超长距通信技术论文

2022-05-03

要写好一篇逻辑清晰的论文,离不开文献资料的查阅,小编为大家找来了《超长距通信技术论文(精选3篇)》,仅供参考,希望能够帮助到大家。【摘要】众所周知,当前超长站距光传输技术的应用前景非常广阔,因此,有必要分析和探讨其在电力系统中的应用。基于此,这篇文章主要从三个方面对其运用进行分析,首先分析超长站距光传输三个主要技术,其次对其具体应用进行探讨,最后,将其在电力系统中应用的注意事项阐述出来,希望给有关机构提供参考与借鉴。

超长距通信技术论文 篇1:

浅谈DWDM传输技术的应用

【摘 要】DWDM是作为目前主流的长途传输中技术初步解决了传统电信业务大容量和远距离传输的基本问题,DWDM传输技术由于节省了大量的电中继设备,能够大幅度降低投资成本,提高系统的传输质量和可靠性,具有良好的升级扩容潜力及高效方便的维护特性。本文对DWDM传输技术的关键技术应用进行探讨。

【关键词】DWD M传输技术;关键;色散

1 DWDM的工作原理

密集波分复用技术(DWDM)依靠光载波,能同时输送多个带有电的信息,但是却仅仅只用一条光纤,系统扩展容量需要的光纤通信技术便能够得以完成。它通过几种波长各异的光信号形成发射器,经过复用后开始传输,进入光纤放大器之后,再将这个光信号进行分离解复用,输送到各自需要的终端进行接收。由于只通过一条光纤便能完成多条虚拟路径传输的需要,所以能够减少许多成本投入,又能充分的利用资源。所以,跟传统的系统相比,密集波分复用技术(DWDM)便具有强大的优势,不仅能最大限度地利用宽带,而且能够不断地扩大网络的容量,优化结构,过程简单明了,又极富灵活性,在通信传输的领域上,拥有极大的发挥潜力和空间。

2 DWDM传输关键技术

2.1 光放大技术

目前比较引人注目的光纤喇曼放大器(RAMAN),利用了光纤中的SRS效应,使信号与一个强泵浦波同时传输,并且其频率差位于泵浦波的喇曼增益谱宽之内,则此信号可被光纤放大。喇曼放大器的一个特性是有很宽的带宽,可以在任何波长处提供增益,只要能得到所需的泵浦波长,并且增益介质是光纤,可以制成分立式或分布式的放大器,另外一个显著优点是噪声低,可以满足在小信号放大时对OSNR的要求。但受激喇曼效应的泵浦阈值较高,实现喇曼放大器的关键是高功率泵浦,例如,泵浦波长为1450nm,要获得20dB的峰值增益,泵浦功率需要400mW(G.655光纤)或620mW(G.652光纤)。所以一般建议在超过2000km的超长距系统或单跨段距离超过100km时,为满足OSNR的要求,才使用喇曼放大器,当然为满足L波段放大的要求,也可以使用喇曼放大器,但一般长距系统应尽量避免使用。

2.2 色散控制技术

色散补偿光纤技术为了扩大光纤线路中继距离把其中存在的色散降低到最低程度,同时兼顾到插入损耗合理的技术措施,其中包括专用补偿光纤和光学元器件,输入端的光信号设计,使输出端的光信号足以保证系统性能,诸如跨距、速率、误码率等实现。

色散补偿对G.652光纤线路转入1550nm 窗口和非零色散光纤线路都是必要的。在我国,前一种更为现实和必要。色散补偿光纤技术有采用由色散补偿光纤(DCF=DispersionCompensation Fiber)制成的圈插入光纤线路中,该光纤的色散带负号,与线路光纤符号相反,但消耗光功率,仍须进一步优化。另一种技术方法是用色散管理光纤,即D M F(=DispersionManaged Fiber)。这种光纤有带正、负色散区段,如同线路光纤延展敷设,不至于造成DCF那样无谓的光损失。还有技术方法诸如预啁啾和双模光纤补偿以及光谱反转等,啁啾类同于电路预失真,传入光脉冲的啁啾与线路光纤色散引起的啁啾相互抵消。双模光纤法基于运用高阶模在截止波长附近产生较大的波导色散(带负号)与线路光纤中带正号的单色散相抵消。

2.3 光合波与分波技术

光合波与光分波技术是为了充分利用光纤的带宽而必须不断充分利用光纤的波长资源,目前在我国大量采用的DWDM系统大多利用光纤的C波段即1528nm~1565nm约37nm的通带范围,若波长间隔为0.8nm约可容纳40波光信号,如须进一步增加传输容量必须扩大通带范围并同时减小光信号间的间隔,则必须研制更加高效的光放大器。

光复用器和光分解器在超高速、大容量波分复用系统中起着关键作用,其性能的优劣对系统的传输质量有决定性影响。DWDM系统对其要求是:①损耗及其偏差小;②信道间的串扰小;③低的偏差相关性。

2.4 信号调制与接收处理技术

近年来对信号调制格式的研究备受人们的关注,这是因为不同的线路码型抗光纤信道中噪声、色散、非线性影响的程度不同,选择合适的码型能够在不增加其他设施的条件下延长最大传输距离。研究表明传统的NRZ码型并非超长距离传输的理想码型,从抗噪声的角度来看DPSK码和RZ码要优于NRZ码,从抗色散影响的角度看RZ、RZ_DPSK、PSBT、多进制调制都优于NRZ码,从抗非线性影响的角度看CSRZ、DPSK要优于NRZ,从频谱效率的角度看VSB、PSBT和多进制调制也优于NRZ,在不同的系统条件下各种码型具有各自优势,也有自己的劣势,需要权衡考虑。目前多数40Gbit/s试验系统多采用CSRZ和RZ_DPSK,实验证实这些码型比NRZ码更适合于超长距离DWDM传输,当然新的调制码型也增加了调制器和接收机的成本和复杂度。

2.5 节点技术

WDM光传送网中的节点分为光交叉连接(OXC)节点、光分插复用(OADM)节点和混合节点(同时具有OXC和OADM功能的节点)。

OXC节点的功能类似于SDH网络中的数字交叉连接设备(DXC),只不过是以光波信号为操作对象在光域上实现的,无需进行光/电转换和电信号处理。OXC在未来的全光通信网络中,起着十分重要的作用,当光缆中断或节点失效时,OXC能自动完成故障隔离、重选路由、重新配置网络节点等功能,当业务发展需要对网络结构进行调整时, OXC可以简单迅速地完成网络的调度和升级。

OADM节点的功能类似于SDH网络中的数字分插复用设备(ADM),它可以直接以光波信号为操作对象,利用光波分复用技术在光域上实现波长信道的上下。

2.6 纠错编码技术

纠错编码是超长距离传输中有效增加系统余量的一项关键技术,它通过在信号中加入少量的冗余信息来发现并剔除传输过程中由噪声引起的误码,以较低的成本和较小的带宽损失换取高质量的传输。例如标准的RS(255、239)编码方案具有5dB以上的编码增益而冗余度仅仅为7%,这等效于提高了1~2dB的OSNR,在不增加其他额外设施条件下进一步增加了传输距离。由于纠错编码只需要在收发端增加相应的编译码器,无需增加和改动线路设备,具有成本低、灵活便捷、效果明显的优势,所以备受青睐。

3 总结

光纤以其巨大的带宽资源成为骨干传输媒质的必然选择,而DWDM技术是在现有技术条件下充分利用光纤带宽资源的有效手段,由于不采用电再生中继,超长距离DWDM传输能降低系统成本并提高系统的可靠性,所以备受人们青睐。对此各国正纷纷展开有关研究和实验,我国也把长距离DWDM传输列入国家计划之中。截止到目前,长距离DWDM传输已有了重大发展,实验报道的最大单纤传输容量达到10.92Tbit/s,传输距离300km,而一般容量为3-4Tbit/s的陆地传输距离可达4000km以上,而跨洋系统传输距离可达上10000km。我国在自己的努力下,也成功地实现了1.6Tbit/s3000km超长距离试验传输。

参考文献

[1] 杨柳.DWDM技术应用分析[J].湖北邮电技术,2003(3)

[2] 李春生.光纤喇曼放大器[J].光通讯,2004(9)

[3] 金明晔,张智江,陆斌.DWDM技术原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2004

作者:胡志强

超长距通信技术论文 篇2:

超长站距光传输技术及其在电力系统的运用分析

【摘要】众所周知,当前超长站距光传输技术的应用前景非常广阔,因此,有必要分析和探讨其在电力系统中的应用。基于此,这篇文章主要从三个方面对其运用进行分析,首先分析超长站距光传输三个主要技术,其次对其具体应用进行探讨,最后,将其在电力系统中应用的注意事项阐述出来,希望给有关机构提供参考与借鉴。

【关键词】超长站距光传输技术;电力系统;光放大技术;色散补偿技术

在社会经济不断进步与发展的今天,电力能源发挥的作用越来越重要。由此判断未来在建设电网工程中,对于大容量和长距离会提出更高要求,在这样的背景条件下,超长距离光传输技术应运而生,它符合未来电网技术发展趋势,能够有效满足各种需求。但是当前在多种因素影响和作用下,其应用还存在一些问题,导致其应有的价值和功能没有得到充分发挥,很大程度上影响国家整体电网建设。

1. 超长站距光传输技术分析

1.1. 超长站距光传输系统主要指标

1.1.1. 发送光功率

一般2.5GSDH系统光卡的发光功率在0dBm左右,通过增加增益来提升发送光功率,从而达到延长传输距离的目的。

1.1.2. 接收灵敏度

满足误码要求条件下的最小接收光功率,目前市场上常见的SDH系统大多是标准化产品,OPA接收灵敏度一般为-38dBm。

1.1.3. 系统色散容限

在长距离传输系统中,传输距离受限于系统的色散容限。最大距离≤系统色散容限/光缆色散系数。如果这个最大距离不能满足应用要求,就需要进行色散补偿。

1.2. 光放大器技术分类

光放大器是一种不需要经过光/电/光的变换而直接对光信号进行放大的有源器件,能高效补偿光功率在光纤传输中的损耗,延长通信系统的传输距离,扩大用户分配网覆盖范围,是新一代的长距离、大容量、高速光通信系统和光纤CATV、用户接入网等光纤传输系统的关键部件。至今已经研制出的光放大器有两类,即光纤放大器和半导体放大器,每类又有不同的应用结构和形式。如表1所示

相比之下,掺铒光纤放大器(EDFA)得到了最为广泛的应用,在SDH和WDM系统中,使用最多的也是掺铒光纤放大器。

1.2.1. 掺铒光纤放大器

研究发现,在石英光纤的芯层之中,如果掺入一些三价稀土金属元素,如Er(铒)、Pr(镨)、Nd(钕)等,即形成了一些特殊的光纤,这种光纤在泵浦光的激励下可放大光信号。目前应用最为广泛的是掺铒光纤放大器(EDFA),其特点是高增益、低噪声、能放大不同速率和调制方式的信号,并能在近几十纳米范围内同时放大多波长信号,对偏振不敏感。

1.2.2. 拉曼放大技术拉曼

此技术以光学中拉曼散射效应影响非线性规律为基础研究制作而形成,传输的强泵浦光波拉曼增益影响光线中弱信号,从而使放大过程得以实现。与此同时,借助光纤本身放大作用,拉曼放大技术无需有针对性的降低光纤功率,就可以有效放大光传输。此技术的优点非常明显,它的适用性非常广泛,能够在所有不同规格光纤中得到应用,因此,现阶段在通信工程光纤放大传输中此技术得到广泛应用。

1.2.3. 色散补偿技术

色散影响中继距离,这是因为传输脉冲受到色散影响之后会变宽,进而有脉冲码间干扰发生。想要将色散克服掉,就要将色散补偿技术应用于超长站距光传输系统中。现阶段,最常用的色散固定式器件有补偿色散光纤(简称DCF)和光纤光栅(简称C-FBG)。对于DCF而言,它的器件带非常宽,可以补偿各个波长,然而,它的补偿值具有单一性特征,不能对波长色散进行有效准确控制。C-FBG就是顺着光纤方向逐步缩短光栅周期,它的补偿具有针对性,波长不同,补偿也有差异,此种补偿方式在未来有广阔的发展前景。

2. 电力系统应用超长站距光传输技术

2.5Gbit/s是电力系统通信光纤线路的一般传输速率,接下来以此为根据,提出210km及275km两种站距下的应用方案。最常应用的光纤是G.652,其衰减系数通常在一定范围内,具体工程实践中可以将其看作为0.21dB/km。在超长站距的光方法系统设计时,通常需要考虑衰减限制的再生段距离计算和色散限制的再生段距离计算。

衰减限制的再生段距离计算采用ITU-T建议G.691最坏值法,按下式进行计算:L=(Ps-Pr-Pp-ΣAc-Mc)/(Af+As)。对于色散受限系统,色散受限最坏值计算方法为:L=Dmax/|D|(光缆型号G.652,色散系数|D|取18ps/nm.km)。

210km跨距及275km跨距的传输跨段损耗计算如表2所示,传输跨段设计拓扑如图1所示:

系统配置 OEO8000ps EFEC/nm,前置放大器PA;19dB增益光放BA;(19+38) OEO8000ps EFEC/nm,前置放大器PA;19dB增益光放BA;RA拉曼放大器;(19+52)

3. 超长距光传输技术应用的注意事项

第一,在建设电力通信工程过程中,必须要从实际情况出发,以实际通信网络发展情况及规划为依据,对站距进行科学设计。防止过度重视超长,反而对匹配技术有所忽视,从而造成光传输中产生中断信号情况,最终对电力系统正常运行产生不利影响。

第二,科学合理掌控入纤光功率。如果入纤光具有较大功率,就会导致光纤变热,对光纤造成损害。对于连接活动器而言,其光功率大于20dBm时,就会使损坏危险产生。在计算和设计电力系统通信工程过程时,控制功率富余度十分关键,保持10dMb以下功率具有必要性和重要性。

第三,提高应用拉曼放大器应用力度,增加应用遥泵放大器试点。当前拉曼放大器具有较成熟的应用案例,设备价格也出现一定程度下降趋势,在保证电力系统具有高度稳定性和可靠性基础上,可以进行广泛应用。

第四,对各个器件包括拉曼、色散、遥泵等模块进行规范化和标准化管理。现阶段,一些销售拉曼等器件的厂家,同时绑定光端设备进行销售,却不能兼容其他厂家光端设备,从而不利于组网系统和管理网络,使工程投入资本大幅度提升。

第五,促進各个光放器件网络监管功能的提升。在标准化、规范化这些器件条件下,还要增加通用网管接入性能,对于网络管理而言,能够对工作状况进行全过程监控,同时其配置具有动态化特点,可以对色散、功率值进行改进,从而有利于更加灵活的建设网络。

4.结束语

综上所述,在电力系统中运用超长站距光传输技术意义重大,一方面能够满足未来电网不断发展的需求,另一方面其应用前景十分广阔。当前在应用过程中仍然存在一些不足,这就需要相关人员从实际情况出发,对色散补偿技术和相关放大技术进行科学合理化处理并对其应用要求进行满足,同时将数值控制工作做好。全面推广和应用超长站距光传输技术,促进电力系统的持续、健康发展。

参考文献:

[1]吴广哲,李伟华,吴珍,等.基于高阶泵浦的10Gbps超长站距光传输系统研究与测试[J].电力信息与通信技术,2017,15(10):1-7.

[2]王峰,邹德生,张晓静,等.超长站距光通信技术在电力系统中的应用分析[J].中国新通信,2018,20(13):25.

[3]李园喜.光传输网络设备的对接与维护技术[J].中国新通信,2020,22(13):33.

作者:陆华 黄传峰

超长距通信技术论文 篇3:

超低损耗光纤在新疆伊犁

【摘要】 超低损耗光纤能显著降低光信号在传输过程中的损耗,在长距、超长距光通信传输中广泛应用。在高海拔、低温、沙尘等极端情况下进行光纤熔接时,接续点纤芯的衰耗值易出现超出正常范围的现象。如何降低超低损光纤在特定地理条件下的熔接损耗,满足超长距离的传输要求,变得尤为重要。

【关键字】 超低损耗光纤熔接 ULL 光纤熔接损耗

光纤熔接是光传输系统中的重要工序,技术操作水平要求极高,熔接质量直接影响光纤线路传输的可靠性。本文从影响光纤熔接质量的因素、超低损光纤接续的实践、光纤的衰耗测试、现场典型案例分析了750千伏伊库线如何在高海拔、酷暑、严寒、沙尘等环境中有效降低光纤接续损耗的经验。

一、影响光纤熔接质量的因素

造成光纤熔接衰耗值增大的主要原因有两种:一是光纤的本征因素;二是光纤的非本征因素。本征因素是指光纤自身的一些因素,如光纤的模场直接、纤芯的折射率、纤芯与包层的同心度等。非本征因素是指光纤熔接过程中的人为因素、熔接设备和测试设备等方面的因素。降低本征因素影响。在光缆出厂初期,建议选用同一厂家、同一批次生产的光缆,并严格按光缆布放流程操作。光纤熔接时主要取决于人为因素。确保熔接程序、光纤切割、光纤清洁等工艺都正确、合理,能有效降低光纤熔接损耗。选择满足抗严寒、抗高温、防尘等功能的光纤熔接设备及光纤测试仪器。

二、超低损光纤接续的实践

2.1 超低损光纤接续损耗的施工目标值与实际值

1、设计和企业标准光纤衰减值。在伊犁--库车750千伏线路工程施工图设计阶段OPGW设计说明书中,对超低损耗光纤衰减值的要求为0.173dB/km。

2、现场光缆全线贯通后测试衰减值。在新疆伊犁--库车750千伏线路光缆全线贯通后,现场实测数据显示全线光纤长度为375.34km,全线平均衰耗值为62.35dB,光纤衰减平均值为0.166dB/km,满足设计要求和电力企业标准。

2.2 熔接机的选取及熔接工艺

1、熔接工作开始前需要做好以下几项工作。1)熔接环境的防尘工作:准备好一顶密封较好,最好是内部网状结构较少的双层帐篷。进入帐篷内的人员必须要清理身上的灰尘,保持帐篷内工作环境。2)熔接机的选择:熔接ULL超低损耗的光纤时,应选用性能良好、稳定性好、体积轻便,电池容量大、操作方便、便于携带。还应满足纤芯直视型、超低损耗、防水、防尘(熔接机的防尘盖要适用于户外熔接需要)防摔、抗高温、抗严寒的熔接设备。

2、 ULL光纤熔接时注意事项。1)检查光纤熔接程序:在光纤熔接开始前,需要在光纤熔接机上选择相对应的熔接程序。2)光纤清洁、端面切割、最终放入V型槽这一过程是否合适。首先需要制作一个合格的端面。用光纤米勒钳剥去光纤涂覆层,再用99%无水乙醇配合脱脂棉在裸纤上擦拭清洁表面。在光纤端面处理时注意光纤剥出裸纤的长度不宜过短或过长。使用精密光纤切割刀切割光纤,光纤的切割长度在10mm-15mm之间为宜。光纤端面切割角度应小于0.5度。3)熔接机电极棒是熔接中重要部件,也是易损部件,放电次数不宜过多,放电过多会导致电极棒顶端产生积碳和毛刺,放电时电流会分散,不集中,放电强度不够。电极棒放电次数2500次需要更换。由于施工地点多处于不同海拔高度,环境差异比较大,空气中的温度和湿度也不相同。所以在每更换一个接续地点时,必须重新对熔接机的放电电流强度、放电时间、热缩时间进行设置。

三、光纤的衰耗测试

3.1 光纤衰耗测试

1、熔接機测量。用熔接机将两根光纤连接在一起,熔接完毕后显示该纤芯的衰耗值,根据显示衰耗值来判断接头是否合格。熔接机显示的衰耗只是一个估算值,不能真正反映接头的真实衰耗值,只能作为参考。

2、光时域反射仪OTDR测量。通过观察OTDR测试出的后向散射曲线图,来显示光纤接续点的衰耗值,OTDR测量时一般采用双向测试,取平均值,得出该点的实际衰耗值。在测试之前需要了解被测光纤的特性,设置的测试脉宽。若不清楚被测光纤的长度,选择全自动模式进行测试。

3、光源、光功率测量。将光源、光功率的波长调到1550nm模式,在一端测试点,使用稳定光源发光,在被测试光缆的别一端使用光功率计收光并记录数据。然后进行反向测试并记录数据。最后取双向测试的平均衰耗值。

3.2 测试需要注意事项

检查测试尾纤端面是否清洁,这会影响测试结果,如端面不清洁,需使用光纤清洁器进行处理。 测试过程中如出现未测试出数据,或是测试数据图形后尾拉的较大,图形很杂乱等现象,这都会影响测试数据收集和记录。检查OTDR测试光口内是否有灰尘,内部陶瓷管是否完好。

参 考 文 献

[1]张悦,饶思传,王会洪,等.变电站OPGW终端整改方案研究及其应用成效[J].电力信息与通信技术,2016,14(7):127-131.

[2]赵子岩,李文.电力通信光缆典型故障分析及应对措施研究[J]. 电力信息与通信技术,2016,14(5):107-111.

[3]杨兴,马聪琦,冯力娜.高海拔地区超长距无中继光传输系统应用研究.电子设计工程,2014,22(24):109-111

作者:潘世敏 张鹏 旷瑞明 刘德斌 郭靖

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