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光通信论文范文1
考虑到高灵敏度的激光相干通信更适用于远距离的通信，这里以GEO轨道为例，综合考虑文献［8，12］的参数，以传输速率为2Gb／s的2PSK零差系统为例，选定的参数如表1所示。对信号光束与本振光束的要求按照文献［7］执行。为了更清晰地说明像差对接收系统可靠性的影响，分两步进行讨论，首先探讨接收系统各种像差各自所产生的影响，然后再探讨它们相互是否具有校正补偿功能。
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。
图3和表4表示了离焦与像散的相互校正作用。其变化趋势与图2相似，从图3看到，当W22／λ≥0．75后，不管离焦像差W20如何变化，系统的误码率不可能满足εBER≤10－6，与之相比，即便是彗差W31／λ＝1．00，通过调整W1x，依然可以实现误码率εBER≤10－6的目标。以误码率εBER≤10－6为标准，经计算，此时的W22／λ＝0．53。因此，只有当W22／λ≤0．53时，才能通过调整W20对W22进行部分校正。
光通信论文范文2
光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。光纤从提出理论到技术实现和今天的高速光纤通信也不过几十年的时间。从国外的发展历程我们可以看出，20世纪60年代中期，所研制的最好的光纤损耗在400分贝以上，1966年英国标准电信研究所高锟及Hockham从理论上预言光纤损耗可降至20分贝/千米以下，日本于1969年研制出第一根通信用光纤损耗为100分贝/千米，1970年康宁公司(Corning)采用“粉末法”先后获得了损耗低于20分贝／千米和4分贝/千米的低损耗石英光纤，1974年贝尔实验室(Bell)采用改进的化学汽相沉积法制出性能优于康宁公司的光纤产品。到1979年，掺锗石英光纤在1.55千米处的损耗已经降到0.2分贝/千米，这一数值已经十分接近由Rayleigh散射所决定的石英光纤理论损耗极限。
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.
[2]韦乐平，光纤通信技术的发展与展望.电信技术[J].2006(11):13-17.
光通信论文范文3
光纤通信系统主要包括接收、发射以及基本光纤传输系统，详见图1。二、矿山通信(一)矿山通信的现状自二十世纪80年代中期以来，世界各大厂商就推出了多种标准。到目前为止，在50多种国际标准中有十几种常用的。例如工业以太网、基金会现场总线(FF)等。现场总线的传输介质有很多种，主要有视频监控支持信号线、人员定位支持双绞线、环境监测支持双绞线、光缆、通信联络支持无线通信等。这些业务都有向以太网兼容发展的趋势。例如基于工业以太网的各种监测系统，基于WIFI通信的信息传输系统，其中WIFI的使用范围和发展尤为迅速且日益壮大。
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。
四、结束语
光通信论文范文4
世界各国光纤到户的最新进展
日本是世界上对FTTH最热心,发展最快的国家。表1是日本总务省对包括光纤到家的各种宽带接入网情况。
表1日本宽带网的发展情况(数据来源:日本总务省(MIC),2005年7月)
日本FTTH的发展领先,除了政府主导,运营商积极响应的原因之外,还有网络与技术方面的原因。日本网络中的用户环路普遍较短,同时在馈线部分原来存有大量的暗光纤,这为实施FTTH提供了方便。在技术方面,日本开发了自己的PON标准,没有等待ITU的FSAN标准。由于日本的标准中采用了低成本的以太网技术,为部署FTTH较早地提供了技术条件。
美国在宽带和FTTH建设方面并不领先。在宽带部署方面,美国排名11,落后于韩国、加拿大、瑞典等国。但由于用户的需求、FTTH成本的下降以及竞争与持续发展的需要,美国在管制和税收方面已经或正在推出一系列的优惠政策。为了宣传、推动和加速FTTH的发展,美国还新成立了一个非盈利的组织——FTTH协会,其成员包括通信公司、计算机公司、网络公司,以及应用、内容与服务提供商等。到目前为止,美国的FTTH建设大潮中已涌现出:新兴的房地产开发商、市政当局、国有电力公司、竞争本地运营商(CLEC)和小型传统本地运营商(ILEC)等众多单位的身影。房地产开发商之所以搞FTTH是因为他们发现,敷设光纤与敷设同轴电缆,虽然多花些钱,但FTTH更有利于其房屋的销售。市政当局指定了美国1900多个小社区,它们都拥有自己的电力公司,路线和电杆,在财政上又能得到普遍服务基金(USF)的补贴,所以它们也兴建FTTH。美国电信业协会(TIA)和FTTH协会最近联合宣布,美国的光纤社区已经增加到128个,分布在32个州。FTTH用户明显增加,平均用户定购率超过40%,在某些社区甚至达到75%。
欧洲曾经是光纤接入网试验与部署最早的地区。英国、德国从80年代末就开始试验和计划部署FTTH,但是由于成本和技术的不成熟以及需求跟不上,早期用PON部署FTTH失败了。到2002年底,欧洲有2个FTTH运营商有比较可观的用户,它们是瑞典的B2公司和意大利的e.biscom公司,前者有7万多个住宅用户,后者有9万多个住宅用户。
从全球看,据Dittberner公司分析,到2013年光纤接入技术的全球投资将从2004年的37亿美元增加到228亿美元。亚太地区将成为全球最大的FTTH市场,占全球总市场的52.8%(即120亿美元)。中国将占到亚太地区市场的将近一半(46%)。中国和印度在未来几年内将成为FTTx的主要投资者。在中国,PON的部署已经开始,网通、电信等运营上正在和各FTTH方案提供商合作在北京、武汉、杭州等大中城市中推广应用,并逐步覆盖全国范围。
我国发展光纤到户存在的主要问题
FTTH是宽带接入的重要发展方向,FTTH是光通信产业发展的新亮点,它涉及到器件、系统、网络技术和经济、维护、应用、标准以及法规等多方面,对我国电信运营业和制造业既是机遇也是挑战。目前阻碍我国FTTH产业发展的主要问题有以下几点。
1.市场需求的培育发展和产业链的形成尚需时日
FTTH除了提供高带宽外,更重要的是运营商能提供什么具体服务内容让用户需求更高的带宽,使得在既有宽带接入技术无法满足之下,推动用户走向光纤到户。然而,根据今年7月的《2005年中国5城市互联网使用现状及影响调查报告》,用户上网经常使用的服务为看新闻,搜寻引擎,电子信箱,这些服务所需之带宽小,而高带宽服务如视频会议、VOD、多媒体娱乐使用之比例则偏低。因此,在ADSL已可满足现有带宽使用量的市场环境下,高带宽服务的需求引导和普及情况还需要时间。
在宽带产业中,内容提供商、网络运营商、最终用户构筑了一个应用服务产品的价值链。在运营层面之下是众多的软件开发商、终端设备制造商、系统集成商以及和它们相联系的政府、金融、媒体、市场、咨询和服务构建的一个完整的产业链。如何联合产业链条上各个环节,共同建设一个“宽带产业生态圈”需要时间和努力。
2.运营商不积极成为FTTH发展的另一个约束
关于FTTH应该由谁来承建的问题也是不容忽视的。FTTH究竟由谁来建,是由建筑方本身还是由某个运营商,是由建筑方选定某个运营商还是由政府来决定,在FTTH普及之前,这些问题都有待解决。总体而言,现阶段的FTTH发展仍处于试验推广阶段,仍未实际商用化,且在整个推广过程中,FTTH作为宽带接入技术的一种,在国内市场xDSL的强势竞争下,在与xDSL竞争内部资源分配时处于较不利的地位,影响运营商对FTTH的投资,不仅测试计划零星,且多由大城市的驻地运营商主导,缺乏美、日运营商般全盘的资源整合与推广,造成示范工程的进行多由光通讯厂商或其它电信服务商主持,运营商则为被动配合角色,在缺乏运营商大力支持下,国内FTTH推广力度还不够强劲。.技术和成本瓶颈
首先从技术层面来讲,目前广泛采用的ADSL技术提供宽带业务有一定的优势,与FTTH相比,价格便宜,利用原有铜线网使工程建设简单,对于目前500kbit/s~1mbit/s影视节目尚可满足需求,是FTTH目前推广的主要竞争对手。
从全球范围看,在宽带用户中,66%的用户采用xDSL,在中国这个比例更是高达90%。作为宽带接入理想方式的FTTH,一直没有得到大规模发展的最主要原因就是光纤接入的成本依然比较高。由于光电子器件价格昂贵等因素的制约,FTTH难以普及,我们目前只是在骨干网采用光纤传输,而在“最后一公里”的接入层面采用以太网等多种接入方式。正如简水生院士所言“研制廉价的光电子器件是实现光纤到户的重要任务”。
在日本,FTTH价格与ADSL比要有竞争力,日本光纤到户的负担费用和ADSL相差无几,FTTH的月租约3000日元,相当于国内吃2次肯德基的费用,且初装费全免。而在国内初装费用和运行费用还没有具体的方案,还没有探索出能为我国网民接受的价格。
4.政府政策和法规相对滞后,各项标准还没有出台
目前我国推广光纤到户的发展基本处于各自为战的状态,各个地方政府政策各不相同,零星破碎,有的地方根本还没有鼓励优惠政策。总之,政府缺少一个宏观的引导和完善的产业政策。此外,有关因特网相关的版权法规也有很多工作要做。
虽然国际电信联盟和美国等相继出版了关于FTTH的各项标准,但是我们如何结合本国实际情况,制定FTTH的技术规范和建设标准仍有待努力,这些都是至于我国FTTH走向商用的制约因素。
我国FTTH发展的出路和发展策略
1.完善各项技术标准和政府政策法规
标准化工作对FTTH产业发展和降低初装成本和维护成本有直接的影响。接入系统与国情密切有关,在积极参与国际标准化工作同时应加强开发适合我国国情的FTTH系统标准,包括体系结构、光纤类型、使用波长、汇聚层传输技术、接口要求、性能指标、性能监视、网络管理、关键光器件和模块指标、安装操作指南等。尽早制定大楼内包括室内光纤布线规定,用以指导新建建筑物的建设,为FTTH留有应用的余地。另外,FTTH的应用再次提出了接入线路敷设权问题、竞争环境下如何避免重复建设问题,对此电信法或电信管理条例应有所规范。
在国内FTTH的建设、发展上,素有“中国光纤之父”美称的赵梓森院士一针见血的指出:制约FTTH的发展因素不是技术问题而是社会问题。光纤发展到家庭需要政府的支持,不但要制定与因特网相关的版权法规而且还要制定对FTTH建设的优惠政策。例如:采用光纤建网可减免税;出台相关鼓励政策推动建设光纤到家庭;政府出面协调各方利益协调,同时发挥市场杠杆作用,让个运营商跳出狭隘利益纷争,积极投入到FTTH的试用(FieldTest)和商用。政府也要出整的FTTH示范和发展计划,验证FTTH技术和产品的成熟性,未来大规模应用FTTH打下基础。
政府应积极出台相应法规,旨在打破电信业务垄断和消除行业壁垒。光纤传输容量几乎是无限的,FTTH为用户提供综合业务接入不仅是技术上的需要也是提高其投资效益的必经之路,而在我国现有电信运营许可制度下,FTTH为用户提供综合业务接入将非常困难,这无疑将严重阻碍我国FTTH接入技术推广普及。由此可见,打破电信业务垄断和消除行业壁垒是我国FTTH接入技术推广普及的迫切需要。
2.积极引导和培育市场需求,形成生态产业链
根据CNNIC第16次“中国互联网络发展状况统计报告”显示,目前宽带用户的网络速度满意度较低,见表2。这说明,FTTH的高宽带是客户的需求。
表2.现有网络的满意度调查
又根据目前网民上网主要集中看新闻,搜索引擎,电子邮件的使用,这就需要我们设法引导他们转向需要更宽带宽要求的VOD,远程诊疗,视频会议等服务和应用。
众所周知,目前FTTH的设备价格还非常高昂,往往一线售价1000美元以上。据了解,在美国FTTH用户每户每月服务费也约为80~100美元,电信运营商的FTTH网络一般两三年可以收回投资。但在中国,情况则完全不同。目前,在国内不少城市,由于激烈的市场竞争,ADSL和基于5类线的LAN宽带接入使用费逐年下降,例如笔者所在城市杭州富阳已降到每年300元以下,个别月使用费较高的地区,如南京也只有880元/年。基于这种宽带接入服务的资费水平根本无法支撑FTTH网络建设和运营,其投资效益可想而知,这是我国电信运营商普遍缺乏热情推广FTTH的最根本原因。可见,在我国推广FTTH应用,除开发低成本的FTTH接入技术与设备外,还应该把市场推广的突破口选择在如别墅区、高档住宅区和高级写字楼(FTTO)等目标市场。因为,现有宽带接入技术很难满足这类目标市场对宽带接入远距离、高带宽、专线接入的要求,同时这些用户对宽带接入具有较高的消费能力,运营商可以根据FTTH能提供高带宽、专线接入优质服务特点适当提高宽带接入月使用费,提高FTTH接入网络投资效益。
FTTH在中国发展的初期阶段需要进行市场细分,针对特定市场进行耕作,集中力量开发集群式新客户和ARPU较高的大客户。
另外,在FTTH产业的发展过程中,运营商、制造商、内容提供商等想靠一己之力做大市场是不可能的,只有产业链上各方紧密合作,才能有效拓展市场。
3.FTTH业务提供应循序渐进,选择适合我国FTTH发展的技术
目前全球500万线的FTTH用户中,90%以上的FTTH接入网络只提供Internet宽带接入业务,因为FTTH提供传统固定电话成本远远高于现有固定电话技术成本,追求FTTH全业务接入(同时支持宽带上网、有线电视CATV接入和传统固定电话接入,即所为三网合一)在我国还存在行业壁垒,即电信运营商不允许经营CATV业务,反之CATV运营商不许经营传统电信业务(如电话),而且这一现状在未来相当一段时间内无法改变,因此单一运营商无法在FTTH接入网络提供三网合一业务。虽然,在接入网上,光纤替代各种铜质缆线是必然趋势,但一夜之间光纤就彻底替代铜质缆线,所有业务都通过光纤接入是不现实的,也是无法想象的。在推进FTTH过程中,我们必须照顾到传统固网运营商的利益,也要考虑现有的金属线资源,实现平缓过渡。
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西宁供电公司是核心汇聚点，调度数据网、语音业务、综合数据网业务等需接入西宁供电公司核心机房。因此，需根据业务重要性和带宽需求决定环网结构和传输速率。带宽需求测算中，包括110kV变电站、35kV变电站和县公司、基层单位以及营业所等。变电站带宽估算:接入网2M、广域网4M、调度数据网2M、视频2M、监控系统2M、“五防”系统2M、配网自动化6M(按照10kV配网出线数量考虑)，合计带宽按照20M考虑;基层单位行政电话4M、广域网业务8M(办公人员较多场所，带宽考虑到10M及以上)、外网业务4M，合计带宽为16M。按照就近接入原则，测算带宽，城区东面需接入城东区、城中区以及城西区部分16站点以及“十二五”规划中的部分站点，按照25个站点测算带宽;城区西面需接入城北区、城南区以及城西区部分站点等18个，加上规划的部分站点，按照25个站点的接入能力考虑。根据需求测算，每个站点按照20M带宽考虑，东部和西部各25个站点，各需500M，所载业务经过二纤双向复用段保护环后所需带宽为1000M，加之基层单位应急通道，需选择容量为8个VC－4(8×63×2M=1008M)带宽，所以传输设备需选用2.5G及以上平台。
2选择方案
由于一个自愈环网无法满足如此多的站点接入，根据带宽需求和光纤网络结构比较分析，需选用组合网方式。常用组合网包括环带链、相切环和相交环3种。环带链网络结构，对链路的保护功能差，链上某一段光缆故障时，会造成后端各点业务的中断。相切环组网方式可使环间业务任意互通，具有业务疏导能力强，业务可选路由多，系统冗余度高。一旦相切节点故障，造成业务中断时，可在相切环上增加一个相交节点，提供重要节点的备份和更多的可选路由，加大系统冗余度，以提高系统抗单点失效能力。为增加光纤通信网可靠性和系统抗单点失效能力，最终确定选用2.5G二纤双向复用段相交环组网方式。西宁供电公司作为一市三县各类业务的核心汇聚点，必须作为相交点之一;另一相交点，必须是电网中的枢纽点，出线方向多，光缆路由丰富，具备多方向接入能力和组建双环网的条件。经过分析，最终选定公园变电站为第二相交点。
3实施
依据年度下达的技术改造项目资金，分步实施。1)2012年西宁城区西部环网建设。西宁城区包含西宁供电公司、公园变电站和6个西部变电所共计8个站点传输设备。在西宁供电公司和公园变电站各配置1套10G智能设备，在6个站点分别新上一套2.5G智能设备。西宁城区西部2.5G环网是完全由智能光网络OSN设备构成的2.5G复用段保护环。2)2013年西宁城区东部环网建设。西宁城区包含西宁供电公司、公园变电站以及东部6个变电所传输设备改造升级。在西宁供电公司和公园变电站原有设备上新增2块2.5G光板，西宁城区东部2.5G环通过西宁公司、公园变电站与原有西部2.5G环在西宁公司和公园变电站形成相交环。西宁城区网络结构图如图2所示。环网建成后，对纤缆资源不足或在用设备配置低，无法纳入环网的15个站点(如图中所示网元M和网元N)，通过两个不同物理路由接入现有光纤环网。
4应用效果
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1.1在铁路中建设无线通信光纤直放站可以大大提高无线网在整个列车中的使用
与传统的信号发射装置不同，铁路无线通信光纤直放站与以往最大的优点就是在信号的传输途径上，铁路无线通信光纤直放站中装置了WCMD3G/4G信号，使信号的传输速度更为快捷，信号的质量更加稳定，可以实现对整个列车进行无线网的覆盖。作者为了让文章更为实际，亲自体验过在建设多座铁路无线通信光纤直放站的列车，经过作者的测试，在有铁路无线通信光纤直放站的网络信号覆盖的地区，移动通讯设备的信号是满格，与普通的列车上移动通讯设备信号时断时续有着相当大优势。
1.2作者通过对张集（张家口至集宁）铁路内蒙古段为调查对象
对光纤直放站在解决弱场覆盖和位置定位的问题上做过一部分分析，得出了以下结果。张集铁路内蒙古段共有5个中间站:友谊水库、兴和、庙梁、西土城、古营盘，线路地形虽没有高山、隧道，但沿线路段有部分丘陵及小山包，多处有挖方地段，路堑最高有近50米，站间距一般在20公里以上,其中庙梁至西土城站间距离28.6公里，线路存在弯道。安照铁路无线列调场强覆盖的要求，车站信号传输距离应达到站间距的一半，为达到这一要求，并根据以上地形特点，在区间增设光纤直放站以加强信号覆盖，这无疑是一个非常明智的选择。
1.3光纤直放站由近端机和远端机组成
近端机设在通信机房内,远端机设在区间,在近端机和远端机之间利用有线通信沿线敷设的20芯光缆中的11芯、12芯光纤，将车站无线信号转换成光信号传输到光纤直放站远端机，再由远端机天线继续进行发射已增强信号覆盖。
2进行铁路无线通信光纤直放站建设的最佳位置选址工作
2.1铁路无线通信光纤直放站与交通运输总站之间一定要有传输介质的存在
这样才能确保铁路无线通信光纤直放站能及时获取运输总站发出的信息，从而根据铁路无线通信光纤直放站所处的地段，运用信息放大器来增加信息量的发射功率，让列车接收到电讯号更加准确。
2.2在列车形式在云贵山区这样崎岖的山谷里的时候
由于回音而可能造成对铁路无线通信光纤直放站发出信号的干扰，在列车行驶在这样的路线中时，可能由于回音与无线网络信号混杂而产生电磁波。电磁波对铁路无线通信光纤直放站发出的无线信号有着极大的干扰作用，从而使得全车的信号覆盖率降低。就是因为这样，在这种山谷地区，应该加大对这铁路无线通信光纤直放站的建设，通过建设成功的多座铁路无线通信光纤直放站之间的联系作用，才能抵抗电磁波的冲击。因此，在设置铁路无线通信光纤直放站的位置时应该考虑：远端机覆盖相互独立，不会因为一台设备而使其它设备中断。
2.3在选择建设铁路无线通信光纤直放站车站的地址时
应当避免噪音对铁路无线通信光纤直放站的影响。铁路无线通信光纤直放站在接收电台接收端接收列出发出的信号时，也会收到其他噪音的影响，使得信息质量存在严重问题。这些杂音会混杂在铁路无线通信光纤直放站发出的信号里，破坏铁路无线通信光纤直放与列车的有效平衡。因此，选址的时候要充分考虑植物的优势，植物会对噪音有吸收作用，对铁路无线通信光纤直放站的功能有所提升。
2.4在选址的时候要考虑电力系统供应方便的地方作为铁路无线通信光纤直放站的建设地点
由于铁路无线通信光纤直放站需要可靠的电源，在铁路系统一般选择沿铁路两边架设的10kV自闭和贯通电源，两路电源一主一备，因此，要考虑电力电缆方便过轨的地方。如果电力供应不可靠，会严重影响铁路无线通信光纤直放站与列车之间的实时交流，造成列车驾驶员无法对前方路段进行了解。
3对铁路光纤直放站位的建设位置做出恰当的调整
3.1直放站附近地势起伏较大时
应选择高地段进行立塔，这样可以减少铁塔高度以降低成本及延长传输距离。
3.2在建设铁路光纤直放站位时
应考虑发射塔与电气化铁路回流线的安全距离，一般选择塔身最近处距回流线不小于3.5米。
3.3电力系统的供应对铁路光纤直放站的影响
铁路光纤直放站也需要电力的供应。如果，在铁路光纤直放站的电力系统时断时续会对网络信号的传输起到阻碍的作用。因此，有铁路光纤直放站应该建设在电力系统供应充足的电线杆附近，能源源不断的获得电力的供应，从而保证铁路光纤直放站发出的网络讯号的完整性。
3.4铁路光纤直放站位置一般有设计定位
设计定位时分析地形，并进行场强测试，但由于设计进行场强测试时，一般路基还没有成效，特别是无法测出高挖方地段的场强，而且设计进行场强测试时发射及接收和线路竣工后车站电台发射及列车台接收还有误差，因此要根据需要进行调整。
4结束语
