光纖通信系統工程設計畢業論文頁(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ，光纜內沒有金、銀、銅鋁等金屬，一般無回收價值。光纜是一定數量的光纖按照一定方式組成纜心，外包有護套，有的還包覆外護層，用以實現光信號傳輸的一種通信線路。即由光纖(光傳輸載體)經過一定的工藝而形成的線纜。圖21 光纜1976年，美國貝爾研究所在亞特蘭大建成第一條光纖通信實驗系統，采用了西方電氣公司制造的含有144根光纖的光纜。1980年，由多模光纖制成的商用光纜開始在市內局間中繼線和少數長途線路上采用。單模光纖制成的商用光纜于1983年開始在長途線路上采用。1988年，連接美國與英法之間的第一條橫跨大西洋海底光纜敷設成功，不久又建成了第一條橫跨太平洋的海底光纜。中國于1978年自行研制出通信光纜，采用的是多模光纖，纜心結構為層絞式。曾先后在上海、北京、武漢等地開展了現場試驗。后不久便在市內電話網內作為局間中繼線試用，1984年以后，逐漸用于長途線路，并開始采用單模光纖。 通信光纜比銅線電纜具有更大的傳輸容量，中繼段距離長、體積小，重量輕，無電磁干擾，自1976年以后已發展成長途干線、市內中繼、近海及跨洋海底通信、以及局域網、專用網等的有線傳輸線路骨干，并開始向市內用戶環路配線網的領域發展，為光纖到戶、寬代綜合業務數字網提供傳輸線路。光纜的種類很多，其分類的方法就更多，下面介紹一些習慣的分類：(1)按敷設方式分有：自承重架空光纜、管道光纜、鎧裝地埋光纜和海底光纜。(2)按光纜結構分有：束管式光纜、層絞式光纜、緊抱式光纜、帶式光纜，非金屬光纜和可分支光纜。(3)按用途分有：長途通訊用光纜、短途室外光纜、混合光纜和建筑物內用光纜。光纜是當今信息社會各種信息網的主要傳輸工具。如果把“互聯網”稱作“信息高速公路”的話，那么，光纜網就是信息高速路的基石光纜網是互聯網的物理路由。一旦某條光纜遭受破壞而阻斷，該方向的“信息高速公路”即告破壞。通過光纜傳輸的信息，除了通常的電話、電報、傳真以外，現在大量傳輸的還有電視信號、銀行匯款、股市行情等一刻也不能中斷的信息。目前，長途通信光纜的傳輸方式已由PDH向SDH發展，傳輸速率已由當初的140MB/、16。也就是說，一對纖芯可開通3萬條、12萬條、48萬條甚至向更多話路發展。如此大的傳輸容量，光纜一旦阻斷不但給電信部門造成巨大損失，而且由于通信不暢會給廣大群眾造成諸多不便，如計算機用戶不能上網、股票行情不能知曉、銀行匯兌無法進行、異地存取成為泡影、各種信息無法傳輸。在邊遠山區，一旦光纜中斷，就會使全縣甚至光纜沿線幾個縣在通信上與世隔絕，成為孤島。給黨政軍機關和人民群眾造成的損失是無法估量的。當今社會,光纖通信已成為通信的主要手段之一。同時，光纖通訊技術也在飛速的發展，使得光纖傳輸系統以其眾多的優點，贏得了大家的青睞。光纖傳輸系統具有以下顯著優點：容量大、傳輸距離遠、抗干擾能力強等。光傳輸系統由光發送機、傳輸介質、光接收機三部分組成。其中，光發送機與光接收機統稱為光端機。光端機是光纖通信系統中的光纖傳輸中斷設備，它們位于電端機和光纖傳輸線路之間。光端機就是將多個E1信號變成光信號并傳輸的設備，它的作用主要就是實現電光和光電轉換。光端機根據傳輸E1口數量的多少，價格也不同。一般最小的光端機可以傳輸4個E1，目前最大的光端機可以傳輸4032個E1。圖22 光端機由于光纖傳輸的種種優點，光端機應用的場合非常廣泛。例如可以應用于企業內部部門之間長距離局域網絡之間的數據通信、移動網絡中無線基站間傳輸系統，公共交換電話網中遠端線路單元，商業網中提供專線及PABX群路的網絡終端，校園網中的點對點鏈路和接入網中用于通常的信號傳輸等等。目前光端機應用最多的方面就是長距離視頻和數據的傳輸。在高速公路、銀行、電力、電信等的監控領域都要求對視頻信號進行遠程的傳輸，目前主要的解決方法是利用光端機將視頻信號轉化為數字信號通過光纖進行傳輸。此外光端機在遠程視頻會議、遠程教學、遠程醫療、通訊等諸多領域都有很廣闊的用武之地，未來的光端機將向著數字化、網絡化的方向發展。下圖是光端機的工作原理：圖23 光端機工作原理圖　模擬光端機采用了PFM調制技術實時傳輸圖像信號，是目前使用較多的一種。發射端將模擬視頻信號先進行PFM調制后(一般有調頻、調相、調幅幾種方式，從而把模擬光端機分成調頻、調相、調幅等幾種光端機)，再進行電光轉換，光信號傳到接收端后，進行光電轉換，然后進行PFM解調，恢復出視頻信號。由于采用了PFM調制技術，其傳輸距離很容易就能達到30 Km左右，有些產品的傳輸距離可以達到60 Km，甚至上百公里。并且，圖像信號經過傳輸后失真很小，具有很高的信噪比和很小的非線性失真。通過使用波分復用技術，還可以在一根光纖上實現圖像和數據信號的雙向傳輸。由于數字技術與傳統的模擬技術相比在很多方面都具有明顯的優勢，所以正如數字技術在許多領域取代了模擬技術一樣，光端機的數字化也是一種必然趨勢。目前，數字圖像光端機主要有兩種技術方式：一種是MPEG II圖像壓縮數字光端機，另一種是非壓縮數字圖像光端機。圖像壓縮數字光端機一般采用MPEG II圖像壓縮技術，它能將活動圖像壓縮成N2Mbps的數據流通過標準電信通信接口傳輸或者直接通過光纖傳輸。由于采用了圖像壓縮技術，它能大大降低信號傳輸帶寬。圖像壓縮數字光端機一般采用MPEG II圖像壓縮技術，它能將活動圖像壓縮成N2Mbps的數據流通過標準電信通信接口傳輸或者直接通過光纖傳輸。由于采用了圖像壓縮技術，它能大大降低信號傳輸帶寬，以利于占用較少的資源就能傳送圖像信號。同時，由于采用了N2Mbps的標準接口，可以利用現有的電信傳輸設備的富裕通道傳輸監控圖像，為工程應用帶來了方便。不過，圖像壓縮數字光端機也有其固有的缺點。其致命的弱點就是不能保證圖像傳輸的實時性。因為圖像壓縮與解壓縮需要一定的時間，所以一般會對所傳輸的圖像產生12s的延時。因此，這種設備只適合于用在對實時性要求不高的場所，在工程使用上受到一些限制。另外，經過壓縮后圖像會產生一定的失真，并且這種光端機的價格也偏高。非壓縮數字圖像光端機的原理就是將模擬視頻信號進行A/D變換后和語音、音頻、數據等信號進行復接，再通過光纖傳輸。它用高的數據速率來保證視頻信號的傳輸質量和實時性，由于光纖的帶寬非常大，所以這種高數據速率也并沒有對傳輸通道提出過高要求。非壓縮數字圖像光端機能提供很好的圖像傳輸質量(信噪比大于60dB，微分相位失真小于2176。，微分增益失真小于2%)，達到了廣播級的傳輸質量，并且圖像傳輸是全實時的。由于采用數字化技術，在設備中可以利用已經很成熟的通信技術比如復接技術、光收發技術等，提高了設備的可靠性，也降低了成本。光纖即為光導纖維的簡稱。光纖通信是以光波作為信息載體,以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。從原理上看，構成光纖通信的基本物質要素是光纖、光源和光檢測器。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，然后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，并通過光纖發送出去。在接收端，檢測器收到光信號后把它變換成電信號，經解調后恢復原信息。光纖通信之所以發展迅猛，主要緣于它具有以下特點：(1)通信容量大、傳輸距離遠。(2)信號串擾小、保密性能好。(3)抗電磁干擾、傳輸質量好。(4)光纖尺寸小、重量輕、便于敷設和運輸。(5)材料來源豐富，環境保護好，有利于節約有色金屬銅。(6)無輻射,難于竊聽。(7)光纜適應性強，壽命長。　雖然這幾年來，我國光纜電纜技術有很大發展，有一些具有自主知識產權的技術已在發揮作用，但是應該看到這種比例仍是很小的，國內有近200家光纖光纜廠，但大多產品單一，沒有自主的知識產權，技術含量較低，競爭力不強。有資料統計，1997～1999年國內企業申請光通信專利的有132件，其中光纖38件，光纜只有19件，而同期外國公司在中國申請光通信專利達550件，其中光纖光纜37件。還有資料報道：從1997年以來，國內光通信核心技術專利是90件，我國自主申請的只有9件，僅占10％。實際上我國的光纖光纜技術應該說與國際水平己差距下大，因此我們作為世界第二的光纜大國，應該把開發具有自主知識產權的技術作為我們工作的重中之重，爭取創造更多的光纖光纜專利。、與使用環境、施工技術相配套的新產品　電信網絡在不斷發展的同時也對光纜電纜產品不斷提出新的要求。不難發現，光纜的結構越來越依賴于使用的環境條件及施工的具體要求，在海底光纜、淺水光纜、ADSS及OPGW光纜的開發中，會對這一點有深刻的體會。而今后光纜建設的重點將會隨著接入網、用戶駐地網的建設不斷展開，新一代的光纜結構和施工技術也會基于如微型光纜、吹入或漂浮安裝及迷你型微管或小管系統的全套技術而有一