光通信研究论文范文
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第1篇
[摘要]光纤是通信网络的优良传输介质，光纤通信是以很高频率(1014Hz数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信，光纤通信的问世使高速率、大容量的通信成为可能，目前它已成为最主要的信息传输技术。介绍我国光纤通信技术的现状，总结光纤通信技术的几种关键技术，并对光纤通信技术的发展趋势进行论述。
一、光纤通信的概况
1966年，美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的大门，引起了人们的重视。1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB／km的光纤，光纤通信时代由此开始。光纤通信是以很高频率(1014Hz数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业内人士青睐，发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从1980年到2000年增加了近一万倍，传输速度在过去的10年中大约提高了100倍。
光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。目前，光纤通信技术已有了长足的发展，新技术也不断涌现，进而大幅度提高了通信能力，并不断扩大了光纤通信的应用范围。
二、光纤通信技术发展的现状
(一)波分复用技术。波分复用技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源。根据每一信道光波的频率(或波长)不同，将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器(合波器)，将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端，再由一波分复用器(分波器)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立(不考虑光纤非线性时)，从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。
(二)光纤接入技术。光纤接入网是信息高速公路的“最后一公里”。实现信息传输的高速化，满足大众的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中，由于光纤到达位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的应用，统称FTTx。FTTH(光纤到户)是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供所需要的不受限制的带宽，充分满足宽带接入的需求。目前，国内的技术可以为用户提供FE或GE的带宽，对大中型企业用户来说，是比较理想的接入方式。
三、光纤通信技术的发展趋势
近几年来，随着技术的进步，电信管理体制的改革以及电信市场的逐步全面开放，光纤通信的发展又一次呈现了蓬勃发展的新局面，以下在对光纤通信领域的主要发展热点作一简述与展望。
(一)向超高速系统的发展。从过去20多年的电信发展史看，网络容量的需求和传输速率的提高一直是一对主要矛盾。传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用(TDM)方式进行，每当传输速率提高4倍，传输每比特的成本大约下降30％～40％：因而高比特率系统的经济效益大致按指数规律增长，这就是为什么光纤通信系统的传输速率在过去20多年来一直在持续增加的根本原因。目前商用系统已从45Mbps增加到10Gbps，其速率在20年时间里增加了2000倍，比同期微电子技术的集成度增加速度还快得多。高速系统的出现不仅增加了业务传输容量，而且也为各种各样的新业务，特别是宽带业务和多媒体提供了实现的可能。
(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了不到1％，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极光纤上传送，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。采用波分复用系统的主要好处是：1．可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使容量可以迅速扩大几倍至上百倍；2．在大容量长途传输时可以节约大量光纤和再生器，从而大大降低了传输成本：3．与信号速率及电调制方式无关，是引入宽带新业务的方便手段；4．利用WDM网络实现网络交换和恢复可望实现未来透明的、具有高度生存性的光联网。
(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，光的分插复用器(OADM)和光的交叉连接设备(OXC)均已在实验室研制成功，前者已投入商用。实现光联网的基本目的是：1．实现超大容量光网络；2．实现网络扩展性，允许网络的节点数和业务量的不断增长；3．实现网络可重构性，达到灵活重组网络的目的；4．实现网络的透明性，允许互连任何系统和不同制式的信号；5．实现快速网络恢复，恢复时间可达100ms。鉴于光联网具有上述潜在的巨大优势，发达国家投入了大量的人力、物力和财力进行预研。光联网已经成为继SDH电联网以后的又一新的光通信发展。
第2篇
关键词：光纤通信技术特点发展趋势光纤链路现场测试
1光纤通信技术
光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。光纤由内芯和包层组成，内芯一般为几十微米或几微米，比一根头发丝还细；外面层称为包层，包层的作用就是保护光纤。实际上光纤通信系统使用的不是单根的光纤，而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。由于玻璃材料是制作光纤的主要材料，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路；光波在光纤中传输，不会发生信息传播中的信息泄露现象；光纤很细，占用的体积小，这就解决了实施的空间问题。
2光纤通信技术的特点
2.1频带极宽，通信容量大。光纤的传输带宽比铜线或电缆大得多。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的限制往往发挥不出带宽大的优势。因此需要技术来增加传输的容量，密集波分复用技术就能解决这个问题。
2.2损耗低，中继距离长。目前，商品石英光纤和其它传输介质相比的损耗是最低的；如果将来使用非石英极低损耗传输介质，理论上传输的损耗还可以降到更低的水平。这就表明通过光纤通信系统可以减少系统的施工成本，带来更好的经济效益。
2.3抗电磁干扰能力强。石英有很强的抗腐蚀性，而且绝缘性好。而且它还有一个重要的特性就是抗电磁干扰的能力很强，它不受外部环境的影响，也不受人为架设的电缆等干扰。这一点对于在强电领域的通讯应用特别有用，而且在军事上也大有用处。
2.4无串音干扰，保密性好。在电波传输的过程中，电磁波的传播容易泄露，保密性差。而光波在光纤中传播，不会发生串扰的现象，保密性强。除以上特点之外，还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设；光纤的原材料资源丰富，成本低；温度稳定性好、寿命长。正是因为光纤的这些优点，光纤的应用范围越来越广。
3不断发展的光纤通信技术
3.1SDH系统光通信从一开始就是为传送基于电路交换的信息的，所以客户信号一般是TDM的连续码流，如PDH、SDH等。伴随着科技的进步，特别是计算机网络技术的发展，传输数据也越来越大。分组信号与连续码流的特点完全不同，它具有不确定性，因此传送这种信号，是光通信技术需要解决的难题。而且两种传送设备也是有很大区别的。
3.2不断增加的信道容量光通信系统能从PDH发展到SDH，从155Mb/s发展到lOGb/s，近来，4OGB/s已实现商品化。专家们在研究更大容量的，如160Gb/s(单波道)系统已经试验成功，目前还在为其制定相应的标准。此外，科学家还在研究系统容量更大的通讯技术。
3.3光纤传输距离从宏观上说，光纤的传输距离是越远越好，因此研究光纤的研究人员们，一直在这方面努力。在光纤放大器投入使用后，不断有对光纤传输距离的突破，为增大无再生中继距离创造了条件。
3.4向城域网发展光传输目前正从骨干网向城域网发展，光传输逐渐靠近业务节点。而人们通常认为光传输作为一种传输信息的手段还不适应城域网。作为业务节点，既接近用户，又能保证信息的安全传输，而用户还希望光传输能带来更多的便利服务。
3.5互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势近年来，互联网业发展迅速，IP业务也随之火爆。研究表明，随着IP业的迅速发展，通信业将面临“洗牌”，并孕育着新技术的出现。随着软件控制的进一步开发和发展，现代的光通信正逐步向智能化发展，它能灵活的让营运者自由的管理光传输。而且还会有更多的相关应用应运而生，为人们的使用带来更多的方便。
综上所述，以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心，并面向IP互联网应用的光波技术是目前光纤传输的研究热点，而在以后，科学家还会继续对这一领域的研究和开发。从未来的应用来看，光网络将向着服务多元化和资源配置的方向发展，为了满足客户的需求，光纤通信的发展不仅要突破距离的限制，更要向智能化迈进。
4光纤链路的现场测试
4.1现场测试的目的对光纤安装现场测试是光纤链路安装的必须措施，是保证电缆支持网络协议的重要方式。它的目的在于检测光纤连接的质量是否符合标准，并且减少故障因素。:
4.2现场测试标准目前光纤链路现场测试标准分为两大类：光纤系统标准和应用系统标准。①光纤系统标准：光纤系统标准是独立于应用的光纤链路现场测试标准。对于不同的光纤系统，它的标准也不同。目前大多数的光纤链路现场检测应用的就是这个标准。②光纤应用系统标准：光纤应用系统标准是基于安装光纤的特定应用的光纤链路现场测试标准。这种测试的标准是固定的，不会因为光纤系统的不同而改变。
4.3光纤链路现场测试光纤通信应用的是光传输，它不会受到磁场等外界因素的干扰，所以对它的测试不同于对
普通的铜线电缆的测试。在光纤的测试中，虽然光纤的种类很多，但它们的测试参数都是基本一致的。在光纤链路现场测试中，主要是对光纤的光学特性和传输特性进行测试。光纤的光学特性和传输特性对光纤通信系统对光纤的传输质量有重大的影响。但由于光纤的特性不受安装的影响，因此在安装时不需测试，而是由生产商在生产时进行测试。
4.4现场测试工具①光源：目前的光源主要有LED（发光二极管）光源和激光光源两种。②光功率计：光功率计是测量光纤上传送的信号强度的设备，用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗。在光纤系统中，测量光功率是最基本的。光功率计的原理非常像电子学中的万用表，只不过万用表测量的是电子，而光功率计测量的是光。通过测量发射端机或光网络的绝对功率，一台光功率计就能够评价光端设备的性能。用光功率计与稳定光源组合使用，组成光损失测试器，则能够测量连接损耗、检验连续性，并帮助评估光纤链路传输质量。③光时域反射计：OTDR根据光的后向散射原理制作，利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息，可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等。从某种意义上来说，光时域反射计(OTDR)的作用类似于在电缆测试中使用的时域反射计（TDR），只不过TDR测量的是由阻抗引起的信号反射，而OTDR测量的则是由光子的反向散射引起的信号反射。反向散射是对所有光纤都有影响的一种现象，是由于光子在光纤中发生反射所引起的。
虽然目前光通信的容量已经非常大，但仍有大量应用能力闲置，伴随着社会经济和科学技术的进一步发展，对信息的需求也会随之增加，并会超过现在的网络承载能力，因此我们必须进一步努力研究更加先进的光传输手段。因此，在经济社会发展的推动下，光通信一定会有更加长久的发展。
参考文献：
[1]王磊，裴丽.光纤通信的发展现状和未来[J].中国科技信息.2006.(4).
[2]何淑贞，王晓梅.光通信技术的新飞跃[J].网络电信.2004.(2).
第3篇
关键词：电力通信；ADSS光缆；SDH传输系统
0引言
电力通信是为了保证电力系统的安全稳定运行应运而生的，它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。因此，要求电力通信应具有很高的可靠性。目前，光纤通信在电力载波通信、微波通信、一点多址等诸多通信方式中日显优势，已成为电力通信网的主要传输方式。它是以光波为载体，以光导纤维为传输媒质，将信号从一处传输到另一处的一种通信手段。它具有传输的信息量大、距离远、频带宽、质量高、抗干扰及辐射性强等许多优点，是集语音、图像、数据通信为一体的综合传输系统。
随着华北油田变电站无人值守项目的实行，电网专业化管理的进一步深化，电力通信专网在整个油田电网运行管理中的地位越来越重要，积极采用新技术和新设备组建电力通信专网已是十分紧迫的任务。在此背景下，自2007年以来，华北油田进行了电力通信专网的统一规划和建设，建成了以光纤通信为主，微波和电力载波为辅的通信系统。
1系统组成、规模及维护
1.1系统组成
（1）全介质自承光缆——ADSS（AllDielectricSelfSupporting）。ADSS光缆在输电线路上广泛使用，特别是在已建线路上使用较多。它能满足输电线跨度大、垂度大的要求。其特点是：①张力理论值为零；②为全绝缘结构，安装及线路维护时可带电作业，这样可大大减少停电损失；③其伸缩率在温差很大的范围内可保持不变，而且其在极限温度下，具有稳定的光学特性；④耐电蚀ADSS光缆可减少高压感应电场对光缆的电腐蚀；⑤ADSS光缆直径小、质量轻，可以减少冰和风对光缆的影响，其对杆塔强度的影响也很小。
（2）SDH传输系统。本项目SDH传输系统具有灵活的设备配置：STM-16／4兼容设备，支持网络设备从622M到2.5G的在线升级，具备高低阶20G全交叉能力。具有强大的组网能力支持Mesh组网，网络节点即插即用。支持SDH业务、PDH业务、以太网等多业务接口，单子架可实现1×STM-16四纤环或2×STM-16二纤环，可支持Mesh网络中多达40个光方向的组网；具有完善的网络生存机制和完备的设备保护机制。
（3）同步时钟系统。同步时钟源包括：线路时钟源、支路信号时钟源、2个外同步时钟源。每个站点可以从两个方向提取时钟，对这两个方向时钟设置优先级，当高优先级的时钟质量低于要求时，自动跟随另一个低优先级的时钟，以此对同步时钟建立起时钟保护自愈环。
（4）网管系统。本项目网络管理系统实现了对整个传输和接入设备的统一管理。网管放在电力调度中心，提供网络拓扑、配置、安全、系统维护等管理功能，支持软件在线升级。
（5）PCM接入系统。PCM接入系统具有集中网络管理能力，与SDH传输系统统一网管，具有大容量的交叉连接矩阵，是一种SDH设备延伸的业务接入。其接口丰富，极大丰富了业务的灵活接入，扩充了传输业务的特殊要求。
1.2系统规模
华北油田现拥有变电站43余座，依据油田电网各变电站分布情况，以电调中心和四个集控中心为支点建立主干光纤环网通信网络，再经光缆向35kV变电站辐射，35kV变电站之间串联运行，力争实现双光纤环路，为集控化的智能电网建设提供通信保障。
1.3系统维护
SDH系统的维护主要是对光线路和设备的维护，具体如下：
（1）光缆线路情况：包括光缆的长度、芯数、接头、跳纤及光纤的衰耗值、备纤等各方面情况。
（2）设备情况：主要包括设备的型号、配置情况、机盘功能、接口情况、面板上各种告警灯和指示灯的显示情况及组网情况；光端机的各种测试指标；设备供电电源情况；ODF架、DDF架、VDF架及网管系统的应用情况。
（3）仪表、工具情况：SDH光传输系统常用仪表有：光功率计、误码仪等。要熟练掌握这些仪表的功能及使用方法。超级秘书网
2项目成效
华北油田电网光纤通信规划建设为无人值守变电站的现代化自动化管理和运营提供了先进的通信手段，为油田电网的管理和运行提供了充足可靠的综合业务接口及传输通道。具体来讲：
（1）满足了各站点调度电话对电路的需求。中心调度、各集控站调度、无人值守变电站之间的电力调度专用电话传输有了稳定可靠的通信电路来作为保障。
（2）满足了电力自动化系统对电路的需求。电网生产实时数据等电力自动化信息对通信系统的要求越来越高，本通信系统为其提供了标准和足够的数据接入接口，并保证了自动化数据信号的实时和无误传输。
（3）满足了监控系统对电路的需求。今后油田各个变电站将逐步向无人职守的方向发展，广泛采用变电站远程图像监控技术是变电站自动化建设的发展趋势，本通信系统为其预留了高速视频监控通道。
（4）满足了远程抄表系统对电路的需求。油田的电量远程抄表系统在不断建设和发展，本通信系统为其提供了相应的专用数据接口和通道。
3结束语
光纤通信在华北油田电力系统的应用实现了油田通信网建设的低成本、大容量、多业务和智能化，满足了电力数据、语音、视频、宽带接入等多种业务的传输要求，并在网络通信的实时性、准确性和可靠性等方面为各用户提供了充分的保障，从而保证了油田电网生产的安全经济运行，并创造了巨大的经济效益和社会效益。
参考文献：
第4篇
摘要：当激光波束通过大气湍流时，大气湍流效应造成了光束漂移、强度起伏，光束扩展和像点抖动等现象，导致相干性退化削弱激光通信的质量，从而破坏了激光的相干性。文章介绍了大气湍流的形成及基本特性，对强度起伏、光束漂移及扩展与到达角起伏进行了分析，并通过研究分析穿过大气湍流后激光波束的变化特征，将会对无线光通信的发展具有十分重要的实际意义。
关键词:大气湍流光束漂移光束扩展强度起伏到达角起伏
关键词:大气湍流光束漂移光束扩展强度起伏到达角起伏
自激光问世以来，具有保密性好，抗干扰能力强，信息容量大，传输率高，系统尺寸小，重量轻，建造和维护经费低，无需频率许可证等优点。在通信、雷达、测距、遥感和检测等方面的大量应用有力地促进了无线光通信等方面的研究。达、测距、遥感和检测等方面的大量应用有力地促进了无线光通信等方面的研究。
同时，激光特有的高强度、高单色性、高相干性和高方向性诸多特性，使它成为空间通信最理想的载体，因为它增益更高、速度更快、抗干扰性更强和保密性更好，同时容量更大、波束更窄。然而，在许多使用激光工作的系统，其性能会受到大气的影响，激光的传输介质包含了长距离的大气，如自由空间光通信、激光雷达、激光测距等，其中湍流效应是对激光大气传输影响最大的因素之一。由于大气湍流引入的相位扰动，光束会产生展宽和漂移，光场的时－空相干性受到干扰甚至破坏；由于大气湍流的存在，当激光穿过其中时，会产生闪烁现象，光场强度分布也会发生起伏，大气折射率会发生微小的起伏。这些效应会削弱光束质量，本文具体分析了随机大气信道湍流效应的各种影响因素，为避免影响自由空间光通信系统、激光雷达系统、激光测距系统的性能，提出了一些具有实用价值的建议，将会对提高大气光学系统的性能有实际的意义。
同时，激光特有的高强度、高单色性、高相干性和高方向性诸多特性，使它成为空间通信最理想的载体，因为它增益更高、速度更快、抗干扰性更强和保密性更好，同时容量更大、波束更窄。然而，在许多使用激光工作的系统，其性能会受到大气的影响，激光的传输介质包含了长距离的大气，如自由空间光通信、激光雷达、激光测距等，其中湍流效应是对激光大气传输影响最大的因素之一。由于大气湍流引入的相位扰动，光束会产生展宽和漂移，光场的时－空相干性受到干扰甚至破坏；由于大气湍流的存在，当激光穿过其中时，会产生闪烁现象，光场强度分布也会发生起伏，大气折射率会发生微小的起伏。这些效应会削弱光束质量，本文具体分析了随机大气信道湍流效应的各种影响因素，为避免影响自由空间光通信系统、激光雷达系统、激光测距系统的性能，提出了一些具有实用价值的建议，将会对提高大气光学系统的性能有实际的意义。
1 大气湍流效应
1 大气湍流效应
大气温度的随机变化引起大气密度的随机变化，人类活动和太阳辐照等因素将引起大气微小温度的随机变化，从而形成大气的湍流，它是大气折射率导致的随机变化。这些变化使湍流大气中传输光束的波前也将作随机起伏，它们的变化的累积效应导致折射率轮廓的明显不均匀性，由此引起光束漂移和扩展，强度起伏和像点抖动等一系列光传输的大气湍流效应。我们通常把折射率场的变化主要是由温度起伏引起的湍流称为光学湍流，量度这种折射率起伏强度的量，称为大气折射率结构常数C■■，它在均匀各向同性湍流的下定义为：
大气温度的随机变化引起大气密度的随机变化，人类活动和太阳辐照等因素将引起大气微小温度的随机变化，从而形成大气的湍流，它是大气折射率导致的随机变化。这些变化使湍流大气中传输光束的波前也将作随机起伏，它们的变化的累积效应导致折射率轮廓的明显不均匀性，由此引起光束漂移和扩展，强度起伏和像点抖动等一系列光传输的大气湍流效应。我们通常把折射率场的变化主要是由温度起伏引起的湍流称为光学湍流，量度这种折射率起伏强度的量，称为大气折射率结构常数C■■，它在均匀各向同性湍流的下定义为：
C■■=r-2/3 l0
C■■=r-2/3 l0
式中n是大气折射率■和■是位置矢量，r是矢量■的大小，l0和L0分别是湍流的内尺度和外尺度。一般地，对于可见光和近红外波段，大气折射率的起伏主要是由于温度的不均匀性（温度起伏）引起的，温度结构常数C■■的定义与（1）式相似：
式中n是大气折射率■和■是位置矢量，r是矢量■的大小，l0和L0分别是湍流的内尺度和外尺度。一般地，对于可见光和近红外波段，大气折射率的起伏主要是由于温度的不均匀性（温度起伏）引起的，温度结构常数C■■的定义与（1）式相似：
C■■r-2/3 l0
C■■r-2/3 l0
2 大气湍流对光通信系统传输的影响
2 大气湍流对光通信系统传输的影响
激光束通过有湍流的大气传输时，其强度、相位和传输方向会受到扰动而出现相应的随机变化，变化情况与激光束宽和湍流尺度的相对大小相关。大气湍流效应造成了光束漂移、强度起伏，光束扩展和像点抖动等现象，从而破坏了激光的相干性，导致相干性退化削弱激光通信的质量。
激光束通过有湍流的大气传输时，其强度、相位和传输方向会受到扰动而出现相应的随机变化，变化情况与激光束宽和湍流尺度的相对大小相关。大气湍流效应造成了光束漂移、强度起伏，光束扩展和像点抖动等现象，从而破坏了激光的相干性，导致相干性退化削弱激光通信的质量。
2.1 光束漂移和扩展
2.1 光束漂移和扩展
由于大气湍流的干扰，当波束在湍流大气中传播时，有限束宽激光在湍流大气中传输时光束会出现扩展和漂移。当观察时间很短时，这两种效应基本上是独立的。当观察时间较长时，扩展了的光束实际上包括了漂移的影响，称为长期扩展，所以当谈到湍流大气中传输光束扩展时我们要区分短期和长期光束扩展。通常称为短期平均光斑半径，为长期平均光斑半径，为平均束漂移量，三者的关系表示为： “短期”和“长期”的时间判据是Δt=D/v。D是光的直径，v是横向风速。当观察时间远小于Δt时，则得短期观察效果，而当观察时间远大于Δt时，则得长期观察效果。Δt的量级在0.05秒左右。通常情况下大气湍流造成的光束扩展可以比光束自身的衍射极限大到2到3个数量级，从而使通过随机大气传输的激光光强降低。传输光束的漂移和扩展现象体现了对传输光束成像的所形成接收光斑的空间位置的时间变化情况。它比较全面的反映了湍流对光传输的影响程度。
由于大气湍流的干扰，当波束在湍流大气中传播时，有限束宽激光在湍流大气中传输时光束会出现扩展和漂移。当观察时间很短时，这两种效应基本上是独立的。当观察时间较长时，扩展了的光束实际上包括了漂移的影响，称为长期扩展，所以当谈到湍流大气中传输光束扩展时我们要区分短期和长期光束扩展。通常称为短期平均光斑半径，为长期平均光斑半径，为平均束漂移量，三者的关系表示为： “短期”和“长期”的时间判据是Δt=D/v。D是光的直径，v是横向风速。当观察时间远小于Δt时，则得短期观察效果，而当观察时间远大于Δt时，则得长期观察效果。Δt的量级在0.05秒左右。通常情况下大气湍流造成的光束扩展可以比光束自身的衍射极限大到2到3个数量级，从而使通过随机大气传输的激光光强降低。传输光束的漂移和扩展现象体现了对传输光束成像的所形成接收光斑的空间位置的时间变化情况。它比较全面的反映了湍流对光传输的影响程度。
2.2 强度起伏和大气闪烁
2.2 强度起伏和大气闪烁
激光通信在湍流大气中传输时由于折射率的起伏使其散射强度会发生起伏，即出现所谓的闪烁现象。大气闪烁效应实际上就是通常情况下，当光束直径比湍流尺度大很多时，光束截面内包含多个湍流旋涡，每个旋涡各自对照射其上的那部分光束独立散射和衍射，使光束的强度和相位在空间和时间上出现随机分布，相干性退化，光束面积扩大，引起接收端的光强起伏和衰减。大气湍流使信号变得不易把握，对光通信系统的稳定通信造成很高误码率通信质量下降。
激光通信在湍流大气中传输时由于折射率的起伏使其散射强度会发生起伏，即出现所谓的闪烁现象。大气闪烁效应实际上就是通常情况下，当光束直径比湍流尺度大很多时，光束截面内包含多个湍流旋涡，每个旋涡各自对照射其上的那部分光束独立散射和衍射，使光束的强度和相位在空间和时间上出现随机分布，相干性退化，光束面积扩大，引起接收端的光强起伏和衰减。大气湍流使信号变得不易把握，对光通信系统的稳定通信造成很高误码率通信质量下降。
2.3 到达角起伏
2.3 到达角起伏
激光在湍流大气中传播时由于光束截面内不同部分的大气折射率的起伏，在均匀介质中传播具有均匀波前，这将导致光束波前的不同部位具有不同的相移，这种相位形变导致光束波前到达角起伏，相移导致随机起伏形状的等相位面，从而也导致望远镜中像点抖动。
激光在湍流大气中传播时由于光束截面内不同部分的大气折射率的起伏，在均匀介质中传播具有均匀波前，这将导致光束波前的不同部位具有不同的相移，这种相位形变导致光束波前到达角起伏，相移导致随机起伏形状的等相位面，从而也导致望远镜中像点抖动。
3 结束语
3 结束语
本文通过分析穿过大气湍流后激光波束的变化特征及在某些条件下的大气信道特征，将会对无线光通信的发展具有十分重要的实际意义。大气湍流效应造成了光束漂移、强度起伏，光束扩展和像点抖动等现象，从而破坏了激光的相干性，导致相干性退化削弱激光通信的质量。通过对大气湍流对光通信系统影响的研究，有助于我们了解激光通过大气信道传输时所产生变化的特征，以便对激光通信系大气中传输的设计中寻找到合理的措施来降低或缓解其影响。激光束通过有湍流的大气传输时，会发生变化，变化情况与激光束宽和湍流尺度的相对大小相关，其强度、相位和传输方向会受到扰动而出现相应的随机变化。
本文通过分析穿过大气湍流后激光波束的变化特征及在某些条件下的大气信道特征，将会对无线光通信的发展具有十分重要的实际意义。大气湍流效应造成了光束漂移、强度起伏，光束扩展和像点抖动等现象，从而破坏了激光的相干性，导致相干性退化削弱激光通信的质量。通过对大气湍流对光通信系统影响的研究，有助于我们了解激光通过大气信道传输时所产生变化的特征，以便对激光通信系大气中传输的设计中寻找到合理的措施来降低或缓解其影响。激光束通过有湍流的大气传输时，会发生变化，变化情况与激光束宽和湍流尺度的相对大小相关，其强度、相位和传输方向会受到扰动而出现相应的随机变化。
参考文献：
参考文献：
[1]俞宽新，江铁良，赵启大等.激光原理与激光技术[M]，北京: 北京工业大学出版社，2003.
[1]俞宽新，江铁良，赵启大等.激光原理与激光技术[M]，北京: 北京工业大学出版社，2003.
[2]鉴佃军.无线光通信系统的大气信道特性研究，西安电子科技大学硕士学位论文.2008.
[2]鉴佃军.无线光通信系统的大气信道特性研究，西安电子科技大学硕士学位论文.2008.
[3]马保科，湍流大气中（光）波束传播的相关问题研究，西安电子科技大学硕士学位论文.2008.
[3]马保科，湍流大气中（光）波束传播的相关问题研究，西安电子科技大学硕士学位论文.2008.
[4]李晓峰.星地激光通信链路的原理与技术.北京: 国防工业出版社.2007.
[4]李晓峰.星地激光通信链路的原理与技术.北京: 国防工业出版社.2007.
[5]黄永平，赵光普.激光通信在大气湍流中的传输.大众科技，2009.(4).
第5篇
1.空间激光通信发展概述
2.考虑电力通信网可靠性的业务路由优化分配方法
3.广域后备保护通信模式及其性能评估
4.卫星通信的近期发展与前景展望
5.空间激光通信研究现状及发展趋势
6.现代化矿井通信技术与系统
7.高速铁路移动通信系统关键技术的演进与发展
8.智能变电站通信网络状态监测信息模型及配置描述
9.信息与通信地理学的学科性质、发展历程与研究主题
10.构建新一代智能配用电通信网建议
11.基于EPOCHS平台的智能配电网通信系统仿真
12.电力通信网脆弱性分析
13.通信电台电磁辐射效应机理
14.4G通信技术综述
15.电力和信息通信系统混合仿真方法综述
16.面向智能电网的配用电通信网络研究
17.基于SDH光网络的分层区域式保护通信系统的可靠性研究
18.调度与变电站一体化系统链路状态监测与TCP通信方案
19.煤矿事故特点与煤矿通信、人员定位及监视新技术
20.Tor匿名通信流量在线识别方法
21.煤矿安全生产监控与通信技术
22.配电通信网业务断面流量分析方法
23.光纤通信概述
24.电力通信及其在智能电网中的应用
25.WAMS通信业务的系统有效性建模与仿真
26.基于API的Win32串口通信编程技术
27.第五代移动通信网络体系架构及其关键技术
28.量子通信现状与展望
29.配电网EPON通信接入与分区自治
30.基于业务的电力通信网风险评价方法
31.移动通信技术扩散的实证研究:基于中国1990-2012年的统计数据
32.基于IPv6的电力线载波通信分片独立的重传机制
33.空间激光通信捕获、对准、跟踪系统动态演示实验
34.基于时频峰值滤波的电力线通信噪声消除方法
35.通信网络能耗分析与节能技术应用
36.“日盲”紫外光通信网络中节点覆盖范围研究
37.基于压缩感知的脉冲同步的混沌保密通信系统
38.浅谈4G移动通信系统的关键技术与发展
39.量子安全直接通信
40.一种继电保护故障信息系统在线通信报文分析工程方案
41.光纤通信的发展趋势及应用
42.智能配电网通信组网技术研究及应用
43.基于空间激光通信组网四反射镜动态对准研究
44.运用虚拟仿真实验改革通信原理实验教学
45.浅谈超宽带无线通信技术的发展
46.5G移动通信发展趋势与若干关键技术
47.SM2加密体系在智能变电站站内通信中的应用
48.现代信息安全与混沌保密通信应用研究的进展
49.中美4G移动通信技术专利信息比较研究
50.卫星激光通信现状与发展趋势
51.VC中应用MSComm控件实现串口通信
52.青海—西藏交直流联网工程输电线路在线监测通信网络设计与应用
53.移动通信网络中的协作通信
54.空间激光通信组网光学原理研究
55.计算机技术在通信中的应用研究
56.面向5G无线通信系统的关键技术综述
57.基于C8051F020单片机的RS485串行通信设计
58.智能变电站过程层网络报文特性分析与通信配置研究
59.基于业务风险均衡度的电力通信网可靠性评估算法
60.基于4G通信技术的无线网络安全通信分析
61.无线激光通信系统弱光干扰技术
62.基于SJA1000的CAN总线通信系统的设计
63.10kV电力线载波通信自动组网算法
64.数控系统现场总线可靠通信机制的研究
65.基于WiFi的煤矿井下应急救援无线通信系统的研究
66.机载激光通信系统发展现状与趋势
67.软件定义的能源互联网信息通信技术研究
68.一点对多点同时空间激光通信光学跟瞄技术研究
69.开放式自动需求响应通信规范的发展和应用综述
70.兆瓦(MW)级海岛微电网通信网络架构研究及工程应用
71.带通信约束的多无人机协同搜索中的目标分配
72.基于信道认知在线可定义的电力线载波通信方法
73.一种基于混沌系统部分序列参数辨识的混沌保密通信方法
74.智能配电网无线传感器网络数据通信的QoS-MAC层模型
75.无线紫外光散射通信中多信道接入技术研究
76.水下无线通信技术发展研究
77.深空、自由空间、非可视散射和水下激光光子通信
78.基于光电反馈延迟的多点耦合混沌同步和通信
79.面向异步通信机制的无线传感器网络及其MAC协议研究
80.不可靠通信环境下无线传感器网络最小能耗广播算法
81.中间环节市场结构与价值链治理者的决定——以2G和3G时代中国移动通信产业为例
82.基于IEEE802.11p高速车路通信环境研究
83.太赫兹通信技术的研究与展望
84.一种分布式电源并网监控通信适应性评价方法
85.不同耦合方式和耦合强度对电力-通信耦合网络的影响
86.太赫兹通信技术研究进展
87.低压电力线通信网络特性模型与组网算法
88.基于LabVIEW的监控界面设计与单片机的串行通信
89.联盟网络的小世界性对企业创新影响的实证研究——基于中国通信设备产业的分析
90.基于共享内存的Xen虚拟机间通信的研究
91.考虑通信系统影响的电力系统综合脆弱性评估
92.猫眼逆向调制自由空间激光通信技术的研究进展
93.扩频通信技术浅谈
94.基于信息熵的电力通信网脆弱性评价方法
95.安全高效矿井通信系统技术要求
96.无线紫外光非直视通信信道容量估算与分析
97.基于高能效无线接入网的绿色无线通信关键技术研究
98.量子通信技术发展现状及应用前景分析
第6篇
你的天方夜谭，我来成全
23年前，34岁的谭立英在北京图书馆查阅资料，准备她的硕士毕业论文。查阅了上千篇资料后，有关卫星激光通信的数据让她眼前一亮――卫星与卫星间、卫星与地面间用“光”连接起来，可以形成空间的信息高速公路。要是能在浩瀚空间建立一个无线光网络，实时进行高速信息传输，这将是一件多么了不起的事情啊！
这个想法令谭立英兴奋不已，可当她着手去做这件事情时，难度大于想象。彼时，她是哈尔滨工业大学物理系的教师，一个5岁孩子的妈妈，每天一边上课，一边做硕士论文，还要照顾孩子。丈夫加同事马晶远在日内瓦深造。在当时那个年代，卫星微波通信还不成熟，更不要说是卫星激光通信，几乎所有的人都认为谭立英的想法是天方夜谭，包括谭立英当时的导师。
导师劝她：“方向虽好，但难度太大了，难以毕业。你要坚持做这个，硕士论文所需的研究费用还要你自己解决。”谭立英点点头，说：“会想到办法的。”其实，她一点办法都没有，她只是怕丝毫犹豫都会让心中燃烧的激情之火熄灭。她34岁了，不想在这个能有所成就的年纪里，提前老气横秋。
谭立英没有想到，为了她的项目，丈夫提前回国。他把家里所有存款取出来，一共不到2万元，对她说：“没经费，我们就用家里的钱，我陪着你一起干。”
久别重逢，夫妻俩的卿卿我我就是通宵地讨论那片科学的空白之地。5岁的女儿听得厌烦了，嫉妒地对爸爸说：“你都有一年多没看到我了，我还是没有你们的课题重要，我真想变成天上的卫星，让你们天天研究研究我。”女儿的话，把夫妻俩逗笑了。谭立英亲亲女儿，牵牵丈夫的手，看看窗外的夜空，想想自己即将要做的连结天与地的事情，她的幸福神圣而隐秘。
连接天地的幸福，神圣隐秘
创业之初的日子无比艰难。他们的实验室设在一间地下室里，潮气重，所有的纸质材料因浸入了潮气而变得绵软，难以翻阅。马晶放了一个除湿机，每天都能抽出三箱水来。
家里的积蓄和微薄的工资是全部科研经费，谭立英不得不算计着花。为了节省费用，谭立英出门能步行绝不坐公交，坐火车也只买硬座，餐桌上长年是白菜土豆。女儿三番两次抗议后，每周的土豆炖白菜里可以出现几片肥瘦相间的肉，算是改善了伙食。以至于女儿说：“在咱们家，实验是亲生的，我是马路上捡来的。”
尽管如此，困难依然接踵而至。建立理论模型需要实验测试验证，没有经费就没有最基本的实验设备，初步的原理验证无法进行。一天，马晶略带得意地安慰妻子：“咱们的仪器有了。”他卖起关子说，这是个秘密。
两天后，马晶神秘地把妻子带到实验室。拉开实验室门的一刹那，谭立英惊呆了――地上摆了一堆破烂。马晶如数家珍：“这是教学实验室报废的仪器，有些修一修兴许能用。”谭立英半信半疑。之后的几天，夫妻俩在实验室忙活开了。他们首先将这些破烂整理归类，凑成了几件“整尸”，然后“解剖”“移植”“再造”“重组”，它们重新变成了实验设备。七天之后，实验设备开始集体工作，半个月后，他们完成了测试验证。谭立英获得了有效的发射测试数据，完成了她的毕业论文。
论文写下最后一个句号时，谭立英不得不为当天的晚餐发愁――研究已经花光了家中全部的积蓄，晚餐在哪里都成了问题。为了安慰女儿，马晶对女儿说：“妈妈的论文完成了，这是个非常值得祝贺的日子，按照行规，今天得吃白水煮面，意味着万事顺顺利利。”一家三口用开水干杯，以白水煮面条充饥。
当晚，女儿睡后，马晶对谭立英说：“研究卫星激光通信是一个从无到有的工作，以后还会有更多的困难，你要做好思想准备。你只要记住一条，我一直在你身边，你不是一个人。”
谭立英看看熟睡的女儿，满心愧疚。马晶拍拍她的肩膀，说：“她会理解的，你应该想到这个过程本身对她就是一种富养。”
有种浪漫，身心相伴
1995年，“弹尽粮绝”的秋天，谭立英带着硕士论文和几十袋方便面住进了北京阜成路8号航天部招待所。倔强的她要给这个研究项目跑出一笔经费来。
跑经费的日子也是谭立英哭得最多的日子。碰壁是常有的事情，冷言冷语也是常听的，很多时候谭立英转身出门时，泪水就滴在了衣襟上。作为一个知识分子，她的自尊不允许她在别人面前以眼泪获得支持。每一次，当眼泪于人前夺眶而出时，她都借口去卫生间，哭够了，再回来继续陈述她的研究。
没有任何门路的谭立英完全是用研究热情打动了航天部的工作人员。几乎每一个看了她论文的人都会惊奇地问：“是谁支持你做卫星激光通信研究的？”“我丈夫。我们没有项目经费支持，是拿自己家里钱做的。”
陈芳允院士――中国卫星测量、控制技术的奠基人之一，“两弹一星功勋奖章”获得者，863计划的倡导者之一，读了谭立英的毕业论文，了解了他们所做的工作之后，激动地说：“你们做得非常好！国家需要卫星激光通信，也一定会支持你们的研究工作。希望你们能继续做下去，不要有任何顾虑。”此后，马晶和谭立英陆续获得了来自哈尔滨工业大学和航天五院的科研基金，建立了团队，研究工作也逐步进入正轨。
试验进入收尾阶段时，由于估计不足，科研经费又一次出现了短缺。大家自带行李，挤进了租来的简易房。马晶、谭立英把家里的电视机、窗帘、大米、土豆等一股脑地搬进了这个“新家”。所有研究人员每天中午只吃6元的盒饭。到了晚上，谭立英又变身为厨师，她拿出科研精神钻研厨艺，每天不重样地为大家做上一顿像样的饭菜。
2011年10月25日，让谭立英夫妇铭记一生的日子，那是中国首次星地激光链路双向捕获跟踪试验成功的日子。试验现场的大屏幕上，“海洋二号”卫星以时速2万余千米的速度疾驰而来，它经过试验区域的时间只有几分钟。卫星光信号与地面光信号准确对准，实现了快速双向捕获、链接并跟踪。
11秒！地面终端就成功捕获到星上终端发出的光信号。这一刻，谭立英期盼了太久。马晶说，20年，比他想象的时间还要短些，他甚至做好了打30年或者50年持久战的准备。
这次试验的成功是中国卫星通信技术发展史上的一个里程碑。它标志着中国在空间高速信息传输这一航天高技术尖端领域走在了世界发展前列。这也是世界上首次星地直接探测高速激光通信链路新技术试验取得圆满成功。这为在空中搭建无线光网做好了准备。
第7篇
近日，在欧洲光通信会议（ECOC）期间，中兴通讯宣布在400G高速传输领域创造了一项世界纪录：试验中采用其专利技术将40个波分信道的400Gb/s 单载波极化复用的QPSK信号，成功实现了2800 公里长距离标准单模光纤的传输，刷新了此前单载波400G的传输1200公里的世界纪录。
欧洲光通信会议（ECOC）光通信领域最重要的、最有影响力的高水平国际学术会议之一，对光电子和光通信当前及未来应用技术的发展进行探讨。该实验结果经过全球知名专家的评选和推荐，被9月17日举行的欧洲光通信会议（ECOC）会议论文收录并于会议期间。
单载波传输具有收发结构简单、管理容易的特点，是业内最看好的调制码信号。此前单载波400G的传输纪录是1200公里，且采用的是特殊昂贵光纤和全光拉曼放大的技术。中兴通讯此次试验，使用的中兴通讯专利技术实现的40个波分信道的400Gb/s单载波极化复用的QPSK信号，是目前技术最成熟，灵敏度最高的调制方案，即便不考虑成本昂贵的超低损耗光纤和拉曼放大器，仅使用当前广泛应用的标准单模光纤和普通掺铒光纤放大器，也能实现超长距离的系统传输，试验中成功实现了35跨段，每段80公里，共2800公里的长距离传输，证明了超100G在现有光纤传输系统中部署的可行性。且系统单载波达到业内最高频谱效率，达到108Gbaud。
中兴通讯多年来一直致力于100G、400G/1T等超100G技术的研究以及产品方案的研发与应用，立足于100G以及超100G高速信号传输技术的尖端技术研究和开发，近年来攻克了该领域若干关键技术并持续多项成果：中兴通讯全球首次在实验中实现了单信道为11.2Tbit/s的光信号，并成功实现让该信号在标准单模光纤中的640公里传输，刷新了此前单信道传输最高速率为1Tb/s光信号的世界记录；实现了24Tb/s（24x1.3Tb/s）波分复用信号传输，是业界首次实现Terabit/s的波分复用技术；2012年2月，中兴通讯与德国电信合作，在德国本土成功完成100G/400G/1T信号的2450公里超长距离混合传输，创造了迄今为止业内高速信号混传最长距离的现场试验记录。
在全球光通讯产业步入100G速率的超宽网络时代，中兴通讯作为全球领先的新一代承载网解决方案与设备、服务提供商，2010年率先在业内全程100G承载解决方案，提供从交换机、路由器和波分OTN全系列100G产品，为客户提供从边缘层到核心层的端到端解决方案。 2011年7月在全球光电子和通信会议（OECC）上展示了全球首个1Tb/s的DWDM原型系统及试验结果。2012年面向各类网络应用的7种方案的400G/1T DWDM 原型样机已对外。在100G、超100G专利方面，中兴通讯已申请数十项专利，涵盖了100G光模块、Framer、芯片、系统等多方面。目前中兴通讯已经与西欧、东欧、亚太、中国等区域和国家的主流运营商在100G、超100G领域完成了多项实验网项目，成为全球高速光通信传输技术快速发展的“引擎”。
第8篇
[关键词]激光大气通信；图像压缩；离散余弦变换；光电/电光转换；串口通信；
中图分类号：T7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0224-01
1 该激光大气通信系统设计基本思路：
先从键盘输入要发送的文字或通过调用摄像头采集图像或选中要发送的文件，然后将采集到的图像或文字信息或文件进行数字化，发送端将信号叠加在激光器的输出载波上，接收端通过光敏三极管将接收到的光信号转换为电信号，编写的相应的应有程序将接收到的信息进行整合，最后还原出原图像或文字信息。
采集图片信息，通过自编的图片处理程序将采集到的信息进行数据压缩和编码，驱动激光器发送数据；利用激光接收电路将接收到的光信号转化成电信号，图片接收程序对其进行相应的解码和解压，便得到采集到的图片。
2 该激光大气通信系统的组成
该系统由硬件和软件两部分组成。软件部分是利用Qt进行图形用户界面的编程。Qt是一个跨平台的C++应用程序开发框架。广泛用于开发GUI程序，这种情况下又被称为部件工具箱。也可用于开发非GUI程序，比如控制台工具和服务器。
硬件部分由两台计算机、USB转TTL器件，激光发射机、光电三极管组成 。两台计算机中，一台用作信源、一台用作信宿。
如图所示，图1、图2分别为该激光大气通信系统的发射系统和接受系统的基本框图。
3 该激光大气通信系统的各个部分的功能
软件部分：
Qt：调用微软的库函数，如：调用获取摄像头的库函数、调用串口通信的库函数等等，对用摄像头获取的图片进行压缩编码。由于获取的图片是彩色图像，故先将其变为灰度图像，即图像数据压缩为原来的三分之一；然后再对灰度图像进行离散余弦变换，进一步的压缩，压缩为灰度图像的九分之一，即最后总共压缩为原来的二十七分之一。然后将数据传到串口中，等待通信。在信宿计算机中，Qt主要负责将信号解压，还原。
硬件部分：
信源计算机：获取从键盘输入要发送的文字或通过调用摄像头采集的图像信号。
USB转TTL部件：进行电平转换，同时便于将信号发射出去。
激光发射器：有效地将电信号转变为光信号，数字0使三极管截止，激光器不亮；数字1使三极管导通，激光器亮；从而“灭”代表信号0，“亮”代表信号1；进而有效地将信号发射出去。
光电三极管：作为接收器，将光信号转变为相应的电信号。
滤波电路：阻低通高，一般为4.7uF的电容。
信宿计算机：将接收到的图片或文字数字信号，进行解压、恢复、显示。
4 该激光大气通信系统的特点
4.1 创新点
1、不间断校验通讯
2系统回路简单，容易实现
3、图片采集处理程序
4、激光发送接收装置
一般的激光通信系统：发送部分主要有激光器、光调制器和光学发射天线。接受部分主要有光学接受天线、光学滤波器、光探测器。要传送的信息送到与激光器相连的光调制器中，光调制器将信息调制在激光上，通过光学发射天线发送出去。在接收端，光学接受天线将激光信号接受下来，并送至光探测器，光探测器将激光信号变为电信号，经放大、解调后变为原来的信息。而该系统不需要光调制器、光学发射天线、光学接受天线、光探测器等等，大大节省了成本；同时，该系统的图片采集处理程序设计比较巧妙，执行效率比较高；该系统还运用了CRC循环冗余检验技术，可以达到不间断校验通讯的目的，更加保证了通讯的安全性。
4.2 技术关键
1、CRC循环冗余校验
2、图片采集及处理的软件设计与编程
3、激光发射驱动电路设计
4、电平转换电路设计
5、光电转换电路设计
6、信息解码及图片恢复程序设计
5 该激光大气通信系统的科学性先进性
科学性：
1、循环冗余检查（CRC）：一种数据传输检错功能，对数据进行多项式计算，并将得到的结果附在帧的后面，接收设备也执行类似的算法，以保证数据传输的正确性和完整性。这种技术常在计算机网络中应用。
2、图片采集处理：图片处理程序调用摄像头来采集图片信息，再对图片信息进行压缩编码处理，后将信息编码分段传送，利用波特率控制传送的速率，在端口处将其发送。
3、电平转换电路将不同电气特性的接口连接起来。
4、激光发射电路静态点在微导通状态，以减小因管子导通电压引起的延时。
先进性：
1、该激光大气通信系统装置结构轻便，设备经济，比一般的激光大气通信系统更加精简、方便、实惠，并且性能更加可靠。
2、该激光大气通信系统采用CRC循环冗余检验技术，不间断校验通讯，因此，正确率比一般的激光大气通信系统的正确率更高，保密性更强，可以运用在需要严格保密环境中的信息传输。
6 激光大气通信的发展前景
1、未来的通信技术将会越来越多的用到卫星技术，仅仅依靠光纤网络技术难以实现通信技术的发展目标。因此，激光通信技术将成为通信领域发展的必要技术之一。
2、激光大气通信能跨越障碍，解决跨山沟、海峡、河流、湖泊等复杂地貌带来的挖沟布线难题；
3、激光大气通信将在应急或临时通信传输方面先出巨大优势。如在救灾、大型集会活动、野外的临时工作场所或地震等突发事件方面，作为一种临时的通信连接等等。
4、激光通信技术在未来的发展中，将会影响通信领域的发展，使通信领域诞生出更多的新技术，提升通信领域发展实力的同时，保证通信领域的发展拥有技术保障。所以，激光通信技术将会带动通信领域新一轮的技术革新。
参考文献
[1] 陈钰清.激光原理（第二版）.浙江大学出版社.2000，09.
[2] 朱振，陈凌，自由空间光通信技术，无线光通信技术，2003，1.
[3] 邹自立，悄然复兴的激光大气通信技术，光通信技术，1997，21.
[4] 谭浩强.C语言程序设计（第四版）.清华大学出版社，2010.6.
第9篇
关键词： 光通信实验室 建设 调研
21世纪，由于因特网等业务的迅速发展，现在对于大容量（超高速和超长距离）的光通信技术更为迫切的需求。光通信已经在很多领域得到了广泛应用，是人们生活必需的通信方式。光通信原理是以实验为基础的学科，让学生具体了解光通信原理。光通信原理实验是光电信息科学与工程专业课程体系中的一项。在光通信原理课程中，实验教学是其重要组成部分，实验教学是强化理论教学效果的有效手段。光通信原理实验是专业教学的有力保障和必要条件，而且专业教师可以通过此实验教学研究教学内容和反思教学方法。因此实验室的建设是一项非常重要的工作。下面我们将从几个部分阐述如何建立光通信实验室。
1.调研
1.1现状
本院光信息科学与工程专业自2011年招生以来[1]，每年招生前景不错，此专业社会需求较大，学生就业前景较好。本实验室为专业实验，大三下学期才投入使用，由于目前该专业办学时间短，相对应的实验、实训等实践环节的设备缺口很大，不利于专业发展，因此在很大程度上会影响到本专业的人才培养质量。为响应学校培养“地方性、应用性”的目标，加快该专业的专业实验实训等设施建设势在必行[2，3]。
在建立实验室之前，本院组织专业教师到兄弟院校（如：安徽师范大学等）调查其开设实验的情况及设备购置情况，组织专业教师到北京杏林等公司参观最新的实验教学器材。并通过网络，对其他院校光通信实验室的开设情况进行了查询与研究。
1.2交流
由于学校实验室有限，我们专业与通信专业共用一个实验室，因此在购置器材之前，与相关院领导和教师进行交流，征求该实验开设内容的意见与建议，通信类主要要求开设信号等方面的研究，我们专业主要注重的是光等方面的研究。这些意见和建议为实验室仪器购置方案设计提供方向性的依据。
通过与学院领导进行交流，明确了学院对实验室建设的规模及目标要求，为实验室建设方案的设计提供了指导与可实现性依据。
1.3定位
定位是专业实验室建设的基本前提。首先根据本实验课程来定位，本实验课程主要目的是增加学生对实际光通信原理的认识，了解该系统的三个基本组成部分：光发射、光接收和传输光路，再学习SDH同步复用体系与异步电复用技术，最后学习光放大的物理知识，学习光路复用技术，掌握光纤通信系统的基本组成、工作原理及一些基本通信方法。理论与实际相联系，培养学生实验能力，还可进一步设计有关光通信方面的电路。
此实验室还可提供教师科研研究使用。因此，实验室的功能定位为：学生实验室和教师教科研究室两种功能。
1.4目标
（1）通过本实验的建设，学生能够全面而深入地了解本专业的核心知识和技术，更能满足社会和企业的实际需求，进而实现专业人才培养与企业需求的链接。
（2）通过本实验的建设，能够促进本专业实践教学体系的改革，提高实验的开出率。既能实现基础与验证性实验为主，又能开展以设计性、综合性、创新性为特色的实验。
（3）通过本实验的建设，为学生的科技创新活动和老师科研提供良好的硬件条件，带动本专业创新实验项目的发展，加强学生专业实践技能的培养，进而提高毕业生就业率。
2.环境
由于光通信实验室研究的是与光有关的通信[4]，我们会用到很多与光有关的器件，因此实验室要求防潮、防尘、挡光等。根据以上考虑，本实验室有以下要求：
2.1一间宽敞明亮的房间，配有深色窗帘，挡光效果要好，还要有黑板和投影仪等。
2.2本实验室主要负责光通信实验和光纤通信实验方面的教学，面向大三6-8个班级的学生开课；光电信息科学与工程专业的光通信实验为36课时，通信专业的光纤通信实验课为18课时；每个班级30-50人，每次实验每个班级分成两大组，由于实验人数较多，因此室内共放置25张实验桌，每张实验桌配有对应的电脑。
2.3墙上悬挂相关的制度，并贴有2-3幅有关实验的名言名句，营造物理实验的文化氛围。
2.4配置空调，以控制房间的温度和湿度，使得实验中心环境更加优越。
3.内容
本实验室的实验内容分成以下三块：
（1）本实验室每年承担大三6个班约300名学生的实验任务，光通信原理实际所需实验有12个，共36个学时；其中9个必修实验，共27个学时；9个选修实验，每次从中挑选3个实验，共9个学时。本实验知识点包括：数字调制原理实验、光纤耦合端面处理与观察实验、光纤耦合及其效率测量、半导体激光器和发光二极管的P-I特性曲线及其调制信号的波形、半导体激光器发光原理、光纤通信中激光光源工作原理、图像信号在光纤系统中的传输过程等。频谱特性、时间特性、电特性、都是光电探测器的重要参数，了解和掌握这些重要参数的概念、特性和测试方法是光电专业本科生必备的专业知识。
（2）有一部分实验是选做实验，学生可根据自己的兴趣选做非本专业特色实验。学生可以修完相关课程后再走进实验室，这样可以加深对理论知识的理解。
（3）还有一部分是二次开发模块，这块实验内容用来进行课程设计、毕业设计等。
在这三块内容要求下，对于实验项目的安排，由本院领导邀请专家组提出总体构思方案，再根据每块内容分专题小组，每小组由专业教师负责指导编写实验教学大纲及实验教材。
4.考核
4.1具体实验教学环节（平时成绩）：
（1）实验预习（20%）
看懂教材、明确目的、写出预习报告。预习报告要求：
①写实验目的、主要原理、公式（包括式中各量意义）、光路图及关键步骤。
②画好原始数据表格，单独用一张实验报告纸。
③上课教师要检查预习情况，记录预习分。
（2）实验操作（40%）
阅读资料、调整仪器、观察现象、获取数据、仪器还原。
①重视实验能力、作风培养。珍惜独立操作的机会，完成基本内容，争取做实验提高内容。教师在评分上予以鼓励。
②强调记录数据时不得用铅笔，只有数据正确、仪器还原、教师签字后该实验才有效。
③提倡研究问题，注意安全操作。
（3）实验报告（40%）
①实验报告。
②报告内容：实验题目、目的要求、仪器设备、实验原理、实验内容及步骤、原始数据、正式数据及数据处理、结果表示、分析讨论、回答思考题、实验体会等。或者提交小论文等。
③交报告的时间、地点：一周内交给课代表然后下次上课前统一交给任课教师。逾期未交报告，酌减报告分，一个月不交，按无报告处理。
4.2期末考试：根据需要可采取笔试、操作考试、设计性实验等形式（选择一种或两种）。
4.3学期总评：平时成绩与期末考试各占50%。
学生成绩的考核是衡量学习效果的有力手段，平时成绩在总考核中占的比重为50%，在总评中比重较大，不让一纸定成绩，因此这种方法较能客观公正反映学生成绩，有效考核学生平时实验成绩，促使学生严格要求自己，主动学习。
5.总结
光通信实验课程是我院大三下学期，高年级学生的专业实验课，它体现了光通信理论知识的具体应用。做好光通信实验室的建设与探索工作是实验教学的重要保障和必要条件，也是完成课程教学和强化理论教学效果的基础与前提，而且在人才培养方面起着至关重要的作用。
参考文献：
[1]何国兴.厚基础、宽口径、理工复合培养光电信息技术人才[J].光电子技术与信息，2005，18（3）：95-97.
[2]陈国庆等.光信息科学与技术实验室建设的实践和探索[J].实验技术与管理，2005，22：11.
第10篇
【关键词】可见光通信;传空脉双头冲间隔调制;脉冲间隔调制;系统设计
目前，室内可见光通信是光无线通信的研究焦点，它以大功率白光LED为光源，发送肉眼不可见的闪烁信号来保证正常通信。通信应用的调制解调方式也就成为了通信的关键技术。目前，光无线通信一般应用的调制方式有：脉冲位置调制、开关键控调制、数字脉冲间隔调制。其中数字脉冲间隔调制与脉冲位置调制相比较，它显著缩小了符号长度，而且增强了传输容量和频带利用率，并且无需同步，信号带宽的利用率也比较高。
1.SDH-PIM的原理
传空双头脉冲间隔调制（SDH-PIM）的原理就是把1个m位二进制数据流映射为2（m-1）+2个时隙的信号，调制手段是由2种不同的引导，其后跟着间隔信息，而且间隔信号为传空信号，由此被称作传空双头脉冲间隔调制。头信号由传空和高电平信号组合而成，宽度是2Ts，它的类型决定了位置信息。假设k为m 是由二进制数据表示的十进制数，如果k小于2（m-1），头信号被定义成H1，头信号的传空号宽度是Ts/2，高电平的宽度则为3Ts/2，头信号和传输信息位之间的间隔为kTs;如果k大于或等于2（m-1），头信号是H2，头信号的传空号宽度是3Ts/2，高电平宽度则为Ts/2，头信号和传输信息位之间的间隔为（2m-1-k）。不管是以哪种头信号为引导，传输间隔的空号终结后会传输给高电平，符号的长度固定是2（m-1）+2。正是依靠头信号的这种特点，因此能够编程找到1个完整的SDH-PIM 符号而且不需要提取位同步和符号同步信号。头信号除此外还隐藏了位置信息，这个对接收装置的要求相比而言会较高。室内可见光通信应用LED作光源而且兼顾了照明的功能，SDH-PIM舍去了激光通信应用的冗余保护时隙，因此，这有利于增强信息的传输速率。
2.系统的总体设计
通信系统的调制解调的硬件实现形式有多种多样，既可以采用单片机来实现，也可以采用DSP来实现。
本系统硬件主要依靠SDH-PIM 调制发送模块与SDH-PIM接收解调模块组成，如图2所示。SDH-PIM调制发送模块由发送滤波器模块、LED驱动模块和编码器模块三部分组成。SDH-PIM 接收模块由自动增益系统、前置放大器、译码器和判决器四部分组成。
首先，编码器、译码器为系统的核心装置，是采用Altera公司的EP2C5T144C器件来完成的。
其次，因为接收信号和LED的距离的平方为反比，接收机获得的信号强弱变化比较大，当接收机的增益不发生变化，那么信号太强时会使接收机逐渐饱和，信号太弱时则会丢失脉冲，还有抽样判决时，随着接收脉冲的强弱变化大而导致误判。
因此，系统设定了自动增益的控制装置来增强系统可靠性。另外，论文只考虑直射信道这种通信手段。
3.系统的软件设计
3.1 调制编码
系统软件依靠VHDL语言编程来实现，SDH-PIM调制编码的流程如图3所示。编码器把晶体振荡器分频得到了周期T=Ts/2的时钟，编程应用Mealy型的有限状态机，时钟的作用为生产20个状态，前4个状态用处在于发送头信号，后面16个状态则用于传播空号和脉冲间隔数，还有空信号结束后的高电平数。先把二进制数据流编译为十进制数k，并和2（m-1）进行比较，适合k
3.2 解调译码
解调时必须考虑以下4个问题：
1）时钟问题。因为SDH-PIM符号使用的时钟周期为Ts/2，是为了能够方便判别头信号和脉冲间隔，解调译码时使用统一的时钟，而且时钟周期是调制器时钟的1/10甚至更短。
2）解调译码时使用计数器对头信号的传空部分进行计数，并依据计数值去判别头信号是H1或者是H2。
3）依靠对脉冲间隔计数值来确认所传输的二进制符号。当头信号为H1时，头信号和传空信号的计数值可以确认为二进制值。如果头信号是H2，那么可以间接求出二进制值。
4）因为计数脉冲的频率为发送信号时钟频率的10倍，所以在计数过程中会有计数误差，因此在依据计数值进行判别信号时，应当考虑1个范围来确认信号的类型。例如，当解调译码时，头信号H1、H2的空信号的宽度分别是20us、40us，传空信息信号的宽度是60us，如果使用的时钟周期是1us，计数值介于（19，21），（39，41），（59，61）范围时能够作相应的判决，解调的关键依赖于找出头信号，当编码时，头信号的空信号宽度与位置信号相比要窄。先使接收的信号取反，再通过计数器对脉冲进行计数，依靠计数值去判别头信号或者位置信号。当发现头信号时，就会产生计数，使信号对脉冲间隔进行计数，减去掉头信号中的高电平的宽度计数值，就能够确定二进制值，以此达到解调译码的目的。
4.小结
本文提出的基于现场可编程阵列FPGA 室内可见光调制以及解调系统，它使用SDH-PIM 对基带信号实行调制、解调，这种调制方式的最大特点就是解调时不需要位同步信号和符号同步信号，这种特点将系统解调译码更加便捷，也能增强调制速率。实验结果证明该调制解调系统实现了预期要求，对该调制解调方法的研究也有一定的参考价值。
参考文献
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[5]王红星，朱银兵，张，等.无线光DH_PIM 与DPIM调制方式的性能研究[J].激光技术，2007，31（1）：92-97.
第11篇
为了适应网络发展和传输流量提高的需求，传输系统供应商都在技术开发上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纤上进行了55x20Gbit/s传输的研究，实现了1.1Tbit/s的传输。NEC公司进行了132x20Gbit/s、120km传输的研究，实现了2.64Thit/s的传输。NTT公司实现了3Thit/s的传输。目前，以日本为代表的发达国家，在光纤传输方面实现了10.96Thit/s(274xGbit/s)的实验系统，对超长距离的传输已达到4000km无电中继的技术水平。在光网络方面，光网技术合作计划(ONTC)、多波长光网络(MONET)、泛欧光子传送重叠网(PHOTON)、泛欧光网络(OPEN)、光通信网管理(MOON)、光城域通信网(MTON)、波长捷变光传送和接入网(WOTAN)等一系列研究项目的相继启动、实施与完成，为下一代宽带信息网络，尤其为承载未来IP业务的下一代光通信网络奠定了良好的基础。
(一)复用技术
光传输系统中，要提高光纤带宽的利用率，必须依靠多信道系统。常用的复用方式有：时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、频分复用(FDM)、空分复用(SDM)和码分复用(CDM)。目前的光通信领域中，WDM技术比较成熟，它能几十倍上百倍地提高传输容量。
(二)宽带放大器技术
掺饵光纤放大器(EDFA)是WDM技术实用化的关键，它具有对偏振不敏感、无串扰、噪声接近量子噪声极限等优点。但是普通的EDFA放大带宽较窄，约有35nm(1530～1565nm)，这就限制了能容纳的波长信道数。进一步提高传输容量、增大光放大器带宽的方法有：(1)掺饵氟化物光纤放大器(EDFFA)，它可实现75nm的放大带宽；(2)碲化物光纤放大器，它可实现76nm的放大带宽；(3)控制掺饵光纤放大器与普通的EDFA组合起来，可放大带宽约80nm；(4)拉曼光纤放大器(RFA)，它可在任何波长处提供增益，将拉曼放大器与EDFA结合起来，可放大带宽大于100nm。
(三)色散补偿技术
对高速信道来说，在1550nm波段约18ps(mmokm)的色散将导致脉冲展宽而引起误码，限制高速信号长距离传输。对采用常规光纤的10Gbit/s系统来说，色散限制仅仅为50km。因此，长距离传输中必须采用色散补偿技术。
(四)孤子WDM传输技术
超大容量传输系统中，色散是限制传输距离和容量的一个主要因素。在高速光纤通信系统中，使用孤子传输技术的好处是可以利用光纤本身的非线性来平衡光纤的色散，因而可以显著增加无中继传输距离。孤子还有抗干扰能力强、能抑制极化模色散等优点。色散管理和孤子技术的结合，凸出了以往孤子只在长距离传输上具有的优势，继而向高速、宽带、长距离方向发展。
(五)光纤接入技术
随着通信业务量的增加，业务种类更加丰富。人们不仅需要语音业务，而且高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已得到用户青睐。这些业务不仅要有宽带的主干传输网络，用户接人部分更是关键。传统的接入方式已经满足不了需求，只有带宽能力强的光纤接人才能将瓶颈打开，核心网和城域网的容量潜力才能真正发挥出来。光纤接入中极有优势的PON技术早就出现了，它可与多种技术相结合，例如ATM、SDH、以太网等，分别产生APON、GPON和EPON。由于ATM技术受到IP技术的挑战等问题，APON发展基本上停滞不前，甚至走下坡路。但有报道指出由于ATM交换在美国广泛应用，APON将用于实现FITH方案。GPON对电路交换性的业务支持最有优势，又可充分利用现有的SDH，但是技术比较复杂，成本偏高。EPON继承了以太网的优势，成本相对较低，但对TDM类业务的支持难度相对较大。所谓EPON就是把全部数据装在以太网帧内传送的网络技术。现今95％的局域网都使用以太网，所以选择以太网技术应用于对IP数据最佳的接入网是很合乎逻辑的，并且原有的以太网只限于局域网，而且MAC技术是点对点的连接，在和光传输技术相结合后的EPON不再只限于局域网，还可扩展到城域网，甚至广域网，EPON众多的MAC技术是点对多点的连接。另外光纤到户也采用EPON技术。
二、光纤通信技术的发展趋势
对光纤通信而言，超高速度、超大容量、超长距离一直都是人们追求的目标，光纤到户和全光网络也是人们追求的梦想。
(一)光纤到户
现在移动通信发展速度惊人，因其带宽有限，终端体积不可能太大，显示屏幕受限等因素，人们依然追求陸能相对占优的固定终端，希望实现光纤到户。光纤到户的魅力在于它有极大的带宽，它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。随着技术的更新换代，光纤到户的成本大大降低，不久可降到与DSL和HFC网相当，这使FITH的实用化成为可能。据报道，1997年日本NTT公司就开始发展FTTH，2000年后由于成本降低而使用户数量大增。美国在2002年前后的12个月中，FTTH的安装数量增加了200％以上。在我国，光纤到户也是势在必行，光纤到户的实验网已在武汉、成都等市开展，预计2012年前后，我国从沿海到内地将兴起光纤到户建设。可以说光纤到户是光纤通信的一个亮点，伴随着相应技术的成熟与实用化，成本降低到能承受的水平时，FTTH的大趋势是不可阻挡的。
(二)全光网络
传统的光网络实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍用电器件，限制了目前通信网干线总容量的提高，因此真正的全光网络成为非常重要的课题。全光网络以光节点代替电节点，节点之间也是全光化，信息始终以光的形式进行传输与交换，交换机对用户信息的处理不再按比特进行，而是根据其波长来决定路由。全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性，并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率，网络结构简单，组网非常灵活，可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。当然全光网络的发展并不可能独立于众多通信技术，它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。目前全光网络的发展仍处于初期阶段，但已显示出良好的发展前景。从发展趋势上看，形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层，建立纯粹的全光网络，消除电光瓶颈已成未来光通信发展的必然趋势，更是未来信息网络的核心，也是通信技术发展的最高级别，更是理想级别。
三、结语
第12篇
“2011年度国家科技奖获奖项目一大特点就是，涌现出一批能源资源领域成果，有力支撑了国家重点工程建设和经济社会发展。”国家科学技术奖励工作办公室副主任陈志敏表示。
国家科技进步奖特等奖项目“青藏高原地质理论创新与找矿重大突破”，系国土资源部中国地质调查局集数千地质工作者10多年奋战雪域高原得来的成果，通过大规模细致的地质调查，创新性地建立了两大地质理论，并在自主创新理论指导下，实现了青藏高原找矿的重大突破，发现了3条巨型成矿带、7个超大型矿床和25个大型矿床，大幅增加了我国大宗矿产的储量，改变了我国矿产资源勘查开发格局，为中央在地区建设五大资源基地奠定了坚实的资源基础。
科技进步奖一等奖项目“难冶钨资源深度开发应用关键技术”，确保了我国钨资源使用年限由原来的不足5年延长到25年以上，解决了我国航空航天等重大工程的亟须。科技进步奖一等奖项目“环烷基稠油生产高端产品技术研究开发与工业化应用”，攻克了稠油深加工这一国际性难题，创制出系列高等级沥青替代进口，形成了自主知识产权的成套技术，实现了我国稠油深加工技术从空白到国际先进的历史性跨越。
国家科技合作奖获奖人数创历年之最
在2011年度国家科技奖中，8位外籍知名科学家获得中华人民共和国国际科技合作奖，获奖者遍及6个国家、7个学科领域，获奖人数创历年之最。
8位获奖者分别是德国籍国际知名数学家德乐思、法国籍知名医学家戴宇阁、日本籍国际冶金知名专家江见俊彦、英国籍食用菌生理和活性物质研究专家约翰・巴士威、日本籍中药及保健品功能研发专家栗原博、美国籍国际著名地质学家斯蒂芬・波特、日本籍传染性疾病与病毒学专家岩本爱吉、澳大利亚籍纳米材料专家逯高清。
科技进步奖通用项目企业占七成
在科技进步奖获奖名单中，武汉邮电科学研究院、海尔集团公司等企业的创新成果榜上有名。据国家科学技术奖励工作办公室主任邹大挺介绍，2011年度科技进步奖通用项目中，企业参与完成的项目占71.56%,（2009年占66.67%，2010年占68.22%），中小型科技企业创新能力进一步增强，参与完成项目的比例从过去的不到30％提高到44.04％。
2011年度科技进步奖二等奖获奖项目“光通信核心技术研发与产业化技术创新工程”，是武汉邮电科学研究院以转制为契机，推动我国光通信行业快速发展的成果。通过创新工程，武汉邮科院掌握了大规模集成电路设计技术、嵌入式系统和应用软件设计技术、光电子设计与制造工艺技术、光纤工艺设计与制造技术等光通信核心技术，突破了超高速超大容量等光通信前沿技术，创造了光通信领域一系列中国第一和世界第一。创新工程形成的核心技术、专利和标准，先进的系统设备、光纤光缆及器件有力支撑了基础通信网重大工程建设，保障了国家通信安全，推动光通信网90%以上采用国内品牌产品；使中国11亿电话和4亿互联网用户在使用其承建的网络或技术中充分享受科技进步带来的福音。该单位还是中国光通信标准主要制定者，在国际标准组织中担任多个重要职务，为我国赢得光通信国际标准话语权。
战略性新兴产业核心技术收获多个奖项
在获奖项目中，一批涉及移动通信技术、特高压输电技术等战略性新兴产业领域的核心技术收获多个奖项。技术发明奖一等奖项目“宽带移动通信容量逼近传输技术及产业化应用”提出了广义多载波技术、普适MIMO传输技术、双涡轮接收技术等，获39项发明专利，理论成果获通信国际学术界最有影响的IEEERICE（美国电器电子工程师学会赖斯奖）最佳论文奖，18项提案被3GPP主流国际标准化组织采纳。
技术发明奖一等奖项目“有机发光显示材料、器件与工艺集成技术和应用”突破了OLED（有机发光显示器）高效率、长寿命、高精密制造的技术难题，自主设计、建成了国内首条OLED大规模生产线，产品广泛应用于国防和航天领域。
科技进步奖一等奖项目“高压直流输电工程成套设计自主化技术开发与工程实践”，首次建立了高压直流输电集成技术体系，实现了直流输电技术的集成创新。科技进步奖一等奖项目“深海高稳性圆筒型钻探储油平台的关键设计与制造技术”，突破传统，首次采用圆筒形整体结构设计技术，成功建造成世界首座抗巨大风浪能力的圆筒型超深海钻探储油平台，其作业水深、钻井深度和平台甲板可变载荷均为世界第一。
大批民生项目获奖
在获奖项目中，一大批涉及农业科技、重大疾病防治、食品安全等惠及民生的科技成果摘取多个奖项。
第13篇
关键词： 光纤通信；实践教学；OptiSystem；SDH
TN929.11-4
一、“光纤通信”实践教学现状与问题
光纤通信课程[1-4]是适应当代通信技术发展应用所开设的，是通信工程专业的专业必修课程，具有很强的专业实用性和实践性。随着社会技术发展和企业对从业人员的专业能力提出了更高的要求，传统的实践教学[5-7]内容和方法已经不能满足现代企业对学生专业能力培养的要求。结合我校“技术立校，应用为本”的办学方针，本文结合在光纤通信课程中的教学和科研以及当前学生的就业现状，进行一系列的实践教学改革和探索，从实践教学内容、教学方法、成绩考核等方面进行相关探讨和研究。
二、“光纤通信”实践教学改革思路与举措
（一）改革思路
光纤通信实践教学主要由光纤通信实验、光纤通信课程设计、光纤通信设备应用实践三大模块构成。每个模块侧重点各有不同，三大块模块一起构成了与理论知识紧密联系，贴合光纤通信实际应用，以应用为基础，提高学生实践能力的实践教学体系。
1.光纤通信实验与理论内容紧密联系，进一步巩固了理论内容。
光纤通信实验课程是结合理论课程《光纤通信》安排的实践课程，教学目标是通过本课程的教学和实践，进一步巩固和加深光纤通信原理理论知识的理解，提高综合运用所学知识来验证光纤通信原理的能力，理论与实践密切结合，相辅相成。实验着眼于提高学生的动手能力，要求学生通过实验环节，能正确使用仪器设备，掌握测试原理；掌握光纤器件和光纤系统的工作原理；提高学生分析问题和解决问题的能力。
目前，光纤通信实验课程课时是16课时，主要在光纤通信实验箱上来完成。在实验内容设置中，侧重对光纤通信及光器件的基本原理、光纤传输系统构成及性能指标等进行实践操作。实验内容从光源P-I曲线，到光纤通信传输系统构建，由局部到系统，层次分明，重点突出，注重培养学生对理论知识的巩固和理解。
2.光纤通信课程设计着重培养光纤通信的软件设计能力
光纤通信课程设计是在完成光纤通信实验课程的基础上开展的，是进一步实践后续课程，主要训练学生在一种通用光纤通信软件设计平台（如OptiSystem）上进行光纤通信系统设计的能力，培养学生光器件设计和各类光网络构建及分析能力，培养利用设计软件工具对设计任务进行总体设计和分析、完成的能力，进一步提高和深化学生对光纤通信的实践能力。
课程设计提供8个以上设计题目，设计课题有光纤器件的分析、系统构建、系统优化，内容分布广泛，层次分明。整个设计流程按照课题分析、设计方案论证、设计调试、撰写课程设计报告、答辩五个环节进行。
3.光纤通信设备实践与通信行业紧密贴合，增强对光纤通信设备的实践操作应用能力
随着光纤通信的发展，光同步网（SDH）网络在宽带网络的建设中发挥着重要的作用。光纤通信课程引进中兴通信的光纤传输平台，开设专门的光纤通信工程实践训练课程，通过中兴工程师和专业教师共同授课的方法，在光纤通信实验和课程设计基础上，进一步深层次加强学生的实践能力培养。
光纤通信工程实践训练内容包括SDH光传输设备实践，实践设置贴合通信行业实际应用，加深学生对光通信设备的构成和原理的理解和认识，培养学生对光通信设备的连接、设置、调试、运行、维护能力，提高学生对大型光通信设备实践操作能力。
（二）具体实施举措
在光纤通信三大模块的实践教学中，要求学生通过每个模块的实践过程，进行详细的学习、观察、体验、思考，使得理论和实践能够紧密结合。在O置实践项目过程中，突出重点，结合课程内容，尽量充实安排实践内容。在学生的实践过程中，要求学生能够综合运用了所学的理论知识，提高实践技能，熟悉完整的系统设计和实现过程，掌握大型设备的配置和调试过程，对于今后从事相关领域的系统设计、开发和维护提供了宝贵的经验。
1.光纤通信实验内容和课程内容紧密结合，并且从基础验证、综合性、设计性三方面进行了设置，完成实验内容的优化。实验设备包括微机、光功率计、光纤、光无源器件、示波器、数字万用表、图像显示器、电源模块、信号源模块、光发送模块、光接收模块、电话接口模块、误码模块、图像接口模块、PCM 编译码模块、CMI编译码模块、HDB3编译码模块、CPLD下载模块等组成，可以应用不同的模块来组成不同的光纤通信系统，如：模拟光纤通信系统、数字光纤通信系统、光波分复用传输系统、图像光纤传输系统等。
在实验讲授教学过程中，采取结合课程内容，回顾相关理论知识的教学方法，介绍实验原理，讲解实验步骤，分析实验结果。如：在实验“半导体光源P-I特性曲线测试”中，首先带领学生回顾理论课中讲解的公式两种光源LED和LD的工作原理及其区别，回顾P-I曲线的表现有何区别，并介绍两种光源的特性，进一步回顾半导体光源阈值电流Ith的概念和物理意义。并指导学生完成相应的测试工作。这样讲解之后，学生既巩固了理论知识又明确了实验内容，通过对比加深了对理论知识和实验原理的掌握。
2.光纤通信课程设计主要充分通过光纤通信系统仿真软件，如Optisystem，使得学生能够模拟仿真光纤元器件及系统的设计和整个过程。在系统仿真实验中，学生可以随意调整波形参数等，对一个光学元器件甚至整个通信系统进行优化设计和性能仿真，直观地模拟信息在光纤通信系统中的整个传输过程。要求学生能够分析原理，设计软件流程，能够搭建整个过程，并通过光谱仪等仪器器件对结果进行观察和分析。
如设计“PIN光电二极管的噪声分析”，要求学生首先分析影响光接收机性能的主要因素，即接收机内的各种噪声源。并能分析计算接收机中的放大器本身电阻产生的热噪声和放大器的晶体管引入的散粒噪声。要求学生完成设计整个软件流程，并搭建实现，如图1所示。要求学生根据数据模拟得到定量的分析和计算，观察热噪声和散粒噪声对最终传输的信号质量的影响，观测不同噪声对整个系统性能的影响程度的大小。
3.光纤设备实践要求在SDH课程知识基础上，在行业大型设备中能够根据理论知识进行配置、调试，进行数据通信。这就要求学生对SDH的基础知识、SDH网络的自愈能力、SDH环型组网、通道层或者复用段层的自愈环等要理解透彻。我们以中兴通信公司的SDH光传输设备为实验平台，使学生可以接触到包括光传输、数据网络和智能业务平台等方面先进的光通信技术。要求学生熟悉ZXMPS325传输设备的整机和单板硬件，并掌握SDH 的部分测试方法； 要求学生能够基于网管E300软件，自主完成对网元业务的设置、数据修改和监视，实现SDH通道保护链和复用段保护等配置及性能测试。
如，对“二纤双向通道保护的配置原理和实践”，首先要求学生理解掌握SDH的复用结构和过程，掌握二纤双向通道保护的工作原理，要求学生能够根据业务，分析网络拓扑结构，分析I务传输过程，掌握通道保护配置方法。如图2所示：
三、“光纤通信”实践教学考核与评价
目前，光纤通信实践课程的三大模块采用不同的考评机制，主要侧重学生的实践操作能力和过程，强调学生对实践结果的分析能力，注重学生的创新能力。
在光纤通信实验的实践环节中，实验成绩考评是由平时实践操作和实验报告组成。在实验报告中，注重学生对实验及设计结果的分析及现象总结、实验中产生问题的解决办法、对实验的新设想等。
课程设计实践环节的成绩考评由课程设计过程、测试（独立演示）课程设计结果、课程设计报告和答辩成绩组成。教师根据学生实际操作情况给出过程成绩，根据演示过程和结果，给出相应的设计结果成绩；根据设计报告的内容和格式规范，要求课程设计报告格式按照科技论文要求撰写，为学生将来做好毕业论文打下一定的基础，并给出相应的设计报告成绩；在答辩过程中，侧重考查学生的思考和创新能力，以及对整体系统的设计能力，并给出相应的答辩成绩。
光纤通信设备实践训练的成绩考评由实践操作，答辩环节和实践报告构成。注重学生的实践操作能力，对原理的理解能力，报告撰写的规范性。提高学生在实践中理解理论知识的能力。
四、“光纤通信”实践教学改革成效
通过对光纤通信的实践体系的结构、教学内容、教学手段、考核方式进行了一系列的改革，学生的实践效果和质量明显得到了提升。在今后光纤通信的实践教学过程中，只有进一步突出工程应用实践操作能力、强化创新培养特色，不断提高学生的学习兴趣，激发学生的学习主动性，提高相关领域从业的综合职业能力，才能达到培养高素质通信专业人才的目的。
参考文献
[1] 《光纤通信》（第二版），张宝福等编著，西安电子科技大学出版社，2009.
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第14篇
[论文摘要]由于光纤通信具有损耗低、传榆频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业內人士青睐，发展非常迅速，文章概述光纤通信技术的发展现状，并展望其发展趋势。
一、前 言
1966年，美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的大门，引起了人们的重视。1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km的光纤，光纤通信时代由此开始。光纤通信是以很高频率(1014Hz数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业内人士青睐，发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从1980年到2000年增加了近1万倍，传输速度在过去的10年中大约提高了100倍。
二、光纤通信技术的发展现状
为了适应网络发展和传输流量提高的需求，传输系统供应商都在技术开发上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纤上进行了55x20Gbit/s传输的研究，实现了1.1Tbit/s的传输。NEC公司进行了132x20Gbit/s、120km传输的研究，实现了2.64Thit/s的传输。NTT公司实现了3Thit/s的传输。目前，以日本为代表的发达国家，在光纤传输方面实现了10.96Thit/s(274xGbit/s)的实验系统，对超长距离的传输已达到4000km无电中继的技术水平。在光网络方面，光网技术合作计划(ONTC)、多波长光网络(MONET)、泛欧光子传送重叠网(PHOTON)、泛欧光网络(OPEN)、光通信网管理(MOON)、光城域通信网(MTON)、波长捷变光传送和接入网(WOTAN)等一系列研究项目的相继启动、实施与完成，为下一代宽带信息网络，尤其为承载未来IP业务的下一代光通信网络奠定了良好的基础。
(一)复用技术
光传输系统中，要提高光纤带宽的利用率，必须依靠多信道系统。常用的复用方式有：时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、频分复用(FDM)、空分复用(SDM)和码分复用(CDM)。目前的光通信领域中，WDM技术比较成熟，它能几十倍上百倍地提高传输容量。
(二)宽带放大器技术
掺饵光纤放大器(EDFA)是WDM技术实用化的关键，它具有对偏振不敏感、无串扰、噪声接近量子噪声极限等优点。但是普通的EDFA放大带宽较窄，约有35nm(1530～1565nm)，这就限制了能容纳的波长信道数。进一步提高传输容量、增大光放大器带宽的方法有：(1)掺饵氟化物光纤放大器(EDFFA)，它可实现75nm的放大带宽；(2)碲化物光纤放大器，它可实现76nm的放大带宽；(3)控制掺饵光纤放大器与普通的EDFA组合起来，可放大带宽约80nm；(4)拉曼光纤放大器(RFA)，它可在任何波长处提供增益，将拉曼放大器与EDFA结合起来，可放大带宽大于100nm。
(三)色散补偿技术
对高速信道来说，在1550nm波段约18ps(mmokm)的色散将导致脉冲展宽而引起误码，限制高速信号长距离传输。对采用常规光纤的10Gbit/s系统来说，色散限制仅仅为50km。因此，长距离传输中必须采用色散补偿技术。
(四)孤子WDM传输技术
超大容量传输系统中，色散是限制传输距离和容量的一个主要因素。在高速光纤通信系统中，使用孤子传输技术的好处是可以利用光纤本身的非线性来平衡光纤的色散，因而可以显著增加无中继传输距离。孤子还有抗干扰能力强、能抑制极化模色散等优点。色散管理和孤子技术的结合，凸出了以往孤子只在长距离传输上具有的优势，继而向高速、宽带、长距离方向发展。
(五)光纤接入技术
随着通信业务量的增加，业务种类更加丰富。人们不仅需要语音业务，而且高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已得到用户青睐。这些业务不仅要有宽带的主干传输网络，用户接人部分更是关键。传统的接入方式已经满足不了需求，只有带宽能力强的光纤接人才能将瓶颈打开，核心网和城域网的容量潜力才能真正发挥出来。光纤接入中极有优势的PON技术早就出现了，它可与多种技术相结合，例如ATM、SDH、以太网等，分别产生APON、GPON和EPON。由于ATM技术受到IP技术的挑战等问题，APON发展基本上停滞不前，甚至走下坡路。但有报道指出由于ATM交换在美国广泛应用，APON将用于实现FITH方案。GPON对电路交换性的业务支持最有优势，又可充分利用现有的SDH，但是技术比较复杂，成本偏高。EPON继承了以太网的优势，成本相对较低，但对TDM类业务的支持难度相对较大。所谓EPON就是把全部数据装在以太网帧内传送的网络技术。现今95％的局域网都使用以太网，所以选择以太网技术应用于对IP数据最佳的接入网是很合乎逻辑的，并且原有的以太网只限于局域网，而且MAC技术是点对点的连接，在和光传输技术相结合后的EPON不再只限于局域网，还可扩展到城域网，甚至广域网，EPON众多的MAC技术是点对多点的连接。另外光纤到户也采用EPON技术。
三、光纤通信技术的发展趋势
对光纤通信而言，超高速度、超大容量、超长距离一直都是人们追求的目标，光纤到户和全光网络也是人们追求的梦想。
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(一)光纤到户
现在移动通信发展速度惊人，因其带宽有限，终端体积不可能太大，显示屏幕受限等因素，人们依然追求陸能相对占优的固定终端，希望实现光纤到户。光纤到户的魅力在于它有极大的带宽，它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。随着技术的更新换代，光纤到户的成本大大降低，不久可降到与DSL和HFC网相当，这使FITH的实用化成为可能。据报道，1997年日本NTT公司就开始发展FTTH，2000年后由于成本降低而使用户数量大增。美国在2002年前后的12个月中，FTTH的安装数量增加了200％以上。在我国，光纤到户也是势在必行，光纤到户的实验网已在武汉、成都等市开展，预计2012年前后，我国从沿海到内地将兴起光纤到户建设。可以说光纤到户是光纤通信的一个亮点，伴随着相应技术的成熟与实用化，成本降低到能承受的水平时，FTTH的大趋势是不可阻挡的。
(二)全光网络
传统的光网络实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍用电器件，限制了目前通信网干线总容量的提高，因此真正的全光网络成为非常重要的课题。全光网络以光节点代替电节点，节点之间也是全光化，信息始终以光的形式进行传输与交换，交换机对用户信息的处理不再按比特进行，而是根据其波长来决定路由。全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性，并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率，网络结构简单，组网非常灵活，可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。当然全光网络的发展并不可能独立于众多通信技术，它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。目前全光网络的发展仍处于初期阶段，但已显示出良好的发展前景。从发展趋势上看，形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层，建立纯粹的全光网络，消除电光瓶颈已成未来光通信发展的必然趋势，更是未来信息网络的核心，也是通信技术发展的最高级别，更是理想级别。
第15篇
波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器。
关键词：光交换，波分复用(WDM)，光传送网(DTN)，自动交换光网络(ASDN)，光突发交换(OBS)
现代通信网络中，先进的光纤通信技术以其高速、带宽的明显特征而为世人瞩目。实现透明的、具有高度生存性的全光通信网是宽带通信网未来发展目标。从系统角度来看，支撑全光网络的关键技术又基本上可分为光监控技术、光交换技术、光放大技术和光处理技术几大类。而光交换技术作为全光网络系统中的一个重要支撑技术，它的全光通信系统中发挥着重要的作用，可以这样说光交换技术的发展在某种程度上也决定了全光通信的发展。为了能帮助大家对光交换技术有一个更深的了解，笔者下面介绍一些光交换技术现有的概念、研究领域、以及发展趋势。
光交换是指不经过任何光/电转换，将输入端光信号直接交换到任意的光输出端。光交换是全光网络的关键技术之一。在现代通信网中，全光网是未来宽带通信网的发展方向。全光网可以克服电子交换在容量上的瓶颈限制；可以大量节省建网成本；可以大大提高网络的灵活性和可靠性。光交换技术也可以分为光路交换和分组交换。由于技术上的原因，目前还主要是开发光路交换，但今后发展方向将是分组光交换。
一、WDM技术
WDM波分复用并不是一个新概念，在光纤通信出现伊始，人们就意识到可以利用光纤的巨大带宽进行波长复用传输，但是在20世纪90年代之前，该技术却一直没有重大突破，其主要原因在于TDM(时分复用)的迅速发展，从155Mbit/s到622Mbit/s，再到2.5Gbit/s系统，TDM速率一直以过几年就翻4倍的速度提高。人们在一种技术进行迅速的时候很少去关注另外的技术。1995年左右，WDM系统的发展出现了转折，一个重要原因是当时人们在TDM10Gbit/s技术上遇到了挫折，众多的目光就集中在光信号的复用和处理上，WDM系统才在全球范围内有了广泛的应用。论文格式。论文格式。
1、波分复用技术的概念
波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术； 在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。
2、CWDM和WDM
通信系统的设计不同，每个波长之间的间隔宽度也有不同。按照通道间隔的不同，WDM可以细分为CWDM（稀疏波分复用）和DWDM（密集波分复用）。CWDM的信道间隔为20nm，而DWDM的信道间隔从0.2nm 到1.2nm，所以相对于DWDM，CWDM称为稀疏波分复用技术。
3、发展特点：
1）向大容量超长距离DWDM系统发展
2）向城域WDM技术发展
二、IP over WDM
IP over WDM也称作IPover Optical，通俗的说，它就是让IP数据直接在光路上跑，减少网络层之间的冗余部分，具有体系简单、网络设备少、网络复杂性小，额外开销低、时延小、传输效率高等特点，这些都是IP over ATM和IPover SDH/SONET所无法比拟的。IP over ATM和IPover SDH/SONET最终将演变为IP over WDM。
主要研究内容有网络结构、帧结构、路由选择和波长分配、IP over WDM的应用、IPover WDM中的自愈技术。下面我们简单介绍一下自愈技术的研究现状。巨大的带宽承载着大量的业务使得带宽IP网络的可靠性更为重要目前由于DWDM袭用商用的只是点对点系统，因此，对IP over WDM方式的网络的自愈保护有两个层次：光层和IP层。由于IP层和光层都可以有自愈能力，如何协调和配合，是有待进一步研究的问题。
三、DTN（光传送网）
DTN概念：DWDM系统本质上是点对点的系统，组网方式有限，因此波分复用系统的一个发展方向是网络化，叫做光传送网（DTN：OpticalTransport Network）。它的基本思想是将点到点的波分复用系统用光交叉互连（OXC:Optical Transport Network）节点和光分插复用（OADM:Optical Add-Drop Multiplexer）节点连接起来，组成光传送网波分复用技术完成OTN节点之间的多波长通道的光信号传输，OXC和OADM节点则完成网络的交换功能。
1、OXC：光交叉连接是在网眼型网络中进行来自多数节点的光信通道路径的切换，因此用于相互连接网眼型网络或多个环型网络的大规模网络中。
2、OADM：光分插复用装置是在利用波长的网络中对所需信号进行分插复用的装置。
3、OTN的分层结构：
1）光通道层：（Optical Channel Layer）负责来自电复用段层的客户信息选择路由和分配波长，为灵活的网络选路安排通路连接，处理光通道开销，提供光通道层的检测、管理功能。
2）光复用段层：（Optical Mutiplexing Section Layer）负责相邻两个复用传输设备间复用光信号的完整传输，为复用信号提供网络功能
3）光传输段层（Optical Transmission Section Layer）为光信号在不同类型的光传输媒介（如G.652，G.653，G.655光纤等）上提供传输功能，同时实现对光放大器或中继器的检测和控制功能等。
四、ASON
自动交换光网络（ASDN：Automatically Switched Optical Network）作为构建新一代光网络的核心技术，以兼容性、扩展性良好的硬件系统为支撑，配备先进的软件系统，把光传输媒介层由静态变成了一种动态的、智能的光交换网络结构，并可以直接通过光域快速提供各种灵活的高速增值业务，形成一个以数据为中心的基础平台，可全面提升通信网络的传送效能。论文格式。
ASON是以光传输为基础的光层组网技术和以IP为基础的网络智能化技术迅速发展并结合后形成的。ASON的本质即光传送网与智能化相结合，是在传送网的光层网络基础上演进而来的，其着眼点是要把富有潜力的光网络发展成能高度自动地应对业务需要的、经济有效的、可在光层上直接为全网提供端到端服务的智能网。
ASON的关键技术很多，就目前的研究水平而言，主要包括：通用控制平面框架；信令和路由（包括信令网）；连接及连接管理；管理平面功能；ASON的智能节点技术；ASON的生存性机制和网络性能等方面。ASON网络结构的核心的特点就是支持电子交换设备动态地向光网络申请带宽资源，可以根据网络中业务分布模式动态变化的需求，通过信令系统或者管理平面自动地去建立或者拆除光通道，而不需要人工干预。采用自动交换光网络技术之后，原来复杂的多层网络结构可以变得简单一些。光网络层各自直接承载业务，避免了传统网络中业务升级时受到的条件限制。ASON的优势集中表现在其组网应用的动态性、灵活性、高效性和智能化等方面。支持多粒度、多层次的智能，提供多样化、个性化的服务是ASON的核心保证。
光网络从PDH(准同步数据系列)到SDH(同步数字系列)，又从SDH到DWDM(密集波分复用)，最终实现从DWDM向全光网络过渡。分组化的、开放的、分层的网络体系结构是下一代网络的显著特征。传送层将由网络来承担，下一代的光网络及其演进就成为研究的重点。自动交换的功能是下一代交换光网络演进的趋势基本上是众望所归了。
五、光交换技术
光交换技术分为：光路交换（OCS：OpticalCircuit Switching）、光分组交换（OPS：OpticalPacket Switching）、光突发交换（OBS：Optical BurstSwitching）和光标记分组交换（OMPLS：OpticalMulti-Protocol Label Switching）。这里只简单介绍一下光突发交换： OBS 网络由光核心路由器、边缘路由器及光链路组成。在骨干网络边缘，来自接入网的IP 分组在边缘路由器中被汇聚（Assemble）成光突发单元，通过核心路由器的转发在OBS骨干网络中传输，再在目的端的边缘路由器中拆分（Disassemble）恢复成一个个的IP 分组进入对方接入网。
光交换技术的发展：目前市场上出现的光交换机大多数是基于光电和光机械的，随着光交换技术的不断发展和成熟，基于热学、液晶、声学、微机电技术的光交换机将会逐步被研究和开发出来。
由光电交换技术实现的交换机通常在输入输出端各有两个有光电晶体材料的波导，而最新的光电交换机则采用了钡钛材料，这种交换机使用了一种分子束取相附生的技术，与波导交换机相比，该交换机消耗的能量比较小。基于光机械技术的光交换机是目前比较常见的交换设备，该交换机通过移动光纤终端或棱镜来来将线引导或反射到输出光纤，实现输入光信号的机械交换。光机械交换机交换速度为毫秒级，但它成本较低，设计简单和光性能较好，而得到广泛应用。使用热光交换技术的交换机由受热量影响较大的聚合体波导组成，它在交换数据信息时，由分布于聚合体堆中的薄膜加热元素控制。当电流通过加热器时，它改变波导分支区域内的热量分布，从而改变折射率，将光从主波导引导自目的分支波导。热光交换机体积非常小，能实现微秒级的交换速度。
随着液晶技术的成熟，液晶光交换机将会成为光网络系统中的一个重要设备，该交换设备主要由液晶片、极化光束分离器、成光束调相器组成，而液晶在交换机中的主要作用是旋转入射光的极化角。当电极上没有电压时，经过液晶片的光线极化角为90°，当有电压加在液晶片的电极上时，入射光束将维持它的极化状态不变。而由声光技术实现的光交换设备，因其中加入了横向声波，从而可以将光线从一根光纤准确地引导到另一根光纤，该类型的交换机可以实现微秒级的交换速度，可方便地构成端口较少的交换机。但它不适合用于矩阵交换机。
另外，市场上目前又开发了基于不同类型的特殊微光器件的光交换机，这种类型的交换机可以由小型化的机械系统激活，而且它的体积小，集成度高，可大规模生产，我们相信这种类型的交换机在生产工艺水平不断提高的将来，一定能成为市场的主流。
参考文献：
1、《细说光波分复用（WDM）技术》邓永红
2、《细说光交换通信技术》西部数码网络作品
3、《多粒度光交换技术的研究》殷洪玺、张宇等
4、《自动交换光网络》吴健学、李文耀 编著
5、《光突发交换网络》纪越峰、王宏祥
6、《现代通信交换技术》穆维新、靳婷主编
7、《光信息网络》[日]菊池和郎 主编
8、《电路交换、分组交换和光交换》伊鹏、齐鸣杰
