基于長距離光纖傳輸的關鍵技術研究

林睿 徐自閑 田霖 朱一峰

【摘要】? ? 運用先進的技術實施長距離的光纖通道傳輸，可以有效的提高網絡傳輸的速率。本文根據傳輸過程當中受限因素及光纖傳道輸送的關鍵技術進行研究，不斷優化長距離光纖傳輸的性能，增強其傳輸的穩定性，減少投資成本，使長距離光纖通信傳輸能夠保持高效穩定的運行。

【關鍵詞】? ? 長距離? ? 光纖傳輸? ? 關鍵技術

引言： 長距離的光纖傳輸是指在光信號傳輸時盡量減少中繼器的設立，增加中繼器之間的單位距離。由于自身光纖材料的缺陷，如果增強輸入端的光信號，則會限制整體的光纖使用性而增加中繼器則會增加投入成本，所以這就需要對長距離光纖傳輸的關鍵技術進行相關研究，減少在光纖傳遞過程當中造成的損耗。

一、限制光纖傳輸的因素

1、光纖損耗。光纖傳輸當中信號的衰損會對信號傳輸質量產生較大的影響，在信號傳輸的過程當中，傳輸材料的直徑不同，所產生截面不圓會引起信號的衰損，線纜之間的接頭處，線纜的連接由于環境的影響也吃造成信號的衰損，所以在傳輸線路施工的過程當中，要由專業的技術人員加強相關施工技術進行光纜連接時要在清潔的環境下進行施工，減少因為光纜線路的問題而造成相關信號的損耗。

2、色散的影響。光纖的色散是指光纖中攜帶信號能量的各種模式，成分或信號自身的不同頻率成分因群速度不同，在傳播過程當中互相散開，從而引起的信號失真現象，是指光脈沖沿著光纖行進一段距離后造成頻率變粗，這種現象會影響工傳輸的質量，會產生碼間干擾及誤碼現象。

3、偏振模色散的影響。由于光纖具有隨機性雙折射的特點，在進行傳輸時不同的光會出現不同的速度，這樣就造成了不同偏振態的光信號由于群速度不同，到達接收端的時間也不同，會出現延時現象。偏振模色散受到許多因素的影響，如光纖的制作工藝與施工工藝都會對其造成影響，所以在進行光纖設計與施工時，要將光纖的偏振膜色散系數與系統的傳道輸送距離進行合理的設計與規劃，盡量減少由于偏振模色散對光纖傳輸造成的影響。

二、長距離光纖傳輸的關鍵技術

1、拉曼放大器。在長距離的光纖傳輸中，運用光纖拉曼放大器對光纖損耗進行補償，在進行光纖傳輸時，利用受激拉曼效應將強泵浦光能量轉移到信號光束上，實現對光信號的放大。使用光纖拉曼放大器可以有效地增強放大器之間的傳輸距離。2、色散補償技術。影響光傳輸距離的主要因素是色散，色散補償通過采用高階模色散補償光纖、色散補償光纖光柵、高階模色散補償器和VIPA器件等。在調制接收信號時，也可通過一定的技術減小色散的影響。 3、前向糾錯碼。在光傳輸的系統當中運用前向糾錯編碼（FEC）來減少誤碼率，前向糾錯編碼是指在傳輸編碼序列當中加入富余的糾錯碼，可以在一定的傳輸條件下，通過解碼對于錯誤的編碼進行自動糾正，降低接收時的誤碼率。前向糾錯技術在信號遠距離傳輸的過程當中起著非常重要的作用，在有光放大器的傳輸系統，可有效的增加光放大器之間的間隔，延長傳輸的距離，并且提高信道速率。 4、碼型調制方式。不同線路的碼型在光信號傳輸過程當中擁有不同的特點，所以在進行長距離光纖傳輸時，要根據實際應用情況及傳輸距離，選擇合適的調制碼型材，能夠有效的提升系統的傳輸性能。1）非歸零碼。2）歸零碼。3）載波抑制歸零碼。4）預啁啾歸零碼。

三、長距離光纖傳輸的保護

運用光纖線路自動切換保護裝置（OLP）能夠在短時間內迅速地對光纖線路進行保護，并且能夠在掉電后保持光路狀態、傳輸數據透明。光纖線路自動切換保護裝置由接口開關模塊，光功率檢測模塊背光檢測模塊，單片機及電源組成。在發送端用光通道選收起劍對發送光通道進行路由選擇，光信號只能沿著工作通道或備用通道二選一傳送可提供準備光纖的實時監控，能夠有效避免被路由光纖，阻斷的可能性。光纜光纖通道自動倒換裝置，可以將監測，保護及管理融為一體，獨立于傳輸系統，是建立在光纜物理層上的自動監測保護系統。系統由自動切換站和網管中心組成，可以實現對光功率監測，光路自動切換和保護網絡管理的功能。在長距離的光纜傳輸通道使用自動切換裝置能夠對高壓輸電線路進行在線監測，并且能進行自動配置，調節相關性，能有效的滿足高壓輸電線路，在線監測對通訊系統的要求。在長距離的光纖傳輸過程當中，一旦光纜纖芯發生損壞，及時的發現問題并快速的到達故障現場需要耗費較長的時間，并且在進行人工調度的過程當中，由于距離的傳輸或地區原因的影響，造成長時間的光信號中斷，對網絡傳輸產生很大的影響。所以要針對長距離光纖保護，有效提高系統安全與可靠性。

結語：在長距離光纖傳輸的過程當中，拉曼放大器、色散補償技術、前向糾錯碼和碼型調制方式是最為關鍵的技術。在長距離光纖傳輸的過程當中，及時的對傳輸線路進行護，運用光纖線路自動切換裝置，對光纖線路的傳輸進行保護、在線監測及管理能夠有效的提高長距離光纖傳輸的穩定性。

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