光通信论文十篇

光通信论文篇1

（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.

光通信论文篇2

1.1PDH光纤通信在铁路通信系统中的应用

光纤通信技术之所以在铁路通信系统里发挥重要作用，是因为当前对光纤通信技术的划分十分精细，在各个铁路通信系统里都会使用相应的光纤通信技术，达到最理想的通信效果。PDH光纤通信作为十分重要和关键的方面，能有效清除铁路通信系统里存在的隐患以及漏洞，确保铁路通信系统的正常与稳定。但PDH存在标准不一、复用结构过于复杂以及网络管理功能较弱的问题，所以其难以得到长远、有效的发展。

1.2SDH光纤通信在铁路通信系统中的应用

SDH光纤通信在铁路通信系统里的使用解决了PDH光纤通信使用存在的问题，并在此基础上有所突破，让铁路通信系统更加稳定和流畅。借助SDH设备构成的具备自愈保护作用的环网形式，能在传输媒体主要信号中断的时候自动利用自愈网及时恢复正常的通信状态。相较于与PDH技术，SDH技术有四个显著优点：一是网络管理能力更强；二是比特率和接口标准均统一，让各个厂家设备间的互联成为了可能；三是提出“自愈网”这一新理论，能在传输媒体主要信号中断时及时恢复正常；四是运用字节复接技术，简化网络各个支路信号。鉴于SDH光纤通信技术有诸多优点，所以在铁路通信网发展规划里，已经明确提出了要着重发展基于同步数字系列（SDH）基础上的传送网。就以xx铁路为例，该铁路基于新敷设20芯光缆里的其中4芯光纤基础上，开设SDH2.5Gb/s（1+1）光同步传输系统为长途传输网，在铁路的相应经过点均设置了SDH2.5Gb/sADM设备，并借助622Mb/s光口同接入层传输设备相连，发挥上联和保护作用。此外，还借助2芯光纤开设了SDH622Mb/s（1+0）光同步传输系统，将其作为当地的中继网，并在铁路相应经过点以及新开设的各个中间站和线路新设置了SDH622Mb/s设备。

1.3DWDM光纤通信在铁路通信系统中的应用

DWDM光纤通信技术是借助单模光纤宽带与损耗低的特点，由多个波长构成载波，许可各个载波信道能同时在同一条光纤里传输，如此一来，在给定信息传输容量的情况西夏，就能降低所需光纤的总量。使用DWDM技术，单根光纤能传输的最大数据流量可以高达400Gb/s。DWDM技术最显著的优点就是其协议与传输速度是没有关联的，以DWDM技术为基础的网络可以使用IP协议、以太网协议、ATM等进行数据传输，每秒处理数据流量在100Mb~2.5Gb之间。也就是说，以DWDM技术为基础的网络能在同一个激光信道上以各种传输速度传输各种类型的数据流量。当前，在国内铁路通信网里DWDM技术得到了广泛应用，其中沪杭-浙赣铁路干线就是国内第一条使用DWDM光纤传输系统的铁路。此外，京九、武广等铁路的DWDM光纤传输系统也在建设与使用中。就拿京九铁路来说，京九铁路线使用的是具有开放性的DWDM系统和设备，能兼容各种工作波长以及厂商的SDH设备。波道数量为16，波道速率基础为每秒2.5Gb，借助京九线20芯光缆里的2芯G.652单模光纤，使用单纤单向传输的方式，也就是说相同波长在两个方向上都能多次使用，光接口满足ITU-TG.692协议的标准。

2结语

光通信论文篇3

空军第二飞行学院

空间环境中影响CTE特性的重要参数包括辐射源粒子注量（辐射强度）、温度、CCD的类型以及掺杂情况、信号数据包大小、CCD的偏置状态等等，这里主要针对不同辐射源、不同沟道类型以及不同偏置状态展开具体的讨论分析。

不同辐射源对CTE的影响

空间环境中存在的可能对CCDCTE造成影响的粒子主要包括质子、电子、中子、x射线、γ射线以及各种重离子。x射线和γ射线主要造成CCD器件的电离损伤效应，对CTE影响较大的有质子、中子、电子等高能粒子。Norbert等人选取质子和中子作为辐射源，对XMM系统中工作于深耗尽状态的PN结CCD进行了空间辐射特性测量，测量结果如图8所示［13］。从图中可以看出，CCD的CTI特性具有较强的温度依赖性，并且在120K左右出现了CTI的极大值点，这对应着CCD的一个典型体缺陷，即A中心（或者叫氧空位缺陷），其对应的缺陷能级距离导带约0．17eV；CTI的量级较地面实验要小得多，这主要是因为空间中的粒子注量比实验中要小得多，并且在轨运行中的CCD器件增加了屏蔽层，大大提高了CCD的抗辐射性能；电子较质子对CCD造成了更大的位移损伤，其CTI较质子高约一个量级左右。由此可见，不同的辐射源可以对CCD的电荷转移效率造成不同的影响。

不同沟道CCD对CTE的影响

大量的实验和理论研究结果表明，埋沟型CCD较表沟型CCD具有更高的电荷转移效率以及空间抗辐射性能。根据沟道掺杂介质的不同可以分为P沟道和N沟道两种类型，受空间高能粒子辐照后，P沟道CCD多产生双空位（V－V）缺陷，而N沟道CCD则主要产生磷空位（P－V）缺陷。在某些情况下，P沟道CCD的空间抗辐射性能要优于N沟道CCD。已有研究大多针对某种沟道CCD的空间辐射特性展开，少有对两种沟道CCD的对比分析［14］。我们对已有实验结果进行归纳总结，得到不同沟道CCD受质子辐照后CTI随质子辐照注量的变化关系，如图9所示。从图中可以看出，在同样的质子辐照条件下，P沟道CCD的CTI劣化较小，这主要是因为双空位缺陷对CTE的影响较小，在大多数情况下，磷空位缺陷（E中心）是CCD器件体缺陷的决定因素。由此可见，作为卫星光通信系统的信标子系统，更应该倾向于选择抗辐射性能较高的P沟道CCD。

光通信论文篇4

关键词：光纤通信技术，特点，应用

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。在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路，光纤之间的串绕非常小；光波在光纤中传输，不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听；光纤的芯很细，由多芯组成光缆的直径也很小，所以用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题。

光纤通信在技术功能构成上主要分为：(1)信号的发射；(2)信号的合波；(3)信号的传输和放大；(4)信号的分离；(5)信号的接收。

二、光纤通信技术的特点

(1)频带极宽，通信容量大。光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽，光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量，特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps。

(2)损耗低，中继距离长。目前，商品石英光纤损耗可低于0～20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低；若将来采用非石英系统极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离；对于一个长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂性可大大降低。

(3)抗电磁干扰能力强。光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。由于能免除电磁脉冲效应，光纤传输系还特别适合于军事应用。

(4)无串音干扰，保密性好。在电波传输的过程中，电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰，而容易被窃听，保密性差。光波在光纤中传输，因为光信号被完善地限制在光波导结构中，而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收，即使在转弯处，漏出的光波也十分微弱，即使光缆内光纤总数很多，相邻信道也不会出现串音干扰，同时在光缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。

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。由于光纤通信具有以上的独特优点，其不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力通信控制系统中，进行工业监测、控制，而且在军事领域的用途也越来越为广泛。

三、光纤通信技术在有线电视网络中的应用

20世纪90年代以来，我国光通信产业发展极其迅速，特别是广播电视网、电力通信网、电信干线传输网等的急速扩展，促使光纤光缆用量剧增。广电综合信息网规模的扩大和系统复杂程度的增加，全网的管理和维护，设备的故障判定和排除就变得越来越困难。可以采用SDH＋光纤或ATM＋光纤组成宽带数字传输系统。该传输网可以采用带有保护功能的环网传输系统，链路传输系统或者组成各种形式的复合网络，可以满足各种综合信息传输。对于电视节目的广播，采用的宽带传输系统可以将主站到地方站的所需数字，通道设置成广播方式，同样的电视节目在各地都可以下载，也可以通过网络管理平台控制不同的站下载不同的电视节目。

有线电视网络在全国各地已基本形成，在有线电视网络现有的基础上，比较容易地实现宽带多媒体传输网络，因此在目前的情况下，不应完全废除现有的有线电视网，而用少量的投资来完善和改造它，满足人们的目前需要。很多地区的CATV已经是光纤传输，到用户端也是同轴电缆进入千万家。但是现在建设的CATV大多是单向传输，上行信号不能在现有的有线电视网中传送。可以通过电信网PSTN中语音通道或数据通道形成上行信号的传送，也可以通过语音接入系统来完成。将电话接到各用户，这样各用户间即可以打电话，也可以利用广电自己的综合信息网中的宽带传输系统构成广电网中自己的上行信号的传送，组成了双向应用的Internet网。

现在光通信网络的容量虽然已经很大，但还有许多应用能力在闲置，今后随着社会经济的不断发展，作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长，一定会超过现有网络能力，推动通信网络的继续发展。因此，光纤通信技术在应用需求的推动下，一定不断会有新的发展。

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)

光通信论文篇5

提出了两级自适应色散估计算法，该算法结合了ACSPW算法和M－CMA算法的优点，弥补了相互的不足，使本算法总体的计算相对简单，CD值估计精度有所提升。图1是该算法流程图，第一级使用ACSPW算法，利用（1）式和（2）式得到功率信号自相关结果，式中IFFT（•）表示快速逆傅里叶变换，FFT（•）表示快速傅里叶变换，conj（•）表示复共轭，R（n）为自相关函数。通过监控图2中自相关波形峰值点，利用（3）式换算得到链路累积色散Dl［15－16］。但是链路累积色散Dl存在较大误差，例如，比特率为f＝28G，信号二倍采样fs＝56G，Ts＝1／fs＝17．85ps，τ＝n＊Ts，n为自相关函数的下标，T为脉冲宽度，得到的链路累积色散Dl的分辨率约为80ps／nm。因此将该算法作为粗色散估计。

2实验和仿真验证

为了验证该算法的可行性，在OPTSIM仿真软件中，搭建了112Gb／s的偏分复用非归零四相相移键控（PDM－NRZ－QPSK）系统，如图3所示。波长为1550nm的连续（CW）光通过偏振分束器（BPS）分为两个相互垂直的偏振态，并且通过两个IQ调制器将速率为28Gb／s的一段（如215－1）伪随机序列（PRBS）分别调制到两个偏振态上。然后通过偏振耦合器（BPC）将两个偏振态耦合到光纤中，得到112Gb／sPDM－QPSK的信号。信号经过单模光纤（SMF）和掺铒光纤放大器（EDFA）传输后进入接收端，此时光信号通过BPS分为两束正交的偏振光，两束偏振光与本地振荡光（LO）分出的两束正交的偏振光，一起分别送入两个90°光混频器中进相干检测，经过平衡光电探测器（PD）得到电信号，电信号通过模数转换器（ADC）进行二倍采样，最后送入DSP模块中，使用提出的两级自适应色散补偿算法对整个链路的累积CD值进行估计和补偿。这里光纤的色散因子、损耗以及非线性系数分别为16ps／（nm•km）、0．2dB／km和1．267W－1•km－1。图4为接收功率在－0．985dBm条件下，ACSPW算法与新算法补偿前后的星座图。从图4（a）和（d）可以看出原始信号经过1000km单模光纤后，由于色散的作用使得解调后的信号完全失真。而分别通过ACSPW算法以及本文算法处理后，可以发现色散可以有效地进行补偿。对比（b）、（c）以及（e）、（f）可以看出，新算法补偿的星座图更好，说明色散值估计得更加准确，在后端使用非线性补偿等算法可以更好地得到QPSK信号。

图5为新算法与ACSPW算法在200～3000km单模光纤传输时，接收功率为－0．985dBm条件下，测试得到的色散值估计精度对比图。图5（a）为不同光纤长度下两种算法估计的色散值与实际值对比图，可以观测到新算法与实际值很接近，说明算法的估计精度比较高；图5（b）是新算法与ACSPW算法色散估计误差值对比图，可以发现ACSPW算法估计的误差值呈现的是锯齿状的量化误差值。这个现象可以通过（3）式解释，例如，比特率为f＝28G，信号二倍采样fs＝56G，Ts＝1／fs＝17．85ps，τ＝n＊Ts，则τ的分辨率为17．85ps，此时利用（3）式换算得到累积色散的分辨率约为80ps／nm，造成色散估计值与实际值呈现锯齿型误差。由此看出此算法的色散估计精度不高，最大误差值为129ps／nm。然而所提出的新算法误差值范围为－8ps／nm到＋35ps／nm，较大程度上减小了误差，使色散估计值更为精确。为了更为清楚地说明补偿算法的性能，还测量了传输1000km后的误码率（BER），如图6所示。在参考误码率为10－2时，对比传统ACSPW，新算法的功率罚改善8dB，这表明信号质量得到了极大的提高。

3结论

光通信论文篇6

1可见光通信原理

可见光通信技术的原理为:利用LED器件能够快速切换、易调制的特点对信号进行调制，发出人眼无法察觉到的高速调制光载波信号，使其在空气中自由传播，然后利用光电二极管(PD)等光电转换器件接收光载波信号，解调并获得信息。［6］由光发射机和光接收机组成的可见光通信系统模型见图1［7］。发送机的调制器负责将上位机传来的数据调制成适合光源传输的信号。TX前端负责依据所传输的比特流改变光源的发光强度，将信号调制到光载波上。在接收端，光电二极管通过直接检测技术将光载波转换为电信号。RX前端含有滤波器和放大器，经过滤波和放大后的模拟信号再由A/D转换器转换成数字信号。接收机中的解调器处理这些数字信号并解调出发送端发来的数据。

2船舱可见光无线通信的技术方案

2．1船舱可见光无线通信的组成

系统的总体设计框架见图2，船舱顶部安装有LED灯阵列、光电二极管和控制单元，其中:LED灯阵列用来照明和发射信号;光电二极管用来感知用户端发来的光信号的变化，从而捕捉到用户端传来的信息;控制单元在下行链路工作时用来处理信息并将其调制到LED灯上进行发送，在上行链路工作时用来处理舱顶的光电二极管接收到的信息。对于船舶各舱室，可在船员或乘客的床头安装同样的LED灯、光电检测二极管及信号接收器。与安装在舱顶的LED灯相比，安装在床头的LED灯的发射面积应该小一些，其并不用来照明，只作为信号发射器。用户端的信号接收器能够解调床头的光电二极管接收到的信号，实现信息传输(视频播放、语音广播)功能。在传输速率满足一定要求的条件下，该设施可以方便人们进行视频活动。由于上行链路和下行链路的实现原理基本一样，因此主要介绍单条链路的实现过程，将各条链路分为发送端部分和接收端部分，并对系统各部分进行较为详细的说明。

2．2发送端设计

发送端的结构见图3。信号发送操作步骤为:首先将信号源的数据经串口模块输入到微控制器;然后在微控制器中对信号进行处理，将处理完的信号经过D/A转换后输入到缓冲放大模块和主放大模块;最后将其调制到LED灯上。1)信号源通过PC机或各种移动终端设备得到，实现信息发送功能。2)串口模块由1个USB至UART的桥接控制器芯片及其电路组成，不仅能将数据从上位机传输到微控制器，而且可利用USB接口为整个发送端供电。本系统需要3．3V和5V2个电源，分别为信号处理模块和LED灯模块供电。3)微控制器模块采用一款增强型单片机。该单片机具有10位的DAC和ADC、4个16位定时器/计数器和1个增强型UART串口。利用该单片机的丰富资源，可在很大程度上减少电路，缩小系统体积，降低系统成本。利用微控制器实现船舱可见光通信的强度调制———直接检测功能。为避免所传输的信号长连“0”或长连“1”时照明出现明显闪烁的问题，数据调制采用脉冲位置调制(PulsePositionModulation，PPM)方式。相较于其他调制技术，PPM技术功率效率高，尽管需要更多的带宽，但对于光无线通信而言，尤其是在视距光链路(LOS)较强时，带宽并不是最主要的考虑依据。［9］本系统在具体实现时，采用的是4PPM调制，调制信号波形图见图4。可以看出，PPM的基本思想是根据脉冲位置的不同来表示二进制码元信息。微控制器除了接收桥接芯片传输过来的数据、对数据进行4PPM调制以外，还计算数据的校验值、将处理后的信号通过D/A转换后输出到下一级。4)两级放大模块中含有1个缓冲放大电路和1个主放大电路。缓冲放大电路的作用是提高负载能力，隔离前后级电路干扰。主放大电路用来对信号进行30倍放大，既可保证每个LED工作在额定功率下，又能使LED阵列以较大功率工作，增强传输距离和信号传输的可靠性。5)对于可见光通信，光源必须同时具备照明和通信2种功能。作为照明设备，必须具有亮度高、散热低、功耗低、辐射范围广等优点;作为通信设备，则需具备使用寿命长、可靠性高、调制性能好、响应灵敏度高等优点。［10］结合以上2方面，目前主要使用的是发光二极管(LED)和激光二极管(LD)。LED主要应用于室内环境，在系统设计中通过优化LED调制驱动电路，可最大限度地利用已经商品化的白光LED实现高速数据传输［11］;LD由于具有高指向性波束，一般用于室外环境［9］。因此，船舱通信作为可见光通信技术的室内应用，采用的光源是白光LED。LED模块采用电压驱动方式，设计方案将4个1W白光LED并联，并由串口模块引出的5V电源单独供电。每个LED灯串联一个小电阻以消除LED灯的正向电压的不均匀性。当使用外部电源时，也可将LED灯串联起来进行光发送，这样可使每个LED工作在最大功率下。不过该做法会提高发射功率，需要外接散热片，且采用串联发送的方法，一个LED损坏将导致整个发送端不能正常工作。因此，本系统发送端选择LED并联的连接模式。

2．3接收端设计

接收端的结构框图见图5，主要由7部分组成。光电二极管首先接收发送端发来的光强变化信号，并将其转化成相应的电信号;为方便后一级的信号处理，跨阻放大、低通滤波和主放大3部分对接收的信号进行放大和滤波，并将处理后的信号送入微控制器进行信号解调;最后将解调的信号送入串口模块，信息将在PC机上显示出来。

1)光电二极管是一个将光信号转变为电信号的元器件，工作在反向电压下:没有光照时，反向电流极其微弱，称为暗电流;有光照时，反向电流会迅速增大，称为光电流。光电二极管产生的信号(光电流强度)正比于接收到的光功率强度，这就可以把光信号转换为电信号，成为光电传感器件。对于可见光通信系统，光电二极管需满足检测面积大、灵敏度高、响应速率快、噪声低、可靠性高的性能。在可见光通信系统的设计中，较多使用PIN光电二极管和APD光电二极管，本系统将PIN光电二极管作为光检测器件。

2)光电二极管将接收到的光信号转换为微弱的光电流，因此在接收端的放大滤波模块要对接收到的信号进行放大，以便后级电路处理。信号首先经过跨阻放大器将电流转换为电压，并对信号进行微放大。但是，由自然光和荧光灯等带来的噪声也会随有用信号的放大而放大，因此该模块在主放大前还有滤波器来滤除噪声的干扰。

3)微控制器模块采用的是与发送端相同的一款增强型单片机，负责信道估计、时钟同步、对输入的信号进行A/D转换和4PPM解调。单片机中的定时器控制A/D采样频率，计算PPM波的位置，解调出信号。另外，该模块还要对接收到的信号进行检错，如果接收到的检验码和接收到的数据的校验值不同，则丢弃该组数据，重新接收。

4)串口模块与发送端串口模块的功能基本一致。

5)PC机作为数据接收端，也可采用其他移动终端设备。

2．4光源布局

LED在应用于船舱通信时，需要同时具有照明和通信双重功能，而单个LED的发光强度比较小，因此还应根据船舱的大小、构造来考虑阵列光源的布局。光源布局需考虑组成白光LED阵列光源的内部LED的排列、室内LED的整体布局(包括个数及整体分布)。通过这2个方面的合理安排，使得船舱内不会因LED光强过暗而产生信号收不到的死角(通信盲区)，也不会因LED过多而产生码间干扰。［12］国内外已有很多文献介绍光源布局的相关理论并进行了计算机仿真，其结果可供系统设计时参考。

3试验结果

系统发送端和接收端的实物图见图6。图6(b)接收板的PD在该PCB板的背面，这样在进行通信试验时系统能够方便地安装在测试架上。测试时，发送板安装在屋顶上，屋顶距地高度为3．5m，接收板安装在试验桌上，试验桌距地约0．7m.将一块串口模块的一端连接到PC机上，另一端连接到发送板上;将另一块串口模块的一端连到PC机，另一端连到接收板上;打开串口调试助手软件，点击打开端口按钮，分别见图7(a)和图7(b)。在发送端首先通过串口调制助手发送一个空格符，然后单片机会传来“WelcometoDalianMaritimeUni-versityvisiblelightcommunicationsystem．”的提示语。在出现“pleaseinputtheTXdata＞”的字符后，将待发送的信息输入到发送区，并点击发送数据按钮进行发送。

将光电二极管放置在白光LED的照射范围内(本试验设定的传输距离为3m)，接收端的串口调试助手就能显示发送端发来的数据。用示波器观察发送端和接收端的信号波形图见图8。图8(a)显示的是发送端单片机发出的经过4PPM调制后的信号波形，图8(b)显示的是进入接收端单片机之前的信号波形。可以看出，接收端波形较发送端波形有大约1．5个波的跳变，因此在接收端解调计算脉冲位置时要留出相应的跳变时间。本系统的传输子载波采用38．4kHz的频率，由示波器波形也可以看出，子载波周期约为26μs。一个时隙时长为8个子载波的周期，即208μs。由于系统采用4PPM调制，一个时隙传输2bit信息，故传输1bit信息所用时间为104μs，计算得到系统的比特传输速率为9．6Kibit/s。

4结语

光通信论文篇7

计算机通信网络是一种利用传输设备与数据交换设备将分布在地球上不同地区的计算机进行连接的系统，计算机通过这个系统来实现数据的传输与通信。这种通信的基本形式是实现计算机之间的点对点连接，但单独的点对点连接并不能被称为是一个网络，只有将许多这种通信连接起来，形成一个传输系统，将传输系统通过交换系统组合在一起才能称之为通信。这种组合是要按照拓扑结构来进行的，也就是说，只有有了系统的交换，让全球任意两地的两台计算机终端能够相互连接，才能称之为计算机通信网。通信网是由传输设备、交换设备以及必要的用户终端组成的。凭借着我国强大的人口基数，相信计算机通信网在我国发展的市场前景一片光明。

2通信网络的主要内容

2.1用于数据的传输共享

数据通信是依靠传输手段来进行信号的传输，这种手段要求要高效、快捷。在传输内容方面，要包含信号编码、传输媒体、信号传输、接口以及数据链路的控制。数据通信有很多种手段，目前运用的较多的是以下几种：

（1）电缆通信。

电缆通信主要是运用同轴电线、双绞线等设施，来进行市话以及长途的通信，其调试方式是SSB/FDM，是建立在通州PCM时分多路数字基带传输技术之上的。但随着通信手段的不断发展，同轴将被光纤取代。

（2）微波中继。

相对于通州而言，微波中继投资量少、建设周期短，且在设备的架设上比较容易。模拟电话微波通信主要采用SSB/FM/FDM调制，通信容量6000路/频道。数字微波能够选用QAM、QPSK以及BPSK技术来进行调制。

（3）光纤通信。

光纤通信是我国目前正在大力发展的一种通信技术，其能够利用激光的传输特性，在光纤中进行数据的传输。这种通信技术具有距离长、同两大、抗干扰能力强的特点。在我国，光纤主要是用于本地、长途以及干线的传输。目前，在单模光纤以及长波光纤的基础上，每路的光纤通话都能够超过万门。近几年来，我国光纤通信技术飞速发展，在技术上已经有了质的飞跃，且非常广泛地应用于各项传输技术中，像是光电转换、接入、传输、交换以及网络等设备，都已经逐步使用光纤作为传输材料。数字信号处理与光转换单元共同组成了光纤通信设备。

（4）卫星设备。

卫星设备是目前国家上广泛研究的一种通信技术设备，其覆盖范围广，传输量巨大，且不受地域的限制。就目前卫星设备的发展来看，数字卫星主要采用的是时分多路、时分多址以及数字调制。

（5）移动通信。

移动通信是在上世纪80年代来逐渐兴起的一种通信技术，从2G时代到现在的4G应用，未来几年，移动通信的主要发展趋势将会把中心放在提高传输效率，实现无缝漫游上面。

2.2用于连接网络设备

网络连接的优劣直接关系着传输质量的好坏，连接指的是使用通信设备及其体系结构，通过双绞线、电缆、载波、微波、光纤或是卫星来进行信号的传输。

2.3用于协议的检测，保护网络安全

通信协议包括对各层次不同协议的具体分析以及对协议体系的研究讨论。计算机网络是将地球上独立的计算机通过网络协议的标准将它们进行相互连接的一个集合。

3光纤通信技术的发展

3.1普通光纤网络

普通的光纤是最常用的一种光纤传输设备，具有造价低，传输速度快的优点，比较适合于普通家庭用网。随着光纤技术的不断发展，单一波长信道在容量上增大，光中继距离也有所增长，光纤的性能进一步得到了提升，这种提升主要表现为光纤的最低衰减系数与零色散点没有存在于同一区域，且低衰减系数没有得到充分的利用。

3.2核心网光缆

在我国的省级、区级的干线铺设上，都已经全面采取的光缆铺设，且传统的多模光纤已经被淘汰，取而代之的是单模光纤。像是G.654光纤，传统在使用中很看重这种光纤的容量，但随着光纤技术的发展，这种光纤已经不能够满足与如今对光纤容量的需要，且这种型号的光纤也不能够再进行大幅度的增容，因此在近几年，这种光纤已经退出了我国陆地的光纤市场。干线光缆采用的不是光纤带，而是选用分立的光纤。干线光缆经常在室外使用，且在这些干线光缆中，以前使用过骨架式结构或是紧套层绞式的光缆，现在也已经停用了。

3.3接入网光缆

接入网中的分插较为频繁，分支多且距离较短。要想增加这种网的容量，就必须从增加光纤芯数着手。像是在市内的管道，由于其管径受到城市建筑结构的制约，一般管径比较小，管道的内径是有限的。因此，在增加光纤网络芯数的同时，要加强集装的密度，对光缆的重量与直径要进行相应的调整，尽量保证最小。

3.4室内光缆

室内的光缆主要是用于视频、数据以及话音的传输，并且还能够在传感器跟遥测方面得以应用。这里提到的室内光缆，应包含用来综合布线的光缆以及局内光缆这两个部分。3.5通信光缆光纤的铺设是属于介电质，而光缆可以作为全介质来作为通信设施。光缆是完全不含有金属的，这种不含金属的全介质是电力系统部门最愿意使用的线路。就目前电力在道路上敷设的全介质光缆来看，主要有两种结构。一是缠绕式结构，用于架空地线上；二是全介质的自承结构，通常简写为ADSS。

4光纤通信技术在通信网络中的发展趋势

4.1波分复用技术的发展

近年来，波分复用技术在我国发展迅速，光传输的距离也有了很大的发展。在提高光纤传输容量方面，除了原有技术的运用，还可以采用OTDM（光时分复用）技术，通过传输速率的提高来让传输容量也有所提高。两种技术的应用都能够有效帮助光纤网络通信提高其传输的长度与容量。波分复用技术由于其特性，能够很好地运用于未来通信中跨海光传输领域。目前的1.6Tbit/的WDM体统已经大量地应用于商业中，同时随着应用范围、行业的不断扩大，这种技术的全光传输距离也在不断发展。相信结合OTDM技术，单信道的传输速率会有效提高，传输容量也会随之加大，在现有的单信道最高速率640Gbit/s的基础上产生突破。

4.2光弧子技术通信

这是一种特殊数量级的脉冲，属于超短光的脉冲。这种通信存在于光纤网络的反常色散区域，其非线形效应与群速度色散之间相互平衡，因此在经过了长时间、长距离的传输之后，信息的速度与波长都能够保持不变。这种通信技术就是以光弧子作为载体，来实现长距离的有效通信，实现超长距离信息传输的零误码。光弧子技术具有强大的发展前景，在传输速度方面，高速通信与超长距离以及强大的脉冲控制能够有效让现行速率从传统的20Gbit/s迅速提升到100Gbit/s以上。

4.3智能化方向发展

智能化的光网络是通信网络长期发展的主要目标。随着通信技术与计算机技术联系得越来越紧密，加上光网络的生存性、控制、调度、组网等方面的需求，光网络已经向着智能化系统发展了。在光网络中，可以加入自动发现的能力，提高控制连接技术。完善系统的自动恢复功能，这也是光网络今后发展的目标。

4.4全光网络化

光通信论文篇8

集成光电子器件近年来随着光纤通信技术的广泛利用而得到了极大的发展，由部分走向集成化已经成为其可预期的发展趋势。32x32、64x64的MEMS光开关现在已经逐步实现了商用化，而兼具组装光电子器件和直接集成光电子器件的PLC平面光波导线路也正处于投入试用阶段。各种家庭，办公用满足高清要求的显示终端也正在大规模推行中。以高清数字电视为例，我国国家广播电视总局在2000年公布了关于HDTV的行业标准，采用1125/50/2：1格式，通常表达为1920/1080/50i格式。而高清数字电视的水平清晰度可以分为绝对清晰度和相对清晰度两种。水平方向上实际显示的线条（黑白线条）数量便是绝对清晰度，通常由于电视画面宽度与高度尺寸的不同，会导致水平方向能容纳相对而言更多的像素数量，而为了两个方向上可以用相同方法来表示其清晰度，通常会将水平方向的显示线条数量用以乘上画面的宽高比，从而得到其“电视线”。等离子显示器的选择应该区分专业工程用和民用的产品，用于高清晰多媒体高清电视会议用的专业工程等离子显示器的优势在于接口类型非常丰富，插槽式的设计使得其适用的接口类型更加广泛，此外RGBHV、AVI接口通常只有专业工程等离子显示器才有，所以高清晰多媒体应用与电视会议办公通常会采用专业工程用等离子显示器。

而高清晰多媒体应用之一的电视会议的投影机选择则需要满足物理分辨率在1920×1080p，不通过转换可以实现画面比例16：9，亮度高于3000ANSI；RGBHV、VGA分量，HDMI、DVI分量，串行控制接口RS232等都应该具备。而工程类投影机长时间使用所显示出的稳定性极佳，因此一般会选择工程类投影机。

二、技术需求分析光交换技术

由于光纤通信将光作为载体，要将其用于高清晰多媒体领域，需要解决的首要问题便是传输与光交换。其传输损耗因为使用的介质的改变而大大降低，使得传输问题不再那么棘手。光交换技术主要包括了光分组的产生技术，光分组后再生技术，光分组缓存技术等。而其最主要的目的是为各个端口提供光通道或是无限传输方式，以支持各类型数据的传输。而如今已经实现的光突发交换技术将DWDM技术所扩展的带宽进行了充分利用，可以不经由光电相互转化而直接实现“T比特级别光路由器”，为实现高清晰多媒体数据的传输提供了可能性。

光纤接入技术正是由于高清晰多媒体领域对于高质量视频通信媒体业务和高速数据通信的需求，使得光纤接入技术得以被关注，进而得以实现。光纤接入技术的优势在于其极大程度地降低了故障发生的频率，进而降低了维护费用与使用成本，促进了新设备的不断研发与升级。人民生活水平的日益提高，使其无法再满足于以往传统接入方式的传输速度，高清晰多媒体成为其竞相追逐的对象，而其费用的低廉使其适用度逐步拓展，所以光纤接入技术必将是光纤通信技术在高清晰多媒体领域应用与发展的必然趋势。

波分复用技术光纤传输容量的爆炸式膨胀正是得益于波分复用技术。以光波的不同波长作为低损耗窗口信道划分的重要依据，在其划分完毕之后，再用波分复用器将光载波再一次合并，进而在光纤通道中完成传输，最后在到达接收端时用复用器再将光波进行分离，这样便实现了在一个光纤中多路光信号的传输过程。这样的一个过程使得传输信息容量得到了极大扩展，大量复杂数据的传输在极短的时间内就可以完成，正符合高清晰多媒体的需求。

三、光纤通信技术在高清晰多媒体领域的发展展望

光通信论文篇9

1.1光传播通信技术的优势随着4G时代的到来，光传输通信技术也得到了迅猛发展，在电力通信行业中也具有举足轻重的的地位。OTN，PTN，ASON，PON等光传播通信技术络技术的出现，突破了传统的SDH技术单一的传输方式，为光传输网络带来了新鲜的血液。光传输通信具有衰减小、信息容量大、安全性能能好、频带宽、体积小等优势，在穿距离的传输和特殊环境中不仅能够降低对于已建成的网络的维护成本、提高宽带服务质量，更能实现移动通信行业网络建设的健康稳步发展。[1]

1.2光传播通信技术存在的问题纵观光传播技术网络的发展史，从世界上第一条光纤通信系统投入运营到如今突飞猛进的发展趋势，整个过程中信息传输规模和安全可靠运行也一直是电力通信部门关注的重点。光设备的传输虽然具有维护简单、扩容性较高,以及组网灵活等特点,并且随着科技的发展光端机也不断提升出槽位宽度均匀、增加扩容量等能力。但是,在社会经济不断发展的同时,这些光传输设备的老化程度也越来越严重,有大部分设备的性能甚至已经很难满足电力通信在传输方面的要求，当缓慢的衰变积累到一定程度时将会产生系统的最终的失效。

2.光传输通信技术的应用与发展研究

2.1光传输通信技术的广泛应用近几年我国在高速宽带光传输技术方面取得了飞跃性的发展，我国在移动通信技术领域应用方面也逐渐于国际接轨，成为全球高速宽带光传输通信技术发展的重要推动力。高速带宽光传输技术的核心是密集波分复用技术，随着市场需求的消费增长，在短短的时间内就成为网络建设的重心。[2]OTN和PTN系统作为光传输通信技术的重要组成部分，在实际的核心层部署中得到了广泛应用，其两者相联合的组网模式，为运营商带来了强大的IP业务接入能力和灵活调度能力。

2.2光传输通信技术的发展在可预见的未来光传输通信技术将给人们的生活带来重大变化，在无线网的环境中人们的工作、学习、出行等可以通过网络获得及时地、丰富地信息，变得更加便捷和简单。有理由相信，随着光传输通信技术的进一步发展以及配套技术的进一步完善，并且积极整合各方面的通信技术的优势，光传输通信技术在4G移动通信新时代的潜力将是无限的。光传输通信技术的发展推动着城域传输网不断统一和融合，是运营商共同组建扁平化网络的最佳选择。光传输通信技术不断的发展使得其生命周期大大延长。光传输技术100Gb/s的发展也突破了一定范围下数字信号中光载波携带信息量无法提高的问题，并且将光载波能够携带的信息量提高了一倍。

2.3光传输通信技术前景分析随着社会需求的不断增长，4G新时代下光传输通信技术的研究为综合业务数字的发展带来了迅猛的发展。在未来的光传输通信技术的发展中，源节点至目的节点之间的信号传输与交换过程中将会采用以光交换技术和波分复用传输技术作为核心基础技术。随着科技人员的不断研发，以WDM技术为主导结OTN、PTN系统的应用必定会逐渐取代取代DWDM和MST的地位成为光传输通信技术的主流技术。其自身所具有的优势顺应了业务IP化和网络扁平化的趋势，因此受到越来越多的运营商的重视，到目前为止，中国通讯运营商三大巨头移动、电信、联通已经积极的投入设计制造。

3.结语

光通信论文篇10

1.1在电力通信系统中，网络具有复杂性

电力系统中的通信需要使用各种不同的设备，可是设备不同，接口的方式和转换的方式也就不同了，例如，用户线的延伸、中继线的传输等。除此之外，各种通信手段在电力系统中使用，增加了电力通信系统的复杂性。

1.2电力系统传输信息实时性强

电力通信系统中传输的信息有继电保护信号、话音信号、电力负荷检测的信息和图像等，这些信息的量不大，可是实时性很强。

1.3电力通信系统通信的范围很广

电力通信系统的主要服务对象有发电厂、供电局、变电站、电管所等，所以电力通信系统的通信系统非常的广，对光纤技术提出了更高的要求。

1.4电力通信系统要求可靠性和灵活性较高的通信

电力系统对人们的生产和生活有很重要的影响，它的重要任务就是维持电力供应的稳定。为了维持电力通信系统的正常运作，就要避免间断或者突况的发生，所以要具有较高灵活性和可靠性的电力通信，为了满足这种需求就要应用光纤通信。

1.5为了满足电力通信系统的需求，通信技术要有很强的抗冲击能力

电力系统如果突然发生故障，就会波及很大的范围，造成通信的业务量短时间内增加很多，所以电力通信系统要求通信技术具备很强的抗冲击能力，为了满足这种需求，就要应用光纤通信。

2电力通信系统中经常用的光纤

在我国，电力通信系统是不同的，想要建设一个光纤通信网是非常困难和复杂的，时代的发展对电力通信提出了更高的要求，在通信网中也就要求更加先进的光纤。目前经常用的电力通信光纤有光纤复合地线、光纤复合相线等。

2.1光纤复合地线

光纤复合地线指的是电力传输线路中的地线中有一定的具有地线作用和光纤优点，同时可靠性强和不需要进行特殊维护的管线单元。同时想要应用光纤复合线需要很大的投资，它主要应用于建设新线路和更新旧线路。主要作用就是防止输电线路被雷击，同时也可以通过地线中的光纤进行信息传输，将地线架空。

2.2自承式光缆

自承式光缆主要分为两种，即金属自承式光缆和全介质自承式光缆。全介质自承式光缆的质量很轻、直径很小、结构式全绝缘的，尤其是它的光学性能非常的稳定，就能够降低停电造成的损失，这种光纤非常的特殊；金属自承式光缆具有简单的结构、较低的成本，应用与电力系统时不需要将短路电流和热容量考虑在内。

2.3光纤复合地线

光纤复合地线指的是输电线路中一种电力光缆，这种光缆将光纤单元复合在输电线路相线中。光纤复合地线将电力系统的线路资源进行充分的利用，防止和外界发生矛盾，这是电力通信系统应用的一种新型光缆，对解决架空线路受限问题非常有效，也可以防止发生雷击时间，除此之外，在使用光纤复合相线以后，使地线绝缘的运行更加稳定，也节省了电能。

3对电力系统光纤通信网的维护

目前，电力系统中广泛应用光纤通信技术，而光纤通信技术不断加大网络规模和网络结构的复杂性。良好的维护电力系统光纤通信网是电力系统更加安全和可靠的保证。第一，要提高电力系统工作人员的专业技能和综合素质，需要对他们就行全面的培训；第二，积极引进先进设备，更新技术和设备，维持光纤通信网络的正常运行。

4电力通信中光纤通信技术的发展方向

4.1光接入网

最近的几年，网络技术不断的创新和发展，网络的交换和传输不断的更新换代。将来，网络的发展趋势就是智能化网络，具有网络主宰、高度集成、数字化的特点。目前网络的接入主要是通过双绞线，虽然双绞线具有较好的传输质量，可是和光纤还是存在很大的差距。如果应用光接入网，管理和维护网络的成本就会降低，甚至可以建立光透明网络，实现真正的多媒体。

4.2使用新型的光纤

现在，IP的业务量不断增加，电信网络也要不断的创新和发展，光纤正是其发展的基础。现在的信号传输都是远距离，并且有很高的质量要求，原来的单模光纤已经不能满足发展的要求，所以对光纤进行开发和研究是电力系统发展的需要。目前，随着不断提高的干线网要求和不断发展的城域网建设，两种新型的光纤已经得到社会各界的认可，这两种分别是非零色散光纤和无水吸收峰光纤。因为光纤的先进性，他们的应用与发展也会非常广泛。

4.3光联网

光联网以后光网络具有很大的容量、很多的网络节点、很大的网络范围，同时网络的透明度也会增加，有效的将不同的信号连接起来，提高了网络的灵活性。除此之外，网络的恢复速度也会加快、恢复时间也会缩短，也不会影响电力系统的正常运行。很多发达国家已经投入资金、人力和物力在光联网之上，我国也将逐步迈向这条路。光联网将会在将来的通信中发挥巨大的作用，促进电力通信的发展。

5结束语