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序論：在您撰寫光纖通信系統的基本組成時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
關鍵詞：光纖，語音，傳輸，光電檢測
最基本的光纖通信系統由數據源、光發送端、光學信道和光接收機組成。其中數據源包括所有的信號源，它們是話音、圖象、數據等業務經過信源編碼所得到的信號；光發送機和調制器則負責將信號轉變成適合于在光纖上傳輸的光信號，先后用過的光波有0.85、1.31和1.55三個低損耗窗口。光學信道包括最基本的光纖，還有中繼放大器EDFA等；而光學接收機則接收光信號，并從中提取信息，然后轉變成電信號，最后得到對應的話音、圖象、數據等信息。論文格式。在光纖通信系統中，光纖中傳輸的是二進制光脈沖'0'碼和'1'碼，它由二進制數字信號對光源進行通斷調制而產生。而數字信號是對連續變化的模擬信號進行抽樣、量化和編碼產生的，稱為PCM（pulse code modulation），即脈沖編碼調制。這種電的數字信號稱為數字基帶信號，由PCM電端機產生。光纖通信系統的基本組成原理圖如下圖1-1所示：
圖1-1光纖通信系統
1.1光發射端機
光發射機是實現電/光轉換的光端機。它由光源、驅動器和調制器組成。其功能是將來自于電端機的電信號對光源發出的光波進行調制，成為已調光波，然后再將已調的光信號耦合到光纖或光纜中傳輸。電端機就是常規的電子通信設備。光發射機的原理圖如下圖1-2所示：
圖1-2光發射機原理框圖
光源是光發射機的核心，其性能好壞將對光纖通信系統產生很大的影響。目前光纖通信系統使用的光源都是由半導體材料制成的，而半導體光源分兩種：發光管LED和激光管LD。由于半導體激光器發出的是激光，發光功率大、譜線寬度窄，但電路結構復雜，溫度特性差。而半導體發光二極管發出的是熒光，發光功率不大，譜線寬度寬，但電路結構簡單、壽命長、價格便宜。在實驗室中經常用到。
1.2光纖或光纜
光纖作為傳輸媒介，作用是將發射端機光源發出的光信號，經遠距離傳輸后耦合到接收端機的檢測器，完成信息傳輸任務。在通信中使用的光纖通常是由石英玻璃制成的，由纖芯和包層組成。目前，塑料光纖應用于低速、短距離的傳輸中。其構成光纖的纖芯與包層都是塑料材料。與大芯徑50/125μm和62.5/125μm的石英玻璃多模光纖相比，塑料光纖的芯徑高達200～1000μm，其接續時可使用不帶光纖定位套筒的便直注塑塑料連接器，即便是光纖接續中芯對準產生 ±30μm偏差都不會影響耦合損耗。正是塑料光纖結構賦予了其施工快捷，接續成本低等優點。另外，芯徑100μm或更大則能夠消除在石英玻璃多模光纖中存在的模間噪音。論文格式。
1.3中繼器
含有光中繼器的光纖傳輸系統成為光纖中繼通信。光信號在光纖中傳輸一定的距離后，由于受到光纖衰減和色散的影響會產生能量衰減和波形失真，為保證通信質量，必須對衰減和失真達到一定程度的光信號及時進行放大和恢復。中繼器由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個：一個是補償光信號在光纖中傳輸時受到的衰減；另一個是對波形失真的脈沖進行整形。
1.4光纖連接器、耦合器等無源器件
由于光纖或光纜的長度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制，且光纖的拉制長度也是有限度的（如1Km)。因此一條光纖線路可能存在多根光纖相連接的問題。于是，光纖間的連接、光纖與光端機的連接及耦合，對光纖連接器、耦合器等無源器件的使用是必不可少的。
1.5光接收端機
光收信機是實現光/電轉換的光端機。 它由光檢測器和光放大器組成。其功能是將光纖或光纜傳輸來的光信號，經光檢測器轉變為電信號，然后，再將這微弱的電信號經放大電路放大到足夠的電平，送到接收端的電端汲去。光接收機原理圖如下圖1-3所示：
圖1-3光接收機電路原理方框圖
2、光纖語音電路設計
光纖語音電路由三部分組成：光發射電路、光纖和光接收電路。論文格式。其工作原理是：音頻信號最初是聲波，由發送器的電子麥克風轉換為電信號。此信號由LM358組成的音頻放大器放大，并且借助于一個單獨的晶體管控制LED的端電壓，將電信號轉換為光信號。光信號送入光纖或光纜。在光纖或光纜的另一端，光信號照射到接收器的光電檢測器上。光電檢測器再將其轉換為電信號。此信號被放大并送入揚聲器轉換為聲波恢復為原始信號。
2.1、發射器電路板
此電路主要是把音頻信號經麥克風轉換為電信號，電信號經濾波器、多級放大器把微弱的電流信號轉換為適合半導體二極管發光的電壓信號，在晶體管的調制下把電信號轉換為光信號送入光纖中進行傳輸。在發射器電路上有一個話筒和調制LED發光的線路。LED裝在塑料殼中以便于連接光纖或光纜進行發送信號。在實驗室里設計操作可以使用200m長的塑料光纖傳送語音信號，也可以使用玻璃光纖在更遠的距離內通信。光纖語音發射器電路如下圖1-4所示：
圖1-4光纖語音發射電路
2.2、光電接收器電路板:
在接收器電路板上通過光電檢測器把光纖傳輸的微弱的光信號轉換為電信號，經電容濾波、運算放大器放大，把電流信號轉換為電壓信號，放大到適合揚聲器輸出的電壓，恢復原始的語音信號。光纖語音接收電路如下圖1-5所示：
圖1-5光纖語音接收電路
3、結 語
本文詳細的介紹了光纖通信系統的組成，為設計光纖語音傳輸電路提供理論基礎。在該電路系統中語音信號以光波形式在光纜內傳輸、不受任何電場和磁場的影響。傳輸距離遠，抗干擾能力強。每個電路板需要一個9V電池，元件簡單，易于實現，在實驗室就能操作完成。
參考文獻
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[關鍵詞]光纖通信；廣播電視；通信系統
早在二十世紀中后期，我國的光纖通信技術就已經有了一定的發展。光纖通信技術由于在許多方面優于其他光纜通信，已經成為國內通信不可缺少的一個組成部分。當前，光纖通信技術已經成為我國通信領域的重要發展方向，與國外的差距也正逐漸縮小近幾年來，我國經濟建設得到了飛速發展，光纖通信產業的發展亦不例外。隨著人們對光纖通信的逐步認識，我國很多領域都對光纖通信產生了濃厚興趣并在各自的領域中加以應用，取得了顯著的成績。但這并不等于說我國的光纖通信技術不需要再提高了，相反的是我們更應保持清醒的頭腦，認真分析光纖通信的特點，在實際工作中使光纖通信業得到大的發展。光纖通信技術在各行業中的應用，隨著光纜運用的拓寬，它在我國通訊領域已有20多年的運用歷史，在這20年期間光纖光纜和光通訊技術都得到了大力的發展。光纖通信與其它通訊方式相比，具有較大傳輸容量和傳輸速率，另外體積小、損耗低、重量輕、傳輸頻帶寬、抗電磁干擾能力強等這些都是使得光纖通信迅速發展的原因。
隨著信息技術的迅速發展，光纖通信網絡技術水平也有了極大的提高，其應用范圍也不斷擴展。光纖通信網絡的應用給人們的生產生活帶來了極大的便利，但是其應用的過程中也存在生存性和經濟性的問題，從這兩個角度出發來研究光纖通信網絡，能夠更好的了解通信技術發展以及光纖通信網絡的發展前景。隨著一些高質量數據業務的不斷興起，對于通信系統容量的要求在不斷提高，為了應對傳輸帶寬增加的要求，高速相干光纖傳輸系統成為解決問題的重點。高速相干光纖通信系統中調制解調子系統技術研究，具有高效實用性的適用于高速相干光纖通信的調制解調方案為目的，主要對相位調制自相干解調進行了理論研究及仿真，各種應用于相干光纖通信的調制技術，頻率調制尚不適合目前的相干光纖通信系統；通過比較各種相位調制、相位與幅度聯合調制的具體結構方案，說明目前適合相干光纖通信的調制結構方案及未來技術路線；通過比較實現相干光纖通信的各種相干解調技術，說明自相干解調接收機由于其結構簡單，對激光器線寬要求低而具有突出優勢。相位調制自相干解調系統，自相干解調接收機噪聲、信噪比及系統誤碼率等。計算了在理想情況下，BPSK調制自相干解調系統及DQPSK調制自相干解調系統的性能，當系統通信速率為10Gbit/s時，BPSK接收功率為-43.4dBm時，系統誤碼率為10-9；DQPSK接收功率為-37.8dBm時，系統誤碼率為10-9。分析了馬赫澤德干涉儀延時誤差對自相干解調系統的影響，對于BPSK調制自相干解調系統，當通信速率為10Gbit/s時，若系統誤碼率優于10-9，則馬赫澤德干涉儀延時臂誤差不能超過1%；對于DQPSK調制自相干解調系統，若系統誤碼率優于10-9，則馬赫澤德干涉儀延時臂誤差不能超過0.8%。分析了激光器線寬對系統的影響，對于BPSK系統，當通信速率為10Gbit/s時，系統誤碼率若要優于10-9，激光器線寬必須小于10MHz；對于DQPSK系統，當通信速率為10Gbit/s時，系統誤碼率若要優于10-9，激光器線寬必須小于3MHz。分析了功率分配誤差對系統的影響，證明了采用3dB耦合器時系統信噪比最高。對于BPSK調制自相干解調系統，當功率分配誤差小于30%時，對接收機靈敏度影響小于3dB。
通過仿真軟件建立了BPSK調制自相干解調的仿真模型，通過仿真計算，發現當通信速率較低時，系統仿真性能和理論計算值符合良好；當通信速率較高時，系統仿真值與理論計算值偏差在1.9dB。仿真驗證了馬赫澤德干涉儀相位誤差、激光器線寬對系統性能的影響，理論值和仿真光纖通信自問世以來，給整個通信領域帶來了一場革命，它使高速率、大容量的通信成為可能。目前它已成為一種不可替代的、最主要的信息傳輸技術。光纖通信的特性和現階段國內外應用光纖通信的基本情況，比較詳細地總結了目前光纖通信主要技術――光波分復用技術、光弧子通信技術和光纖接入技術的基本原理、優勢、發展狀況和國內外近期所能達到的技術水平，最后論述了未來光纖通信將是朝著光纖到戶、全光網絡的方向發展，最終會提供更多更好的信息服務。光纖通信自問世以來，給整個通信領域帶來了一場革命，它使高速率、大容量的通信成為可能。目前它已成為一種不可替代的、最主要的信息傳輸技術。光纖通信的特性和現階段國內外應用光纖通信的基本情況，比較詳細地總結了目前光纖通信主要技術――光波分復用技術、光弧子通信技術和光纖接入技術的基本原理、優勢、發展狀況和國內外近期所能達到的技術水平，最后論述了未來光纖通信將是朝著光纖到戶、全光網絡的方向發展，最終會提供更多更好的信息服務。
結語
光纖技術在現代通信領域中處于舉足輕重的作用，它的出現和發展給全球通信業帶來了前所未有的變革。光纖通信技術的發展有力地推動了我國通信的發展，對當今通信行業的發展有著非常顯著的作用。隨著科技發展，光纖技術在現代通信領域的作用也日益凸顯。同時對今后的發展方向進行了分析和研究。
參考文獻
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關鍵詞：光纖系統，光端機，現狀，前景
中圖分類號：TQ 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914x（2014）08-01-01
隨著我國改革開放力度的加大和我國科技的不斷發展，我國的各個領域的技術都得到了某種程度的發展。而光纖技術是我國近幾年來快速發展起來的一種新的光學技術，它是光和電子技術相結合的產物。在我國光纖作為一種信息傳輸介質得到了廣泛地應用，并且應用的領域逐漸地擴大，這種技術也普遍地應用到物理學中，它具有很多其它技術不具備的優點，主要表現在它不受電磁輻射的影響、適用的范圍廣、它的應用可以避免產生火花，在油庫和易燃環境中更能體現出這種技術的優越性，光纖不僅是一種敏感的元件也是一種優良的傳輸線，所以它可以用在電子傳感器不適用的地方。光纖傳感器的突出優點是安全防爆，同時還具有一些比較有特點的優點，比如說傳感器本身體積小、重量輕；由光纖傳感器組成的傳感系統便于與計算機連接這，可以滿足多功能、智能化的要求；這種技術可以實現遠距離測量和控制等。種技術的應用給我國的很多領域帶來了很多的成功。
另外，光端機是光纖通信系統中基本組成部分，它包括了光發射機和光接收機。由于光端機負責光電轉換以及光發射和光接收，所以光端機的質量直接影響了光纖傳輸系統的傳輸效果，繼而影響了整個通信系統的效率。隨著光纖通信技術的快速發展，對通信系統中的光端機的研究與應用就顯得尤為重要了。
1光纖系統的概述
1.1光纖系統中的通信系統
光纖通信系統主要是以光為載波，再利用純度極高的玻璃拉制成極細的光導纖維作為傳輸媒介，通過光電的轉換來達到通信的目的。光纖通信技術是信息化的核心支柱之一。在經濟和社會快速發展的今天，信息的容量與日俱增，為了改善信息傳輸效率，光纖通信技術被廣泛地應用到了社會很多通信相關領域，成為了促進社會發展的一種關鍵技術。
最基本的光纖通信系統是由光發信機、光收信機、光纖、中繼器、耦合器等部分組成，其中光發信機是實現電和光轉換的光端機，它的主要功能是將來自于電端機的信號調制成已調光波，繼而被光纖傳輸出去；光收信機也是實現光和電轉換的光端機，它由光檢測器和光放大器組成，功能是將光纖傳輸出來的信號轉變成電信號，最后輸送到接受信號的電端汲去；中繼器主要由光檢測器、光源、判決再生電路組成，它的功能主要是補償光信號和對失真的脈沖進行整形；另外，系統中的數據源包括所有的信號源，它們是話音、圖象、數據等業務經過信源編碼所得到的信號；光發送機和調制器則負責將信號轉變成適合于在光纖上傳輸的光信號，先后用過的光波窗口有0.85、1.31和1.55。光學信道包括最基本的光纖，還有中繼放大器EDFA等；而光學接收機則接收光信號，并從中提取信息，然后轉變成電信號，最后得到對應的話音、圖象、數據等信息。
為了確保系統運行的暢通，大部分系統通常都會設置備用系統，這就相當于對磁盤做了備份。正常情況下只有主系統工作，但是如果主要系統出現故障，就可以立即切換到備用系統，這樣做的目的是為了保障通信的暢通和正確無誤。輔助設備是對系統的完善，它包括監控管理系統、公務通信系統、自動倒換系統、告警處理系統、電源供給系統等。其中，監控管理系統可對組成光纖傳輸系統的各種設備自動進行性能和工作狀態的監測，當系統發生故障時會自動告警并予以處理，對保護倒換系統實行自動控制。對于設有多個中繼站的長途通信線路及裝有通達多方向、多系統的線路維護中心局來說，集中監控是必須采用的維護手段。
1.2光纖系統中的光端機
光端機是光信號傳輸的終端設備，它是光纖通信系統中基本組成部分，包括了光發射機和光接收機。由于光端機負責光電轉換以及光發射和光接收，所以光端機的質量直接影響了光纖傳輸系統的傳輸效果，繼而影響了整個通信系統的效率。由于我國科技的不斷發展和光纖成本的降低，光端機被廣泛地應用于各個領域。光端機是一個延長數據傳輸的光纖通信設備，它主要是通過信號調制、光電轉化等技術，利用光傳輸特性來達到遠程傳輸的目的。光端機一般成對使用，分為光發射機和光接收機，光發射機完成電和光轉換，并把光信號發射出去用于光纖傳輸，光接收機主要是把從光纖接收的光信號再還原為電信號，完成光和電的轉換，光端機作用就是用于遠程傳輸數據。
2光纖系統發展的現狀
近年來，我國的光纖通信技術得到了快速的發展，很多新技術得到了廣泛地應用，這使得通信能力大幅度提高，也使得光纖通信的應用范圍不斷擴大，而且光纖本身也得到了廣泛的發展。其中普通單模光纖是最常用的一種，隨著光纖通信系統的發展，光的中繼距離和單一波長信道容量不斷增大，光纖的性能還可能得到進一步的優化；我國在很多主要的干線上采用了光纜，很多多模光纖已經被淘汰，全部采用單模光纖，有的曾經采用過的光纖已經完全淘汰；很多已采用的光纜具有距離短、分支多、分插頻繁等特點，為了增加網的容量往往是增加光纖芯的數量來實現的。特別是在市內的管道中，由于管道的體積有限，所以增加光纖芯的數量的同時減小光纜的直徑和重量是非常重要的；室內的光纜往往是用來傳輸語音、數據、視頻信號的，在室內電纜安裝過程中要考慮的是電纜的易損性。
3光纖系統及對光端機的發展前景
隨著我國科技的不斷發展，光纖技術是我國近幾年來快速發展起來的一種新的光學技術，它是光和電子技術相結合的產物。光纖通信技術作為信息技術的重要的支撐平臺，它在未來的社會發展中必將起到舉足輕重的作用。雖然這個技術的發展不會是一帆風順的，但今后的通信技術發展和應用仍然走上坡路。另外，從當代的通信發展趨勢看，光纖通信將成為未來通信發展的主流，真正的全光網絡時代將很快到來。
結語
隨著我國改革開放力度的加大和我國科技的不斷發展，我國的各個領域的技術都得到了某種程度的發展。而光纖技術是我國近幾年來快速發展起來的一種新的光學技術，它是光和電子技術相結合的產物。在我國光纖作為一種信息傳輸介質得到了廣泛地應用，并且應用的領域逐漸地擴大，同時取得了很多成功。另外，光端機是光纖通信系統中基本組成部分，光端機的質量直接影響了光纖傳輸系統的傳輸效果，繼而影響了整個通信系統的效率，對通信系統中的光端機的研究與應用就顯得尤為重要了。隨著科技的不斷發展，我國一定會取得這個領域的更大的突破。
參考文獻
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關鍵詞：鐵路區段；光纖通信；鐵路通信；鐵路現代化現設
中圖分類號：TN929 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2011）31-0086-04
鐵路通信是鐵路運輸的重要組成部分，是鐵路信息化的基礎，是鐵路實現集中統一指揮的重要手段，是保證行車安全、提高運輸效率和改進管理水平的重要基礎設施。鐵路通信通過對信息的采集、處理、傳遞和控制，與鐵路其他部門協同工作，保證列車的正常運行以及各項運輸作業和管理工作的順利進行。一旦通信不通，鐵路運輸將陷于癱瘓，整個國民經濟將遭受嚴重損失。
一、鐵路區段光纖通信系統的基本組成與分類
（一）光纖通信系統的基本組成
所謂光纖通信，就是利用光纖來傳輸攜帶信息的光波，以達到通信的目的。要使光波成為攜帶信息的載體，必須在發射端對齊進行調制，而在接收端把信息從光波中檢測出來（解調）。依目前技術水平，大部分采用強度調制-直接檢測方式（IM=DO）。光纖通信的3個傳輸窗口是：0.85μm（短波長窗口）、1.31μm和1.55μm（長波長窗口）。數字光纖通信系統方框圖如圖1所示：
從圖中可以看出，數字光纖通信系統基本上由光發射機、光纖和光接收機組成。
光發射機的主要作用是將電信號轉換成光信號耦合進光纖。光發射機中的重要器件是能夠完成電-光轉換的半導體光源，目前主要采用半導體激光器（LD）或半導體發光二極管（LED）。在發射端，電端機把模擬信息（如語音）進行模/數轉換，轉換后的數字信號復用后再去調制發射機中的光源器件，一般是半導體激光器，則光源器件就會發出攜帶信息的光波。如當數字信號為“1”時，光源器件發射一個“傳號”光脈沖；當數字信號為“0”是?，光源器件發射一個“空號”（不發光）。光發射機的作用就是進行電/光轉換，把數字化的電脈沖信號碼流（如PCM語音信號）轉換成光脈沖信號碼流，并輸入到光纖中進行傳輸。
在光纖通信系統的線路上，目前主要采用由單模光纖制成的不同結構形式的光纜，這是由于它具有較好的傳輸特性。
為了保證通信質量，在收發端機之間適當距離上必須設有光中繼器。光纖通信中光中繼器的形式主要有兩種，一種是光―電―光轉換形式的中繼器，另一種是光信號上直接放大的光放大器。
光接收機的主要作用是將光纖送過來的光信號轉換成電信號，然后經過對電信號的處理以后，使其恢復為原來的脈碼調制信號送入電接收機。光接收機中的重要部件是能夠完成光/電轉換任務的光電檢測器，目前主要采用光電二極管（PIN）和雪崩光電二級管（APD）。
在接收端，光接收機把數字信號從光波中檢測出來送給電端機，而電端機解復用后再進行數/模轉換，恢復成原來的模擬信息。光接收機的作用就是進行光/電轉換，把數字電信號（通信信息）經過放大、均衡后再生出波形整齊的電脈沖信號。就這樣完成了一次通信的全過程。
（二）鐵路區段光纖通信系統的分類
光纖通信系統可以根據系統所使用的傳輸信號形式、傳輸光的波長和光纖的類型進行不同的分類。
1．模擬光纖通信系統。在光纖通信系統中，輸入電信號不采用脈沖編碼信號的通信系統即為模擬光纖通信系統。在長距離傳輸時，采用中間曾音站將使噪聲積累，故只能應用在短距離傳輸線路上。在公用通信網中的用戶部分，可用這種方式傳輸寬帶視頻信號。
模擬光纖通信主要的優點是不需要數字通信系統中的模/數轉換和數/模轉換，故比較經濟。而且一個電視信號如采用數字通信方式，可不用頻帶壓縮，140Mbit/s的系統只能通一路電視。在目前的技術情況下，為了在用戶網傳送多路寬帶業務，采用頻率調制的頻分多路復用的模擬光纖通信方式。
2．數字光纖通信系統。數字光纖通信系統是光纖通信的主要通信方式。數字通信的優點是：抗干擾能力強，使用再生技術時噪聲積累少，易于集成以減少設備的體積和功耗，轉接交換方便，利于與計算機結合等。數字通信的缺點是：所占的頻率寬，而光纖的帶寬比金屬傳輸線要寬許多，彌補了數字通信所占頻帶寬的缺點。光纖通信在接收和發送時，在光電轉換過程中所產生的散粒效益噪聲和非線性失真較大。但若采用數字通信，中繼器采用判決再生技術，噪聲積累少。因此，光纖通信采用數字傳輸成了最有利的技術。目前在人類社會進入信息社會的時代，各國在公用通信網中的長途干線和市內布局間中繼線路，均紛紛采用數字光纖通信系統作為主要傳輸方式，以便實現傳輸網的數字化。
二、區段調度通信網絡
鐵路局調度有兩種類型：意識以局調度指揮中心對全局相關站段的調度指揮，其通信網絡結構，有的用專線組成星型調度通信網絡，有的用鐵路自動電話撥號呼叫進行聯絡；二是鐵路局調度員僅對鐵路上某一區段的各車站（段、所、點）進行調度指揮，按其調度范圍我們仍稱為區段調度通信。
（一）區段調度通信網絡的特點
鐵路區段調度通信業務性質、地理位置以及安全可靠性的特殊要求等多方面因素來組建的，概括起來有兩大特點：
1．數字共線型的通信網絡。區段調度的通信方式：調度所調度員車站值班員為指令型；車站值班員調度所調度員為請示匯報型。
根據調度業務性質為一點對多點的調度指揮，地理位置又呈鏈狀結構，為有效利用傳輸通道，仍沿用模擬通信時的共線方式。
2．以2M自愈環組成區段調度通信網絡。區段調度業務包括了列車調度、貨運調度、電力調度，每一類調度分別只占用一個時隙，一個2M傳輸通道的通信容量，完全可以容納多個區段的各類調度業務。組網時，一個2M數字通道從始端站至末端站按上下行逐站串接，末端站又從另一層傳輸網中的一個2M返回至主系統，從而構成一個2M數字環。
（二）區段調度通信網絡的組成
區段調度通信組網時，必須根據數字傳輸通道和鐵路運輸區段的實際情況，綜合考慮如何組成2M自愈環。
首先確定一個自愈環內串接多少個分系統（車站）。在保持同步和呼叫響應時間不大于50ms的要求下，根據制造商提供的資料可以穩定串接50～64個分系統。50個車站之間的線路長度不會小于500km，至少有4個行車調度區段，這對安全可靠性來說是不可取的。在實際運用中，運輸繁忙的主干線路上以一個行車調度區段為一個2M自愈環，其他線路上以兩個行車調度區段合用一個2M自愈環。
（三）時隙分配及網絡的綜合運用
區段調度通信網絡采用PCM30/32傳輸，TSO為同步時隙，TS16為標志信號時隙，TS1-TS15及TS17-TS31 為30個話路時隙。區段調度通信網絡組成采用2M逐站串接方式，其內部信令控制線需占用3～4個時隙，一般安排在TS28-TS31，因此可用時隙還有26個。
區段內調度通信業務包括，列車調度、貨運調度、電力調度、無線列車調度，占用4個共線時隙。即使由兩個調度區段組成的2M自愈環，也只需6～8個共線時隙。另外站間行車電話需占用2～3個站間時隙（將時隙分段使用）。因此，如果僅開放區段調度電話業務，只需8～11個時隙，還有2/3的通信容量空閑。而鐵路數字專用通信系統完全是針對鐵路區段通信的特點和需要而開發的產品，接口豐富、使用靈活，可以提供數字共線的通信業務，因此完全可以利用區段調度網絡內的空閑時隙開放中間戰局調分機、區間應急通信自動電話、區段公務專用電話等區段語音業務，以及紅外線軸溫檢測傳輸通道、電力遠動、信號檢測等區段數據通信。這樣做不僅可以節省投資、降低運營成本，還可真正實現鐵路區段專用通信數字化、綜合化。
三、區段光纖調度通信系統的業務和功能
區段調度通信系統可以全面實現鐵路各項專用通信業務，包括區段調度通信、站場通信、站間通信、區間通信、專用通信等；同時利用該系統可以實現一系列擴展業務，包括為其他業務提供通道、自動電話放號等。
（一）區段調度通信
區段數字調度通信系統可以實現鐵路局所有方向、所有區段的區段調度通信業務，并可以實現與局調、干線調度的多級聯網。調度通信方式為以調度員為中心的一點對多點的通信系統。區段調度員可按個別呼叫、組呼或全呼等方式呼叫調度下去范圍內相關的所屬用戶并通話，并接收所屬用戶的呼叫并通話。通話方式為全雙工方式，也可根據需要設置為單工定位受話方式。
調度業務的通道組網方式有以下幾種：星型、共線型、綜合性、混合型，組網方式的選擇主要視區段數字調度通信系統的2M通道組網方式和是否存在模擬分機而定。如在最常用的2M環型組網方式下，可以用數字共線的方式；如果該調度區段的某些分機仍為模擬分機，則需要混合型組網方式。
調度員一般使用鍵控式操作臺，通過2B+D接口接入主系統；調度分機一般采用鍵控式操作臺或共電話機，通過2B+D接口或共電接口就進接入相應的分系統。調度通信的實現需要區段數字調度通信系統的主系統和相關分系統協作完成。以2M環型組網為例，調度員和調度分機的語音通道為數字共線通道，呼叫信令則在專用通信時隙內傳送。專用通信時隙為典型的總線型結構，以主系統為主導，其他分系統處于從屬地位，主系統對各分系統采用分時輪詢的訪問方式。
（二）站場通信
站場通信包括車站集中電話、駝峰調車電話、平面調車電話、貨運電話、列檢電話、車號電話和商檢電話等。站場通信時鐵路專用通信的重要組成部分，它上與調度電話、專用電話聯系，下與鐵路車站站場內不同用戶保持聯系。
每個車站分系統都是一個獨立的調度交換機，車站分系統可實現以一個或多個車站操作臺為中心，接入各種站場電話，并保留原有通信方式的站場通信系統，以取代原有集中機等既有站場通信設備。
值班員使用鍵控式操作臺，通過2B+D接口接到車站分系統；站場內的用戶可以通過共電接口、共分接口、磁石接口等接入到車站分系統；站場廣播系統通過共分接口接入到車站分系統；調度電話、專用電話除了可以從車站分系統的數字接口接入，還可以再沒有數字通道時從選號接口、共分接口接入，通過車站分系統內部的數字無阻塞時隙交換網絡、多方會議電路方便靈活地組成了站場通信，值班員可以通過操作臺上的按鍵任務實現單呼、組呼、會議呼。
（三）站間通信
車站值班員一般使用鍵控式操作臺作為值班臺，站間呼叫一般為單鍵操作，即一鍵直通。如果不考慮跨站站間通信業務，站間通信一般占用2M環中兩個64kbit/s。通道時隙，其中一個時隙為主用站間時隙，另一個作為備用站間時隙。主用時隙處于分段復用狀態，即任一車站與其上、下行車站的站間通話均使用該時隙，也就是說通過車站分系統的交叉連接功能實現了時隙的分段復用。當2M環的通道出現一處斷點時，該斷點兩側兩個車站將無法利用主用站間時隙進行站間通話，這時系統將自動啟用備用站間時隙作為這兩個站的站間通話通道。
站間通信的呼叫信令一般有兩種處理方式，其一是兩個分系統通過主系統轉發呼叫信息；其二是兩分系統間建立直達信令通道，直接處理站間呼叫信令。兩種處理方式中，前者站間呼叫依賴主系統，而后者站間呼叫與主系統無關。
區段數字調度通信系統可利用既有的站間模擬通道作為站間數字通道的備份，當某分系統無法通過數字通道與鄰站通信時，系統會自動將站間通信切換到模擬備用通道上進行。車站分系統一般采用磁石接口接入站間模擬通道。
在實際應用中，站間通信在某些情況下被允許跨站使用，此時，只需再給一個時隙做這種站間通信用，同樣這個時隙也可以被分段使用。
（四）系統功能
1．DXC功能。區段數字調度通信系統的主系統和分系統均具有全時隙交叉功能，故單個系統和整個系統均具有完備的DXC功能。利用這一功能可以很方便地為其他業務或應用提供點對點的通道，如站內、鄰站間或任意兩個站間的通道。同時，由于區段數字調度系統的主系統和分系統有豐富的會議資源，還可以為其他業務提供數字共線通道。系統支持各種復雜連接的調度業務、專用業務、各種復雜的數字共線業務以及點對點、點對多點、廣播型的半固定接續等。
2．集中維護管理功能。區段光纖調度通信系統的集中維護管理系統參照電信管理網（TMN）標準，涵蓋了配置管理、性能管理、故障管理、安全管理四大功能。
參考文獻
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【關鍵詞】光纖通信網絡技術應用
隨著現代科學技術水平的飛速發展，通信技術在近幾年得到了迅猛發展。光纖通信的應用給了人們很大的便利，備受人們的廣泛關注。然而，人們并沒有局限于當前的光纖通信技術水平，而是不斷開拓進取，積極創新，開發與利用新的光纖通信網絡技術。
一、光纖通信的特點
1.通信容量大。
2.中繼距離長。
3.保密性能好。
4.抗電磁干擾能力強。
5.體積小、重量輕、便于施工維護。
二、光纖通信的應用
光纖一方面可以傳輸數字信號，另一方面可以傳輸模擬信號。因此，光纖應用非常廣，目前在廣播通信網以及計算機網都得到了很好的應用。光纖通信的應用主要體現在以下幾個方面：一是通信網，比如全球通信網、公共電信網、電力、鐵道等各種專用的通信網、石油與化工等領域的特殊通信手段等。二是計算機局域網以及廣域網。比如光纖以太網以及路由器間光纖傳輸鏈路等。三是電視干線與分配網，工廠與銀行等電視系統的監控數據傳輸等。四是綜合業務的有源接入網與無源接入網。綜合業務是指可以實現電話與視頻，還有多媒體技術業務等綜合接入的核心網絡，以提供多種的社區服務。
三、光纖通信系統的基本組成
要讓光波可以成為攜帶各種信息的有效載體，就應該對其給予調制，可以在接收端再將信息于光波中正確檢測出來。但是，當前檢測技術水平是有所限制的，對光波給予頻率調制以及相位調制僅僅在實驗室中進行，還沒有達到實用化的水平，所以目前多數運用強度調制跟直接檢波的方式。
光纖通信系統（數字）一般來說，由光發送機、光纖以及光接收機等部分組成。
光發送機之功能就是將輸入電信號順利轉換成光信號，并運用耦合技術將光信號盡量全部注入光纖的線路中。光發送機主要是由光源與驅動器，以及調制器等部分組成的，其中光源屬于光發射機之核心部分。光纖線路之功能就是將從光發送機發出的光信號，以比較小的失真與衰減成功傳輸到光接收機當中。光纖線路主要由光纖與光纖接頭以及光纖連接器等部分組成。光接收機之功能就是將從光纖線路輸出、產生失真與衰減的微弱的光信號順利轉換成為電信號，并且經過放大以及其他處理以后恢復成原來發射前的電信號。光接收機主要由光檢測器以及放大器等部分組成。其中，光檢測器屬于光接收機之核心部分。
四、光纖通信系統新技術探索
1.全光網的光復用。波分復用、光時分復用與光碼分復用是當前光網絡的光復用技術的主要種類。波分復用比較簡單，也比較實用，在現代通信網中可以說發揮了非常大、積極的作用。
2.光通信用微波副載波復用。光通信用微波副載波復用系統（SCM），它是把微波設備跟光纖傳輸技術進行復用的一種新的通信方式。事實上，它是將基帶信號先調制于一個頻率為幾吉赫（微波頻率）的副載波，接著使用數個不同的頻率的副載波進行合起來，對一個光源給予光強度的調制。此種微波頻率一般叫做副載波頻率，這個光波就叫做光載波，那么整個復用方式則叫做微波副載波的復用。此種復用系統有許多優點：一是微波信號并不是空間傳送，它是在光纖當中進行傳輸，這樣可以有效避免微波信號受到其他微波的信號餓干擾。二是一個光源能夠同時承載數個微波副載波，每一個副載波能夠分別傳送出各種類型不一樣的的業務信號，所以是容易實現模擬信號以及數字信號之混合性傳輸，并且信號之間容易分離。三是傳輸容量比較大、抗干擾能力強、所傳送信號的質量比較高等。
總之，光纖已經成為當前全球信息寬帶傳輸的一種非常重要的媒質，相信光纖通信系統必會成為將來全球信息基礎設施的重要支柱。
參考文獻
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關鍵詞：波分復用；解復用
中圖分類號：TN929.11 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 (2011) 18-0000-02
Optical Wavelength Division Multiplexing System
Li Yan
(China TieTong Changchun Branch,JiLin 130061,China)
Abstract:This paper introduces the basic concepts of optical wavelength division multiplexing system,system construction,working principle and key technologies.
Keywords:Wavelength division multiplexing;Demultiplexing
隨著通訊技術的日新月異，網絡容量受到嚴重考驗。傳統的傳輸網絡擴容方法采用空分復用（SDM）或時分復用（TDM）兩種方式。這種采用單一波長的光信號的傳輸方式是對光纖容量的一種極大浪費。波分復用技術就是在這樣的背景下應運而生的。
一、光波分復用的基本概念
通常人們把光信道間隔較大的復用稱為光波分復用（WDM）。光波分復用技術是在一根光纖中同時傳輸多個波長光信號的一項技術。其基本原理是在發送端將不同波長的光信號組合起來（復用），并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進行傳輸，在接受端又將組合波長大的光信號分開（解復用），并作進一步處理，恢復出原信號后送入不同的終端，因此將此項技術稱為光波長分割復用，簡稱光波分復用技術。圖1示出了波分復用系統的基本組成。
圖1.波分復用系統的基本組成
二、光波分復用的主要特點和構成
WDM技術使一根光纖的傳輸容量比單波長傳輸增加幾倍至幾十倍甚至幾百倍，充分的利用了光纖的巨大帶寬資源；由于WDM技術使用的各波長信道相互獨立，因而可以同時傳輸多種不同類型的信號；WDM技術有高度的組網靈活性，如長途干線網、多路多址局域網等，可以利用WDM技術選擇路由，實現網絡交換和故障恢復。WDM系統的基本構成主要有兩種形式，即雙纖單向和單纖雙向。
（一）雙纖單向傳輸
單向WDM是指一根光纖只完成一個方向光信號的傳輸，反方向的光信號由另一光纖完成。即在發送端將載有各種信息的、具有不同波長的已調光信號λ1，λ2，……，λn通過光復用器組合在一起，并在同一根光纖中沿著同一方向傳輸，由于各個光信號是調制在不同的光波長上的，因此彼此不會相互干擾。在接收端通過光解復用器將不同波長的光信號分開，完成多路光信號的傳輸任務。因此，同一波長可以在兩個方向上重復利用。
（二）單纖雙向傳輸
單纖雙向指光通路同時在一根光纖上向兩個不同的方向傳輸，所用波長相互分開，因此這種傳輸允許單根光纖攜帶全雙工通路。與單纖單向WDM相比單纖雙向WDM系統可以減少光纖和線路放大器的數量。
三、WDM系統的關鍵技術
（一）光源技術
光源是光纖通信系統的關鍵器件，它產生光通信系統所需要的光載波，其特性的好壞將直接影響光纖通信系統的性能。
光纖通信系統對光源有以下要求：（1）合適的發光波長。光源的發光波長必須在光纖的低損耗區。（2）足夠的輸出功率。光源的輸出功率必須足夠大，光源輸出功率的大小將直接影響光纖通信系統的中繼距離。（3）可靠性高，壽命長。只有光源的工作壽命長，通信才可靠。（4）輸出效率高。輸出光功率與所消耗的直流電功率的比值叫做輸出效率，要求輸出效率盡量高。（5）光譜寬度窄。光譜寬度是光源的發光波長范圍，光源的光譜寬度直接影響系統的傳輸帶寬，它與光纖的色散效應相結合就產生了噪聲，從而影響系統的傳輸容量和中繼距離。（6）聚光性好。（7）調制方便。調制即是把話音等信息附載在光波上。（8）價格低廉。
下面重點介紹一下光源技術中的激光器：激光器的種類很多，但其制造原理基本相同，大多由激勵系統、激光物資和光學諧振腔三部分組成：激勵系統就是產生光能、電能或化學能的裝置；激光物資是能夠產生激光的物質；光學諧振控的作用來加強輸出激光的亮度，調節和選定激光的波長和方向等。
在光纖通信系統中，所用的光源有三種：一類是有半導體材料制造的，分為半導體激光器、半導體發光二極管和另一類光纖激光器等非半導體激光器。
激光器產生激光有三個主要元素：（1）激活介質能經受發射雨使射入光強放大。（2）能使激活介質產生粒子數反轉的泵浦裝置。（3）放置激活介質的諧振腔，它增加放大并實施發射頻率的選擇。
（二）光放大技術
光放大器在波分復用系統中，用于實現多波長的同時放大，延長通信距離。在WDM系統中，波分解復用器和波分復用器插入衰耗比較大，使得波分復用系統的中繼距離接近零，光放大器用于光功率放大器和光前置放大器就可以補償這些器件的插入衰耗。另外WDM系統由于電再生中繼距離的不斷延長，使得越來越多的色散補償光纖被引入到長途波分復用系統中來，光放大器也常常被用來補償色散，補償光纖的衰耗。
光纖放大器主要有三種不同的用途：一是在發射機側用作功率放大器以提高發射機的功率，稱為功率放大；二是在接收機之前作光預放大器以極大地提高光接收機的靈敏度，稱為前置放大；三是在光纖傳輸線路中作中繼放大器以補償光纖傳輸損耗，延長傳輸距離，稱為中繼放大或線路放大。
光纖放大器不但可對光信號進行直接放大，同時還具有實時、高增益、寬帶、在線、低噪聲、低損耗的全光放大功能，是新一代光纖通信系統中必不可少的關鍵器件；由于這項技術不僅解決了衰減對光網絡傳輸速率與距離的限制，更重要的是它開創了1550nm頻段的波分復用，是光纖通信發展史上的一個里程碑。
（三）光濾波技術
實現WDM復用/解復用濾波器的技術是WDM系統的關鍵技術之一，所有現存的濾波器的基本工作原理都可以歸結到干涉濾波或衍射濾波。其中完成復用的濾波器是將不同光源波長的信號結合在一起經一根傳輸光纖輸出，稱為合波器；反之，經同一傳輸光纖送來的多波長信號分解為個別波長分別輸出，稱分波器，有時同一器件既可作分波器，又可以作合波器。隨著波分復用數不斷增加和波長通道間隔不斷減小，對WDM復用、解復用要求也越來越高。它要求插入損耗低，隔離度大，帶內平坦，帶外插入損耗變化陡峭，中心波長穩定性高等。濾波器在WDM系統中的主要應用第一就是構成各種解復用器，把復用在一起的光區分開。
四、總結
關鍵詞: 《光纖通信》課程實驗《視頻光纖傳輸》互動式教學多媒體教學
光纖通信是通信技術新的重要發展方向,與傳統的通信技術相比具有信息容量大、抗電磁干擾、保密性好等明顯的優勢。上世紀90年代中后期以后,我國的光纖通信技術迅速發展,目前其已經成為社會信息基礎設施中不可缺少的一部分,廣泛應用于各個領域。
光纖通信這一高新技術的發展,不僅需要通信領域的專業人士,而且需要大批光學和光電子領域的技術人員共同奮斗,因此,近年來我國許多高校的通信相關專業都陸續開設了光纖通信課程[1,2]。我校的光信息科學與技術專業為適應市場需求,結合本專業的特色,將《光纖通信》設立為專業必修課程,課程涵蓋理論與實驗兩大部分?！豆饫w通信》是一門技術性較強的課程,開設實驗的目的是讓學生在系統學習光纖通信系統的基本原理、基本概念、基本技術和基本分析設計方法的基礎上親自動手,掌握光纖通信系統的基本組成和設計原理。實用化的光纖通信設備造價高昂,一般高校無法實現其基本配置,多數高校采用實驗室適用的光纖通信實驗箱作為主要實驗設備。我校選用了眾友科技有限公司設計研發的ZY12OFCom23BH1型光纖通信實驗箱,該實驗箱融合了當今的光通信技術發展的新技術和新器件,為學生理解光纖通信系統提供了較好的實驗平臺。
盡管采用光纖通信實驗箱是目前解決開設《光纖通信》課程實驗的最優方案,但是筆者經過多年的實踐教學發現,以實驗箱作為主要實驗設備存在封裝性強,不利于學生深入理解光纖通信系統組成與設計的弊病,有時學生在實驗完成后還不清楚系統的基本原理。為此,筆者在實驗中采用多媒體教學手段,以互動式教學形式為主,進行了教學試驗。筆者以《視頻光纖傳輸》實驗為例,講述了具體教學過程,希望為國內同行提供一種新的《光纖通信》課程實驗教學模式,以彌補目前實驗箱的教學缺憾,提高教學效果。
作為課程初期的一個基礎實驗,《視頻光纖傳輸》的主要實驗目的是讓學生了解光纖通信系統的應用,并通過合理選取核心器件搭建能夠傳輸視頻的光纖系統。筆者將整個課程分為兩個階段,即基礎實驗階段和提高實驗階段。其中,基礎實驗階段為實驗講義中的基本內容,而提高實驗階段則需要發揮學生主觀能動性設計實驗步驟。
1.基礎實驗階段
課程首先展示學生熟悉的兩個應用領域――電話和MSN聊天(見圖1)。筆者通過明確這兩個應用是在光纖通信系統中完成的,激發學生搭建系統的興趣,進而提出本實驗的目的和任務。
明確任務后,引導學生運用理論知識選擇系統核心器件,圖2所示即為通過電子課件展示出的需要搭建的系統原理圖。對于發送端的器件選擇包括信源、調制器和載波源。
第一步,筆者提問:請大家考慮信源該如何選擇呢?信源的功能是把原始信號轉換成電信號,今天我們的任務是傳輸視頻,信源的作用就是采集視頻流,大家想,我們應該選用什么設備作為信源呢?學生說出CCD、數碼相機、攝像頭等設備,于是筆者在實驗配件箱中選擇了小攝像頭。第二步,筆者提問:調制器有兩種――模擬調制器和數字調制器。大家知不知道小攝像頭采集到的視頻流,不經過任何處理,是模擬信號還是數字信號呢?學生根據已有知識回答:是模擬信號,于是筆者確定了選用模擬調制器。第三步,筆者提問:光纖通信系統中常用的載波源有哪些呢,在本實驗中應該選擇哪種呢?盡管學生知道LD和LED是系統常用載波源,但是出于性能的考慮,認為應該選擇LD。這時筆者引導:LD的各項指標確實優于LED,但最好的是否是最適合的呢?想想我們這個實驗需要傳輸的數據量的大小,需要傳輸的距離,等等。這時,學生理解了在該實驗任務下選擇LED是更恰當的。由此完成了發送端的器件選擇。在接收端筆者也進行了同樣的互動式教學,引導學生進行正確的選擇。完成器件選擇任務后,筆者在課件上展示本實驗要用到的傳輸模塊(見圖3),開始實驗。
2.提高實驗階段
為了考查學生對系統搭建的掌握情況,筆者又提出了進一步的實驗要求:利用現有的設備,讓圖像傳輸在更遠距離實現。這個實驗任務在實驗講義中沒有,學生只有真正理解了前述實驗原理,才能完成這一任務。
在基礎實驗階段,視頻傳輸由于是在同一臺實驗箱上完成的,因此傳輸距離有限。根據筆者提出的要求,學生經過分組討論后,得出了結論:將兩臺實驗箱聯用。學生一致認為可行,于是進行了實驗驗證。由于有了基礎實驗階段的搭建經驗,學生多數可以順利搭建系統,完成視頻傳輸實驗。
在這個實驗環節中,從實驗設計到系統搭建都是學生獨立完成的,學生一方面加強了對視頻傳輸系統的理解,另一方面激發了探索欲,進而增強了掌握本門課程的信心。
通過對比試驗,筆者發現本方法與直接給出實驗步驟的傳統教學方法相比有以下幾點優勢:(1)學生實驗積極性明顯提高;(2)學生在理論課堂上學習的基本理論得到了鞏固和應用;(3)學生對如何選擇器件、搭建光纖視頻傳輸系統有更深入的理解。
總之,互動式教學在《光纖通信》課程實驗中發揮了很好的作用,極大地彌補了實驗環節呆板,學生只關注結果而不重視過程、對系統原理無法深入了解等問題。再配合多媒體教學手段,學生能清晰明了地完成實驗任務,達到實驗目的。
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