信系統(tǒng)的運(yùn)行原理

筆者設(shè)計(jì)的電力線載波無線通信系統(tǒng)原理如圖1所示。組網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成是由無線發(fā)射板塊、運(yùn)算板塊、電力線載波板塊這三個部分形成，和用電設(shè)備相互聯(lián)通的電量計(jì)算模板依靠AD來進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即把模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號。之后電聯(lián)計(jì)算模板開始針對獲得的相關(guān)信息進(jìn)行儲存和處理，然后先把信號傳輸至無線發(fā)射板塊，與此同時(shí)，電量計(jì)算模板也可以把信息傳輸?shù)诫娏€載波板塊。

三、運(yùn)行電力線載波無線通信系統(tǒng)的技術(shù)要點(diǎn)

按照配用電現(xiàn)場的實(shí)地環(huán)境，需要進(jìn)行技術(shù)組網(wǎng)的正確選擇，考慮到無線和電力線載波通信完成從使用電終端至通信集中器，從而再到主站的完全通信路程，并針對混合通訊的完美相連，筆者提出了相應(yīng)的執(zhí)行方案。

（一）電力線波載和無線的特點(diǎn)

電力線載波技術(shù)和無線通訊技術(shù)都不需要事先進(jìn)行對傳輸導(dǎo)體的鋪設(shè)工作，寬帶和信息傳輸速度都可以符合一定條件下配電網(wǎng)的業(yè)務(wù)需要，在我國目前使用的標(biāo)準(zhǔn)通信接口之中可完成相互聯(lián)網(wǎng)或者按照關(guān)系等通訊方法進(jìn)行組網(wǎng)工作。電力線載波指的是使用電力線作為數(shù)據(jù)傳送介質(zhì)的一種通訊方法，該種通訊方法是使用電力線進(jìn)行信號的傳送工作，在此工程之中，不再需要鋪建新的通訊電纜，極大程度上減少了施工的時(shí)間和施工中的資金投入，成為在我國范圍內(nèi)諸多地區(qū)SCADA系統(tǒng)10KV線路檢測中最常用的通訊方式之一。在電力配網(wǎng)通訊中可以使用中壓電力線載波通訊技術(shù)進(jìn)行針對終端信息的采集和傳送工作，在進(jìn)行用電信息的采集過程中，可以使用抵押電力線載波超標(biāo)等技術(shù)從而完成載波通信技術(shù)的實(shí)時(shí)采集。例如，在智能電動車充電站當(dāng)中，針對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集時(shí)也可以應(yīng)用中壓電力線通訊技術(shù)完成。電力線是電力公司進(jìn)行直接管理的，所以專線之間的通訊就擁有更高的安全性。但是在信息傳送速率上，配電線載波通訊的效率相對較低，并且及其容易受到干擾，在傳送過程當(dāng)中，還會發(fā)生信息失真等現(xiàn)象，上述原因都在很大程度上阻礙電力線載波通訊技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。無線通信系的組成是由無線終端、無線基站和應(yīng)用管理服務(wù)器構(gòu)成，并且按照不同應(yīng)用在運(yùn)行過程中要求的不同，可以選擇不一樣的無線技術(shù)，筆者重點(diǎn)講述無線寬帶技術(shù)TD-LTE230MHz與靜距離無線技術(shù)Zigbee。TD-LTE230MHz無線寬帶技術(shù)是電力系統(tǒng)與第四代寬帶無線通訊技術(shù)的綜合運(yùn)用，其符合配用電網(wǎng)絡(luò)中分布較為廣闊，實(shí)時(shí)監(jiān)測點(diǎn)較多，并且對通訊可靠性很高等相關(guān)使用特點(diǎn)。在中國地區(qū)無線寬帶系統(tǒng)單扇區(qū)的信息傳輸速度上行為1.76Mbit/s下行為0.711Mbit/s,無中繼覆蓋范圍超過三千米。TD-LTE230MHz的優(yōu)點(diǎn)是它隸屬于電力系統(tǒng)中的專用無線頻段，因此不會和其他設(shè)備所產(chǎn)生的信號進(jìn)行相互干擾，并且在使用過程當(dāng)中，不需要另行申請頻段，擁有較大的網(wǎng)絡(luò)容量，一個基站可以支持一萬名用戶同時(shí)進(jìn)行使用。同時(shí)，TD-LTE230MHz還擁有較好的抗干擾性和抗延遲性，它是應(yīng)用OFDMS技術(shù)對信號進(jìn)行調(diào)制，能夠有效抵御來自多個方面的干擾因素。TD-LTE230MHz寬帶無線技術(shù)能符合智能電網(wǎng)中對相關(guān)配電數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，并完成配網(wǎng)的全自動化，因此TD-LTE230MHz在監(jiān)控用電、電動機(jī)車運(yùn)行方面擁有極為廣闊的使用前景。ZIgbee是建立在IEEE802.15.4協(xié)議之上的，是低能耗、近距離中所采用的一種無線通訊技術(shù)，因?yàn)閆Igbee屬于開放頻段，所以此種通信技術(shù)為了最大程度降低干擾，在各個頻段之中都是用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)。針對Zigbee，其特點(diǎn)有；在運(yùn)行過程中，其成本極低，一套完整的zigbee設(shè)備的售價(jià)一般不會超過一千元人民幣；擁有較高的網(wǎng)絡(luò)容量；在進(jìn)行工作的過程當(dāng)中，產(chǎn)生的延遲較低。一般來說，在進(jìn)行設(shè)備搜索的過程當(dāng)中，延遲的典型值僅為30ms左右，在休眠狀態(tài)下僅為15ms左右，在有活動設(shè)備接入時(shí)，僅為15ms左右。波載通信技術(shù)采用電力線進(jìn)行信息的傳統(tǒng)，其帶寬MHZz范圍在2-30，信息的傳送速度為1Mbits/s,信息傳送距離為十幾千米以內(nèi)。而在安全性方面，波載通信是使用專網(wǎng)通訊加密的計(jì)算方式進(jìn)行對信息的加密。TD-LTE230MHz可以使用大氣進(jìn)行信息的傳送，在進(jìn)行傳送的過程當(dāng)中，其帶寬MHZz的范圍在1-20，傳輸速度可以達(dá)到1-2Mbit/s，傳送距離一般大于3km小于10km。TD-LTE230MHz信息傳送的過程中，采用3DE或者AES的方式進(jìn)行加密。ZigBee同樣可以依靠大氣進(jìn)行信息的傳輸，在傳輸?shù)倪^程當(dāng)中，帶寬MHZ為2-5，但在傳輸速度方面就顯得較為滯后了，僅為250Kbit/s，傳送距離僅在2km之內(nèi)，在安全性方面，ZigBee沒有特殊的安全防護(hù)手段，其安全性較差。

（二）通信組網(wǎng)計(jì)劃

電力線波載技術(shù)和無線技術(shù)不但可以單獨(dú)形成電網(wǎng)，同時(shí)還可以相互混合組成網(wǎng)絡(luò)，電力線波載能夠承受的寬帶帶寬為2M-20M，還能夠作為多個終端專點(diǎn)信息上傳的通道，并且依靠電力線波載較長數(shù)據(jù)的傳送能力，可以把無線集中器所采集的信息，通過電力線載波進(jìn)行上傳。電力線載波主載波能夠直接和電網(wǎng)通訊的主站點(diǎn)進(jìn)行連接，同時(shí)還可以依靠其他的通訊技術(shù)將信息傳遞至通信主站之中。例如，電力線載波主載波及上行鏈接連接至光纖網(wǎng)絡(luò)或者無線網(wǎng)絡(luò)之中。低壓電力波載通訊的方法不能夠完成變壓器之間的通訊，還可以使用相同變壓器進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，從而要完成電器設(shè)備的遠(yuǎn)距離監(jiān)控的能力，就需要在數(shù)據(jù)收集器與上位機(jī)管理系統(tǒng)之間甄選其他的通訊辦法。因?yàn)閆igBee在進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中，受到了較大的信息傳送距離的限制，而聯(lián)想到WIFI技術(shù)無線電波的涵蓋范圍較大，最大半徑能達(dá)到大約900英尺，即大約300米。除此之外，藍(lán)牙的覆蓋范圍大約是50英尺，大約為15米。所以在傳送距離層面上Zigbee技術(shù)或者藍(lán)牙技術(shù)都比WIFI較差，并且WIFI擁有傳播速度快的優(yōu)點(diǎn)，其最大傳播速度能達(dá)到37.5Mbit/s，極大程度上高于TD-LTE230MHz和Zig。所以在此處筆者建議使用構(gòu)建結(jié)構(gòu)簡單，同時(shí)擁有更廣波及范圍和最快傳播速度的WIFI無線網(wǎng)絡(luò)開展數(shù)據(jù)的。

四、結(jié)束語

電力線載波和無線通信系統(tǒng)在信息傳送能力、信息傳送穩(wěn)定性等方面與光纖通訊之間存在有較大的差異。作為光纖通訊方式的一種有效補(bǔ)充，電力線載波與無線通信方式有其存在的價(jià)值與重要作用。在城市之中，針對部分地區(qū)光纖不容易鋪設(shè)的特點(diǎn)；在城鄉(xiāng)結(jié)合地區(qū)，相關(guān)站點(diǎn)安排比較分散的特點(diǎn)，由此造成在這些地區(qū)當(dāng)中，一般會使用非光纖通信的方式。在一些對速度和實(shí)時(shí)性要求都不高的地區(qū)，電力線載波和無線通信系統(tǒng)就能夠彰顯出其特有優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]張堯,任登峰,張安琳.基于Zigbee技術(shù)的無線—低壓載波通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2010,10:110-113.

第9篇：光纖通訊原理范文

關(guān)鍵詞：電力通訊；自動化設(shè)備；載波通訊；微波通訊；光纖通訊

中圖分類號：TN916文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2009）05-0122-02

一、電力通訊自動化設(shè)備

（一）載波通訊設(shè)備

一個完整的載波通訊系統(tǒng)，按功能劃分，大體分為調(diào)制系統(tǒng)、載供系統(tǒng)、自動電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)、振鈴系統(tǒng)和增音系統(tǒng)。其中前四部分是載波機(jī)的主要組成。

1．載波機(jī)。電力線載波機(jī)概括起來由四部分組成：自動電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)、載供系統(tǒng)、調(diào)制系統(tǒng)和振鈴系統(tǒng)。載波機(jī)類型不同，各自系統(tǒng)的構(gòu)成原理、實(shí)現(xiàn)方式等都有所不同。調(diào)制系統(tǒng)：雙邊帶載波機(jī)傳輸?shù)氖巧舷聝蓚€邊帶加載頻信號，只要經(jīng)過一級調(diào)制即可將原始信號搬到線路頻譜；單邊帶載波機(jī)傳輸?shù)氖菃芜厧б种戚d頻的信號，一般要經(jīng)過兩級或三級調(diào)制將原始低頻信號搬往線路頻譜。自動電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)：此系統(tǒng)的設(shè)置是為補(bǔ)償各種因素所引起的傳輸電平的波動。在雙邊帶載波機(jī)中，載頻分量是常發(fā)送的，在接收端，將能夠反映通道衰減特性變化的載頻分量進(jìn)行檢波、整流，而后去控制高載放大器的增益，即可實(shí)現(xiàn)此目的；單邊帶載波機(jī)，設(shè)置中頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)，發(fā)信端的中頻載頻一方面送往中頻調(diào)幅器，另一方面經(jīng)高頻調(diào)幅器的放大器送往載波通路，對方收信支路用窄帶濾波器選出中頻，放大后，一方面送中頻解調(diào)器進(jìn)行同步解調(diào)另一方面作為導(dǎo)頻，經(jīng)整流后，再去控制收信支路的增益或衰減，從而實(shí)現(xiàn)自動電平調(diào)節(jié)。振鈴系統(tǒng)：為保證調(diào)度通訊的迅速可靠，電力線載波機(jī)均設(shè)置樂自動交換系統(tǒng)以完成振鈴呼叫自動接續(xù)的任務(wù)。雙邊帶載波機(jī)是利用載頻分量實(shí)現(xiàn)自動呼叫，單邊帶載波機(jī)則設(shè)有專門的音頻振鈴信號。載供系統(tǒng)：其作用是向調(diào)制系統(tǒng)提供所需載頻頻率。在雙邊帶載波機(jī)中，發(fā)信端根據(jù)調(diào)制系統(tǒng)的需要，一般設(shè)有中頻載頻和高頻載頻，而且收信端除設(shè)有一個高頻載頻振蕩器外，中頻解調(diào)器的載頻則主要靠對方端送過來的中頻載頻，以實(shí)現(xiàn)載頻的“最終同步”。

2．音頻架、高頻架。在載波通訊中，如果調(diào)度所和變電站相距較遠(yuǎn)，為了保證撥號的準(zhǔn)確性和通訊質(zhì)量，在調(diào)度所側(cè)安裝音頻架，而在變電站側(cè)安裝高頻架，兩架之間用音頻電纜連接起來。載波機(jī)按音頻架、高頻架分架安裝后，用戶線很短，通訊質(zhì)量明顯提高，另外給遠(yuǎn)動通路信號電平的調(diào)整也帶來方便。同時(shí)，話音通路四線端亦在調(diào)度所，便于與交換機(jī)接口組成專用業(yè)務(wù)通訊網(wǎng)。

（二）微波通訊設(shè)備

根據(jù)微波站的作用，所承擔(dān)任務(wù)的不同，微波站分為不同類型。根據(jù)站型的不同，其設(shè)備也有所不同。但一般來說，包括以下設(shè)備：終端機(jī)、收發(fā)信機(jī)、天饋線、微波配線架、電源、蓄電池、鐵塔等。

1．收、發(fā)信機(jī)。微波收、發(fā)信機(jī)的主要任務(wù)就是在群路信號與微波信號之間進(jìn)行頻率變換。在發(fā)信通道，頻率變換過程是將信號的頻率往高處變（群路信號變?yōu)槲⒉ㄐ盘枺?，即上變頻。在收信通道，頻率變換過程是將信號的頻率往低處變（微波信號變?yōu)槿郝沸盘枺?，即下變頻。

2．終端機(jī)。微波通訊系統(tǒng)中，必須有復(fù)用設(shè)備作為終端機(jī)，其作用是：在發(fā)信端，將各用戶的話路信號，按一定的規(guī)律組合成群頻話路信號；在收信端，將群頻話路信號，按相應(yīng)規(guī)律解出各個話路信號。

（三）光纖通訊設(shè)備

光纖通訊系統(tǒng)主要包括光端機(jī)和光中繼機(jī)以及脈沖編碼調(diào)制PCM數(shù)字通訊設(shè)備。

1．光端機(jī)。光端機(jī)是光纖通訊系統(tǒng)中主要設(shè)備。它由光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)組成。在系統(tǒng)中的位置介于PCM電端機(jī)和光纖傳輸線路之間。光發(fā)送機(jī)由輸入接口、光線路碼型變換和光發(fā)送電路組成。光接收機(jī)由光接收定時(shí)再生、光線路碼型變換和輸出接口等組成。光端機(jī)中還有其他輔助電路，如公務(wù)、監(jiān)控、告警、輸入分配、倒換、區(qū)間通訊、電源等。在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高光端機(jī)的可靠性，往往采用熱備用方法，使系統(tǒng)在主備狀態(tài)下工作，正常情況下主用部分工作，當(dāng)主用部分發(fā)生故障時(shí)，可自動切換到備用部分工作，目前應(yīng)用較多的是一主一備方式。光端機(jī)各主要組成部分作用如下：輸入接口：將PCM綜合業(yè)務(wù)接入系統(tǒng)送來的信號變成二進(jìn)制數(shù)字信號。光線路碼型變換：簡稱碼型變換，將輸入接口送來的普通二進(jìn)制信號變換為適于在光纖線路中傳送的碼型信號。光發(fā)送電路：包括光驅(qū)動電路、自動光功率控制電路和自動溫度控制電路。光驅(qū)動電路將碼型變換后的信號變換成光信號向?qū)Ψ絺鬏?。光接收電路：將通過光纖送來的光脈沖信號變換成電信號，并進(jìn)行放大，均衡改善脈沖波形，清除碼間干擾。定時(shí)再生電路：由定時(shí)提出和再生兩部分組成，從均衡以后的信號流中抽取定時(shí)器，再經(jīng)定時(shí)判決，產(chǎn)生出規(guī)則波形的線路碼信號流。光線路碼型反變換：簡稱碼型反變換。將再生出來的線路信號還原成普通二進(jìn)制信號流。光端機(jī)一般采用條架結(jié)構(gòu)，單元框方式。不同速率下工作的光端機(jī)，單元框的組成情況也不同。

2．光中繼機(jī)。在進(jìn)行長距離光傳輸時(shí)，由于受發(fā)送光功率、接收機(jī)靈敏度、光纖線路衰耗等限制，光端機(jī)之間的最大傳輸距離是有限的。例如34Mbit/s光端機(jī)的傳輸距離一般在50～60km的范圍，155Mbit/s光端機(jī)的傳輸距離一般在40～55km的范圍，若傳輸距離超過這些范圍，則通常須考慮加中繼機(jī)，相當(dāng)于光纖傳輸?shù)慕恿φ?，這樣可以將傳輸距離大大延長。由于光中繼機(jī)的作用可知，光中繼機(jī)應(yīng)由光接收機(jī)、定時(shí)、再生、光發(fā)送等電路組成。一般情況下，可以看成是沒有輸入輸出接口及線路碼型正反變換的光端機(jī)背靠背的相連。因此，光中繼機(jī)總的來說比光端機(jī)簡單，為了實(shí)現(xiàn)雙向傳輸，在中繼站，每個傳輸方向必須設(shè)置中繼，對于一個系統(tǒng)的光中繼機(jī)的兩套收、發(fā)設(shè)備，公務(wù)部分是公共的。

3．?dāng)?shù)字通訊設(shè)備。一般來說，數(shù)字通訊設(shè)備包括PCM基群和高次群復(fù)接設(shè)備。PCM基群設(shè)備是將模擬的話音信號通過脈沖編碼、調(diào)制，變成數(shù)字信號，再通過數(shù)字復(fù)接技術(shù)，將多路PCM信號變成一路基群速率為2048Mbit/s信

號進(jìn)行傳送，以及將收到的PCM基群信號通過相反的處理過程，還原成模擬的話音信號的一種設(shè)備。

二、電力通訊網(wǎng)絡(luò)的工作模式

通訊的目的是為了傳送、交換信息。雖然信息有多種形式（如語音，圖像或文字等），但一般通訊系統(tǒng)的組成都可以概括為：信源是指信息的產(chǎn)生來源，這些信息都是非電信息，要轉(zhuǎn)換成電信號，需要一種變換器，即輸

入設(shè)備。交換設(shè)備是溝通輸入設(shè)備與發(fā)送設(shè)備的接續(xù)裝置。它可以經(jīng)濟(jì)地使用發(fā)信設(shè)備，提高發(fā)信設(shè)備的利用率。發(fā)送設(shè)備的任務(wù)是將各種信息的電信號經(jīng)過處理（如調(diào)制、濾波、放大等）使之滿足信道傳輸?shù)囊螅⒔?jīng)濟(jì)有效地利用信道。載波通訊中，載波機(jī)的發(fā)信部分就是一種發(fā)送設(shè)備。信道是信息傳輸?shù)拿浇椋爬ǖ刂v分有線信道和無線信道。信號在傳輸過程中，還會受到來自系統(tǒng)內(nèi)部噪聲和外界各種無用信號的干擾各種形式的噪聲集中在一起用一個噪聲源表示。接收設(shè)備和輸出設(shè)備的作用與發(fā)送設(shè)備和輸入設(shè)備作用相反，它們是接收線路傳輸?shù)男畔?，并把它恢?fù)為原始信息形式，完成通訊。在電力工業(yè)中，現(xiàn)已形成以網(wǎng)局及省局為中心的專用通訊網(wǎng)，并且已開通包括全國各大城市的跨省長途通訊干線網(wǎng)絡(luò)。在現(xiàn)行的通訊網(wǎng)中光纖通訊已占主導(dǎo)地位。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，大電站、大機(jī)組、超高壓輸電線路不斷增加，電網(wǎng)規(guī)模越來越大；通訊技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，裝備水平不斷提高，更新周期明顯縮短。數(shù)字微波、衛(wèi)星通訊、移動通訊、對流層散射通訊、特高頻通訊、擴(kuò)展頻譜通訊、數(shù)字程控交換機(jī)以及數(shù)據(jù)網(wǎng)等新興通訊技術(shù)在電力系統(tǒng)中會得以逐漸推廣與應(yīng)用。

三、結(jié)語

在合理規(guī)劃、設(shè)計(jì)和實(shí)施各種網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，如何為電力系統(tǒng)提供種類繁多、質(zhì)量可靠的服務(wù)，就成為擺在電力通訊部門面前的一個重要課題，而建立一個綜合、高效的電力系統(tǒng)通訊資源管理系統(tǒng)則是解決這一問題的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)工程，具有十分重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]張淑娥，孔英會，高強(qiáng)．電力系統(tǒng)通信技術(shù)[M]．北京：中國電力出版社，2005．