光纤通信的应用

1、光纤通信技术的简介

由于光纤是一种玻璃材料制成的，在传输过程中起到至关重要的作用。光纤性能的高低，会直接影响到信号的传递。根据用途对其进行分类，可以将其分为两种类型，一种为通信光纤，另一种为传感光纤，与后者相比，前者的绝缘性、损耗性更低，同时，容量会更大一些。

光纤作为20世纪60年代的产物，到了当前阶段，已经发展的非常完善，在应用的过程中，不断的体现出更多的优势，其主要提现在保密性能好。

传统通信技术下，电磁波传播泄露几率十分高且保密性较差。而经过光纤通信技术推广沿用之后，则可以有效的克制串扰的状况，进一步彰显出较强的保密特性。

2、光纤通信的运用现状分析

         这种技术主要依靠不同光波频率不同的原理，在单模光纤低损耗区的宽带资源的基础之上，将光纤的低损耗区划分成为各种不同的通道。充分运用光波来传输光纤，在发送信息的初始位置，运用波分复用技术，将不同频段波长信号的关键光波融入到同一根光纤的线路当中去，从而实现信息传输功能。在信息接收的末端，运用波分复用技术，将不同波长所承载的不同信号的光纤进行拆分，这种方式可以实现不同波长光载波信号的独立，从而实现运用一根光纤就能实现多种信号的传播。大大降低了成本，提升了信息传播速度。

        在光纤通信技术应用的过程中，传播效率与信息传送量非常重要，只有这两项都达到要求才可以为人们提供更加便捷的帮助。而波分复用只是一种信号传播的过程，如果只是利用这一种技术对信号进行传播，往往只能保证传输中的高效性，因此，在接受末端的位置应用了光纤接入技术，通过该项技术来对信号进行接收，从而使光纤通信技术发挥出应有的作用。在对该技术进行研究的过程中，出现了很多的技术，如光纤到户技术、光纤到楼技术、光纤到路边技术，其中应用最多的为光纤到户，不论是网吧企业，还是人们日常活动中，大部分都是对这一技术进行应用。

掺饵光纤放大器工作原理包括三个环节；首先是用来分析光纤通信前端发射机的输出光线，其次是对发射往各个方向的光线进行进一步的优化分配，第三个环节是在发射前端接入掺饵光纤放大器，从而能够发挥线路放大的功能，完成在传输中的分支损耗。当前，正是由于掺饵光纤放大器所具有的独特的补偿能力，使得其在光纤通信技术中得到了极为广泛的应用。

3、光纤通信技术在各个领域的应用

         光纤技术因其自身独有的优点及功能，不仅在民用光纤通信领域得到了广泛的应用与发展，在军事领域也得到了政府与军方的高度重视。

         尤其在美国，早在80年代中期，高达400项光线项目在军事领域广泛开展，其中包含固定设施通信网、战术通信系统、反潜战网络等，各项应用的开展均取得了不同程度的效果，90年代以来，美国、欧洲等国对光纤技术应用军事领域的重视程度不断提升。每年在该项目上的投资高达5千万美元。

         21世纪的今天，“光子学、光电子学”和“点对点通信”已经成为美国国防部2010年十大国防技术中的重要项目。其中光纤技术的重要性不言而喻。这就表明，美国等西方发达国家对光纤技术应用军事领域的研究速度不断加快。今天的军事通信及武器装备脱离光纤技术是不能称之为现代化技术，并且在未来战争中处于极为不利的地位。美国军用信息高速公路的快速发展，是信息高速公路问世以来所取得的最大成效，而美国也成为其领军国家。

         美国参谋长与1992年联席会议中颁布了有关“武士C4T”的相关规划框架文件，其内容主要是美军21世界通信与协同作战相关内容。以信息高速公路为基础，对军用信息高速公路提出全新的要求，并构建信息球的全球通信网，用于实时军用通信。这是一个反应十分灵敏的C8系统，可以连接士兵、指挥所以及各种传感器的指挥网。国防信息系统网（DISN）是其基础网络，通过地面卫星的军用以及民用通信系统组合而成。

         DISN目标通过宽带综合业务数字网，传输容量高达几吉位每秒。其实施时间为十五年左右，分为三个阶段逐步实现。支持21世纪美国陆军作战理论的陆军信息系统是占地信息系统。这种系统的特点是分散的、高度机动的、通信密度大的。实施过程也是分为三个阶段的。其中，第三步ATCCS，也就是最终目标占地信息系统，其周期暂定五年的时间。

         海湾战争中对战争胜利起到决定性作用的是美军C3系统。战术通信系统、移动交换设备以及改进型陆军战术通信系统的美国三军联合，是推动战争胜利的关键因素。然而系统并非完美的，存在诸多问题需要进一步完善。因此，通过对出现的问题进行总结，并对未来战争系统提出新的要求，对战术通信系统从三个方面提出了改进措施。

首先，将同轴电缆分布于美军TRI-TAC系统当中，并由空间对TAC-1直接负责；

其次，陆军野战光缆传输系统。将CX-11230型同轴电缆用10000千米的光缆替代。

然后，借助海军陆战队的野战光缆系统连接数字交换机与无线电设备。

最后，作为TRI-TAC重要内容的本地分配系统，其四根26对CX-4566型点亮是野战光缆替代野战通信的主要部分。

         光纤通信技术的优势突出，是政府与军队高度关注的重要技术，并在军事领域得到广泛的应用，本文对军事领域应用光纤做了简单介绍。

         现阶段，应用于军事领域的光纤通信技术除以上几点以外，还有光纤遥控地面车、遥控飞行器、光纤军用机器人等。光纤通信技术的发展日新月异，在军事领域的应用也越来越高。

          因此，在应用过程中，要不断提高警惕，确保技术的先进性与有效性，在借鉴欧美等先进技术的基础上，切实改进我国光纤通信技术，切实为我国国防发展提供技术保障。

电力通信涉及到电网安全，对技术和安全系数具有较高要求。电力系统运行过程中，难免会受到外界干扰，降低干扰就成为电力通信的重要任务之一。光纤材料具有容量大、传输效率高等特点，在电力通信中的使用具有积极意义，是数字电子时代移动通信和电力通信发展的必然。

3.2.1光纤通信技术的作用和影响

（1）满足复杂电力系统的需求

         电力系统具有复杂性，采用传统的技术影响网络输出效率，而采用光纤，能满足不同设备接口的形式，不再需要接口方式的转化，有效促进了中断线的传输和移动通信网络的延伸，目前光纤已经成为复杂电力系统的必然需求。与移动通信网络不同，电力系统的信息传输量较小，但是对于实时性具有较高要求，采用光纤保证了即时传输效率。并且光纤网络提供了更加丰富的视频、语音信号，确保了信息的传递及时。

（2）扩展了电力通信的影响范围

          光纤的安装更加方便，并且信号强度由于其他方式，使电力通信的范围更加广泛，在电力服务的多个对象中，供电局和发电厂是目前主要的对象。随着科技的发展和观念的转变，光纤大量应用于变电站和国家电网意外的部门，不仅如此，电力信息的灵活性提高。光纤保证了信息的传输，确保了电力供应的及时性，电力系统运行的主要问题就是严格空间间断现象，此外，应用光纤技术还降低了外界对于电力通信的冲击，有助于降低电力事故发生。总之，光纤技术是网络通信的革新，具有高度安全性和灵活性，是现代电力通信发展的核心需求。

3.2.2电力通信系统中的常见光纤

          光纤在电力通信中具有重要作用，根据不同的电力输出，还应选择不同类型的光纤。目前，常用光纤有复合地线，光纤复合相线等。

（1）光纤复合地线

         复合地线是将光纤与电力通信地线混合使用，光纤的使用既发挥了其地线连接作用，又具有体积小等自身的优点。与地线相比，光纤的被破坏率更低，更加安全可靠。但是将光纤与地线联合使用需要一定的技术，资金投入大，不符合我国的国庆需求，因此这一项目尚处于初步试验阶段，未来一段时间内应注重光纤复合地线成本控制，以早日实现电力光纤复合传输方式。

（2）新型光纤的出现

         随着移动通信科技的发展，新型的光纤已经出现并广泛的应用于电力系统。新型光纤将朝着高集成化和智能化的方向发展，新型光纤的出现也是我国移动网络业务发展的必然结果。在网络快速发展的年代，光纤的使用才能促进其可持续发展。当前，我国已经大面积实现了光纤输出，新型光纤将逐渐改变输出距离，将单模光纤进行革新。无水吸收峰光纤和非零色散光纤就是近年来研制的光线品牌，受到广泛的关注。光纤网络传输的先进性毋庸置疑，光纤的技术革新也将成为一种必然。

3.3.1数字光纤传输系统

         光纤通信的数字系统当中，由很多部分构成，从前到后分别有电端机部分、光端机部分、光源部分、光端机部分与电端机部分，通过这些部分共同的运行，使该系统能够正常的对信号进行传输。因此，在数字光纤传输系统中，依然是一个信息的传递过程，在其对信息传递的过程中，通过对相应设备的更换，从而改变了传输方式，使传播效率与速度得到了提升。

3.3.2数字广播化系统

         在广播系统运行的过程中，是对节目进行制作与接受的一个过程，这一过程进行得越好，会使节目的质量更佳。而在传统的传播系统中，主要有3种传输方式，分别为无线方式、有线方式与卫星传输方式，这3种传输方式中，各自有其优点，但是其中也会存在一定的缺陷，如无传输的信号质量不高，有限传输的效率较低，卫星传输会受到自然环境的限制。因此，在加入光纤通信技术后，就会在一定程度上改善这些问题，不仅提高了传播速度与质量，而且还使传播的范围更广，为我国广大地区的人们提供了广播节目。

3.3.3SDH传输技术

         在上述两个系统当中，只能说是在宏观上对光纤通信技术进行了应用，而从微观的角度来说，还要对SDH技术进行应用，在这一技术当中，包括了终端复用器、分插复用设备等，在运行过程中，在达到数据正常传递的条件下，还可以使其能够交叉复用，从而使节目更快的提现在观众面前。这项技术的应用，使广播系统带来了更新的生命力，在社会的发展中发挥出更重要的作用。

随着波分复用技术的不断发展，出现了光联网技术，并开始为人们所用。光联网技术的实现需要借助光路连接，以满足光联网的发送要求，以实现光联网。根据现代社会发展趋势，光联网集中中控室链接。全场调度室设在集中中控室内。

        生产信息管理系统的网络系统结构划分为三个层次，自下而上依次为：过程控制层次、生产管理层次、企业信息决策管理层次。其中，企业信息决策管理层次完成管理者和各职能科室生产管理报表生成，生产信息的下达传递，生产的调度控制等任务；生产管理层完成各职能科室，生产车间的实时监控的任务，在系统中起到上传下达的重要作用；过程控制层由DCS、PLC、智能仪表等控制器组成，是整个生产管理系统的基础。

         管理及决策层用户随时可以通过微软IE浏览器登陆PIM S Web Server浏览器生产过程的关键信息。已经实现了以下重要功能：

（1）数据采集功能 

（2）流程图画面浏览

（3）实时趋势、历史趋势监视

（4）生产报表自动生成

（5）实时报警、历史报警功能

（6）管理统计报表生成功能

（7）数据的长期记录存储功能

（8）Web功能

（9）集中控制

（10）采用开放的通讯标准协议

         现代工业主张凭借信息技术作为先导条件，主要是因为信息技术发展速率飞快，且对于人们日常生活和生产水平提升有着较强的推动功效。但是目前我国互联网整体运行速率和外国相比着实不够可观，并且涵盖的信息量十分有限，为了一改该类消极局势，光纤通信技术得以顺利衍生。所以说，尽快理清光纤通信技术在工业控制中的应用细节，存在一定的现实意义，应该引起相关工作人员的重视。

应用细节

         如今我国光纤通信技术已经朝着智能化发展方向持续过渡扭转，就是说相关运营主体能够更为自由灵活的控制光传输。而将这类技术要素贯穿融入到工业控制流程之中，明显能够表现出愈加可观的适应性。现阶段沿用光纤通信技术的行业，通常都是有着较高自动化生产需求的，包括汽车工业、机器和物料运输等自动化工厂。

         随着人们的生活水平不断提升，对于铁路运输的安全问题、服务问题的关注越来越多。这给铁路运输施加了较大的压力。在我国，将光纤技术运用于铁路运输中的时间不长，但是却发挥着十分重大的作用。光纤技术运用到铁路运输当中，主要经历了三个发展阶段：PDH光纤通信、SDH光纤通信，以及DWDM光纤通信。这三个阶段都对当时铁路运输信息系统起到了巨大的作用。但是每个阶段也都存在着一定的问题。

（1）PDH光纤通信阶段

         我国从别国的信息技术发展上寻求了一定的经验。从上个世界八十年代开始，我国就着手研究如何将铁路光纤通信技术运用到我国的实践当中。至此，PDH光纤技术阶段就开始了。我国首先以北京为适用点，开发出来长度达15KM的光纤。

          此次的光纤实验，主要运用的是短波光纤，这种光纤能够让二次群系统固定在开启状态。从严格意义上来说，我国最先使用PDH光纤通信技术的铁路，应该是大秦铁路。大秦铁路承担着十分重大的运输任务。在大秦铁路的重载双线电气化当中，主要运用的是八芯单模短波光纤。这种光纤在当时的先进性十分明显。在铁路车站以及区域网络当中，采用的通信设系统设备是PCM。同时配备8Mb/sPDH的二芯。这种光纤通信模式标志着我国的铁路通信设备开始走向了光纤高速时代。

         PDH系统在运用之后产生了较大的反响，它有个十分突出的特点就是：能够在较短的时间内，就检测出当前铁路通信系统中存在的安全漏洞。还能够自主选择针对性策略，尽快将其解除。但是PDH光纤通信技术当中也存在较大的问题。例如，PDH光纤通讯技术必须具备较为复杂的系统结构，才能够支撑其高速的传输功能。而且，其内部各个区域都具有个性化的标准。而且pdh技术的网络管理能力较差。这些缺陷都大大制约了PDH光纤通信技术更进一步的发展和推广。

（2）SDH光纤通信系统

          SDH光纤通信系统相当于PDF光纤通信系统的完善升级版，它能够有效的弥补PDH光纤通讯的缺陷，SDH光纤通信技术促进了铁路通信技术的发展。SDH光纤通信技术是一种现代的高速发展的数字化通信技术，其将会在未来的科技发展实现数字信息化的同步转化，将所需的信号固定于特定的机构之中。SDH光纤通信技术有以下几方面的优点：

         SDH光纤通信技术比PDH光纤通信技术有着更强大的通信功能，在铁路通信系统中体现出独具特色的优势。更加完善的SDH光纤通信技术将会代替系统中的PDH光纤通信技术，其中SDH光纤通信技术是最早应用在赣韵铁路当中，在整条铁路的修建过程中，为了应用到先进的SDH光纤通信技术，专程搭建一条新的光同步传输系统，其中采用了二十芯光缆。为了接入光纤能够通过接入层传输设备和622Mb/s光纤口，这些设备和赣韵铁路沿线的接收设备相互接连，使整条赣韵铁路沿线都实现SDH光纤铁路通信，进一步推动了我国铁路通信技术的发展。

4、总结

         作为通信技术来说，光通信可能成为未来信息发展的主流，为满足时代需求光纤技术还需不断改进。光纤通信的优势是容量大和传输距离远。光纤通信给人们带来便利的同时，也有利于国家信息技术发展。