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（一）普通光纖
普通單模光纖是最常用的一種光纖。隨著光通信系統的發展，光中繼距離和單一波長信道容量增大，G.652.A光纖的性能還有可能進一步優化，表現在1550rim區的低衰減系數沒有得到充分的利用和光纖的最低衰減系數和零色散點不在同一區域。符合ITUTG.654規定的截止波長位移單模光纖和符合G.653規定的色散位移單模光纖實現了這樣的改進。
（二）核心網光纜
我國已在干線(包括國家干線、省內干線和區內干線)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采用過，但今后不會再發展。G.654光纖因其不能很大幅度地增加光纖系統容量，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，在這些光纜中，曾經使用過的緊套層絞式和骨架式結構，目前已停止使用。
（三）接入網光纜
接入網中的光纜距離短，分支多，分插頻繁，為了增加網的容量，通常是增加光纖芯數。特別是在市內管道中，由于管道內徑有限，在增加光纖芯數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用，目前在我國已有少量的使用。
（四）室內光纜
室內光纜往往需要同時用于話音、數據和視頻信號的傳輸。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光纜，筆者認為至少應包括局內光纜和綜合布線用光纜兩大部分。局用光纜布放在中心局或其他電信機房內，布放緊密有序和位置相對固定。綜合布線光纜布放在用戶端的室內，主要由用戶使用，因此對其易損性應比局用光纜有更嚴格的考慮。
（五）電力線路中的通信光纜
光纖是介電質，光纜也可作成全介質，完全無金屬。這樣的全介質光纜將是電力系統最理想的通信線路。用于電力線桿路敷設的全介質光纜有兩種結構：即全介質自承式(ADSS)結構和用于架空地線上的纏繞式結構。ADSS光纜因其可以單獨布放，適應范圍廣，在當前我國電力輸電系統改造中得到了廣泛的應用。ADSS光纜在國內的近期需求量較大，是目前的一種熱門產品。
二、光纖通信技術的發展趨勢
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，而全光網絡也是人們不懈追求的夢想。
（一）超大容量、超長距離傳輸技術波分復用技術極大地提高了光纖傳輸系統的傳輸容量，在未來跨海光傳輸系統中有廣闊的應用前景。近年來波分復用系統發展迅猛，目前1.6Tbit/的WDM系統已經大量商用，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用(OTDM)技術，與WDM通過增加單根光纖中傳輸的信道數來提高其傳輸容量不同，OTDM技術是通過提高單信道速率來提高傳輸容量，其實現的單信道最高速率達640Gbit/s。
僅靠OTDM和WDM來提高光通信系統的容量畢竟有限，可以把多個OTDM信號進行波分復用，從而大幅提高傳輸容量。偏振復用（PDM）技術可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零（RZ）編碼信號在超高速通信系統中占空較小，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）的適應能力較強，因此現在的超大容量WDM/OTDM通信系統基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統需要解決的關鍵技術基本上都包括在OTDM和WDM通信系統的關鍵技術中。
（二）光孤子通信。光孤子是一種特殊的ps數量級的超短光脈沖，由于它在光纖的反常色散區，群速度色散和非線性效應相互平衡，因而經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以及超短脈沖的產生和應用技術使現行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大傳輸距離方面采用重定時、整形、再生技術和減少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中，有著光明的發展前景。
（三）全光網絡。未來的高速通信網將是全光網。全光網是光纖通信技術發展的最高階段，也是理想階段。傳統的光網絡實現了節點間的全光化，但在網絡結點處仍采用電器件，限制了目前通信網干線總容量的進一步提高，因此真正的全光網已成為一個非常重要的課題。
全光網絡以光節點代替電節點，節點之間也是全光化，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，而是根據其波長來決定路由。
目前，全光網絡的發展仍處于初期階段，但它已顯示出了良好的發展前景。從發展趨勢上看，形成一個真正的、以WDM技術與光交換技術為主的光網絡層，建立純粹的全光網絡，消除電光瓶頸已成為未來光通信發展的必然趨勢，更是未來信息網絡的核心，也是通信技術發展的最高級別，更是理想級別。
三、結語
光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重要作用。雖然經歷了全球光通信的“冬天”但今后光通信市場仍然將呈現上升趨勢。從現代通信的發展趨勢來看，光纖通信也將成為未來通信發展的主流。人們期望的真正的全光網絡的時代也會在不遠的將來到來。
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論文摘要：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。本文探討了光纖通信技術的主要特征及應用。
1.光纖通信技術
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式。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，光纖之間的串繞非常小；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。
光纖通信在技術功能構成上主要分為：(1)信號的發射；(2)信號的合波；(3)信號的傳輸和放大；(4)信號的分離；(5)信號的接收。
2.光纖通信技術的特點
(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。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。目前，單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。
(2)損耗低，中繼距離長。目前，商品石英光纖損耗可低于0～20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低；若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。
(3)抗電磁干擾能力強。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。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。由于能免除電磁脈沖效應，光纖傳輸系還特別適合于軍事應用。
(4)無串音干擾，保密性好。在電波傳輸的過程中，電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串擾，而容易被竊聽，保密性差。光波在光纖中傳輸，因為光信號被完善地限制在光波導結構中，而任何泄漏的射線都被環繞光纖的不透明包皮所吸收，即使在轉彎處，漏出的光波也十分微弱，即使光纜內光纖總數很多，相鄰信道也不會出現串音干擾，同時在光纜外面，也無法竊聽到光纖中傳輸的信息。
除以上特點之外，還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩定性好、壽命長。由于光纖通信具有以上的獨特優點，其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。
3.光纖通信技術在有線電視網絡中的應用
20世紀90年代以來，我國光通信產業發展極其迅速，特別是廣播電視網、電力通信網、電信干線傳輸網等的急速擴展，促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網規模的擴大和系統復雜程度的增加，全網的管理和維護，設備的故障判定和排除就變得越來越困難。可以采用SDH＋光纖或ATM＋光纖組成寬帶數字傳輸系統。該傳輸網可以采用帶有保護功能的環網傳輸系統，鏈路傳輸系統或者組成各種形式的復合網絡，可以滿足各種綜合信息傳輸。對于電視節目的廣播，采用的寬帶傳輸系統可以將主站到地方站的所需數字，通道設置成廣播方式，同樣的電視節目在各地都可以下載，也可以通過網絡管理平臺控制不同的站下載不同的電視節目
有線電視網絡在全國各地已基本形成，在有線電視網絡現有的基礎上，比較容易地實現寬帶多媒體傳輸網絡，因此在目前的情況下，不應完全廢除現有的有線電視網，而用少量的投資來完善和改造它，滿足人們的目前需要。很多地區的CATV已經是光纖傳輸，到用戶端也是同軸電纜進入千萬家。但是現在建設的CATV大多是單向傳輸，上行信號不能在現有的有線電視網中傳送。可以通過電信網PSTN中語音通道或數據通道形成上行信號的傳送，也可以通過語音接入系統來完成。將電話接到各用戶，這樣各用戶間即可以打電話，也可以利用廣電自己的綜合信息網中的寬帶傳輸系統構成廣電網中自己的上行信號的傳送，組成了雙向應用的Internet網。
現在光通信網絡的容量雖然已經很大，但還有許多應用能力在閑置，今后隨著社會經濟的不斷發展，作為經濟發展先導的信息需求也必然不斷增長，一定會超過現有網絡能力，推動通信網絡的繼續發展。因此，光纖通信技術在應用需求的推動下，一定不斷會有新的發展。
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光纖通信的誕生與發展是電信史上的一次重要革命。光纖從提出理論到技術實現和今天的高速光纖通信也不過幾十年的時間。從國外的發展歷程我們可以看出，20世紀60年代中期，所研制的最好的光纖損耗在400分貝以上，1966年英國標準電信研究所高錕及Hockham從理論上預言光纖損耗可降至20分貝/千米以下，日本于1969年研制出第一根通信用光纖損耗為100分貝/千米，1970年康寧公司(Corning)采用“粉末法”先后獲得了損耗低于20分貝／千米和4分貝/千米的低損耗石英光纖，1974年貝爾實驗室(Bell)采用改進的化學汽相沉積法制出性能優于康寧公司的光纖產品。到1979年，摻鍺石英光纖在1.55千米處的損耗已經降到0.2分貝/千米，這一數值已經十分接近由Rayleigh散射所決定的石英光纖理論損耗極限。
目前國內光纖光纜的生產能力過剩，供大于求。特種光纖如FTTH用光纖仍需進口，但總量不大，國內生產光纖光纜價格與國際市場沒有差別，成本無法再降，已經是零利潤，在國際市場沒有太強競爭力，出口量很小。二十年來的光技術的兩個主要發展，WDM和PON，這兩個已經相對比較成熟。多業務傳輸發展平臺兩個方面，一方面是更有效承載以太網業務、數據業務，另一方面是向業務方面發展。AS0N的現狀是目前的系統只是在設備中，或是在網絡中實現了一些功能，但是一些核心作用還沒有達到。
二、光纖通信技術的趨勢及展望
目前在光通信領域有幾個發展熱點即超高速傳輸系統、超大容量WDM系統、光傳送聯網技術、新一代的光纖、IPoverOptical以及光接入網技術。
（一）向超高速系統的發展
目前10Gbps系統已開始大批量裝備網絡，主要在北美，在歐洲、日本和澳大利亞也已開始大量應用。但是，10Gbps系統對于光纜極化模色散比較敏感，而已經鋪設的光纜并不一定都能滿足開通和使用10Gbps系統的要求，需要實際測試，驗證合格后才能安裝開通。它的比較現實的出路是轉向光的復用方式。光復用方式有很多種，但目前只有波分復用(WDM)方式進入了大規模商用階段，而其它方式尚處于試驗研究階段。
（二）向超大容量WDM系統的演進
采用電的時分復用系統的擴容潛力已盡，然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用率低于1％，還有99％的資源尚待發掘。如果將多個發送波長適當錯開的光源信號同時在一級光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復用(WDM)的基本思路。基于WDM應用的巨大好處及近幾年來技術上的重大突破和市場的驅動，波分復用系統發展十分迅速。目前全球實際鋪設的WDM系統已超過3000個，而實用化系統的最大容量已達320Gbps(2×16×10Gbps)，美國朗訊公司已宣布將推出80個波長的WDM系統，其總容量可達200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。實驗室的最高水平則已達到2.6Tbps(13×20Gbps)。預計不久的將來，實用化系統的容量即可達到1Tbps的水平。
（三）實現光聯網
上述實用化的波分復用系統技術盡管具有巨大的傳輸容量，但基本上是以點到點通信為基礎的系統，其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實現類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話，無疑將增加新一層的威力。根據這一基本思路，光光聯網既可以實現超大容量光網絡和網絡擴展性、重構性、透明性，又允許網絡的節點數和業務量的不斷增長、互連任何系統和不同制式的信號。
由于光聯網具有潛在的巨大優勢，美歐日等發達國家投入了大量的人力、物力和財力進行預研，特別是美國國防部預研局(DARPA)資助了一系列光聯網項目。光聯網已經成為繼SDH電聯網以后的又一新的光通信發展。建設一個最大透明的、高度靈活的和超大容量的國家骨干光網絡，不僅可以為未來的國家信息基礎設施(NJJ)奠定一個堅實的物理基礎，而且也對我國下一世紀的信息產業和國民經濟的騰飛以及國家的安全有極其重要的戰略意義。
（四）開發新代的光纖
傳統的G.652單模光纖在適應上述超高速長距離傳送網絡的發展需要方面已暴露出力不從心的態勢，開發新型光纖已成為開發下一代網絡基礎設施的重要組成部分。目前，為了適應干線網和城域網的不同發展需要，已出現了兩種不同的新型光纖，即非零色散光(G.655光纖)和無水吸收峰光纖(全波光纖)。其中，全波光纖將是以后開發的重點，也是現在研究的熱點。從長遠來看，BPON技術無可爭議地將是未來寬帶接入技術的發展方向，但從當前技術發展、成本及應用需求的實際狀況看，它距離實現廣泛應用于電信接入網絡這一最終目標還會有一個較長的發展過程。
（五）IPoverSDH與IpoverOptical
以lP業務為主的數據業務是當前世界信息業發展的主要推動力，因而能否有效地支持JP業務已成為新技術能否有長遠技術壽命的標志。目前，ATM和SDH均能支持lP，分別稱為IPoverATM和IPoverSDH兩者各有千秋。但從長遠看，當IP業務量逐漸增加，需要高于2．4吉位每秒的鏈路容量時，則有可能最終會省掉中間的SDH層，IP直接在光路上跑，形成十分簡單統一的IP網結構(IPoverOptical)。三種IP傳送技術都將在電信網發展的不同時期和網絡的不同部分發揮自己應有的歷史作用。但從面向未來的視角看。IPoverOptical將是最具長遠生命力的技術。特別是隨著IP業務逐漸成為網絡的主導業務后，這種對JP業務最理想的傳送技術將會成為未來網絡特別是骨干網的主導傳送技術。
（六）解決全網瓶頸的手段一光接入網
近幾年，網絡的核心部分發生了翻天覆地的變化，無論是交換，還是傳輸都己更新了好幾代。不久，網絡的這一部分將成為全數字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網絡，而另一方面，現存的接入網仍然是被雙絞線銅線主宰的(90％以上)、原始落后的模擬系統。兩者在技術上存在巨大的反差，制約全網的進一步發展。為了能從根本上徹底解決這一問題，必須大力發展光接入網技術。因為光接入網有以下幾個優點：（1）減少維護管理費用和故障率；（2）配合本地網絡結構的調整，減少節點，擴大覆蓋；（3）充分利用光纖化所帶來的一系列好處；（4）建設透明光網絡，迎接多媒體時代。
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1.1自承式光纜自承式光纜在已經建好的電力線路中使用得較多，自承式光纜有全介質自承式光纜和金屬自承式光纜兩種類型，全介質自承式光纜是一種特殊的光纖，它的直徑很小，質量很輕，同時還是全絕緣結構，因此具有相當穩定的光學性能。金屬自承式光纜在電力系統中的應用非常廣泛，它的結構簡單，應用時不需要考慮熱容量和短路電流，而且投資成本比較低。自承式光纜適用于山谷、江河和雷電比較集中的地區，為利用高壓輸電線桿塔來建設通信網絡提供了技術保障。自承式光纜的光纜質量不受任何因素的影響，通信量也不受任何因素的影響，它具有優越的環境性能、光纜機械性能和光纖傳輸性能，在強電場環境中光纜傳輸信號也不會受到任何影響，是電力通信系統中最方便，也是最有效的傳輸方式。組成自承式光纜的材料都是非金屬材料，抗電磁干擾和耐腐蝕的能力比較強，自承式光纜的設計充分考慮了電力線路的實際情況和溫差、風速等外界因素的影響，具有抗震動、抗彎曲、抗老化和抗沖擊的特點。同時，自承式光纜的質量輕，成本低，用高強度的芳綸紗和高彈性的模量作為抗張元件代替傳統電纜中的鋼絲加強構件，也從根本上減輕了自承式光纜的自重。因此，自承式光纜可以在不改變輸電線桿塔的前提下直接安裝在原來的輸電線桿塔上，對輸電線桿塔的負載力也比較小。下圖2為自承式光纜的結構示意圖。
1.2光纖復合相線光纖復合相線指的是輸電線路相線復合光纖單元的一種電力光纜，是電力通信線路中一種必不可少的光纖類型，光纖復合相線與光纖復合地線結構相似，但是在設計、安裝和運行方面有本質的區別。光纖復合相線的接線盒與其他光纜使用的接線盒也不相同，分為終端接線頭和中間接線頭。光纖復合相線在設計時需要計算掛點，考慮檔距、配盤和弧垂張力等問題，安裝時需要利用光電子分離技術和光纖接續技術將運行相線中的光纖單元分離出來，光纖復合相線安裝時對光纖接續技術的要求很高，在安裝過程中還要確保高壓絕緣。一根光纖復合相線和兩根導線形成的三相電力系統可以解決電網的通信、調度和自動化的問題，大大提高了電網傳輸的數量和質量。光纖復合相線是電力通信中的新型光纜，它有效地避免了在電磁兼容、路由協調和頻率資源方面與外界的矛盾，避免了雷擊的發生，滿足了架空線路的要求，同時，光線組合相線充分利用了電力通信系統的線路資源，確保了地線絕緣式的運行方式，還起到了節約電能的作用。
2電力通信中光纖通信技術的發展趨勢
2.1新型光纖的使用隨著IP業務量的不斷增加，傳統的單模光纖已經不能滿足高質量、長距離的數據傳輸，因此，電力通信必須向新的發展階段邁進，新光纖通信技術的研究與開發就成為了電力通信建設的關鍵，關系到整個電力系統的發展。無水吸收峰光纖和非零色散光纖等新興光纖已經得到了技術上的支持和認可，使用新型光纖一定會促進電力通信的發展。
2.2光聯網光聯網在繼承傳統波分復用系統技術優越性的同時，還改善了傳統的波分復用系統技術在可靠性和靈活性上的弊端。光聯網適應了電力通信系統的發展需要，實現了超大容量的光網絡，增加了網絡的節點數，擴大了網絡的范圍，增強了網絡的透明度，加強了網絡的靈活性，使得不同系統之間的不同信號也能有效地進行連接。同時，光聯網的網絡恢復速度快、時間短，確保了電力通信系統的正常運行，同步數字系統電聯網之后，光聯網勢必會在未來電力通信系統占據重要地位。
光纖通信簡而言之是將原始的電信號轉成光信號進行傳輸，但是實現起來有很多因素要考慮。光纖通信自它的產生之日起，就是為了實現大批量數據的高速傳輸，主要應用于民用通信領域，在各應用領域都有約定俗成的標準，所以要將它引入過來用以實現通信對抗系統的實時串行總線設計，必須進行精心的設計。
1.1物理鏈路的設計
首先是并串、串并轉換集成電路的選取。在通信領域已經有許多高速并串轉換的芯片，但大部分都是面向民用通信領域的通用協議設計的，針對性強，協議架構復雜，不適合串行自定義總線協議的實現。經過一番比對，筆者選取了TI公司的TLK1501芯片。該芯片在應用層是開放式的，應用相對簡單，利于自定義總線協議的實現，便于開發調試。它的串行吞吐速率為0.6～1.5Gbps[2]，已能滿足應用。考慮到PCB布板及實時數據傳輸的需要，選擇800Mbps作為數據傳輸速率。其次是光模塊的選取。光模塊現在已經發展到具有支持波分復用的能力，考慮到引導總線實時只傳輸一種指令，所以選擇單一波長的光模塊即可。目前主要有三種波長的光模塊可以選擇：850nm，1310nm，1550nm。850nm多模光模塊主要應用于短距離傳輸，一般500米以內；1310nm，1550nm光模塊一般應用在單模光纖。考慮到性價比因素筆者選用了某公司的1310nm波長光模塊EO2F-13-311423。該光模塊輸出功率-7dBm左右，靈敏度-21dBm左右，即使光纖轉接有些損耗，整個光纖通路也有比較充裕的動態范圍來保證通信的可靠。TLK1501與EO2F-13-311423間的接口電路見圖1。
1.2TLK1501設計
TLK1501負責整個物理鏈路中數據的并串、串并轉換，是數據高速傳輸的關鍵節點，設計時應注意以下3點。1）時鐘的選取TLK1501有8bit/10bit轉換機制，這樣在FPGA與TLK1501的并行數據端口的16bit數據進入芯片后會轉成20bit數據進行傳輸；反過來推算，16位并行端口的速率應為40MHz。選擇40MHz時鐘時應注意，發送方和接收方TLK1501對時鐘的要求比較高，頻差須在0.01%以內，時鐘的抖動不能超過40ps。設計時將FPGA送給TLK1501的時鐘與并行數據的輸送時鐘盡可能做到同相位，布線長度也盡量相近。2）收發的同步設計TLK1501只有進入同步狀態后才能正常傳輸數據，它有兩種方式發送同步碼，一種是TX-EN、TX-ER為00時發送端強制發送同步碼；另一種是當LCKREFN為高時，TLK1501內部狀態機自動控制發送同步碼。本設計采用的是第一種同步設計。FPGA首先控制TX-EN、TX-ER為00，產生IDLE碼字，一段時間之后傳輸正常的數據，接收模塊根據接收到的幀同步信號判斷鏈路是否同步。如果鏈路同步，可以發送正常數據。如果鏈路失同步，則再產生IDLE碼字，等待重新進入同步狀態。3）PRBS測試為了使整個光通信鏈路的調試進展順利，可以先在每個用戶端口對TLK1501的收發進行PRBS回環測試，如回環測試有問題，可能是因為時鐘抖動太大，或電源不穩定，需改進設計。在每個用戶的TLK1501分別通過測試后，可以進行兩個用戶間的PRBS測試，驗證用戶間的兩個時鐘是否匹配，如兩個用戶間PRBS測試通過，就可以進行高速光纖串行通信總線的測試了。
1.3傳輸協議的設計
信息交換幀由幀頭、幀長度、命令碼、引導信息、校驗字、幀尾等字段組成，幀格式定義見表1。幀的基本組成為字，每個字為16bit，即2個字節，正好匹配TLK1501芯片并行數據端口的數據位數，位定義符合TLK1501芯片的數據總線定義。幀頭與幀尾各有3個16比特的字，通信時方便用戶將完整的一幀內容接收下進行解析。對于一些不能丟幀的指令的通信，如圖2所示，可由ACK校驗和握手機制[3]來確保重發，圖中T1：1～10μs。若ACK校驗和錯誤，則自動重發；累計重發次數超過5次或是T1超時1s，本次傳輸結束，由上位機決定是否重發。
2高速光纖串行總線測試
兩個設備間用光纖互聯后可以進行高速光纖串行總線的調試與測試，測試框圖見圖3。測試時在兩個設備間定時發送按協議格式簡化的一個幀，包括幀頭、幀尾，幀頭幀尾中間填充有規律的便于觀察統計的測試數據，例：“AA55，55AA，5A5A，0000，0001，0002，0003，0004，5A5A，5AA5，A55A”。圖4是利用QUARTUS軟件自帶的SignalTap抓取的傳輸數據，從圖中的接收數據（ser_data_in）可以看到一個完整的帶幀頭、幀尾，測試數據正確的幀。測試前，可預先在通信板卡的控制芯片例如DSP的程序中增加一段測試代碼，專門用于統計通信的誤碼率。試驗的測試結果比較理想，幾萬次的通信傳輸中未發現誤碼，可見誤碼率是很低的，可以滿足工程應用。
3結束語
①光纖通信系統耗損較低，尤其是石英光纖的耗損更低，基本不會超過0.2dB/km，正是因為其耗損極低，因此其中繼距離較長，拿石英光纖來說，其最遠的中繼距離能夠超過200km，如果是非石英極低耗損光纖，那么中繼距離會得到進一步的提高，利用損耗低的特點進行海底通信電纜的鋪設，能夠有效降低成本，并保證通信系統的安全可靠。②光纖通信系統不會受到串音和電磁干擾，光波在傳輸過程中都處于光纜當中，因而不會出現泄漏，就算在彎道出現泄漏，其泄出量也極低，對此可以以消光劑來保存光波，而且光纜中有很多的光纖，因此不會受到串音干擾，極大程度保障了數據的安全。而光纖自身的絕緣屬性能夠使其避免電磁干擾。③光纖通信系統的頻帶較寬，能夠實現大容量的通信，就目前而言光纖能夠使用的帶寬值能夠達到50000GHz，使用一對光纖能夠完成近三萬多的電話傳輸，同時對于寬頻帶信息的傳輸有重要的價值。④使用光纖能夠減少對金屬材料的過多使用，光纖主要的材料為石英，這種材料的儲存量巨大，同電纜則主要使用資源量較小的銅。除此以外光纖還具有較高的抗腐蝕能力，但是也存在機械強度不高、質地脆的缺陷，連接時的技術要求高，對于彎曲的半徑也有嚴格的控制。
2遠方監控系統
沅陵遠方集控計算機監控系統采用北京中水科技有限公司開發的全開放、分層分布式H9000V4.0系統由一（兩）套數據采集服務器群、兩臺操作員站、一臺工程師站、一臺培訓工作站、一臺語音報警站、一臺報表服務器、兩臺遠動工作站、一臺廠內通信工作站（用于基地內通信）和兩臺Ⅰ區核心交換機組成。集控側監控系統同樣采用雙冗余配置并與電廠側監控系統在功能上完全對等且互為備用，形成一套完整的監控系統。沅陵基地監控網通過PTN及光纖直連兩個1000Mb不同的通信通道與鳳灘廠區的監控計算機系統通信，預留1000MbSDH通道為應急冷備用通道，形成完整監控網，控制以沅陵基地的系統為主，前方的系統備用，實施遠程監視與控制。根據電監會安全[2006]34號文《電監會關于主機加固的規定》，電廠監控系統等關鍵應用系統的主服務器，以及網絡邊界處的通信網關、WEB服務器等，應該使用安全加固的操作系統，采用專用軟件強化操作系統訪問控制能力。故本期共配置了5套操作系統加固軟件以滿足系統安全防護的要求。遠方監控系統沒有采用傳統的規約打包式傳輸方式，而采取沅陵調度大樓控制終端直接與電廠側現地控制單元通訊的“直采直送”方式，將遠程控制、采集延時控制在5ms以內，滿足國家電網公司對智能化電廠的數據及時性要求。同時采用雙中心冗余配置對時系統，鳳灘主站、沅陵從站，確保系統時鐘一致性（如圖1~2）。
3系統光纖通信案例分析
遠方集控SDH建設采用NEC的U-NODE設備，建設內容如下：沅陵：沅陵基地配置1套NECU-NODEWBM設備，配置2塊L-16.2光板分別對涼水井變和鳳灘后方，1塊L-1.2光板對鳳灘前方，1塊GBEM板和1塊FEH板。鳳灘：由于鳳灘后方NECU-NODEBBM設備主框插槽已滿，無法新上2.5Gb/s光板，因此本工程在鳳灘后方NECU-NODEBBM設備上配置1個EXT16（2.5Gb/s）擴展（含2塊PSW板的更換）子框和1塊L-16.2光板，以及1塊FEH板。涼水井變：涼水井220kV變現有NECU-NODEWBM設備。
4試驗調試
調度軟交換系統試驗調試工作從2012年12月30日開始，完成了系統功能試驗與網絡可靠性試驗。經過一段時間的試運行，系統各項性能穩定。PTN設備2013年1月22日由由湖南省電力公司信息通信公司信息通信運維中心組織，使用專業網絡測試工具Smartbits600B網絡性能分析儀對PTN傳輸通道性能進行測試（詳見鳳灘電廠沅陵基地至后方機房網絡傳輸通道測試報告）。并與SDH設備的性能進行了比較，從數據上說明了PTN設備在以太網的傳輸效率高于SDH設備。整體試驗達到前期方案要求，沒有出現漏項缺項情況，試驗數據可靠真實。通過聯調試驗，檢驗了SDH、PTN通道的可靠性，二次防護網、調度數據網的穩定性，檢測了PTN及調度數據網等系統各項切換的延時及穩定性，試驗數據滿足要求，SDH、PTN、二次防護網、調度數據網已具備正式投運條件。
5結束語
1.1PDH光纖通信在鐵路通信系統中的應用
光纖通信技術之所以在鐵路通信系統里發揮重要作用，是因為當前對光纖通信技術的劃分十分精細，在各個鐵路通信系統里都會使用相應的光纖通信技術，達到最理想的通信效果。PDH光纖通信作為十分重要和關鍵的方面，能有效清除鐵路通信系統里存在的隱患以及漏洞，確保鐵路通信系統的正常與穩定。但PDH存在標準不一、復用結構過于復雜以及網絡管理功能較弱的問題，所以其難以得到長遠、有效的發展。
1.2SDH光纖通信在鐵路通信系統中的應用
SDH光纖通信在鐵路通信系統里的使用解決了PDH光纖通信使用存在的問題，并在此基礎上有所突破，讓鐵路通信系統更加穩定和流暢。借助SDH設備構成的具備自愈保護作用的環網形式，能在傳輸媒體主要信號中斷的時候自動利用自愈網及時恢復正常的通信狀態。相較于與PDH技術，SDH技術有四個顯著優點：一是網絡管理能力更強；二是比特率和接口標準均統一，讓各個廠家設備間的互聯成為了可能；三是提出“自愈網”這一新理論，能在傳輸媒體主要信號中斷時及時恢復正常；四是運用字節復接技術，簡化網絡各個支路信號。鑒于SDH光纖通信技術有諸多優點，所以在鐵路通信網發展規劃里，已經明確提出了要著重發展基于同步數字系列（SDH）基礎上的傳送網。就以xx鐵路為例，該鐵路基于新敷設20芯光纜里的其中4芯光纖基礎上，開設SDH2.5Gb/s（1+1）光同步傳輸系統為長途傳輸網，在鐵路的相應經過點均設置了SDH2.5Gb/sADM設備，并借助622Mb/s光口同接入層傳輸設備相連，發揮上聯和保護作用。此外，還借助2芯光纖開設了SDH622Mb/s（1+0）光同步傳輸系統，將其作為當地的中繼網，并在鐵路相應經過點以及新開設的各個中間站和線路新設置了SDH622Mb/s設備。
1.3DWDM光纖通信在鐵路通信系統中的應用
DWDM光纖通信技術是借助單模光纖寬帶與損耗低的特點，由多個波長構成載波，許可各個載波信道能同時在同一條光纖里傳輸，如此一來，在給定信息傳輸容量的情況西夏，就能降低所需光纖的總量。使用DWDM技術，單根光纖能傳輸的最大數據流量可以高達400Gb/s。DWDM技術最顯著的優點就是其協議與傳輸速度是沒有關聯的，以DWDM技術為基礎的網絡可以使用IP協議、以太網協議、ATM等進行數據傳輸，每秒處理數據流量在100Mb~2.5Gb之間。也就是說，以DWDM技術為基礎的網絡能在同一個激光信道上以各種傳輸速度傳輸各種類型的數據流量。當前，在國內鐵路通信網里DWDM技術得到了廣泛應用，其中滬杭-浙贛鐵路干線就是國內第一條使用DWDM光纖傳輸系統的鐵路。此外，京九、武廣等鐵路的DWDM光纖傳輸系統也在建設與使用中。就拿京九鐵路來說，京九鐵路線使用的是具有開放性的DWDM系統和設備，能兼容各種工作波長以及廠商的SDH設備。波道數量為16，波道速率基礎為每秒2.5Gb，借助京九線20芯光纜里的2芯G.652單模光纖，使用單纖單向傳輸的方式，也就是說相同波長在兩個方向上都能多次使用，光接口滿足ITU-TG.692協議的標準。
2結語
關鍵詞：光纖通信技術優勢接入技術
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。
一、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。論文百事通在光纖通信系統中，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。
二、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。
三、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-OrgnizationDevelopmentNetwork(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。
