超長距離無中繼光傳輸技術及其應用

陳忠武

摘 要：現代科學技術的發展促進了智能數字化設備在電力系統中的應用。隨著科技的提高，維護人員在對光傳輸設備進行維修的過程中，掌握科學的光傳輸設備的維修方式變得十分必要。目前，光纖通信系統主要是由計算機、轉換器、中繼器以及光纜等組成的。這些環節對于整個系統而言都起著很大的作用，任何一個環節出現問題都會影響整個系統的正常運轉。文章主要針對超長距離無中繼光傳輸中的主要技術進行分析，同時提出了建設的意見。

關鍵詞：超長距離；無中繼光傳輸；應用

引言

超長距離無中繼光傳輸在遠程災備以及長距離寬帶網絡中的地位是不可小覷的。目前無中繼光傳輸技術是在優化光傳輸的技術上實現線路功率的增大，以及在Ra-man Amplifier（喇曼放大器）的基礎上實現了對噪聲指數的降低[1]。人類對于通信需求的增加，要求無中繼傳輸技術要有更遠的距離和更大的容量，所以，要結合新的技術來提高系統的傳輸能力。

1 超長距離無中繼光傳輸主要技術

1.1 前向糾錯技術

FEC技術就是前向糾錯技術，該技術在傳輸的信號中加入了校檢特碼，接收端可以通過解碼對其進行計算，而且還能糾正其中出現的錯誤碼流，以實現系統誤碼問題的改善[2]。光纖超長距離傳輸系統使用的糾錯碼有以下幾種。

第一種是標準的ITU-T G，這種糾錯碼建議的是RS（255.239），滿足了5.9dB的編碼增益。

第二種是增強型的FEC，使用的是級聯RS碼，和普通的編碼相比，其對于整體的編碼增益至少提高了2dB。

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

1.2 光源譜寬控制技術

光源譜寬控制技術是針對光纖中的色散效應以及受激布里淵散射效應進行控制的。存在于光纖中的色散效應以及光信號中的譜寬之間有一定的關系，在頻域中體現為頻率的啁啾，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容易造成部分的光功率因散射而受損，散射的閾值會隨著信號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，而光纖的色散對通信系統的影響主要體現在其對中繼距離和速率上。色散影響中繼距離機理為：色散促使傳輸的脈沖增寬，對脈沖的碼間產生干擾作用。如果色散使得脈沖的展寬達到了高于0.3倍的輸入賣寬的時候，光接收的能力就會下降，從而增加了誤碼的幾率。所以，要確保通信的質量就要提高信號編碼之間的距離，以減少編碼的速率，進而使得通信的容量減少。目前關于色散補償以及技術形式主要有四種，一種是色散補償光纖、一種是管理光纖、一種是啁啾控制技術，還有一種是啁啾光纖光柵[3]。

1.3 通信線路安全及信號監控技術

要保證通信系統的穩定，通過合理的技術手段監控通信線路是必要的。對超長距離通信來說，無中繼通信距離比較長，而且跨越的區域比較多，這些區域大多是荒漠、海洋或者是比較偏遠的地區，在這樣的惡劣環境中，如果不對通信的線路進行監控，就無法保障其穩定性。而且，超長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人體帶來危險的幅度。這類具有高功率的激光信號對工作人員也可能產生威脅，因此要減少這些危險，在設計系統時就要加以考慮。

1.4 高功率增益型EDFA技術

采用高功率增益型的EDFA能夠提高發射的功率，而且還能減少線路損耗，獲得更遠的無中繼傳輸距離。在EDFA增益曲線平坦的情況下，如果傳輸的通道擴容達到了1倍，那么單波長的信號增益就會減少3dB。而EDFA增益不平坦的時候，最低波長信號增益的減少幅度則會高于3dB。因此，EDFA的功率放大器要提供足夠的增益系數才能保證信道發射的功率可以滿足超長距離無中繼傳輸的要求。

2 應用

無中繼點到點光傳輸：目前使用的最為廣泛的光傳輸系統就是點到點系統，其包括了多個用戶的站點，而且可以擴展通信的容量到10Gbit/s，而站點之間的距離最多可延伸到500千米。點到點傳輸主要適用于海洋或者荒漠等偏遠的區域。點到點光傳輸具有以下特點：高頻寬。具有100Mbit/s甚至是10Gbit/s的寬帶接入；距離長，實現了300千米到500千米距離內的傳輸；利于節約光纖資源。站點之間采用的是雙向傳輸，在一定程度上可以節約光纖資源；布放靈活，對于零散的場所，布放點對點傳輸系統十分靈活。

長距離大容量寬帶專用網：在這類網絡的應用中，主要是對于位置偏僻且網絡保密而采用ULS傳輸系統。該系統可以對容量較大的網絡進行配置，而且可以實現低成本的通信擴容，其線路的結構也十分簡單，安全可靠。

超長距離傳輸技術應用建議：超長距離光傳輸技術能夠解決電力系統在超長距離下傳輸速率的問題，而且還有利于系統的維護。而在選擇時一定要選擇合適的技術。例如，采用遙泵放大技術還存在一定的缺點。因為在距離為300千米的傳輸上，其光纜中要放置專門設計的鉺纖，而鉺纖對于光纜的線路具有破壞影響。而且在工藝上要求較高，并且要定期的進行維護，十分不便。

在超長距離傳輸信號時減少電中繼的使用則可以提高網絡建設的運行成本。在實際過程中，如果條件允許可以選擇各種光放大器組合實現無中繼傳輸，或者適當的減少中繼站，采用喇曼技術、光源譜寬控制技術等。總之，要對超長距離傳輸的優點和缺點進行綜合考慮，有條件的話盡量不要采用遙泵技術，可以采用以上提到的幾種技術形式。

3 結束語

我國的通信產業在政府的支持下有著較好的發展，其技術水平也得到了提高。在這個階段，通信領域的發展前景是客觀的，但是我們也應該認識到目前對于光通信領域中的技術以及設備和材料等等，還處于依賴于引進其他國家的基礎上才能得以維持我國光通信發展的時期。針對目前的情況來說，光傳輸技術的發展趨勢主要體現在以下幾個方面：重復建設問題。目前我國的光纖產業呈現的最大問題就是不斷的進行不必要的建設。如果這個問題無法得到解決，就會影響我國光纖產品的持續、穩定發展；通信產業缺乏動力。要支持通信產業的發展就要有核心的技術對其進行支撐，同時建立相關的研發中心。就目前的情況來看，通信關鍵技術的研發中心應該轉移到對新產品的研發上去。對此，應該不斷的充實我國的通信市場，實現國際化的發展；調整產業結構。通過調整通信產業結構實現產業規模的擴大，要做好通信產業就要擁有屬于自己的知識產品以及核心的技術，提高國際競爭力。

以上是對我國光傳輸技術以及應用的探討，為了更好地促進電力產業的發展，就要對光傳輸中的主要技術進行了解，以在實際中很好的應用。

參考文獻

[1]于林生，董勝，印新達.喇曼光纖放大器在國內工程中的應用[J].郵電設計技術， 2009（7）： 17-20.

[2]鄧忠禮，趙暉.光同步數字傳輸系統測試[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.