光纤技术论文精品(七篇)

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关键词：光纤直放站覆盖技术传输距离

引言

随着移动通信的高速发展，客户对网络服务质量的要求不断提高，运营商之间竞争日益激烈。而对公路隧道实现全线覆盖是运营商提高网络质量的一个重要环节，也是提高综合竞争力的一个有力手段。

建设CDMA、GSM直放站可快速提高网络质量。直放站从传输方式来分有无线直放站、光纤直放站和移频直放站。其中，光纤直放站运用的历史较短，但与其他直放站相比较，它有自己独特的优势，光纤直放站信号纯净，衰减度小，信号传输不受地理气候的限制，而且随着光器件价格的降低，产品不断成熟，在网络中的运用不断增多。

一、光纤直放站的工作原理

光纤直放站主要由中继端机（或近端机，在基站机房内耦合信号）、光传输网络、远端机和天线系统组成。

中继端机将基站射频信号耦合下来，并将射频信号转换成光信号；

光传输网络将信号传送到远端；

远端机主要包括双工滤波器（Duplex）、低噪声放大器（LNA-lownoiseamplifier）、功率放大器（PA-poweramplifier）、光端机等设备，将射频信号从光信号中解调出来，并滤波、放大；

用户天线用于覆盖区的信号发射和接收，可采用全向或定向天线。

前向放大器放大基站至移动台的下行信号（前向信号），反向放大器放大移动台至基站的上行信号（反向信号），由于上下行信号频率相差很大即双工间隔很大（如GSM900、CDMA800的双工间隔为45MHz），可利用双工滤波器和前端滤波器方便地将两路信号分开。

二、光纤直放站特点

光纤直放站与无线直放站的最大区别在于施主基站信号的传输方式上，光纤直放站是通过光纤进行传输，而无线直放站通过空间传播。因此，光纤直放站具有以下特点：①输出信号频率与输入信号频率相同，透明信道。②覆盖区天线可根据地形情况选择全向或定向天线。③不存在无线直放站收发隔离问题，选址方便。④光纤中继端与近端机距离不超过20公里。

三、光纤直放站在公路隧道覆盖中的建设问题

由于公路隧道具有地形复杂，信源获取困难以及覆盖区域狭长，信号波动损耗都较大等特点；因此需要根据实际环境进行勘测设计，灵活组网规划；基于公路隧道的特点，光纤直放站因具有设计和施工灵活且覆盖效果好，工作稳定等优点，所以在公路隧道中有很好的应用。可从以下几个方面来进行探讨。

3.1传输距离的要求光纤直放站的传输距离最大可达15公里，因此对于一般的狭长的隧道，只要不超过改传输距离，就可以使用光纤直放站来进行覆盖。

3.2信源的选取因为信源的选取直接关系到整体覆盖效果。因此要保证施主基站有话务容量冗余可以负担光纤直放站覆盖区域内的话务量。若在隧道口附近无信源可取或隧道较长，利用耦合器从基站耦合信号到近端机，近端机将射频信号转化为光信号，通过光缆将光信号送到远端机，远端机将光信号转化为射频信号同时放大信号将其馈送到天线。根据覆盖距离及近端机拖带远端机能力和对基站的噪声影响，来确定远端机数量。

3.3供电方式对于公路隧道，一般建设在较偏远的山区，电源不太稳定甚至没有电源提供，因此可以利用太阳能供电系统供电，但是如果是在有电源提供的地区可直接利用220V交流电供电。

3.4监控系统公路隧道在偏远地区，故在维护上有很大的困难。监控系统能对其进行参数设置、调整，在网络维护方面起了非常重要的作用，是必不可少的一项补充。

四、光纤直放站在某隧道网络覆盖中的应用实例

4.1工程概况某隧道隧道全长820米，双洞单向两车道，隧道顶高约6米，隧道内信号电平小于-100dBm，隧道东侧隧道口到转弯处约1000米路段信号电平在-90dBm至-98dBm之间，通话质量差。

4.2解决方案为了解决该隧道的覆盖问题，采用无线接入光纤直放站，两隧道内分别采用八木天线进行覆盖，隧道外采用抛物面天线，而利用隧道顶遮挡来解决隔离度问题。系统平面图如下：

4.3测试结果该隧道开通后检测结果为公路隧道内、隧道外网络信号电平值≥-85dBm左右，通话质量RxQual90%区域以上0级，切换成功率＞99%，掉话率＜1%，扩大基站覆盖范围，对基站参数指标无任何影响。

五、结束语

光纤直放站相对于无线直放站来说，成本相对较高，而且需要敷设光纤。但正如本文第2点所阐述，与无线直放站相比，光纤直放站有着无可比拟的优点，光纤直放站一般可获得80dB以上的增益，主要完成为离基站较远的村镇、公路、厂矿、旅游区等地域的覆盖。该系统具有建站速度快、工程投资低，见效快等优点，具有极高的性价比。

参考文献：

[1]韦惠民等.蜂窝移动通信技术.西安：西安电子科技大学出版社.2002.

篇(2)

随着科学技术的日新月异，互联网的大数据、云计算、平台、移动互联网将人类带入了高速的信息时代，互联网和通信方式改变着人们的生活、工作方式，通信方式发生了质的飞跃。同时，人们对通信系统的传输性能，也提出了更高的要求。通信方式从电缆通信、微波通信、光纤通信，再到目前的研究热点高速光纤通信。光纤通信是三大支柱通信方式的主体。光纤通信系统，顾名思义，是利用光作为载波、以光纤作为传输媒介进行传输信息的通信系统，光纤实际上是一种极细的光导纤维，由纯度很高的玻璃拉制而成。普通光纤通信的传输速率一般是10Gb/s，高速光纤通信的传输速率可达到40Gb/s、160Gb/s甚至更高。事实上，在光纤通信的不同发展阶段，高速的含义是不同的。目前通常把STM-16等级以上的系统称为高速光纤通信系统，也有人称之为超高速光纤通信系统。光纤通信作为当前三大通信方式的主体，有着较为明显的优势：光纤通信的频带较宽，可用带宽约50000GHz，容量大可同时传输更多的路数；光纤通信比任何的传输都具有更小的损耗，损耗小带来的直接好处就是中继距离长，传输稳定可靠；另外抗电磁干扰性强、保密性好。

2高速光纤通信系统面临的挑战

高速光纤通信系统快速发展，并得到广泛应用的同时，也存在着一些问题。比如光信噪比（OSNR），OSNR是光纤信号与噪声的比值，OSNR的大小直接影响传输信号质量的优劣，OSNR过大，传输距离会相应减小。另外，色散、非线性效应等问题也是影响高速光纤通信传输的主要因素。色散会使脉冲展宽、强度降低，增大误码率，信号畸变失真，直接降低通信质量。色散一般分为两类：群速度色散和偏振模色散（PMD）。群速度色散和偏振模色散效应对系统的传输性能、传输速率和传输距离都会有明显的损害。PMD的问题在以往的光纤传输中就存在，传输速率越高，PMD的影响也越加明显。光纤传输的衰减、消耗和色散与光纤长度为线性关系，光纤的带宽与光纤长度为非线性关系，这一非线性关系即为非线性效应。非线性效应分为散射效应、与折射密切相关的自相位调制SPM、交叉相位调制XPM和四波混频效应FWM，其中XPM和FWM对系统影响较为严重。因此，研究OSNR、色散和非线性效应问题是解决高速光纤通信系统高质量传输的关键技术。

3高速光纤通信系统的关键技术

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1.1光纤通信系统概述光纤通信系统以光纤为传输介质，主要由数据源、光发送端、光学信道、光接收机等。其中，数据源中包括所有数据、语音业务经过信道编码形成的信号；光发送机将信号变成适合在光学信道上传输的光信号，并从中提取信息，转换成电信号，最后得到相应的语音、数据等信息。如图2所示为光纤通信系统结构示意图。1970年，美国康宁公司研发出世界上首根套层光纤，其损耗率为20db/km，它使得光纤通信成为可能。1975年，贝尔实验室开展世界上第一次光纤点到点的通信试验。1977年，贝尔实验室和日本电报电话公司同时研制成功寿命在10年左右的半导体激光器，使得光纤通信步入实用化阶段。同年，美国兴建起世界首个光纤通信系统，传输速率为45MB/s，通信窗口为850nm。经过三四十年的发展，光纤通信有了巨大进步和革新，尤其是在上世纪90年代，光纤通信系统迎来其发展高峰期，大量的技术和设备被研发出来，解决了线路中的电子瓶颈，通信窗口也迅速移到1550nm。到今天，光波分复用技术的发明又为光纤通信系统带来新的发展面貌。

1.2在光纤通信系统中的应用第一，在接入网中的应用。光纤接入网的接入方式可分为无源接入和有源接入两种，其中，无源光网络是一种非常优质的接入方式，具有低成本、光纤少、中心局终端少、雷电影响小、电磁干扰少等优点，后期的运营维护成本也较少，其扩展性强，能随着技术的发展而升级改造。带宽大、传输距离可达20km。正是由于诸多的优点无源光网络接入方式成为光纤接入网的首选接入方式，其中，上行接入技术乃技术关键点和难点，不能采用以往的以太网CSMA/CD媒体接入控制方式进行上行接入，可以将光波分复用技术应用到其中，进行上行接入。基于光波分复用技术的波分多址上行接入方式以波长为用户端ONU的标识，实现上行接入，具有较大的带宽，能充分利用光纤的大带宽，实现对称宽带接入。同时，该种接入方式还能有效解决ONU测距、快速比特同步等困难，在网络管理和系统升级方面具有显著优势。随着光波分复用技术的发展，光波分复用器材价格越来越低，性能越来越优，这有效推动了无源光网络的发展。第二，在城域网建设中的应用。传统电信城域网无法适应数据业务突变性特点，承载多业务的带宽效率低。因此，当前城域网发展的目标为面向数据和多媒体业务应用的IP优化网络。基于IP和光波分复用技术建设的城域网成为新型城域网的主要方案，其采用IPoverWDM传输技术，就是使IP数据包直接在光路上跑，减少网络层之间的冗余部分，该方法省去了中间的ATM层和SDH层，传输效率高、运行成本低，用户网络费用少，非常适合于城域网建设。从通信协议角度来讲，该方案的网络结构层次为IP业务层和光网络层，光网络层又可以分成光网络适配子层、光复用子层、光传输子层，其中，光复用子层为核心，它完成光复用协议的相关内容，复用带宽、保护线路、定位故障点。该方案有效应用了光纤的巨大带宽资源，提高带宽和传输速率，实现数据格式、调制方式的透明化，实现与现有通信网的兼容，支持网络升级，具有极高的推广性和生存性。同时，该方案也有一定缺点，网络管理与其传输的信号和网管分离开来，只是点对点的拓扑结构方式，没有实现真正意义上的光网络。在光纤通信系统中，若没有应用光波分复用技术，则需要多投入n-1根光纤，若光纤通信方式为多个用户协同工作，则适用光波分复用技术能更好突出光波分复用技术的优势，实现单根光纤传输容量成几倍乃至几十倍的增长，更好利用现有的光纤带宽资源。在远距离运输中，适用WDM技术有助于节省大量光纤，降低光纤通信系统的开发建设成本。WDM以波长路由代替传统电子信号路由，以解复用器代替光电转换交换器，消除延迟转发等瓶颈问题，保证传输的透明性。总而言之，光波分复用技术在光纤通信系统中有广阔的应用空间，能带来良好的应用效果，值得大力推广。

1.3光波分复用技术的发展趋势随着光波分复用技术的发展和应用，光纤通信朝着高速率、大传输容量方向发展，光纤通信对光波分复用技术提出更高要求，进一步推动光波分复用技术的发展。作为一种对米元件依赖性强的技术，未来的WDM技术发展方向是研发出更多新的、性能更好的米元件，开发低价的小型集成光元件，如：放大器、光交叉连接器、光分插复用器、滤波器、信号调节器、光存储器等。其实现互通性和标准化服务，还必须实现传输协议和网关标准的规范化。伴随着光纤通信系统的发展，以WDM为基础的光网络层将逐步实现全光网络连接，实现用户与光纤通信网络的亲密接触，到时候，人们可以利用WDM技术实现可视电视、可视会议、远程技术等支援，进行语音、数据、图像等多媒体信息的传输、处理和交换。简单来说，WDM技术的完善将推动广电数字网络的发展，用户对广电数字网络的需求又成为WDM发展的巨大推动力。WDM技术第一次实现了电信号到光信号的转换，它标志着光通信时代的到来。当前的研究重点是密集波分复用技术，其商用水平为320Gbit/s，也就是说，一对光纤可传送400万话路，商用系统的传输能力仅是单根光纤传输容量的百分之一。在光纤网络中，FTTH解决的是光纤通信“最后一公里”的问题，日本、美国、韩国紧锣密鼓的建设FTTH网络，进行大规模建设，将光波分复用就似乎应用其中，发展成为今天的WDM-PON。在我国，FTTH网络的技术越来越多，且理论也较为完善，但却还媒体一项技术被认为是完善的技术，这个时候充分利用无源光网络技术则是可行的一种选择，推动光波分复用技术的发展，逐渐根据社会需求，采用WDM-PON方式建设FTTH网络。

2结论

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关键词：光纤通信技术的发展特点前景

一、光纤通信的历史

光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。1966年，美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的大门，引起了人们的重视。1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km的光纤，光纤通信时代由此开始。1977年美国在芝加哥相距7000米的两电话局之间，首次用多模光纤成功地进行了光纤通信试验。8.5微米波段的多模光波为第一代光纤通信系统。1981年又实现了两电话局间使用1.3微米多模光纤的通信系统，为第二代光纤通信系统。1984年实现了1.3微米单模光纤的通信系统，即第三代光纤通信系统。80年代中后期又实现了1.55微米单模光纤通信系统，即第四代光纤通信系统。用光波分复用提高速率，用光波放大增长传输距离的系统，为第五代光纤通信系统。新系统中，相干光纤通信系统，已达现场实验水平，将得到应用。光孤子通信系统可以获得极高的速率，20世纪末或21世纪初可能达到实用化。

二、光纤技术发展的特点

(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10Gbps。

(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、光纤技术的发展前景

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。

(1)向超高速系统的发展。目前10Gbps系统已开始大批量装备网络，主要在北美，在欧洲、日本和澳大利亚也已开始大量应用。但是，10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感，而已经铺设的光缆并不一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求，需要实际测试，验证合格后才能安装开通。它的比较现实的出路是转向光的复用方式。光复用方式有很多种，但目前只有波分复用(WDM)方式进入了大规模商用阶段，而其它方式尚处于试验研究阶段。

(2)向超大容量WDM系统的演进。采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽，然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用了不到1%，99%的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一极光纤上传送，则可大大增加光纤的信息传输容量，这就是波分复用(WDM)的基本思路。采用波分复用系统的主要好处是：1.可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使容量可以迅速扩大几倍至上百倍；2.在大容量长途传输时可以节约大量光纤和再生器，从而大大降低了传输成本：3.与信号速率及电调制方式无关，是引入宽带新业务的方便手段；4.利用WDM网络实现网络交换和恢复可望实现未来透明的、具有高度生存性的光联网。

(3)开发新代的光纤。传统的G.652单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势，开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。目前，为了适应干线网和城域网的不同发展需要，已出现了两种不同的新型光纤，即非零色散光(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤)。从长远来看，BPON技术无可争议地将是未来宽带接入技术的发展方向，但从当前技术发展、成本及应用需求的实际状况看，它距离实现广泛应用于电信接入网络这一最终目标还会有一个较长的发展过程。

(4)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。

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。

篇(5)

在应用过程中，按照用途将光纤进行分类，可分为传感光纤和通信用光纤；按照制作工艺分类，可分为材料组成类、制造工艺类和光学特性类；按照传输介质分类，可分为专用和通用两种，并且，功能器件光纤可以应用于放大光波、分频、整形和光振荡等方面，从而以不同形态呈现在人们眼前。根据光纤通信的应用情况可知，光纤通信的基本构成结构包括光源、光纤和光检测器三部分，具有如下几个特点：

（1）信号干扰小、保密性强。

（2）通信容量超大，可完成远距离传输。一般一根光纤的带宽在20THz以上，在没有中继传输的情况下，可传输到几十公里以上。

（3）重量较轻、细径较细，一般制作材料是石英，大大降低了有色金属的耗损，使资源得到合理利用。

（4）不受外界因素影响，在任何情况下可使用，具有较长使用寿命。

（5）较强抗电磁干扰能力和绝缘性能，因此，信息传输质量非常好。

（6）没有辐射，不容易被窃听，提高信息传输的安全性。

（7）环绕性好、抗腐蚀能力强，在使用过程中，不会出现火花，减少安全事故。

2光纤通信技术在电力通信中的应用

在电力通信中，电力特种光纤包括OPGW(光纤复合地线)、MASS(金属自承光缆)、OPPC(光纤复合相线)、ADL(相/地捆绑光缆)、ADSS(全介质自承光缆)和GWWOP(相/地线缠绕光缆)等六种，而我国应用较多的电力特种光缆是ADSS和OPGW两种，大大提高了电力通信的工作效率，使电能损耗得到大量减少。

2.1ADSS(全介质自承光缆)

根据我国电力通信的发展来看，ADSS(全介质自承光缆)在35KV、110KV、220KV的电压等级输电线路上得到了广泛应用，尤其是目前已建成的线路上使用范围非常广，使电力部门利用高压输电线杆塔建设通信网络变得更加方便和快捷，大大减低工作人员的工作量和建设成本。在进行光缆设计时，对温差、风速和气候等外界因素进行了充分考虑，因此，ADSS(全介质自承光缆)具有很强的抗震动性、抗冲击性，可以随意弯折和抗老化性，并且，成本较低、安装非常方便、易携带，给杆塔带来的负载非常小。由于ADSS(全介质自承光缆)具有光纤传输性能强、环境性能好和光缆机械性能卓越等特点，在实际应用过程中，可以与高雅电力传输线架设在同一根电杆上，因此，成为了电力系统中最完美的电网通信传输介质，确保了电网通信的信号质量，使光缆传输效果得到大大提高。我国现代化建设中，ADSS(全介质自承光缆)在山区、跨度较大区域和雷电集中区等地方的线缆架空敷设中非常适用，在满足了电力部门自身的通信要求的同时，为通信业务不断发展和开展新业务提供新的途径。

2.2OPGW(光纤复合地线)

在电力通信中，OPGW(光纤复合地线)是电路传输线路的地形中含有供通信用的光纤单元，由此可见，架空地线中含有光纤，OPGW(光纤复合地线)是架空地线和光缆的复合体。由于OPGW(光纤复合地线)的一次性投入较大，在新建线路或旧线路更换时会选择使用，具有可靠性高和不需要维护的特点。在实际应用过程中，OPGW(光纤复合地线)拥有两种功能：一是，与复合在地线中的光纤一起完成信息传输，二是作为输电线路的防雷线，可以对输电导线起到屏蔽保护的作用。一般情况下，OPGW(光纤复合地线)有铝管型、钢管型和铝骨架型三种，具有光学性能、电气性能和机械性能，可以应用于具有架空接地线的输配电线路中，从而使光纤的可靠性和安全性得到大大提高，使我国输电容量得到机一部提高。在新建线路的应用中，OPGW(光纤复合地线)不需要增加建设成本，在旧线路更换中，只需要将原来的地线更换掉就可以了，并且不需要对杆塔进行加固或重新设计等，从而大大减少工作人员的工作量。另外，OPGW(光纤复合地线)的安装非常方便，不需要特殊的工具，成为我国电力事业未来发展的重要研究方向。

3结束语

篇(6)

关键词：DWDM，光分波/合波器，光放大器

 

1．引言

随着话音业务的飞速增长和各种新业务的不断涌现，特别是IP技术的日新月异，网络容量将会受到严重的挑战。随着EDFA进入实用阶段，DWDM――目前解决通信网络容量危机的最佳方案--复用波分技术得到了极大的发展。

波分复用(WDM)技术，尤其是其中的密集波分复用(DMDM)技术除了能经济地使光网络获得超大传输容量外，还有应用灵活方便的优点。因为DMDM系统各信道上的光信号可以具有彼此独立的比特率和体系。用一根光纤能够同时传输不同体系、不同速率（低速、高速、超高速）、不同业务类型（图像、语音、数据）的多种信号。至2000年，DWDM技术已在全球范围内得到了广泛应用，该技术正迈向成熟。

2．光波分复用的基本概念

WDM是指在一根光纤中同时传输多波长光信号的一项技术。

DWDM指在同一窗口中信道间隔较小的波分复用。该系统是在1550nm波长区段内(见图1)，同时用8，16或更多个波长，在一对光纤上(也可采用单光纤)构成的光通信系统，其中每个波长之间的间隔为1.6nm，0.8nm或更低，其对应的带宽约为200GHz，100GHz或更窄。

现在，也有用WDM来称呼DWDM系统的。从本质上讲，DWDM只是WDM的一种形式，WDM更具有普遍性，DWDM缺乏很明确和准确的定义。一般情况下，如果不特指1310nm/1550nm的两波分WDM系统，人们谈论的WDM系统就是指DWDM系统。

3．光波分复用的关键技术

DWDM技术把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器）将规定的不同波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端，再由波分解复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。根据波分复用器的不同，可以复用的波长数也不同。如图1所示。论文格式，光放大器。。

DWDM系统中的光电器件主要包括激光器、波分复用/解复用器和光纤放大器。

图 1 DWDM技术

3.1波分复用系统对光纤光源的要求

由于单模光纤具有内部损耗低、带宽大、易于升级扩容和成本低的优点，国际上已一致认同DWDM系统将只使用单模光纤作为传输媒质。目前，ITU-T已经在G.652、G.653、G.654和G.655建议中分别定义了4种不同设计的单模光纤。

波分系统的光源的两个基本要求是：①光源有标准的、稳定的光波长。②光源需要满足长距离传输要求。

目前最适合传输DWDM系统的光纤是G.655光纤，但在我国因为大量铺设的是G.652尾纤，所以在上10G及以上速率的信号时，需要用色散补偿。

3.2波分复用系统关键器件--分波/合波器

波分系统的关键器件是分波/合波器。论文格式，光放大器。。合波器的主要作用是将多个信号波长合在一根光纤中传输；分波器的主要作用是将在一根光纤中传输的多个波长信号分离。

3.3 光放大技术

光放大技术的发展和实际应用是DWDM技术得以应用的主要因素。

在光纤通信中光信号不失真地传送得越远越好。由于光纤存在一定的损耗和色散，从而限制了光纤通信系统的传送距离。为实现长距离的光纤传输，需要采用光放大器。

迄今为止，人们已研究出3种光放大器，即半导体激光放大器（SOA）、光纤拉曼放大器（RAMAN）和掺稀土元素的光纤放大器。掺稀土元素的光纤放大器主要有掺铒光纤放大器（EDFA）和掺镨光纤放大器（PDFA），其中EDFA适合于长波长1550nm窗口的光信号放大，而PDFA适用于1310nm窗口的光信号。论文格式，光放大器。。目前已经达到实用化水平并在DWDM系统应用的就是EDFA。PDFA尚未达到商用水平。半导体激光放大器（SOA），集成性好，但其放大器噪声较大是一个急待解决的问题；RAMAN在高速率系统和海底通信系统中有广泛的应用前景。

3.4 DWDM设备工作方式

3.4.1 双纤双向传输

双纤双向传输是指一根光纤只完成一个方向光信号的传输，反向光信号的传输由另一根光纤来完成。因此，同一波长在两个方向上可以重复利用。

这种DWDM系统可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使一根光纤的传输容量扩大几倍至几十倍。在长途网中，可以根据实际业务量的需要逐步增加波长来实现扩容，十分灵活。

3.4.2 单纤双向传输

单纤双向传输是指在一根光纤中实现两个方向光信号的同时传输，两个方向光信号应安排在不同波长上。单纤双向传输允许单根光纤携带全双工通路，通常可以比单向传输节约一半的光纤器件。论文格式，光放大器。。由于两个方向传输的信号不交互产生FWM（四波混频）产物，因此其总的FWM产物比双纤单向传输少很多，但缺点是该系统需要采用特殊的措施来对付光反射，以防多径干扰；当需要将光信号放大以延长传输距离时，必须采用双向光纤放大器以及光环形器等元件，但其噪声系数稍差。论文格式，光放大器。。

4．结论：密集波分复用是光纤通信的发展方向

一百年来，电信网技术发生了巨大变化，其中交换网、传输网经历了从模拟到数字、从电缆到光缆、从PDH到SDH、……总之,从业务形态来说,核心通信业务的发展遵循了从简单到复杂，从窄到宽发展的规律。论文格式，光放大器。。DWDM的成功推出是必然趋势，DWDM技术第一次把复用方式从电信号转移到光信号，在光域上用波分复用的方式提高传输速率，光信号实现了直接复用和放大，并且各个波长彼此独立，对传输的数据格式透明，从某种意义上讲，WDM技术的应用标志着光通信时代的“真正”来临。在可预见的未来，基于WDM技术的光选路、交换技术也将得到大规划应用，作为通信领域发展最为迅速的前沿技术，WDM具有不可估量的发展潜力和光明前途。所以说光波分复用是光纤通信发展的方向。

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1目前《光纤通信技术》课程教学中存在的问题

1.1课时不足，理论性知识不能较好地结合实际工程，且实验设备更新较慢，实验教学效果有待提高

由于光纤通信技术是一门多学科交叉渗透的课程，涉及的内容相当广泛。就我校的情况来说，本门课程总学时48个学时，实验10个学时，由于教学学时的限制，不可能面面俱到地把所有光纤通信的内容都讲到，因此教师选择教学内容的随意性较大，容易导致教学内容的片面性和不连续性，对于学生来说，也感觉课程的知识点过多，没有连续性，不好掌握。而且本门课程涉及的物理知识较多，对一些基础薄弱的学生来说，很难掌握，因此就会出现学习困难。学生对知识的掌握仅限于一些基本知识点，不清楚理论的实际工程意义，导致学生学完以后不知学了什么，不知学了有什么用的情况。在实验内容方面，也存在着实验硬件更新升级落后、实验的设备陈旧、实验项目单一、实验内容老化等问题，教学内容已经严重落后于光纤通信技术的发展现状。另外，采用实验箱型的实验方式在方便操作的同时却无法让学生深入了解光纤通信系统全貌。实践教学很难达到培养学生动手能力的目的，导致学生普遍对实验教学认识不足，严重影响了实验教学质量和效果。

1.2课程内容选取理论性较强，工学结合教学体系尚未真正构建

传统的教学方法是按照所选教材的顺序按章讲解，由于课程本身特点，公式多，表格多，图形多，有些还需要教师在课堂上进行公式的推导，导致了学生感觉学习难度大，不易听懂，课程气氛沉闷，认为对实践指导没有意义。课堂讲授理论性强，但不知道这些理论应该如何应用，工学结合课程教学体系尚未真正的构建。

1.3侧重理论知识考核，过程与能力考核尚未得到足够的重视

我校传统的考核办法是期末考试成绩占70%，平时成绩占30%。期末考试时，学生把大量的精力花费在记忆知识点，背公式上，而且不能反映学生的实际应用水平，由于期末考试所占比重最大，不能改变一考定终身的问题。虽然有平时成绩，但不能全面反映学生的实际掌握知识的能力及水平。由于平时成绩所占比重小，因此对平时成绩里所含的实验成绩不重视，大部分学生对待实验不重视，实验报告也有抄袭现象。所以这种考核办法不能反映学生的真实水平，也需要进一步改进。因此，本文针对教学中出现的以上问题进行了深入的研究。

2教学内容改革

结合本校的人才培养定位，为了培养应用型人才，在教学内容方面，既重视课程的理论性，更要强调课程的实用性。

2.1结合工程实际，重组课程内容

光纤课程的理论知识点较多，在理论课讲授时，由于学时的限制，不可能面面俱到，都讲深入也是不切实际的。因此在课程教学过程中要抓住重点、突破难点，做到详略得当、主次分明。对于学生反映掌握比较困难的理论，可以适当地在课前进行一些知识的补充，也可以在上次课结束时，留一些预习任务。比如在讲光源这一部分内容时，可以让学生提前预习物理中光学这部分内容以及模拟电路里的相关内容，在课堂上再辅以补充，使学生接受新知识时就容易得多。还有在讲解光纤导光原理这部分内容时，由于模式理论方法其中存在非常难懂的电磁理论知识，因此结合人才培养目标，果断删除这种分析方法，改用相对简单的射线分析方法。

2.2及时将光纤通信新知识、新技术补充到教学内容中

由于光纤通信技术发展速度极快，现有的光纤通信教材中提到的新技术，比如光放大技术、光波分复用技术、光孤子通信和相干光通信等在实际中已经应用的比较成熟。而新出现的新技术并没有提及，因此适当增加新技术、新理论的课时，使学生更多的最新技术发展的动态。

2.3重视实际工程案例、实际工程操作的讲解

比如光缆敷设、光纤熔接、光纤通信系统设计等教学内容都安排了适当的课时，通过实验或视频的形式给学生展示出来。既与实际联系紧密，又增加学生的兴趣，为将来的工作打下一个良好的基础。

3教学方法的改革

现在的教学方法主要有这么几种，课堂的板书讲授法、多媒体授课、实验演示法等。板书讲授法是传统的教学方法，优点是思路清晰、框架清楚、重点突出，学生容易笔记，思路清楚，精神集中；缺点是形式单一、信息量小、不生动直观。多媒体教学可弥补板书里存在的问题，多媒体教学方法信息量大，能动态的显示一些复杂不易理解的内容，一些动态软件的引入，更是可以使抽象的知识和理论形象生动化，学生学起来更容易懂，更加感兴趣。但由于信息量太大，讲授速度偏快，如果只使用多媒体教学学生很容易疲劳。实验演示方法最直观，最容易接受，也能激发学生的学习热情。但由于实验条件的限制，不能全程采用。这几种教学方法各有优缺点，我们不能只是单一地采用某一种教学方法，而是应该把它们结合起来。针对不同的教学内容采用不同的教学形式，目的能达到使学生对学习充满兴趣，学习更加轻松，容易接受，更能很好地掌握所学知识并运用到实际工作中。目前《光纤通信技术》课程内容主要有这么几部分：光纤传输原理及特性、光纤器件、光纤通信系统、光纤通信网络及新技术。这几部分内容各有特点，因此在教学时应该根据不同教学的内容采用不同的教学方法。（1）光纤传输原理及特性这部分内容理论性很强，涉及到很多物理知识、数学知识，内容抽象，还存在很多公式推导，学生学起来很困难，不感兴趣。在讲授这部分内容时以板书形式为主，清晰明了，辅以多媒体课件，把书中一些图片由静止变动态，把枯燥的知识变得生动形象。（2）光纤器件这部分内容比较直观，更接近于实际应用，因此教学方法不采用板书讲授。这部分内容以多媒体讲授为主，辅以实物展示。把不同的光纤器件带进课堂，给同学们展示，学生非常感兴趣。在多媒体课件上向学生展示它们的应用情况，效果很好。由于实践条件的限制，这部分内容的操作要靠校外实训基地提供的帮助，把合作单位的器件拿到课堂，并请工程师来讲解，收到很好地效果。（3）光纤通信系统这部分内容主要是设计思想和实际应用，采用的办法是采用仿真软件和实验箱操作结合的方式，这部分内容可以安排在实验室。采用仿真软件，可以使学生对整个系统的应用有更深刻的认识，可以提高学生的综合应用能力。通过实验，可以增强学生的动手操作能力，加深印象。（4）光纤通信网络及新技术这部分内容也是有一定难度的，在讲授这部分内容时，一是理论性强，不好理解，讲授方法采用多媒体为主，辅以形象举例法。比如SDH的同步复用和映射方法这一节，内容非常抽象，不好理解，在讲授时通过多媒体的动态演示使学生思路清晰，并且通过举大家日常非常熟悉的货车拉货的例子，引导学生理解，由浅入深。二是这部分内容更新非常快，我们采取的方法是：老师对目前的新技术、新成果进行大量的材料收集，以多媒体的形式向学生展示；另外为了激励学生的学习热情，让学生通过网络自己收集这部分内容的材料，课上和同学们一起分享并说出自己的见解。通过这种形式，既可以让学生独立思考，增加独立解决问题的能力，又能形成很好的教学互动。

4考核方式的改革

针对传统考核办法存在的不足，我们采取了这样的尝试办法。成绩的组成由这几部分构成：平时成绩20%（包括平时出勤情况、课堂参与情况）、实验成绩30%（实验报告+实验论文）、小论文10%、期末考试成绩40%。在这几部分中降低期末考试的比重，提高实验成绩的比重。其中实验成绩这部分内容，学生不能只交一个实验报告了事，还要有仿真作业成绩，并且通过实验论文让学生写出对实验结果的分析及现象总结，实验过程中出现了什么问题，是如何解决的，有没有改进的办法。我们设置的小论文是开放性的题目，比如可以写对整个光纤通信技术某项新技术的认识、发展动态，也可以设计一个小型实际项目的光纤通信系统。通过这些措施，希望能全面的反映学生的综合水平，激发学生的学习热情。

5总结