测试方法发展下的光纤通信论文

1光纤的几个类型

随着科技的发展，光纤种类越来越多，在这里我们只讨论信息传输地波导，是利用高纯度的石英精工制做而成的细小光纤，一般使用的光纤分三种基本的类型，主要有：突变型地多模光纤、渐变型地多模光纤以及单模地光纤这三种。突变型地多模光纤地纤芯直径一般多为50—80um。光线是以折线的形状沿着纤芯的中心轴地方向传输，其特点就是得到的信号畸会变大。渐变型地多模光纤纤芯直径一般为20~50微米，光信号是以正弦形状传播，它的特点就是信号畸会变小。单模地光纤的纤芯直径一般只有8-10微米，光信号是直线形状传播的，它的光信号畸变是很小的。而为了调整信号工作波长或着改善其色散的特性，还可以设计特种的单模光纤，其中常用的方法有三种：三角形芯光纤、双层光纤和椭圆芯形光纤。双层光纤的分布像W形，因此又被称为W型光纤。这种光纤它有两个包层，其中内包层的直径为20微米，适当的选取光纤纤芯，外包层以及内包层折射率分别为a1、a2、a3，调整a值，可以得到在1.3~1.6微米间光色散变化是非常小的色散光纤。三角芯形光纤其折射率的分布成三角形，是一改进的色散为光纤的，三角芯形光纤在1.55微米有微量的色散。椭圆芯形光纤其折射率的分布成椭圆形，椭圆芯形光纤具备强双折射的特性。椭圆芯形光纤双折射特性能力能使光保持原有的偏振状态。这些特征都不尽相同的光纤光芯，他们的用途也都不尽相同。

2光纤通信中的测试方法的原理及其存在的局限性

如今的光纤通信高薪技术是从光通信中拓展出来的，它已经变成了现代通信几个主要的支柱之一。这个光纤通信是通过光波当做信息传递载体，是以光纤纤体作传输媒介的新型通信方式。通信传输容量大，并且传输距离远，损耗非常小。不但中继距离长，而且抗电磁干扰性能好，还有保密性能好等诸多优点。光纤通信的应用领域范围很广泛，主要包含通信网还有因特网中的计算机运用的局域网以及广域网等。如今在光纤通信被广泛应用的大环境下，对光纤材质等各方面的研究也显得越来越重要。从国外的某些公司提出来的使用光纤进行远程测试的方案中发现，想把光纤的监测成本降低的同时，还要能反映出光缆接近九成以上的，那么就要将一根光缆中两到三条的单独光纤作为监测检验的光纤才行。依靠这个理论发展而来的检测系统有以下两个类别，如下。第一代检测系统：这套系统的构成中含有一台OTDR设备、一个可控制多个链接条路的公用OTDR开关，还有一台控制全部设备的终端电脑。在正常的情况下，可以使用一般的电话网络调制解调器的控制器来管理使用OTDR，这种方法是通过自动性质的周期性测量来分析故障的，从而进行检测故障或者是特性特点，这种方法的不足之处是缺乏实时性，不能及时检查到故障的发生，而对于系统来说，要不停地进行OTDR设备的启动和开关的操作，这样一直下去会严重地缩减机器的使用寿命。第二代检测系统：这个第二代系统的硬件组成成分和第一代是基本相同的，它们的主要区别就在于软件的组成部分和在线的相关光纤测试工作。在这个系统进行测试时，使用的是将必要的中心遥控检测与必要的周期性质的循环检测相结合的办法。而在其他的时间，OTDR的检测设备和光开关是不会有启动等相关操作的，若在某一根光缆检验报告中没有检测纤的相关报告，那么它就会使操控光开关把这条监测纤的检测光路开启，若是出现故障，则会由WDM技术将链路的损耗增加。光缆检验测试网这一光传输的初期开发而生的应用系统仍然存在着一些缺陷：光缆监验测试网检测的准确度以及光的中继长度还与OTDR的动态大小范围相关；检测系统能够测验到光缆的故障之处，但对光纤的特性和优劣性无法进行检测。因为光缆的故障原因并非都是由光缆的阻断造成的，其中的外力作用也是不可小觑的，还有的就是光缆的续借更是一个再重要不过的原因，这也就是为什么系统的检测并不能完全的发挥作用，我们可以发现：光纤的研究过程历经阶跃多模光纤、梯度多模光纤以及单模光纤这三个阶段，而其带宽的范围也从几十MHZ发展到几百GHZ。对于检测系统的研发与建设，为了系统传输的容量和距离的提升，将无人中继站的数量减少，检测系统扩充了大量的SDH系统，其波长为1550nm、中继距离为80KM。在ITU-T给出的设计草案中，并没有给出使用远程光纤进行检测的建议，因为没有标准系统软件的支持也没有用户接口和进行硬件测量的通道；但是在CCITT给出的设计草案中，他们提出了电信管理网络这一新概念，其中包含了人性化的管理、维护、计算、配置和安全这五个功能系统领域。

3光纤通信中的新测试技术

3.1建立于OTDR基础的光纤测试技术

基于OTDR系统的光纤测验技术的原理是将测试光纤里面向后的散射对光的消耗来进行测试的技术手段，是国际上最早被研发出来的测验手段，同样也是最快发展到商务行业领域的。经过二十几年的发展，在原有的基础上，根据光纤通信在现阶段发展中的新要求，这种测验技术在性能和功能上都有了很大的进步：（1）单模光纤的波长是从1310微米以及1550微米开始，逐渐地向其他的波长延伸，从而获得了更多的波长，例如说，全波光纤其低水峰的广播性质而配置的1400微米波长，为L波段和U波段光纤专属配置了1625微米的波长。（2）可以同时对多根光纤进行测验，其硬件搭配为OTDR原有的配件以及光开关。（3）并且配备了比较强大的数据存储的功能，在这种情况下检测系统就可实现全自动乃至一键式的测验了，其过程时间也将由原来的30s以上骤减至ns级。（4）该检测系统对目标的功能进行了一定的拓展开发，重点方向落在了开发偏振OTDR系统即POT-DR系统之上，其基本原理是在光纤的检测端口上装配好需要的原件后，利用可调波长的光源，就可分析出光纤长度上PMD具体的分布情况了。

3.2对多模光纤中差分模延迟光纤的检测技术

近几年来，10GB/s的以太网中，多模光纤和垂直腔面的发射激光器在注入到光纤的检测中后的检测结果不是很理想，原因是它并不能准确地测试出VCSEL系统在实际工作中的带宽以及性能，而这之前若使用LED则不会出现这些问题，VCSEL在工作时，辐射比较小，因此在其实际的应用中和检测的条件之间还是存在着一定的偏差，因此为了改善这种情况的发生，DMD系统的检测能加以完善，更改其检测的条件是：使用单模尾纤，MFD是5m，并且光脉冲的宽度为0.5ns，光测验的响应带宽将会大于5GHz，光纤各端面扫描的定位精度将会小于0.5m。检测的原理是：将单模尾纤中的输出光纤在被测试的多模光纤端面上进行径向的逐点分析扫描，扫描过后进行注入操作，然后在输出端可进行逐个测量，但要注意的是，在逐点注入的时候会对应到不同的模式中，所以测量时的延时误差也要对应到相应的正确模式。

3.3网络检测技术

由于光纤传输的信息具有带宽的优势，所有光纤系统作主干网的通信网近几年发展迅猛，全世界越来越多的企业建立并积极升级了以局域网为中心的计算机通信网络，在局域网中又以以太网占据大多数。因此用于以太网、令牌网、千兆以太网和ATM系统等网络检测设备也因此在不断的产生。在通信网络研制开发、工程安装和日常运行过程中的维护检测中都会使用到网络检测仪。而比较常用的网络检测仪包括局域网检测仪、广域网检测仪和一些协议分析仪。这些检测仪器都能够对光纤通信进行准确而有效的监测和管理，它可以检测通信网络中各处节点的流量数据情况，也可以对各种网络设备。例如：路由器、工作站、交换机等的性能进行检测。经常能用到的协议分析仪和其他设备的性能监测仪大多都是输入/输出型的器件，而在进行实际检测时这些仪器也并不会影响到通信网络的流量情况。仅仅会对所需要的数据进行监测和捕获的分析。对于光纤主干网络的性能进行测量的内容，主要包括数据的速率、数据误码的条件、通信链路的利用率等内容。在网络测试的仪器中有数据滤波器，它可以用来检测一些具有特殊命令并可以进行响应，同时也提供可选择触发条件，可以避免在高速的运行状态下，磁盘上会存储太多无用数据。目前的网络测试仪正向着多功能、智能化、小型化发展，以方便在现场施工及日常维护中更加地容易使用。

4光纤测试方法的发展趋势

现在用到远程的光纤测试系统其测试设备主要为OTDR原有设备，和电信管理的网络不能做到兼容，由此看来，光纤的检测系统一方面要朝着和TMN兼容方向发展，同时还要增设功率计以及错误比特检测仪等仪器，并且要增加定时或持续测量、故障的定位、参数的传输、自动报警等基本拓展功能，这样才能比较好地弥补检测系统中的缺点。

5结语

今后的光纤通信检测的方法会随着科技的进步不断的进行变换、发展和完善。随着当前光纤通信、数字通信以及移动通信技术的加速发展，以测试通信系统中的各种参数作为目的的各种通信分析仪表器也在不断的出现，基本上能够满足通信设备在测试上的要求。这些测试仪表器的共同特点就是通过测量光纤通信系统中的某些主要指标得到的基本参数，从而将这些基本参数进行一定运算处理并且经过分析，而得到通信系统所需的一些指标参数，对光纤通信系统的参数的测试方法将逐渐由基本测试向通信系统测试方向发展。

作者：包行太张爱杰工作单位：中国联合网络通信集团有限公司烟台市分公司