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光纤通讯原理范文1
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-2117（2014）14-00-02
近年来，我国信息技术飞速发展，带来了信息科技与技术高速发展的时代。信息科技产业发展的重点是光纤通信技术，它是一门飞速发展的技术学科。为了适应信息科技飞速发展和通信行业对人才需求的变化，我国许多高等学府都设立了光电信息通信类的专业。这些专业都以光信息科学技术为核心。光信息科学是一门综合性很强的学科，它包括光子技术、电子技术、通信技术和信息技术等。
光纤是大量信息传输的重要媒介和人们实现信息获取的重要途径。因此，在其专业课程的设置中，专业的核心主干课程应为光纤类课程，它既是专业类课程也是学科上的特色课程。我国高等学府对光纤传输的物理基础和光纤技术的应用进行全面的阐述并都设置了光纤类学科的课程。但是，由于光纤类学科课程在教学内容、课程设置上与社会所需人才培养上存在着一些问题，致使此类学科的改革刻不容缓。
1 光纤类学科课程体系的构建
当今社会经济、政治都发生了深刻的变化以及科技飞速的发展导致光电通信行业对人才的需求越来越多样化。多样化的人才需求促使我国的高等教育要实行改革，要向基础化和综合化的方向不断地发展。在人才培养上要加强专业基础理论的设置、扩宽专业口径的学习和素质教育。要实现宽口径、厚基础、强素质、广适应的信息人才的培养[1]。
1.1 光纤光学是获取信息的物理基础
专业的基础学科是培养过程中传授学科的基础知识，是高等教育的基本工作。在人才培养的过程中高等学府设置基础课程“光纤光学”，为学生提供宽厚的光导纤维的基础理论知识，讨论传输的模式理论、模耦合理论和光纤的传输特性。在这门专业基础课程的教学中，我们要着重强调基本理论的讲解。基本理论是整个学科的基础，在讲解上要尽量运用实例进行分析，这样才能让学生更加透彻地了解基本概念。理论是应用的基础，只有理论牢固，才能更好地学习以后的光纤技术应用的课程。
1.2 光纤通信和光纤传感是光纤技术的应用
光纤技术从信息领域的角度考察，主要是设计两个方面的内容，即信息的传输和采集。信息的传输是属于光纤通信技术，而信息的采集则是属于光纤传感技术。为了紧跟信息技术的发展，高等学府在教学设计和教学内容的设置上，应随着光纤信息技术的发展而发生变化。在课程设置上应有正确的定位，要通过光纤的基本原理和光器件原理对通讯网络进行阐述和讲解，使学生能够掌握光纤通信的基本原理。只有在原理的基础上方能够对信息的传播和采集有深刻的理解。总之在课程的设置上要把握研究光信息科学发展的基本规律与技术专业人才培养的机制，要以科学的方法为基础，更要把握国内外光纤类学科设置的现状、问题以及趋势，调整光纤类课程的结构体系，建立起基础性强、可操作性强的光纤类学科课程体系[2]。
2 教学课程内容的组织和融合
光纤通讯的人才是具有创新思维和创新能力的高素质、高能力的复合型人才。在光纤系列课程的设置上要针对以上特点并根据光电信息专业人才所需的知识、技术和能力从整体的高度打破传统的教学模式和课程体系，根据行业所需的人才设置光纤类学科课程，进而将其具体化。此外，还应该解决原来各课程中对单一对象和知识进行整合的问题，避免其内容的重复化，重新建立课程结构体系和内容，将教学的内容有机的结合，使其更加丰富。
2.1 理论教学内容的设置
由于光信息科学的发展有着自身的规律，在光纤通讯的课程的设置上要符合这一规律。在课程设置上要将光纤结构知识模块化，只有将其具体的模块化才能更加清晰地进行课程设置，具体分为以下模块：光纤传输理论模块、光纤特性模块、光纤器模块、光纤通信原理模块、光纤通信技术模块、光纤传感原理模块和光纤传感应用模块。见表1。
通过对光纤光学、光纤通讯原理与技术、光纤传感测试技术等三个课程的教学内容进行重新的组织和编排，使这三个课程相辅相成，形成一体。在对各个课程体系安排的同时要对每个课程的侧重点进行明显的突出，使其做到特点鲜明、协调统一。
2.2 实验教学内容的设置
现代人才的培养不仅要强调基础知识、对其创新意识和动手能力都有着一定的要求。实践教学过程已经成为理工科培养人才的重要环节。光信息学科是一门理论与技术相结合的新型学科，对于教学内容的设置上既要有理论知识，同时也要重视实验教学项目。在实验课程的设置上，好的实验仪器是必不可少的，如应配备光纤熔接机、光时域反射仪、光纤信息及传感实验系统等[3]。
（1）光纤基础操作实验。光纤基础实验是学生要掌握的基本实验内容。在实操时要在一定程度上能操作整个实验，这是这个学科实操的重点。基本操作实验是指：光纤数值孔径的性质和测量实验；管线传输耗损性质与测量实验、光源与光纤耦合方法实验、光纤可调衰减器特性实验、光纤隔离器特性及参数实验、半导体激光器和发光二极管特性测试实验、模拟信号光纤传输实验、数字信号光纤传输实验等基础的实验项目。这些实验都是本学科的基础，对学生了解光纤的基础知识有着重要的帮助，应将其内容设置到教学的课程中，要求学生能够掌握。
（2）特种光纤及模式功率分布传感原理实验、光纤分束器参数及MZ干涉仪原理实验、光纤传感的压力测量实验等。这里技术光纤技术实验的内容都为必修的实验内容。
在实验的操作中学校要给学生提供方便，对仪器的操作教师都应尽量地进行实际的指导，并对实验室进行全面开放，帮助学生进行仿真模拟实验。还可以根据学生的特点和兴趣点，选择一些实验项目或者以组单位自己搭建实验系统，这样不仅能够提高高校仪器是使用率，更重要的是培养学生做实验的兴趣和提升学生实际操作的能力[4]。
综上所述，光纤通讯是一个综合性强的学科，对理论和实际操作的能力都有着一定的要求。我们在该学科的设置上要符合光信息科学发展的基本规律，还要结合光信息科学与技术专业人才培养的机制。更要把握我国光纤教学现状以及问题，根据实际情况，构建适合光纤类课程的结构体系。在整个课程的设置方面要强调基础、突出应用。要将理论基础与实践教学相融合，同时教学改革思路也要遵循该原则对整个课程进行设置。要加强实验环节，要运用多种教学手段进行创新教育，使学生对原理知识理解的同时，努力提高对应用环节的操作，培养其动手的能力，使其学以致用。同时要有特色的教学内容，让学生对光纤通讯技术产生兴趣，把枯燥的知识变得有趣，使其适应社会的需求。
参考文献：
[1]敖,马春波,朱勇,敖发良.光纤通信课程教学改革探讨[J].广西教育,2012(11):37-38.
[2]苗逢春.信息及通讯技术与课程教学整合的国际趋势与借鉴[J].基础教育课程,2012(08):9-14.
光纤通讯原理范文2
关键词：KJ2000N 监测监控 中心站 分站 双机热备 展望
1概述
KJ2000N监控系统是以微型计算机为中心的煤矿环境安全生产监测系统。它由地面中心站、防爆交换机、井下分站、各类传感器和矿用安全生产监控应用软件组成。它是北京瑞赛长城航空测控有限公司在原有KJ4基础上改进开发出的新产品，该系统不仅有煤矿安全生产监测监控的功能，而且还具有核子称计量、瓦斯抽放、工业电视监控等多项功能。我矿根据实际情况，只安装了矿井安全生产监控系统。KJ2000N系统采用高速光纤工业以太网+现场总线（CANbus 2.0协议）的网络结构。光纤化的传输手段和CAN总线的应用极大提高了系统的实时性和信息容量，系统反应速度不大于3秒，较我国现行行业标准反应速度快近10倍。
2系统原理
KJ2000N的主系统建立在地面中心站，中央控制主机由IPC-500E工控计算机组成，系统是按“主机 分站 传感器”体系结构设计的，地面中心站是整个系统的控制中心，安装在中心机房。井下部分包括：kj2007F（G）型分站、各种安全生产监测传感器和断电仪等，井下传感器对矿井井下各种安全、生产参数进行实时监测和处理，并将安全生产参数及时传输到地面中心站。
KJ2000N综合监控系统分为信息层、传输层、设备层三层体系结构。
·信息层：由地面中心站和地面局域网组成。
·传输层：主要包括井下隔爆兼本安型光纤以太网交换机和一条贯穿于地面到井下的高速以太光纤冗余环网，将各子系统作为工业控制环网的一个节点，使各现场子系统整合于基于TCP/IP的以太网中。
·设备层：是由各种类型的总线适配器、中继分线器、井下分站、智能传感器、控制器等组成的现场控制网络。
2.1 CAN总线通讯原理
CAN总线仲裁采用标识符和非破坏性位仲裁结构机制，可以根据标识位确定数据帧的优先级，保证在网络节点冲突时最高优先级节点不需要冲突等待。CAN总线采用了多主竞争式总线结构，具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点。
CAN总线上的节点通过相应的CAN通讯接口互联构成低成本网络，提供了设备级故障诊断方法，提高了通讯效率和设备的互换性。
CAN通讯接口是系统信息交换的桥梁。一方面，CAN接口不断地将监控设备的信息和现场设备的运行状况发送到CAN总线上，并最终被送到用户服务器的实时数据库中等待处理。另一方面，总线上的数据信息通过CAN接口传输给现场设备，使用户可以在任意一台工作站或远程计算机上对网络节点上的设备进行监控。CAN总线上两个节点间的通讯原理如图1所示。
图1CAN总线通讯原理图
3 系统组成
3.1地面中心站及KJ2000N系统系列软件
地面中心站的核心是IPC-500E型微机，其主要功能有：
·通过网络交换机KIEN6000BA-2S向分站发送各种控制命令，接收来自分站的各种测量参数，并完成各测量参数的数据的存储；
·接收图形终端HP XW8600发出的各种控制命令，并在图形终端上实现显示和编辑功能；
·控制美能达Bizhub163V打印机，打印各种报表和曲线；
KJ2000N煤矿安全生产监控系统应用软件包，由主机软件、远程终端软件组成。整个软件的编制符合国家局最新颁布的安全监控系统软件设计规范（MT/T1008-2006）。
3.2 KJJ107/ KJJ107A矿用隔爆兼本安型网络传输接口
KJJ107/ KJJ107A矿用隔爆兼本安型网络传输接口为KJ2000N系统的光、电转换及通讯协议转换设备，具备冗余光纤接口及网络管理功能，在设备或线路故障情况下可自动重构网络通讯路径，保障系统运行。
KJJ107网络传输接口为现今流行的CAN总线协议与光纤以太网协议转换；
KJJ107A网络传输接口为FSK通讯协议与光纤以太网协议转换，主要作用为兼容原KJ4及KJ2000系统用户提供的协议转换设备。
3.3 KJ2007F系列大型井下分站
KJ2007F系列大型井下分站包括KJ2007F和KJ2007F1两种型号，为分站、电源分体结构，设备容量更大，负载能力更强，适用于大型煤矿密集型采区的安全监控需求。
3.4井下智能传感器
KJ2000N监控系统除具备完整的平台以外，同时还具备兼容KG9701/KG9001C/GJC4/40d等矿用瓦斯传感器、KGA8矿用一氧化碳传感器、KG05矿用温度传感器、KGN2矿用烟雾传感器KGE23矿用风门开关传感器、GFD15风速传感器、KGCT-C10矿用设备开停传感器以及KDJ1矿用远程断电器等环境数据采集设备和井下区域可控断电设备，所有设备可进行智能化和管理。
4KJ2000N系统优缺点分析
KJ2000N功能比较齐全，实时采集数据并完成显示、存储、制表、超限控制等，可累计存储系统运行报告、最大值、平均值、最小值，并通过共享SQL Server数据库实现双机热备功能。当一台主机停止运行，另一台主机自动切换并投入使用。
4.1 KJ2000N系统先进性
·集成度高：将矿井环境监控子系统、各生产环节自动控制子系统通过高速工业以太网和自动化软件平台进行整合，通过防火墙与矿级管理系统相连，实现了全矿井的管控一体化。
·信息容量大：主干网采用工业以太网进行传输，带宽宽，组网灵活。
·反应速度快：系统采用多主并发的工作方式，所有监测设备可同时主动上发数据的模式。保证井下传感器出现异常情况后，可立即主动向地面中心站反映。
·可靠性强：主干线采用冗余环网光纤，快速建立连接及连接恢复。CAN BUS是一种公认的实时性好、可靠性高、性价比高的国际标准现场总线。
·抗干扰性能优：由于采用光纤传输方式和数字通讯机制，极大提高系统抗干扰性，误报率大大降低。
·性价比高：CAN总线协议已被国际标准化组织认证，技术比较成熟，控制的芯片已经商品化，性价比高，特别适用于分布式测控系统现场设备之间的数据通讯。
·灵活性强：CAN总线上任意节点可在任意时刻主动地向网络上其他节点发送信息而不分主次，因此可在各节点之间实现自由通信。
·兼容性好：旧的FSK系统可直接通过KJJ107A井下网络交换机接入井下光纤以太网系统；保证新旧系统完全兼容，节省投资。
4.2缺点
系统的容量能力通常得不到到最好的发挥。
性价比高、成本高，较适用于大型、地质灾害较严重的矿井。
参考文献:
[1]蒋曙光，张人伟．综放采空区流场数学模型及数值计算[J]．煤炭学报，1998，23(3)：258-261
[2]蒋曙光，王省身．综放采空区流场及瓦斯运移三维模型试验[J]．中国矿业大学学报，1995，24(4)：85-91
[3]张永红．煤矿安全监测监控系统的研究．煤矿机械．2004(4)
光纤通讯原理范文3
关键词：CAN总线；槽控机；通故障
0 前言
目前，铝电解生产系列均是以多台串联式直流铝电解槽组成，每台铝电解槽配置一台槽控机，铝电解槽控机通讯系统采用先进的现场总线技术和网络通信技术。将槽控机设计为多CPU网络体系结构，按照采样、操作、解析与显示个数相对独立的功能设计数个智能化的功能模块（电路板），各模块均有自己的CPU，可相对独立的运行，并通过内部CAN总线网络实现彼此间的数据交换和多CPU协同工作。
某铝业公司电解槽槽控系统由槽控机、通讯设备、接口机、服务器、语音报警机等几部分组成，铝电解自动控制系统结构见图1-1.在机房与现场之间，系统采用光纤进行数据传递，光纤通信技术与CAN总线相结合可以从根本上提高通讯的速度，从而实现对设备的实时控制，采用光纤传输，明显降低信号的衰减程度，从而为提高信号质量通讯信号解决传输过程中容易失真和抗干扰性差等问题。
1 CAN总线通讯
CAN是控制器局域网络（Controller Area Network， CAN）的简称。CAN总线通讯和电流信号通讯，均并联于总线上，适用于工业过程控制主设备和监控设备之间的互联，信号在总线的传输是以频率波形的形式传送的 由于外界的干扰，会在总线上形成杂波，而电子器件对波形的识别是通过一定频率的采样， 也就是常说的积分或微分，然后变换成数字信号供计算机识别，这个波形的识别是在一定的 信号幅度上的，当杂波干扰过强或器件老化以后，其相位频率差就出现了，造成采样错误， CAN总线和电流总线上均可能出现这样的情况，为避免因杂波干扰出现通讯故障影响生产，电解铝槽控系统均采用通讯电缆使用双绞线及安装压敏电阻的方法用以确保通讯正常。
通常检查CAN总线通讯的方式为通讯电缆是否短路、动力箱接线端子上的总线电缆是否有毛刺，在确定没有问题后需考虑是否现场环境发生变化导致压敏电阻的安装位置需要调整或压敏电阻损坏。
2 光纤通信技术
光纤通信技术（optical fiber communications是利用光波作载波，以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式，被称之为“有线”光通信。当今，光纤以其传输频带宽、抗干扰性高和信号衰减小，而远优于电缆、微波通信的传输，已成为世界通信中主要传输方式。
从原理上看，构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。在发送端首先要把传送的信息（如话音）变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度（频率）变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息.
3 铝电解槽控机通讯
某铝业公司在现场将CAN-BUS信号转换为以太网通讯方式，通过光缆送入控制室，再通过光电收发器和交换机和管理机通讯。系统采用高性能工业级CAN转以太网的数据转换设备，内部集成2路CAN总线接口、1路以太网接口，自带成熟稳定的TCP/IP协议栈，建立CAN-以太网两层网络架构，实现远程控制，
这样做解决了采用“局域网―生产监控―槽控机”三级网络分布式控制结构，控制系统由安装在原料生产现场的槽控机（控制级）和安装在计算机站的管理机（生产监控管理级）以及安装在原料车间区长室内的原料车间工作站组成。每个工区内的槽控机采用CAN-BUS网络总线连接，每个区的CAN-BUS在车间进行光电转换，送入控制室信号分配柜进行光电转换后，再送入管理机中的PC-CAN通讯卡上进行数据转换导致的随着系列电解槽数的增加和槽型的加大，每个工区到控制室的通讯距离相对的增加，CAN-BUS总线的传输距离和传输速度会受到制约，同时位于管理机中的PC-CAN通讯卡由于是非标产品，随着后期工控机性能升级和内部结构变化，安装和维护相对较麻烦的缺点。
4 通讯故障类型
接口机、槽控机通讯过程中较为常见的通讯故障为单槽无通讯、多槽无通讯、工区无通讯等，发生通讯故障直接影响到了参数下发、语音报警、数据采集与汇总、报表生成等一系列问题，对生产造成严重影响。当部分车间、工区、单槽发生无通讯故障时，监控系统无法实时对生产数据及控制参数进行采集，更不能保证对生产进行有效的调整和控制。
为避免因通讯故障导致上述情况的发生影响电解的精艺生产，铝电解槽控机通讯故障可分为总线故障、光纤故障、通讯转换故障、地址故障等故障类型。
为避免出现上述类型通讯故障需将服务器及交换机等设备安装在阴凉干燥的机房当中，当接口机与槽控机通讯频率设定在适当范围内，可以保证槽控机与接口机正常的通讯，定期查看光纤收发器的信号是否正常，检查通讯转换模块信号是否正常，在确保槽控机的BCD地址码设置正确后严禁他人随意改动。
光纤通讯原理范文4
关键词：电力通讯；自动化设备；设计
目前，正在兴起一场新的技术革命，通讯、微电子和计算机则是这场新技术革命的主体和核心，世界经济正在从工业化阶段向信息化阶段发展，通信产业作为信息社会的基础，它的发展水平已经成为衡量一个国家经济发展和通信技术水平的重要标志。
一、电力通讯自动化设备的设计
1.微波通讯设计
根据微波站所承担任务的不同，分为不同类型的微波站，而且根据微波站类型的不同，其使用的设备也不同。主要包括以下几种：终端机、收发信机、微波配线架、蓄电池和电源等。收、发信机：其主要任务就是在微波信号和群路信号间进行频率的变换。在发信通道中，频率的变换过程是将信号频率往高处变，也就是上变频。在收信通道中，频率变换过程是将信号频率往低处变，也就是下变频。终端机：在微波通讯系统中，必须将复用设备作为终端机，其作用是在发信端将所有用户使用的话路信号，按照一定规律重组成群频话路信号；在收信端，将群频话路的信号，按照对应的规律解出每个话路信号。
2.光纤通讯设计
光纤通讯系统由三部分构成即光端机、光中继机和数字通讯设备。①光端机：其是光纤通讯系统的重要设备，由光接收机和光发送机两部分构成。光端机存在于PCM光纤传输线和电端机路之间，光发送机由光线路码型变换、光发送电路和输入接口组成，光接收机由光线路码型的变换、输出接口和光接收定时再生组成。光中继机：在长距离的光传输中，因为受到接收机的灵敏度、光纤线路衰耗和发送光功率的限制，所以光端机间的传输距离是有限的。数字通讯设备：数字通讯设备由高次群复接设备和PCM基群组成。PCM基群是指通过调制模拟话音信号，将其变为数字信号，再使用数字复接技术，将收到的PCM基群信号经过相反处理过程，还原为模拟话音信号的一种设备。光端机中还存在其他的辅助电路，例如告警、输入分配、公务、倒换监控、电源区间通讯等。在实际应用中，为达到提高光端机的可靠性，经常使用热备用的方法，使系统处在主备状态下开始工作，正常情况下使用主用部分工作，当主用部分产生故障问题时，可以切换到备用的部分工作中，目前普遍应用的是一主一备的方式。光端机中每个组成部分的作用如下：输入接口：将PCM综合业务中接收到系统送来的信号转换为二进制的数字信号。光线路码型变换：简称为码型变换，将输入接口传送来的普通二进制信号转换为适合在光纤线路中传送的码型信号。光发送电路：其包括自动温度控制电路、自动光功率控制电路和光驱动电路。光驱动电路将变换后码型的信号变换成光信号向对方传输。光接收电路：将通过光纤传送的光脉冲信号转换为电信号，并将电信号放大，清除码间的干扰，改善脉冲的波形。定时再生电路：由两部分组成即再生和定时提出，从均衡的信号流中提取定时器，再经过定时的判决，产生波形线路码的信号流。光线路码型反变换：简称码型反变换。将再生的线路信号还原为普通的二进制信号流。光端机通常使用条架结构，单元框得方式。在不同速率下工作的光端机在不同速率下工作，其单元框组成情况也会发生变化。
二、电力通讯自动化设备的工作方法
电力通讯自动化设备工作的目的是为了交换和传送信息。目前，虽然有多种信息形式，但是通讯系统的组成通常可以概括为：信源是信息产生的来源，这些信息指的都是非电信息，要想转换为电信号，则需要变换器，也就是输入设备。交换设备指的是发送设备和沟通输入的接续装置。它可以有效的使用发信设备，提高发信设备的使用率。发送设备的主要任务是处理信息的电信号使之达到信道传输的要求，并且经济有效的使用信道。在目前的通讯网中光纤通讯已经占据主导地位。随着电力工业的迅速发展，大电站、超高压输电线路、大机组等不断的增加，电网规模也越来越强大；通讯技术发展日新月异，装备水平在不断的提高，更新周期在逐渐的缩短。移动通讯、数字微波、卫星通讯、特高频通讯、对流层散射通讯、数据网、数字程控交换机和扩展频谱通讯等新兴的通讯技术在电力系统中得以逐步的推广。
1.微波通讯设备
微波通讯具有见效快、造价低、易维护、占地面积小、工期短等优势，在通信领域具有重要地位。当前，微波通信技术发展主要有以下几个方面。①小容量向大容量发展②模拟制向数字制发展③由低端通信频率段由向高端通信频段发展④由人工网方式向自动网方式发展。
2.光纤通讯设备
光纤通信系统是由光发送端、光接收机、数据源和光学信道组成。光纤通信的工作原理是：首先在发送端将传送的信息变为电信号，然后通过激光器将此信号发到激光束上，使光强度可以根据电信号的变化幅度而变化，并通过光纤发出；在接收端，检测器将收到的光信号后转换为电信号，经调制后恢复为原信息。
光纤通信系统由以下几部分构成。①光发信机是由调制器、光源和驱动器三部分组成的。其功能是调制电信号对光源发出的光，将其调制为已调光波，然后将已调制的光信号耦合到光纤中传输。②光收信机。是由放大器和光检测器两部分组成。其功能是将光纤传输进来的光信号，通过光检测器将其变为电信号，然后，再将电信号通过放大电路放大，将其转送到接收端。③光纤。光的传输通路是由光纤构成的，其功能是将发信端所发出的光信号，通过光纤远距离传输之后，耦合到收信端中光检测器上，完成传送任务。④中继器。中继器是由光源、判决再生电路和光检测器三部分组成。它有两个作用：一个是正性波形失真的脉冲；二是对光信号在光纤传输中所受到的衰减进行补偿。⑤光纤无源器件。由于光纤长度受到光缆施工条件与光纤拉制工艺限制，并且光纤可拉制长度也是有限的。因此一条光纤线路可能存在于多根光纤相连接中。于是，光纤的连接、光端机和光纤的连接，在光纤中使用无源器是必不可少的。
结束语
随着我国电力工业的发展，高压输电线路、大机组和大电站数量的逐渐增多，电网的发展规模也在日益壮大，使得我国通讯技术的发展迅速，通信装备的技术水平也随之提高，更新的频率越来越快，移动通讯、数据网络等多种新兴通讯技术将得到更为广泛的推广和应用。
参考文献：
[1]郑天莉. 探讨电力通讯管理信息系统的设计与实现[J]. 中华民居（下旬刊），2012，（12）：249-250.
[2]田劲松. 刍议电力通讯自动化设备的工作模式及建议[J]. 广东科技，2012，（19）：46，45.
[3]赵建. 非标自动化设备设计中材料的选择与应用[J]. 科技致富向导，2013，（03）：179.
[4]王永法. 谈电力通讯自动化设备与工作模式[J]. 黑龙江科技信息，2010，（19）：30.
光纤通讯原理范文5
【关键词】固定中继站；全网通讯；特高压输电线路
引言
我国煤炭和水电资源大部分集中在中西部地区，而电力能源能耗量最大的区域却集中在东部及沿海地区。为了满足不同地区持续快速增长的用电需求，电网建设成为我国基础设施建设的重要组成部分，其高压输电线路又是未来国家电网建设的重点。特高压输电线路走廊带位于通常在人烟稀少地区，输送电力的路线距离较长，横跨不同区域，因此给电力通讯的建设带来的新的难题。受到输电线路传输距离长，技术特点以及其他等方面的限制，传统的解决高压和超高压线路电力通讯长距离问题的技术，例如光放大器、信号编码、拉曼及遥泵等技术，却无法应用于特高压输电线路电力通讯超长距离传输。解决特高压输电线路全网通讯超长距离传输的问题，需要引入中继站的技术。本文在电力通信存影响因素进行分析的基础上引入用固定中继站，探索超距离输电线路电力通讯的方案。
1.全网通讯概述及影响因素分析
电力通讯是电力系统的重要组成部分，是实现电网安全和经济调度的重要手段。因此电力通讯对于电网企业实现电网智能调度及管理的现代化有着重要意义。目前电力通讯主要采用光通讯，光缆和电力输电线路在一个输电线杆进行架设。
影响电力通讯传输的因素主要有光纤衰耗、色散，具体分析如下：
（1）光纤衰耗。主要指在传输过程中光的损耗。在光纤传输中光信号一般为模拟信号，或者是数字脉冲，无论哪种线号，在光纤中传输中，都会减小信号幅度。光纤衰耗是影响光信号长距离输送的主要因素。产生光纤衰耗的原因主要有散射衰减和吸收衰减。衰减系数是对光纤衰耗的测定系数，也是衡量光纤品质的重要因素。常用的G652.G655光纤的衰减系数一般为0.23dB/km和0.25dB/km，随着技术水平的提升，光纤衰减技术以及可以做到0.21dB/km以内[1]。
（2）色散。主要指由于光信号中不同波长的成分不同群速度导致的光脉冲扩展的情况。
在电力通讯传输过程中，由于存在光纤衰耗和色散现象，因此直接利用光缆进行通讯的传输距离都比较短。实现电力通讯长距离传输，主要是利用光放大技术（光纤放大器直接对光信号进行放大的技术）和色散补偿技术（色散补偿光纤、光纤布拉格光栅色散补偿方案）。通过以上技术手段的应用，可以使得电力通讯传输距离到达300km以上。但是对于输电线路距离在1000km以上的特高压电网中却无法实现电力全网通讯，因此需要引入固定中继站技术。
2.固定中继站概述及构成组成
中继站是在输电线路附近设置的，通过接收信号，对信号进行再生及放大处理后，发送给下一个中继站，通过这种方式来确保信号的传输质量的转运站。因此通过中继站的方式可以电力通讯信号传到几千公里之外，最终实现全网通讯。因此中继站是解决特高压电网电力通讯超远距离输送问题的有效措施。目前中继站主要分为标准通讯中继站及固定中继站。标准通讯中继站建设前期需要征用土地，办理相关手续较为繁琐，同时建设完成之后需要专人进行值守等问题，因而成本较大。固定中继站一般安置于输电线路铁塔上，因此不需要占用土地，建设完成之后不需要专人进行值守，应用成本较低。固定中继站具有体积小，按照不同需求进行配置，后期维护较为方便。传统标准通讯中继站与固定中继站在电网通讯中应用对比图如下所示[2]。
海底通讯光缆长达可以达到上万公里，因此电力通讯传输可以借鉴其通讯原理，将中继站作为电缆线路整体的一部分进行安装布置。固定中继站核心是中继器模块，根据不同的传输距离可以进行灵活配置。中继器模块的核心是光信号放大模块和色散补偿模块。与传统的标准通讯中继站共享变电站电源不同，固定中继站需要额外进行电源的配置设计，因此需要电源配置模块和网管等辅助模块。固定中继站模型构成如下如所示[1]：
电源模块：主要提供中继器设备供电，基础供电电源电压为48V，通过电压转化器转化为中继器使用电压电源等级。电源问题是固定中继站需要解决的关键问题。特高压输电网走廊的偏僻性，因此固定中继站的布置一般在人迹罕至地区，因此供电可靠性非常电。因此电源设计成农电与太阳能供电相结合的供电系统。当太阳日照丰富时，以太阳能供电系统作为中继器电源的来源，同时对蓄电池组进行充电；日落之后或者天气不好时，采用农电进行电源的供应及对蓄电池组进行充电；当农电线路发生故障并且没有日照的情况下，利用蓄电池对于对中继器进行供电。电源模块设计系统如下图所示：
光信号放大模块：光放大模块的采用级联模式对于光纤衰减的光信号进行再生及放大处理，从而使光信号达到超远距离传输目的。除了对光信号进行增益放大，光放大模块不可不可避免的也会对光信号发出时的发射噪声进行增益放大，由于发射噪声在传输的过程中不会发生损耗，会随着光信号的在光纤的传输中逐渐积累，因此对于发生噪声的增益放大会使光信号的信噪比的数值逐步变差，影响光信号的传输质量。因此利用光放大模块级联进行光信传输时候，应该对于单跨距离进行选择。目前电网的传输速率通常为2.5GB/s，单波10GB的系统可以满足电力通讯的扩容需求[3]。
W管模块：网管模块主要实现对中继器设备进行远程监控及检测，实现固定中继站远程管理，节约成本。中继器的网管信息的传递与检测主要是通过专用波分系统光纤信道进行的。
3.固定中继站在电力通讯中应用
固定中继站在对现有技术的基础上进行开拓创新，借鉴海底电缆通讯理论，利用多级级联模式解决全网通讯中超长距离传输光信号受限的问题，为电力通讯超长距离通讯提供了很好的解决方案。固定中继站在全网通讯上的应用主要体现在以下3个方面：
（1）固定中继站使电力通讯传输距离不再受限制。在高压等输电线路距离在300km以内的电力通讯的长距离传输可以利用光放大器等技术来实现。对于特高压等输电线路距离在1000km以上的电力通讯传输距离存在限制，无法实现全网通讯。在全网通讯中应用固定中继站，解决了电力传输距离与直流输电线路长度不配套的问题。
（2）有效降低电力通讯光缆影响其他输电线路的风险。随着电网布置的密集，建设在电力传输路线附近的传统标准中继站，在接线处可能会对
其他直流输电线和其它低电压线路产生干绕。固定中继站布置在电塔里，可以避免对其他输电线路产生影响，使电力通讯传输更加安全可靠。
（3）节约成本，效率更加高效。传统标准中继站需要占用土地，征地拆迁手续复杂，耽误中继站建设的工期，同时标准中继站在日常运行中需要专人进行值守，增加了人力成本的支出。固定中继站不需要进行征地，不需要专人进行维护，同时减少了通讯设备的配置，因此使投资成本大大降低。
4.结语
国家电网公司在2008年的《关于转变电网发展方式、加快电网建设的意见》中指出：“十二五”，“十三五”将会全面建设特高压电网，形成以华东、华北、华中三地位核心，辐射各大电网，煤电基地等的坚强骨架，因此特高压输电线路正迎来建设的密集期。固定中继站具有传输距离不受限制、体积小、质量轻、消耗资源少，配置及安装灵活的优势，将固定中继站应用于特高压输电线路的全网通讯中，可以解决电力通讯的传输中的一系列问题。同时在固定中继站中引入太阳能蓄电池技术，响应国家节能减排号召，为以后探索中继站清洁能源的利用提供了可贵的经验。
参考文献
[1]张延童.电力线路塔上光中继站相关技术研究[D].山东大学，2012.
光纤通讯原理范文6
功放机上的光纤输入接口是要配合DVD等有光纤输出的设备使用的，当使用光纤功能时，只要将DVD等光纤输出接口用光纤线连接到功放机上的光纤输入接口就可以，不要另接信号线。
光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。传输原理是‘光的全反射’。前香港中文大学校长高锟和GeorgeA.Hockham首先提出光纤可以用于通讯传输的设想，高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。
（来源：文章屋网 ）
