光通信论文范文

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光通信技术中最有发展前景的当属光纤通信技术了，在最近几十年来发展最好最快的也是光纤通信技术。光纤通信技术的发展经历了三代，从工作波长为0.85μm的多模光纤通信逐渐发展为工作波长为1.3μm的单模光纤通信，并在此基础上发展到工作波长为1.55μm的光纤通信系统，这些年的进步很好的解决了光通信系统的色散问题。不仅如此在这些年光源也放上的很大的变化，发生了从发光二极管到半导体激光器的变化。半导体激光器的出现大大的提高了传输信息的效率，而且半导体激光器与二级发光体比较具有更高的功率和更长的使用寿命。光纤和光源的发展大大的缓解了信息衰减和色散的问题，加大了光纤的通信容量，提高了光纤通信的效率。另外在光网络协议方面也有了很大的发展。目前的技术种为了方便用户使用图像、数据、语音等业务，目前的重点是宽带接入网建设。宽带接入包括光纤、无线、同轴电缆和xDSL这几种方式，这些主要是基于分组交换方式的接入，其中以光纤接入为主。光纤接入分为有源方式接入和无源方式接入两种，即利用SDH或PDH为传输通道和无源光网络方式，光纤的非线性问题随着光纤放大器的广泛应用而逐渐显现出来。光纤的非线性主要指四波混频效应、自相位调制效应、交叉相位调制效应、受激喇曼效应、受激布里渊效应等。其中一些效应会使得系统的技术指标恶化，使得信号脉冲展宽、波型畸变、信号之间串扰。通过合理的使用某些非线性效应，我们可以研制出新型的光器件。

光通信技术的发展前景

1光纤通信技术的发展前景

为了更好的建设下一代网络就必须得构建一个拥有巨大传输容量的光纤基础设施，而由于光缆高达20年的寿命以及过高的造价，光纤基础设施的设计和构建必须具有前瞻性，应该结合设备和系统技术的发展趋势来设计。同时由于下一代电信网对容量的高要求以及频率的高宽度，这一代的光纤性能已经无法满足需求，必将被淘汰，那么开发新一代的光纤将势在必行。在G.652.A光纤的基础上进行改进并取得一定成果的G.652C/D光纤很好的解决了色散斜率的问题，减低系统成本，而且能实现更长距离和更大容量的传输。基于这些原因，具有更长使用寿命的新一代光纤必将得到更好的发展。

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不同像差单独作用时

先来考查倾斜、离焦、彗差及像散这4种像差对系统可靠性的影响。把表1的数据代入（13）式，并对倾斜、离焦、彗差及像散的像差进行归一化处理，即令W1x，W20，W31，W22分别除以λ，以此作为自变量，依次把（9）～（12）式代入（13）式进行运算，并对所得误码率进行以10为底的对数变换，得到图1和表2所示的像差与误码率关系。

图1横坐标表示归一化的像差系数，纵坐标是取对数后的误码率。从图看到，对于星间相干光通信接收系统其可靠性容易受各种像差的影响。从图1两坐标轴的起点和表2第1列数据可以看到，在表1设定的参数下，在没有像差的影响的情况下，系统最小误码率接近10－8；当有像差时，从图中4条曲线并比较表格第2～5行的数据，可以看到，接收系统的误码率随着像差的增加而递增，其中倾斜像差对接收系统误码率的影响最大，离焦和彗差相当，而像散的影响最小。若以εBER≤10－6为标准，系统能承受的最大倾斜像差W1x仅为0．2λ，最大离焦W20及彗差W31大约为0．32λ，最大像散W22不超过0．41λ。可能的原因是：系统一旦有倾斜像差，信号光束将完全偏离焦点，它与本振光束所形成的有效混频区域锐减，从而混频效率急降，使误码率快速攀升。离焦像差将使信号光束的聚焦光斑沿光轴在焦点前后变动，从而改变焦点处的光斑质量，影响它与本振光斑在焦点处的混频效果，使误码率上升；与倾斜像差导致的混频面积减少相比，这种信号光束聚焦特性的劣变是温和的，所以离焦像差对系统可靠性的影响比倾斜像差小。另外，考虑到接收光学系统已经进行过高阶像差的优化设计，且采取了抗扰动措施，所以彗差与像散的影响将更小，这也从侧面说明优化设计后的系统无需考虑更高阶像差的影响。

像差间的相互校正

根据文献［7］，倾斜像差与彗差之间、离焦与像散之间具有部分校正效应，接下来将进行比较分析。此时把（11）式改写成（14）式，而（12）式改写成（15）式。把（14），（15）式分别代入（13）式，并采用归一化像差系数，令W31／λ和W22／λ分别取：0．00，0．25，0．50，0．75，1．00，得到图2，3和表3，4所示结果。

图2表示倾斜像差与彗差之间的校正效果。以εBER≤10－6为标准，当倾斜像差W1x／λ＝0，从纵坐标轴上看，彗差W31／λ＝0．50时，系统的误码率接近10－4，已超出标准2个数量级；当W31／λ＝1．00时，误码率更是接近10－2。所以，若对彗差不进行校正，随着其数值的增大，误码率呈指数增长。但是，从图2也可看到，对于归一化的彗差W31／λ，可以通过调整归一化的倾斜像差W1x／λ来部分校正，从而降低系统误码率，提升系统可靠性。譬如，同样是W31／λ＝0．50，但只要调整W1x，使W1x／λ大致在－0．34～－0．24之间，则可以维持误码率εBER≤10－6。不仅如此，从图2来看，即便W31／λ＝1．00，只要W1x／λ大致在－0．44～－0．66之间，误码率依然可以小于等于10－6，而此时若不进行校正，误码率已接近10－2。因此，当W31／λ≤1．00时，为了保证系统误码率εBER≤10－6，通过调整W1x，倾斜像差与彗差之间能实现部分相互校正。

表3给出了通过调整倾斜来校正彗差而提升系统误码性能的效果。观察第4～7行，单独看每行时，发现随着归一化倾斜像差系数－W1x／λ绝对值的递增，误码率会经历变小、稳定、再变大的过程，这正是倾斜对彗差校正的体现，且对于不同取值的彗差，有相应的最佳倾斜调整参数，譬如当W31／λ＝0．25时，令－W1x／λ＝0．16，系统误码率由补偿前的10－6．7降低至最小值10－7．7，系统误码性能提升一个数量级；而比较第4、5、6、7行的数据，可以看到，随着彗差的增大，倾斜对其校正效果越来越弱。

回顾（8）与（14）式，可以发现，彗差W31ρ3cosθ（其中W31＝W131H）与x方向性的倾斜W1xρcosθ具有相似性。对于相同的θ，若令ρ取1，则彗差由W31决定，而倾斜由W1x决定，因此，只要两者取值相反，便能相互抵消，从而提高混频效率，降低误码率。对于W1yρcosθ有相同的结论。

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二、“光纤通信”课程理论教学方法与实践

1.理论教学过程中的理论分析应从简单递进难度。例如，我们在教学实践过程中学习光纤中的光传输理论时，先讨论学生较熟悉的几何光学法的全反射传输理论，再分析光在光纤中遵循的电磁理论，提出麦克斯韦方程组，并进行严格推导和详细讨论。

2.教学中应适当展开课堂讨论。对于一些较简单并有一定重复性的内容，可以采取课堂讨论的教学模式。由于，光纤制造和光缆制作工艺相对简单易懂，制造过程和方法有很多种。因此，对以上内容进行课堂讨论形式教学。预先把学生分成几组，每组选择2~3个题目，之后收集资料、制作PPT、充分备课。课堂上每组选出1~2个学生，上讲台利用15~25分钟的时间对特定题目进行讲解，讲完后其他成员可以提问，相互讨论。通过以上教学环节，本是一些繁杂的内容从不同讲解者的不同风格再现出来，课堂气氛积极活跃，讲授内容丰富多彩。同时讲解者完成了选题目、制作PPT及备课讲课等全过程，这对即将毕业的学生是一个展现自己、锻炼自己的好机会。

3.教学过程中适当展示实际器件或相关案例。光纤通信是一门要求理论与实践相结合的课程。除了规定的实验课外，在理论教学过程中应该注意理论与实际相结合。在理论教学过程中，涉及一些实际光学元件和设备时，比如，连接器、耦合器、光纤光栅和激光器等，课堂上尽量展示实物及说明书，并说明其在通信网络中的具置和作用。不仅可以活跃课堂气氛，还可以巩固教学内容，留下深刻印象。比如，设计光纤分类和工艺等内容时，我们尽量引入许多国内外的著名企业并展示其相关光纤产品。我国已拥有长飞、亨通、烽火、富通、中天、永鼎、通光、汇源等光缆企业及特发、成康、北康、侯马、富春江、天虹、宏安、华伦、华达、华新、港龙、通鼎、西古、法尔胜等一大批骨干企业。2006年，国内市场光缆总量达2000万芯公里，出口光缆470万芯公里，总产销2470万芯公里以上。2000~2012年，我国光纤需求量增加了整整24倍，年增长率达30%。2006年中国光纤需求量仅占全球的25%左右，至2012年，这一市场份额已超过了50%。光缆总体技术水平已达国际先进水平，主要企业的主要产品指标领先国际先进水平，产品种类规格基本齐全（海底越洋光缆尚差）［5］。

4.概念与其背景相联系。每一学科与每一门课程都具有相应的概念和理论。其中一些现象的发现、一些概念的提出有其历史背景和条件。在光通信，特别是光孤子通信属于这一类，孤子这个名词首先是在流体力学中提出的，其概念可以追溯到1844年英国工程师SocttRussel在《波动论》中记录的一段于1834年8月在爱丁堡一戈拉斯高运河上的一次经历。讲授该内容时，我们抓住其独特的历史，回顾一下当年的发现，活跃课堂气氛，形象准确地理解概念。

5.理论分析与科研成果相联系。在教学实践中应用科技论文，可以使学生对教学内容掌握得更好，同时对科技论文的查阅、内容格式和写作等进一步了解，对以后毕业论文，乃至科研工作有一定的引导作用。对科技论文的选取要注意以下几点：文章的主题符合课程相关内容；科技论文的难度要适当；科技论文作者及其单位在行业有一定的影响力；最后，科技论文内容为该领域研究热点［2］。比如，讲授完光纤结构、制造工艺和传输理论之后，组织学生学进延（烽火通信科技有限公司）的《S-C-L三波段传输新型单模光纤的设计和研究》和专利《一种新型低色散光纤》［3］。通过分析科技论文巩固所学知识，进一步理解提出问题、解决问题，并把成果撰写成科技论文或申请专利的整体过程，提升学生的科学素养，培养学生综合能力。

6.实验、课程设计和仿真模拟。在实践教学环节，我们针对性地开设了12个典型实验。除此之外，结合理论与实践，设置了计算机仿真的课程设计内容。仿真是利用模型复现实际系统中发生的本质过程，并通过对系统模型的实验研究存在的或设计中的系统［6］。很多情况下，因受到实验条件限制，光纤通信中经实际操作，用实验结果证实和分析的内容有限。此时，我们可以学习和利用仿真技术，主要是利用一些光纤通信领域功能较强的模拟软件设计光纤通信器件和光纤通信系统。对光纤通信网络的模拟，参数调整和结果分析加深对实际通信网络的了解，分析其存在的问题，提出解决方案。

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2光纤通信技术发展特点

2.1扩大了单一波长传输的容量

当今社会仅单一波长传输的容量就高达40Gbit/s，并且相关部门在这个基础上已经开始研究160Gbit/s的传输技术。在研究40Gbit/s以上的传输技术时，应该对光纤的PMD做出具体的要求。2002年，美国优先在LTU-TSG15会议中提出了将新的光纤类别引入40Gbit/s系统的倡议。并且认为在PMD传输中一些问题有待探讨。我们坚信在不久的将来，举世瞩目的专门的40Gbit/s的光纤类型将会出现。

2.2超长距离的传输

在传输网络的骨干中，理想的传输形式莫过于无中继的传输。迄今为止，一部分公司正在采用的技术是色散齐理，它能够实现：最短2000千米至最长5000千米的无电中继类型的传输。另一部分公司正在不断改进，提升完善光纤指标，应用拉曼光，放大光传输距离的延长。

2.3适应DWDM运用

普遍应用的是32×DWDM系统，64×和32×10Gbit/s的系统正在研发中，已经取得了不小的进展。DWDM技术得到了广泛的应用，各研究机构必须加强光纤非线性标准的严格控制。最新推出的ITU-T技术很好地针对光纤制定了测试方法标准，完成了非线性属性的标准。明确非线性的测试指标，提出有效面积的相应指标，尤其要完善光纤的非线性的特性。

3光纤通信发展现状

3.1普通光纤发展现状

我们最常见的光纤就是普通光纤。光通信技术的进步，系统逐步发展，单一波长信息容量和光中继距离的加大G652光纤的性能产生了进一步提升的可能，表现在不同的区域，一种符合ITUTG654规定截止波长的单模光纤，还有符合G653规定的单模光纤，做出了发展性完善。

3.2核心网发展现状

我国的几大干线已经全面地采用了光缆，多模的光纤遭到合理淘汰，全面实施单模光纤。常用的有G652和G655两种光纤。G653在我国初步使用后，今后不会继续发展。G654也因为不能实现该种通信方式系统容量的大幅度增加，因此从来没有使用到我国陆地光缆中。干线光缆主要在室外，多数使用分立光纤，这些光缆中的旧式结构已经停用。

3.3接入网光缆发展现状

接入网的光缆具有分支多、距离短、分差频繁等特点，通常通过增多光纤芯数的方法来增加网容量。由于市内管道的管道内径一定，结合光纤的芯数增多和集装密度的增大减轻光缆重量，缩小光缆直径十分重要。接入网通常采用的是G652单模光纤或者是G652C低水峰的单模光纤。后者在我国只有少量投入使用。

3.4室内光缆发展现状

室内光缆通常需要能够满足不同的要求，具备多种功能。比如说数据、话音以及视频信号的传送，还可能在遥控和传感器中得到应用。IEC的电缆分类中，指出了室内光缆。它至少要包括两大部分，即局内光缆与综合布线。综合布线的光缆一般布放在室内的用户端，主要用途就是供用户使用，因此必须要全面考虑到它的易损性。局用光缆主要布放在中心局以及其他各类电信机房内，布放的位置相对固定。

3.5通信光缆在电力线路内

光纤只是一种介电质，光缆却可以是一种全介质，而且是完全无金属的。这种全介质的光缆将会成为电力系统中最理想的线路。在电线杆的敷设中普遍应用两种全介质光缆的两种主要结构：一种是用于架空地线的缠绕式的结构，另一种是全介质自承式的结构。因为全介质自承式的结构可以单独地布放，适应范围广，在我国当下的电力系统改造过程中得到了广泛实施。国内已经生成许多种类达到市场要求的ADSS光缆，但是在其产品的结构和性能等方面还需要更进一步的完善。

4光纤通信的主要应用形式

在光纤通信的各种应用形式中，最普遍最常见的就是电子公文。当代社会的信息化逐渐发达，网络用户需求不断上涨，无纸化办公成为一种时尚。这就出现了电子公文。

4.1电子公文与纸质公文的共性和差别

纸质办公是一种传统的办公模式，在历经了多年的传承之后，在为人们传递信息的同时也暴露出了许多的问题，类似于容易流失，耗费资源，流转较慢等。电子公文的产生就有了很大的区别。虽然两者都是信息流传的载体，但是电子公文具有显而易见的优越性。现代化信息社会必须有无纸化，在此基础上朝着网络化、信息化、科学化、自动化、智能化的趋势快速发展。

4.2电子公文的必要性

传统观念认为电子公文要应用计算机操作，十分不便，更加依赖于直观的纸质公文，但是纸质公文存在严重的资源浪费、信息遗失和字迹模糊等缺陷，所以，电子公文代替纸质公文始终是必然的趋势。相对于纸质公文在日常工作中的收文登记，承办传阅过程中对手工以及腿功的依赖，以及在领导外出时，公文传递的不便，电子公文只需要一台电脑和一根网线就能够轻松地解决问题，而且保证省时省力，可复制，可粘贴，可备份，超值又有效。利用空间小，保存时间久，受外界因素影响小。

4.3电子公文技术问题

电子公文要想能够实现无纸化的办公条件，必须依靠人们的共同努力，制造出一套良好的、完善的、实用的管理制度，保证电子公文的高效性和安全性，避免公文的非法泄露。电子公文是信息传播的载体，是传递讯息的渠道，随着现代化办公水平的提高，电子公文的质量也必须精益求精。所以，必须明确电子公文的几项专业技术，抓住进步的空间。电子公文不能满足于现有的硬件配置。在软件设计方面存在功能上、安全性、操作中的缺陷。实际应用过程中，计算机操作人员的技术掌握和应用能力不到位。软件的后续升级不及时，其他软件系统的兼容性存在问题。

5光纤通信的发展与展望

就光纤通信的具体应用的详细分析，让我们更好地了解了光纤通信技术。光纤通信技术已经成为现代化信息时代的必要性存在。现在从关键点回复到光纤通信的全局考虑，光纤通信的未来发展趋势十分可观。可发展的趋势涉及很多领域，下面就让我们进入深入详细的探讨。

5.1光网络智能化

光网络智能化的实现是在光纤通信技术当中十分关键的研发方向，在光纤通信技术将近40年的发展历程中，传输一直占据着主要地位，成为光通信技术的干线。伴随着计算机技术的连续进步和发展，完美地将通信技术与计算机技术结合起来，促使网络技术发生更高层次的发展和进步。现代光网络在实现传输的同时，结合了连续控制技术、自动发现能力和更加完善实用的保护和恢复功能系统，真正实现了光网络的智能化。

5.2全光网络

全光网络是光纤通信技术在发展过程中的最高层次，是光线技术发展到顶端的最理想阶段，也是未来通信网络将要发展成为的最终目标，也就是说未来的通信网络就是属于全光的时代。原始的全光网络对于实现节点处的全光化虽然是可操作的，但是在各网络节点处采用的仍然是电器件，这就会阻碍光纤通信容量的稳步提升，所以，全光网络就是光纤通信网络不断发展的终极目标。

5.3光器件集成化

在光电子器件发展的过程中，追求的就是光器件集成化的真正实现。考虑到全光通信网络实现过程中的关键点，器件的集成十分重要，器件的集成更是全光网络通信技术的核心技术。将检测器、激光器、调制器和其他类型的集成芯片集成到一个芯片中才能完成光子集成芯片的制造。这些集成是通过往不同材料的各种薄膜介质表层上的连续沉积来实现的，主要应用的材料有磷化铟和砷化铟镓等等。这是一种十分复杂的技术，但是由于传统互联网接入技术有限，接入带宽不足，以及现代互联网多媒体的发展需求，单纯地通过改良设备来扩大宽带，提高速度的做法是很不现实的，我们必须实现光器件的集成，从而保证光纤通信的发展核心坚固扎实。

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目前国内光纤光缆的生产能力过剩，供大于求。特种光纤如FTTH用光纤仍需进口，但总量不大，国内生产光纤光缆价格与国际市场没有差别，成本无法再降，已经是零利润，在国际市场没有太强竞争力，出口量很小。二十年来的光技术的两个主要发展，WDM和PON，这两个已经相对比较成熟。多业务传输发展平台两个方面，一方面是更有效承载以太网业务、数据业务，另一方面是向业务方面发展。AS0N的现状是目前的系统只是在设备中，或是在网络中实现了一些功能，但是一些核心作用还没有达到。

二、光纤通信技术的趋势及展望

目前在光通信领域有几个发展热点即超高速传输系统、超大容量WDM系统、光传送联网技术、新一代的光纤、IPoverOptical以及光接入网技术。

（一）向超高速系统的发展

目前10Gbps系统已开始大批量装备网络，主要在北美，在欧洲、日本和澳大利亚也已开始大量应用。但是，10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感，而已经铺设的光缆并不一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求，需要实际测试，验证合格后才能安装开通。它的比较现实的出路是转向光的复用方式。光复用方式有很多种，但目前只有波分复用(WDM)方式进入了大规模商用阶段，而其它方式尚处于试验研究阶段。

（二）向超大容量WDM系统的演进

采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽，然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用率低于1％，还有99％的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一级光纤上传送，则可大大增加光纤的信息传输容量，这就是波分复用(WDM)的基本思路。基于WDM应用的巨大好处及近几年来技术上的重大突破和市场的驱动，波分复用系统发展十分迅速。目前全球实际铺设的WDM系统已超过3000个，而实用化系统的最大容量已达320Gbps(2×16×10Gbps)，美国朗讯公司已宣布将推出80个波长的WDM系统，其总容量可达200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。实验室的最高水平则已达到2.6Tbps(13×20Gbps)。预计不久的将来，实用化系统的容量即可达到1Tbps的水平。

（三）实现光联网

上述实用化的波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量，但基本上是以点到点通信为基础的系统，其灵活性和可靠性还不够理想。如果在光路上也能实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能的话，无疑将增加新一层的威力。根据这一基本思路，光光联网既可以实现超大容量光网络和网络扩展性、重构性、透明性，又允许网络的节点数和业务量的不断增长、互连任何系统和不同制式的信号。

由于光联网具有潜在的巨大优势，美欧日等发达国家投入了大量的人力、物力和财力进行预研，特别是美国国防部预研局(DARPA)资助了一系列光联网项目。光联网已经成为继SDH电联网以后的又一新的光通信发展。建设一个最大透明的、高度灵活的和超大容量的国家骨干光网络，不仅可以为未来的国家信息基础设施(NJJ)奠定一个坚实的物理基础，而且也对我国下一世纪的信息产业和国民经济的腾飞以及国家的安全有极其重要的战略意义。

（四）开发新代的光纤

传统的G.652单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势，开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。目前，为了适应干线网和城域网的不同发展需要，已出现了两种不同的新型光纤，即非零色散光(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤)。其中，全波光纤将是以后开发的重点，也是现在研究的热点。从长远来看，BPON技术无可争议地将是未来宽带接入技术的发展方向，但从当前技术发展、成本及应用需求的实际状况看，它距离实现广泛应用于电信接入网络这一最终目标还会有一个较长的发展过程。

（五）IPoverSDH与IpoverOptical

以lP业务为主的数据业务是当前世界信息业发展的主要推动力，因而能否有效地支持JP业务已成为新技术能否有长远技术寿命的标志。目前，ATM和SDH均能支持lP，分别称为IPoverATM和IPoverSDH两者各有千秋。但从长远看，当IP业务量逐渐增加，需要高于2．4吉位每秒的链路容量时，则有可能最终会省掉中间的SDH层，IP直接在光路上跑，形成十分简单统一的IP网结构(IPoverOptical)。三种IP传送技术都将在电信网发展的不同时期和网络的不同部分发挥自己应有的历史作用。但从面向未来的视角看。IPoverOptical将是最具长远生命力的技术。特别是随着IP业务逐渐成为网络的主导业务后，这种对JP业务最理想的传送技术将会成为未来网络特别是骨干网的主导传送技术。

（六）解决全网瓶颈的手段一光接入网

近几年，网络的核心部分发生了翻天覆地的变化，无论是交换，还是传输都己更新了好几代。不久，网络的这一部分将成为全数字化的、软件主宰和控制的、高度集成和智能化的网络，而另一方面，现存的接入网仍然是被双绞线铜线主宰的(90％以上)、原始落后的模拟系统。两者在技术上存在巨大的反差，制约全网的进一步发展。为了能从根本上彻底解决这一问题，必须大力发展光接入网技术。因为光接入网有以下几个优点：（1）减少维护管理费用和故障率；（2）配合本地网络结构的调整，减少节点，扩大覆盖；（3）充分利用光纤化所带来的一系列好处；（4）建设透明光网络，迎接多媒体时代。

参考文献：

[1]赵兴富，现代光纤通信技术的发展与趋势.电力系统通信[J].2005(11):27-28.

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光缆的主要成分为硅单质，硅单质的纯度会影响光缆的质量，所以对硅提纯技术的提高是光缆建设的必要条件。但现阶段的硅提纯技术还有待提高，不能保证硅的纯度，以至所生产的光缆质量较差。在生产光缆的过程中也存在问题，技术手段的滞后会使生产出的电缆存在质量的欠缺。

1.2网络问题突出

光缆的应用主要在信息的传输上，现代化网络的发展就依靠着光缆建设的完善。但现阶段网络的高覆盖化也成为了光缆应用的一大问题，网络的传输需要大量的传播介质的支持，光缆作为最高效的信息传输介质虽然工作效率高，但其成本价格较其他种类的信息传播介质偏高，所以对于一般不要求高网速和高准确度的网络传输都不会采用光缆作为家庭网络传输介质[3]。过高的成本将减少使用光缆的用户，进一步将影响光传输网的发展。

1.3设备配置与规范不相符

电力通信中的光传输网系统中最为重要的部分就是站点网元，它是信息传输的基础，一般为110kV和220kV两种站点。光传输网中有很多的优点，它的维修十分简单，一般定期对光设备进行检查与修护就可以满足时光网传输的条件。但随着经济的不断发展与科技的不断进步使老旧的光设备配置与规范不相符，光端机的各个槽位具有宽度均匀，且可扩充到10G的能力，可因光缆与设备结构比较复杂，对于能正确合适的与卡槽相符的光缆的制作要求很高，所以造成了光传输设备配置与规范不相符的情况。

2光传输网的优化方案、优化原则与应用

2.1光传输网的优化原则

电力通信主要的工作内容就是进行对信息的传输，所以对于电力通信来说，信息的传播速度与准确度至关重要。对于这两点最为符合要求的信息传输网就是光传输网，它主要承担整个网络的信息交流、会接与传输的作用。所以对光传输网的信息灵敏度与信息传输的稳定性与准确度的要求都很高，首要优化的就是光缆的质量问题。利用新型的单晶硅提纯技术，保证光缆的硅纯度达到正常工作的指标，并且在光缆的制造上也要严格要求其精度，进一步保证光缆的质量达到规定要求。对于网络的设计应以网格与环形为主，这两种形状能降低光在传输过程中损耗程度，同时提高了信息的传输效率。在对管传输网的容量选择时，首先考虑的应该是现有业务信息的情况，对日常统计的容量需求数据经行分析，选择对未来市场最有利的传输容量，为未来业务拓展提供优势。

2.2光传输网的优化方案

现阶段的光传输网还在不断的发展与进步，对于早现已投入使用光传输设备已存在很多实际操作性问题。若要使陈旧的设备符合现代需要的工作要求，所能实行的解决措施就是更换新型的光传输设备或对旧的设备进行改造。根据现有的人均经济水平分析，重新更换光设备对与大多数企业来说都是高成本的，同时也是对资源的一种浪费，所以现阶段对于解决光传输网的更新随度快的问题应该利用改进旧设备来解决。在网络结构重新组建的过程中，可以继续使用单向通道的保护环，只需将使STM-4与STM1并网就能做到网络重新构建。光的电路层优化就是对对设备端口的优化，选择最适合光传输的端口，提高光信息的传输效率。

2.3光传输网优化应用

光传输网在优化以后对于网络传输信息的发展起到积极的作用，在现代化企业中对网络的应用十分广泛，对于企业的宣传发展与管理都离不开网络的协助，高效而严谨的工作也离不开网络的应用。光传输网的优化将有效地提升网络运行的速度与安全性，同时也会完善网络的灵活性，从而使企业的技术与工作效率得到全面的提高，并对企业的发展起到推动的作用。

3电力通信光传输网的发展趋势

随着电力通信光传输网的不断优化，其所涉及到的领域也将更为广泛。光传输网有着其他传输技术无法替代的优势，它的高效性稳定性与准确性保证了信息的有效传播。在降低其成本与改善现有的问题后，光传输网将服务于我们日常生活的网络传播，它的传输信息高效性将改善现有网速较慢的普遍性问题，使我们日常用网也达到畅通无阻的目标。电力通信光传输网在今后的发展前景十分可观，对信息的传播发展有积极的作用。

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2远方监控系统

沅陵远方集控计算机监控系统采用北京中水科技有限公司开发的全开放、分层分布式H9000V4.0系统由一（两）套数据采集服务器群、两台操作员站、一台工程师站、一台培训工作站、一台语音报警站、一台报表服务器、两台远动工作站、一台厂内通信工作站（用于基地内通信）和两台Ⅰ区核心交换机组成。集控侧监控系统同样采用双冗余配置并与电厂侧监控系统在功能上完全对等且互为备用，形成一套完整的监控系统。沅陵基地监控网通过PTN及光纤直连两个1000Mb不同的通信通道与凤滩厂区的监控计算机系统通信，预留1000MbSDH通道为应急冷备用通道，形成完整监控网，控制以沅陵基地的系统为主，前方的系统备用，实施远程监视与控制。根据电监会安全[2006]34号文《电监会关于主机加固的规定》，电厂监控系统等关键应用系统的主服务器，以及网络边界处的通信网关、WEB服务器等，应该使用安全加固的操作系统，采用专用软件强化操作系统访问控制能力。故本期共配置了5套操作系统加固软件以满足系统安全防护的要求。远方监控系统没有采用传统的规约打包式传输方式，而采取沅陵调度大楼控制终端直接与电厂侧现地控制单元通讯的“直采直送”方式，将远程控制、采集延时控制在5ms以内，满足国家电网公司对智能化电厂的数据及时性要求。同时采用双中心冗余配置对时系统，凤滩主站、沅陵从站，确保系统时钟一致性（如图1~2）。

3系统光纤通信案例分析

远方集控SDH建设采用NEC的U-NODE设备，建设内容如下：沅陵：沅陵基地配置1套NECU-NODEWBM设备，配置2块L-16.2光板分别对凉水井变和凤滩后方，1块L-1.2光板对凤滩前方，1块GBEM板和1块FEH板。凤滩：由于凤滩后方NECU-NODEBBM设备主框插槽已满，无法新上2.5Gb/s光板，因此本工程在凤滩后方NECU-NODEBBM设备上配置1个EXT16（2.5Gb/s）扩展（含2块PSW板的更换）子框和1块L-16.2光板，以及1块FEH板。凉水井变：凉水井220kV变现有NECU-NODEWBM设备。

4试验调试

调度软交换系统试验调试工作从2012年12月30日开始，完成了系统功能试验与网络可靠性试验。经过一段时间的试运行，系统各项性能稳定。PTN设备2013年1月22日由由湖南省电力公司信息通信公司信息通信运维中心组织，使用专业网络测试工具Smartbits600B网络性能分析仪对PTN传输通道性能进行测试（详见凤滩电厂沅陵基地至后方机房网络传输通道测试报告）。并与SDH设备的性能进行了比较，从数据上说明了PTN设备在以太网的传输效率高于SDH设备。整体试验达到前期方案要求，没有出现漏项缺项情况，试验数据可靠真实。通过联调试验，检验了SDH、PTN通道的可靠性，二次防护网、调度数据网的稳定性，检测了PTN及调度数据网等系统各项切换的延时及稳定性，试验数据满足要求，SDH、PTN、二次防护网、调度数据网已具备正式投运条件。

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二、矿山通信的制约因素

矿山通信企业的特点主要是设备更新速度慢、建设时间长等。由于每个时期的通信设备都一起运行，所以会有信息孤岛现象的问题存在。且其内部系统有不少不同来源的信息。例如矿山系统和外部环境间有信息流动和交换的现象，其中包括矿产品销售、人力供应、电力供应等。这类信息相互制约、相互影响。矿山井下施工建设中，由于井下结构复杂、空间狭小、接收不到信号等因素，急需先进的矿山通信技术，以便在施工过程中能准确、及时的传输信息，为优化方案提供参考的依据。

三、光纤通信与矿山通信系统建设的实际应用

(一)矿区网络连接系统中的应用

光纤的高宽带、低成本等特点能满足矿山信息传输日益增长的需求［2］。国家已经制定了光缆使用的相关标准，很多矿山企业也投入生产使用。目前一些普通光缆线、架空地线复合光缆以及阻燃光缆等都被矿山企业利用，以连接各矿山建筑设施和采矿点。这类光缆的使用大大提高了施工的便捷性和线路的稳定性，同时还能有效节约施工建设的成本。因为增加光纤芯数并对光纤价格的影响不大，所以在需要光纤芯数的基础上再适当预留一点，以免日后需要时能及时提供，以满足业务多样性的需求。由于光纤通信技术具有一致性传输系统介质的特点，所以，现代矿山通信系统的建设中，可以将光纤以太网作为介质，其传输距离远，损耗低，承载力强，其接入方法即介质转换，光纤两端都是光猫，从光猫出来有的需要接入光端转换设备，把光纤带的光信号转换成网线携带的数字信号，有些光猫集成的转换功能，可以直接转换输出数字信号。利用光纤线路构建一个矿山骨干通信网，再加入无线设备和该通信网配合使用，为矿区提供无线设备或有线光缆的双重信息传输和接收口。图2矿业光纤以太网结构模型例如，某矿业根据矿区的实际情况，经过建设和相关系统的整合，建立了光纤以太网，该组网可以全面覆盖整个矿区的建筑。其中工业环网的整个线路连接选用变电所、两个大车间以及办公楼，矿区的地表到井下被全部覆盖;其分支线路覆盖了所有生活区域。光缆可以传输人员定位、电力调度、视频监测、环境监测、有线电视等业务数据，实现一条光缆线的多种业务同时使用，既节约施工费用又节约工程建设的成本。关于该矿山企业的光纤以太网的构建结构见图2。将光纤通信技术运用到矿山企业工程中，建设完整的光纤骨干网，为各种业务传输信息数据，以解决数据传输过程中的链路问题。

(二)矿区电力中的应用

当前，矿山电力系统中很多自动化设备只应用于漏电保护、防爆开关和配电网等相关功能，它们之间没有互相连接的网络系统，都是单独运行的状态。矿井复杂的内部结构对供电系统的工程量提出更高要求，配电供电服务系统以及变电所建设的主要目的是保障开挖采掘运输的过程是畅通的。但在实际井下挖掘作业时，由于井下复杂的地质条件，供电系统经常会出现故障，一旦失去电力服务，井下的挖掘工作就没有办法进行，这将严重影响施工进度，从而降低矿井开采的生产量。利用特种光纤技术能有效改善井下的供电现状，在矿山供电系统中应用复合电线可以为井下施工的机械设备提供源源不断的稳定电力，保证这些设备的正常操作和运行，利用光纤技术建立完整的网络系统，合理使用和分配电力资源，确保矿山施工区域供电的稳定性。同时，还可以在一定程度上节省建设供电系统的成本，在电力系统运行的过程中，也能有效缩减成本，从而有效提高矿山企业工程建设的整体经济效益。在完成网络系统的建设基础上，再采用以太网络技术，构建更加完善的网络监测系统。除此之外，光纤技术还可以结合多媒体显像技术，对井内的实际运行状况进行实时监控，在很大程度上提高了矿井开采的工作效率。工作人员通过监测系统可以充分掌握矿井内部的实际施工情况。如果井下有设备故障等问题，监测系统可以及时准确地反映故障的实际情况和具置，并第一时间切断故障发生的局部电源，同时发出警报，提示工作人员，以便在第一时间实施具体可行的解决措施，并在最快时间内恢复井内供电，将故障带来的影响和损失降到最低。

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一、光纤通信技术

光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。光纤由内芯和包层组成，内芯一般为几十微米或几微米，比一根头发丝还细；外面层称为包层，包层的作用就是保护光纤。实际上光纤通信系统使用的不是单根的光纤，而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。由于玻璃材料是制作光纤的主要材料，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路；光波在光纤中传输，不会发生信息传播中的信息泄露现象；光纤很细，占用的体积小，这就解决了实施的空间问题。

二、光纤通信技术的特点

2.1频带极宽，通信容量大。光纤的传输带宽比铜线或电缆大得多。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的限制往往发挥不出带宽大的优势。因此需要技术来增加传输的容量，密集波分复用技术就能解决这个问题。

2.2损耗低，中继距离长。目前，商品石英光纤和其它传输介质相比的损耗是最低的；如果将来使用非石英极低损耗传输介质，理论上传输的损耗还可以降到更低的水平。这就表明通过光纤通信系统可以减少系统的施工成本，带来更好的经济效益。

2.3抗电磁干扰能力强。石英有很强的抗腐蚀性，而且绝缘性好。而且它还有一个重要的特性就是抗电磁干扰的能力很强，它不受外部环境的影响，也不受人为架设的电缆等干扰。这一点对于在强电领域的通讯应用特别有用，而且在军事上也大有用处。

2.4无串音干扰，保密性好。在电波传输的过程中，电磁波的传播容易泄露，保密性差。而光波在光纤中传播，不会发生串扰的现象，保密性强。除以上特点之外，还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设；光纤的原材料资源丰富，成本低；温度稳定性好、寿命长。正是因为光纤的这些优点，光纤的应用范围越来越广。

三、不断发展的光纤通信技术

3.1SDH系统光通信从一开始就是为传送基于电路交换的信息的，所以客户信号一般是TDM的连续码流，如PDH、SDH等。伴随着科技的进步，特别是计算机网络技术的发展，传输数据也越来越大。分组信号与连续码流的特点完全不同，它具有不确定性，因此传送这种信号，是光通信技术需要解决的难题。而且两种传送设备也是有很大区别的。

3.2不断增加的信道容量光通信系统能从PDH发展到SDH，从155Mb/s发展到lOGb/s，近来，4OGB/s已实现商品化。专家们在研究更大容量的，如160Gb/s(单波道)系统已经试验成功，目前还在为其制定相应的标准。此外，科学家还在研究系统容量更大的通讯技术。

3.3光纤传输距离从宏观上说，光纤的传输距离是越远越好，因此研究光纤的研究人员们，一直在这方面努力。在光纤放大器投入使用后，不断有对光纤传输距离的突破，为增大无再生中继距离创造了条件。

3.4向城域网发展光传输目前正从骨干网向城域网发展，光传输逐渐靠近业务节点。而人们通常认为光传输作为一种传输信息的手段还不适应城域网。作为业务节点，既接近用户，又能保证信息的安全传输，而用户还希望光传输能带来更多的便利服务。

3.5互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势近年来，互联网业发展迅速，IP业务也随之火爆。研究表明，随着IP业的迅速发展，通信业将面临“洗牌”，并孕育着新技术的出现。随着软件控制的进一步开发和发展，现代的光通信正逐步向智能化发展，它能灵活的让营运者自由的管理光传输。而且还会有更多的相关应用应运而生，为人们的使用带来更多的方便。综上所述，以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心，并面向IP互联网应用的光波技术是目前光纤传输的研究热点，而在以后，科学家还会继续对这一领域的研究和开发。从未来的应用来看，光网络将向着服务多元化和资源配置的方向发展，为了满足客户的需求，光纤通信的发展不仅要突破距离的限制，更要向智能化迈进。

四、光纤链路的现场测试

4.1现场测试的目的对光纤安装现场测试是光纤链路安装的必须措施，是保证电缆支持网络协议的重要方式。它的目的在于检测光纤连接的质量是否符合标准，并且减少故障因素。

4.2现场测试标准目前光纤链路现场测试标准分为两大类：光纤系统标准和应用系统标准。①光纤系统标准：光纤系统标准是独立于应用的光纤链路现场测试标准。对于不同的光纤系统，它的标准也不同。目前大多数的光纤链路现场检测应用的就是这个标准。②光纤应用系统标准：光纤应用系统标准是基于安装光纤的特定应用的光纤链路现场测试标准。这种测试的标准是固定的，不会因为光纤系统的不同而改变。

4.3光纤链路现场测试光纤通信应用的是光传输，它不会受到磁场等外界因素的干扰，所以对它的测试不同于对普通的铜线电缆的测试。在光纤的测试中，虽然光纤的种类很多，但它们的测试参数都是基本一致的。在光纤链路现场测试中，主要是对光纤的光学特性和传输特性进行测试。光纤的光学特性和传输特性对光纤通信系统对光纤的传输质量有重大的影响。但由于光纤的特性不受安装的影响，因此在安装时不需测试，而是由生产商在生产时进行测试。

4.4现场测试工具①光源：目前的光源主要有LED（发光二极管）光源和激光光源两种。②光功率计：光功率计是测量光纤上传送的信号强度的设备，用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗。在光纤系统中，测量光功率是最基本的。光功率计的原理非常像电子学中的万用表，只不过万用表测量的是电子，而光功率计测量的是光。通过测量发射端机或光网络的绝对功率，一台光功率计就能够评价光端设备的性能。用光功率计与稳定光源组合使用，组成光损失测试器，则能够测量连接损耗、检验连续性，并帮助评估光纤链路传输质量。③光时域反射计：OTDR根据光的后向散射原理制作，利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息，可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等。从某种意义上来说，光时域反射计(OTDR)的作用类似于在电缆测试中使用的时域反射计（TDR），只不过TDR测量的是由阻抗引起的信号反射，而OTDR测量的则是由光子的反向散射引起的信号反射。反向散射是对所有光纤都有影响的一种现象，是由于光子在光纤中发生反射所引起的。

虽然目前光通信的容量已经非常大，但仍有大量应用能力闲置，伴随着社会经济和科学技术的进一步发展，对信息的需求也会随之增加，并会超过现在的网络承载能力，因此我们必须进一步努力研究更加先进的光传输手段。因此，在经济社会发展的推动下，光通信一定会有更加长久的发展。

参考文献：

[1]王磊，裴丽.光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息.2006.(4).

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1.2无源光纤双星网——PND无源光纤双星形与有源光纤双星形本质上的区别就是网络的自身不使用任何的有源电子器件，仅仅在用户线上通过无源的光分离器，这样就能够呈现交换局以及光网络单元间的点对多点的传送。所以，在网络上能够降低光纤的数量，且诸多的用户能够共享网络上的设施，业务呈透明形，还容易升级与扩容，与以后的宽带综合业务数字网络链接，业务较为灵活，能最大化地运用光纤的带宽，有很好的网管体系，维护与运营费用较低。如图3所示为无源光分离器简图。

1.3环形网络光纤有两个不同的物理路，是接入光节点将诸多的光节点进行有效的串联，且首位衔接，呈现环形的网络构造。有源光纤的接入设施跟同步的光纤设施都能够组成环形的网络构造形式，这样的构造可以增多光纤的接入网管理力度，且上下的支路较为灵活，组网便捷。环形网络的容量比较低，且绝大多数的业务会汇聚在一个节点处，网络的保护方法通常使用二线单向通道进行倒换方法。在其他的有源光纤接入设施呈现环形网络时，它的保护功能通常就使用1+1的线路保护。

2机场有线通信网对光接入网的选择

用户密度比较大的大楼以及楼群、距离电话交换局很远的又相对集中的用户群体可以使用有源双星网络。利用全数字的传送方法提供电话通信的信道、数据信道、非话业务等，让原有的传送量为9600kbit/s及以下的速率有效地提升至32Mbit/s等以下的各类标准效率，且增强了传送的信道，还满足了机场各个部分的用户通信业务各类要求，改善了通信的最终质量。如图4所示为机场到发报台光接入点网络结构简图。在业务量的要求非常大时，对通信的安全性要求很高的部门有转报室、调度热线、雷达站点、票务专线、气象中心等，均选择环形网。新建且相对较小的用户群体，如一般的政府部门，可选择无源双星网。

光纤接入网在总体的通信网络中有着重要的地位，且对民航的有线通信进展是不容忽视的，应尽快结合实际的状况，由点到面地进行有效的试点工作。在接入网络上，光纤的接入方法不会在短时间内即刻替代电缆接入方法。这也是当前的经济等综合业务要求不同方面的因素。如图5所示为机场的光接入网络虚拟图。

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2教材选用方面

目前，该课程的上课讲义主要是根据清华大学袁国良老师编写的《光通信原理》，再结合其他通信类的参考书编写而成。该书对光通信原理的介绍虽比较系统，但是书中很多章节存在混乱的现象。如第三章介绍光纤的基本特性，但在第五章中再次介绍光纤温度特性和机械特性。光电检测器件也存在类似的现象，在第四章中介绍光电检测器的工作原理和主要要求以及光电检测器的工作特性，而第五章再次介绍光电检测器件，虽然两章节中介绍内容并不重复，但是这样授课过程中学生会觉得有些乱。虽然在实际课堂上已将内容调整并对其内容进行了扩充，但是毕竟没有配套的讲义，学生学起来还是有些不方便。与此同时，光纤通信领域科技发展日新月异，这本书缺少该学科最新的研究方向和前沿热点问题的介绍，如蓝光信息存储技术和白光照明等目前的热点问题。这显然很难引起学生的学习兴趣和热情。

3课程改革举措

结合学校2012版培养计划，根据我校光信息科学与技术专业学生的特点和人才培养目标，该课程的现行教学体系和内容应做必要调整，教学方法和教学手段上也要进行必要的改革，从而保证课程教学质量的有效提高。

3.1整合课程内容，调整课程结构

首先以形象的图像介绍整个光通信系统的组成部分，让学生了解光通信的系统结构。其次简单介绍光通信系统组成的每个部分，先讲解光通信中的主要有源和无源的光器件，光纤的组成和传输原理，然后把通信的光端机、光调制等基本内容尽可能地缩小课时快速介绍完毕，这样可以尽量避免与其他课程的重复，从而让学生产生新鲜感。然后重点集中讨论数字光通信系统，阐述如何设计光缆线路损耗预算和怎样考虑光缆线路中的各种类型的噪声源，多向学生介绍电信、数据通信方面的新发展、新思路，以开阔学生的眼界。这些改革为我们完成基本的教学任务提供了保障。同时鉴于袁老师课本中存在的章节混乱的情况，我们拟调整课程结构。课程的新结构首先从光通信的整体出发，从宏观上使学生了解光通信整体的基本知识和要求，把握零件和整体的关系。从简易的连接入手，到复杂网络为课程重点，把握各种光通信的特点，为培养学生应用能力奠定良好基础。

3.2分层实践教学，构建实践平台

光纤通信原理课程是一门理论性及实践性很强的课程，随着光纤通信与实际应用的结合越来越密切，仅仅在课堂上讲授基本的理论知识远远不能满足实际需求，必须加强和改进光纤通信课程的实践环境教学内容，突出本课程重实践、强能力的培养特色。实验建设和实验教学的重视和完善，有利于培养和提高通信工程类大学本科生的应用能力、创新能力和科研能力。首先，实践教学过程中采用了分层次的实践教学模式，根据学生理论知识学习情况及动手能力分组分层进行教学。动手能力一般的学生完成基础实验训练，动手能力较强的学生增加综合设计型、创新型实验教学内容，逐步构建了“基础型、综合设计型、创新型”的三级式分层次实践教学体系。其次在学校的相应经费支持下，鼓励学生根据所学内容搭建小型的光通信系统，让学生自己动手操作整个光通信系统的组成并了解实现通信需要注意的事项，如光纤损耗对中继距离的影响设计，色散对中继距离的影响等主要影响光通信性能的因素，让学生在动手操作中寻找评价光通信性能的指标等内容。这样充分调动了学生的积极性，不仅巩固了所学知识，还培养了学生的动手操作能力、观察能力及分析解决问题的能力，有效地提高光纤通信原理课程的教学效果。

3.3探索新的评价体系，改革考试模式

学生学习评价的目的是促进学生知识、技能以及情感、态度、价值观等方面的发展。发掘学生多方面的潜能，了解学生发展的需要和发展优势，增强学习的自信心。评价还要客观、全面地反映教学的实际情况，为改进教学提供真实、可靠依据的作用。结合学校2012版培养计划，根据我校光信息科学与技术专业学生的特点和人才培养目标，主要从以下几个方面，探索新的有利于学生个性发展的评价体系：（1）丰富评价内容。改变过去只重视知识，忽视综合素质和个性发展的评价。应从知识、能力、过程、方法、情感、态度、价值观等方面进行综合评价。在考试试题的内容上减少死记硬背的题目，增加实际操作技能、实验技能的考察。（2）改变评价方法。改变过去那种考试、测验的单一评价方法。可采用观察法、调查法、报告法（提供相关学习参考资料，让学生撰写笔记或学习报告）。（3）增加操作性和实验性评价比重。在“光纤通信”的实验课评价体系中我们要注重学生操作过程和规范性的评定。测验考试评价应增加考核学生的应用知识分析、解决实际问题的能力和创造性思维能力的权重。

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2可见光链路技术

光的传播具有很强的方向性，因此可见光通信在传播的过程中，其链路会受到路径中物体的阻挡。无线光链路主要分为视距链路和非视距链路两种方式。视距链路方式下光线在传播的过程中遇到障碍物，不能像射频电磁波一样进行绕射或者衍射，其鲁棒性较差。在非视距链路的方式下，反射镜的应用可以使反射后的光功率具有较大程度的衰减值，从而其链路也更加可靠。但是也需要提高相应的信号处理技术和接收机的灵敏度。这两种链路技术在室内的通信中都得到了很好的应用，其中视距链路占据大部分的接收信号功率，而非视距链路主要是用来对信道进行时延扩展。可见光通信需要的是双向的交互信息，因此在进行可见光通信的设计过程中要充分考虑反向链路的问题。可以利用光线传播的可逆特性，在发射机和接收机之间形成反向的链路。这种方式虽然理论可行，但在具体的应用中还要考虑其实用性，可见光通信的信源端和接收端在复杂程度和体积规模上具有很大的不同，因此需要将反向链路设计成不对称的方式，这样的设计方法会增大下行信道的容量，实现高速的数据传输，还可以传递反馈和链路的控制信息。

3可见光通信与传统无线通信结合技术

相比于传统的SISO系统，MIMO采用多天线传输，具有了更多的空间自由度。可以根据不同的应用情况采取不同的增益，其存在的主要增益有阵列增益、分集增益、空分复用增益和干扰增益。不同的增益之间存在着权衡。其主要的缺点是在数据流之间存在一定的干扰，需要在接收端采用最大的似然检测，只有这样才能获得最佳的性能，也提高了相应的计算复杂度。主要的接收算法有ZF接收算法和MMSE接收算法，其中MMSE接收算法可以通过预编码技术完全消除数据流之间的干扰，很好地权衡了噪声抑制和计算的复杂度方面。同时接收端在进行后处理矩阵的处理后，各个子数据流不会受到其他数据流的干扰。OFDM技术是一种多载波调制技术，可以有效地实现数据流的并行传输。这种技术使得每个频点占用的带宽比较小，其信道响应也较为平坦，因此可以对抗频率的选择性衰落。OFDM技术利用的是傅里叶变换技术，结构比较简单，降低了OFDM的实现复杂度。另外，OFDM技术可以和其他多址的接入方法相结合，在配置方面具有较大的灵活性。但是由于OFDM技术是一种多载波调制技术，其发射的信号是由多个独立的子信道叠加而成的，因此当各个子信道的相位一致时，就会出现较大的峰值，导致较高的峰值平均功率比。而且该系统中各个子载波是相互正交的，频率的偏差会引起子载波间的干扰。可见光通信技术可以应用OFDM提高通信链路的电学频谱利用率，在可见光通信系统中应用MIMO技术可以增加其信道的容量。然而，相比于传统的通信技术，光通信具有其独特的方面，因此在进行技术设计时还要充分考虑光链路的特点，比如光通信中的空间复用技术，发射和接收机中的光学原理，成像和非成像分集的使用等等。