① 光通信原理與技術有那些
【光通信原理】光纖通信(Fiber-optic communication),也作光纖通訊。光纖通信是以光作為信息載體,以光纖作為傳輸媒介的通信方式,首先將電信號轉換成光信號,再透過光纖將光信號進行傳遞,屬於有線通信的一種。光經過調變後便能攜帶資訊。自1980年代起,光纖通訊系統對於電信工業產生了革命性 ,同時也在數位時代里扮演非常重要的角色。光纖通信傳輸容量大,保密性好等優點。光纖通信現在已經成為當今最主要的有線通信方式。
光纖通信的原理就是:在發送端首先要把傳送的信息(如話音)變成電信號,然後調制到激光器發出的激光束上,使光的強度隨電信號的幅度(頻率)變化而變化,並通過光纖經過光的全反射原理傳送;在接收端,檢測器收到光信號後把它變換成電信號,經解調後恢復原信息。
光通信正是利用了全反射原理,當光的注入角滿足一定的條件時,光便能在光纖內形成全反射,從而達到長距離傳輸的目的。光纖的導光特性基於光射線在纖芯和包層界面上的全反射,使光線限制在纖芯中傳輸。光纖中有兩種光線,即子午光線和斜射光線,子午光線是位於子午面上的光光線,而斜射光線是不經過光纖軸線傳輸的光線。
【全光網路】未來傳輸網路的最終目標,是構建全光網路,即在接入網、城域網、骨幹網完全實現「光纖傳輸代替銅線傳輸」。而目前的一切研發進展,都是「逼近」這個目標的過程。
骨幹網是對速度、距離和容量要求最高的一部分網路,將ASON技術應用於骨幹網,是實現光網路智能化的重要一步,其基本思想是在過去的光傳輸網路上引入智能控制平面,從而實現對資源的按需分配。DWDM也將在骨幹網中一顯身手,未來有可能完全取代SDH,從而實現IPOVERDWDM。
城域網將會成為運營商提供帶寬和業務的瓶頸,同時,城域網也將成為最大的市場機遇。目前基於SDH的MSTP技術成熟、兼容性好,特別是採用了RPR、GFP、LCAS和MPLS等新標准之後,已經可以靈活有效地支持各種數據業務。
對接入網來說,FTTH(光纖到戶)是一個長遠的理想解決方案。FTTx的演進路線將是逐漸將光纖向用戶推近的過程,即從FTTN(光纖到小區)到FTTC(光纖到路邊)和FTTB(光纖到公寓小樓)乃至最後到FTTP(光纖到駐地)。當然這將是一個很長的過渡時期,在這個過程中,光纖接入方式還將與ADSL/ADSL2+並存。
基於上述全光網路構架有很多核心技術,它們將引領光通信的未來發展。ASON、FTTH、DWM、RPR這四項目前是光通信行業最重要的技術。
【光通信技術】
1、ASON
無論從國內研發進展、試商用情況,還是從國外的發展經驗來看,國內運營商在傳送網中大規模引入ASON技術將是必然的趨勢。ASON(,智能光網路)是一種光傳送網技術。目前的產品和市場狀況表明,ASON技術已經達到可商用的成熟程度,隨著3G、NGN的大規模部署,業務需求將進一步帶動傳送網技術的發展,預計2007年ASON將得到更加廣泛的商用。
2006年各大主要設備提供商華為、中興、烽火、Lucent等已經推出了其可商用的ASON產品。中國電信、中國網通、中國移動、中國聯通和中國鐵通陸續開展了ASON的應用測試和小規模商用。
ASON在國外成功商用的經驗表明,ASON將在骨幹傳送網發揮不可替代的作用。例如,AT&T的140個節點覆蓋美國的骨幹傳送網;BT組建21CN網,目前已建40個ASON節點;Vodafone的131個節點覆蓋英國的ASON骨幹傳送網,等等。
然而,目前ASON在路由、自動發現、ENNI介面等幾方面的標准化工作還不完善,這成為制約ASON技術發展和商用的重要因素。未來我國將參與更多的ASON標准化工作,同時,ASON的標准化,尤其是其中ENNI的標准化,將在近年內取得突破性進展。
2、FTTH
FTTH(FiberToTheHome,光纖到戶)是下一代寬頻接入的最終目標。目前,實現FTTH的技術中,EPON將成為未來我國的主流技術,而GPON最具發展潛力。
EPON採用Ethernet封裝方式,所以非常適於承載IP業務,符合IP網路迅猛發展的趨勢。目前,國家已經將EPON作為「863」計劃重大項目,並在商業化運作中取得了主動權。
GPON比EPON更注重對多業務的支持能力,因此更適合未來融合網路和融合業務的發展。但是它目前還不夠成熟並且價格偏高,還無法在我國大規模推廣。
我國的FTTH還處於市場啟動階段,離大規模的商業部署還有一段距離。在未來的產業化發展中,運營商對本地網「最後一公里」的壟斷是制約FTTH發展的重要因素,採取「用戶駐地網運營商與房地產開發商合作實施」的形式,更有利於FTTH產業的健康發展。從日本、美國、歐洲和韓國等國家的FTTH發展經驗來看,FTTH的核心推動力在於網路所提供的豐富內容,而政府對應用和內容的監控和管理政策也會制約FTTH的發展。
3、WDM
WDM突破了傳統SDH網路容量的極限,將成為未來光網路的核心傳輸技術。 按照通道間隔的不同,WDM(,波分復用)可以分為DWDM(密集波分復用)和CWDM(稀疏波分復用)這兩種技術。DWDM是當今光纖傳輸領域的首選技術,但CWDM也有其用武之地。
2006年,烽火、華為等設備廠商都推出了自己的DWDM系統,國內運營商也開展了相關的測試和小規模商用。未來DWDM將在對傳輸速率要求苛刻的網路中發揮不可替代的作用,如利用DWDM來建設骨幹網等。
相對於DWDM,CWDM具有成本低、功耗低、尺寸小、對光纖要求低等優點。未來幾年,電信運營商將會嚴格控制網路建設成本,這時CWDM技術就有了自己的生存空間,它適合快速、低成本多業務網路建設,如應用於城域和本地接入網、中小城市的城域核心網等。
4、RPR
彈性分組環(ResilientPacketRing,RPR)將成為未來重要的光城域網技術。近年來許多國內外傳輸設備廠商都開發了內嵌RPR功能的MSTP設備,RPR技術得到了大量晶元製造商、設備製造商和運營商的支持和參與。
在標准化方面,IEEE802.17的RPR標准已經被整個業界認可,而國內的相關標准化工作還在進行中。未來RPR將主要應用於城域網骨乾和接入方面,同時也可以在分散的政務網、企業網和校園網中應用,還可應用於IDC和ISP之中。
② 移動的寬頻光纖接入採用的是什麼技術
技術上是EPON或者GPON,都是pon網路 多址接入協議,如果真是光纖接入,那客戶端那裡必有一個ONU設備。
移動光纖寬頻一般採用PPPOE撥號上網方式。光纖寬頻就是把要傳送的數據由電信號轉換為光信號進行通訊。 在光纖的兩端分別都裝有「光貓」進行信號轉換。
光纖是寬頻網路中行散弊多種傳輸媒介中最理想的一種,它的特點是傳輸容量大,傳輸質量好,損耗小,中繼距離長等。光纖傳輸使用的是波檔族分復用,即掘悄是把小區里的多個用戶的數據利用PON技術匯接成為高速信號,然後調制到不同波長的光信號在一根光纖里傳輸。光纖寬頻和ADSL接入方式的區別就是:ADSL是電信號傳播,光纖寬頻是光信號傳播。
③ 光通信的原理是什麼
光纖通信的原理是:在發送端首先要把傳送的信息(如話音)變成電信號,然後調制到激光器發出的激光束上,使光的強度隨電信號的幅度(頻率)變化而變化,並通過光纖發送出去;在接收端,檢測器收到光信號後把它變換成電信號,經解調後恢復原信息。
光纖通信是現代通信網的主要傳輸手段,它的發展歷史只有一二十年,已經歷三代:短波長多模光纖、長波長多模光纖和長波長單模並虛光纖。
採用光纖通信是通信史上的重大變革,美、日、英、法等20多個國家已宣布不再建設電纜通信線路,而致力於發展光纖通信。中國光纖通信已進入實用階段。
(3)光傳輸網路用到哪些技術擴展閱讀:
光通信網的關鍵部位裝有光傳輸裝置。這個裝置發揮著許多作用。
1.信號轉換鉛隱(發送信號):將電信號轉換成光信號。
2.信號復用:將多個窄的信號匯聚成一個寬的信號。
3.信號中繼:遠距離傳輸,中途中繼信號。
4.信號轉向:轉換信號的傳輸方向。
5.信號解復用:將復用的信號分解成原來的單獨信號。
6.信號轉換(接收信號):將光信號轉換成電信號。
光通信設備,包括光纖,FTTx用G.657光纖、寬頻長途高速大容量光纖傳輸用G.656光纖、槐蔽廳光子晶體光纖、摻稀土光纖(包括摻鐿光纖、摻鉺光纖、摻銩光纖等)、激光能量傳輸光纖,以及具有一些特殊性能的新型光纖,包括塑料光纖、聚合物光纖等。
光纖接入設備,無源光網路(PON)、光線路終端(OLT)、光網路單元(ONU)、波分復用器等。
④ 光纖通信是利用什麼傳遞信息
光纖通信是利用光波作為載波,以光纖作為傳輸媒質,將信息從一處傳至另一處的通信方式,簡稱為光通信。
就光纖通信技術本身來說,應該包括以下幾個主虛寬要部分:光纖光纜技術、傳輸技術、光有源器件、光無源器件以及光網路技術等。
相比之下,光通信技術的傳輸速度和各種性能明顯優於電通信技術。光波也是電磁波,但它的頻率比電信中利用的電磁波高出幾個數量級,有極大的通信容量。所用光纖和由多根光纖組成的光纜體積小,重量輕,易於運輸和施工。光纖的衰耗很低,故無中斷,通信距離很長。
光纖是絕緣體,不會受高壓線和雷電的電磁燃汪感應,抗核輻射的能力也強,因而在某些特殊場合,電通信受干擾不能工作而皮譽仔光纖通信卻能照常工作。
⑤ 光傳送網與傳統的乙太網傳送網的區別在哪裡
區別:
1、使用的技術不同:
SDH:用的是通過不同速率的數字信號的傳輸提供相應等級的信息結構的技術。
MSTP:是更高級的SDH,是基於SDH來傳輸乙太網。
OTN:用的是波分技術。
PTN:用的是分組交換的技術。
2、應用不同:
SDH:IP業務、ATM業務。
MSTP:種類豐富的帶寬服務。
OTN:提供網路保護、提高安全性。
PTN:適合各種粗細顆粒業務、端到端的組網能力。
3、原理不鍵指同:
SDH:映射、定位和復用。
MSTP:將傳統的SDH復用器、數字交叉鏈接器(DXC)、WDM終端、網路二層交換機和lP邊緣路由器等多個獨立的設備集成為一個網路設備,進行統一控制和管理。
OTN:在光域內實現業務信號的傳送、復用、路由選擇、監控,並且保證其性能指標和生存性鋒亮譽。
PTN:在IP業務和底層光傳輸媒質之間設置了一個層面,它針對分組業務流量的突發性和統計復用傳送的要求而設計,以分組業務為核心並支持多業務提供。
聯系:
它們都是光傳輸的銀段技術。
⑥ 光纖傳輸主要採用了哪些復用技術
復用技術有很多。頻分、時分、碼分、波賣臘分族燃復用
。光中穗滑纖傳輸則主要採取的是波分技術。一根光纖可以傳4~8種不同波長的光信號,最大的限度的利用光纜資源。
⑦ 目前網路光纖傳輸技術
光纖的容量大。其以光纖為傳播媒介,光波為載波,具有很高的頻率(約10的14次方HZ)。
光纖的損耗低、中繼距離長。目前使用的光纖一般為石英光纖,其在1.55um波長區的損耗低至0.18db/km,理論上,其損耗系數可以低至10的-3次方到10的-5次方db/km,此時其中繼距離可達數千數萬公里。
光纖的抗電磁干擾能力強。相比於電話線和電纜不能和高壓電線平行架設,光纖的架設不受電磁環境的影響。
保密性能好。電通信方式很容易被人竊聽,只要在明線或者電纜附近設置一個接收裝置,就可以獲取明線或者電纜中傳送的信息。
抗拉強度低
連接困難
怕水
主要有光發送機、光纖電纜、中繼器和光接收機組成。
光發送機的主要作用是將電信號轉換為光信號,並將生成的光信號注入光纖。光發送機一般由驅動電路、光源和調制器構成。
光接收機的主要作用是將光纖送來的光信號還原成原始的電信號。一般由光電檢測器和解調器組成。
光纖的作用是為光信號的傳送提供傳送信道,將光信號由一處傳送到另外一處。中繼器的作用是延長光信號的傳輸距離。分為電中繼器和光中繼器(光放大器)。
根據調制信號的類型,光纖通信系統可以分為模擬光纖通信系統和數字光纖通信系統。
根據光源的調制方式,光纖通信系統可以分為直接調制光纖通信系統和間接調制光纖通信系統。
根據光纖的傳裂侍導模數量,光纖通信系統可以分為多模光纖通信系統和單模光纖通信系統。
根據系統的工作波長,光纖通信系統可以分為短波長光纖通信系統、長波長光纖通信系統和超長波長光纖通信系統。
一般分為三部分:折射率較高的纖芯、折射率較低的包層和外面的塗覆層。
按照光纖截面上折射率分布,分為階躍型光纖(SIF)和漸變型光纖(GIF).
按照光纖中傳輸的模式數量,分為多模光纖(MMF)和單模光纖(SMF)
按照光纖的工作波長分類,分為短波長光纖,長波長光纖和超長波長光纖
按照ITU-T建議分類,分為G.651(漸變型多模光纖),G.652(常規單模光纖),G.653(色散位移光纖)、G.654(截止波長光纖)和G.655(非零色散位移光纖)
按照套塑方式可以將光纖分為松套光纖和緊套光纖。
現在實用的石英光纖通常有以下三種:階躍型多模光纖、漸變型多模光纖(G.651)和階躍型單模光纖。
光纜一般分為纜芯和護層兩大部分。纜芯是光纜的主體,其結構是否合理,與光纖的安全運行關系很大。基本要求是:光纖在纜芯中處於最佳位置和狀態,保證光纖傳輸性能穩定,在光纖受到一定的拉力、側壓力等外力時,光纖不應承受外力影響,其次纜芯內的金屬線對也應得到妥善安排,並保證其電氣性能;另外纜芯截面應該盡可能小,以降低成本和敷設空間。
護層有護套和外護層構成,作用是進一步保護光纖,使光纖能適應在各種場地的敷設,如架空、管道、直埋、室內、過河、跨海困雹等。對於採用外周加強元件的光纜結構,還需提供足夠的抗拉、抗壓、抗彎曲等機械特性方面的能力。
光纖的基本結構有層絞式、骨架式、束管式、帶狀式。我國使用最多的是層絞式和骨架式。
根據光纜的傳輸性能、距離和用途,可以分為市話光纜、長途光纜、海底光纜和用戶光纜。
根據光纜的芯數多少,可以分為單芯和多芯光纜。
根據敷設方式,可以分為管道光纜、直埋光纜、架空光纜和水底光纜。
根據護層材料性質,可以分為普通光纜、阻燃光纜等。
由分類、加強構件、派生(形狀、特性)、護套和外護層五部分組成。
GY野外光纜(室外)
GR軟光纜
GJ局內光纜(室內)
GS設備內光纜
GH海底光纜
GT特殊光纜
GW無金屬光纜
Null:金屬加強構件
F非金屬加強構件
G金屬重型加強構件
H非金屬重型加強構件
B扁平式結構
Z自承式結構
T填充式結構
S松套結構
Y聚乙烯護套
V聚氯乙烯護套
U聚氨汪源帆酯護套
A鋁、聚乙烯護套
L鋁護套
Q鉛護套
G鋼護套
S鋼、鋁、聚乙烯綜合護套
當前的主要技術有:波分復用技術,可以充分利用單模光纖低損耗區帶來的巨大帶寬資源。根據每一信道光波的頻率(或者波長)不同,將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道,把光波作為信號的載波,在發送端採用波分復用器(合波器),將不同規定波長的信號光載波合並起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端,再由一波分復用器(分波器)將這些不同波長承載不同信號的光載波分開。由於不同波長的光載波信號可以看作互相獨立(不考慮光纖非線性時),從而在一根光纖中可實現多路光信號的復用傳輸。自從上個世紀末,波分復用技術出現以來,由於它能極大提高光纖傳輸系統的傳輸容量,迅速得到了廣泛的應用。
不同種類的光纖,由於其傳輸特性不同,會有不同的適用范圍,按光在光纖中的傳輸模式劃分,可以分為單模光纖和多模光纖兩種。常用的多模光纖直徑125um,其中芯徑一般在50-100um之間。在多模光纖中,可以有數百個光波同時傳播,多模光纖一般工作於短波長(0.8um)區,損耗於色散都比較大,帶寬較小,適用於低速短距離光通信系統中。多模光纖的優點在於其具有較大的纖芯直徑,可以用較高的耦合效率將光功率注入道多模光纖中。
常用的單模光纖直徑也為125um,芯徑為8-12um。在單模光纖中,因為只有一個模式傳播,不存在模間色散,具有較大的傳輸帶寬,並且在1550nm波長區的損耗非常低(約0.2-。25db、km),所以被廣泛應用於高速長距離的光纖通信系統中。使用單模光纖時,色度色散是影響信號傳輸的主要因素,所以對光源的譜寬和穩定性都有比較高的要求,即 譜寬要窄,穩定性要好。 單模光纖一般必須使用半導體激光器激勵。按照最佳傳輸頻率窗口劃分,可以分為常規型單模光纖和色散位移型單模光纖。它們的區別主要在於傳輸頻率,常規型最佳傳輸頻率在1310nm附近,而色散位移型最佳傳輸頻率在1550nm附近。
分為有源光器件和無源光器件。
光無源器件是光纖通信設備的重要組成部分,是不含光能源的光功能器件的總稱,不需要外加能源驅動工作的光電子器件。光無源器件在光路中都要消耗能量,插入損耗是其主要性能指標。光無源器件有光纖連接器、光開關、光衰減器、光纖耦合器、波分復用器、光調制器、光濾波器、光隔離器、光環行器等。它們在光路中分別實現連接、能量衰減、反向隔離、分路或合路、信號調制、濾波等功能。
常用的光無源器件
光纖連接器:實現光纖之間活動連接的光無源器件,具有將光纖與其他無源器件、光纖與系統和儀表進行活動連接的功能。其採用機械和光學結構,使兩根光纖的纖芯對准,保證90%以上的光能夠通過,目前由代表性並且正在使用的光纖連接器主要由五種結構。
一是套管結構,由插針和套筒組成
二是雙錐結構,利用錐面定位
三是V形槽結構,將兩個插針放入V形槽基座中,再用蓋板將插針壓緊,利用對准原理使纖芯對准。
四是球面定心結構,由裝有精密鋼球的基座和裝有圓錐面的插針組成。
五是透鏡耦合結構,分為球透鏡耦合和自聚焦透鏡耦合兩種。[if !vml]
光纖連接器的種類
Fc:螺紋連接,外部零件採用金屬材料製作的連接器,是我國電信網採用的主要品種。
St:帶鍵的卡口式鎖緊結構,確保連接時准確對准。
對於fc、sc、st等不同的連接器,在對不同型號插頭連接時,需要轉換器進行連接。
光纖耦合器:將光信號進行分路或者合路、插入、分配的一種器件。
將電信號轉換成光信號或者將光信號轉換成電信號的關鍵器件,是光傳輸系統的心臟,需要外加能源驅動工作。將電信號轉換成光信號的器件稱為光源,主要包括半導體光源、半導體光探測器、光纖激光器、光放大器、光波長轉換器、光調制器、光開關、路由器。
⑧ 光傳送網路的光傳送網結構與特點
目前所知的光傳送網都是基於波分復用(WDM)技術 。WDM與光時分復用(OTDM)相比,不僅具有升級容易、投資小的優點,在組網中更具有TDM無法比擬的優勢。不同格式、速率的信號能夠方便地接入到WDM系統中進行混合傳輸。WDM信號的復用和解復用也很容易由無源器件完成。當一個區域內所有的光纖傳輸鏈路都升級為WDM傳輸時,在這些WDM鏈路的交叉處設置以波長為標志對光信號進行交叉連接的光交叉連接設備(OXC),那麼就可以構成一個全光網路。
WDM光傳送網是用光波長作為最基本交換單元的交換技術,來替代傳統交換節點中以時隙為交換單位的時隙交換技術。WDM光傳送網是隨著WDM技術的發展,在SDH網路的基礎上發展起來的,通過引入光節點,在原有的分層結構中將引入光層,光層負責傳送電層適配到物理媒質層的信息,它可以細分為3個子層:從上到下依次為光信道層網路、光復用段層網路、光傳輸段層網路。相鄰的層網路形成所謂的客戶/服務者關系,每一層網路為相鄰上一層網路提供傳送服務,同時又使用相鄰的下一層網路所提供的傳送服務。
光傳送網的各子層功能如下
(1)光信道層
光信道層負責為來自電復用段層的不同格式的客戶信息選擇路由和分配波長,為靈活的網路選路安排光信道連接,處理光信道開銷,提供光信道層的檢測、管理功能,提供端到端的連接,
(2)光復用段層
光復用段層保證兩個相鄰波長服用傳輸設備間多波長復用光信號的完整傳輸,為多波長信號提供網路功能。
(3)光傳輸斷層
光傳輸段層為光信號在不同類型的光媒質上提供傳輸功能,同時實現對光放大器或中繼器的檢測和控制功能等。 WDM光傳送網作為一個全新的網路,其區別於現有網路的特徵有
(1)波長路由
通過光波長選擇性器件實現路由選擇,目前,光包交換尚不具備應用條件,缺乏光記憶和光邏輯器件。
(2)透明性
由於WDM光傳送網中的信號傳輸全部在光域進行,因此具有對信號的透明性。透明性有兩個含義,即數據速率透明和信號格式透明。
(3)網路結構的拓展性
WDM光傳送網應當具有擴展性,即無需改動原有結構,只要升級網路連接,就能夠增添網路單元。
(4)可重構性
WDM光傳送網的可重構性是指光波長層次上的重構,包括直接在光域里對光纖折斷或節點損壞做出反應,實現恢復;建立和拆除光波長連接;自動為突發業務提供臨時連接。
(5)可擴容性
考慮到通信業務量的增長和建設成本,全光網路應該具有很好的可擴容性。
(6)可操作性
(7)可靠性和可維護性
WDM光傳送網結構簡單,端到端採用透明光通路連接,沿途沒有邏輯與存儲。網中許多光器件都是無源的,不易出故障,比傳統網路可靠性更高,更易於維護。
⑨ 通常在光纖傳輸中使用的多路復用技術是什麼
在光纖傳輸中使用的多路復用技術是把多個低速信道組合成一個高速信道的技術,它可以有效的提高數據鏈路的利用率,從而使得一條高速的主幹鏈路同時為多條低速的接入鏈路提供服務,也就是使得網路干線可以同時運載大量的語音和數據傳輸。
(9)光傳輸網路用到哪些技術擴展閱讀:
多路復用技術將一個區域的多個用戶數據通過發送多路復用器進行匯集,然後將匯集後的數據賀閉通過一個物理線路進行傳送,接收多路復配舉用器再對數據進行分離,分發到多個用戶。多路復用通常分為頻分多路復用、時分多路復用、波分多路復用、碼分多址和空分多址。
採用多路復用技術的原因一是通信工程中用於通信線路架設的費用相當高,需要充分利用通信線路的容量;二是網路中傳輸介質的傳輸容量都會超過單一信道傳輸的通信量,為了充分利用傳輸介質的帶寬,需要在一條物理線禪賣裂路上建立多條通信信道。