超長(zhǎng)距離無中繼光傳輸技術(shù)及其應(yīng)用

陳忠武

摘 要：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了智能數(shù)字化設(shè)備在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。隨著科技的提高，維護(hù)人員在對(duì)光傳輸設(shè)備進(jìn)行維修的過程中，掌握科學(xué)的光傳輸設(shè)備的維修方式變得十分必要。目前，光纖通信系統(tǒng)主要是由計(jì)算機(jī)、轉(zhuǎn)換器、中繼器以及光纜等組成的。這些環(huán)節(jié)對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)而言都起著很大的作用，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。文章主要針對(duì)超長(zhǎng)距離無中繼光傳輸中的主要技術(shù)進(jìn)行分析，同時(shí)提出了建設(shè)的意見。

關(guān)鍵詞：超長(zhǎng)距離；無中繼光傳輸；應(yīng)用

引言

超長(zhǎng)距離無中繼光傳輸在遠(yuǎn)程災(zāi)備以及長(zhǎng)距離寬帶網(wǎng)絡(luò)中的地位是不可小覷的。目前無中繼光傳輸技術(shù)是在優(yōu)化光傳輸?shù)募夹g(shù)上實(shí)現(xiàn)線路功率的增大，以及在Ra-man Amplifier（喇曼放大器）的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)噪聲指數(shù)的降低[1]。人類對(duì)于通信需求的增加，要求無中繼傳輸技術(shù)要有更遠(yuǎn)的距離和更大的容量，所以，要結(jié)合新的技術(shù)來提高系統(tǒng)的傳輸能力。

1 超長(zhǎng)距離無中繼光傳輸主要技術(shù)

1.1 前向糾錯(cuò)技術(shù)

FEC技術(shù)就是前向糾錯(cuò)技術(shù)，該技術(shù)在傳輸?shù)男盘?hào)中加入了校檢特碼，接收端可以通過解碼對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，而且還能糾正其中出現(xiàn)的錯(cuò)誤碼流，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)誤碼問題的改善[2]。光纖超長(zhǎng)距離傳輸系統(tǒng)使用的糾錯(cuò)碼有以下幾種。

第一種是標(biāo)準(zhǔn)的ITU-T G，這種糾錯(cuò)碼建議的是RS（255.239），滿足了5.9dB的編碼增益。

第二種是增強(qiáng)型的FEC，使用的是級(jí)聯(lián)RS碼，和普通的編碼相比，其對(duì)于整體的編碼增益至少提高了2dB。

第三種是超增強(qiáng)型FEC。使用的是乘機(jī)碼技術(shù)，其編碼增益為10.2dB，不過這種技術(shù)芯片目前能夠提供的廠家較少。

1.2 光源譜寬控制技術(shù)

光源譜寬控制技術(shù)是針對(duì)光纖中的色散效應(yīng)以及受激布里淵散射效應(yīng)進(jìn)行控制的。存在于光纖中的色散效應(yīng)以及光信號(hào)中的譜寬之間有一定的關(guān)系，在頻域中體現(xiàn)為頻率的啁啾，如果譜寬越寬那么其就更加容易受色散的影響。受激布里淵散射效應(yīng)容易造成部分的光功率因散射而受損，散射的閾值會(huì)隨著信號(hào)譜寬的增加而不斷的升高。光纖色散中有色度色散和偏振模式色散兩種，而光纖的色散對(duì)通信系統(tǒng)的影響主要體現(xiàn)在其對(duì)中繼距離和速率上。色散影響中繼距離機(jī)理為：色散促使傳輸?shù)拿}沖增寬，對(duì)脈沖的碼間產(chǎn)生干擾作用。如果色散使得脈沖的展寬達(dá)到了高于0.3倍的輸入賣寬的時(shí)候，光接收的能力就會(huì)下降，從而增加了誤碼的幾率。所以，要確保通信的質(zhì)量就要提高信號(hào)編碼之間的距離，以減少編碼的速率，進(jìn)而使得通信的容量減少。目前關(guān)于色散補(bǔ)償以及技術(shù)形式主要有四種，一種是色散補(bǔ)償光纖、一種是管理光纖、一種是啁啾控制技術(shù)，還有一種是啁啾光纖光柵[3]。

1.3 通信線路安全及信號(hào)監(jiān)控技術(shù)

要保證通信系統(tǒng)的穩(wěn)定，通過合理的技術(shù)手段監(jiān)控通信線路是必要的。對(duì)超長(zhǎng)距離通信來說，無中繼通信距離比較長(zhǎng)，而且跨越的區(qū)域比較多，這些區(qū)域大多是荒漠、海洋或者是比較偏遠(yuǎn)的地區(qū)，在這樣的惡劣環(huán)境中，如果不對(duì)通信的線路進(jìn)行監(jiān)控，就無法保障其穩(wěn)定性。而且，超長(zhǎng)距離通信中要有高增益性的功率放大器以減少傳輸功率對(duì)人體帶來危險(xiǎn)的幅度。這類具有高功率的激光信號(hào)對(duì)工作人員也可能產(chǎn)生威脅，因此要減少這些危險(xiǎn)，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)就要加以考慮。

1.4 高功率增益型EDFA技術(shù)

采用高功率增益型的EDFA能夠提高發(fā)射的功率，而且還能減少線路損耗，獲得更遠(yuǎn)的無中繼傳輸距離。在EDFA增益曲線平坦的情況下，如果傳輸?shù)耐ǖ罃U(kuò)容達(dá)到了1倍，那么單波長(zhǎng)的信號(hào)增益就會(huì)減少3dB。而EDFA增益不平坦的時(shí)候，最低波長(zhǎng)信號(hào)增益的減少幅度則會(huì)高于3dB。因此，EDFA的功率放大器要提供足夠的增益系數(shù)才能保證信道發(fā)射的功率可以滿足超長(zhǎng)距離無中繼傳輸?shù)囊蟆?/p>

2 應(yīng)用

無中繼點(diǎn)到點(diǎn)光傳輸：目前使用的最為廣泛的光傳輸系統(tǒng)就是點(diǎn)到點(diǎn)系統(tǒng)，其包括了多個(gè)用戶的站點(diǎn)，而且可以擴(kuò)展通信的容量到10Gbit/s，而站點(diǎn)之間的距離最多可延伸到500千米。點(diǎn)到點(diǎn)傳輸主要適用于海洋或者荒漠等偏遠(yuǎn)的區(qū)域。點(diǎn)到點(diǎn)光傳輸具有以下特點(diǎn)：高頻寬。具有100Mbit/s甚至是10Gbit/s的寬帶接入；距離長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)了300千米到500千米距離內(nèi)的傳輸；利于節(jié)約光纖資源。站點(diǎn)之間采用的是雙向傳輸，在一定程度上可以節(jié)約光纖資源；布放靈活，對(duì)于零散的場(chǎng)所，布放點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸系統(tǒng)十分靈活。

長(zhǎng)距離大容量寬帶專用網(wǎng)：在這類網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中，主要是對(duì)于位置偏僻且網(wǎng)絡(luò)保密而采用ULS傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以對(duì)容量較大的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置，而且可以實(shí)現(xiàn)低成本的通信擴(kuò)容，其線路的結(jié)構(gòu)也十分簡(jiǎn)單，安全可靠。

超長(zhǎng)距離傳輸技術(shù)應(yīng)用建議：超長(zhǎng)距離光傳輸技術(shù)能夠解決電力系統(tǒng)在超長(zhǎng)距離下傳輸速率的問題，而且還有利于系統(tǒng)的維護(hù)。而在選擇時(shí)一定要選擇合適的技術(shù)。例如，采用遙泵放大技術(shù)還存在一定的缺點(diǎn)。因?yàn)樵诰嚯x為300千米的傳輸上，其光纜中要放置專門設(shè)計(jì)的鉺纖，而鉺纖對(duì)于光纜的線路具有破壞影響。而且在工藝上要求較高，并且要定期的進(jìn)行維護(hù)，十分不便。

在超長(zhǎng)距離傳輸信號(hào)時(shí)減少電中繼的使用則可以提高網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的運(yùn)行成本。在實(shí)際過程中，如果條件允許可以選擇各種光放大器組合實(shí)現(xiàn)無中繼傳輸，或者適當(dāng)?shù)臏p少中繼站，采用喇曼技術(shù)、光源譜寬控制技術(shù)等?？傊?，要對(duì)超長(zhǎng)距離傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)進(jìn)行綜合考慮，有條件的話盡量不要采用遙泵技術(shù)，可以采用以上提到的幾種技術(shù)形式。

3 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的通信產(chǎn)業(yè)在政府的支持下有著較好的發(fā)展，其技術(shù)水平也得到了提高。在這個(gè)階段，通信領(lǐng)域的發(fā)展前景是客觀的，但是我們也應(yīng)該認(rèn)識(shí)到目前對(duì)于光通信領(lǐng)域中的技術(shù)以及設(shè)備和材料等等，還處于依賴于引進(jìn)其他國(guó)家的基礎(chǔ)上才能得以維持我國(guó)光通信發(fā)展的時(shí)期。針對(duì)目前的情況來說，光傳輸技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：重復(fù)建設(shè)問題。目前我國(guó)的光纖產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)的最大問題就是不斷的進(jìn)行不必要的建設(shè)。如果這個(gè)問題無法得到解決，就會(huì)影響我國(guó)光纖產(chǎn)品的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展；通信產(chǎn)業(yè)缺乏動(dòng)力。要支持通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展就要有核心的技術(shù)對(duì)其進(jìn)行支撐，同時(shí)建立相關(guān)的研發(fā)中心。就目前的情況來看，通信關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)中心應(yīng)該轉(zhuǎn)移到對(duì)新產(chǎn)品的研發(fā)上去。對(duì)此，應(yīng)該不斷的充實(shí)我國(guó)的通信市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)國(guó)際化的發(fā)展；調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。通過調(diào)整通信產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，要做好通信產(chǎn)業(yè)就要擁有屬于自己的知識(shí)產(chǎn)品以及核心的技術(shù)，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

以上是對(duì)我國(guó)光傳輸技術(shù)以及應(yīng)用的探討，為了更好地促進(jìn)電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，就要對(duì)光傳輸中的主要技術(shù)進(jìn)行了解，以在實(shí)際中很好的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]于林生，董勝，印新達(dá).喇曼光纖放大器在國(guó)內(nèi)工程中的應(yīng)用[J].郵電設(shè)計(jì)技術(shù)， 2009（7）： 17-20.

[2]鄧忠禮，趙暉.光同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)測(cè)試[M].北京：人民郵電出版社， 2010.（11）：96-97

[3]RaiSmita，Mukherjee Biswanath， etc. Provisioning in u-ltra-long-haul optical networks[C]. Proc. Of OFC/NFO-EC 2008，20.