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光纖通信行業研究范文1
關鍵詞:光纖通信;發展現狀;研究熱點
隨著社會經濟的發展,人們對于信息傳輸、處理速度的要求日趨提升,而網絡技術的逐漸普及,使得通信技術研究更為重要,信息化高速公路建設已成為通信行業發展的整體趨勢。光纖通信技術依賴其高速度、高容量、高精確的特點,必將成為未來通信行業發展的主要方向。光纖通信主要通過光導纖維進行信號的傳輸。其主體由包層和內芯構成,包層用于保護內芯,而內芯較細,屬微米級,多束光纖聚集形成光纜。目前,光纖通信技術已成為信息產業的重要支柱和發展核心。
1光纖通信技術概述及特點
1.1光纖通信技術概述
光纖通信系統整體由數量眾多的光纖組成,其主要制作材料為玻璃,本身屬電氣絕緣體,無需考慮接地回路問題。自光纖通信技術研發開始,該技術憑借良好的性能而發展迅猛,尤其在現今信息大爆炸時代,光纖通信技術的應用對于通信行業的發展乃至整個社會的變革做出了巨大的貢獻。
1.2光纖通信的特征
1.2.1通信寬頻帶,容量高
在單一波段光纖通信系統中,光纖通常會受到終端設備的影響,無法將寬頻帶這一特點充分表現,而通過光纖通信傳輸技術,這一缺陷可以得到完美解決。光纖通信的寬頻帶、高容量特點對于信息的傳輸意義重大,能夠滿足未來寬帶綜合業務的發展需求。
1.2.2低損耗,中繼距離長
相較于其他傳輸介質而言,實用石英材質光纖損耗可在0.2dB/km以下,遠小于其他介質,即使將來應用非石英材質光纖,其損害值也在10-9dB/km左右。光纖低損耗的特點便決定了光纖通信可以實現長遠的中繼距離,實際建設過程中可以大幅度降低通信系統成本,有利于提升系統的穩定性和可靠性。
1.2.3強抗干擾性能
制作光纖的材質具有絕緣性能,受到雷電、電離層等的干擾作用較弱,也可以一定程度上抵抗電氣化設備和高壓設備等工業電氣造成的干擾,可用于與高壓輸電線進行平行架設、或者與電力導體復合組成復合型光纜進行通信傳輸。光纖這一良好的抗干擾性能決定了其可廣泛應用于軍事、電氣等領域中。
1.2.4無串音干擾,保密性強
傳統通信傳輸過程中,載體承載信息極易被竊取泄露,所以傳統通信傳輸的信息保密效果較差。而光纖通信傳輸過程中,不存在干擾現象,信息很難從光纖中泄露。光波在轉彎處,由于彎曲半徑過小,容易泄露,但其強度也十分微弱。對于該問題,可采用涂敷消光劑措施消除,這樣既可實現信息的保密,也能夠滿足屏蔽串音干擾問題。
1.2.5線徑細、重量小
光纖內芯半徑約0.1mm左右,為單管同軸電纜的1%。線徑低這一特點使得整個傳輸系統占用空間小,具備節約地下管道資源、減少占地面積的優點。此外,光纖屬玻璃材質,重量極輕,構成的光纜重量也較小,1m單管同軸電纜重量為11kg,而同容量下光纜僅為90g。
2光纖通信技術發展歷程及研究現狀
2.1光纖通信技術發展歷程
光纖通信技術研發開始于二十世紀五六十年代,正處于第三次工業革命時期,最早研制的光纖損耗率為每千米358分貝。數年后,英國通信研究所科學家在理論上推測光纖通信最低損耗可降至每千米19分貝;隨后日本科研人員成功研發出損耗率為每千米100分貝的光纖,較最初產品降低了50%以上。英國緊接著研制出了每千米損耗20分貝以下的石英光纖。而最新研發的摻鍺石英光纖損耗為每千米0.2分貝,已接近理論損耗極限值。
從20世紀中葉開始,光纖通信技術已經過了幾十年的研究,尤其在近十幾年中,該技術達到了長足的發展,新興技術不斷涌現,傳統意義上的通信能力大幅度提升,技術應用范圍更為廣泛。光纖通信技術已由單一的通信行業逐步轉向多元化層次,在社會各行各業中發揮著重要作用。
作為信息通信史上的一次重大變革,光纖通信技術從誕生的時刻開始便被賦予了強大的生命力。幾十年的開發研究,光纖通信技術經歷了從提出理論,到在工程領域的技術實踐,再到高速光纖通信普及的發展歷程,光纖通信技術發展大致上可分為5個階段:(1)波段為850納米的多模光波;(2)波段為1310納米的多模光纖;(3)1310納米單模光纖;(4)1550納米單模光纖;(5)長距離傳輸光纖通信技術。
2.2光纖通信技術發展現狀
光纖技術的迅猛發展帶動了光纖通信技術領域的變革。現階段,光纖通信技術的主要發展方向為高速率、大容量傳輸,因此光纖本身的優勢可以在實際應中進一步體現出來,得到人們的認可并廣泛使用。隨著科技水平的提升和通信行業的發展,光纖通信必將走向成熟并涌現出更多新技術,發展前景遠大。
2.2.1光纖接入技術充分發展
傳統的通信技術已無法滿足人們日益增長的通信業務需求,其更需要速率更高、技術性更強的通信技術來適應當今社會節奏。因此,光纖接入技術逐漸發展完善。光纖接入網主要分成主干和用戶接入網兩部分。光纖接入技術可以從根本上解決信息傳輸速度難題,實現通信網絡信息高速傳輸。目前,光纖接入的最終方式為FTTH(光纖到戶),支持全光接入,光纖寬帶特性充分展現,可提供無限制帶寬,滿足人們的工作生活需求。
2.2.2波分復用技術應用
波分復用技術基本原理在于不同波長光信號于發送始端組合,耦合后在光纜線路中一根光纖上傳輸,到達接收端后,將組合波光信號分離,經處理恢復到原形態后,出送到各個終端。該技術現階段研究最多、發展最快、應用最廣。目前己逐步成熟,在通信系統中發揮著不可替代的作用。
2.2.3技術存在難題,市場產業鏈不完善
目前來說,光纖通信技術已經有了長足的發展,傳輸和交換各階段技術均在一定程度上得到提升。但網絡核心架構的徹底改變,激化了光傳輸與交換技術的矛盾,如何實現二者的有機融合,已成為光纖通信技術的一項難題。
由于光纖通信市場的形成發展時間并不長,其產業鏈的發展完善還需要一段時間。除帶寬提升外,如何擴大用戶的帶寬需求也是產業鏈完善的重點內容。當前現狀為絕大多數上網用戶傾向于瀏覽新聞、電子郵箱等等,很少存在大量使用高帶寬服務現象。因此,光纖通信市場產業鏈的完善還需運營商和用戶的共同努力。
2.2.4對應政策相對落后
雖然,當前光纖通信技術已經發展到一定的階段,但國家政策方面并未出臺一個相對完善的管理發展體系,各地區光纖通信技術的發展處于一盤散沙狀態,缺乏政府的鼓勵性優惠措施和法律法規的制約。
3光纖通信技術研究熱點分析
3.1追求超長距離、超大容量傳輸
波分復用技術的應用已經極大地提升了光纖傳輸系統的傳輸質量與容量,現階段的研究熱點已面向更加遠大的目標,逐漸追求超大容量、超長距離傳輸效果。近年來波分復用技術逐步從長途網擴展向城域網,產生了粗波分復用,并以其低成本、短距離、超大容量等特點得到廣泛應用。而密集波分復用技術和光時分復用技術的相結合理論的提出,可以實現對通信系統容量和速率的進一步提升,達到Tbit/s速度傳輸,而多光時分復用信號可以更大程度上提升傳輸容量。目前該類技術正處于研究熱門階段。
3.2光孤子通信系統
光波傳遞過程中易發生色散現象產生損耗,使得在光纖通信過程中傳輸容量和距離受到一定程度的限制,也制約了光纖制作工藝的研發。經科研人員的不懈探索,最終發現色散現象可以被光纖非線性效應產生的電弧子抵消,從而解決了光波傳輸損耗難題。光弧子通信技術的研究是當前研究的熱點,也是21世紀最具發展潛力的通信技術。
3.3新一代光纖研發
新形勢下,通信行業的高速發展必須依賴于光纖的更新換代,因此,加大新一代光纖的研發也將成為光纖通信技術研究熱點之一。通信行業中在光纖研制方面已取得一定的突破,其基于干線網和城域網需求,已研制出了非零色散光纖和全波光纖,尤其是全波光纖,將成為未來研究的重點。此外,BPON技術對于通信技術的影響也頗深,但現階段其距離實際應用仍有一段距離,需要一個較長的發展歷程。
3.4全光網絡
作為光纖通信技術發展的最高階段,全光網絡的實現一直是科研人員們努力的目標,通信行業的未來也必將屬于全光網絡。當前,傳統光網絡雖節點光化,但網絡節點依然采用電器件,通信網絡容量提高受限。因此,全光網絡實現已成為一個重點研究課題,特點在于全光網絡透明性良好,又兼具開放性,兼容性能好,可提供巨大帶寬和超大容量,而且全光網絡處理速度快,誤碼率低,結構簡單靈活。目前,全光網絡尚處于研發階段,只取得了初步的成果,卻展現出了良好的發展前景。
光纖通信行業研究范文2
1光纖通信技術發展的現狀
(1)波分復用技術。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,在發送端采用波分復用器(合波器),將不同規定波長的信號光載波合并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。由于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。
(2)光纖接入技術。光纖接入網是信息高速公路的“最后一公里”。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,由于光纖到達位置的不同,有fttb、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。
2光纖通信技術的應用
光纖比其他材質的通信材料有著更大的優勢,因此在各行各業都得到了廣泛的應用,在很多領域,光纖通信技術也得到了極大的提高。
2.1應用于廣播電視行業
光纖技術有很多優點,它傳輸速度快、有較強的抗干擾能力,光纖較細,體積小、占用空間少,頻帶寬、傳輸和鋪設也非常方便,這些優點使得它對信號的質量不會產生影響,也容易受到干擾,傳輸速度也非常快,因此可以在廣播電視網中發揮作用。光纖已經成為廣播電視行業的主要傳輸信號的介質,廣播電視領域已經形成了機遇光纖網絡的電視網。光纖可以傳導出高質量的音頻、視頻,非常適合在數字化的節目制作網絡中應用,因此現在城市中主要就是應用光纖進行傳輸。另外,廣播電視網絡是建立在光網絡基礎上的,所使用的光纜的傳輸質量和傳輸效果都非常好,從而確保信號能夠可靠地進行傳輸。
2.2應用于電力通信
目前我國很多地區的電力系統都在使用或者正在建設專用的電力通信網絡,主干線和接入網等網絡已經基本實現了向光纖轉變的工作?,F在我國已經大規模應用光纖通信網來進行電力傳輸了,而且發展得都比較完善,光纖已經廣泛地應用于數據、寬帶、語音、電力生產等業務。光纖通信對電力系統的正常、安全運行有重要作用。
2.3應用于軍事
信息化的戰爭使得信息技術廣泛應用于軍事裝備,所以世界各國都在大力將光纖技術應用于軍事準備。光纖通信有極大的容量,且可以防止信息被竊聽,因此非常適合應用于保密要求極高的軍事通信領域。光纖有著很強的抗干擾性,因此對敵方的破壞有很大的抵抗作用。光纖的寬帶較寬,同一條光纜可以傳輸多路數據,用最少的光纜數量可以傳輸最多的數據,非常適合應用于軍事中的戰術、局部和空中等通訊系統。
2.4應用于電信干線的傳輸網絡建設
目前光纖通信技術已經廣泛應用于通信事業,光纖通信網絡的建成已經能夠滿足不同復雜的通信要求,光纖技術在我國電信干線中傳輸網絡建設中已經得到了廣泛應用,促進了我國經濟建設的發展。
3光纖通信技術的發展展望
在政府的大力支持下,我國的通信行業已經有了長足的發展,但是面對著世界電信市場的快速發展形勢,光纖通信技術還要尋求更加廣闊的發展局面。
3.1大力發展光接入網通信技術
現在我國大部分的網線還是傳統的雙絞線,比較落后,但是隨著光接入技術的發展使網絡完全數字化、智能化、集成化。光纖技術要向光接入網絡通信技術發展,只有這樣才能降低光纖的維護費用,減少故障的發生。同時,新設備的開發可以促進信號覆蓋范圍的擴大,使節點數減少。由此可見,今后要大力發展光纖的優勢,促進光網絡的建立。
3.2大力應用新生光纖促進光纖通信技術的優化
現在網絡用戶大都使用城域網和干線網,由于用戶的需要不同,已經有新一代的光纖應運而生,即全波光纖等,雖然我國通信技術已經有了很大發展,但是我們依舊要堅持前進。要想實現更大的發展,就必須重視新材質的應用,對新生光纖深入研究。傳統的光纖難以滿足用戶對闡述的高速度、長距離的要求,因此必須加強對新型光纖的開發,使其成為新一代網絡建設的基礎?,F在已經出現了g.655光纖和全波光纖等新型光纖,他們能夠適應網絡傳輸的不同需要,幫助通信行業實現更高的發展目標,不斷推進通信行業的發展,不斷滿足人們的需求。
3.3光纖系統的超高速趨勢
國內外的通信行業都有一種現狀,那就是網絡傳輸的速度難以滿足網絡容量的要求。各行各業的用戶都對網絡的傳輸速度提出了更高的要求,要想滿足他們的要求,就要擴大網絡的容量。傳統的光纖通信采用tdm方式,傳輸速率提高,傳輸成本就會下降?,F在傳播速率已經由二十年前的45mbps上漲到10gpbs,上漲了兩千多倍,所以,今后光纖行業的發展必須注重傳輸速度的提高,從而增加傳輸量,方便寬帶和多媒體業務的發展。
4結語
光纖通信行業研究范文3
【關鍵詞】 光纖技術 互聯網 全光網絡 傳輸特性
一、前言
光纖通信是指利用光纖纖維來作為傳輸媒介,利用光通信的方式來達到輸送信息的目標。另外,可以作為光纖纖維的材料儲量和來源都很豐富,可以減少使用有色金屬,質量輕且成本低。研究和分析目前光纖技術的設計和未來發展對于提升通信技術的應用,滿足市場環境對于信息傳輸的需要具有非常重要的作用。
二、通信工程中光纖技術的設計應用
1)通信方面光纖技術的具體應用。目前,信息通信得到了快速的發展,而光纖技術也得到了廣泛的應用。比如,本地通信,城域通信等等行業,都離不開光纖通信技術。光纖通信技術在這些通信行業中起到非常重要的作用,同時,光纖通信技術的不斷發展,讓其在通信行業中處于領先地位。
2)電力通信方面光纖技術的具體應用。電氣是人們生活中不可或缺的部分,因此,必須不斷的提升電力通信技術以此來滿足人們生活的需要。而目前,光纖技術在電力通信技術方面得到了很大的發展,這是因為光纖通信技術具有質量高、成本低、穩定性高,占用的空間小等優質特性。因此,光纖通信技術可以有效的改善電力系統中的網絡通信技術。
3)傳媒行業中光纖技術的具體應用。在傳媒行業中,廣播電視部門以及點播部門等都需要用到無線信號傳送。在傳送中,聲音和圖像是主要的輸出信號內容。一旦傳送的信號出現不穩定的現象,就會造成傳輸的視頻中出現色斑,音頻中出現雜音的現象。為了解決這個問題,必須提升信號傳送能力。而光纖通信技術的抗干擾能力非常強,穩定性也好,所以在傳媒行業采用光纖通信技術具有非常好的抗干擾效果。同時,信號傳送中損耗很少也是光纖技術的主要特點,這樣可以有效的保障聲音和畫面的品質。所以,在傳媒行業采用光纖技術具有非常好的效果,應用率非常高。
4)互聯網中光纖技術的具體應用?;ヂ摼W信息傳送量非常大,信息內容要求準確,用戶對于互聯網信息的準確度要求方面非常高。因此,在互聯網信息傳送中必須采用更高的技術來保障信息的準確性。同時,在保障準確性的基礎上必須提升傳送的速度。通過近年來光纖技術在互聯網中的應用,光纖技術能夠完全滿足互聯網傳送的要求,可以有效的提升互聯網傳送的準確性和速度。這樣互聯網信息傳送速度越來越快,準確性越來越高,可以有效的滿足用戶的需要,極大的滿足和方便了人們的生活。
三、光纖技術的未來發展方向
上文中已經提及,光纖通信技術已經得到了V泛應用,但根據研究者報道,光纖技術的潛力還很大,目前的應用率僅僅是其全部潛力的千分之一,因此,其應用率還非常寬廣,在未來結合數字化和網絡化技術,能夠開發出光纖通信技術更多的應用。其未來發展方向可以從以下幾個方面來進行:
1)通過光纖技術的使用,讓通信信道容量更大。隨著社會的需要,未來信息傳遞規模會不斷的增大,那么勢必要求信道容量更大,這就要求在光纖技術的使用和發展上要更加進一步開發。目前采用的光纖新系統光纖電纜的匹配度還很低,需要進一步優化。所以,在未來發展中,必須不斷的開發光纖技術,從而來提升速度和容量。
2)光纖技術向光孤子通信方向發展。孤子傳輸技術中的孤子對外來干擾具有天然的抵抗性,可以抑制極化模色散出現,并平衡色散,來延長孤子有效的輸送距離。目前階段孤子通信技術讓人存在很多的難點,在未來,通過人們的努力,孤子技術在以后可以得到更多更快的發展,在通信方向應用更加廣泛。
3)未來實現全光網絡。全光網絡利用光節點來代替原來的電節點,傳送的信號完全以光信號的方式存在,并進行傳輸和交換?,F階段,該技術還處于起步階段,需要更多研究。克服電光瓶頸是未來發展中必須要解決的一個重要課題。
總結:總之,光纖通信技術在通信,電力,傳媒,互聯網等行業中已經得到了廣泛的應用,同時應用效果非常好。在使用光纖通信技術的行業中已經普遍意識到光纖技術的優越性。而光纖技術還有很多的優點,在未來發展中,要不斷的挖掘使用,讓其利用率更高,應用更加廣泛,給社會帶來更多的貢獻。
參 考 文 獻
[1] 陳鼎. 光纖通信技術在鐵路通信系統中的應用[J]. 無線互聯科技. 2016(18)
[2] 姜晉霄. 光纖通信技術發展的現狀及前景分析[J]. 無線互聯科技. 2016(18)
[3] 韓昀劭. 試探光纖通信技術的特點及發展趨勢[J]. 現代工業經濟和信息化. 2016(18)
[4] 裘建開,莊建勇,何君杰. 光纖通信技術的特點及其應用分析[J]. 信息化建設. 2015(11)
光纖通信行業研究范文4
關鍵詞 電力系統;光纖通信;應用研究
中圖分類號:TN929 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)14-0104-01
電力系統通信是電力安全穩定運行的一大支柱,也是電網生產運行中的重要環節。隨著電力通信行業的迅速發展,電力通信行業對于網絡傳輸能力和通信能力要求也大大提高。光纖通信具有抗強電磁感染和電絕緣性能,還具有速度快、容量大、安全性高等優點,能夠穩定并快速的傳輸。光纖通信運用到電力系統中,要保證通信傳輸網絡穩定且安全的運行,還要保證通信的質量,因此,在電力系統中,對于光纖通信技術的要求更高。針對這一要求,加強對電力系統的光纖通信技術研究意義重大。
1 電力通信系統和光纖通信技術
1.1 電力通信系統
電力通信系統是一種綜合性的通信系統,它由主干線和每一路的支干線以及一些機器設備構成,功能多,能讓多個用戶同時使用。我國在1978年正式批準建設電力專用的通信網,20世紀80年代開始,我國電力通信進入快速發展時期。隨著電力系統的發展,新興的通信技術得到廣泛的推廣和應用,電網規模也逐漸擴大,電力通信網成為我國第三大專用的通信網,僅次于軍隊使用的通信系統和鐵路相關部門使用的通信系統。由于電力通信網絡的迅猛發展,人們對于電力通信系統功能的要求也變得更高,而公網緩慢的發展速度跟不上人們對電力通信系統的要求。因此,要大力提高電力通信系統的技術以推動電力通信系統的發展。
1.2 光纖通信技術
電力通信的主要方式包括電力線載波通信和光纖通信,隨著電力通信技術的發展和人們對電力系統通信能力要求的提高,光纖通信技術變成電力通信的主流方式。光纖通信技術是對光導纖維通信技術簡稱,其載體為廣播,傳輸介質是光纖。光纖傳輸系統中終端站通過設備將電信號的電流轉換成光信號功率,接受設備將光信號功率轉換成電流信號電流,中繼站將接收到的光信號轉化為必要的電信號,并進行判斷和又一次處理,最終將完整正確的電信號發送出去。
光纖信號的損耗低,傳輸距離遠,通信容量大還具有很強的抗干擾能力,除此之外,制造光纖所需要的原材料成本低、價格低廉,基于這些優于傳統通信技術的特點,目前光纖通信技術被廣泛運用到電力系統、廣播電視系統等通信系統中,是現代通信網絡的主流傳輸方式。
2 光纖通信工程在電力通信系統中的運用
電力系統的通信系統具有業務量大、可靠性要求高等特點,在對電力系統的光纖通信網絡進行建造的過程里,要對電力通信本身的要求以及具體項目的優勢進行綜合考慮,然后再進行建設。在電力通信系統主要有三種專門使用的光纜,即:架空地線復合光纜、金屬自撐式架空光纜和無金屬自撐式光纜。
2.1 架空地線復合光纜
架空地線復合光纜由外層的鋁線、中間鋼芯以及被包含在中間層鋼芯內部的光導纖維三層構成。根據具體架空地線復合光纜的不同結構類型我們可以將架空地線復合光纜分為三類,即層絞式、骨架式、中心束管式。架空地線復合光纜具有包括普通地線功能和通信光纜功能在內的雙重功能,其主要的特點包括:通信容量大,抗強電干擾力強,導電新能好,機械強度高,不易被外力破壞,安全性較高。
當前,架空地線復合光纜在110 kV的線路中運用普遍,在建設電力輸電線路的同時也可以進行架空地線復合光纜通信通道的建設。架空地線復合光纜傳輸短路電流的部分由鋁合金、純鋁絲等低強度的金屬保護材料組成,因此在設計時要根據負荷量的大小進行合理設計。要選擇有雙層保護套的塑料管護套來對紫外線進行防護,從而對架空地線復合光纜進行保護。在更換線路地線時,要在保留其原有性能的基礎上選擇性能相當的光纜,從而確保架空地線復合光纜與現存的相導線距離合理安全,更換后電力系統也能安全運行。
2.2 金屬自撐式架空光纜
金屬自撐式架空光纜的結構相對復雜,是在高模量的塑料做成的內填充防水化合物套管中套入單模光纖或者多模光纖,在光纜芯部還有中心金屬加強芯,一些金屬加強芯的還會包裹一層聚乙烯。金屬自撐式架空光纜的松套管具有較好的耐水解性以及溫度特性,存在于管內的油膏可以保護光纖,而且光纖的余長能被控制,從而確保光纜的抗拉性能良好。除此之外,金屬自撐式架空光纜外部有十分光滑的護套,可以減少在安裝過程中對光纜的摩擦,而且這種護套也可以防護紫外線。使用金屬自撐式架空光纜時可以通過在松套管內填充特種防水化合物或者對纜芯進行完全填充來確保光纜的防水性能。
2.3 無金屬自承式架空光纜
無金屬自承式架空光纜抗拉強度大,最大跨距可以超過一千米,屬于無金屬材料。其主要抗張元件是具有重量輕、有防彈能力、強度大并且具有負膨脹系數的芳綸纖維。芳綸纖維是利用松套層絞的填充方式進行套裝的,整體抗電腐蝕能力非常強。無金屬自承式架空光纜具有很強的優越性,絕緣性能好,抗電腐蝕性高,抗沖擊性能好,防彈性好,可以和200 kV甚至200 kV以上的高壓線路同塔建設并且施工維護的時候不需要停電,非常方便。
但是,無金屬自承式架空光纜也有一些無法避免的短處。比如干帶電荷的放電現象,當光纜出現污層,不均勻的電場就會導致漏電現象,光纜的表層會被放電灼傷,甚至可能會導致光纜損壞。
3 結束語
由于國民經濟的迅猛發展,人們對電力系統通信系統的要求逐年提升。光纖通信技術是一種實用的通信手段,大大優于其他通信方式,是電力系統通信技術發展的主流方向。隨著電力系統中光纖電路的增多,必然需要加強對光纖通信的管理,從而為電網提供更好的服務,方便人們的生產生活。
參考文獻
[1]程達,姚琦.電力系統光纖通信工程應用探討[J].民營科技,2009(10).
光纖通信行業研究范文5
【關鍵詞】光纖通信 啞設備 資源管理 物聯網
1 引言
截至2012年9月份,中國3G用戶數量突破了2億;在未來幾年中,3G用戶數量仍將會快速增長。3G產業的不斷發展,必然會對光纖網絡的覆蓋面提出更高的要求。光纖到戶(FTTH)需要建立分支到末端的光纖網,我國大規模實施光纖到戶后每年所需光纖在1億公里以上,光纖光纜整個產業鏈條都將從中受益。
面對快速增長的市場需求,光纖通信產業的發展趨勢體現在以下幾個方面:(1)通信業務種類和業務量快速增長;(2)光纖通信向超大容量超長距離發展;(3)傳送節點向融合的多業務節點發展。
光纖通信[1-4]已成為現代通信的支柱之一,由于其網絡架構建設復雜,建設過程中出現大量的人井、管道、桿塔、吊線等支撐設施,以及光纜、光交接設備等通信設施(下文統稱“啞設備”),導致通信資源管理面臨重大的挑戰。
啞設備[5]承載著數據信號傳輸的責任,啞設備資源的維護和使用是實現企業信息化的關鍵,其面臨的嚴峻問題包括:閑置網絡資產難以清查、網絡資源資料無序、規劃建設缺乏依據、資源調度效率慢和數據準確性低、缺乏重要資源預警機制、缺乏統一重要業務資源視圖、缺乏日常工作規范化流程管理等。解決上述問題,需要研發新的技術手段,建立能夠直接管理啞設備的、并實現信息自動采集和數據處理的通信資源管理系統。
本文運用新興的物聯網[6-8]關鍵技術,包括啞設備資源管理電子標簽、資源管理型移動終端、通信物聯網中間件等,通過省部產學研創新平臺,建立從定位、巡檢、查勘、核查等環節的端到端的、開環應用的通信啞設備資源管理系統,使運營商實現由傳統經營管理模式向現代基于物聯網的精細化管理模式的戰略轉型。
2 物聯網技術概述
2.1 電子標簽
電子標簽物理上由芯片、天線與封裝材料構成。在不同的應用中,芯片、天線及封裝材料有所差異。電子標簽最重要的是其工作頻率,因為它不僅決定著射頻識別系統工作原理、識別距離,還決定著實現電子標簽及讀寫器的難易程度和成本。不同工作頻段或頻點的電子標簽具有的特點也不同。電子標簽的核心技術主要有防沖突、數據加密等,具有功耗低、壽命長等特點。
2.2 讀寫器及傳感器
RFID讀寫器按使用頻率分為低頻、高頻、超高頻等。其頻率不僅決定射頻識別系統的工作頻段,也影響識別距離。目前,讀寫器的設計主要有空間傳播模型、調制解調、MIMO等關鍵技術,這些影響著讀寫器讀寫電子標簽的準確度和抗干擾能力。傳感器技術有MEMS、新一代固態傳感器微結構制造、集成等。隨著RFID標簽與傳感器技術的發展,二者的結合已成為一個新的研究方向。
2.3 中間件
中間件是處在閱讀器和計算機Internet之間的一種軟件系統。它可為企業應用提供一系列計算和數據處理功能,其主要任務是對閱讀器讀取的標簽數據進行捕獲、過濾、匯集、計算、校對、解調、傳送、存儲和任務管理,從而減少從閱讀器傳往工廠應用的數據量。
2.4 啞設備資產管理應用與管理系統軟件
啞設備資源的數據管理和維護如大部分設施一樣,具有分布在戶外、點多面廣、網絡結構復雜、埋于地下或架空、外部環境多變等特征,所以網絡啞設備資產難以清查。目前,國內啞設備資產的管理尚停留在建設工程圖紙的管理錄入階段,從而導致無法跟蹤資產的變動[9]。如國信朗訊、億陽信通等公司,因沒有把握通信行業啞設備資源固有的特點和業務支持的需要,所以大多數產品還停留在靜態資源管理階段。歐美發達國家雖然實現了啞設備的資源管理系統,但還沒有與物聯網技術相結合。因此,至今還沒有出現啞設備與物聯網結合進行資源管理的系統。
3 啞設備資源管理的物聯網技術實現
啞設備資源管理系統構筑管桿網管理、光纜網管理和業務流程管理等端到端的應用,實現信息的開環共享。系統管理內容如圖1所示:
以帶有電子標簽的光纖通信啞設備為信息源,將啞設備信息通過網絡構建端到端的信息系統,規劃設計人員、工程建設人員、網絡維護人員等通過啞設備資源管理系統寫存各自需要的應用信息,同時各應用者之間在一定的規則下相互開放信息,“聯”系起來,最終形成一個信息的“網”。本文建立的光纖通信行業啞設備資源管理物聯網應用系統,具有以下功能和特色:
(1)單件管理:整個系統信息流的關聯核心是要能夠標識啞設備,通過采用電子標簽技術,在每單位啞設備上粘貼電子標簽,賦予其一個身份證標識;這樣在每個環節通過識別電子標簽信息即可識別啞設備單件,從而實現將整個啞設備管理提升到單件管理。
(2)開環應用:各環節之間的信息是相互開放的,啞設備整個業務流程中的人井、管道、桿路、吊線、光纜等環節形成一個端到端的環,成為一個開環應用,實現啞設備業務流程中采集的信息共享。
(3)全程監管:建立面向光纖通信行業的檢測、監控和認證保證的質量服務平臺,實現啞設備業務流程的監控和質量管理。
通過對啞設備業務流程的信息管理,最終可以提高生產管理精度,實現啞設備的自動數據采集,改進數據采集的實時性;實現對啞設備的可視化管理,提高準確率與效率,使JIT(Just In Time)管理模式更準確、及時、有效;可以優化運營渠道管理,使得交接流程更為簡捷;可以巡查啞設備特征和維護記錄,使得維修過程更加便捷高效。
3.1 核心技術研究
(1)啞設備電子標簽技術
研究啞設備標簽制造的高可靠長壽命封裝工藝與制造方法,解決電子標簽在業務流程管理中的壽命問題;研究UHF標簽的抗金屬封裝材料與覆合制造工藝,解決啞設備電子標簽的抗金屬問題;研究標簽的低成本封裝工藝與材料特性,解決啞設備電子標簽的使用成本問題;研究遠距離電子標簽天線設計與性能仿真技術,解決啞設備電子標簽使用中的讀寫距離問題。
(2)M2M移動終端技術
針對啞設備物聯網應用的要求[10]——所有加貼了電子標簽的啞設備能夠將設備信息上傳至應用網絡系統,同時能夠接受應用系統反饋的信息指令并實現相應的操作,特別是在啞設備物聯網的節點內能完成實時自動交互操作,需要開發物聯網中啞設備產品之間、或者啞設備產品與其它物品之間實現信息交互和關聯操作的M2M移動終端技術。啞設備資源管理型移動終端功能架構見圖3:
(3)中間件技術
啞設備應用物聯網的中間件要求能夠銜接物聯網底層硬件設備,如標簽、移動終端和系統管理軟件等,成為資源管理系統的一個重要組成部分。本系統中間件技術的研究內容包括:建立啞設備業務流程數據預處理的規則、啞設備報告信息、規則狀態、針對光纖通信行業應用的API接口等,同時還需要研究滿足啞設備物聯網的可理解性、可擴展性、可重構性、可插入性、可重用性等質量屬性的中間件設計技術。
(4)無線通信技術
為確保啞設備工作狀態下的應用數據采集和在復雜環境中數據的有效、可靠傳輸,同時網絡能靈活部署和擴展,需要研究基于Zigbee的適應工業環境的無線局域網技術。其內容包括:研究網絡管理功能,主要包括網絡形成、網絡維護功能、設備加入/離開網絡過程以及設備加入網絡的認證鑒權功能;研究系統管理功能,主要包括研究地址映射功能,實現設備之間64位的IEEE長地址和16位的短地址(SADDR)之間的有效通訊;研究進程通信機制,保障系統通訊的實時性。
3.2 啞設備資源管理系統
(1)存量資源管理
利用GIS在空間地理數據方面的分析能力,建立網絡資源的可視化管理系統,來更好地管理啞設備通信資源。把人井、管道、桿塔、吊線等支撐設施,以及光纜、光交接設備等啞設備資源在電子地圖上呈現,并將這些設備的空間數據和屬性數據詳細記錄到數據庫中,同時與原來的設計施工(竣工)資料建立關聯,實現在計算機中形象逼真地表達和管理實際網絡資源。
(2)資源應用管理
資源數據的管理,是為了更好地支撐日常工作以及優化資源。系統應提供資源的查詢應用管理功能,同時應根據技術革新、市政工程、網絡建設與優化等原因,不同程度地去調整全部或局部網絡資源結構的內部關系,并為相關用戶重新配置的功能。
(3)基礎資源管理
基礎資源的管理,需要實現對資源進行元數據定義,提煉資源的結構和關聯;需要實現基于GIS的地圖管理和圖層資源展現;需要保證資源數據的維護便捷以及數據質量;需要提供接口和服務封裝,達到系統開發性建設的效果。
(4)資源分析管理
資源分析管理是應實際生產的需要,提供資源預警分析、同路由分析、故障定位及分析、統計報表分析等功能,統計和發現資源整體狀況,提高故障處理能力和應急效率。
(5)系統性能管理
為更好地支撐業務運營發展,引導啞設備資源管理系統朝著精細化與提高效益方向轉化,本系統在吸收中移動集團公司相關技術需求的基礎上,提出了新型資源管理系統的考核技術要求;同時通過系統性能管理隨時監控系統性能,幫助了解系統狀態和優化系統,保證安全性、穩定性。
3.3 系統實施框架
系統實施框架見圖4,實現功能如下:
(1)實現了基于物聯網的智能傳感器技術,開發了相關的嵌入式軟件,實現智能化的數據采集、數據處理等功能;
(2)開發滿足啞設備資源管理系統實時性能要求的無線通信協議,制定多種網絡集成的規范,實現不同協議網絡之間的數據交換和透明訪問;
(3)實現了可編程控制系統的組態軟件技術,根據啞設備資源管理系統的需求,實現網絡中設備之間的協同工作能力;
(4)實現了啞設備資源管理的中間件技術,提供面向對象的開發工具,開發信息存儲、集成和傳輸平臺,實現信息的智能匯聚和分發,并提供靈活的信息接口;
(5)開發了具有遠程數據分析診斷的業務流程管理和資源管理軟件,通過采集并分析現場設備狀態信息,根據現場設備的工作性能生成維護信息和維護方案,提高現場設備的穩定性與可靠性;
(6)提供易用的二次開發接口,用戶可進行定制開發,同時可通過組態直接無縫集成第三方系統和設備。
4 結束語
本文采用物聯網技術,通過研制用于啞設備資源管理的物聯網信息采集和數據處理系統,支撐啞設備資源管理系統,包括:存量資源、資源應用、基礎資源、資源分析和系統性能等管理模塊。具體內容包括:開發基于物聯網的通訊網絡資產標識產品,實現對通訊啞終端的無線標識和感知;開發基于物聯網的通訊資源檢測終端,支持對通訊機房、室外人井、管道、光路等資產和資源的定位、巡查及業務跟蹤;開發基于物聯網的通訊資源動態管理和實時監控數據處理系統,通過對通信網絡進行抽象,結合業務流程,構建相應的功能模型框架,實現通訊資產和資源的精確管理;通過行業示范應用,在發展物聯網技術產品、拓展物聯網技術應用領域的同時,提升通信行業資源和資產管理的水平。
參考文獻:
[1] 王磊,裴麗. 光纖通信的發展現狀和未來[J]. 中國科技信息, 2006(4).
[2] 何淑貞,王曉梅. 光通信技術的新飛躍[J]. 網絡電信, 2004(2).
[3] 辛化梅,李忠. 論光纖通信技術的現狀及發展[J]. 山東師范大學學報, 2003(4).
[4] 李超. 淺談光纖通信技術發展的現狀與趨勢[J]. 沿海企業與科技, 2007(7).
[5] 季杰,白瑞林,陳大峰,等. 工業物聯網拓撲發現協議的設計與實現[J]. 計算機工程, 2012(6).
[6] 諸瑾文,王藝. 從電信運營商角度看物聯網的總體架構和發展[J]. 電信科學, 2010(4).
[7] 趙鈞. 構建基于云計算的物聯網運營平臺[J]. 電信科學, 2010(6).
[8] 郝鋒鋼. 物聯網發展對通信網絡的影響[J]. 中國有線電視, 2012(1).
光纖通信行業研究范文6
1我國電力通信發展現狀
電力通信技術是指利用電力線傳輸數據和媒體信號的一種通信方式。電力通信技術發展于20世紀20年代初期。后來西門子公司、英特爾、松下等共同于致力于創造家用電線網絡的通訊技術標準。美國、歐盟、日本的電力通信得到了長足的發展。電力通信是緊密依靠電網發展建設的,我國的電力通信網絡經過幾十年的發展,從無到有,形成了以北京為中心,大型發電廠和中心城市為核心的各大省市地區的立體通信網。電力光纖通信和傳統的通信方式相比,有很大的優勢:它傳輸頻帶寬、傳輸損耗低適合于中遠程的運輸;由于其重量輕,原料為石英,可以節省很多原材料,在特殊環境中或者軍事上也可以適用。近些年,隨著計算機、通信技術等各種新技術在電網中的應用和發展,極大的提高了電網的智能化水平,智能電網是電網技術發展的必然趨勢。我國的電力光纖通信隨著智能電網概念的提出而快速發展。早在1997年,我國電力系統就在廣東等地建設光纖通信。目前正在推動建立覆蓋全國的“三縱四橫”光纖通信網絡。中國的電力光纖經過多年的發展,目前電力光纖通信已經進入實用階段。我國的電力行業緊密跟蹤世界發達國家電網智能化的發展趨勢,2009年5月首次提出“堅強智能電網”的發展戰略,并開啟了智能電網相關的規劃編制工作。2010年3月,總理在《政府工作報告》中提出要“加強智能電網建設”。
這標志著智能電網建設已成為國家的基本發展戰略。目前,我國正在推進智能電網的建設,促進電力光纖入戶試點工程的有序開展,服務于國家三網融合的戰略。電力光纖是智能電網用戶接入的首選方案。目前幾乎還沒有使用光纖電網的用戶,在鋪設電纜的同時完成光纖的入戶工作,可以大大降低整個系統的綜合成本。目前國家電網正在加快推進電力光纖入戶的工程,所以電力光纖入戶,就是采用用光纖復合低壓電纜,將光纖隨著電力輸電線一起鋪設,可以配合光網絡技術,實現智能電網和“三網融合”等業務。在2010年6月份召開的全國電力光纖試點座談會中,計劃將在14個網省公司的4.7萬用戶開展電力光纖入戶的試點工作。在今年十二五開局之年之后,電力光纖入戶將迎來爆發性增長。隨著三網融合在用戶端走向融合,我國即將進入多網融合的新時代,這也將大大提高網絡的綜合運行效率,給用戶提供更方便的生活方式。
2我國電力通信發展的主要問題
電力通信的網絡依附于輸電線路,電力光纖通信由于專業人才缺乏等,在技術、工程以及規劃等方面存在著一些問題。
(1)缺少電力光纖通信的整體規劃。
任何一個行業的發展都需要一個合理的規劃。我國電力系統的十二五規劃結合國民經濟的發展對電力建立做了認真的研究,之前的五年規劃還結合實際做出一些修訂。然而,之前的電力行業的規劃基本上是針對輸電網絡和發電廠的建設,而對于新建的電力光纖通信及其配套的工程,缺乏統一性。這已經不能滿足電網的快速發展。從電力行業的“十五”規劃開始展開了電力通信網的規劃工作,全國的電力通信網絡掀起了大發展的。經過幾年的網絡建設之后,也暴露出電力通信規劃中存在的一些問題,需要不斷的加以修正。近些年,新材料、新技術的應用推動了通信技術的發展,電力行業的發展關系到國計民生。將通信技術的最新成果應用到電力通信的應用中,首先要做好電力通信的超前規劃。
(2)硬件、軟件平臺的建設跟不上。
目前我國電力通信建設中的硬件和軟件平臺還有很多方面需要進一步研究。在硬件方面,電力網絡的結構非常復雜。在電力通信方式的合理選擇以及擴頻方式等上面如何進行優化都有待研究。在軟件方面,需要進一步研究PLC的通信理論,研究適合于電力通信的調制技術,還需要對于回波抵消技術等對于電力通信的保障進行平衡。同時,如何遠程實現水表、電表的讀數問題,實現網絡的無縫融合,實現家中的任何電器都可以接入網絡,是一個非常復雜的問題。
3我國電力通信的建設戰略
我國的電力行業十二五規劃中,講電力通信網的建設和電網的建設提到了同等的高度。我國的電網正在朝著一個全國性的大電網而不斷發展。同時我們也要看到電力通信和輸電網之間是兩個不同性質的網絡,其建設的依據不同、規模不一樣,這也決定二者不能采用同一種模式。我國電力通信的建設過程中需要統一設計、分布建設和實施。由于電力通信網絡的覆蓋范圍廣、投資規模較大,需要規劃部門對其電力光纖傳輸系統以及數據網絡進行整體設計。各個層次之間的規劃要保持溝通,確保網絡之間的協調性。并采用統一招標的模式、集中建設,可以降低投資。然后根據規劃,將整個網絡規劃分解成若干部門,進行分批建設。這樣可以保證電力光纖傳輸系統的完整性,提高網絡的安全性和穩定性,降低成本,促進電力通信的發展。