光纖通訊原理精選(九篇)
前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的光纖通訊原理主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。
第1篇：光纖通訊原理范文
關(guān)鍵詞： 光纖通訊；優(yōu)點(diǎn)；發(fā)展階段；前景
0 前言
上世紀(jì)70年代，隨著低損耗光纖的問(wèn)世，光纖開始以其自身特有的優(yōu)點(diǎn)逐步代替電纜，在一些國(guó)家和地區(qū)的電話局之間開始使用。全世界范圍內(nèi)也開始了光纖通訊的研究，在科研領(lǐng)域掀起了規(guī)模空前的研究熱潮。由于光纖通訊結(jié)構(gòu)清晰，優(yōu)點(diǎn)突出，因此，在發(fā)展中不斷前進(jìn)，隨著社會(huì)需要的增加，光纖通訊具有良好的發(fā)展前景。
1 光纖通訊技術(shù)結(jié)構(gòu)解析
目前，廣泛使用的光纖通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)十分清晰，大多數(shù)該系統(tǒng)包括發(fā)射器、光導(dǎo)纖維、放大器、光接收器四個(gè)主要部分（如圖1）。其中發(fā)射器主要用途是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)以應(yīng)用于光纖傳輸；光導(dǎo)纖維用于傳輸光信號(hào)，大多數(shù)光纖埋置與地下；光放大器主要是放大光信號(hào)克服傳輸過(guò)程中的衰減；光接收器是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
1.1 發(fā)射器
發(fā)光二極管和鐳射二極管通常被作為光纖通訊中的光源半導(dǎo)體元件，它們分別發(fā)出非同調(diào)性光和同調(diào)性光。其次，半導(dǎo)體作為光源不僅體積小、發(fā)光率和可靠率高而且它能將波長(zhǎng)最佳化，可以很好的滿足光纖通訊的要求。
1.2 光導(dǎo)纖維
光纖通常是由核心、纖殼和保護(hù)層組成。其中核心和纖殼部分通常是由硅玻璃制成，保護(hù)層是經(jīng)過(guò)紫外線固化后的壓克力，比較堅(jiān)固可以埋置與地下。光纖的一個(gè)缺點(diǎn)就是彎折劇烈時(shí)容易折斷，加之光纖端部鏈接要求十分精密，因此，折斷的光纖不容易被結(jié)合。
1.3 光放大器
光纖通訊的發(fā)展主要受到訊號(hào)衰減和變形兩個(gè)因素的影響，過(guò)去解決該問(wèn)題的方法主要是應(yīng)用一個(gè)先將光信號(hào)變回電信號(hào)之后放大再轉(zhuǎn)回光信號(hào)的中繼器。但是使用中繼器使得系統(tǒng)架構(gòu)變得非常復(fù)雜。光放大器不做光電裝換直接將光信號(hào)放大，其原理是在一段光纖內(nèi)摻雜稀土族元素如鉺，再以短波長(zhǎng)雷射激發(fā)。
1.4 光接收器
光接收器電路一般情況下包括兩個(gè)部分即，轉(zhuǎn)阻放大器和限幅放大器，通過(guò)對(duì)光偵測(cè)器轉(zhuǎn)換出的光電流進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)阻放大器和限幅放大器就能把光電流轉(zhuǎn)換成電壓訊號(hào)，之后再透過(guò)后端的比較器電路把電壓訊號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)位訊號(hào)。
2 光纖通訊的優(yōu)點(diǎn)
光纖通訊技術(shù)以其自身特有的突出優(yōu)點(diǎn)，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，廣泛的應(yīng)用于通訊、教育、衛(wèi)生、工業(yè)生產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域。它與傳統(tǒng)的金屬電纜相比較主要具有如下六個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：1）可傳輸?shù)男畔⒘看?。頭發(fā)絲粗細(xì)的一根光纖可以容納幾千路電視或幾萬(wàn)路電話，其傳輸能力是電纜的幾億倍，因此是當(dāng)代最理想的大容量傳輸線路；2）抗干擾能力強(qiáng)。光纖傳遞的事光波不是電訊號(hào)，它使用的頻率和傳統(tǒng)的無(wú)限電波頻率不同，不會(huì)受到電磁干擾，因此傳輸信號(hào)質(zhì)量高，抗干擾能力強(qiáng)；3）損耗低。隨著光纖通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖傳輸?shù)膿p耗不斷降低，已經(jīng)從原來(lái)的1000分貝/公里降低到現(xiàn)在的2-5分貝/公里，比電纜的損耗低了很多；4）原材料豐富。生產(chǎn)光導(dǎo)纖維的原料是石英，資源十分豐富；5）成本低。6）線徑細(xì)，材料輕。
3 光纖通訊的發(fā)展階段
光纖通訊技術(shù)自上世紀(jì)70年代問(wèn)世以來(lái)，變?cè)谌澜绶秶鷥?nèi)得到飛速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域之寬、影響范圍之大十分罕見(jiàn)。光纖通訊技術(shù)的發(fā)展大概分為以下幾個(gè)階段：第一階段為萌芽階段，即，60到70年代，美國(guó)率先研制出低損耗光——細(xì)玻璃絲。該纖維芯徑為50微米左右，外徑100微米左右，內(nèi)部材料的折射率略高于外部材料的折射率，作為一種替代銅導(dǎo)線的傳輸線路，它不僅損耗低，而且傳輸信息量大。之后，光纖發(fā)展進(jìn)入第一代光纖時(shí)代，在80年代初期開始建立了商用短波長(zhǎng)（0.8-0.9）微米的多模光纖線路，中繼距離為5-10公里，傳輸容量大約為1500路到6000路電話的容量；第二代光纖時(shí)代，經(jīng)過(guò)80年代的發(fā)展，光纖通訊在客服衰減及色散上去的了很大的進(jìn)步，80年代以后在長(zhǎng)波長(zhǎng)單模光纖開始出現(xiàn)，并且在通訊系統(tǒng)中得到迅速發(fā)扎，由于是單模光纖因此色散十分小，工作波長(zhǎng)為1.5微米左右，損耗低，因此傳遞信息量大，傳輸距離遠(yuǎn)。在1.5微米左右的波段，其傳輸距離可達(dá)200到250公里，這是目前在長(zhǎng)途通訊網(wǎng)中廣泛被推廣應(yīng)用的系統(tǒng)，近年來(lái)隨著單模纖維技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，其應(yīng)用不斷推廣，在城市地區(qū)網(wǎng)上也在考慮采用長(zhǎng)波長(zhǎng)單模光纖系統(tǒng)；新一代光纖通訊，相干光光纖通訊中主要利用了兩項(xiàng)技術(shù)分別是相干調(diào)制和外差檢測(cè)。相干調(diào)制的要求是光信號(hào)不能像自然光那樣沒(méi)有固定的頻率和相位，而是應(yīng)該有固定的頻率和相位，也就是說(shuō)應(yīng)該為相干光；外差檢測(cè)，就是通過(guò)光混頻器把激光和信號(hào)光進(jìn)行混頻處理，得到與信號(hào)光的頻率、位相和振幅按相同規(guī)律變化的中頻信號(hào)。相干光通訊具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，首先，相干光通信靈敏度高，進(jìn)而使無(wú)中繼傳輸距離增加。相干檢測(cè)能提高接收機(jī)的靈敏度。在相同的情況下，相干接收機(jī)比普通接收機(jī)的靈敏度
高20db左右，由于靈敏度高因此也增加了光信號(hào)的無(wú)中繼傳輸距離。其次，相干光通訊選擇性好，通信容量大。相干光通訊使用的是外差探測(cè)，探測(cè)的信號(hào)時(shí)混頻光，因而只有中頻頻帶的噪聲才能進(jìn)入系統(tǒng)，濾波性能良好；第三，具有多種調(diào)制方式。
4 光纖通訊未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)
4.1 光纖通訊將進(jìn)入快速發(fā)展階段
微電子技術(shù)中著名的摩爾定律稱：集成電路的集成度每18個(gè)月翻一番。但目前光纖通訊正以更高的速度發(fā)展，光纖容量和光電器件的發(fā)展速度是集成電路集成速度的一倍。光纖通訊的實(shí)質(zhì)是光信號(hào)在光纖中的傳輸，用光纖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬電纜，其優(yōu)越性不言而喻。全世界范圍內(nèi)絕大多數(shù)的信息是由光纖傳送的。最近幾年迅速發(fā)展起來(lái)的波分復(fù)用技術(shù)是在玻璃絲粗細(xì)的光纖里同時(shí)傳送不同顏色或不同頻率的光。由于這些光各自攜帶著的信息不同，因此，極大地增加了通訊容量。
4.2 光纖通訊將發(fā)展成全光網(wǎng)
光電子技術(shù)的核心問(wèn)題就是光轉(zhuǎn)換成電或者電轉(zhuǎn)換成光。未來(lái)的光通訊將會(huì)發(fā)展成全光網(wǎng)，未來(lái)的計(jì)算機(jī)將先后經(jīng)歷量子計(jì)算機(jī)和光子計(jì)算機(jī)兩個(gè)階段，光子計(jì)算機(jī)主要是利用光的并列特點(diǎn)，瞬間就能把一個(gè)二維圖像調(diào)過(guò)來(lái)。
4.3 光存儲(chǔ)容量不斷增大
光存儲(chǔ)技術(shù)在上世紀(jì)末興起，它對(duì)信息的存取產(chǎn)生了巨大影響?，F(xiàn)在普遍應(yīng)用的光盤就是光存儲(chǔ)的一種簡(jiǎn)單形式?，F(xiàn)在正在充分利用光的特點(diǎn)研究比光盤的存儲(chǔ)密度和記錄速度更大的技術(shù)，也就是要在理論上開放光存儲(chǔ)的大容量技術(shù)。
參考文獻(xiàn)：
[1]卞洪國(guó)，淺析光纖通訊技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及分類[J].黑龍江科技信息，2010（18）.
第2篇：光纖通訊原理范文
關(guān)鍵詞 光纖通訊；技術(shù)現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)
中圖分類號(hào)：TN929 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2013）15-0015-01
光纖通訊技術(shù)是電信史上的一次偉大變革，是我國(guó)發(fā)展較快的一項(xiàng)通訊技術(shù)，并成為當(dāng)今通訊的主力軍之一，帶領(lǐng)了新技術(shù)革命的發(fā)展和前進(jìn)，因?yàn)槠鋬?yōu)越性，才會(huì)得到如此迅速的發(fā)展，應(yīng)用范圍也在不斷的擴(kuò)大。
1 光纖通訊技術(shù)簡(jiǎn)介
光纖通信就是利用光波作信息傳輸過(guò)程中的載波，以光纖作為傳輸媒質(zhì)將信息從一處傳至另一處的通信方式。從光纖通訊技術(shù)本身講，包括：光纖光纜技術(shù)、光交換技術(shù)傳輸技術(shù)、光有源器件、光無(wú)源器件以及光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等幾個(gè)主要部分。具有傳輸頻帶寬，通信容量大；損耗低，傳輸距離遠(yuǎn)，通信質(zhì)量高；抗干擾能力強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣；線徑細(xì)，重量輕的特點(diǎn)。
2 光纖光纜的分類研究
2.1 普通式光纖
普通光纖中的單模光纖是比較常用的光纖形式，是只能在指定波長(zhǎng)下傳插一種模式的光纖，只能傳一種模式的光，單模光纖相比于多模光纖可支持更長(zhǎng)傳輸距離，在100 Mbps的以太網(wǎng)以至1 G千兆網(wǎng)，單模光纖都可支持超過(guò)5000 m的傳輸距離。從成本方面考慮，單模光纖的價(jià)格比較昂貴，過(guò)去我們?cè)诮ㄔO(shè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)的傳統(tǒng)觀念是局域網(wǎng)只用雙絞線，只有高速連接互聯(lián)網(wǎng)時(shí)才用到光纖，有些企業(yè)或是廠礦局域網(wǎng)的范圍很大，而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性要求更高，在這里我們就建議使用光纖了，使用光纖的成本不比使用達(dá)標(biāo)的超五類雙絞線高多少。而且不必?fù)?dān)心雷擊，不用考慮局域網(wǎng)的有效距離問(wèn)題。
2.2 核心網(wǎng)光纜
我國(guó)在干線上已經(jīng)采用了光纜的形式，單模光纖也已經(jīng)全面取代了多模光纖形式而發(fā)揮作用，干線光纜采用的是分立的光纖，不會(huì)使用光纖帶，這種光纖主要是室外之用，而以前的緊套層絞式和骨架式的結(jié)構(gòu)現(xiàn)在已經(jīng)幾乎不被應(yīng)用了。
2.3 接入網(wǎng)式光纜
接入網(wǎng)的光纜距離比較短、分支較多、分插也較復(fù)雜。可以采用增加光纖芯數(shù)的手段來(lái)擴(kuò)大網(wǎng)容量，與此同時(shí)，還可以通過(guò)增加光纖集裝密度和減小光纖的直徑、重量的方法解決存在的問(wèn)題。
2.4 室內(nèi)光纖形式
室內(nèi)光纜是根據(jù)光纜的使用環(huán)境來(lái)分類的，室內(nèi)光纜的抗拉強(qiáng)度小，保護(hù)層較差，但也更輕便經(jīng)濟(jì)，室內(nèi)光纜主要適用于建筑物內(nèi)的布線，以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的連接，包括局內(nèi)光纜和綜合布線用光纜兩部分。
2.5 通訊光纜
光纖是一種電介質(zhì)，通訊光纜在結(jié)構(gòu)上與電纜主要的區(qū)別是光纜必須有加強(qiáng)構(gòu)件去承受外界的機(jī)械負(fù)荷，以保護(hù)光纖免受各種外機(jī)械力的影響。通訊光纜正廣泛地用于電信、電力、廣播等各部門的信號(hào)傳輸上，并將逐步成為未來(lái)通訊網(wǎng)絡(luò)的
主體。
3 光纖通訊技術(shù)的前景展望
3.1 向超高速方向發(fā)展
高速系統(tǒng)的出現(xiàn)會(huì)增加業(yè)務(wù)的傳輸容量，為寬帶業(yè)務(wù)和多媒體這樣的新業(yè)務(wù)提供實(shí)現(xiàn)的可能性，10 Gbps的系統(tǒng)對(duì)光纜極化模色散較敏感，已敷設(shè)的光纜又不一定會(huì)滿足10 Gbps系統(tǒng)的要求，還需要經(jīng)過(guò)實(shí)際的測(cè)試，經(jīng)驗(yàn)證合格后才能開通使用。更現(xiàn)實(shí)的方法是采用光的復(fù)用方式，波分復(fù)用的方式是目前眾多種類中已經(jīng)被大規(guī)模的進(jìn)行商用使用的方式。
3.2 更先進(jìn)的傳輸技術(shù)
波分復(fù)用技術(shù)是一種高效的傳輸技術(shù)，能夠擴(kuò)大光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量，若能將多個(gè)發(fā)送波長(zhǎng)適當(dāng)錯(cuò)開的光源信號(hào)同時(shí)在一級(jí)光纖上進(jìn)行傳送，就能大大增加光纖的信息傳輸容量，這是波分復(fù)用（WDM）的基本思路，目前1.6 Tbit/s的WDM系統(tǒng)已經(jīng)被商用了，而另外一種提高傳輸容量的方式就是采用光時(shí)分復(fù)用技術(shù)，它是通過(guò)提高單信道上的速率來(lái)擴(kuò)大整體的傳輸容量，最高的速率可以達(dá)到640 Gbit/s。
3.3 全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)時(shí)代
全光網(wǎng)絡(luò)將實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)以更快的速度傳輸，因?yàn)閿?shù)據(jù)僅以光的形式進(jìn)行編碼，它成為了光纖通信技術(shù)的最高級(jí)形式，也是光纖通訊技術(shù)發(fā)展的一個(gè)理想階段，實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)是發(fā)展的必然，全光網(wǎng)絡(luò)具有透明性、兼容性、開放性、可擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn)，會(huì)提高容量和速度，目前全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展還處在一個(gè)低級(jí)的階段，但是它的發(fā)展前景是十分樂(lè)觀的，是值得深入研究的，并要與因特網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等做好融合工作。
3.4 全波光纖時(shí)代
城域網(wǎng)需要的業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)和寬帶管理能力比較強(qiáng)，其傳輸?shù)木嚯x比較短，很少使用光纖放大器，全波光纖是在這種應(yīng)用形式下產(chǎn)生的，它采用了一種全新的生產(chǎn)工藝，可以將由水峰導(dǎo)致的衰減完全消除，水峰的消除可以將可用的波長(zhǎng)范圍增加了100 nm；可以實(shí)現(xiàn)高比特率長(zhǎng)距離的傳輸；可以改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的管理現(xiàn)狀；可以降低整個(gè)系統(tǒng)的成本。全波光纖的最大優(yōu)點(diǎn)就是極大程度地加寬了光纖通信的帶寬，由于全波光纖是單模光纖形式，和現(xiàn)用的單模光纖有很多相似的特性，所以完全可以與現(xiàn)有的光纖系統(tǒng)兼容，現(xiàn)有的光纖通信設(shè)備都可以繼續(xù)使用，這就為它的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了一個(gè)有利的條件。
3.5 光弧子通信
光弧子就是一種特殊的ps數(shù)量級(jí)上的超短光脈沖，光脈沖是不同頻率的光波組成的電磁波形式，在光纖通訊中，損耗和色散會(huì)縮短光纖傳輸距離和降低傳輸容量，損耗使光信號(hào)在傳輸過(guò)程中能量逐漸減弱，而色散會(huì)使光脈沖在傳輸中逐漸變寬，針對(duì)這一原理，若有有效的方法使得光脈沖變寬和變窄，恰好使兩種效應(yīng)相互抵消，那就會(huì)提高光纖傳輸?shù)馁|(zhì)量，光脈沖可以在光纖傳輸過(guò)程中保持不變，并實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離和超大容量的傳輸，光弧子的優(yōu)點(diǎn)是在傳輸時(shí)傳輸速率極高、傳輸容量極大，光弧子憑借著它的這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，將會(huì)在光纖通訊技術(shù)的發(fā)展中獲得更廣闊的發(fā)展空間。
4 結(jié)束語(yǔ)
光纖通訊技術(shù)是信息技術(shù)的重要支撐，占據(jù)了信息社會(huì)中的重要地位，它不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路上，在電力通信控制系統(tǒng)中也可以發(fā)揮重要的作用，從現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢(shì)分析，光纖通訊技術(shù)將會(huì)成為未來(lái)通訊業(yè)的主力軍，全光網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代也許就在不久的將來(lái)可以實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]郝曉宇.光纖通訊技術(shù)及其發(fā)展[J].硅谷，2012（22）.
第3篇：光纖通訊原理范文
[關(guān)鍵詞]光纖；通訊技術(shù)；發(fā)展
中圖分類號(hào)：TN929.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）17-0221-01
1.光纖通訊技術(shù)概述及其分類
1.1 光纖技術(shù)概述
光纖技術(shù)是一種非常先進(jìn)的信息傳輸和通訊技術(shù)，能夠大大提升信息的傳輸速度和傳輸效果，光纖通訊技術(shù)的主要工作原理是，在進(jìn)行信息的過(guò)程中用光波作為主要的傳輸方式，用光纖作為主要的傳播媒介將信息進(jìn)行長(zhǎng)距離和短距離傳輸。這種通訊技術(shù)主要包括光纜技術(shù)、傳輸技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和元器件等。這種通訊技術(shù)的主要特點(diǎn)是：傳輸速度快、損耗低、失真率低、通訊質(zhì)量高的特點(diǎn)，它具有傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。
1.2 普通式光纖技術(shù)
普通光纖技術(shù)是光纖通訊技術(shù)中十分常見(jiàn)的一種通訊技術(shù)，這種光纖技術(shù)主要采用的方法是在指定的波長(zhǎng)下采用單一的模式通過(guò)光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和通訊。普通式的光纖技術(shù)的傳輸效果非常好，能夠進(jìn)行超長(zhǎng)距離的傳輸，同時(shí)傳輸?shù)馁|(zhì)量和傳輸速度非常快，能夠滿足高科技行業(yè)對(duì)于信息傳播和通訊的需求。但是普通式光纖技術(shù)的成本非常高，在進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程中需要較高的鋪設(shè)技術(shù)。這種技術(shù)和傳統(tǒng)的雙絞線相比。光纖技術(shù)能夠很好地滿足企業(yè)和廠礦的需求，能夠減少外界環(huán)境對(duì)于光纖的影響，能夠減少斷網(wǎng)問(wèn)題的發(fā)生，達(dá)到更好的傳輸效果。
1.3 核心網(wǎng)和接入網(wǎng)光纜技術(shù)
核心網(wǎng)和接入網(wǎng)光纜技術(shù)是光纖技術(shù)的重要組成部分和類型，隨著我國(guó)科技的發(fā)展，目前的光纖技術(shù)已經(jīng)幾乎全部成為單模光纖技術(shù)，由單模光纖組成的主要網(wǎng)絡(luò)被稱為核心網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)核心網(wǎng)技術(shù)能夠達(dá)到更好的信息傳輸效果。接入網(wǎng)光纖是用戶在申請(qǐng)光纖通訊技術(shù)之后介入核心網(wǎng)的一種方法，這種方法存在著一定的局限性，主要表現(xiàn)為在鋪設(shè)的時(shí)候有效距離較短，分支眾多在傳輸?shù)陌惭b和傳輸?shù)倪^(guò)程中十分復(fù)雜。目前針對(duì)于這種技術(shù)的研究集中在提升網(wǎng)絡(luò)容量和整體的傳輸速度以及減輕光纖自身的重量，減少負(fù)重等等。
1.4 室內(nèi)和通訊光纜技術(shù)
室內(nèi)光纜是使用于普通用戶的一種光纖光纜形式，這種形式的光纜往往被用在室內(nèi)環(huán)境的信息傳輸和通訊傳輸方面，這種光纜在長(zhǎng)距離傳輸?shù)倪^(guò)程中效果非常差，但是在短距離傳輸?shù)倪^(guò)程中整體表現(xiàn)還算不錯(cuò)，同時(shí)安裝這種光纜的成本較低，適合普通用戶的室內(nèi)使用，因此這種光纜的形式應(yīng)用也較為廣泛，也能夠取得較好的效果。通訊光纜技術(shù)主要被用在電信、網(wǎng)絡(luò)以及廣播的信號(hào)和數(shù)據(jù)傳輸方面，這種光纜形式已經(jīng)能夠成為我國(guó)整體通訊網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，這種光纜的性能非常好，適合長(zhǎng)距離傳輸，同時(shí)傳輸?shù)馁|(zhì)量非常高。
2.光纖通訊技術(shù)常見(jiàn)的問(wèn)題及解決方法
2.1 長(zhǎng)距離傳輸信號(hào)耗損
光纖通訊技術(shù)在傳輸?shù)倪^(guò)程中，尤其是在進(jìn)行長(zhǎng)距離的傳輸過(guò)程中，由于光纜自身材質(zhì)的原因非常容易產(chǎn)生傳輸信號(hào)耗損的情況出現(xiàn)，這種情況的出現(xiàn)會(huì)直接影響到整體傳輸?shù)馁|(zhì)量，對(duì)于用戶會(huì)產(chǎn)生非常大的影響。同時(shí)在光纜的安裝過(guò)程中，非常容易出現(xiàn)自身的耗損，從而導(dǎo)致在正式使用的過(guò)程中產(chǎn)生運(yùn)輸損耗問(wèn)題。
2.2 光纖產(chǎn)生信號(hào)耗損的原因
要想降低光纖在長(zhǎng)距離傳輸和安裝過(guò)程中產(chǎn)生的損耗就需要改良光纖通訊社工工藝。在光纖的生產(chǎn)的過(guò)程中由于光纖中心物質(zhì)的破碎或者磨損會(huì)出現(xiàn)傳播不均勻的情況，這種情況一旦產(chǎn)生就會(huì)造成實(shí)際傳輸?shù)闹械膫鬏斝实拖拢趥鬏數(shù)倪^(guò)程中出現(xiàn)散射耗損，同時(shí)如果光纖在安裝的過(guò)程中產(chǎn)生彎曲，整體的傳輸模式會(huì)遭到改變，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的能量耗損。在進(jìn)行光纖對(duì)接的過(guò)程中非常容易產(chǎn)生對(duì)接點(diǎn)的耗損，對(duì)整體的傳輸質(zhì)量產(chǎn)生影響，影響到正常的信息和通訊傳輸效果。
2.3 解決光纖傳輸耗損問(wèn)題的主要方法
要想解決光纖在長(zhǎng)距離傳輸?shù)闹谐霈F(xiàn)的信號(hào)以及通訊數(shù)據(jù)損壞的問(wèn)題，主要可以在光纖的不同使用階段采用不同的措施進(jìn)行處理，具體如下：在對(duì)光纖進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，在生產(chǎn)完成之后應(yīng)當(dāng)對(duì)光纖的整體生產(chǎn)質(zhì)量進(jìn)行檢查，目前主要采用的設(shè)備是O T D R 檢測(cè)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)工作，在檢測(cè)的過(guò)程中要對(duì)每一根光纖進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的重點(diǎn)是光纖是否發(fā)生破損或者產(chǎn)生彎曲。在對(duì)光纖進(jìn)行安安裝的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)采用熔接技術(shù)進(jìn)行不同光纖之間的連接，通過(guò)這種技術(shù)形式能夠?qū)⒐饫w自身的損耗降到最低，同時(shí)在對(duì)光纖進(jìn)行切割的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)采用鋒利的切割器材進(jìn)行切割工作，要保證切割面的整潔。在進(jìn)行安裝的過(guò)程中要尤其注意相關(guān)安裝和操作人員的資質(zhì)，資質(zhì)較高的安裝人員和操作人員能夠最大程度上減少耗損問(wèn)題的產(chǎn)生。
3.光纖通訊技術(shù)的發(fā)展方向和前景
3.1 傳輸速度極大加快
目前光纖通訊技術(shù)之所以能夠占領(lǐng)我國(guó)通訊傳輸?shù)氖袌?chǎng)，最主要的方面是光纖的傳輸速度非常快，能夠滿足人們對(duì)信息的即時(shí)性需求，但是在信息大爆炸的時(shí)代，人們對(duì)于信息的需求在不斷增加，同時(shí)對(duì)于信息的質(zhì)量也有著很高的要求，但是大容量的數(shù)據(jù)傳輸會(huì)嚴(yán)重影響到傳輸?shù)乃俣?，因此極大提升光纖的傳輸速度是光纖通訊技術(shù)的發(fā)展的重要前景。
3.2 采用全新的傳輸技術(shù)
我國(guó)目前使用的光纖傳輸技術(shù)在未來(lái)不能夠滿足光纖傳輸?shù)男枰?，因此新的技術(shù)必將取代舊的信息傳輸技術(shù)，波分復(fù)用技術(shù)是目前正在研發(fā)的較為先進(jìn)的技術(shù)形式，這種傳輸技術(shù)能夠極大增加光纖傳輸?shù)娜萘亢蛡鬏斔俣龋槍?duì)于不同波長(zhǎng)信息的同光纖傳輸能夠大大提升傳輸?shù)乃俣?，同時(shí)能夠降低光纖資源的浪費(fèi)。目前W D M 系統(tǒng)已經(jīng)被商用了，而另外一種提高傳輸容量的方式就是采光時(shí)分復(fù)用技術(shù)，它是通過(guò)提高單信道上的速率來(lái)擴(kuò)大整體的傳輸容量，最高的速率可以達(dá)到540G bit/s。
3.3 光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展
光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是光纖技術(shù)發(fā)展的必然形式，在光纖技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，數(shù)據(jù)的編碼和解碼形式在發(fā)生著不斷地變化，變化的最終形式將是光解碼形式，這種解碼形式將會(huì)極大地提升編碼和解碼的速度。同時(shí)光解碼能夠大大提升光纖網(wǎng)絡(luò)的兼容性和開放性，同時(shí)會(huì)大大提升光纖的最高容量和最快速度，對(duì)該技術(shù)進(jìn)行研究有著非常好的前景。
3.4 全波光纖技術(shù)迅速發(fā)展
全波光纖技術(shù)是光纖技術(shù)發(fā)展的新形勢(shì)，這種形式的光纖發(fā)展能夠極大地提升光纖的整體帶寬，這意味著光纖將在發(fā)展的過(guò)程中擁有極大的容量和極快的傳輸速度，通多單模光纖形式能夠達(dá)到更好的傳輸效果，同時(shí)這種技術(shù)形式能夠進(jìn)行非常好的推廣。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述，光纖通訊技術(shù)是目前最為先進(jìn)的通訊技術(shù)，它和傳統(tǒng)的通訊技術(shù)相比有著速度快、效率高和失真率低的特點(diǎn)，在我國(guó)的各個(gè)行業(yè)發(fā)揮著十分重要的作用，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)中發(fā)揮著十分重要的作用。雖然目前我國(guó)光纖技術(shù)的發(fā)展依然存在著許多缺陷和不足，但是整體的發(fā)展勢(shì)頭非常良好，正在彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)和不足，對(duì)光纖通訊技術(shù)的發(fā)展有利于提升我國(guó)整體的經(jīng)濟(jì)效益，能夠滿足人們不斷增長(zhǎng)的需求，同時(shí)能夠促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]王影.光纖通訊技術(shù)的發(fā)展淺析[J].硅谷，2013，15：15+22.
[2]白鳴飛，周潔.基于光纖通訊技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用的探討[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2013，12：18.
第4篇：光纖通訊原理范文
關(guān)鍵詞：無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)原理組成和特點(diǎn) 無(wú)錫配網(wǎng)運(yùn)用
中圖分類號(hào)： TN711文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
引言
一個(gè)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)是單一且光纖共享，同時(shí)并使用便宜的分光器，把信號(hào)從單一光纖分散至獨(dú)立的用戶，之所以被稱呼為“無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)”是因?yàn)橛袆e于傳統(tǒng)的電信機(jī)房局端及客戶端的連接，這其中并沒(méi)有一個(gè)有源電子設(shè)備裝置介于該接入網(wǎng)絡(luò)之間，這樣的優(yōu)勢(shì)大大的簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作、維護(hù)及成本，另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)為相比于一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的光纖網(wǎng)絡(luò)中，其所使用的光纖并不需要很多。
2．原理組成和特點(diǎn)
使用以太網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)造一個(gè)無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，無(wú)源以太光網(wǎng)絡(luò)為點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的光纖拓樸結(jié)構(gòu)，當(dāng)用戶連接至特定分配光纖，它們共享光纖配送網(wǎng)絡(luò)(OpticalDistributionNetwork，ODN)，藉由骨干光纖回到電信機(jī)房局端。
對(duì)于低光纖數(shù)的需求是可以想象的傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的以太網(wǎng)絡(luò)路，路邊交換機(jī)(Curb -Switched)以太網(wǎng)絡(luò)及EPON間的不同。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的以太網(wǎng)絡(luò)可能使用N條或2N條的光纖，但必須使用2N個(gè)光收發(fā)器，而終端交換機(jī)以太網(wǎng)絡(luò)則使用一條骨干光纖。如此是可以節(jié)省光纖及電信機(jī)房所占用的空間，但仍需使用2N+2個(gè)光收發(fā)器，且必須供應(yīng)電力給交換機(jī)來(lái)使用。
EPON也使用一個(gè)骨干光纖、最少的光纖及占用電信機(jī)房較小的空間，同時(shí)只需N+1個(gè)光收發(fā)器，另外也不需要額外的電力，下行的傳輸速率幾乎達(dá)其全速的骨干連接，它同時(shí)也支持下行串行廣播。
EPON網(wǎng)絡(luò)包括光線路終端(OpticalLineTerminal，OLT)及光網(wǎng)絡(luò)單元(OpticalNetwork Unit，ONU)。一般而言，OLT存在于局端電信機(jī)房(Central Office，CO)，多為以太網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)或媒體轉(zhuǎn)換器平臺(tái)，ONU則多置于靠近客戶端，如路邊、建筑物或用戶住處，ONU則提供802.3ah WAN接口及802.3ah客戶端接口。
使用分光器
EPON規(guī)劃了在單一光纖上作全雙工傳輸，并以點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的拓樸架構(gòu)呈現(xiàn)，用戶只看到自己與局端間的傳輸，而非其它在該拓樸架構(gòu)的用戶。EPON系統(tǒng)使用了分光器(splitter)，利用不同的光波長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行上行串行傳輸及下行串行傳輸，其波長(zhǎng)如下:
--1490nm下行串行傳輸，1310nm上行串行傳輸
采用多點(diǎn)控制協(xié)議MPCP
為了管理點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(P2MP)光纖網(wǎng)絡(luò)，EPON使用多點(diǎn)控制協(xié)議(Multi-PointControlProtocol，MPCP)。MPCP執(zhí)行帶寬管理工作，包括帶寬的詢問(wèn)、自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和排序，它在MAC層實(shí)現(xiàn)這些功能，利用了64位的控制信息:
--GATEandREPORT字段用在分配及給予帶寬
--REGISTER和REGISTER_REQUEST字段使用在控制自動(dòng)發(fā)現(xiàn)ONU過(guò)程
MPCP提供了接通網(wǎng)絡(luò)資源的最佳化，自動(dòng)化排序的機(jī)制減少了帶寬松散的問(wèn)題，而ONU自動(dòng)回報(bào)帶寬需求給OLT的機(jī)制用以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)帶寬分配 (DynamicBandwidthAllocation，DBA)，光收發(fā)器的參數(shù)藉由OLT與ONU的交流機(jī)制而達(dá)到最佳化的目的。
解析OLT和ONU的操作
OLT負(fù)責(zé)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)ONU的過(guò)程，其中包含了帶寬排序和LogicalLinkIDs(LLID)的指定，利用時(shí)間標(biāo)記字段在下行傳輸?shù)腉ATEMAC 控制信息，可達(dá)到ONU與OLT同步的功能，ONU接收GATE信息并傳送REGISTER_REQUEST信息，在預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)將其注冊(cè)到OLT， OLT利用REGISTER信息回復(fù)給ONU，用以指明認(rèn)可ONU的注冊(cè)。
EPON下行串行傳輸
EPON網(wǎng)絡(luò)控制802.3架構(gòu)的物理層廣播，如圖3所示，廣播幀被LLID在預(yù)傳時(shí)間所摘取，一個(gè)64位的GATE信息被送到下行串行傳輸來(lái)分配帶寬。
EPON上行串行傳輸
無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)在配電上運(yùn)用
（1）典型通信建設(shè)方案
確定電力用戶用電信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸通信信道的應(yīng)用時(shí)應(yīng)按以下優(yōu)先原則進(jìn)行：
第一，市區(qū)和城鎮(zhèn)首先選擇專用光纖網(wǎng)絡(luò)；
第二，可應(yīng)用公共營(yíng)運(yùn)商提供的GPRS/CDMA通信網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建虛擬專用數(shù)傳通信網(wǎng)絡(luò)；
第三，利用供電企業(yè)現(xiàn)有的230MHz無(wú)線專網(wǎng)資源。
由于供電系統(tǒng)對(duì)對(duì)信息管理的要求，因此，在建立數(shù)據(jù)傳輸通信信道方面多選光纖通道。
光纖通信：以光波作為信息載體的通信手段，如工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、光纖收發(fā)器、無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）等。
優(yōu)點(diǎn)：傳輸速率高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、保密性好、傳輸時(shí)延小、組網(wǎng)方式靈活，可以實(shí)現(xiàn)綜合數(shù)據(jù)傳輸。
缺點(diǎn)：一次投資大。但是，隨著光纜性價(jià)比的提高、光設(shè)備成本的下降，光纖通信必將以其在系統(tǒng)穩(wěn)定性、高可靠性和運(yùn)行維護(hù)方便性等方面的優(yōu)勢(shì)，成為優(yōu)質(zhì)配網(wǎng)自動(dòng)化通信的首選。
光纖環(huán)網(wǎng)是配電自動(dòng)化通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的優(yōu)選方案，可靠性較高；單點(diǎn)故障不會(huì)引起通訊故障。光纖通信是高質(zhì)量配網(wǎng)自動(dòng)化/用電信息采集系統(tǒng)通信的首選
（2）光纖通訊經(jīng)歷的三個(gè)階段
2002年以前：第一代技術(shù)：光纖自愈環(huán)網(wǎng)—光MODEM
2002—2006年：第二代技術(shù)：光纖自愈環(huán)網(wǎng)—工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)
2006年至今：第三代技術(shù)：無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）接入技術(shù)2008年
（3）無(wú)源光纖以太網(wǎng)自愈環(huán)網(wǎng)用于電力配網(wǎng)通信時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題：
a..當(dāng)環(huán)上多個(gè)站點(diǎn)需要停電檢修時(shí)的方案
b.當(dāng)配電網(wǎng)需要更改拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或增加/減少設(shè)備時(shí)的方案
無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）：是指在光線路終端（OLT）和光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）之間的光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）沒(méi)有任何有源電子設(shè)備的光接入網(wǎng)。
PON：Passive Optical Network
APON：基于ATM的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，G.983
EPON：基于以太網(wǎng)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，802.3ah
GPON：Gigabit PON ，APON的升級(jí)版本
點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的光纖傳輸和接入技術(shù)
下行采用廣播方式、上行采用時(shí)分多址方式
動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)
組網(wǎng)拓?fù)洌嚎梢造`活地組成樹型、星型、總線型等
節(jié)省光纜資源(單纖)、節(jié)省設(shè)備資源、帶寬資源共享、節(jié)省機(jī)房投資、設(shè)備安全性高、建網(wǎng)速度快、綜合建網(wǎng)成本低
抗多點(diǎn)失效
當(dāng)配電網(wǎng)需要增加/減少設(shè)備、改變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，不影響原有設(shè)備的正常運(yùn)行
無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)天然吻合配網(wǎng)通信需求，是配網(wǎng)自動(dòng)化\用電信息采集系統(tǒng)通信的首選
(4)實(shí)施方案
1、全網(wǎng)雙纖保護(hù)
LU和RU均配置兩個(gè)光收發(fā)單元來(lái)組建1+1全保護(hù)網(wǎng)絡(luò)。采用全光纖保護(hù)倒換技術(shù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中不同的光纖路由，分別構(gòu)成系統(tǒng)的兩個(gè)通信方向，一個(gè)為工作方向，另一個(gè)為保護(hù)方向；上行提供串行口和以太網(wǎng)口與前置機(jī)相連，從而實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)雙路由，提高網(wǎng)絡(luò)可靠性。
2、抗多點(diǎn)失效
首家將PON技術(shù)引入配網(wǎng)自動(dòng)化通信領(lǐng)域，各遠(yuǎn)端通信站之間采用并聯(lián)而不是串聯(lián)方式，一個(gè)或多個(gè)站的停電檢修或失效不會(huì)影響其他站的正常運(yùn)行。
全光纖保護(hù)倒換技術(shù)
自動(dòng)倒換：通過(guò)故障檢測(cè)觸發(fā)，如信號(hào)丟失、幀丟失、信號(hào)劣化等
強(qiáng)制倒換：通過(guò)管理事件激活，如光纖的預(yù)先設(shè)定路由、光纖更換等
目前業(yè)界唯一能抗多點(diǎn)失效的解決方案，1:1冗余組網(wǎng)，支持全光纖保護(hù)倒換
4．實(shí)例
4.1大壩變環(huán)網(wǎng)是以大壩變電所為配網(wǎng)主站，以附近9個(gè)開關(guān)站為配網(wǎng)子站的一個(gè)綜合接入網(wǎng)。通過(guò)1+1保護(hù)實(shí)現(xiàn)光纖上數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)的高效傳輸。
4.2楊亭變環(huán)網(wǎng)是以武林變電所為配網(wǎng)主站，以附近7個(gè)開關(guān)站為配網(wǎng)子站的一個(gè)綜合接入網(wǎng)。通過(guò)1+1保護(hù)實(shí)現(xiàn)光纖上數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)的高效傳輸
5．結(jié)論
隨著國(guó)家智能配網(wǎng)的概念提出，各大城市配電工程的相繼逐步興起，作為光纖通訊第三代的技術(shù)代表的以太無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)，提供了一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定可靠的通訊平臺(tái)，它的靈活穩(wěn)定不受干擾的可擴(kuò)展組網(wǎng)性適應(yīng)了現(xiàn)行復(fù)雜的配網(wǎng)一次網(wǎng)架，并在今后一次設(shè)備的改造中通訊網(wǎng)絡(luò)基本不受影響，并采用全網(wǎng)雙光纖保護(hù)和抗多點(diǎn)失效技術(shù)大大提高了通訊的可靠穩(wěn)定性，為配網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)這個(gè)“瓶頸”提出了可行的解決辦法。
參考文獻(xiàn)
第5篇：光纖通訊原理范文
關(guān)鍵詞 通信；遙控單元；監(jiān)控；微波；光纖
中圖分類號(hào)：TE46 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）04-0013-01
1 簡(jiǎn)介
番禺34-1平臺(tái)通訊系統(tǒng)主要通過(guò)光纖與陸地蛇口基地及與南海天然氣主平臺(tái)荔灣3-1平臺(tái)進(jìn)行通信，平臺(tái)內(nèi)部則通過(guò)信號(hào)線進(jìn)行傳輸，其中包括人與人之間的通信和人與設(shè)備之間的通信兩部分。對(duì)于人于人之間的通訊，主要實(shí)現(xiàn)海上人員之間的互相聯(lián)系，海上人員與陸地工作的通信等，這些既有語(yǔ)音的聯(lián)系，也有數(shù)據(jù)的傳輸。對(duì)于人與設(shè)備的通信，既指實(shí)現(xiàn)平臺(tái)內(nèi)工作人員對(duì)所有設(shè)備的監(jiān)控，數(shù)據(jù)傳輸，便于平臺(tái)內(nèi)部工作人員進(jìn)行跟蹤和采集已經(jīng)陸地人員對(duì)海上數(shù)據(jù)的監(jiān)控和采集。
2 工作原理
番禺34-1平臺(tái)通訊系統(tǒng)用以傳輸生產(chǎn)數(shù)據(jù)及控制信號(hào)，對(duì)外聯(lián)絡(luò)和對(duì)內(nèi)廣播報(bào)警。平臺(tái)主要依靠海底光纜和衛(wèi)星通信實(shí)現(xiàn)與外界的通訊聯(lián)絡(luò)，并配有必需的無(wú)線設(shè)備。平臺(tái)通訊系統(tǒng)主要用于平臺(tái)內(nèi)部通信和平臺(tái)與外部之間的通信兩部分組成。平臺(tái)與外面的通信主要有超聲波通訊、微波通訊、衛(wèi)星通訊或光纜通訊、應(yīng)急通訊等；內(nèi)部通訊系統(tǒng)指平臺(tái)內(nèi)部人員之間、人員與各種設(shè)備間的通信，主要包括PAGA系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、局域網(wǎng)、娛樂(lè)系統(tǒng)、人員對(duì)講系統(tǒng)、人機(jī)對(duì)講系統(tǒng)等。
3 通訊系統(tǒng)分類
3.1 PA/GA公共廣播系統(tǒng)
海上采油平臺(tái)屬于高風(fēng)險(xiǎn)、高難度作業(yè)，番禺34-1平臺(tái)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)則更高，因?yàn)樗鼮樘烊粴馄脚_(tái)，平臺(tái)上的一點(diǎn)點(diǎn)安全問(wèn)題，都會(huì)演變成巨大的災(zāi)難，為了保證平臺(tái)上100多名工作人員的安全，對(duì)于信息的實(shí)時(shí)傳達(dá)是非常重要的。如何實(shí)現(xiàn)在這個(gè)巨大的采油平臺(tái)上所有人員都能及時(shí)的得到信息呢，這就需要公共廣播系統(tǒng)。
公共廣播系統(tǒng)是通過(guò)中控室的控制主機(jī)，以及分布在平臺(tái)各個(gè)地方的無(wú)數(shù)揚(yáng)聲器組成，中控室人員通過(guò)中控儀表設(shè)備顯示，得知平臺(tái)出現(xiàn)危險(xiǎn)警報(bào)時(shí)，會(huì)及時(shí)通過(guò)廣播系統(tǒng)，告知平臺(tái)所有人員，提高警惕，采取怎樣的應(yīng)對(duì)措施，這就為平臺(tái)自身的救援爭(zhēng)取了很大的時(shí)間。廣播報(bào)警按下列平臺(tái)危險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行：棄平臺(tái)；火災(zāi)及可燃?xì)怏w泄漏；中控的遙控廣播及其他遙控單元廣播及普通廣播等。每種廣播的信號(hào)均不同，所有人員都必須嚴(yán)格遵守此要求，保證人身及財(cái)產(chǎn)的安全。
所以說(shuō)，在海上的平臺(tái)中，廣播系統(tǒng)是起到非常重要的角色，它的能否正常運(yùn)行直接關(guān)系到平臺(tái)上所有人員的人身安全。也是在進(jìn)行平臺(tái)調(diào)試過(guò)程中第一個(gè)必須啟動(dòng)的系統(tǒng)。
3.2 電話系統(tǒng)-PABX系統(tǒng)
平臺(tái)的電話系統(tǒng)為平臺(tái)內(nèi)部人員之間溝通的橋梁和紐帶，同時(shí)也通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)或者是衛(wèi)星也可以實(shí)現(xiàn)平臺(tái)人員與陸地之間的通話。
海上平臺(tái)電話系統(tǒng)與平時(shí)我們接觸的電話系統(tǒng)沒(méi)有什么差別，主要有程控交換機(jī)及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)組成，通過(guò)海底光纜與陸地相應(yīng)系統(tǒng)主機(jī)相連接，終端就是普通的電話接口，連接上電話機(jī)就可以進(jìn)行通話了。實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)人員之間以及平臺(tái)與陸地之間的通話溝通。
3.3 CCTV-閉路監(jiān)控系統(tǒng)
雖然海洋石油平臺(tái)不大，但是其屬于高密度作業(yè)，高密度人員活動(dòng)的場(chǎng)所，其對(duì)安全的要求就會(huì)非常高，故平臺(tái)安裝監(jiān)控系統(tǒng)就顯得尤為重要，以便在中控室能夠?qū)崟r(shí)的能夠觀測(cè)到平臺(tái)的各種情況。監(jiān)控系統(tǒng)有放置在各個(gè)重要區(qū)域的攝像頭和放置在控制室的監(jiān)控器，網(wǎng)絡(luò)主機(jī)，監(jiān)控盤組成，實(shí)時(shí)監(jiān)控平臺(tái)上主要區(qū)域的變化，當(dāng)發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)可以馬上通過(guò)廣播系統(tǒng)通知平臺(tái)上作業(yè)人員進(jìn)行救險(xiǎn)或撤離等信息。
3.4 VHF系統(tǒng)
海上平臺(tái)不是孤立的，它的任何補(bǔ)給都需要來(lái)往的船舶進(jìn)行提供，其中既包括人員的倒班，也包括設(shè)備的運(yùn)輸、生活的補(bǔ)給等。當(dāng)船舶接臺(tái)時(shí)，就需要船上工作人員與平臺(tái)相應(yīng)的工作人間進(jìn)行溝通，這就需要了無(wú)線對(duì)講，這個(gè)無(wú)線對(duì)講系統(tǒng)就是VHF系統(tǒng)，VHF系統(tǒng)為甚高頻段無(wú)線電話系統(tǒng)，在船舶與采油平臺(tái)中控室分別配置1臺(tái)主機(jī)和一臺(tái)GPS主機(jī)以及可以隨便移動(dòng)的相應(yīng)的對(duì)講機(jī)，按照國(guó)際上對(duì)于此甚高頻的規(guī)定，此系統(tǒng)覆蓋156.00-174.00 MHz頻段，用于VHF-FM通訊。備用電源為24V DC供電，需滿足VHF-FM設(shè)備及GPS系統(tǒng)正常工作6小時(shí)。互通雙方通過(guò)此頻段對(duì)講就可實(shí)現(xiàn)相互的信息傳輸，準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)船舶與海洋石油平臺(tái)的通信聯(lián)絡(luò)。
3.5 UHF對(duì)講系統(tǒng)
作為平臺(tái)工作人員的正常通訊，UHF對(duì)講系統(tǒng)是非常必要的。天線安裝在頂部甲板，固定電臺(tái)安裝在中控室內(nèi)，采用400 MHz的工作頻率進(jìn)行通訊。平臺(tái)工作人員通過(guò)UHF對(duì)講系統(tǒng)可以隨時(shí)隨地與其他人員進(jìn)行對(duì)話及溝通，極大的提高了工作效率。
3.6 衛(wèi)星通信
海洋石油平臺(tái)建在大海上，需要與陸地進(jìn)行實(shí)時(shí)的信號(hào)傳輸及信息共享，這些就要通過(guò)衛(wèi)星進(jìn)行傳輸，滿足平臺(tái)接受電視信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)信息等需求。衛(wèi)星通信由于其安裝方便，并且不受地域的限制，故在海洋通信系統(tǒng)中廣泛使用。
3.7 光纖通信
番禺34-1平臺(tái)距離陸地比較遠(yuǎn)，平臺(tái)與陸地的主要通信方式還是采用光纖完成，光纖由于其衰減低，同時(shí)成本低，則廣泛應(yīng)用到海洋石油平臺(tái)的通信系統(tǒng)中。光纜附著在海纜中，在進(jìn)行海纜鋪設(shè)的過(guò)程中光纜也實(shí)現(xiàn)了一起鋪設(shè)。
3.8 娛樂(lè)系統(tǒng)
番禺34-1平臺(tái)為有人平臺(tái)，平臺(tái)配置了120人的生活樓，由于平臺(tái)內(nèi)工作人員休息的地方，由于平臺(tái)內(nèi)工作人員需要幾個(gè)月的時(shí)間都呆在平臺(tái)上，遠(yuǎn)離陸地，遠(yuǎn)離親人，他們?cè)诠ぷ髦?，相?yīng)的娛樂(lè)活動(dòng)還是非常需要的。為了保證正常的生活，在生活樓內(nèi)的各個(gè)房間及閱覽室，均安裝有電視，通過(guò)衛(wèi)星，接受來(lái)自陸地發(fā)射的衛(wèi)星電視信號(hào)，滿足平臺(tái)工作人員觀看電視的需求。這就是大家所說(shuō)的通信娛樂(lè)系統(tǒng)。
4 結(jié)論
海洋石油平臺(tái)雖然不大，但是由于遠(yuǎn)離陸地，又屬于高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境，同時(shí)人員又相對(duì)的密集，所以它的通訊系統(tǒng)才顯得更加重要，番禺34-1平臺(tái)為我國(guó)自己開發(fā)建造的南海第二大油氣田，保證其通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)良好、運(yùn)行正常，才能更好的保證登臺(tái)人員的生命安全和平臺(tái)的財(cái)產(chǎn)安全。
參考文獻(xiàn)
第6篇：光纖通訊原理范文
關(guān)鍵詞：煤礦；短路保護(hù)；Ether CAT；光纖；聯(lián)鎖
中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）27-6224-03
煤礦井下高壓供電網(wǎng)短路保護(hù)無(wú)法通過(guò)整定值的配合實(shí)現(xiàn)選擇性，一處發(fā)生短路故障，往往引起多級(jí)開關(guān)同時(shí)跳閘，嚴(yán)重影響安全和生產(chǎn)[1，2]。短路保護(hù)如何實(shí)現(xiàn)選擇性一直困擾著煤炭行業(yè)，成為亟待解決的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外許多科技工作者提出了多種基于通訊網(wǎng)絡(luò)的解決方案，較為典型的有：
1） 光纖縱差保護(hù)
該方法以縱差保護(hù)為主保護(hù)，下級(jí)開關(guān)輸出信號(hào)通過(guò)光纖接入上級(jí)開關(guān)，各變電所之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接為一個(gè)整體[2]，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)可靠性還需進(jìn)一步提高。
2） 電流速斷閉鎖法
在每個(gè)變電所內(nèi)設(shè)置短路閉鎖控制裝置，當(dāng)某一開關(guān)檢測(cè)到故障信息后，通過(guò)閉鎖控制裝置向上級(jí)開關(guān)發(fā)送閉鎖信號(hào)[3]，采用電氣閉鎖方式，信號(hào)傳輸易受干擾，無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)后備保護(hù)的延時(shí)在線整定。
3） 集中控制
通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將部分或全部開關(guān)聯(lián)接起來(lái)，故障信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到集中控制設(shè)備[4，5]，然后由集中控制設(shè)備根據(jù)供電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)關(guān)系識(shí)別出距故障點(diǎn)最近的開關(guān)并通知其動(dòng)作。這種方式對(duì)通訊系統(tǒng)的可靠性要求較高，通訊網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)無(wú)法正常工作。
目前迫切需要一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，實(shí)時(shí)性強(qiáng)且通訊故障處理功能完善的保護(hù)方案。實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，為解決這一問(wèn)題提供了新的思路，該文提出了一種由雙層實(shí)時(shí)以太網(wǎng)Ether CAT網(wǎng)與光纖聯(lián)鎖網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)選擇性的方案。
1 系統(tǒng)方案
如圖1所示，系統(tǒng)主要由雙層實(shí)時(shí)以太網(wǎng)Ether CAT、光纖聯(lián)鎖網(wǎng)、具有Ether CAT通訊接口和連鎖通訊接口的綜合保護(hù)裝置等組成。實(shí)時(shí)以太網(wǎng)Ether CAT與光纖聯(lián)鎖網(wǎng)協(xié)同工作并互為后備，變電所級(jí)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)Ether CAT網(wǎng)采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，便于管理和擴(kuò)展。
井下供電系統(tǒng)中，短路保護(hù)整定值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于實(shí)際值，各變電所進(jìn)線開關(guān)保護(hù)范圍均在上級(jí)變電所出線開關(guān)的保護(hù)范圍內(nèi)，因此本方案中各變電所進(jìn)線開關(guān)不設(shè)保護(hù)，以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的可靠性。
如圖1所示以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀從主站出發(fā)，逐個(gè)訪問(wèn)環(huán)路上的分站；分站接口芯片具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)，當(dāng)數(shù)據(jù)幀到達(dá)時(shí)，取下相關(guān)數(shù)據(jù)部分或把數(shù)據(jù)信息插入到以太網(wǎng)幀的相應(yīng)域位置，然后再把整個(gè)以太網(wǎng)幀轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)分站；直到最后一個(gè)分站，數(shù)據(jù)幀才返回主站處理[9]。此過(guò)程無(wú)需對(duì)數(shù)據(jù)幀編碼/解碼，縮短了數(shù)據(jù)處理時(shí)間，每個(gè)從站數(shù)據(jù)處理延遲僅為十幾納秒[10，11]。
2） 光纖聯(lián)鎖網(wǎng)絡(luò)
光纖聯(lián)鎖網(wǎng)絡(luò)將光纖通訊、數(shù)字通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合在一起，以光纖為通訊介質(zhì)，傳輸容量大、距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)；數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程中可通過(guò)再生中繼器將失真脈沖再生為完整脈沖，在傳輸過(guò)程中只需識(shí)別脈沖的有無(wú)，可靠性強(qiáng)[12，13]。
2 通訊故障處理
網(wǎng)絡(luò)通訊正常是系統(tǒng)正常工作的前提，實(shí)時(shí)以太網(wǎng)Ether CAT具有較強(qiáng)的通信診斷能力，能迅速地排除故障；支持主站從站冗余檢錯(cuò)，提高了系統(tǒng)的可靠性；Ether CAT實(shí)現(xiàn)了在同一網(wǎng)絡(luò)中將與安全相關(guān)的通訊和控制通訊融合為一體，并遵循IEC61508標(biāo)準(zhǔn)，滿足安全集成級(jí)（SIL）4的要求[9，10]。
井下環(huán)境惡劣，特別是變電所之間距離較遠(yuǎn)，通訊線路出現(xiàn)故障的可能性較大，該系統(tǒng)中實(shí)時(shí)以太網(wǎng)Ether CAT與光纖聯(lián)鎖網(wǎng)絡(luò)互為后備，具有完善的通訊故障處理機(jī)制[14，15]。
2.1 分站間Ether CAT故障
當(dāng)主站與各分站之間的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)Ether CAT因故障完全中斷時(shí)，則光纖聯(lián)鎖網(wǎng)絡(luò)作為其后備網(wǎng)絡(luò)將獨(dú)立實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)的選擇，系統(tǒng)運(yùn)行如圖2。
以K1點(diǎn)故障為例說(shuō)明故障處理方法：
1） 當(dāng)K1點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，開關(guān)QF31檢測(cè)到短路電流進(jìn)入跳閘準(zhǔn)備狀態(tài)（延時(shí)T1），同時(shí)向所在變電所分站3發(fā)送跳閘請(qǐng)求信號(hào)；分站3收到跳閘請(qǐng)求信號(hào)后，立即向上級(jí)變電所出線開關(guān)QF21發(fā)送聯(lián)鎖信號(hào)；開關(guān)QF21、QF1同時(shí)監(jiān)測(cè)到短路電流，則其動(dòng)作如開關(guān)QF31；
2） 當(dāng)開關(guān)QF21、QF1在T1延時(shí)內(nèi)收到聯(lián)鎖信后自動(dòng)啟動(dòng)遠(yuǎn)后備保護(hù)功能，延時(shí)T2；
3） 開關(guān)QF31在T1延時(shí)到期后未收到跳閘允許信號(hào)，因無(wú)下級(jí)聯(lián)鎖信號(hào)，QF31仍正常動(dòng)作。
2.2 光纖聯(lián)鎖網(wǎng)故障
當(dāng)光纖聯(lián)鎖網(wǎng)絡(luò)通訊因故障完全中斷時(shí)，則實(shí)時(shí)以太網(wǎng)Ether CAT作為其后備網(wǎng)絡(luò)將獨(dú)立完成短路保護(hù)的選擇，系統(tǒng)運(yùn)行如圖3。
以K1點(diǎn)故障為例說(shuō)明光纖聯(lián)鎖網(wǎng)通訊故障時(shí)，系統(tǒng)處理方法：
1） 當(dāng)K1點(diǎn)發(fā)生短路故障時(shí)，開關(guān)QF31檢測(cè)到短路電流進(jìn)入跳閘準(zhǔn)備狀態(tài)（延時(shí)T1），同時(shí)向所在變電所分站3發(fā)送跳閘請(qǐng)求信號(hào)；分站3收到跳閘請(qǐng)求信號(hào)后，立即向主站報(bào)告故障信息；開關(guān)QF21、QF1同時(shí)監(jiān)測(cè)到短路電流，則其動(dòng)作如開關(guān)QF31；
2） 主控制器接收到各分站故障信息后，經(jīng)過(guò)快速分析計(jì)算，在T1延時(shí)范圍內(nèi)通過(guò)分站向開關(guān)QF21、QF1發(fā)送延時(shí)跳閘信號(hào)（QF21延時(shí)T2、QF1延時(shí)2T2），向開關(guān)QF31發(fā)送允許跳閘信號(hào)；
3） 開關(guān)QF31在T1延時(shí)內(nèi)收到允許跳閘信號(hào)，QF31動(dòng)作，切除故障；
當(dāng)所有網(wǎng)絡(luò)崩潰時(shí)因嚴(yán)重故障崩潰時(shí)，繼電保護(hù)系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入常規(guī)運(yùn)行狀態(tài)。
4 結(jié)束語(yǔ)
實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)Ether CAT與光纖聯(lián)鎖網(wǎng)互為后備，顯著提高了通訊系統(tǒng)可靠性與實(shí)時(shí)性。系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)井下短路保護(hù)的選擇性，降低了互感器飽和引起測(cè)量誤差的影響，還可以迅速確定故障范圍，解決過(guò)負(fù)荷保護(hù)時(shí)限配合難題。通過(guò)改進(jìn)系統(tǒng)可具有電力監(jiān)控功能，為實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)自適應(yīng)在線整定、變電站無(wú)人值守創(chuàng)造了條件。
參考文獻(xiàn)：
[1] 李文江，宋莉， 張文超，等. 基于光纖數(shù)字通訊的煤礦供電防越級(jí)跳閘保護(hù)設(shè)備應(yīng)用研究[J].電子技術(shù)應(yīng)用， 2011， 37（4）： 26-28.
[2] 盧喜山， 張祖濤， 李衛(wèi)濤.煤礦供電系統(tǒng)基于縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)原理的防越級(jí)跳閘技術(shù)研究[J].煤礦機(jī)械， 2011， 32（4）：71-73.
[3] 朱革蘭，李海鋒，王鋼.電流閉鎖式母線快速保護(hù)系統(tǒng)分析與實(shí)時(shí)仿真[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制， 2009， 37（9）： 57-59.
[4] Sadeh J， Afradi H.A new and accurate fault location algorithm for combined transmission lines using Adaptive Network-Based Fuzzy Inference System[J].Electrical Power Systems Research， 2009， 79（11）： 13-16.
[5] Ekici S.A transmission line fault locator based on Elman recurrent networks[J].Applied Soft Computing Archive， 2009， 9（1）： 22-27.
[6] IEC/PAS 62407： Real-Time Ethernet Control Automation Technology （Ether CAT） [S].
[7] Ether CAT Communication Specification （version1.0） [Z].
[8] IEEE 1588-2002： IEEE Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control System [S].
[9] 王磊，李木國(guó)，王靜，等.基于Ether CAT協(xié)議現(xiàn)場(chǎng)級(jí)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)控制系統(tǒng)研究[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用， 2011， 32（7）： 2294-2297.
[10] Ether CAT Physics and Slave Controller Integration[R].Ether CAT Technology Group， 2008.
[11] Ether CAT technical introduction and overview [R].Germany：Ether CAT Technology Group， 2009.
[12] 趙梓森.光纖通訊的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)[J].光學(xué)學(xué)報(bào)， 2011， 31（9）： 1-3.
[13] 魏豐，潘小虎，曾勇，等.光纖CAN總線集線器及其組網(wǎng)研究[J].儀器儀表學(xué)報(bào)， 2011， 32（12）： 2839-2843.
[14] 樣春生， 周步祥， 林楠，等.廣域保護(hù)研究現(xiàn)狀及展望[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制， 2010， 38（9）： 147-149.
[15] 李振興，尹項(xiàng)根，張哲，等.分區(qū)域廣域繼電保護(hù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與故障識(shí)別[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)， 2011， 31（28）： 95-103.
[16] M.B.de Sousa， Allan K.Barros. Fault location in medium and high voltage transmission line through efficient coding[C]. Transmission and Distribution Conference and Exposition，2007， IEEE/PES.
[17] 李鐵仲，胡葉賓，鄧茂軍，等. T接線光纖差動(dòng)保護(hù)的實(shí)用通信方案[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制， 2011， 39（1）： 135-137.
第7篇：光纖通訊原理范文
【關(guān)鍵詞】S7-400H 冗余 容錯(cuò) CP443-1
中圖分類號(hào)：TP 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2013）35-059-01
1、引言
2008年9月本鋼供水廠新建大板坯水處理系統(tǒng)為三連鑄系統(tǒng)供水，該供水系統(tǒng)與二鋼廠的單鑄機(jī)和雙鑄機(jī)都有信號(hào)交換，而且單鑄機(jī)和雙鑄機(jī)的IP地址又不在相同的IP網(wǎng)段，因此為PLC的以太網(wǎng)通訊提出了新的要求。本文主要講述了如何實(shí)現(xiàn)在S7-400H系統(tǒng)分別與不同IP網(wǎng)段的PLC進(jìn)行通訊。
2、S7-400H系列CPU的性能特點(diǎn)及工作原理
S7-400H系列PLC是西門子的最新一代高端產(chǎn)品，是可以實(shí)現(xiàn)硬件熱冗余的控制器。S7-400H一般由兩組S7-400通過(guò)光纖通信交換數(shù)據(jù)達(dá)到硬件熱冗余的功能。
S7-400的主要特色為：極高的處理速度、強(qiáng)大的通訊性能和卓越的CPU資源裕量。特別適合于高性能的中大規(guī)模系統(tǒng)。需要容錯(cuò)能力的應(yīng)用系統(tǒng)就要選擇S7-400H PLC?；跇?biāo)準(zhǔn)S7-400模板的S7-400H是一個(gè)冗余的PLC，可以明顯地減少生產(chǎn)過(guò)程的故障停機(jī)率，適用于那些需要盡可能減少或避免故障停機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合。容錯(cuò)性是通過(guò)二個(gè)并行的中央控制器實(shí)現(xiàn)的。它們的CPU通過(guò)光纜連接并通過(guò)冗余的PROFIBUS DP線路對(duì)冗余的I/O進(jìn)行控制。除了故障CPU和PROFIBUS外，I/O自身可以冗余。當(dāng)發(fā)生錯(cuò)誤或故障時(shí)進(jìn)行無(wú)擾動(dòng)的切換，即未受影響的熱備控制器將在中斷點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行控制而不丟失任何信息。
3、S7-400H系統(tǒng)與不同網(wǎng)段PLC的通訊
大板坯水處理系統(tǒng)對(duì)水泵運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性和安全要求都很高。采用西門子S7-400H系統(tǒng)并且網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳捎霉饫w環(huán)網(wǎng)并對(duì)硬件進(jìn)行冗余，可保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性達(dá)到要求。其硬件組態(tài)和通訊組態(tài)如下：
圖1硬件組態(tài)
S7-400H系統(tǒng)的兩個(gè)CPU子系統(tǒng)通過(guò)同步模塊及兩根光纖連接在一起，兩個(gè)CPU子系統(tǒng)的DP口分別連接地址為4～27的IM153通訊模板，IM153通訊模板冗余。由于與二鋼廠的單鑄機(jī)和雙鑄機(jī)都有數(shù)據(jù)交換，而單鑄機(jī)和雙鑄機(jī)PLC的IP地址又不在同一個(gè)網(wǎng)段上，這對(duì)PLC間的通訊提出了新的問(wèn)題。Siemens的443-1通訊模板成功的解決了這個(gè)問(wèn)題。硬件配置中在S7-400H的HO和H1機(jī)架上分別添加兩個(gè)以太網(wǎng)通訊模板CP443-1，分別在H0和H1機(jī)架的CP443-1的屬性中設(shè)置不同網(wǎng)段的IP （如圖2） 。
圖2 CP443-1在不同網(wǎng)段的IP設(shè)置
通訊時(shí)采用的通訊塊為SFB14和SFB15，程序如下圖：
將硬件配置及程序下載到CPU中后，即可實(shí)現(xiàn)和不同網(wǎng)段的通訊。
該系統(tǒng)編程軟件采用西門子Step7 V5.4 SP3。編程過(guò)程中應(yīng)添加硬件中斷OB塊，除了OB80—OB88，OB121和OB122外，S7-400H系統(tǒng)還要另外添加OB70（I/O冗余故障）和OB72（CPU冗余故障），以確保發(fā)生硬件故障時(shí)CPU不會(huì)進(jìn)入STOP狀態(tài)。此外，S7-400H系統(tǒng)允許進(jìn)行在線硬件下載，即CPU在運(yùn)行模式下可以進(jìn)行硬件下載。
S7-400H是按冗余方式設(shè)計(jì)的，主要器件都是雙重的，可以在事件發(fā)生后繼續(xù)使用備用的器件。在要求容錯(cuò)和高度可靠性的系統(tǒng)中應(yīng)用越來(lái)越多。S7-400H的應(yīng)用提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)：
第8篇：光纖通訊原理范文
關(guān)鍵詞：混合組網(wǎng)；無(wú)線通訊；電力線載波
伴隨著我國(guó)電力系統(tǒng)科技水平的不斷增強(qiáng)，我國(guó)電網(wǎng)覆蓋面積變得愈發(fā)廣闊，電力系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該怎樣才可以更加高效針對(duì)現(xiàn)有的供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源進(jìn)行利用，在電力網(wǎng)上完成高效準(zhǔn)確的信息傳送，這一課題正在逐漸被該行業(yè)中的相關(guān)從業(yè)者所關(guān)注與研究。電力線載波通信使用電力線網(wǎng)絡(luò)當(dāng)做信息傳送的一種通訊方式，因?yàn)榈蛪弘娏ν瑫r(shí)擁有較為廣闊的網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積，并且在接入時(shí)較為方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，由此在我國(guó)擁有著極為廣闊的使用前景。但把此通信技術(shù)與我國(guó)目前常用的通信技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，電力線通信在噪聲的控制，頻率的選擇上卻又有明顯的缺陷，為了能讓電力線波載通信技術(shù)能夠在我國(guó)被廣泛的運(yùn)用，就必須針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行解決。
一、混合組網(wǎng)無(wú)縫連接的可行性討論
（一）針對(duì)無(wú)縫連接實(shí)現(xiàn)方法的討論
在配電網(wǎng)絡(luò)中，將混合的通信方式進(jìn)行組網(wǎng)，存在有諸多的技術(shù)難點(diǎn)，其中最為主要的問(wèn)題是如何將上述多種通信技術(shù)進(jìn)行合理的融合，并且讓上述通信技術(shù)彼此之間不會(huì)產(chǎn)生干擾。當(dāng)下，通信技術(shù)的融合主要有以下兩種方法：首先是給予某個(gè)系統(tǒng)中的不同的通信技術(shù)進(jìn)行重新開發(fā)，并且從接口處、通訊條例、系統(tǒng)的運(yùn)行模式和帶寬等多個(gè)方面進(jìn)行規(guī)范與統(tǒng)一的系統(tǒng)研發(fā)。第二就是給以某個(gè)通訊系統(tǒng)構(gòu)建一個(gè)能夠開閘混合通訊的網(wǎng)絡(luò)，并從已有的設(shè)備之中找尋能夠相互使用的方法。分析第一種辦法，即重新針對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行研發(fā)，其特點(diǎn)是在研發(fā)的過(guò)程當(dāng)中，需要投入大量的資金，并且在進(jìn)行研發(fā)的過(guò)程當(dāng)中，將會(huì)投入大量的時(shí)間，但是研發(fā)出的系統(tǒng)在投入使用之后，在很長(zhǎng)的一段時(shí)間當(dāng)中，保持相對(duì)穩(wěn)定的工作狀態(tài)。在新研發(fā)的系統(tǒng)當(dāng)中，里面的所有通信技術(shù)之間存在有高度的融合性，所以新研發(fā)的系統(tǒng)就需要面對(duì)應(yīng)用對(duì)象范圍較少且拓展性差的可能。針對(duì)電力系統(tǒng)中的配用電系統(tǒng)來(lái)講，當(dāng)下開發(fā)出一套滿足并能夠漸變復(fù)制的混合通訊系統(tǒng)，擁有極為廣闊的使用前景。當(dāng)下，構(gòu)建混合通訊網(wǎng)絡(luò)一般所采用是第二種方法，即在現(xiàn)存的通訊產(chǎn)品之中，選擇合適的設(shè)備。構(gòu)建混合通訊網(wǎng)絡(luò)需要考慮的環(huán)節(jié)主要有以下幾個(gè)部分：首先是融合點(diǎn)通訊技術(shù)的接口，融合點(diǎn)涵蓋到數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的數(shù)據(jù)交換，因此在該系統(tǒng)當(dāng)中就一定要有一致的接口，當(dāng)下采取的主要辦法是使用以太網(wǎng)接口或串行接口等，針對(duì)一些特別應(yīng)用，相關(guān)技術(shù)人員可以選擇使用總線接口的辦法。其次就是電力線載波通信系統(tǒng)中通訊穩(wěn)定的穩(wěn)定，雖然使用無(wú)線網(wǎng)進(jìn)行通訊可以有效改善因?yàn)榻ㄖ飿?gòu)建復(fù)雜從而導(dǎo)致的線路搭建困難的問(wèn)題，但是電力線載波無(wú)線通信系統(tǒng)本身的穩(wěn)定性同樣還是相關(guān)技術(shù)工作者需要進(jìn)行解決的問(wèn)題。尤其是在電力設(shè)備當(dāng)中，通信信號(hào)是否穩(wěn)定往往會(huì)對(duì)電網(wǎng)的安全產(chǎn)生決定性的影響。最后是在未來(lái)電力線載波通信技術(shù)投入使用之后，怎樣才能夠讓該系統(tǒng)在多種通訊方式聯(lián)合的情況下，卻不會(huì)受到干擾，同時(shí)也不會(huì)干擾到其他信息的正常傳輸，上述問(wèn)題都是在電力線載波通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)和難點(diǎn)。
（二）多通道通信系統(tǒng)在未來(lái)應(yīng)用前景的展望
伴隨著我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展的愈發(fā)智能化，原本單一的通訊技術(shù)已經(jīng)無(wú)法多角度全方位滿足多種規(guī)模配電自動(dòng)化的要求，所以多種通訊方式在配電網(wǎng)中的混合使用就無(wú)法避免，因此多通道混合通訊技術(shù)在未來(lái)?yè)碛兄鴺O為廣闊的發(fā)展前景。
二、電力線載波無(wú)線通信系統(tǒng)的運(yùn)行原理
筆者設(shè)計(jì)的電力線載波無(wú)線通信系統(tǒng)原理如圖1所示。組網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成是由無(wú)線發(fā)射板塊、運(yùn)算板塊、電力線載波板塊這三個(gè)部分形成，和用電設(shè)備相互聯(lián)通的電量計(jì)算模板依靠AD來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。之后電聯(lián)計(jì)算模板開始針對(duì)獲得的相關(guān)信息進(jìn)行儲(chǔ)存和處理，然后先把信號(hào)傳輸至無(wú)線發(fā)射板塊，與此同時(shí)，電量計(jì)算模板也可以把信息傳輸?shù)诫娏€載波板塊。
三、運(yùn)行電力線載波無(wú)線通信系統(tǒng)的技術(shù)要點(diǎn)
按照配用電現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地環(huán)境，需要進(jìn)行技術(shù)組網(wǎng)的正確選擇，考慮到無(wú)線和電力線載波通信完成從使用電終端至通信集中器，從而再到主站的完全通信路程，并針對(duì)混合通訊的完美相連，筆者提出了相應(yīng)的執(zhí)行方案。
（一）電力線波載和無(wú)線的特點(diǎn)
電力線載波技術(shù)和無(wú)線通訊技術(shù)都不需要事先進(jìn)行對(duì)傳輸導(dǎo)體的鋪設(shè)工作，寬帶和信息傳輸速度都可以符合一定條件下配電網(wǎng)的業(yè)務(wù)需要，在我國(guó)目前使用的標(biāo)準(zhǔn)通信接口之中可完成相互聯(lián)網(wǎng)或者按照關(guān)系等通訊方法進(jìn)行組網(wǎng)工作。電力線載波指的是使用電力線作為數(shù)據(jù)傳送介質(zhì)的一種通訊方法，該種通訊方法是使用電力線進(jìn)行信號(hào)的傳送工作，在此工程之中，不再需要鋪建新的通訊電纜，極大程度上減少了施工的時(shí)間和施工中的資金投入，成為在我國(guó)范圍內(nèi)諸多地區(qū)SCADA系統(tǒng)10KV線路檢測(cè)中最常用的通訊方式之一。在電力配網(wǎng)通訊中可以使用中壓電力線載波通訊技術(shù)進(jìn)行針對(duì)終端信息的采集和傳送工作，在進(jìn)行用電信息的采集過(guò)程中，可以使用抵押電力線載波超標(biāo)等技術(shù)從而完成載波通信技術(shù)的實(shí)時(shí)采集。例如，在智能電動(dòng)車充電站當(dāng)中，針對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集時(shí)也可以應(yīng)用中壓電力線通訊技術(shù)完成。電力線是電力公司進(jìn)行直接管理的，所以專線之間的通訊就擁有更高的安全性。但是在信息傳送速率上，配電線載波通訊的效率相對(duì)較低，并且及其容易受到干擾，在傳送過(guò)程當(dāng)中，還會(huì)發(fā)生信息失真等現(xiàn)象，上述原因都在很大程度上阻礙電力線載波通訊技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。無(wú)線通信系的組成是由無(wú)線終端、無(wú)線基站和應(yīng)用管理服務(wù)器構(gòu)成，并且按照不同應(yīng)用在運(yùn)行過(guò)程中要求的不同，可以選擇不一樣的無(wú)線技術(shù)，筆者重點(diǎn)講述無(wú)線寬帶技術(shù)TD-LTE230MHz與靜距離無(wú)線技術(shù)Zigbee。TD-LTE230MHz無(wú)線寬帶技術(shù)是電力系統(tǒng)與第四代寬帶無(wú)線通訊技術(shù)的綜合運(yùn)用，其符合配用電網(wǎng)絡(luò)中分布較為廣闊，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)較多，并且對(duì)通訊可靠性很高等相關(guān)使用特點(diǎn)。在中國(guó)地區(qū)無(wú)線寬帶系統(tǒng)單扇區(qū)的信息傳輸速度上行為1.76Mbit/s下行為0.711Mbit/s,無(wú)中繼覆蓋范圍超過(guò)三千米。TD-LTE230MHz的優(yōu)點(diǎn)是它隸屬于電力系統(tǒng)中的專用無(wú)線頻段，因此不會(huì)和其他設(shè)備所產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行相互干擾，并且在使用過(guò)程當(dāng)中，不需要另行申請(qǐng)頻段，擁有較大的網(wǎng)絡(luò)容量，一個(gè)基站可以支持一萬(wàn)名用戶同時(shí)進(jìn)行使用。同時(shí)，TD-LTE230MHz還擁有較好的抗干擾性和抗延遲性，它是應(yīng)用OFDMS技術(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，能夠有效抵御來(lái)自多個(gè)方面的干擾因素。TD-LTE230MHz寬帶無(wú)線技術(shù)能符合智能電網(wǎng)中對(duì)相關(guān)配電數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，并完成配網(wǎng)的全自動(dòng)化，因此TD-LTE230MHz在監(jiān)控用電、電動(dòng)機(jī)車運(yùn)行方面擁有極為廣闊的使用前景。ZIgbee是建立在IEEE802.15.4協(xié)議之上的，是低能耗、近距離中所采用的一種無(wú)線通訊技術(shù)，因?yàn)閆Igbee屬于開放頻段，所以此種通信技術(shù)為了最大程度降低干擾，在各個(gè)頻段之中都是用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)。針對(duì)Zigbee，其特點(diǎn)有；在運(yùn)行過(guò)程中，其成本極低，一套完整的zigbee設(shè)備的售價(jià)一般不會(huì)超過(guò)一千元人民幣；擁有較高的網(wǎng)絡(luò)容量；在進(jìn)行工作的過(guò)程當(dāng)中，產(chǎn)生的延遲較低。一般來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行設(shè)備搜索的過(guò)程當(dāng)中，延遲的典型值僅為30ms左右，在休眠狀態(tài)下僅為15ms左右，在有活動(dòng)設(shè)備接入時(shí)，僅為15ms左右。波載通信技術(shù)采用電力線進(jìn)行信息的傳統(tǒng)，其帶寬MHZz范圍在2-30，信息的傳送速度為1Mbits/s,信息傳送距離為十幾千米以內(nèi)。而在安全性方面，波載通信是使用專網(wǎng)通訊加密的計(jì)算方式進(jìn)行對(duì)信息的加密。TD-LTE230MHz可以使用大氣進(jìn)行信息的傳送，在進(jìn)行傳送的過(guò)程當(dāng)中，其帶寬MHZz的范圍在1-20，傳輸速度可以達(dá)到1-2Mbit/s，傳送距離一般大于3km小于10km。TD-LTE230MHz信息傳送的過(guò)程中，采用3DE或者AES的方式進(jìn)行加密。ZigBee同樣可以依靠大氣進(jìn)行信息的傳輸，在傳輸?shù)倪^(guò)程當(dāng)中，帶寬MHZ為2-5，但在傳輸速度方面就顯得較為滯后了，僅為250Kbit/s，傳送距離僅在2km之內(nèi)，在安全性方面，ZigBee沒(méi)有特殊的安全防護(hù)手段，其安全性較差。
（二）通信組網(wǎng)計(jì)劃
電力線波載技術(shù)和無(wú)線技術(shù)不但可以單獨(dú)形成電網(wǎng)，同時(shí)還可以相互混合組成網(wǎng)絡(luò)，電力線波載能夠承受的寬帶帶寬為2M-20M，還能夠作為多個(gè)終端專點(diǎn)信息上傳的通道，并且依靠電力線波載較長(zhǎng)數(shù)據(jù)的傳送能力，可以把無(wú)線集中器所采集的信息，通過(guò)電力線載波進(jìn)行上傳。電力線載波主載波能夠直接和電網(wǎng)通訊的主站點(diǎn)進(jìn)行連接，同時(shí)還可以依靠其他的通訊技術(shù)將信息傳遞至通信主站之中。例如，電力線載波主載波及上行鏈接連接至光纖網(wǎng)絡(luò)或者無(wú)線網(wǎng)絡(luò)之中。低壓電力波載通訊的方法不能夠完成變壓器之間的通訊，還可以使用相同變壓器進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，從而要完成電器設(shè)備的遠(yuǎn)距離監(jiān)控的能力，就需要在數(shù)據(jù)收集器與上位機(jī)管理系統(tǒng)之間甄選其他的通訊辦法。因?yàn)閆igBee在進(jìn)行傳輸?shù)倪^(guò)程中，受到了較大的信息傳送距離的限制，而聯(lián)想到WIFI技術(shù)無(wú)線電波的涵蓋范圍較大，最大半徑能達(dá)到大約900英尺，即大約300米。除此之外，藍(lán)牙的覆蓋范圍大約是50英尺，大約為15米。所以在傳送距離層面上Zigbee技術(shù)或者藍(lán)牙技術(shù)都比WIFI較差，并且WIFI擁有傳播速度快的優(yōu)點(diǎn)，其最大傳播速度能達(dá)到37.5Mbit/s，極大程度上高于TD-LTE230MHz和Zig。所以在此處筆者建議使用構(gòu)建結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，同時(shí)擁有更廣波及范圍和最快傳播速度的WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)開展數(shù)據(jù)的。
四、結(jié)束語(yǔ)
電力線載波和無(wú)線通信系統(tǒng)在信息傳送能力、信息傳送穩(wěn)定性等方面與光纖通訊之間存在有較大的差異。作為光纖通訊方式的一種有效補(bǔ)充，電力線載波與無(wú)線通信方式有其存在的價(jià)值與重要作用。在城市之中，針對(duì)部分地區(qū)光纖不容易鋪設(shè)的特點(diǎn)；在城鄉(xiāng)結(jié)合地區(qū)，相關(guān)站點(diǎn)安排比較分散的特點(diǎn)，由此造成在這些地區(qū)當(dāng)中，一般會(huì)使用非光纖通信的方式。在一些對(duì)速度和實(shí)時(shí)性要求都不高的地區(qū)，電力線載波和無(wú)線通信系統(tǒng)就能夠彰顯出其特有優(yōu)勢(shì)。
參考文獻(xiàn)：
[1]張堯,任登峰,張安琳.基于Zigbee技術(shù)的無(wú)線—低壓載波通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2010,10:110-113.
第9篇：光纖通訊原理范文
關(guān)鍵詞：電力通訊；自動(dòng)化設(shè)備；載波通訊；微波通訊；光纖通訊
中圖分類號(hào)：TN916文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）05-0122-02
一、電力通訊自動(dòng)化設(shè)備
（一）載波通訊設(shè)備
一個(gè)完整的載波通訊系統(tǒng)，按功能劃分，大體分為調(diào)制系統(tǒng)、載供系統(tǒng)、自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)、振鈴系統(tǒng)和增音系統(tǒng)。其中前四部分是載波機(jī)的主要組成。
1．載波機(jī)。電力線載波機(jī)概括起來(lái)由四部分組成：自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)、載供系統(tǒng)、調(diào)制系統(tǒng)和振鈴系統(tǒng)。載波機(jī)類型不同，各自系統(tǒng)的構(gòu)成原理、實(shí)現(xiàn)方式等都有所不同。調(diào)制系統(tǒng)：雙邊帶載波機(jī)傳輸?shù)氖巧舷聝蓚€(gè)邊帶加載頻信號(hào)，只要經(jīng)過(guò)一級(jí)調(diào)制即可將原始信號(hào)搬到線路頻譜；單邊帶載波機(jī)傳輸?shù)氖菃芜厧б种戚d頻的信號(hào)，一般要經(jīng)過(guò)兩級(jí)或三級(jí)調(diào)制將原始低頻信號(hào)搬往線路頻譜。自動(dòng)電平調(diào)節(jié)系統(tǒng)：此系統(tǒng)的設(shè)置是為補(bǔ)償各種因素所引起的傳輸電平的波動(dòng)。在雙邊帶載波機(jī)中，載頻分量是常發(fā)送的，在接收端，將能夠反映通道衰減特性變化的載頻分量進(jìn)行檢波、整流，而后去控制高載放大器的增益，即可實(shí)現(xiàn)此目的；單邊帶載波機(jī)，設(shè)置中頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)，發(fā)信端的中頻載頻一方面送往中頻調(diào)幅器，另一方面經(jīng)高頻調(diào)幅器的放大器送往載波通路，對(duì)方收信支路用窄帶濾波器選出中頻，放大后，一方面送中頻解調(diào)器進(jìn)行同步解調(diào)另一方面作為導(dǎo)頻，經(jīng)整流后，再去控制收信支路的增益或衰減，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)電平調(diào)節(jié)。振鈴系統(tǒng)：為保證調(diào)度通訊的迅速可靠，電力線載波機(jī)均設(shè)置樂(lè)自動(dòng)交換系統(tǒng)以完成振鈴呼叫自動(dòng)接續(xù)的任務(wù)。雙邊帶載波機(jī)是利用載頻分量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)呼叫，單邊帶載波機(jī)則設(shè)有專門的音頻振鈴信號(hào)。載供系統(tǒng)：其作用是向調(diào)制系統(tǒng)提供所需載頻頻率。在雙邊帶載波機(jī)中，發(fā)信端根據(jù)調(diào)制系統(tǒng)的需要，一般設(shè)有中頻載頻和高頻載頻，而且收信端除設(shè)有一個(gè)高頻載頻振蕩器外，中頻解調(diào)器的載頻則主要靠對(duì)方端送過(guò)來(lái)的中頻載頻，以實(shí)現(xiàn)載頻的“最終同步”。
2．音頻架、高頻架。在載波通訊中，如果調(diào)度所和變電站相距較遠(yuǎn)，為了保證撥號(hào)的準(zhǔn)確性和通訊質(zhì)量，在調(diào)度所側(cè)安裝音頻架，而在變電站側(cè)安裝高頻架，兩架之間用音頻電纜連接起來(lái)。載波機(jī)按音頻架、高頻架分架安裝后，用戶線很短，通訊質(zhì)量明顯提高，另外給遠(yuǎn)動(dòng)通路信號(hào)電平的調(diào)整也帶來(lái)方便。同時(shí)，話音通路四線端亦在調(diào)度所，便于與交換機(jī)接口組成專用業(yè)務(wù)通訊網(wǎng)。
（二）微波通訊設(shè)備
根據(jù)微波站的作用，所承擔(dān)任務(wù)的不同，微波站分為不同類型。根據(jù)站型的不同，其設(shè)備也有所不同。但一般來(lái)說(shuō)，包括以下設(shè)備：終端機(jī)、收發(fā)信機(jī)、天饋線、微波配線架、電源、蓄電池、鐵塔等。
1．收、發(fā)信機(jī)。微波收、發(fā)信機(jī)的主要任務(wù)就是在群路信號(hào)與微波信號(hào)之間進(jìn)行頻率變換。在發(fā)信通道，頻率變換過(guò)程是將信號(hào)的頻率往高處變（群路信號(hào)變?yōu)槲⒉ㄐ盘?hào)），即上變頻。在收信通道，頻率變換過(guò)程是將信號(hào)的頻率往低處變（微波信號(hào)變?yōu)槿郝沸盘?hào)），即下變頻。
2．終端機(jī)。微波通訊系統(tǒng)中，必須有復(fù)用設(shè)備作為終端機(jī)，其作用是：在發(fā)信端，將各用戶的話路信號(hào)，按一定的規(guī)律組合成群頻話路信號(hào)；在收信端，將群頻話路信號(hào)，按相應(yīng)規(guī)律解出各個(gè)話路信號(hào)。
（三）光纖通訊設(shè)備
光纖通訊系統(tǒng)主要包括光端機(jī)和光中繼機(jī)以及脈沖編碼調(diào)制PCM數(shù)字通訊設(shè)備。
1．光端機(jī)。光端機(jī)是光纖通訊系統(tǒng)中主要設(shè)備。它由光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)組成。在系統(tǒng)中的位置介于PCM電端機(jī)和光纖傳輸線路之間。光發(fā)送機(jī)由輸入接口、光線路碼型變換和光發(fā)送電路組成。光接收機(jī)由光接收定時(shí)再生、光線路碼型變換和輸出接口等組成。光端機(jī)中還有其他輔助電路，如公務(wù)、監(jiān)控、告警、輸入分配、倒換、區(qū)間通訊、電源等。在實(shí)際應(yīng)用中，為了提高光端機(jī)的可靠性，往往采用熱備用方法，使系統(tǒng)在主備狀態(tài)下工作，正常情況下主用部分工作，當(dāng)主用部分發(fā)生故障時(shí)，可自動(dòng)切換到備用部分工作，目前應(yīng)用較多的是一主一備方式。光端機(jī)各主要組成部分作用如下：輸入接口：將PCM綜合業(yè)務(wù)接入系統(tǒng)送來(lái)的信號(hào)變成二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)。光線路碼型變換：簡(jiǎn)稱碼型變換，將輸入接口送來(lái)的普通二進(jìn)制信號(hào)變換為適于在光纖線路中傳送的碼型信號(hào)。光發(fā)送電路：包括光驅(qū)動(dòng)電路、自動(dòng)光功率控制電路和自動(dòng)溫度控制電路。光驅(qū)動(dòng)電路將碼型變換后的信號(hào)變換成光信號(hào)向?qū)Ψ絺鬏?。光接收電路：將通過(guò)光纖送來(lái)的光脈沖信號(hào)變換成電信號(hào)，并進(jìn)行放大，均衡改善脈沖波形，清除碼間干擾。定時(shí)再生電路：由定時(shí)提出和再生兩部分組成，從均衡以后的信號(hào)流中抽取定時(shí)器，再經(jīng)定時(shí)判決，產(chǎn)生出規(guī)則波形的線路碼信號(hào)流。光線路碼型反變換：簡(jiǎn)稱碼型反變換。將再生出來(lái)的線路信號(hào)還原成普通二進(jìn)制信號(hào)流。光端機(jī)一般采用條架結(jié)構(gòu)，單元框方式。不同速率下工作的光端機(jī)，單元框的組成情況也不同。
2．光中繼機(jī)。在進(jìn)行長(zhǎng)距離光傳輸時(shí)，由于受發(fā)送光功率、接收機(jī)靈敏度、光纖線路衰耗等限制，光端機(jī)之間的最大傳輸距離是有限的。例如34Mbit/s光端機(jī)的傳輸距離一般在50～60km的范圍，155Mbit/s光端機(jī)的傳輸距離一般在40～55km的范圍，若傳輸距離超過(guò)這些范圍，則通常須考慮加中繼機(jī)，相當(dāng)于光纖傳輸?shù)慕恿φ?，這樣可以將傳輸距離大大延長(zhǎng)。由于光中繼機(jī)的作用可知，光中繼機(jī)應(yīng)由光接收機(jī)、定時(shí)、再生、光發(fā)送等電路組成。一般情況下，可以看成是沒(méi)有輸入輸出接口及線路碼型正反變換的光端機(jī)背靠背的相連。因此，光中繼機(jī)總的來(lái)說(shuō)比光端機(jī)簡(jiǎn)單，為了實(shí)現(xiàn)雙向傳輸，在中繼站，每個(gè)傳輸方向必須設(shè)置中繼，對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)的光中繼機(jī)的兩套收、發(fā)設(shè)備，公務(wù)部分是公共的。
3．?dāng)?shù)字通訊設(shè)備。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)字通訊設(shè)備包括PCM基群和高次群復(fù)接設(shè)備。PCM基群設(shè)備是將模擬的話音信號(hào)通過(guò)脈沖編碼、調(diào)制，變成數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)數(shù)字復(fù)接技術(shù)，將多路PCM信號(hào)變成一路基群速率為2048Mbit/s信
號(hào)進(jìn)行傳送，以及將收到的PCM基群信號(hào)通過(guò)相反的處理過(guò)程，還原成模擬的話音信號(hào)的一種設(shè)備。
二、電力通訊網(wǎng)絡(luò)的工作模式
通訊的目的是為了傳送、交換信息。雖然信息有多種形式（如語(yǔ)音，圖像或文字等），但一般通訊系統(tǒng)的組成都可以概括為：信源是指信息的產(chǎn)生來(lái)源，這些信息都是非電信息，要轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，需要一種變換器，即輸
入設(shè)備。交換設(shè)備是溝通輸入設(shè)備與發(fā)送設(shè)備的接續(xù)裝置。它可以經(jīng)濟(jì)地使用發(fā)信設(shè)備，提高發(fā)信設(shè)備的利用率。發(fā)送設(shè)備的任務(wù)是將各種信息的電信號(hào)經(jīng)過(guò)處理（如調(diào)制、濾波、放大等）使之滿足信道傳輸?shù)囊?，并?jīng)濟(jì)有效地利用信道。載波通訊中，載波機(jī)的發(fā)信部分就是一種發(fā)送設(shè)備。信道是信息傳輸?shù)拿浇椋爬ǖ刂v分有線信道和無(wú)線信道。信號(hào)在傳輸過(guò)程中，還會(huì)受到來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部噪聲和外界各種無(wú)用信號(hào)的干擾各種形式的噪聲集中在一起用一個(gè)噪聲源表示。接收設(shè)備和輸出設(shè)備的作用與發(fā)送設(shè)備和輸入設(shè)備作用相反，它們是接收線路傳輸?shù)男畔?，并把它恢?fù)為原始信息形式，完成通訊。在電力工業(yè)中，現(xiàn)已形成以網(wǎng)局及省局為中心的專用通訊網(wǎng)，并且已開通包括全國(guó)各大城市的跨省長(zhǎng)途通訊干線網(wǎng)絡(luò)。在現(xiàn)行的通訊網(wǎng)中光纖通訊已占主導(dǎo)地位。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，大電站、大機(jī)組、超高壓輸電線路不斷增加，電網(wǎng)規(guī)模越來(lái)越大；通訊技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，裝備水平不斷提高，更新周期明顯縮短。數(shù)字微波、衛(wèi)星通訊、移動(dòng)通訊、對(duì)流層散射通訊、特高頻通訊、擴(kuò)展頻譜通訊、數(shù)字程控交換機(jī)以及數(shù)據(jù)網(wǎng)等新興通訊技術(shù)在電力系統(tǒng)中會(huì)得以逐漸推廣與應(yīng)用。
三、結(jié)語(yǔ)
在合理規(guī)劃、設(shè)計(jì)和實(shí)施各種網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，如何為電力系統(tǒng)提供種類繁多、質(zhì)量可靠的服務(wù)，就成為擺在電力通訊部門面前的一個(gè)重要課題，而建立一個(gè)綜合、高效的電力系統(tǒng)通訊資源管理系統(tǒng)則是解決這一問(wèn)題的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)工程，具有十分重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
[1]張淑娥，孔英會(huì)，高強(qiáng)．電力系統(tǒng)通信技術(shù)[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2005．
