光纖通信的定義精選(九篇)

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第1篇：光纖通信的定義范文

光纖通信技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)的載體，不僅見證了網(wǎng)絡(luò)的不斷進(jìn)步，同時也以其自身的提高推動了通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展?？梢哉f，光纖通信接入技術(shù)是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的平臺，同時也是未來生產(chǎn)生活的必要保證。因此，研究光纖通信技術(shù)的特點與優(yōu)勢，進(jìn)一步提高光纖通信的各項性能，將對整個網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)產(chǎn)生重大影響，推動我國乃至世界網(wǎng)絡(luò)通信接入技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：

光纖通信；接入技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)走進(jìn)了千家萬戶，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)也迎來了一次又一次的革新。如今，光纖通信技術(shù)應(yīng)用到了社會生活的各個領(lǐng)域，除了互聯(lián)網(wǎng)，在電力等相關(guān)領(lǐng)域，光纖通信接入技術(shù)也展示了其優(yōu)越性，在網(wǎng)絡(luò)通信，甚至工業(yè)的監(jiān)控和控制體系中，光纖技術(shù)也得到了應(yīng)用。我國大力發(fā)展光纖通信事業(yè)，使其擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域，在更多的行業(yè)和產(chǎn)業(yè)中都能發(fā)揮其作用。但是，針對現(xiàn)今通信技術(shù)發(fā)展的概況，光纖接入技術(shù)仍有諸多問題，仍需要在實際中得到檢驗和完善。本文將分析光纖技術(shù)的定義，探究其優(yōu)勢和可行性，為光纖通信接入技術(shù)的發(fā)展作出展望。

1光纖通信技術(shù)概況

1.1光纖通信技術(shù)的基本定義。光纖通信接入技術(shù)是一種寬帶網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，是面向未來的寬帶網(wǎng)接入技術(shù)。在今天的接入技術(shù)分類中，光纖接入以其高效穩(wěn)定的傳輸特點，廣泛應(yīng)用于電信網(wǎng)絡(luò)傳輸，在日常生活中，它不僅常見于電話等實時通訊中，在文字傳播、圖像處理等方面也有著較高的實用價值，是未來通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重點，將深刻的影響著未來的網(wǎng)絡(luò)傳輸和通信技術(shù)的發(fā)展。

1.2光纖通信技術(shù)的特征。光纖通信技術(shù)的幾大特征決定了其優(yōu)良性能。其一是光纖通信技術(shù)中繼距離較長，具有較低的傳輸損耗。針對我國目前普遍使用的石英光纖，其傳輸消耗較低，所需要的中繼站數(shù)量不高，因此所需要的中繼距離較長，這一特征大大降低了光線通信接入系統(tǒng)的成本，也是其優(yōu)于其他傳輸介質(zhì)的一大原因。光纖通信技術(shù)的第二個特征在于傳輸頻帶寬，傳輸容量大。光纖通信在容量方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過于微波通信，兩者在容量上的差距甚至可以達(dá)到上千倍。而在傳輸頻帶方面，相較于電纜，光纖的傳輸范圍更廣，頻帶更寬。此外，光纖通信的其他特征也影響了其優(yōu)異的傳輸性能。例如光纖的原材料，石英，由于其本身為絕緣物質(zhì)，因此使光線具有了絕緣性以及防腐蝕性。在光纖系統(tǒng)的使用中，面對電磁場，光線所表現(xiàn)的極強的抗干擾能力是決定其使用價值的最重要因素。在惡劣的自然環(huán)境下，光纖仍能保持較好的傳輸作用，這一特性廣泛用于電信傳輸線路的鋪設(shè)和架構(gòu)中，保證了傳輸?shù)目煽啃?。最后，在傳輸信息方面，光纖能夠保持較強的保密性并有效避免串音。電磁波的泄露可能導(dǎo)致電波傳輸無法正常進(jìn)行，一些信息甚至可能丟失或遭竊取，而光纖傳播可以避免這一情況，即使出現(xiàn)信號泄露，仍能利用自身材料優(yōu)勢，即光纖的不透明包皮，吸收泄漏的信號，阻斷相鄰兩光纖的互相干擾。而在光纖外層可能出現(xiàn)的微弱光波，并不能起到傳遞信息的作用，這樣就大大提高了光纖通信的保密性。

1.3光纖通信技術(shù)的組成結(jié)構(gòu)。光纖通信接入系統(tǒng)的組成有光線路終端和遠(yuǎn)端設(shè)備光網(wǎng)絡(luò)單元。兩者都能以傳輸設(shè)備連接。其中起到關(guān)鍵作用的設(shè)備單元在轉(zhuǎn)換協(xié)議等方面具有重要作用，其多種組網(wǎng)特性，即與相關(guān)設(shè)備組成多樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能針對不同傳輸要求實現(xiàn)不同性質(zhì)的轉(zhuǎn)換。在維護(hù)與管理方面，光纖通信接入系統(tǒng)可以與網(wǎng)絡(luò)管理中心進(jìn)行對接，實現(xiàn)實時監(jiān)控和維護(hù)，是未來該系統(tǒng)實際運用的重要保證。

2光纖通信接入技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢

2.1目前光纖通信技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢。目前光纖通信接入技術(shù)在許多領(lǐng)域手中都得到了應(yīng)用，一些科技技術(shù)不斷完善，新技術(shù)不斷產(chǎn)生，光纖通信技術(shù)處在不斷進(jìn)步和發(fā)展中。以光弧子通信技術(shù)為例，由于光弧子是一種超短波脈沖，將其應(yīng)用在長距離光纖傳輸中，仍能保持一定的傳輸時間，這一特質(zhì)使其應(yīng)用到長距離通信傳播中，而在使用中，保證通信信號在傳輸過程的穩(wěn)定性則是實現(xiàn)這一技術(shù)的關(guān)鍵。在信息傳輸要求較高的部分，如海底傳輸，光弧子通信技術(shù)可以發(fā)揮其優(yōu)勢，這將對海上作業(yè)和海底探測等起到關(guān)鍵作用。光弧子通信要想實現(xiàn)超高速以及大容量的通信水平，在現(xiàn)有科研基礎(chǔ)上，仍需要不斷地改進(jìn)，未來這一技術(shù)將會廣泛應(yīng)用到我國的通信設(shè)施中，提高我國整體通信水平。此外，以光纖接入的通信技術(shù)在自身優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，可以與多種技術(shù)同時應(yīng)用，相互融合，這使得光纖技術(shù)具有很強的適用性，可以同時利用多種優(yōu)勢，實現(xiàn)全方位的信息傳輸。

2.2我國光纖通信技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r。我國科技領(lǐng)域已將光纖通信技術(shù)作為國家發(fā)展的重點，不斷提高研發(fā)力度，在技術(shù)以及設(shè)備水平方面都有了大幅度的提高。對于現(xiàn)代信息科技領(lǐng)域，光纖通信接入技術(shù)不僅承擔(dān)著平臺的作用，同時也起著引領(lǐng)的作用，引領(lǐng)信息技術(shù)朝著更加高效更加便捷的方向發(fā)展。在人們的生產(chǎn)生活中，光纖通信豐富著人們與外界的交流，通信設(shè)備的覆蓋使得越來越多的人同通過便捷的網(wǎng)絡(luò)方便了交流，拉近了距離。在商業(yè)上，光纖技術(shù)的飛躍式發(fā)展也推動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，一些高新領(lǐng)域不斷走進(jìn)人們的生活中，未來將給工業(yè)生產(chǎn)以及社會發(fā)展帶來不可忽視的影響。

2.3未來光纖通信技術(shù)發(fā)展態(tài)勢。光纖通信接入技術(shù)發(fā)展至今，已取得了不少的成就，但在未來，仍有很大的發(fā)展空間。目前世界上使用的光纖接入網(wǎng)主要是以下兩種，分別為有源光網(wǎng)絡(luò)和無源光網(wǎng)絡(luò)。兩者的區(qū)別在于構(gòu)建器件的不同，無源光網(wǎng)絡(luò)使用無源器件構(gòu)建，有源光網(wǎng)絡(luò)如以太網(wǎng)等，則不具備這一特點。未來我國通信技術(shù)在傳輸速度和傳輸范圍方面，都需要不斷提升，接入網(wǎng)的使用將會慢慢摒棄現(xiàn)存的寬帶接入技術(shù)，替代以光纖接入系統(tǒng)。這樣不僅可已實現(xiàn)傳輸?shù)母咚倩岣邆鬏斝?，同時提高了傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性。在光纖技術(shù)的覆蓋過程中，一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市首次建立了符合自身特點的光纖網(wǎng)，并出臺了相關(guān)規(guī)定，在技術(shù)使用方面作了明確的要求，這不僅改善了城市的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，同時為國家光纖通信接入技術(shù)的推廣和使用奠定了基礎(chǔ)，起到了良好的示范效果，為其他城市的建設(shè)發(fā)展提供了寶貴經(jīng)驗。國家未來網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)決定了人們的生產(chǎn)生活以及社會發(fā)展水平。光纖通信技術(shù)作為優(yōu)勢技術(shù)，在速度、容量等方面具有很強的不可替代性，將在未來得到廣泛使用。提升光纖通信接入技術(shù)，不僅要在根本上提升其各項性能，同時要在實際使用中充分檢驗，不斷完善、優(yōu)化，使其更加高效更加穩(wěn)定。除此之外，光纖通信對城市化進(jìn)程具有很強的推動作用，全面光纖網(wǎng)絡(luò)的建立將是未來城市現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，因此，提升我國的光纖通信接入技術(shù)水平，就是實現(xiàn)人民安居樂業(yè)，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增速與城市發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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第2篇：光纖通信的定義范文

光纖通信主要是以光作為信息載體與將光纖作為傳輸介質(zhì)的一種通信方式。在通信系統(tǒng)的對比當(dāng)中，電波的頻率比載波的光波頻率低很多，而光纖傳輸?shù)膿p耗又比導(dǎo)波管或同軸電纜低，因此光纖通信的容量比微波通信大得多。由于光纖是采取玻璃材料制造出來的，且它可作為電氣絕緣體，所以勿需顧慮接地回路問題，光波在光纖中進(jìn)行傳輸時，不會由于光信號泄露去擔(dān)擾信息傳輸被其他人竊取盜聽，因為光纖的芯非常細(xì)小，由多條芯組成光纜的直徑一樣小得很，故傳輸信道以光纜為主，使得在傳輸系統(tǒng)中占用的空間相當(dāng)小，有利于對地下管道擁擠的問題得到有效解決。

二、當(dāng)前光纖通信技術(shù)的優(yōu)勢

1.通信容量大、頻帶非常寬

在光纖的通信系統(tǒng)中，光纖的傳輸帶寬比電纜或銅線大很多，單模光纖的寬帶具有幾十GHz•km。對于單波長光纖通信系統(tǒng)來說，因終端設(shè)備出現(xiàn)電子瓶頸反應(yīng)，而使光纖帶寬的優(yōu)勢難以發(fā)揮出來，一般選取各種不同技術(shù)進(jìn)行傳輸容量的增加，尤其在當(dāng)前密集波分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用中，極大地使光纖的傳輸容量得到了增加，能夠讓光纖的傳輸容量擴(kuò)大幾倍甚至可達(dá)到幾十倍之多。從現(xiàn)在來看，單波長光纖通信的傳輸速率通常在2.5Gbps至10Gbps之間，在采用該技術(shù)可以實現(xiàn)的是多波長傳輸系統(tǒng)的傳輸速率比單波長傳輸系統(tǒng)高出數(shù)百倍之多，其巨大的帶寬優(yōu)勢使得單模光纖成為當(dāng)前電信寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的首推介質(zhì)。

2.光纖芯徑超細(xì)、重量非常輕、柔軟無比、鋪設(shè)簡易

光纖的芯徑非常細(xì)，其直徑大約是0.1毫米，采用多芯光纖構(gòu)成光纜的直徑也相當(dāng)?shù)男?，八芯光纜的直徑大約為10毫米之小，而標(biāo)準(zhǔn)的同軸電纜卻達(dá)到47毫米之大。如若選取光纜作為信道傳輸，可使減少傳輸系統(tǒng)占用大的空間，讓空間得到有效的釋放，使地下管道擁擠的難題得到解決，同時極大地節(jié)省了地下管道的投資成本；另外，光纖的重量非常輕，柔軟性十足，其重量與電纜比較起來輕很多，光纖通信可以應(yīng)用在人造衛(wèi)星、宇宙飛船與飛機上面，能夠有效減輕衛(wèi)星、飛船與飛機等的重量，其發(fā)展意義不言而喻。

3.電磁抗干擾性能相當(dāng)強

大家都通曉光纖主要是以石英制作而成的絕緣性材料，絕緣性非常好，且不易于被腐蝕。同其有關(guān)的還有一個優(yōu)勢是光波導(dǎo)對電磁干擾的免疫力，自然界中的太陽黑子活動、雷電與電離層的變化都難以對它進(jìn)行干擾，甚至人為釋放的電磁也不會受到其中的干擾與影響，并且還能應(yīng)用在同電力導(dǎo)體密切組合構(gòu)成一種復(fù)合光纜或者與平行鋪設(shè)到高壓電線。其作為非導(dǎo)電介質(zhì)的一種，交變電磁波在其中不會產(chǎn)生同信號毫無相關(guān)的噪聲。如此說來若將它平行鋪設(shè)到高壓電線與電氣鐵路旁，也難以受到電磁干擾的影響。

4.中繼距離長、損耗相當(dāng)?shù)?/p>

石英光纖是當(dāng)前光纖通信系統(tǒng)中使用最多的一種，該種光纖的傳輸損耗與任何一種傳輸介質(zhì)的損耗相比較都顯得低，所以由其構(gòu)成光纖通信系統(tǒng)的中繼距離比起其他的系統(tǒng)要長很多。若將來選取非石英極低損耗的光纖，從理論而言其損耗可以下降得更加低。這說明經(jīng)由光纖通信系統(tǒng)能跨越更加大的無中繼距離;而對于長途傳輸線路而言，因減少了中繼站的數(shù)目，所以大大降低了系統(tǒng)成本與復(fù)雜性。在當(dāng)前由石英光纖構(gòu)成的光纖通信系統(tǒng)中，其最大中繼距離有200多公里，而由極低損耗非石英光纖組成的通信系至數(shù)公里之長，這樣有利于提高通信系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性，更可降低其運作成本。

5.保密性能非常好

隨著不斷發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，電通信方式的保密性存在著一定的缺陷，易于被人偷竊監(jiān)聽，只需在電纜或明線周邊布設(shè)一個接收器，就能夠獲得傳送的信息，而光纖通信系統(tǒng)卻可解決反竊聽這一難題，其保密性非常好。光纖通信同電通信有所不同，光纖的設(shè)計獨特?zé)o比，在光纖中傳輸?shù)墓獠ɑ緵]有跑到光纖的外面，已被局限于光纖的纖芯與包層鄰近進(jìn)行傳輸。盡管在彎曲半徑十分小的地方，泄漏的可能性也非常微弱。所以泄漏到光纜之外的光基本上沒有，更況且中繼光纜與長途光纜通常均埋在地下，由此可知其保密性能相當(dāng)不錯。

三、電信光纖通信技術(shù)的發(fā)展與實際應(yīng)用

光纖技術(shù)的發(fā)展有賴于通信技術(shù)的不斷發(fā)展，在全新時代的背景下，人們對光纖通信需求將與日俱增中，下面簡要介紹四種光纖通信技術(shù)的應(yīng)用情況。

1.電信光纖到戶接入技術(shù)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水準(zhǔn)得到了大大的提高，網(wǎng)絡(luò)信息傳遞的高速化已成為每個人心目中所要追求的目標(biāo)，光纖到戶接入技術(shù)卻能使人們的這一種需求得到滿足，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)寬帶波長的不斷變化，也能允可同時使用多個用戶，使信息傳輸?shù)母咚倩玫搅藢崿F(xiàn)，讓多媒體技術(shù)與高速信息傳輸真正走進(jìn)人類社會的實際應(yīng)用當(dāng)中去。

2.波分復(fù)用技術(shù)

波分復(fù)用技術(shù)能夠按信道光波的頻率或不同波長，以光纖的廣播當(dāng)作信號載波，經(jīng)合波器進(jìn)行有效合并，通過一根光纖傳輸，采用分波器于接收端處把不同的光波加以分開，這樣可實現(xiàn)復(fù)用傳輸。在波分復(fù)用技術(shù)應(yīng)用的過程中，使光纖通信的大容量傳輸?shù)玫搅藢崿F(xiàn)，同時極大地節(jié)省了通信運作成本，使通信技術(shù)獲得了一個新的制高點，并且為運營商們提供了非常大的便利。

3.光聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)

波分復(fù)用技術(shù)主要是以點至點為基礎(chǔ)的通信，若在光路上也能讓交叉連接得到實現(xiàn)的話，就能夠產(chǎn)生光聯(lián)網(wǎng)。光聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展?jié)摿芍^前途一片光明，不但讓網(wǎng)絡(luò)得到了擴(kuò)展，而且使網(wǎng)絡(luò)透明性增加了不少，其必然將會成為全球電信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的核心項目。

4.全新一代光纖

隨著不斷增加的IP業(yè)務(wù)量，電信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)傳輸容量大的光纖就成了全新一代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的根本。傳統(tǒng)舊有的一模光纖在進(jìn)行超高速長距離傳輸時，已顯得有點乏力，全波光纖作為全新一代的研發(fā)已經(jīng)拉開序幕，同時也是電信通信業(yè)作為開發(fā)的核心目標(biāo)。

四、結(jié)束語

第3篇：光纖通信的定義范文

【關(guān)鍵詞】光線通信技術(shù) 車載電子通信 安全技術(shù)

車載電子通信技術(shù)的應(yīng)用時間不長，但是已經(jīng)在汽車、地鐵、火車等多種交通工具上進(jìn)行了推廣。車載電子通信技術(shù)的應(yīng)用可以極大加強通信的安全性，為駕駛員、乘客等提供更好的安全保障和行車環(huán)境。

1 車載電子通信系統(tǒng)定義

車載電子通信系統(tǒng)是在交通技術(shù)及傳感技術(shù)作為基礎(chǔ)構(gòu)成的，在實際應(yīng)用中主要通過無線通信形式完成。車輛中安裝車載電子通信系統(tǒng)能夠?qū)⒆岏{駛?cè)藛T在實際駕駛過程中進(jìn)行信息智能化及及時性傳遞。車載電子通信技術(shù)在實際應(yīng)用中能夠讓駕駛?cè)藛T對于路況上的實際情況全面了解，增加駕駛?cè)藛T在車輛駕駛中的安全性能。車載電子通信系統(tǒng)在實際應(yīng)用中需要信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境作為載體，駕駛?cè)藛T能夠在駕駛中將信息資源及時性共享，降低車輛安全事故。

車輛駕駛?cè)藛T在沒有應(yīng)用車載電子通信技術(shù)以前，在實際駕駛中具有較大的安全隱患，造成交通事故較多，對于整個城市交通安全都有著嚴(yán)重性影響。車載電子通信技術(shù)能夠在車輛駕駛過程中將通信要求進(jìn)行滿足，駕駛?cè)藛T在有通信要求時僅僅按一個按鍵就可以完成通信要求，增加了車輛駕駛中的安全性能。

2 車載電子通信安全的重要性

車載電子通信在實際應(yīng)用中必須具有良好的安全性能，在能夠保證駕駛?cè)藛T在實際駕駛中擁有高水平的數(shù)據(jù)安全要求，對于數(shù)據(jù)安全進(jìn)行保證?，F(xiàn)階段，我國車輛中的車載電子通信主要就是對于道路情況進(jìn)行監(jiān)控，駕駛?cè)藛T對于車輛駕駛周圍的情況全面了解，保證車輛在實際駕駛中能夠擁有良好的通信環(huán)境。車載電子通信想要將駕駛?cè)藛T對于通信要求全部滿足，就需要能夠?qū)?shù)據(jù)及時性傳輸并且能夠?qū)τ跀?shù)據(jù)信息較為精準(zhǔn)表現(xiàn)，傳輸中的數(shù)據(jù)傳輸中能夠?qū)τ谕饨绛h(huán)境中的干擾具有較強的抵抗能力，保證駕駛?cè)藛T在傳輸信息過程中不會保證信息內(nèi)容的泄漏。因此，車載電子通信在實際信息傳輸中需要對于信息內(nèi)容進(jìn)行加密處理，這樣在能夠保證駕駛?cè)藛T的傳輸?shù)男畔⒉蛔兇鄹?，增加的?shù)據(jù)的穩(wěn)定性。車載電子通信中對于信息內(nèi)容的完整性也有一定要求，安全技術(shù)對于車載電子通信信息的完整性進(jìn)行保障。

3 車載電子通信安全需求

車載電子通信想要在車輛內(nèi)廣泛使用，就需要保證駕駛?cè)藛T在通信中對于信息安全、安全性能的權(quán)威性、信息內(nèi)容完整性、便捷性進(jìn)行保證。車載電子通信在實際應(yīng)用中能夠?qū)τ谲囕v駕駛中的路況實際情況全天候及時性監(jiān)控，積極調(diào)整車輛駕駛狀況，滿足人們能夠在車輛駕駛中辦公的要求，這種就需要車載電子通信在實際應(yīng)用中能夠有較高的穩(wěn)定性能。車載電子通信在實際應(yīng)用中需要對于駕駛?cè)藛T的身份進(jìn)行驗證，防治駕駛?cè)藛T在信息傳遞中出現(xiàn)信息篡改的情況，車輛中的信息內(nèi)容也不會被第三方所侵入。車載電子通信在實際應(yīng)用中還需要具有一定的特殊性，例如車輛在駕駛中出現(xiàn)交通事故后，車載電子通信還能夠保證穩(wěn)定安全運行。車載電子通信在實際運行中通常都是通過數(shù)字形式傳輸，這就需要對于數(shù)字網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行安全性能保護(hù)，防治車輛中的信息被復(fù)制。

4 光纖通信技術(shù)

高速公路信息傳輸中最核心的技術(shù)就是光纖通信技術(shù)，對于高速公路信息中整個流程具有重要作用。光纖通信技術(shù)在實際應(yīng)用中需要涉及發(fā)的范圍廣泛，因此光線通信系統(tǒng)是一個十分繁瑣的系統(tǒng)，在實際運行中需要將多個模塊進(jìn)行協(xié)調(diào)性使用。現(xiàn)階段，光纖通信技術(shù)主要從通信系統(tǒng)使用的光纖及特種光纖兩個方面研究。光線通信技術(shù)在實際應(yīng)用中具有低消耗等優(yōu)勢，因此對于高速公路信息系統(tǒng)能夠帶來較為良好的經(jīng)濟(jì)利益。

5 光纖通信技術(shù)在車載電子通信安全技術(shù)措施

5.1 完善車載電子通信系統(tǒng)的安全機制，加大科技創(chuàng)新力度

光纖通信技術(shù)在車載電子通信安全技術(shù)中應(yīng)用中，需要對于傳統(tǒng)車載電子通信系統(tǒng)中的安全機制進(jìn)行完善，積極鼓勵科技的創(chuàng)新，讓光纖通信技術(shù)應(yīng)用中能夠擁有先進(jìn)科技上的支撐，保證車載電子通信安全技術(shù)能夠更加完善。對于車載電子通信安全技術(shù)應(yīng)該不斷完善，加大對于相對應(yīng)軟件研究上的研究強度。相關(guān)研究人員可以加大對于光纖通信技術(shù)在車載電子通信安全技術(shù)中專業(yè)性人員的培養(yǎng)，為研究人員提供更加優(yōu)良的社會福利待遇，保證研究人員在實際研究中能夠有良好的積極性，推動技術(shù)的創(chuàng)新。

5.2 做好車載電子通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)資料保密工作

車載電子通信系統(tǒng)在實際應(yīng)用中需要使用硬件及軟件上設(shè)備，保證駕駛?cè)藛T在車輛駕駛中能夠滿足無線通信上的要求。駕駛?cè)藛T可以通過車載電子通信系統(tǒng)對于路況實時性了解，完成車輛間的信息共享，降低交通事故發(fā)生的可能性。車載電子通信系統(tǒng)在實際應(yīng)用中，安全性能就尤為重要。安全技術(shù)能夠保證光纖通信視乎的車載電子通信可以將信息進(jìn)行安全有效性保密，對于車輛中的信息及時性披露。車輛中的光線通信技術(shù)的車載電子通信安全技術(shù)應(yīng)用中，駕駛?cè)藛T可以通過網(wǎng)絡(luò)環(huán)境對于車輛駕駛的信息進(jìn)行科學(xué)性管理，并且對于駕駛中產(chǎn)生的信息內(nèi)容進(jìn)行存儲，防治信息出現(xiàn)篡改的情況。

6 結(jié)論

光纖通信技術(shù)的車載電子通信在實際應(yīng)用中想要擁有良好的性能，就需要具有較為完善的安全技術(shù)，讓車載電子通信真正將其作用發(fā)揮出來，增加通信系統(tǒng)科學(xué)性管理。

參考文獻(xiàn)

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[4]王海洋，凡勇.基于光纖通信技術(shù)的車載電子通信安全技術(shù)設(shè)計與實現(xiàn)[J].信息網(wǎng)絡(luò)安全，2014（09）.

[5]孫楠楠. 基于光纖通信技術(shù)的車載電子通信安全技術(shù)分析[D].中北大學(xué)，2014.

第4篇：光纖通信的定義范文

關(guān)鍵詞:光纖通信技術(shù)優(yōu)勢接入技術(shù)

引言

近年來隨著傳輸技術(shù)和交換技術(shù)的不斷進(jìn)步，核心網(wǎng)已經(jīng)基本實現(xiàn)了光纖化、數(shù)字化和寬帶化。同時，隨著業(yè)務(wù)的迅速增長和多媒體業(yè)務(wù)的日益豐富，使得用戶住宅網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求也不只局限于原來的語音業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的需求已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢，現(xiàn)有的語音業(yè)務(wù)接入網(wǎng)越來越成為制約信息高速公路建設(shè)的瓶頸，成為發(fā)展寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的障礙。

一、光纖通信技術(shù)定義

光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ帕κ?。在光纖通信系統(tǒng)中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質(zhì)的光纖又比同軸電纜或?qū)Рü艿膿p耗低得多，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構(gòu)造的，它是電氣絕緣體，因而不需要擔(dān)心接地回路，光纖之間的中繞非常小，光波在光纖中傳輸，不會因為光信號泄漏而擔(dān)心傳輸?shù)男畔⒈蝗烁`聽，光纖的芯很細(xì)，由多芯組成光纜的直徑也很小，所以用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題。

二、光纖通信技術(shù)優(yōu)勢

2.1頻帶極寬，通信容量大

光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，光纖通信系統(tǒng)的于光源的調(diào)制特性、調(diào)制方式和光纖的色散特性。散波長窗口，單模光纖具有幾十GHz·km的寬帶。對于單波長光纖通信系統(tǒng)，由于終端設(shè)備的電子瓶頸效應(yīng)而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢。通常采用各種復(fù)雜技術(shù)來增加傳輸?shù)娜萘?，特別是現(xiàn)在的密集波分復(fù)用技術(shù)極大地增加了光纖的傳輸容量。采用密集波分復(fù)術(shù)可以擴(kuò)大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目前，單波長光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps，采用密集波分復(fù)術(shù)實現(xiàn)的多波長傳輸系統(tǒng)的傳輸速率已經(jīng)達(dá)到單波長傳輸系統(tǒng)的數(shù)百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的首選介質(zhì)。

2.2損耗低，中繼距離長目前，實用的光纖通信系統(tǒng)使用的光纖多為石英光纖，此類光纖損耗可低于0.20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都低，因此，由其組成的光纖通信系統(tǒng)的中繼距離也較其他介質(zhì)構(gòu)成的系統(tǒng)長得多。

如果將來采用非石英系統(tǒng)極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無中繼距離;對于一個長途傳輸線路，由于中繼站數(shù)目的減少，系統(tǒng)成本和復(fù)雜性可大大降低。目前，由石英光纖組成的光纖通信系統(tǒng)最大中繼距離可達(dá)200多km，由非石英系極低損耗光纖組成的通信系至數(shù)公里，這對于降低通信系統(tǒng)的成本、提高可靠性和穩(wěn)定性具有特別重要的意義。

2.3抗電磁干擾能力強我們知道光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯(lián)系的一個重要特性是光波導(dǎo)對電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設(shè)或與電力導(dǎo)體復(fù)合構(gòu)成復(fù)合光纜。它是一種非導(dǎo)電的介質(zhì)，交變電磁波在其中不會產(chǎn)生感生電動勢，即不會產(chǎn)生與信號無關(guān)的噪聲。這樣，就是把它平行鋪設(shè)到高壓電線和電氣鐵路附近，也不會受到電磁干擾。這一點對于強電領(lǐng)域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利。

2.4光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)光纖的芯徑很細(xì)，約為0.1mm，由多芯光纖組成光纜的直徑也很小，8芯光纜的橫截面直徑約為10mm，而標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜為47mm。這樣采用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題，節(jié)約了地下管道建設(shè)投資。此外，光纖的重量輕，柔韌性好，光纜的重量要比電纜輕得多，在飛機、宇宙飛船和人造衛(wèi)星上使用光纖通信可以減輕飛機、輪船、飛船的重量，顯得更有意義。還有，光纖柔軟可繞，容易成束，能得到直徑小的高密度光纜。

2.5保密性能好對通信系統(tǒng)的重要要求之一是保密性好。然而，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電通信方式很容易被人竊聽，只要在明線或電纜附近設(shè)置一個特別的接收裝置，就可以獲取明線或電纜中傳送的信息，更不用去說無線通信方式。光纖通信與電通信不同，由于光纖的特殊設(shè)計，光纖中傳送的光波被限制在光纖的纖芯和包層附近傳送，很少會跑到光纖之外。即使在彎曲半徑很小的位置，泄漏功率也是十分微弱的。并且成纜以后光纖在外面包有金屬做的防潮層和橡膠材料的護(hù)套，這些均是不透光的，因此，泄漏到光纜外的光幾乎沒有。更何況長途光纜和中繼光纜一般均埋于地下。所以光纖的保密性能好。此外，由于光纖中的光信號一般不會泄漏，因此電通信中常見的線路之間的串話現(xiàn)象也可忽略。

三、光纖接入技術(shù)

隨著通信業(yè)務(wù)量的不斷增加，業(yè)務(wù)種類也更加豐富，人們不僅需要語音業(yè)務(wù)，高速數(shù)據(jù)、高保真音樂、互動視頻等多媒體業(yè)務(wù)也已經(jīng)得到了更多用戶的青睞。光纖接入網(wǎng)可分為有源光網(wǎng)絡(luò)A(ON)和無源光網(wǎng)絡(luò)((PON。)采用SDH技術(shù)、ATM技術(shù)、以太網(wǎng)技術(shù)在光接入網(wǎng)系統(tǒng)中稱為有源光網(wǎng)絡(luò)。若光配線網(wǎng)(ODN全)部由無源器件組成，不包括任何有源節(jié)點，則這種光接入網(wǎng)就是無源光網(wǎng)絡(luò)。

現(xiàn)階段，無源光網(wǎng)絡(luò)P(ON)技術(shù)是實現(xiàn)FT－Tx的主流技術(shù)。典型的PON系統(tǒng)由局側(cè)OLT光(線路終端)、用戶側(cè)ONUO/NT(光網(wǎng)絡(luò)單元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配網(wǎng)絡(luò))組成。PON技術(shù)可節(jié)省主干光纖資源和網(wǎng)絡(luò)層次，在長距離傳輸條件夏可提供雙向高帶寬能力，接入業(yè)務(wù)種類豐富，運維成本大幅降低，適合于用戶區(qū)域較分散而每一區(qū)域內(nèi)用戶又相對集中的小面積密集用戶地區(qū)。

為實現(xiàn)信息傳輸?shù)母咚倩?，滿足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)，用戶接入部分更是關(guān)鍵，光纖接入網(wǎng)是高速信息流進(jìn)千家萬戶的關(guān)鍵技術(shù)。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達(dá)置的不同，有FTB、FTTC，F(xiàn)TTCab和FTTH等不同的應(yīng)用，統(tǒng)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。我國從2003年起，在“863”項目的推動下，開始了FTTH的應(yīng)用和推廣工作。迄今已經(jīng)在30多個城市建立了試驗網(wǎng)和試商用網(wǎng)，包括居民用戶、企業(yè)用戶、網(wǎng)吧等多種應(yīng)用類型，也包括運營商主導(dǎo)、駐地網(wǎng)運營商主導(dǎo)、企業(yè)主導(dǎo)、房地產(chǎn)開發(fā)商主導(dǎo)和政府主導(dǎo)等多種模式，發(fā)展勢頭良好。不少城市制定了FTTH的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，有的城市還制門了相應(yīng)的優(yōu)惠政策，這此都為FTTH在我國的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。

在FTTH應(yīng)用中，主要采用兩種技術(shù)，即點到點的P2P技術(shù)和點到多點的xPON技術(shù)，亦可稱為光纖有源接入技術(shù)和光纖無源接入技術(shù)。P2P技術(shù)主要采用通常所說的MC(媒介轉(zhuǎn)換器)實現(xiàn)用戶和局端的自接連接，它可以為用戶提供高帶寬的接入。目前，國內(nèi)的技術(shù)可以為用戶提供FE或GE的帶寬，對大中型企業(yè)用戶來說，是比較理想的接入方式。

第5篇：光纖通信的定義范文

【關(guān)鍵詞】變電站；通信光纖；誤碼故障；解決措施

引言

變電站光纖通信的數(shù)據(jù)傳輸一般情況下是通過數(shù)字傳輸系統(tǒng)來完成的，然后通過轉(zhuǎn)換系統(tǒng)把電信號轉(zhuǎn)換成光信號，進(jìn)而通過光纖線路進(jìn)行光信號傳輸。在變電站系統(tǒng)中，光纖通信由于承擔(dān)了光電系統(tǒng)的很大一部分業(yè)務(wù)，所以在其進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，一定要保證數(shù)據(jù)的可靠性和傳輸質(zhì)量。光纖通信過程中的一個重要的傳輸質(zhì)量指標(biāo)就是誤碼率，它直接關(guān)系到光纖信號傳輸?shù)木_程度。誤碼率主要是計量數(shù)據(jù)信號在的傳輸損害程度。一般情況下，如果數(shù)據(jù)信號受到影響，將會對整個通信業(yè)務(wù)造成嚴(yán)重的影響。變電站光纖通信誤碼故障主要會導(dǎo)致繼電保護(hù)和一些裝置的誤操作，還會引起圖像和聲音的錯誤，甚至?xí)?dǎo)致遠(yuǎn)程系統(tǒng)不能正常運行，所以，一旦出現(xiàn)誤碼故障，很難達(dá)到相應(yīng)通信系統(tǒng)的要求。通過對誤碼故障進(jìn)行日?？偨Y(jié)和分析，采取行之有效的方法進(jìn)行故障處理，提高整體工作效率，具有很重要的意義。

1誤碼性能分析

誤碼率是傳輸數(shù)據(jù)通信信號的重要質(zhì)量指標(biāo)，由誤碼的碼元數(shù)和傳輸碼元總數(shù)相比得到，誤碼一般和測試的時間長短有關(guān)系，也和傳輸碼的速度有很大的關(guān)系，此外，誤碼率一般進(jìn)行線性積累，誤碼率和中繼段程正相關(guān)。通常情況下，在信號進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中，數(shù)據(jù)信號電壓很容易產(chǎn)生衰變，從而導(dǎo)致信號破壞。此外，如果具有噪音、脈沖信號或者通信設(shè)備信號不穩(wěn)定等，都會導(dǎo)致誤碼產(chǎn)生。特殊的，對于光纜傳輸系統(tǒng)，由于信號傳輸過程設(shè)計到信號的檢測等相關(guān)問題，所以，誤碼的產(chǎn)生和噪聲干擾有很大的關(guān)系，會直接對信號的處理過程產(chǎn)生很大的影響。通常情況下，誤碼呈現(xiàn)隨機狀和零星狀，其主要是由熱噪聲和量子噪聲引起的。如果采取場效應(yīng)，能夠很好的降低熱效應(yīng)，所以，誤碼一般是由量子噪聲引起的。如果通信業(yè)務(wù)不同，誤碼帶來的后果就不一樣。在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的過程中，由于數(shù)據(jù)本身的嚴(yán)密性，所以一定要保證數(shù)據(jù)的精確性，不允許任何一個數(shù)據(jù)塊比特錯誤。誤碼引起的圖像錯誤一般包括以下兩種：①誤碼故障影響圖像的質(zhì)量，但是此時可以和電視處于同步狀態(tài)，從而導(dǎo)致其故障；②誤碼故障導(dǎo)致伴音出現(xiàn)錯誤，但是此時不能和電視處于同步狀態(tài)。

2變電站光纖通信誤碼故障

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，光纜逐漸普及開來，而通信系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)不斷加大，所涉及業(yè)務(wù)也不斷加大起來。目前，光纖通信系統(tǒng)主要由線路部分，連接設(shè)備，接口設(shè)備以及相應(yīng)的配線架和光纜構(gòu)成。但是由于導(dǎo)致誤碼故障的原因很多，所以，需要深入進(jìn)一步分析。光纖通信產(chǎn)生誤碼故障主要是由于電腐蝕或者外力破壞導(dǎo)致的。架空的光纜平時很難受到外力的影響，然而在管道的光纜卻很容易受到外力的干擾。相關(guān)部門在進(jìn)行施工的過程中，光纜運行一般會帶來很大的風(fēng)險。從另外一方面講，架空光纜很容易發(fā)生電腐蝕，電腐蝕一般分為兩種情況。第一種情況就是電腐蝕導(dǎo)致光纜的外面受到損壞，使其整體強度大大減少，從而滲透到光纖內(nèi)部，影響其承受相應(yīng)的應(yīng)力，如果受到的應(yīng)力過大，很容易出現(xiàn)損傷；另一方面，如果電腐蝕的持續(xù)時間相對來說比較長，不但會破壞光纜的表面，還會對其內(nèi)部的纖芯產(chǎn)生很大的影響，甚至導(dǎo)致光纖中斷。SDH設(shè)備產(chǎn)生誤碼主要是由于以下幾個原因：①光纖線路的長度不能滿足功率的要求，從而使得功率不穩(wěn)定，出現(xiàn)過強或過弱的情況，造成這種現(xiàn)象的原因很多，比如在光纖設(shè)備運行期間進(jìn)行線路改造等，另外一方面主要是由于光纖線路和相應(yīng)的光板設(shè)備不匹配等。②如果光板運行的時間相對來說比較長，很容易出現(xiàn)老化現(xiàn)象，從而導(dǎo)致功率不穩(wěn)定，導(dǎo)致信號接收失敗或者靈敏度降低。另外如果交叉板出現(xiàn)問題，很容易導(dǎo)致光電信號無法正常運行，從而很難進(jìn)行交叉?zhèn)鬏?。③如果一些設(shè)備的網(wǎng)管參數(shù)設(shè)置不合理，很容易業(yè)務(wù)的迂回路徑減少，另外，如果時間抽取設(shè)置不一致，很難進(jìn)行監(jiān)管。另外，如果設(shè)備的接地情況不好或者具有干擾源，散熱不好導(dǎo)致設(shè)備運行溫度過高，或者一些設(shè)備操作人員操作不當(dāng)，都會都會導(dǎo)致誤碼故障。所以，要選擇一定的誤碼監(jiān)控手段協(xié)助。一些接口設(shè)備也很容易導(dǎo)致誤碼故障，主要原因包括以下幾個方面：板件故障導(dǎo)致誤碼故障；網(wǎng)管參數(shù)如果設(shè)置不合理，也很容易導(dǎo)致故障，另外，一些設(shè)備人員不合理的操作過程，也很容易導(dǎo)致誤碼故障。一些光電連接器件發(fā)生誤碼故障的主要原因是由于：連接器件運行時間相對來說比較長，灰塵污染比較嚴(yán)重，從而使得光信號傳輸發(fā)生異?，F(xiàn)象，另外，如果一些器件老化比較嚴(yán)重，也會導(dǎo)致光信號傳輸異常。配線架線的質(zhì)量對光電連接器件也會產(chǎn)生很大的影響。另外，如果光纖的彎曲半徑相對來說比較小，從而導(dǎo)致其質(zhì)量不佳，也會產(chǎn)生相應(yīng)的誤碼故障。

3變電站光纖通信誤碼故障解決措施

變電站光通信系統(tǒng)按照調(diào)制方式的不同，一般可以分為兩種：①直接強度調(diào)制系統(tǒng)；②外差系統(tǒng)。前者主要是利用電信號對其進(jìn)行直接的調(diào)制，能夠直接進(jìn)行檢測。后者主要是發(fā)送端電信號對光信號進(jìn)行調(diào)制，通常的光纜線路維護(hù)主要進(jìn)行集中維護(hù)，建立起保護(hù)中心，并設(shè)立一定的設(shè)備值班人員，避免造成故障，另外要保證設(shè)備工作條件處于規(guī)定允許的范圍之內(nèi)，光纖不能進(jìn)行小角度的彎折，并且不能經(jīng)常打開。在進(jìn)行光接信號處理時，一定要注意相應(yīng)端面的清潔，避免端口對眼，還要禁止挪用一些專用設(shè)備，并在操作的時候，帶上防靜電裝置，并把設(shè)備進(jìn)行接地處理。相關(guān)工作人員要及時的對一些系統(tǒng)故障進(jìn)行相應(yīng)的處理，一旦出現(xiàn)故障警示現(xiàn)象，要利用相應(yīng)的系統(tǒng)及時進(jìn)行定位，并對故障原因進(jìn)行認(rèn)真分析，在最短的時間內(nèi)排除故障。由于盤一般采用大規(guī)模集成電路的形式，所以必須采取相應(yīng)的專用器件和儀表，并進(jìn)行換盤處理。在進(jìn)行換盤操作的過程中，一定要進(jìn)行防靜電裝置操作。對于光纖線路誤碼故障，其處理步驟一般包括以下幾種：①充分利用SDH設(shè)備的警示信息。由于線路的報警系統(tǒng)比較少，一般都是通過SDH設(shè)備的網(wǎng)管系統(tǒng)線路來進(jìn)行反映。所以要充分了解變電站光纖通信設(shè)備和其他一些設(shè)備的關(guān)系，對其相應(yīng)的節(jié)點位置、業(yè)務(wù)量以及流向進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計工作，并能夠?qū)缶畔⑦M(jìn)行初步判斷，提升自身經(jīng)驗。②初步判斷以后，要采取正確的手段對其進(jìn)行故障分析，了解各種測試手段，正確使用儀表。通常比較常用的儀表主要包括OTDR，它能夠很快的發(fā)現(xiàn)故障點，大大減少了時間。另外，在進(jìn)行故障分析操作時，要進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)備資料查詢，從而保證能夠及時發(fā)現(xiàn)問題并解決。另外，還可以設(shè)置一系列的誤碼檢測手段，并利用LCT系統(tǒng)進(jìn)行誤碼檢測評估，從而保證其運行質(zhì)量并進(jìn)行相應(yīng)的測試，了解實時的性能變化趨勢，做到防患于未然?，F(xiàn)在比較流行的技術(shù)中，主要是使用奇偶校檢的方式來判斷是否發(fā)生誤碼故障，但是對于SDH系統(tǒng)，只能進(jìn)行校檢卻不能進(jìn)行糾錯，對于一些比較離散的誤碼，由于具有其檢測率一般情況下比較大，所以檢測的準(zhǔn)確度相對來說比較高，但是如果出現(xiàn)大量誤碼，那么很多情況就不能進(jìn)行檢測。另外，還要注意相關(guān)線路板的誤碼報警，以便及時發(fā)現(xiàn)故障。如果設(shè)備接地比較差，很容易引起誤碼，所以，一般通過電阻的大小來判斷接地情況的好壞。如果接地不好，會導(dǎo)致滑碼的出現(xiàn)，從而使業(yè)務(wù)完全中斷。時間長了如果不能及時發(fā)現(xiàn)問題，會導(dǎo)致很多怪異現(xiàn)象。

4結(jié)語

本文主要講述了變電站光纖通信系統(tǒng)的誤碼故障及其解決措施，對其相應(yīng)的維護(hù)維修辦法進(jìn)行了總結(jié)。主要講述了誤碼的定義、相關(guān)性能參數(shù)，為誤碼故障分析提供了理論支持。隨著光纖通信系統(tǒng)的不斷壯大和擴(kuò)展，其誤碼故障來自很多方面，因此，要及時的對其進(jìn)行分析總結(jié)，不斷變換相應(yīng)的光纖模式來進(jìn)行維護(hù)和處理，運用全局的思維和觀點來考慮問題，并綜合運用各種測量工具和方法，并對故障原因進(jìn)行相應(yīng)的記錄和分析，并進(jìn)行規(guī)律總結(jié)，從而在一定程度上保證誤碼故障的可行性分析。

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第6篇：光纖通信的定義范文

[關(guān)鍵詞] 高速光纖通信 光纖傳輸 技術(shù)

1.前言

隨著光器件和LIC技術(shù)的不斷發(fā)展,有效地利用了光纖的1.3㎛與1.55㎛的低損耗、低色散特性,使565Mbit/s和相當(dāng)于565Mbit/s及其以下的光纖通信系統(tǒng)得到普及。1987年左右,1.7Gbit/s(美國)、1.6 Gbit/s(舊本)系統(tǒng)也投入實用。

超高速光纖通信的傳輸方式,除目前廣泛應(yīng)用的光強度調(diào)制――直接檢波(IM/DD)外,還提出了相干光通信、波分復(fù)用、光FDM(光頻分復(fù)用)及光孤子通信等。由于IM/DD光通信方式簡單,調(diào)制、解調(diào)比較容易,對器件要求比較低,所以在研究速率更高、距離更長的新通信方式的同時,仍在探討IM/DD的通信潛力。由于近幾年來超高速光器件和光電集成器件的研制成功,特別是EDFA(摻餌光纖放大器)的出現(xiàn),擴(kuò)大了IM/DD方式的傳輸能力,在傳輸速率和傳輸距離方面,年年取得新進(jìn)展。從目前發(fā)表的實驗數(shù)據(jù)看,傳輸速率可達(dá)到20 Gbit/s以上,傳輸距離超過1萬km(2.5 Gbit/s)。

2.高速光傳輸?shù)闹饕夹g(shù)問題

光纖通信的發(fā)展依賴于光纖通信技術(shù)的進(jìn)步。目前，高速長距離IM/DD光纖傳輸系統(tǒng)的基本構(gòu)成和低速率IM/DD光纖傳輸系統(tǒng)大致相同。光發(fā)送端主要由線路碼型變換器和光調(diào)制器組成,光接收端由光解調(diào)器和線路碼型反變換器組成。為了延長傳輸距離,線路 中途往往采用3R中繼器。在低速率IM/DD系統(tǒng)中,用一般的LD或LED光源就能完成光強度調(diào)制,用PIN或一般的APD完成光解調(diào)。

在Gbit/s級高速傳輸時,常用的光器件不再適用,要采用高速光發(fā)送器件和光接收器件及光外調(diào)制器。并且在發(fā)送和接收端以及光纖傳輸線路中,根據(jù)需要,應(yīng)用數(shù)量不同的EDFA(摻餌光纖放大器)。高速長距離光纖通信系統(tǒng)的主要技術(shù)課題是:(l)克服單模光纖波長色散的影響,這是保證脈沖波形不變形的必要條件;(2)發(fā)送信號高功率輸出;(3)提高接收靈敏度。具體地說,與以下幾項技術(shù)有關(guān)。

2.1光調(diào)制技術(shù)

光調(diào)制是產(chǎn)生光信號的手段,高速光信號產(chǎn)生方法有兩種,一是用載有信息的電信號直接調(diào)制單頻激光器DFB一LD的光強度,即直接強度調(diào)制的方法,一是載有信息的電信號在調(diào)制器中完成對激光調(diào)制的外部調(diào)制的方法。

LD直接強度調(diào)制是目前廣泛應(yīng)用的方法。由于激光的產(chǎn)生和調(diào)制過程在激光器中同時完成,所以方法簡單,設(shè)備成本低。但是,速率很高時,隨著載流子密度的變化會引起激光器內(nèi)部折射率的變化。結(jié)果光脈沖出現(xiàn)動態(tài)光源波長的波動。稱這種現(xiàn)象為啁啾。波動的大小,用參數(shù)評估,由(n/N)/( g/N)定義,n為折射率,N為載流子密度,g為增益。

在光外調(diào)制情況下,激光器產(chǎn)生穩(wěn)定的大功率激光,而外調(diào)制器以低啁啾將它進(jìn)行調(diào)制。目前,有兩種光調(diào)制器,一種是電子吸收型半導(dǎo)體光調(diào)制器,另一種是波導(dǎo)型鈮酸鋰(LINb3)調(diào)制器。前者,利用了In-G aAIAs一InAIAs超晶格中的量子斯塔克效應(yīng)(Starkeffeot)進(jìn)行光調(diào)制,這種光調(diào)制器,值約為1,可實現(xiàn)大約40GHz的高速調(diào)制。后者,利用了LINb3的電光效應(yīng)進(jìn)行光調(diào)制,常用擴(kuò)欽的Ti:LINb3調(diào)制器,性能更好,值約為0.25,調(diào)制帶寬在20GHz以下。

2.2光解調(diào)技術(shù)

光解調(diào)技術(shù)有直接解調(diào)和外差解調(diào)兩種。將光信號變成 電信號的直接檢波器件,常用APD和PIN 一PD。前者有倍增特性,接收靈敏度高,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且高速困難,主要是帶寬和噪聲的問題。為了能高速檢波,需要研究新型的APD,這要從減小節(jié)電容,降低雪崩上升時間,以及改進(jìn)結(jié)構(gòu)、材料方面入手。已有報道,采用超晶格薄膜結(jié)構(gòu),作出10 Gbit/s光通信用APD,能無中繼傳輸100km。

PIN結(jié)構(gòu)簡單,加寬頻帶容易,因無倍增作用,接收靈敏度低。最近幾年，由于光纖放大器的出現(xiàn),PIN 一PD和摻餌光纖放大器組合起來,而構(gòu)成有光前置放大器的直接檢波光接收回路,很適合高速解調(diào)。其中光纖放大器承擔(dān)了接收回路的部分功能,減輕了電子電路的負(fù)擔(dān),結(jié)果可高靈敏接收高速光信號,因此,這一方案受到普遍重視。不過,需要采用低噪聲光纖放大器,一般用0.98㎛泵浦EDFA為宜。

2.3 氣光放大與光直接中繼技術(shù)

以EDFA為代表的光放大技術(shù)的研制成功,不僅迅速地擴(kuò)大了 IM―DD通信方式的傳輸能力,而且對光發(fā)送器、光接收器以及光中繼器的高速化,具有強大的推動力。目前已完成許多數(shù)Gbit/s一100 Gbit/s、傳輸距離上萬km的傳輸實驗[12]。

光放大器包括半導(dǎo)體激光放大器(SLA)、非線性光纖放大器(如拉曼光纖放大器和布里淵光纖放大器)和摻稀土元素的光纖放大器(如l.55㎛EDFA,和1.3㎛PDFFA 一摻錯的氟化物光纖放大器)。SLA體積小、耗電量小、便于集成,而EDFA高效率、高增益、低噪聲、頻帶寬與偏振狀態(tài)無關(guān)、容易與傳輸光纖連接、連接損耗也小。其中 1.55㎛EDFA發(fā)展最快,目前市場上已有商品出售。不久將應(yīng)用于橫貫太平洋海底光纜通信系統(tǒng)TPC一5中。而1.3㎛PDF-FA和1.3㎛NDFFA(摻欽氟化物光纖放大器),對于現(xiàn)用的1.3㎛系統(tǒng)擴(kuò)容很有應(yīng)用價值。

采用EDFA 的光通信系統(tǒng)的再生中繼距離,在傳輸速率不太高時,由多個光中繼放大器的噪聲積累決定,霍傳輸速率高時,由光源的惆啾決定,如圖1所示。該圖表示在直接強度調(diào)制和外部調(diào)制的兩種色散限制情況下,再生中繼距離和傳輸速率的關(guān)系。

圖1 在有1R中繼器的光通信系統(tǒng)中

再生中繼距離和傳輸速率的關(guān)系

2.4光纖色散補償技術(shù)

單模光纖的波長色散會產(chǎn)生波形失真,為減少它的影響,常用單頻激光器和零色散位移單模光纖,并且使光源的中心波長與光纖的零色散波長一致。在低速率傳輸時,這種方法減小色散影響有效,但在高速率傳

輸時,因光源波長惆啾,經(jīng)光纖傳輸,光脈沖變形嚴(yán)重,就需要開發(fā)研制低值的激光器。即使這樣,色散影響也不能忽視?？朔馍⒂绊?目前,主要提出了三種色散補償方法:

（1）在光發(fā)送端對光源加預(yù)碉啾;

（2）在光接收器件前,插入與光纖傳輸線路色散特性相反的光均衡器件;

（3）使光纖傳輸線路總的色散值在工作波長上基本為零。

3.結(jié)語

第7篇：光纖通信的定義范文

關(guān)鍵詞：計算機網(wǎng)絡(luò)；有線通信；應(yīng)用

1計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡述

1.1定義

計算機網(wǎng)絡(luò)狹義上就是實現(xiàn)計算機訪問互聯(lián)網(wǎng)，完成資源共享、資源處理等相關(guān)工作等環(huán)節(jié)組織一起來的結(jié)構(gòu)。從廣義上看，就是計算機參與的能夠形成統(tǒng)一結(jié)構(gòu)的事物。對于計算機網(wǎng)絡(luò)而言，其核心就是通信協(xié)議，這是實現(xiàn)通信資源、資源子網(wǎng)以及網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)之間的信息傳遞的重要介質(zhì)。對于通信協(xié)議而言，實際上就是一種信息交換的規(guī)范，其通過統(tǒng)一化的形式來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息傳輸中的效率提升，從而以優(yōu)化和規(guī)范通信過程。

1.2基本功能和分類

從當(dāng)前的應(yīng)用情況來看，計算機網(wǎng)絡(luò)主要實現(xiàn)的功能業(yè)務(wù)涵蓋了資源共享、數(shù)據(jù)通信以及資源配置和收集管理，從而實現(xiàn)整體系統(tǒng)的有效組織和運行。對此當(dāng)前形成了形式各異，種類豐富的結(jié)構(gòu)體系。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劃分可分為星型結(jié)構(gòu)、總線型結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)、樹狀型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀型解耦股、混合型結(jié)構(gòu)以及蜂窩形結(jié)構(gòu)。而根據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸距離和網(wǎng)絡(luò)規(guī)?？煞譃榫钟蚓W(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等類別。而根據(jù)交換組網(wǎng)方式則可以分為線路交換網(wǎng)、報文交換網(wǎng)以及分組交換網(wǎng)。此外根據(jù)信息傳輸介質(zhì)可以分為無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)。好組合則是本文研究的類別。

2有線通信工程的在計算機網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用價值

2.1有效提高進(jìn)度、投資管理水平

有線通信工程中，合理采用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有助于實現(xiàn)對整體業(yè)務(wù)管控，并且能夠根據(jù)設(shè)定規(guī)定開啟管理工作，其不會受到空間的影響。此外由于網(wǎng)絡(luò)傳遞的時效性和精準(zhǔn)性，能夠推動業(yè)務(wù)開展中和需求投資人等能夠?qū)崿F(xiàn)頻繁的互動，以此能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的投資過程，實現(xiàn)投資水平的提升。此外也有助于管理人員在時效反饋中及時調(diào)整策略，以此推動項目質(zhì)量管控進(jìn)程?？偠灾?，在計算機網(wǎng)絡(luò)的支持下，有線通信工程質(zhì)量管理時效性和精準(zhǔn)性得到提升，由此優(yōu)化項目管控質(zhì)量水準(zhǔn)。

2.2統(tǒng)一化信息溝通平臺

計算機網(wǎng)絡(luò)的引入能夠在有線通信工程中搭建一個日臻完善的虛擬世界，這個世界的兩端都是實際上存在的人，而其中復(fù)雜的聯(lián)系的交織則是計算機網(wǎng)絡(luò)需要表達(dá)的事務(wù)，即為溝通。溝通是否順暢對項目工程開展代價大小有著直接影響，因此需要在這一世界中形成一定的平臺，通過平臺來實現(xiàn)統(tǒng)一信息交流，比如一些公用數(shù)據(jù)的分享等，以此減少管理工作的周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，降低溝通成本，實現(xiàn)項目工程的科學(xué)化管理。

3計算機網(wǎng)絡(luò)在有線通信工程中的應(yīng)用

3.1EPON以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)

EPON技術(shù)實際上是一種以光纖為傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，其主要由光路終端、光網(wǎng)絡(luò)單元及分路器等通過樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。在這一結(jié)構(gòu)中，光路終端在中心位置，執(zhí)行信息調(diào)配功能和數(shù)據(jù)流量監(jiān)管功能。當(dāng)前EPON主要由以太網(wǎng)和PON技術(shù)組成，這種設(shè)計能夠充分結(jié)合二者的優(yōu)勢，促進(jìn)成本控制和技術(shù)擴(kuò)展性能提升。對于該技術(shù)而言，在實際應(yīng)用中對應(yīng)著不同的布置方式，如將光路終端設(shè)置與室內(nèi)還是室外、大機房或是小機房等都需要根據(jù)實際情況進(jìn)行分析，從而以實現(xiàn)科學(xué)化設(shè)計，如圖1所示。

3.2波分復(fù)用技術(shù)

波分復(fù)用技術(shù)實際上就是在信息傳輸過程中，將各種信號采用不同波段的激光進(jìn)行調(diào)整，并通過正交化的方法實現(xiàn)同時傳輸，在解調(diào)階段采用逆向求解方法來實現(xiàn)問題的優(yōu)化管理，從而提升信息傳輸效率。類似的在通信系統(tǒng)中復(fù)用技術(shù)具有非常廣泛的應(yīng)用，比如實現(xiàn)時間復(fù)用，頻率復(fù)用以及用戶復(fù)用等，其目的都在于提升通信效率。當(dāng)前有線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱斯饫w網(wǎng)絡(luò)，這種復(fù)用實際上將需要同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流進(jìn)行不同波段的光調(diào)制，從而采用類似于無線傳輸中的方式來優(yōu)化。

3.3軟交換技術(shù)

軟交換技術(shù)是一種涉及通信網(wǎng)絡(luò)的底層硬件和上層操作系統(tǒng)之間的多形式同步通信技術(shù)，其能夠提升信息的時效性和精準(zhǔn)傳輸?shù)认嚓P(guān)性能，并為有線通信工程的運行提供可靠化的操作平臺。當(dāng)然在通信系統(tǒng)相比目前應(yīng)用的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比較而言，具有更高的擴(kuò)展性和開放共享性，并且能夠滿足有線通信工程高效率以及穩(wěn)定傳輸?shù)幕就ㄐ乓?。此外該技術(shù)具有很高的獨立性，能夠很好地對安全隱患的隔離，從而以提升整體執(zhí)行的安全性能。

3.4光纖通信傳輸技術(shù)

光纖通信傳輸技術(shù)是現(xiàn)階段在有線通信環(huán)節(jié)應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，其以光纖為介質(zhì)，將攜帶信息的電信號通過光電轉(zhuǎn)化期，轉(zhuǎn)變?yōu)榧す夤馐?，然后在接收端將光束轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效傳輸過程。實際上激光光束的光束大大提升信息的穩(wěn)定性，能夠避免由于設(shè)備帶來的擾動，此外容量大，能夠同時傳輸高容量信號，因此其對應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸性能夠極好，根據(jù)相關(guān)實踐統(tǒng)計可知，這種通信方式的數(shù)據(jù)傳輸速度超過傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率的15倍，因而具有非常顯著的應(yīng)用價值。對于光纖通信技術(shù)而言，其本身具備很好的傳輸性能，尤其是在數(shù)據(jù)容量效率、傳輸距離以及建設(shè)成本上代價小。鑒于其如此強大的優(yōu)勢，目前世界各國的國家主管網(wǎng)絡(luò)基本上都采用光纖通信技術(shù)，由此實現(xiàn)信息傳輸性能的顯著提升。當(dāng)然根據(jù)光纖通信技術(shù)在大量的應(yīng)用中可知，光纖通信技術(shù)的應(yīng)用不僅能使各類問題得到完美的解決，并且很好地提升了網(wǎng)絡(luò)通信的水平。

第8篇：光纖通信的定義范文

關(guān)鍵詞：光通信 光耦合 前置EDFA

中圖分類號：TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（c）-0060-02

傳統(tǒng)的光-電-光再生中繼器有許多缺點，首先，通信設(shè)備很復(fù)雜，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性不高。其次，傳輸容量受到一定的限制?？臻g光通信因其容量大、抗干擾能力強、保密性好等特點來越得到各國的重視，在多種通信平臺上得到應(yīng)用。然而在惡劣的天氣情況，會對無線光通信系統(tǒng)的傳播信號產(chǎn)生衰耗作用，光放大器的出現(xiàn)解決了光通信系統(tǒng)中的條件限制。本文將著重研究如何高容量高速率低噪聲低功耗的傳輸信號，并且使接收端容易接收信號。

1 光放大器的選擇

光放大器一共有3種，利用稀土摻雜的光纖放大器，利用半導(dǎo)體制作的半導(dǎo)體光放大器，利用光纖非線性效應(yīng)制作的非線性光纖放大器，表1是3種光放大器的各種特點。

通過上表的觀察我們可以發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體放大器SOA明顯不符合我們的要求，與光耦合很差，偏振大，噪聲大，而且穩(wěn)定性也不好。圖表中拉曼放大器和摻稀土放大器各項指標(biāo)基本相同，但是光纖拉曼放大器的泵浦要求高能量輸出（500 MW），拉曼散射增益具有偏振依賴性，而摻稀土放大器中的摻鉺放大（EDFA）解決了系統(tǒng)容量提高的最大的限制光損耗補償了光纖本身的損耗，使長距離傳輸成為可能，大大增加了功率預(yù)算的冗余，且工作頻帶正處于光纖損耗最低處（1525～1565 nm）；頻帶寬，可以對多路信號同時放大-波分復(fù)用；對數(shù)據(jù)率/格式透明，系統(tǒng)升級成本低；增益高（>40 dB）、輸出功率大（>30 dBm）、噪聲低（4～5 dB）；全光纖結(jié)構(gòu)，與光纖系統(tǒng)兼容；增益與信號偏振態(tài)無關(guān)，故穩(wěn)定性好；所需的泵浦功率低（數(shù)十毫瓦），而且EDFA其低噪聲的特點，也適合作為前置放大器，使其靈敏提高10～20 dB，使光信號與光纖耦合之前得到放大，并降低噪聲。

2 光放大器對靈敏度的影響

在OOK調(diào)制的數(shù)字光通信系統(tǒng)，靈敏度可用下式計算：

對于誤碼率為10-9，要求Q=6，對于誤碼率為10-7，要求Q=5.2。對于1.25Gbps的通信系統(tǒng)，若采用為0.5 nm的光濾波器，靈敏度就可以達(dá)到-46dB，而一般的APD接收機，靈敏度只能達(dá)到-38 dBm左右，光放大接收機靈敏度比APD接收機可提高8 dB。如再采用糾錯編碼，要求的Q值還可降低，靈敏度可達(dá)到-50 dBm。減小光濾波器的帶寬，靈敏度會提高，最佳的光濾波器帶寬B0為電濾波器帶。

3 空間光與光纖耦合分析

光纖分為單模光纖和多模光纖，由于擬建立的實驗平臺所采用的為單模光纖，所以僅僅考慮空間光與單模光纖之間的耦合問題，不考慮多模光纖。由于單模光纖的纖芯直徑很小，光纖只傳輸與光纖軸方向一致的光線通過，光波在光纖中傳播要遵從麥克斯韋方程組，還要滿足光纖的邊界條件。因此根據(jù)波動方程、麥克斯韋方程組、邊界條件可以推導(dǎo)出定義為歸一化截止頻率的表達(dá)其中r為光纖的纖芯半徑；λ為光纖的工作波長；n1為光纖纖芯的折射率，n2為包層的折射率；k0為真空中的波數(shù)；Δ為光纖的相對折射率差。從式（2）中可以看出，對于給定光纖，存在一個臨界波長λc，當(dāng)λλc時，是單模傳輸，這個臨界波長λc成為截止波長。由此可得：

空間光經(jīng)過接收光學(xué)系統(tǒng)的匯聚后，在后焦面上形成艾里斑衍射圖樣，耦合的基本原理就是艾里斑模場與單模光纖模場之間的模式匹配。

耦合效率定義為耦合進(jìn)單模光纖中的光功率Pc與聚焦平面上接收的光功率Pa之比：

根據(jù)Parseval定理，可得入射光瞳面上η為：

其中Ei為入瞳面入射光場，因為單模光纖模場可以近似為高斯分布，所以不Ef為單模光纖模場反向傳輸?shù)饺肷涔馔鏁r的模場分布仍然具有高斯形式：

耦合效率與β的關(guān)系是，當(dāng)β=1.1209時，式（9）取得極大值，得最大耦合效率ηmax=81.45%，耦合損耗約0.9dB，這是平面光波到單模光纖耦合所能得到的最大耦合效率，考慮光纖端面的菲涅耳反射損耗（3.66%），則最大耦合效率為77.79%。

4 實驗及結(jié)果分析

按照搭建完系統(tǒng)，還得進(jìn)一步精確它的位置，由于試驗所需要的是1550 nm波段的光是不可見光，所以需要先用800 nm可見紅激光源入射光學(xué)組件，進(jìn)行粗調(diào)，安排好各光學(xué)組件之間的位置。然后換用1550波段的激光，進(jìn)行精確調(diào)整，當(dāng)有光信號進(jìn)入光纖后，用光功率計測量耦合前的功率W1，再關(guān)掉激光，從光電轉(zhuǎn)換器處獲得耦合入光纖的背景光強W2。然后運用計算機進(jìn)行光柵掃描，然后再進(jìn)行跟蹤，找到其中的最大值，并計算出耦合效率。再次進(jìn)行一次光柵掃描，得到的耦合效率值對應(yīng)光纖發(fā)生橫向偏移時的值。當(dāng)用單模光纖進(jìn)行實驗時，實驗獲得的最大耦合效率值為61.3%。

5 結(jié)語

本文介紹一種基于前置光放大器的空間光接收的設(shè)計方案，對空間光耦合到單模光纖的耦合率進(jìn)行了分析，激光通信技術(shù)具有保密性好，組網(wǎng)方便，通信容量大，小巧輕便，功耗低等一系列優(yōu)點，所以如何能夠更好的提高光與光纖的耦合率，在未來的光纖通信中顯得更加的重要，也是當(dāng)今光纖通信的發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn)

[1] 高皓.空間光到光纖的耦合及在光前置放大系統(tǒng)中的應(yīng)用[D].電子科技大學(xué)，2007.

第9篇：光纖通信的定義范文

關(guān)鍵詞: 《光纖通信》多媒體教學(xué)教學(xué)研究

一、引言

目前,隨著信息技術(shù)和現(xiàn)代教育技術(shù)的進(jìn)步,以多媒體技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的信息化技術(shù)正極大地改變著我們的思維方式與教學(xué)方式,促使教育越來越走向網(wǎng)絡(luò)化、國際化和個性化。與傳統(tǒng)的教學(xué)相比,多媒體信息具有圖、文、聲并茂及動畫效果的特點,將其引入教學(xué)過程,作為輔助教學(xué)手段,可使抽象的內(nèi)容形象化,彌補傳統(tǒng)教學(xué)方式在直觀性、立體感及動態(tài)效果方面的不足,能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;同時還能增大課堂教學(xué)容量,提高教學(xué)質(zhì)量。其中,Flash在多媒體教學(xué)課件的制作中扮演著重要的角色。與其它軟件相比,用Flash制作動畫,效果多樣,形象逼真,圖像可任意放大或縮小,不易失真,圖像和聲音配合緊密[1]。

《光纖通信》是我校工程學(xué)院電子系電子信息工程、通信工程專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)選修課,總學(xué)時為32學(xué)時,26學(xué)時課堂理論教學(xué),6學(xué)時實驗教學(xué)。主要講授光纖通信基本概念;幾何光學(xué)方法和波動理論分析光纖的傳輸原理;光纖色散、光纖損耗及光纖非線性光學(xué)效應(yīng);通信用的光器件;光發(fā)射機、光接收機;數(shù)字光纖通信系統(tǒng);光纖通信新技術(shù)(光纖放大器、光波分復(fù)用)。筆者結(jié)合《光纖通信》Flash多媒體課件,介紹在教學(xué)過程中的一些體會。

二、利用多媒體課件增大教學(xué)信息量

多媒體課件的載體,除文字外,還有聲音、圖像與圖形、動畫與視頻等多種媒體。在課件的制作中充分運用這些媒體,可有效彌補傳統(tǒng)教學(xué)方式中的信息量不足、內(nèi)容陳舊、手段落后等缺陷。例如,本課程第一章在介紹光纖發(fā)展史的時候,我們充分利用美國康寧公司網(wǎng)站[2]等網(wǎng)上資源制作flash課件,使以往教學(xué)過程中枯燥無味的光纖發(fā)展史生動清晰地展示在學(xué)生面前,極大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)光纖通信技術(shù)的興趣。圖1展示了本課件中介紹光纖發(fā)展史的一頁,該頁來自美國康寧公司網(wǎng)站。又如,在第二章介紹光纖的結(jié)構(gòu)之前,給學(xué)生展示光纖的照片,讓學(xué)生對光纖有一個感性認(rèn)識。圖2就是課件中的光纖照片。

圖1光纖的發(fā)展史

圖2光纖的照片

三、發(fā)揮多媒體的視聽優(yōu)勢提高教學(xué)效果

教育心理學(xué)研究表明:在人獲取的外界信息中,83%來自視覺,11%來自聽覺,35%來自嗅覺,1.5%來自觸覺,1%來自味覺[3]。顯然,視覺、聽覺是獲取信息最可取的方法。因此在課件的設(shè)計中,教師發(fā)揮多媒體的視覺優(yōu)勢,通過動靜的配合、色彩的和諧調(diào)配、突出概念的特征等方法,可使枯燥的內(nèi)容變得生動、活潑、吸引學(xué)生的注意力,從而提高教學(xué)效果。

例如,光源發(fā)光機理中能級躍遷這一小節(jié)有自發(fā)輻射、受激輻射和光吸收這三個概念。處于低能級E1上的粒子,在一個能量為hv=E2-E1的外來光子作用下,粒子吸收外來光子的能量,從低能級E1躍遷到高能級E2,這個過程稱為光吸收。處于激發(fā)態(tài)的粒子是不穩(wěn)定的,在沒有外界刺激的條件下,也會自發(fā)的從高能級E2躍遷到低能級E1,同時發(fā)射出一個能量為hv=E2-E1的光子,這個過程稱為自發(fā)輻射。處于高能級E2上的粒子,在一個能量為hv=E2-E1的外來光子刺激下,粒子吸收外來光子的能量,從高能級E2躍遷到低能級E1,同時輻射出一個能量為hv=E2-E1的光子,這個過程是在外界條件刺激下產(chǎn)生的,因而稱為受激輻射。這三個概念分別定義了光與物質(zhì)相互作用的三個過程,是光源發(fā)光的物理基礎(chǔ)。用傳統(tǒng)的方法來講授這些內(nèi)容時,學(xué)生可能只得到抽象的概念,如果將這三個過程做成多媒體動畫,在課堂上演示,則既能讓學(xué)生易于理解,又能減輕教師講授的難度,可謂一舉兩得。圖3是其中“受激輻射”動畫演示過程的截圖。

APD雪崩光電二極管的雪崩現(xiàn)象是一個教學(xué)重點。雪崩現(xiàn)象可以這樣給學(xué)生解釋:當(dāng)PN結(jié)上加較高的反向電壓時,耗盡層電壓很強,其中的載流子得到加速,獲得很大的動能。它們與半導(dǎo)體晶格碰撞,將束縛在價帶中的電子激發(fā)到導(dǎo)帶,這樣就產(chǎn)生了新的電子-空穴對,這種現(xiàn)象叫碰撞電離。碰撞電離的反復(fù)循環(huán)使得耗盡層中的載流子數(shù)急劇增加,電流也增大,這就是雪崩現(xiàn)象。如果這樣平鋪直述地講給學(xué)生聽,恐怕大多數(shù)學(xué)生無法理解雪崩現(xiàn)象。其主要原因有兩個,其一,雪崩光電二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,各個部分的功能和作用不易掌握;其二,碰撞電離這個物理概念不易理解。我們采用Flas的形式,將整個雪崩現(xiàn)象的過程在課堂上演示,使雪崩光電二極管的結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)內(nèi)部電場強度分布狀況,以及碰撞電離的過程等知識點易于被學(xué)生理解和掌握。

四、多媒體課件設(shè)計與應(yīng)用中注意的問題

多媒體課件作為教學(xué)輔助手段引入課堂教學(xué),使教學(xué)模式、內(nèi)容和形式、課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)以至教育思想和觀念都發(fā)生了重大的變化。但如若設(shè)計、使用不合理,就不能收到預(yù)期的效果,甚至有可能適得其反。因此,多媒體課件的設(shè)計和應(yīng)用時應(yīng)注意以下幾個問題。

1.多媒體課件要緊扣教學(xué)大綱。課件制作的目的主要用于教學(xué)。因此,課件的設(shè)計應(yīng)該緊扣教學(xué)大綱,選題恰當(dāng),做到突出重點、分散難點、深入淺出,使學(xué)生易于接受。我們的選題基本是按照目前運用的電子信息工程和通信工程專業(yè)光纖通信教學(xué)大綱進(jìn)行的,主要包括光纖結(jié)構(gòu)和特性,光源和光發(fā)射機,光檢測器和光接收機,以及光纖通信系統(tǒng)及新技術(shù)等幾個部分。因此,在制作課件前要找出每一部分的重點,進(jìn)行解析,針對學(xué)生的實際情況,把難點進(jìn)行分散,啟發(fā)學(xué)生積極思維,使學(xué)生易于理解。

2.多媒體課件設(shè)計要科學(xué)規(guī)范。首先應(yīng)該內(nèi)容正確,術(shù)語標(biāo)準(zhǔn),概念清楚。語言文字運用要簡潔、規(guī)范。對問題的闡述,應(yīng)該準(zhǔn)確,邏輯嚴(yán)謹(jǐn),具有科學(xué)性。

3.多媒體課件的版面設(shè)計要簡潔大方[4]。表現(xiàn)形式在突出主要特征的前提下,要富有特色,力求避免使用過于新奇的背景或陪襯轉(zhuǎn)移學(xué)生的注意力,導(dǎo)致喧賓奪主。

4.課件的界面持續(xù)與轉(zhuǎn)換時間要適當(dāng)。課件的設(shè)計與應(yīng)用,基本上代替了板書,要使學(xué)生在課堂上邊看、邊聽、邊記,就要求課件的界面持續(xù)與轉(zhuǎn)換時間要適當(dāng)。倘若節(jié)奏太快,會導(dǎo)致學(xué)生的思路跟不上、不連續(xù),久而久之,則會挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,影響教學(xué)效果。

五、結(jié)語

《光纖通信》多媒體課件已經(jīng)應(yīng)用于教學(xué)實踐中,取得了較好的教學(xué)效果。我們認(rèn)為,注重課件制作期腳本內(nèi)容的選材,設(shè)計思想與學(xué)習(xí)心理相結(jié)合,界面與動畫的構(gòu)思創(chuàng)意與認(rèn)知規(guī)律相結(jié)合,方可使課件的內(nèi)容與形式達(dá)到完善的結(jié)合。應(yīng)用課件需注意根據(jù)課堂環(huán)境,因地制宜地發(fā)揮其作用。

參考文獻(xiàn):

[1]畢靖,張琨,成曉靜.Flash CS3中文版從入門到精通[M].北京:電子工業(yè)出版社,2008.

[2]省略/index.aspx.