【精選】第一章光纖通信系統(tǒng)基礎(chǔ)簡介VIP

1、2011屆畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 _學生姓名 學 號 指導(dǎo)教師 專 業(yè) 班 級 系 別 陜西電子信息職業(yè)技術(shù)學院 二一一年五月 日陜西電子信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計(論文)誠信承諾書本人慎重承諾和聲明：所撰寫的 是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下自主完成，文中所有引文或引用數(shù)據(jù)、圖表均已注解說明來源，本人愿意為由此引起的后果承擔責任。本畢業(yè)設(shè)計(論文)的研究成果歸學校所有。 學生(簽名)： 年 月 日 陜西電子信息職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 一、設(shè)計（論文）任務(wù)及要求： 學生姓名 指導(dǎo)教師簽名 年 月 日二、指導(dǎo)教師評語： 指導(dǎo)教師簽名 年 月 日三、答辯組評審意見： 答辯組長簽名 年 月 日四、成績

2、： 畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)小組組長簽名 年 月 日目錄第一章 光纖通信系統(tǒng)基礎(chǔ)簡介1.1 起源1.2 發(fā)展1.3 系統(tǒng)組成1.4 光纖通信系統(tǒng)概述第二章 光纖線路故障的定位2.1光纜線路的故障定位2.2如何才能更精確的判斷障礙點的準確位置2.3提高光纜線路故障定位準確性的方法第三章 利用OTDR自動監(jiān)測光纜網(wǎng)絡(luò)3.1光纜維護面臨的問題3.2 OTDR自動光纜監(jiān)測系統(tǒng)3.3 系統(tǒng)設(shè)計方案3.4 系統(tǒng)主要功能3.5 系統(tǒng)的特點第四章光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢4.1 我國光纖光纜發(fā)展的現(xiàn)狀4.2 光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢第一章 光纖通信系統(tǒng)基礎(chǔ)簡介1.1 起源: 1966年，美籍華人高錕博士（C.K.Kao）

3、和霍克哈姆（C.A.Hockham）發(fā)表論文，預(yù)見了低損耗的光纖能夠應(yīng)用于通信，敲開了光纖通信的大門。從此光纖在通信中的應(yīng)用引起了人們的重視，很快在1970年8月，美國康寧公司首次研制成功損耗為20dB/ km的光纖，光纖通信的時代由此開始了。 1.2 發(fā)展： 廣纖通信系統(tǒng)的傳輸容量從1980年到2000年這20年間增加了近一萬倍，傳輸速度在過去的10 年中大約提高了100 倍。目前我國長途傳輸網(wǎng)的光纖化比例已超過80%，預(yù)計到2010年，全國光纜建設(shè)長度將再增加約105km，并且將有11個大城市設(shè)10G以上的大容量光纖通信網(wǎng)路。 1.3 系統(tǒng)組成 數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)的主要組成部分為光發(fā)送機、光

4、纖信道和光接收機。對于高速率長距離數(shù)字元光通信系統(tǒng)，此時多采用外調(diào)制方式，其組成框圖如圖所示。 1.4 光纖通信系統(tǒng)概述 近代光通信的真正發(fā)展則只是近三四十年的事，其中起主導(dǎo)作用的是激光器和光纖的誕生。首先是1960年Maiman發(fā)明了紅寶石激光器，激光器產(chǎn)生的強相干光為現(xiàn)代光通信提供了可靠的光源。這種單波長的激光具有普通無線電波一樣的特性，可對其調(diào)制而攜帶信息。利用激光的早期光通信也是通過大氣傳輸?shù)?。但很快發(fā)現(xiàn)，許多因素如霧、雨、云，甚至一隊偶然飛過的鳥，都會干擾光波的傳播，因而只能作短距離通信用c顯然，需要一種像射頻或微波通信的電纜或波導(dǎo)那樣的光波通信傳輸線，以克服這些影響，實現(xiàn)信息的長距

5、離穩(wěn)定傳輸。 1965年，E.Miller報導(dǎo)了出金屬空心管內(nèi)一系列透鏡構(gòu)成的透鏡光波導(dǎo)可避免大氣傳輸?shù)娜秉c，但田其結(jié)構(gòu)太復(fù)雜且精度要求太高而不能實用。而另一方面，光導(dǎo)纖維的研究正在扎實進行。早在1951年就發(fā)明了醫(yī)療用玻璃纖維，但這種早期的光導(dǎo)纖維損耗太大(大于1000dB/km)，也不能作為光通信的傳輸媒質(zhì).1966年，CK.Kao和GA.Hockman發(fā)表了對光纖通信發(fā)展具有歷史意義的著名論文。他們在分析了造成光纖傳輸損耗高的主要原因后指出，如能完全除去玻璃中的雜質(zhì)，損耗就可降到20dBkm相當于同軸電纜的水平，那么，光纖就可用來進行光通信。在這種預(yù)想的鼓舞下，Corning公司終于在1

6、970年制出了20dB/km損耗的光纖，從而為光纖通信的發(fā)展鋪平了道路。對光纖譜特性的研究發(fā)現(xiàn)，它有3個低損耗的傳輸窗口，即850nm的短波長窗口和1300nm、1500nm的長波長窗口。而后，隨著新的制造方法的出現(xiàn)及工藝水平的不斷提高，光纖損耗不斷降低。到1979年，單模光纖在1550nm波長的損耗已降到0.2dBkm，接近石英光纖的理論損耗極限,而且光波頻率高，光纖的帶寬資源亦十分可觀，是任何其它傳輸媒質(zhì)無法比擬的?？梢赃@樣說，光纖是通信工作者夢寐以求的理想傳輸媒質(zhì)，有近乎完美的質(zhì)量： 幾乎是無限的帶寬； 幾乎是零的損耗： 幾乎為零的信號失真 幾乎為零的功率消耗 幾乎為零的材料消耗 幾乎為

7、零的占有空間 幾乎為零的價格。 因此，光纖是信息高速公路基礎(chǔ)，開創(chuàng)當今信息革命的新紀元。 在光纖損耗不斷降低的同時，光源研究的進展亦十分迅速。1962年，GaAs半導(dǎo)體激光二極管(LD)問世，意味著現(xiàn)代光通信有了小體積的高速光源。GaAs-LD的發(fā)射波長為870nm，在摻雜鋁后移到了光纖的短波長低損耗窗口。后來，GaAs-LD又實現(xiàn)了室溫長時間工作。利用四元系合金InGaAsP制造出了1300nm及1550 nm的LD光源。由于LD 昂貴，適合光纖通信的高亮度LED也研制了出來。這樣，隨著符合光纖傳輸要求，各種波長、高效率、長壽命、高速率半導(dǎo)體光源的研制成功，光纖通信的實用化及大發(fā)展已是水到渠

8、成。 LD輸出進入單模光纖的功率約為1mW。在光纖通信中又常用dBm作為功率單位，它是以1mW為基準、用dB表示的相對功率大小。 此外，在光接收機的研究方面，各種波長范圍的高效率、高速率半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)換器件(如APD、PIN)也陸續(xù)問世。1973年，S.D.Personick發(fā)表了有關(guān)PCM數(shù)字光接收機分析的論文，解決了現(xiàn)代光纖通信系統(tǒng)中光接收機的設(shè)計問題。數(shù)字接收機的靈敏度是很高的，如25Gb/s的信早時可達-30 dBm(1微瓦)。那未對于似乎很小的1mW發(fā)送功率，光纖損耗為0.2dBkm時，僅從損耗而言的傳輸距離就可達100km以上。此外，為了滿足系統(tǒng)應(yīng)用的需要，各種光無源器件(如光纖活動

9、連接據(jù)、光衰減器、光波、分復(fù)用器、隔離器及分路器等)及專用儀器設(shè)備(如光纖嫁接機、時域反射計、光功率計等)也陸續(xù)配套商用。 1974年左右，許多國家進行了各種室內(nèi)的光纖通信傳輸實驗，1976年后出現(xiàn)了各種實用的光纖通信系統(tǒng),1980年美國電報電話公司的45Mb/s光纖通信系統(tǒng)FT-3實現(xiàn)商用。從20世紀80年代起進入了光纖通信高速發(fā)展的時期，經(jīng)歷了從短波長到長波長、從多模光纖到單模光纖、從低速率到高速率的發(fā)展過程。至今，商用光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)歷四代，即850nm波長多模光纖的第一代系統(tǒng)(1980-)、1300nm波長單模光纖的第二代系統(tǒng)(1983-)、1550nm單模光纖單頻激光器的第三代

10、系統(tǒng)(199l-)及采用光放大器的第四代系統(tǒng)(1995-)。全世界已鋪設(shè)的光纜總長達幾干萬公里，我國亦鋪設(shè)了數(shù)十萬公里，形成了遍布全國、全世界的陸地及海底光纖網(wǎng)。從2.5-10Gb/s的系統(tǒng)均已實用化并大量應(yīng)用，40Gb/s的超高速光纖通信技術(shù)進展亦十分迅速。圖為通信系統(tǒng)容量的發(fā)展圖，可見只有采用了光纖通信后才實現(xiàn)指數(shù)式的增長。 為了充分發(fā)揮光纖的帶寬潛力，克服光纖損耗及色散的影響、延長中繼距離、擴大傳輸容量及降低成本，一直是光纖通信的發(fā)展目標。各種光纖通信新技術(shù)不斷出現(xiàn)，系統(tǒng)的碼速距離積一再提高幾乎每4年增加一個數(shù)量級。這些新技術(shù)包括： 1) 有源及無源光器件、系統(tǒng)端機的集成化與模塊化，提高

11、速率與性能簡化結(jié)構(gòu)降低成本，是系統(tǒng)發(fā)展最主要的技術(shù)基礎(chǔ)；2) 波分復(fù)用(WDM，Wavelength Division Multiplexing)技術(shù)，實現(xiàn)單根光纖上超高速、超大容量傳輸； 3) 光放大器技術(shù)，尤其是摻餌光纖放大器(EDFA，Erbium-Doped Fiber Amplifier)及光放大器在長途干線系統(tǒng)以及用戶分配系統(tǒng)中的應(yīng)用； 4) 孤子通信技術(shù)； 5) 高速光纖網(wǎng)技術(shù)，全光網(wǎng)技術(shù)等。 發(fā)展這些新技術(shù)的宗旨，都是為了更好地滿足日益增長的信息需求。其中，WDM技術(shù)與光放大器處術(shù)的完美結(jié)合，極大地提高了光纖通信系統(tǒng)的性能與通信容量，成為現(xiàn)代光通信技術(shù)的閃亮明珠，通向全光通信網(wǎng)

12、的橋梁。 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如上圖所示，它包括PCM端機、輸入接口、光發(fā)送機 (Tx)、光纖線路、光中繼器、輸出接口及光接收機(Rx)等。 一個典型的點-點光纖通信系統(tǒng)(如上圖)主要包括收發(fā)信息電端機、光發(fā)送接收端機、傳輸光纖等幾部分。從光發(fā)送機到光接收機是光信息的傳輸信道，稱為光信道，其任務(wù)是把信息可靠有效地從始端傳送到終端。各部分的作用如下： (1)PCM電端機 需傳輸?shù)男畔⑿盘柊ㄔ捯?、圖像及計算機數(shù)據(jù)等，電端機就是常規(guī)電通信中的載波機、圖像設(shè)備及計算機等終端設(shè)備。對數(shù)字通信來說，信號在電端機內(nèi)要進行A/D及D/A轉(zhuǎn)換，變換成數(shù)字信號。 (2)光發(fā)送機 包括光源(LD或LED)及

13、其驅(qū)動電路，電端機來的電信號經(jīng)編碼后調(diào)制光源，產(chǎn)生載有信息的光信號，完成電-光(E/O)轉(zhuǎn)換。 (3)傳輸光纖或光纜 將光源發(fā)射的光信號傳送到遠處的接收端，它可以是多模光纖或單模光纖。 (4)光接收機 完成光-電(O/E)轉(zhuǎn)換。接收的光信號由光檢測器檢測轉(zhuǎn)換成電信號，然后放大解調(diào)、判決再生，送入電端機恢復(fù)出原信號。 在長途光纖通信系統(tǒng)中，每隔一段距離需設(shè)置中繼器，以把經(jīng)過長距離傳輸衰減變得很微弱并畸變的光信號進行光檢測變成電信號，經(jīng)放大整形再生后驅(qū)動光源，產(chǎn)生光信號再送入光纖傳輸，這就是傳統(tǒng)的光-電-光中繼器(圖1.2.2(a)。然而現(xiàn)在，光放大器尤其是EDFA已經(jīng)成熟，其增益高、輸出功率大、

14、噪聲低、帶寬大、碼速穿透，完全可代替光-電-光中繼器，正推動著光纖通信技術(shù)的革命新一代全光通信技術(shù)(圖1.2.2(b)。圖1.2.2(c)為WDM系統(tǒng)的示意圖，幾個幾百、上千個波長在單根光纖中一起傳獨，用EDPA中繼放大，使傳輸容量提高幾倍幾百、上千倍，代表新一代高速大容量光纖通信技術(shù)的發(fā)展方向與研究熱點。 若干個點-點通信系統(tǒng)組合就構(gòu)成通信網(wǎng)(圖1.2.3)，以提供異地用戶之間通信。通信網(wǎng)又可分為公共通信網(wǎng)和專用通信網(wǎng)。公共通信網(wǎng)向全社會用戶提供通信服務(wù)，如電話網(wǎng)及公共數(shù)據(jù)網(wǎng)等。專用通信網(wǎng)是為特定用戶或單位服務(wù)的通信網(wǎng)，如鐵路、電力、軍事等部門的通信網(wǎng)及計算機網(wǎng)、州網(wǎng)等。這些網(wǎng)傳統(tǒng)上都采用電

15、纜或微波，但當今通信信息量劇增，它們已難以勝任，采用光纖通信技術(shù)已是大勢所趨。 光纖通信技術(shù)的基本內(nèi)容有： (1)光纖傳物理論與技術(shù)、光纖器件； (2)信號傳輸原理、調(diào)制解調(diào)方式、信號編碼及信道復(fù)用等； (3)光源與光發(fā)送機； (4)光檢測器與光接收機； (5)光纖通信系統(tǒng)的設(shè)計、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用； (6)光纖通信技術(shù)，如光放大器技術(shù)、WDM技術(shù)、全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 第二章 光纖線路故障的定位 隨著光纜線路的大量敷設(shè)和使用，光纖通信系統(tǒng)的可靠性和安全性越來越受到人們的關(guān)注。由于我國幅員遼闊，地形地貌差異很大，對光纜線路可能造成的各種危險因素很多，這包括各種自然因素和人為破壞的光纜線路損毀等。從過往的光纜線

16、路障礙分析中可以出由于光纜本身的質(zhì)量問題和自然災(zāi)害引起的障礙占的比例較少，大部分障礙是屬于人為性質(zhì)的損壞。目前，全國通信業(yè)光纜總長度已達到200多萬公里，加上有線電視網(wǎng)、各專用網(wǎng)所用的光纜，估計全國光纜的總長度達300多萬公里。另一方面，隨著光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)（）和密集波分復(fù)用（）技術(shù)的飛速發(fā)展，光纖的傳輸容量也在以前所未有的速度發(fā)展著。但與此同時，光纜的維護與管理問題也日漸突出。隨著光纜數(shù)量的增加以及早期敷設(shè)光纜的老化，光纜線路的故障次數(shù)在不斷增加。所以我們應(yīng)該采取快而準的方式來對光纖線路的故障進行有效的維護，以達到通信狀態(tài)保持在良好狀態(tài)！ 2.1 光纜線路的故障定位 在光傳輸系統(tǒng)故障處理中故

17、障定位的一般思路為：先外部、后傳輸，即在故障定位時，先排除外部的可能因素，如光纖斷裂、電源中斷等，然后再考慮傳輸設(shè)備故障，  首先分析光纜線路的常見障礙現(xiàn)象及原因。 2.1.1 線路全部中斷：光板出現(xiàn)R-LOS(當A點有R_LOS告警時說明： a 點收不到來自B點的光傳輸信號 b 出現(xiàn)故障原因：A點可能尾纖故障、A點光傳輸埠故障、AB間光纜斷 c 出現(xiàn)故障原因：B點可能尾纖故障、B點光傳輸埠故障、AB間光纜斷) 告警，可能原因有光纜受外力影響被挖斷、炸斷或拉斷等。 2.1.2 個別系統(tǒng)通信質(zhì)量下降：a 出現(xiàn)誤碼告警，可能的原因有光纜在敷設(shè)和接續(xù)過程中造成光纖的損傷使線路衰耗

18、時小時大，活動連接器未到位或者出現(xiàn)輕微污染，或者其它原因造成適配時好時壞；b 光纖性能下降，其色散和衰耗特性受環(huán)境因素影響產(chǎn)生波動；c光纖受側(cè)應(yīng)力作用，全程衰耗增大；d 光纜接頭盒進水；e光纖在某些特殊點受壓（如收容盤內(nèi)壓纖）等。 在確定線路障礙后，用OTDR對線路測試，以確定障礙的性質(zhì)和部位，當遇到自然災(zāi)害或外界施工等外力影響造成光纜線路阻斷時，查修人員根據(jù)測試人員提供的位置，一般比較容易找到。但有些時候不容易從路由上的異?，F(xiàn)象找到障礙地點，這時，必須根據(jù)OTDR測出障礙點到測試點的距離，與原始測試數(shù)據(jù)進行核對，查出障礙點處于個哪個區(qū)段，再通過必要的換算后，再精確丈量其間的地面距離，直至找到

19、障礙點的具體位置。但往往障礙點與測量計算的位置相差很大，這樣既浪費人力物力，更由于光纜線路障礙未能盡快修復(fù)造成很大影響或損失。 2 .2 如何才能更精確的判斷障礙點的準確位置2.2.1 首先要分析影響光纜線路障礙點準確定的主要因素 a OTDR測試儀表存在的固有偏差 由OTDR的測試原理可知，它是按一定的周期向被測光纖發(fā)送光脈沖，再按一定的速率將來自光纖的背向散射信號抽樣、量化、編碼后，存儲并顯示出來。OTDR儀表本身由于抽樣間隔而存在誤差，這種固有偏差主要反映在距離分辯率上。OTDR的距離分辯率正比于抽樣頻率。 b 測試儀表操作不當產(chǎn)生的誤差 在光纜故障定位測試時，OTDR儀表使用的正確性與

20、障礙測試的準確性直接相關(guān)，儀表參數(shù)設(shè)定和準確性、儀表量程范圍的選擇不當或游標設(shè)置不準等都將導(dǎo)致測試結(jié)果的誤差 （1）設(shè)定儀表的折射率偏差產(chǎn)生的誤差 不同類型和廠家的光纖的折射率是不同的。使用OTDR測試光纖長度時，必須先進行儀表參數(shù)設(shè)定，折射率的設(shè)定就是其中之一。當幾段光纜的折射率不同時可采用分段設(shè)置的方法，以減少因折射率設(shè)置誤差而造成的測試誤差。 （2）量程范圍選擇不當 OTDR儀表測試距離分辯率為1米時，它是指圖形放大到水平刻度為25米/格時才能實現(xiàn)。儀表設(shè)計是以游標每移動25步為1滿格。在這種情況下，游標每移動一步，即表示移動1米的距離，所以讀出分辯率為1米。如果水平刻度選擇2公里/每格

21、，則游標每移動一步，距離就會偏移80米。由此可見，測試時選擇的量程范圍越大，測試結(jié)果的偏差就越大。 （3） 脈沖寬度選擇不當 在脈沖幅度相同的條件下，脈沖寬度越大，脈沖能量就越大，此時OTDR的動態(tài)范圍也越大，相應(yīng)盲區(qū)也就大。 （4） 平均化處理時間選擇不當 OTDR測試曲線是將每次輸出脈沖后的反射信號采樣，并把多次采樣做平均處理以消除一些隨機事件，平均化時間越長，噪聲電平越接近最小值，動態(tài)范圍就越大。平均化時間越長，測試精度越高，但達到一定程度時精度不再提高。為了提高測試速度，縮短整體測試時間，一般測試時間可在0.53分鐘內(nèi)選擇。 （5） 游標位置放置不當 光纖活動連接器、機械接頭和光纖中的

22、斷裂都會引起損耗和反射，光纖末端的破裂端面由于末端端面的不規(guī)則性會產(chǎn)生各種菲涅爾反射峰或者不產(chǎn)生菲涅爾反射。如果游標設(shè)置不夠準確，也會產(chǎn)生一定誤差。 c 計算誤差 計算光纜線路障礙點涉及到的因素有很多，計算過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)與實際不符等，都將引起較大的距離偏差。 2.3提高光纜線路故障定位準確性的方法2.3.1要完全的了解監(jiān)測原理與系統(tǒng)組成a監(jiān)控原理 光纜線路自動監(jiān)控是借助一套由計算機、OTDR儀及系統(tǒng)軟件組成的系統(tǒng)來測量自動光發(fā)射機以后至光接收機之間的所有光纖及所經(jīng)過的跳線光纜的光功率、衰減變化等細節(jié)。 光纜線路自動監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控原理是通過分布在光纜線路中的各數(shù)據(jù)采集點的光器件，將光纖中傳輸?shù)?/p>

23、光功率，向后散射等信息傳遞到各級監(jiān)測中心，進行資料分析和處理，同時作出功能性的判斷和指令，使光纜線路的運行、維護人員能夠及時準確發(fā)現(xiàn)故障，迅速果斷的排除，保證光纜網(wǎng)線路運行安全、可靠。b系統(tǒng)組成 光纜線路自動監(jiān)測系統(tǒng)主要由中央監(jiān)控臺、遠程測試單元、光路測試轉(zhuǎn)換器和光纖耦合模塊四大部分組成。 中央監(jiān)控臺是從光纜線路中的各個遠程測試單元收集的光纖測試數(shù)據(jù)并整理成有用的信息給網(wǎng)絡(luò)管理人員，同時也對測量數(shù)據(jù)不良的光纖發(fā)出告警。中央監(jiān)控臺是網(wǎng)絡(luò)管理人員與測量光纜線路之間的最佳操作接口。無論網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大小，所有的遠程測試單元都可以接收到中央監(jiān)控臺的指令，并正確的執(zhí)行測試、對比、記錄與儲存等功能，達

24、到用戶不需離開辦公室，甚至桌面，就可以進行光纜線路的自動監(jiān)控。事實上，光纜線路自動監(jiān)控系統(tǒng)配置完成后，中央監(jiān)控臺即會按照網(wǎng)絡(luò)人員所需要的功能，設(shè)定好測試程序、測試周期、光纖群組、監(jiān)控門限等資料。一旦被測光纜線路中有任何異常，監(jiān)控臺將告警信息顯示于作畫面，并及時經(jīng)傳真、移動電話等通信設(shè)備，告知光纜線路維護及網(wǎng)管人員，故中央監(jiān)控臺是光纜線路管理的最佳監(jiān)控平臺。遠程測試單元軟件中具有內(nèi)建數(shù)據(jù)庫，記載著被測光纖性能、傳輸路由與結(jié)構(gòu)、監(jiān)視地圖、原始測試數(shù)據(jù)及其它相關(guān)數(shù)據(jù)。在實際使用中，遠程測試單元會按照中央監(jiān)控平臺所設(shè)定的測試方式、測量周期、對比方式等控制指令而運作。遠程測試單元會將測量信號注入被測光纖

25、中，然后遠程測試單元開始收集并儲存所有由被測光纖中反射回來的信號變化；將信號變化量與系統(tǒng)內(nèi)建的預(yù)先設(shè)定值作比較，一旦變化量到達預(yù)先設(shè)定值的告警門限時，遠程測試單元即告中央監(jiān)控平臺并發(fā)出告警。 光路測試轉(zhuǎn)換器只是一個光路轉(zhuǎn)換器件。它們可以接受遠程測試單元的指令，并將其送來的測試信號轉(zhuǎn)換到不同的被測光纖中。在某些特殊的光纜網(wǎng)絡(luò)拓撲中，當所用的被測光纖數(shù)被測光纖總數(shù)時，必須用光路測試裝換器進行光路轉(zhuǎn)換。 光纖耦合模塊是光纜線路自動監(jiān)控系統(tǒng)在線測試應(yīng)用中的不可缺少的子系統(tǒng)，光纖耦合模塊包含了如波分復(fù)用或濾波器等光纖無源器件，并可將遠程測試的測試信號加入傳輸使用中的被測光纖中。而離線測試就不需要光纖耦合

26、模塊。在線測試時，光纖耦合模塊是利用波分復(fù)用耦合器及光濾波器等光纖無源器件，將遠程測試單元測試光波和原傳輸設(shè)備光波合在一起，即注入到被測光纖中。同時，可在每根被測光纖的最末端，即在光信號接收前，將遠程測試單元測試光波濾掉，以免影響原傳輸設(shè)備的運作。 2.3.2正確、熟練掌握儀表的使用方法 a 正確設(shè)置OTDR的參數(shù) 使用OTDR測試時，必須先進行儀表參數(shù)設(shè)定，其中最主要設(shè)定是測試光纖的折射率和測試波長。只有準確地設(shè)置了測試儀表的基本參數(shù)，才能為準確的測試創(chuàng)造條件。 b 選擇適當?shù)臏y試范圍檔 對于不同的測試范圍檔，OTDR測試的距離分辯率是不同的，在測量光纖障礙點時，應(yīng)選擇大于被測距離

27、而又最接近的測試范圍檔，這樣才能充分利用儀表的本身精度。 c 應(yīng)用儀表的放大功能應(yīng)用OTDR的放大功能就可將游標準確置定在相應(yīng)的拐點上，使用放大功能鍵可將圖形放大到25米/格，這樣便可得到分辯率小于1米的比較準確的測試結(jié)果。2.3.3 建立準確、完整的原始數(shù)據(jù) 準確、完整的光纜線路數(shù)據(jù)是障礙測量、定位的基本依據(jù)，因此，必須重視線路數(shù)據(jù)的收集、整理、核對工作，建立起真實、可信、完整的線路數(shù)據(jù)。在光纜接續(xù)監(jiān)測時，應(yīng)記錄測試端至每個接頭點位置的光纖累計長度及中繼段光纖總衰減值，同時也將測試儀表型號、測試時折射率的設(shè)定值進行登記，準確記錄各種光纜余留。詳細記錄每個接頭坑、特殊地段、S形敷設(shè)、進室等處光

28、纜盤留長度及接頭盒、終端盒、ODF架等部位光纖盤留長度，以便在換算故障點路由長度時予以扣除。 2.3.4保持測試條件的一致性 障礙測試時應(yīng)盡量保證測試儀表型號、操作方法及儀表參數(shù)設(shè)置等的一致性，使得測試結(jié)果有可比性。因此，每次測試儀表的型號、測試參數(shù)的設(shè)置都要做詳細記錄，便于以后利用。 2.3.5 靈活測試、綜合分析 障礙點的測試要求操作人員一定要有清晰的思路和靈活的問題處理方式。一般情況下，可在光纜線路兩端進行雙向故障測試，并結(jié)合原始數(shù)據(jù)，計算出故障點的位置，再將兩個方向的測試和計算結(jié)果進行綜合分析、比較，以使故障點具體位置的判斷更加準確。當故障點附近路由上沒有明顯特征，具體障礙點現(xiàn)場無法確

29、定時，可采用在就近接頭處測量等方法。   2.3.6 舉例說明a  尾纖和光跳障礙查修 出現(xiàn)系統(tǒng)障礙后，若用OTDR從局端測試，確定障礙點在局端或中間跳接局內(nèi)的尾纖或光跳在線，首先要仔細檢查尾纖和光跳有無異?，F(xiàn)象，活動連接器是否松動，進一步還可用紅光發(fā)生器檢測尾纖和光跳故障。如跳線有故障，更換即可。若是尾纖有故障，修復(fù)比較麻煩一些。要先把中斷的傳輸系統(tǒng)通過其它光纖臨時倒跳通，待尾纖修復(fù)后再復(fù)原。b 接頭盒里光纖障礙查修 對于光纜接頭損耗增大或斷裂等造成的系統(tǒng)障礙，熟悉光纜線路情況的維護人員用OTDR測試可以很容易地確定障礙點。對于這種障礙，要先仔細檢查接

30、頭兩邊的光纜有無傷痕，把余留光纜理順后看障礙是否消除，然后考慮打開接頭盒檢查光纖。千萬不要未經(jīng)檢查就貿(mào)然打開接頭盒。雖然OTDR測試顯示障礙點在接頭盒里，但由于OTDR存在測試誤差，也可能出現(xiàn)障礙點不在接頭盒外二三米范圍內(nèi)的可能情況。  注意，要設(shè)法及時把中斷的系統(tǒng)倒跳通，然后再查找障礙。查找光纜接頭盒里光纖障礙一般要求在夜間進行。因為，開啟接頭盒操作存在著碰壞光纖的危險。夜間操作要安排機務(wù)配合，以防意外情況的發(fā)生。  所謂的隱含斷纖是指某條光纜的某些備用纖芯阻斷而不能及時察覺的障礙。各城鄉(xiāng)建設(shè)（尤其是市政建設(shè)）施工部門的一些小而簡單的施工，施工方往往不與通信部門聯(lián)系，事先

31、也沒有任何施工跡象，并且一般都是在夜間進行，光纜線路的日常巡護很難發(fā)現(xiàn)。這種施工碰斷某條光纜的非占用纖芯的1芯或數(shù)芯的情況比較多，從而造成隱含的障礙。若是碰斷在用纖芯，機務(wù)傳輸和光纜線路維護人員很快就能查出障礙并修復(fù)光纜，而這種障礙很有可能很長時間不得知曉。  光纜備用纖芯的定期、不定期測試是發(fā)現(xiàn)隱含的光纜纖芯阻斷障礙的重要手段。非占用纖芯的阻斷在大多數(shù)情況下只能通過定期、不定期的備纖測試來發(fā)現(xiàn)。備用光纖的不定期測試不指有時傳輸要占用某纖，通過測試發(fā)現(xiàn)有故障，不能用，是其它原因需要對光纖進行測試，結(jié)果以發(fā)現(xiàn)了故障。備用纖芯每年至少進行一次背向散射信號曲線測試。只要做到對備用光芯的背向

32、散射信號曲線測試時，最好雙向測試，這可順便檢測到末纖存在的問題  架空光纜線路的纖芯故障多為槍擊，雷擊，鳥的擊壞，車輛拉掛、碰撞等造成。另外，風吹日曬雨淋，冬夏的溫度變化等都可使接頭盒松動，光纜的PVC外護套緩慢形變拉出接頭盒，光纜因此扭動而弄斷光纖的情況也會發(fā)生。架空光纜受到超高車輛或其它重物拉掛或碰撞，嚴重者會造成全阻障礙。由于在光纜與電桿的綁扎處光纜受力，除了光纜被拉掛碰撞點外，在其它處很可能還有斷纖，搶修時要仔細檢查拉掛碰撞點兩邊一定范圍內(nèi)光纜的受力情況，必要時，要對光纜障礙點的斷纖用OTDR向兩邊測試，或用紅光發(fā)生器從成端測試。  第三章 利用OTDR自動監(jiān)測光纜

33、網(wǎng)絡(luò)隨著全國光纜基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模迅速擴大，光纜中斷事件也逐年增加。為了保障通信，相應(yīng)要求投入更多的維護力量，增強維護手段，提高維護水平,光纜維護面臨著突出問題。3.1光纜維護面臨的問題目前的光纜維護主要采用分布式、被動式的手工維護手段，難以達到更高的維護要求。以下便是實際所面臨的突出問題。3.1.1 現(xiàn)有維護手段不能滿足維護體制變革的需要 由于中國移動光纜建設(shè)的時間較短，在線路維護上和中國電信有著很大的不同。中國移動大量采用代維的方式，出于維護成本的考慮，無法做到像電信一樣具備從省到市、從市到縣的完備的各級線務(wù)部門，而是采用了代維單位集中設(shè)置的方法，在一個地市往往只有12個辦事處，出現(xiàn)線路故障時

34、由辦事處趕向故障點，往往花費大量的路途時間，無形中延長了故障歷時。 由于目前的機房大多數(shù)為無人機房，在一干、二干和異地機房傳輸系統(tǒng)需要界定線路故障和設(shè)備故障時，經(jīng)常出現(xiàn)機房無人配合的問題，導(dǎo)致部分故障無法確切判斷，維護效率低下。 隨著集中維護體制改革的進一步深化，現(xiàn)場維護人員的技術(shù)力量相對比較薄弱，對儀表操作不夠熟練，對線路故障的判斷往往依賴代維單位進行，影響了對故障的判斷。 目前的維護體制主要是通過代維單位元進行故障的判斷，而由于各方面因素的限制，傳輸資源管理系統(tǒng)不能和代維單位充分共享，對故障的判斷也主要依賴紙質(zhì)數(shù)據(jù)進行查找，在故障定位的時限和準確性方面不能保障，而且也無法做到故障信息的自動

35、派發(fā)。 據(jù)統(tǒng)計，目前線路故障占全網(wǎng)故障的8090，原有的維護體系對線路的考核缺乏有效的判斷依據(jù)，導(dǎo)致對線路考核結(jié)果存在很大的爭議。3.1.2 難以有效地進行主動光纜維護 光纜的日常維護不能只采用“亡羊補牢”的被動式管理方法，需要預(yù)防性地發(fā)現(xiàn)光纖的劣化趨勢并及時排除隱患。目前在我們的代維體制下，多采用人工巡檢和定期用OTDR抽測備纖的維護方式，光纜維護效果并不理想，難以真正及時地發(fā)現(xiàn)光纜上存在的隱患。 人工巡檢只能大致根據(jù)光纜路由上比較明顯的物理環(huán)境的變化來判斷故障，無法細致探測光纜內(nèi)部的損壞；而定期用OTDR抽檢備纖，其效果不理想，原因在于：1）將大量人工和物力（OTDR、車輛等）分散到各個地

36、點，成本很高。因此測試次數(shù)相當有限，每年只能抽測一到二次，難以及時發(fā)現(xiàn)問題；2）操作者需要較多的OTDR經(jīng)驗和了解實際被測光纜情況；3） 缺乏可參考的數(shù)據(jù)，無法比較光纜上各個關(guān)鍵點的劣化趨勢，可能漏掉一些故障事件；4）維護數(shù)據(jù)的記錄和更新缺乏管理；5) 無法進行光纜性能長期變化趨勢分析。3.1.3 光纜故障的定位慢、搶修時間長 需要較長時間才能確定是SDH設(shè)備故障還是線纜故障；部門間缺乏有效的配合，移動公司人員需到現(xiàn)場與代維單位配合，耗費大量的人力和時間。從監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)故障到通知代維單位到達現(xiàn)場的時間至少需要45分鐘，定位故障可能花掉一個小時的時間。 缺乏能快速而準確地定位故障點位置的手段。隨

37、著集中維護手段的進一步豐富，傳輸網(wǎng)絡(luò)的綜合網(wǎng)管、傳輸資源管理系統(tǒng)、線路巡檢系統(tǒng)、短信網(wǎng)關(guān)等手段逐漸開始普及，目前的光纜維護手段無法實現(xiàn)系統(tǒng)間的聯(lián)合應(yīng)用，從而保障全網(wǎng)的集中監(jiān)控和集中維護。3.1.4 如何有效地使用和考核代維單位 代維機制的初衷之一是通過分工合作，提高維護效率。但是目前的情況往往在光纜故障時仍然需要移動公司人員在現(xiàn)場配合，沒有真正減小移動公司工程師的工作量，而且對于代維質(zhì)量也缺乏客觀準確的考核手段。目前移動公司的維護人員非常緊張，隨著集中維護體制改革的進一步深化，越來越多的維護工作逐漸由省公司完成，省公司的維護任務(wù)日益加重，迫切需要部分工作由系統(tǒng)自動完成。3.2 OTDR自動光纜

38、監(jiān)測系統(tǒng) 針對以上出現(xiàn)的問題，光纖集中監(jiān)控應(yīng)運而生。福建移動采用安捷倫OTDR儀表，配以光通道選擇器，結(jié)合已建設(shè)的傳輸資源管理系統(tǒng)、電子運維系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)，引入光纜集中測試的方法，結(jié)合光纜監(jiān)測、告警、故障分析、定位、故障管理、線路維護、線路管理、業(yè)務(wù)流程與維護體制，為光纜網(wǎng)絡(luò)的安全高效運行提供保障。讓網(wǎng)絡(luò)管理者及時地知道何地、何時出現(xiàn)了什么問題，并提出光纖網(wǎng)絡(luò)的故障隱患解決方案。該系統(tǒng)可解決集中維護體制下機房無人值守和需要人員現(xiàn)場配合測試的矛盾，方便地通過網(wǎng)絡(luò)遠程控制多個OTDR儀表對光纜進行自動檢測，同時又保持了儀表野外作業(yè)的機動性和靈活性，大大提高了維護人員的勞動生產(chǎn)率和網(wǎng)絡(luò)的維護質(zhì)

39、量。 目前市場上的光纜自動監(jiān)測系統(tǒng)多采用RTU（遠程測試單元）硬件并結(jié)合一整套的測試控制和管理軟件來組成。其中RTU包括OTDR測試模塊、光開關(guān)模塊、通信控制模塊，固定安裝在機架上，布點不靈活，初期投資成本高、風險大。而在我們的方案中，創(chuàng)新地采用OTDR儀表作為遠程測試單元，可根據(jù)實際需要靈活布點，整個方案滿足儀表和監(jiān)測系統(tǒng)兩個層面的應(yīng)用。相對于傳統(tǒng)的光纜監(jiān)控系統(tǒng)，OTDR光纜監(jiān)控系統(tǒng)不但建設(shè)成本低廉，易于維護，在功能上也絲毫不遜色于傳統(tǒng)的光纜監(jiān)控系統(tǒng)，并可以根據(jù)福建移動的實際情況，與現(xiàn)有的資源管理系統(tǒng)、傳輸網(wǎng)管接口、電子運維系統(tǒng)和短信平臺有機結(jié)合，擴展功能，發(fā)揮最大的功效。3.3 系統(tǒng)設(shè)計方

40、案 利用OTDR作為移動式的RTU，儀表的位置可根據(jù)實際需要靈活選擇，滿足儀表（手工測試）和系統(tǒng)（自動監(jiān)測）二個層面的應(yīng)用。 整個光纜監(jiān)測系統(tǒng)采用Client（客戶端）和Server（服務(wù)器）的工作方式（圖1）。各個地市的客戶端登錄到省公司網(wǎng)管中心的光纜監(jiān)測中心服務(wù)器，由服務(wù)器控制各臺儀表進行測試，測試數(shù)據(jù)通過DCN上傳到中心服務(wù)器自動分析比較,可自動產(chǎn)生告警并形成各種維護報表。這種基于客戶端和服務(wù)器的方案使用簡單、控制有效并便于系統(tǒng)升級。系統(tǒng)服務(wù)器采用Oracle大型分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，性能穩(wěn)定、功能強大。儀表安放在各個地市的中心機房，并內(nèi)置光開關(guān)，以分別監(jiān)測不同方向的光纖。監(jiān)測系統(tǒng)的測試硬件

41、采用安捷倫最新的OTDR N3900A平臺，其主機的操作系統(tǒng)為VX-Works并行操作系統(tǒng)，內(nèi)置LAN口，可分配IP地址，通過DCN網(wǎng)可直接控制主機和各個模塊。儀表內(nèi)置OTDR模塊和光開關(guān)模塊，模塊和主機之間支持帶電熱插拔，并通過背板總線直接相連。 光纜監(jiān)控系統(tǒng)為一獨立的測試系統(tǒng)，但能提供標準上行網(wǎng)絡(luò)接口（TCP/IP、XML、CORBA）與其它網(wǎng)管系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫（如資源管理系統(tǒng)）互通。一方面光纜監(jiān)控系統(tǒng)能從資源管理系統(tǒng)查詢相關(guān)的光纜資源信息（如各種地理標識信息、光纜的路由走向等），另一方面資源管理系統(tǒng)也能從光纜監(jiān)控系統(tǒng)中提取所需的信息（如性能參數(shù)、告警信息和報表），通過資源共享和各種應(yīng)用進一步結(jié)

42、合，發(fā)揮更大功效。 系統(tǒng)邏輯控制以后臺為核心，系統(tǒng)后臺應(yīng)用程序分測試控制模塊、告警處理模塊、系統(tǒng)管理模塊。數(shù)據(jù)操作采用消息機制。消息分發(fā)客戶端通過TCP/IP協(xié)議，提供到消息分發(fā)服務(wù)端的可靠連接和可靠消息傳輸功能。其中，消息分發(fā)服務(wù)端接受消息分發(fā)客戶端的連接請求，并將消息分發(fā)客戶端發(fā)送來的消息轉(zhuǎn)發(fā)到指定的消息分發(fā)客戶端。儀表通過調(diào)用Perl完成具體指令操作，通過數(shù)據(jù)庫傳遞參數(shù)和返回結(jié)果。3.4 系統(tǒng)主要功能 該OTDR光纜監(jiān)測系統(tǒng)集成自動測試、數(shù)據(jù)庫管理、網(wǎng)絡(luò)控制管理、業(yè)務(wù)流程控制等技術(shù)，全面結(jié)合光纖測試、數(shù)據(jù)管理與維護體制，其主要功能包括：3.4.1 遠程OTDR自動測試OTDR測試是整個系

43、統(tǒng)最核心的功能，測試分為周期自動測試和點名測試。前者通過預(yù)置的程序自動進行，后者是由網(wǎng)管人員通過口令進行遠程測試，以確定光纜上的告警事件。因此，代維人員無需到現(xiàn)場定期抽測光纜，節(jié)約了成本并提高了準確率。3.4.2 快速定位光纜故障位置傳統(tǒng)的光纜搶修一般會經(jīng)歷以下過程：1) 故障的發(fā)現(xiàn)：通過SDH設(shè)備網(wǎng)管告警或通過用戶投訴等途徑；2) 派搶修單：電話、傳真等；3) 故障確認：傳輸人員首先通過掛表或其它網(wǎng)管手段確認是否設(shè)備問題；線路人員確認是否斷纖；4) 故障定位：OTDR測試，根據(jù)經(jīng)驗并查詢參考資料定位故障點具體位置；5) 故障處理：現(xiàn)場熔接，排除故障，測試，消單。 光纜自動監(jiān)控系統(tǒng)可結(jié)合傳輸網(wǎng)

44、管告警觸發(fā)，能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)故障，并自動觸發(fā)OTDR打光測試。測試結(jié)果通過關(guān)系數(shù)據(jù)庫的GIS地理信息，精確定位出故障點位置；然后系統(tǒng)自動通過E-Mail、手機短信、傳真等多種形式自動派單給各相關(guān)管理部門和代維人員，代維人員無需攜帶儀表到機房測試即可根據(jù)系統(tǒng)提供的信息直接到現(xiàn)場進行故障處理。因此，從故障的產(chǎn)生到故障點的定位和派單，僅需3分鐘，就直接進入故障處理流程，大大減少部門間協(xié)調(diào)配合時間，相對于傳統(tǒng)方式，各個環(huán)節(jié)節(jié)省的時間至少2小時以上！3.4.3 告警的產(chǎn)生、通知和管理 將OTDR的每次周期測試結(jié)果與數(shù)據(jù)庫中的參考曲線比較，當超過預(yù)設(shè)的性能閾值時會給出不同類別的告警通知，系統(tǒng)可根據(jù)工作流

45、程來管理告警的處理過程，從而提供主動維護的手段。3.4.4 光纜長期劣化性能分析和質(zhì)量統(tǒng)計通過長期監(jiān)測得到光纜劣化趨勢報表，統(tǒng)計故障維修情況及評估維修周期，對一般或重大故障進行統(tǒng)計匯總，將光纜維護情況或報表通過OA自動派發(fā)到有關(guān)部門和領(lǐng)導(dǎo)。3.5 系統(tǒng)的特點 本系統(tǒng)的最大特點是利用OTDR作為光纜監(jiān)測系統(tǒng)的測試硬件，與其它同類的光纜集中監(jiān)測系統(tǒng)相比，其特點為：3.5.1 高性能OTDR保障測量的穩(wěn)定性和準確度。本系統(tǒng)采用的OTDR硬件是安捷倫公司最新一代OTDR N3900A，儀表內(nèi)置1×12光開關(guān)，最高45dB的動態(tài)范圍，2米的反射盲區(qū)，其測量精度、重復(fù)性、穩(wěn)定性均高于市場上的RT

46、U OTDR測試卡，保障了測試系統(tǒng)的精度。3.5.2 可以更有效控制儀表的使用壽命，達到或超過一般光纜監(jiān)控系統(tǒng)的使用壽命。我們采取了2個措施，一個是采用遠程電源開關(guān)模塊對單臺OTDR進行電源的開關(guān)控制，另一個是根據(jù)儀表的性能指針，對儀表的打光次數(shù)進行嚴格把關(guān)，保證在8年內(nèi)儀表的正常使用。3.5.3 使用靈活，儀表單用和系統(tǒng)監(jiān)測二個應(yīng)用層面取得平衡。OTDR光纜監(jiān)測系統(tǒng)的使用非常靈活，OTDR實際上是可移動的RTU，在任何時候可根據(jù)需要，將OTDR從系統(tǒng)中取下用作儀表，也可將儀表連到系統(tǒng)用于自動監(jiān)測。3.5.4 布點方便，易于升級。N3900A OTDR本身具備LAN口，設(shè)置IP地址后通過TCP

47、/IP直接控制儀表，組網(wǎng)靈活，系統(tǒng)擴容僅需添加OTDR儀表和分配相應(yīng)的IP地址即可。3.5.5 節(jié)約成本，減小投資風險?？沙浞掷靡延械腛TDR來組建光纜監(jiān)測系統(tǒng)，提高儀表利用率，減少硬件總投資。而且與市場上光纜監(jiān)測系統(tǒng)平臺級的軟件相比，整個OTDR監(jiān)測系統(tǒng)中軟件成本比例小，降低了系統(tǒng)的投資風險。3.5.6 監(jiān)控范圍易于控制。建成后的系統(tǒng)可以根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)的需要，方便地選擇12開關(guān)或更多數(shù)量的光開關(guān)數(shù)，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模監(jiān)控12萬公里的重要光纜，而且監(jiān)控的光纜還可以用來進行系統(tǒng)的緊急調(diào)度，確保緊急調(diào)度萬無一失 第四章 光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢- 20多年的使用歷史,這段歷史也就是光通信技術(shù)的發(fā)展史

48、和光纖光纜的發(fā)展史。光纖通信因其具有的損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優(yōu)點,備受業(yè)內(nèi)人士青睞,發(fā)展非常迅速。目前,光纖光纜已經(jīng)進入了有線通信的各個領(lǐng)域,包括郵電通信、廣播通信、電力通信、石油通信和軍用通信等領(lǐng)域。本文主要綜述我國光纖通信研究現(xiàn)狀及其發(fā)展。 光纖通信的發(fā)展依賴于光纖通信技術(shù)的進步。近年來,光纖通信技術(shù)得到了長足的發(fā)展,新技術(shù)不斷涌現(xiàn),這大幅提高了通信能力,并使光纖通信的應(yīng)用范圍不斷擴大。 4.1 我國光纖光纜發(fā)展的現(xiàn)狀 4.1.1 普通光纖 普通單模光纖是最常用的一種光纖。隨著光通信系統(tǒng)的發(fā)展,光中繼距離和單一波長信道容量增大,G.652.A光纖

49、的性能還有可能進一步優(yōu)化,表現(xiàn)在1550rim區(qū)的低衰減系數(shù)沒有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數(shù)和零色散點不在同一區(qū)域。符合ITUTG.654規(guī)定的截止波長位移單模光纖和符合G.653規(guī)定的色散位移單模光纖實現(xiàn)了這樣的改進。 4.1.2 核心網(wǎng)光纜 我國已在干線(包括國家干線、省內(nèi)干線和區(qū)內(nèi)干線)上全面采用光纜,其中多模光纖已被淘汰,全部采用單模光纖,包括G.652光纖和G.655光纖。G.653光纖雖然在我國曾經(jīng)采用過,但今后不會再發(fā)展。G.654光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統(tǒng)容量,它在我國的陸地光纜中沒有使用過。干線光纜中采用分立的光纖,不采用光纖帶。干線光纜主要用于室外,在這些光纜

50、中,曾經(jīng)使用過的緊套層絞式和骨架式結(jié)構(gòu),目前已停止使用。 4.1.3 接入網(wǎng)光纜 接入網(wǎng)中的光纜距離短,分支多,分插頻繁,為了增加網(wǎng)的容量,通常是增加光纖芯數(shù)。特別是在市內(nèi)管道中,由于管道內(nèi)徑有限,在增加光纖芯數(shù)的同時增加光纜的光纖集裝密度、減小光纜直徑和重量,是很重要的。接入網(wǎng)使用G.652普通單模光纖和G.652.C低水峰單模光纖。低水峰單模光纖適合于密集波分復(fù)用,目前在我國已有少量的使用。 4.1.4 室內(nèi)光纜 室內(nèi)光纜往往需要同時用于話音、數(shù)據(jù)和視頻信號的傳輸。并目還可能用于遙測與傳感器。國際電工委員會(IEC)在光纜分類中所指的室內(nèi)光纜,筆者認為至少應(yīng)包括局內(nèi)光纜和綜合布線用光纜兩大

51、部分。局用光纜布放在中心局或其它電信機房內(nèi),布放緊密有序和位置相對固定。綜合布線光纜布放在客戶端的室內(nèi),主要由用戶使用,因此對其易損性應(yīng)比局用光纜有更嚴格的考慮。 4.1.5 電力線路中的通信光纜 光纖是介電質(zhì),光纜也可作成全介質(zhì),完全無金屬。這樣的全介質(zhì)光纜將是電力系統(tǒng)最理想的通信線路。用于電力線桿路敷設(shè)的全介質(zhì)光纜有兩種結(jié)構(gòu):即全介質(zhì)自承式(ADSS)結(jié)構(gòu)和用于架空地在線的纏繞式結(jié)構(gòu)。ADSS光纜因其可以單獨布放,適應(yīng)范圍廣,在當前我國電力輸電系統(tǒng)改造中得到了廣泛的應(yīng)用。國內(nèi)已能生產(chǎn)多種ADSS光纜滿足市場需要。但在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能方面,例如大志數(shù)光纜結(jié)構(gòu)、光纜蠕變和耐電弧性能等方面,還有待

52、進一步完善。ADSS光纜在國內(nèi)的近期需求量較大,是目前的一種熱門產(chǎn)品。 4.2 光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢 對光纖通信而言,超高速度、超大容量和超長距離傳輸一直是人們追求的目標,而全光網(wǎng)絡(luò)也是人們不懈追求的夢想。 4.2.1 超大容量、超長距離傳輸技術(shù)波分復(fù)用技術(shù)極大地提高了光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量,在未來跨海光傳輸系統(tǒng)中有廣闊的應(yīng)用前景。近年來波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展迅猛,目前1.6Tbit/的WDM系統(tǒng)已經(jīng)大量商用,同時全光傳輸距離也在大幅擴展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時分復(fù)用(OTDM)技術(shù),與WDM通過增加單根光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)來提高其傳輸容量不同,OTDM技術(shù)是通過提高單信道速率來提高傳輸

53、容量,其實現(xiàn)的單信道最高速率達640Gbit/s。 僅靠OTDM和WDM來提高光通信系統(tǒng)的容量畢竟有限,可以把多個OTDM信號進行波分復(fù)用,從而大幅提高傳輸容量。偏振復(fù)用(PDM)技術(shù)可以明顯減弱相鄰?fù)ǖ赖南嗷プ饔?。由于歸零(RZ)編碼信號在超高速通信系統(tǒng)中占空較小,降低了對色散管理分布的要求,且RZ編碼方式對光纖的非線性和偏振模色散(PMD)的適應(yīng)能力較強,因此現(xiàn)在的超大容量WDM/OTDM通信系統(tǒng)基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)基本上都包括在OTDM和WDM通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)中。 4.2.2 光孤子通信 光孤子是一種特殊的ps數(shù)量級的超短光脈沖,

54、由于它在光纖的反常色散區(qū),群速度色散和非線性效應(yīng)相互平衡,因而經(jīng)過光纖長距離傳輸后,波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實現(xiàn)長距離無畸變的通信,在零誤碼的情況下信息傳遞可達萬里之遙。 光孤子技術(shù)未來的前景是: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1020Gbit/s提高到100Gbit/s以上;在增大傳輸距離方面采用復(fù)位時、整形、再生技術(shù)和減少ASE,光學濾波使傳輸距離提高到100000km以上;在高性能EDFA方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。當然實際的光孤子通信仍然存在許多技術(shù)難題,但目前已取得的突破性進展使人們相信,光孤子通信在超長距離、高速、大容量的全光通信中,尤其在海底光通信系統(tǒng)中,有著光明的發(fā)展前景。 4.2. 全光網(wǎng)絡(luò) 未來的高速通信網(wǎng)將是全光網(wǎng)。全光網(wǎng)是光纖通信技術(shù)發(fā)展的最高階段,也是理想階段。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了節(jié)點間的全光化,但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點處仍采用電器件,限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康倪M一步提高,因此真正的全光網(wǎng)已成為一個非常重要的課題。 全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點代替電節(jié)點,節(jié)點之間也是全光化,信息始終以光的形式進行傳輸與交換,交換機對用戶信息的處理不再按比特進行,而是根據(jù)其波長來決