論光纜監(jiān)測系統(tǒng)在通信傳輸中的實現(xiàn)

石林+汪繼龍

【摘要】 光纜監(jiān)測系統(tǒng)目前在通信領域應用廣泛，而在通信傳輸中，傳輸質(zhì)量也取決于光纜的通信質(zhì)量。所以光纜監(jiān)測系統(tǒng)的不斷發(fā)展，也使得光纜監(jiān)測技術(shù)能夠更好的為通信傳輸服務。本研究對對光纜監(jiān)測系統(tǒng)進行了介紹，然后是分析了光纜監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)。研究結(jié)果認為，光纜線路監(jiān)測能夠及時進行故障報警和定位，能夠提高監(jiān)測效率、縮短故障處理時間。

【關鍵詞】 光纜檢測系統(tǒng) 通信傳輸 組成 功能 監(jiān)測方案

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，我國各個領域的信息化建設都呈現(xiàn)高速發(fā)展的態(tài)勢。在軟硬件上，各個領域的應用都有新發(fā)展。所以超大容量的光纖通信傳輸網(wǎng)的建設也就不是一句空話了，目前我國信息光纖通信的建設具有高質(zhì)量、大信息量、遠距離、穩(wěn)定性能等很多優(yōu)勢。

一、我國通信傳輸發(fā)展現(xiàn)狀

什么是通信網(wǎng)絡？概念上解釋為通信網(wǎng)絡是由交換、傳輸和終端三個構(gòu)件組成，通過各種傳輸設備實現(xiàn)信息的傳遞，如手機、互聯(lián)網(wǎng)、計算機等等。2000年以后，大量的出現(xiàn)了新型的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，如今已遍及全球的各個角落。信息社會與后工業(yè)社會的概念基本相似。信息社會也就是信息化社會的簡稱，是繼工業(yè)化社會之后，以信息為主導的社會。在經(jīng)濟型社會的今天，社會經(jīng)濟發(fā)展是以信息化為基礎的。以通信技術(shù)為主的運行模式構(gòu)成了社會經(jīng)濟運作的基本模式。由于信息技術(shù)在在家庭生活、商務交流、辦公管理等領域的廣泛應用，可以說通信技術(shù)對于經(jīng)濟社會來說影響的深遠的，通訊技術(shù)從根本上改變了社會的經(jīng)營模式和人們的生活方式、價值觀念以及行為方式等等。人們的通信交流也從過去的單一方式轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在多種便利的交流方法，如手機、遠程視頻、可視電話等等。信息社會夜正在向多領域、多種類的方向大踏步的發(fā)展。

二、光纜監(jiān)測系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)

2.1光纜監(jiān)測系統(tǒng)的設計

經(jīng)過光纖傳輸?shù)墓庑盘枙霈F(xiàn)兩方面的變化，一方面，光信號的幅度會有一定程度的衰減；與此同時，光信號的脈沖波形也會相應的出現(xiàn)展寬，針對光信號的這種變化，需要借助適宜的光電探測器，實現(xiàn)光信號向電信號的轉(zhuǎn)變。此處所談到的“適宜的”光電探測器，是指光電探測器符合高靈敏度、較高的可靠性、敏捷的響應度、較低的噪音和成本低等方面的要求，更為重要的是，要保證光電探測器光敏面和光纖芯徑之間的匹配。在光纖傳感通信中，PIN型光電二極管是使用范圍最廣的一種光電探測器，其主要的適用范圍是距離較短并且容量不大的光纖通信系統(tǒng)。本系統(tǒng)設計選擇重慶航偉光電科技有限公司生產(chǎn)的InGaAsPIN帶尾纖光電二極管作為光電轉(zhuǎn)換器件。

PIN光電二極管可以被看做是一個電流源，在PIN光電二極管負載阻抗為零時可以達到最佳的輸出特性。由于光電二極管只能探測到較為微弱的光電流信號，再加上噪聲所產(chǎn)生的影響，因此，比較常見的做法就是將一個低噪聲前置放大器緊密連接在光電二極管輸出端，這樣做主要出于兩方面的考慮，其一是對從光電二極管輸出的微弱電信號可以起到一定的放大作用，其二，對后續(xù)電路和光電二極管之間的阻抗進行匹配。所選取的前置放大器需要滿足如下要求：較快的速度、較低的噪音，除了要保證較低的輸出阻抗，還要確保有足夠的信號帶寬以及負載能力，線性和抗干擾能力也要足夠強。

以濾波電路工作頻帶為依據(jù)，可以將濾波電路劃分為五類，分別是：帶通（BP）、帶阻（BE）、低通（LP）、高通（HP）以及全通（AP）濾波器。

因為無源濾波電路放大倍數(shù)及其截至頻率與負載之間具有正相關的關系，如果使用無限濾波電路的話，就難以滿足對信號進行處理所必備的要求和條件，所以，在通常情況下，會用有源濾波電路來取代無源濾波電路。本研究使用的是有源二階低通濾波電路，如圖1所示。

2.2光纜監(jiān)測系統(tǒng)在實際應用中的實現(xiàn)

對于監(jiān)測平臺系統(tǒng)的搭建，有效SNR映射公式計算如下：

式（1）

其中， Nu是有效子載波的數(shù)目，γκ是第κ個OFDM子載波上的SNR。β是一個尺度因子，需要從若干個鏈路實現(xiàn)的鏈路級仿真結(jié)果中經(jīng)過優(yōu)化得到，它僅僅與載波所使用的調(diào)制編碼方式有關。

與特定調(diào)制和編碼方式的對應關系見表1。當子載波使用QPSK和16QAM方式下的各種編碼速率，其對應的β值可以通過該表得到。

（下轉(zhuǎn)39頁）

表1 調(diào)制方式與β值、編碼率及SNR區(qū)間關系表

調(diào)制方式 編碼率 β SNR

QPSK 1/2 1.57 1.2～4.59

3/4 1.69 4.59～6.44

16QAM 1/2 4.56 6.44～10.746

3/4 7.33 10.75～+∞

三、結(jié)論

光纜監(jiān)測系統(tǒng)目前在通信領域應用廣泛，而在通信傳輸中，傳輸質(zhì)量也取決于光纜的通信質(zhì)量。所以光纜監(jiān)測系統(tǒng)的不斷發(fā)展，也使得光纜監(jiān)測技術(shù)能夠更好的為通信傳輸服務。本研究對對光纜監(jiān)測系統(tǒng)進行了介紹，然后是分析了光纜監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)。研究結(jié)果認為，光纜線路監(jiān)測能夠及時進行故障報警和定位，能夠提高監(jiān)測效率、縮短故障處理時間。

【摘要】 光纜監(jiān)測系統(tǒng)目前在通信領域應用廣泛，而在通信傳輸中，傳輸質(zhì)量也取決于光纜的通信質(zhì)量。所以光纜監(jiān)測系統(tǒng)的不斷發(fā)展，也使得光纜監(jiān)測技術(shù)能夠更好的為通信傳輸服務。本研究對對光纜監(jiān)測系統(tǒng)進行了介紹，然后是分析了光纜監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)。研究結(jié)果認為，光纜線路監(jiān)測能夠及時進行故障報警和定位，能夠提高監(jiān)測效率、縮短故障處理時間。

【關鍵詞】 光纜檢測系統(tǒng) 通信傳輸 組成 功能 監(jiān)測方案

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，我國各個領域的信息化建設都呈現(xiàn)高速發(fā)展的態(tài)勢。在軟硬件上，各個領域的應用都有新發(fā)展。所以超大容量的光纖通信傳輸網(wǎng)的建設也就不是一句空話了，目前我國信息光纖通信的建設具有高質(zhì)量、大信息量、遠距離、穩(wěn)定性能等很多優(yōu)勢。

一、我國通信傳輸發(fā)展現(xiàn)狀

什么是通信網(wǎng)絡？概念上解釋為通信網(wǎng)絡是由交換、傳輸和終端三個構(gòu)件組成，通過各種傳輸設備實現(xiàn)信息的傳遞，如手機、互聯(lián)網(wǎng)、計算機等等。2000年以后，大量的出現(xiàn)了新型的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，如今已遍及全球的各個角落。信息社會與后工業(yè)社會的概念基本相似。信息社會也就是信息化社會的簡稱，是繼工業(yè)化社會之后，以信息為主導的社會。在經(jīng)濟型社會的今天，社會經(jīng)濟發(fā)展是以信息化為基礎的。以通信技術(shù)為主的運行模式構(gòu)成了社會經(jīng)濟運作的基本模式。由于信息技術(shù)在在家庭生活、商務交流、辦公管理等領域的廣泛應用，可以說通信技術(shù)對于經(jīng)濟社會來說影響的深遠的，通訊技術(shù)從根本上改變了社會的經(jīng)營模式和人們的生活方式、價值觀念以及行為方式等等。人們的通信交流也從過去的單一方式轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在多種便利的交流方法，如手機、遠程視頻、可視電話等等。信息社會夜正在向多領域、多種類的方向大踏步的發(fā)展。

二、光纜監(jiān)測系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)

2.1光纜監(jiān)測系統(tǒng)的設計

經(jīng)過光纖傳輸?shù)墓庑盘枙霈F(xiàn)兩方面的變化，一方面，光信號的幅度會有一定程度的衰減；與此同時，光信號的脈沖波形也會相應的出現(xiàn)展寬，針對光信號的這種變化，需要借助適宜的光電探測器，實現(xiàn)光信號向電信號的轉(zhuǎn)變。此處所談到的“適宜的”光電探測器，是指光電探測器符合高靈敏度、較高的可靠性、敏捷的響應度、較低的噪音和成本低等方面的要求，更為重要的是，要保證光電探測器光敏面和光纖芯徑之間的匹配。在光纖傳感通信中，PIN型光電二極管是使用范圍最廣的一種光電探測器，其主要的適用范圍是距離較短并且容量不大的光纖通信系統(tǒng)。本系統(tǒng)設計選擇重慶航偉光電科技有限公司生產(chǎn)的InGaAsPIN帶尾纖光電二極管作為光電轉(zhuǎn)換器件。

PIN光電二極管可以被看做是一個電流源，在PIN光電二極管負載阻抗為零時可以達到最佳的輸出特性。由于光電二極管只能探測到較為微弱的光電流信號，再加上噪聲所產(chǎn)生的影響，因此，比較常見的做法就是將一個低噪聲前置放大器緊密連接在光電二極管輸出端，這樣做主要出于兩方面的考慮，其一是對從光電二極管輸出的微弱電信號可以起到一定的放大作用，其二，對后續(xù)電路和光電二極管之間的阻抗進行匹配。所選取的前置放大器需要滿足如下要求：較快的速度、較低的噪音，除了要保證較低的輸出阻抗，還要確保有足夠的信號帶寬以及負載能力，線性和抗干擾能力也要足夠強。

以濾波電路工作頻帶為依據(jù)，可以將濾波電路劃分為五類，分別是：帶通（BP）、帶阻（BE）、低通（LP）、高通（HP）以及全通（AP）濾波器。

因為無源濾波電路放大倍數(shù)及其截至頻率與負載之間具有正相關的關系，如果使用無限濾波電路的話，就難以滿足對信號進行處理所必備的要求和條件，所以，在通常情況下，會用有源濾波電路來取代無源濾波電路。本研究使用的是有源二階低通濾波電路，如圖1所示。

2.2光纜監(jiān)測系統(tǒng)在實際應用中的實現(xiàn)

對于監(jiān)測平臺系統(tǒng)的搭建，有效SNR映射公式計算如下：

式（1）

其中， Nu是有效子載波的數(shù)目，γκ是第κ個OFDM子載波上的SNR。β是一個尺度因子，需要從若干個鏈路實現(xiàn)的鏈路級仿真結(jié)果中經(jīng)過優(yōu)化得到，它僅僅與載波所使用的調(diào)制編碼方式有關。

與特定調(diào)制和編碼方式的對應關系見表1。當子載波使用QPSK和16QAM方式下的各種編碼速率，其對應的β值可以通過該表得到。

（下轉(zhuǎn)39頁）

表1 調(diào)制方式與β值、編碼率及SNR區(qū)間關系表

調(diào)制方式 編碼率 β SNR

QPSK 1/2 1.57 1.2～4.59

3/4 1.69 4.59～6.44

16QAM 1/2 4.56 6.44～10.746

3/4 7.33 10.75～+∞

三、結(jié)論

光纜監(jiān)測系統(tǒng)目前在通信領域應用廣泛，而在通信傳輸中，傳輸質(zhì)量也取決于光纜的通信質(zhì)量。所以光纜監(jiān)測系統(tǒng)的不斷發(fā)展，也使得光纜監(jiān)測技術(shù)能夠更好的為通信傳輸服務。本研究對對光纜監(jiān)測系統(tǒng)進行了介紹，然后是分析了光纜監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)。研究結(jié)果認為，光纜線路監(jiān)測能夠及時進行故障報警和定位，能夠提高監(jiān)測效率、縮短故障處理時間。

【摘要】 光纜監(jiān)測系統(tǒng)目前在通信領域應用廣泛，而在通信傳輸中，傳輸質(zhì)量也取決于光纜的通信質(zhì)量。所以光纜監(jiān)測系統(tǒng)的不斷發(fā)展，也使得光纜監(jiān)測技術(shù)能夠更好的為通信傳輸服務。本研究對對光纜監(jiān)測系統(tǒng)進行了介紹，然后是分析了光纜監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)。研究結(jié)果認為，光纜線路監(jiān)測能夠及時進行故障報警和定位，能夠提高監(jiān)測效率、縮短故障處理時間。

【關鍵詞】 光纜檢測系統(tǒng) 通信傳輸 組成 功能 監(jiān)測方案

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，我國各個領域的信息化建設都呈現(xiàn)高速發(fā)展的態(tài)勢。在軟硬件上，各個領域的應用都有新發(fā)展。所以超大容量的光纖通信傳輸網(wǎng)的建設也就不是一句空話了，目前我國信息光纖通信的建設具有高質(zhì)量、大信息量、遠距離、穩(wěn)定性能等很多優(yōu)勢。

一、我國通信傳輸發(fā)展現(xiàn)狀

什么是通信網(wǎng)絡？概念上解釋為通信網(wǎng)絡是由交換、傳輸和終端三個構(gòu)件組成，通過各種傳輸設備實現(xiàn)信息的傳遞，如手機、互聯(lián)網(wǎng)、計算機等等。2000年以后，大量的出現(xiàn)了新型的互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，如今已遍及全球的各個角落。信息社會與后工業(yè)社會的概念基本相似。信息社會也就是信息化社會的簡稱，是繼工業(yè)化社會之后，以信息為主導的社會。在經(jīng)濟型社會的今天，社會經(jīng)濟發(fā)展是以信息化為基礎的。以通信技術(shù)為主的運行模式構(gòu)成了社會經(jīng)濟運作的基本模式。由于信息技術(shù)在在家庭生活、商務交流、辦公管理等領域的廣泛應用，可以說通信技術(shù)對于經(jīng)濟社會來說影響的深遠的，通訊技術(shù)從根本上改變了社會的經(jīng)營模式和人們的生活方式、價值觀念以及行為方式等等。人們的通信交流也從過去的單一方式轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在多種便利的交流方法，如手機、遠程視頻、可視電話等等。信息社會夜正在向多領域、多種類的方向大踏步的發(fā)展。

二、光纜監(jiān)測系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)

2.1光纜監(jiān)測系統(tǒng)的設計

經(jīng)過光纖傳輸?shù)墓庑盘枙霈F(xiàn)兩方面的變化，一方面，光信號的幅度會有一定程度的衰減；與此同時，光信號的脈沖波形也會相應的出現(xiàn)展寬，針對光信號的這種變化，需要借助適宜的光電探測器，實現(xiàn)光信號向電信號的轉(zhuǎn)變。此處所談到的“適宜的”光電探測器，是指光電探測器符合高靈敏度、較高的可靠性、敏捷的響應度、較低的噪音和成本低等方面的要求，更為重要的是，要保證光電探測器光敏面和光纖芯徑之間的匹配。在光纖傳感通信中，PIN型光電二極管是使用范圍最廣的一種光電探測器，其主要的適用范圍是距離較短并且容量不大的光纖通信系統(tǒng)。本系統(tǒng)設計選擇重慶航偉光電科技有限公司生產(chǎn)的InGaAsPIN帶尾纖光電二極管作為光電轉(zhuǎn)換器件。

PIN光電二極管可以被看做是一個電流源，在PIN光電二極管負載阻抗為零時可以達到最佳的輸出特性。由于光電二極管只能探測到較為微弱的光電流信號，再加上噪聲所產(chǎn)生的影響，因此，比較常見的做法就是將一個低噪聲前置放大器緊密連接在光電二極管輸出端，這樣做主要出于兩方面的考慮，其一是對從光電二極管輸出的微弱電信號可以起到一定的放大作用，其二，對后續(xù)電路和光電二極管之間的阻抗進行匹配。所選取的前置放大器需要滿足如下要求：較快的速度、較低的噪音，除了要保證較低的輸出阻抗，還要確保有足夠的信號帶寬以及負載能力，線性和抗干擾能力也要足夠強。

以濾波電路工作頻帶為依據(jù)，可以將濾波電路劃分為五類，分別是：帶通（BP）、帶阻（BE）、低通（LP）、高通（HP）以及全通（AP）濾波器。

因為無源濾波電路放大倍數(shù)及其截至頻率與負載之間具有正相關的關系，如果使用無限濾波電路的話，就難以滿足對信號進行處理所必備的要求和條件，所以，在通常情況下，會用有源濾波電路來取代無源濾波電路。本研究使用的是有源二階低通濾波電路，如圖1所示。

2.2光纜監(jiān)測系統(tǒng)在實際應用中的實現(xiàn)

對于監(jiān)測平臺系統(tǒng)的搭建，有效SNR映射公式計算如下：

式（1）

其中， Nu是有效子載波的數(shù)目，γκ是第κ個OFDM子載波上的SNR。β是一個尺度因子，需要從若干個鏈路實現(xiàn)的鏈路級仿真結(jié)果中經(jīng)過優(yōu)化得到，它僅僅與載波所使用的調(diào)制編碼方式有關。

與特定調(diào)制和編碼方式的對應關系見表1。當子載波使用QPSK和16QAM方式下的各種編碼速率，其對應的β值可以通過該表得到。

（下轉(zhuǎn)39頁）

表1 調(diào)制方式與β值、編碼率及SNR區(qū)間關系表

調(diào)制方式 編碼率 β SNR

QPSK 1/2 1.57 1.2～4.59

3/4 1.69 4.59～6.44

16QAM 1/2 4.56 6.44～10.746

3/4 7.33 10.75～+∞

三、結(jié)論

光纜監(jiān)測系統(tǒng)目前在通信領域應用廣泛，而在通信傳輸中，傳輸質(zhì)量也取決于光纜的通信質(zhì)量。所以光纜監(jiān)測系統(tǒng)的不斷發(fā)展，也使得光纜監(jiān)測技術(shù)能夠更好的為通信傳輸服務。本研究對對光纜監(jiān)測系統(tǒng)進行了介紹，然后是分析了光纜監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)。研究結(jié)果認為，光纜線路監(jiān)測能夠及時進行故障報警和定位，能夠提高監(jiān)測效率、縮短故障處理時間。