電信通信方案

    摘要:光纖通信不僅可以應用在通信的主干線路中,還可以應用在電力通信控制系統中,進行工業監測、控制,而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。光纖通信技術作為信息技術的重要支撐平臺,在未來信息社會中將起到十分重要的作用。
    關鍵詞:光纖通信技術  優勢  接入技術
        0 引言
        近年來隨著傳輸技術和交換技術的不斷進步,核心網已經基本實現了光纖化、數字化和寬帶化。同時,隨著業務的迅速增長和多媒體業務的日益豐富,使得用戶住宅網的業務需求也不只局限于原來的語音業務,數據和多媒體業務的需求已經成為不可阻擋的趨勢,現有的語音業務接入網越來越成為制約信息高速公路建設的瓶頸,成為發展寬帶綜合業務數字網的障礙。
        1 光纖通信技術定義
        光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信力式。在光纖通信系統中,作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多,而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多,所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構造的,它是電氣絕緣體,因而不需要擔心接地回路,光纖之間的中繞非常小,光波在光纖中傳輸,不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽,光纖的芯很細,由多芯組成光纜的直徑也很小,所以用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題。
        2 光纖通信技術優勢
        2.1 頻帶極寬,通信容量大
        光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬,光纖通信系統的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。散波長窗口,單模光纖具有幾十GHz·km的寬帶。對于單波長光纖通信系統,由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量,特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。采用密集波分復術可以擴大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目前,單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps,采用密集波分復術實現的多波長傳輸系統的傳輸速率已經達到單波長傳輸系統的數百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業務網的首選介質。
        2.2 損耗低,中繼距離長 目前,實用的光纖通信系統使用的光纖多為石英光纖,此類光纖損耗可低于0.20dB/km,這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低,因此,由其組成的光纖通信系統的中繼距離也較其他介質構成的系統長得多。
        如果將來采用非石英系統極低損耗光纖,其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統可以跨越更大的無中繼距離;對于一個長途傳輸線路,由于中繼站數目的減少,系統成本和復雜性可大大降低。目前,由石英光纖組成的光纖通信系統最大中繼距離可達200多km,由非石英系極低損耗光纖組成的通信系至數公里,這對于降低通信系統的成本、提高可靠性和穩定性具有特別重要的意義。
        2.3 抗電磁干擾能力強 我們知道光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料,不易被腐蝕,而且絕緣性好。與之相聯系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力,它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾,也不受人為釋放的電磁干擾,還可用它與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜。它是一種非導電的介質,交變電磁波在其中不會產生感生電動勢,即不會產生與信號無關的噪聲。這樣,就是把它平行鋪設到高壓電線和電氣鐵路附近,也不會受到電磁干擾。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統特別有利。
        2.4 光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設 光纖的芯徑很細,約為0.1mm,由多芯光纖組成光纜的直徑也很小,8芯光纜的橫截面直徑約為10mm,而標準同軸電纜為47mm。這樣采用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題,節約了地下管道建設投資。此外,光纖的重量輕,柔韌性好,光纜的重量要比電纜輕得多,在飛機、宇宙飛船和人造衛星上使用光纖通信可以減輕飛機、輪船、飛船的重量,顯得更有意義。還有,光纖柔軟可繞,容易成束,能得到直徑小的高密度光纜。
        2.5 保密性能好 對通信系統的重要要求之一是保密性好。然而,隨著科學技術的發展,電通信方式很容易被人竊聽,只要在明線或電纜附近設置一個特別的接收裝置,就可以獲取明線或電纜中傳送的信息,更不用去說無線通信方式。  光纖通信與電通信不同,由于光纖的特殊設計,光纖中傳送的光波被限制在光纖的纖芯和包層附近傳送,很少會跑到光纖之外。即使在彎曲半徑很小的位置,泄漏功率也是十分微弱的。并且成纜以后光纖在外面包有金屬做的防潮層和橡膠材料的護套,這些均是不透光的,因此,泄漏到光纜外的光幾乎沒有。更何況長途光纜和中繼光纜一般均埋于地下。所以光纖的保密性能好。此外,由于光纖中的光信號一般不會泄漏,因此電通信中常見的線路之間的串話現象也可忽略。
        3 光纖接入技術
        隨著通信業務量的不斷增加,業務種類也更加豐富,人們不僅需要語音業務,高速數據、高保真音樂、互動視頻等多媒體業務也已經得到了更多用戶的青睞。光纖接入網可分為有源光網絡A(ON)和無源光網絡((PON。)采用SDH技術、ATM技術、以太網技術在光接入網系統中稱為有源光網絡。若光配線網(ODN全)部由無源器件組成,不包括任何有源節點,則這種光接入網就是無源光網絡。
        
        現階段,無源光網絡P(ON)技術是實現FT-Tx的主流技術。典型的PON系統由局側OLT光(線路終端)、用戶側ONUO/NT(光網絡單元)以及ODN-OrgnizationDevelopment Network(光分配網絡)組成。PON技術可節省主干光纖資源和網絡層次,在長距離傳輸條件夏可提供雙向高帶寬能力,接入業務種類豐富,運維成本大幅降低,適合于用戶區域較分散而每一區域內用戶又相對集中的小面積密集用戶地區。
     
       為實現信息傳輸的高速化,滿足大眾的需求,不僅要有寬帶的主干傳輸網絡,用戶接入部分更是關鍵,光纖接入網是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中,由于光纖到達置的不同,有FTB、FTTC,FTTCab和FTTH等不同的應用,統稱FTTx。
        FTTH(光纖到戶)是光纖寬帶接入的最終方式,它提供全光的接入,因此,可以充分利用光纖的寬帶特性,為用戶提供所需要的不受限制的帶寬,充分滿足寬帶接入的需求。我國從2003年起,在“863”項目的推動下,開始了FTTH的應用和推廣工作。迄今已經在30多個城市建立了試驗網和試商用網,包括居民用戶、企業用戶、網吧等多種應用類型,也包括運營商主導、駐地網運營商主導、企業主導、房地產開發商主導和政府主導等多種模式,發展勢頭良好。不少城市制定了FTTH的技術標準和建設標準,有的城市還制門了相應的優惠政策,這此都為FTTH在我國的發展創造了良好的條件。
        在FTTH應用中,主要采用兩種技術,即點到點的P2P技術和點到多點的xPON技術,亦可稱為光纖有源接入技術和光纖無源接入技術。P2P技術主要采用通常所說的MC(媒介轉換器)實現用戶和局端的自接連接,它可以為用戶提供高帶寬的接入。目前,國內的技術可以為用戶提供FE或GE的帶寬,對大中型企業用戶來說,是比較理想的接入方式。
        4 結束語
        從光纖通信問世到現在,光傳輸的速率以指數增長,光傳輸的速率在過去的10年中大約提高了100倍。層出不窮的光通信新技術將成為市場復蘇的源泉,而人類對通信容量的無止境需求將是市場恢復的原動力。隨著光通信技術進一步發展,必將對21世紀通信行業的進步,乃至整個社會經濟的發展產生巨大影響。


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