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光通信技术论文集锦9篇

时间:2023-03-22 17:32:52

光通信技术论文

光通信技术论文范文1

1类平衡探测-正交频分复用技术

类平衡探测-正交频分复用技术(QBD-OFDM)结合类平衡探测编码技术和OFDM技术[14]。OFDM信号数据被分为多个数据块,每个数据块有两个符号的数据。在相同的数据块,第二个符号中的信号是和第一个符号中的信号在运算符号上是相反的。经过理论推导,发现二阶互调制失真、直流电流、可以完全消除,而且接收机的灵敏度可以提高3dB,因此可以提高信噪比。我们采用QBD-OFDM技术,实现了可达到2.1Gb/s实际物理数据速率,并使传输距离达到2.5m。图1为所提出的QBD-OFDM实验的原理。实验中,QBD-OFDM信号由任意波形发生器(AWG)产生,经过低通滤波(LPF)、电放大器(EA)和偏置树(BiasTee)后调制到红绿蓝发光二极管(RGB-LED)不同颜色的芯片上。经过自由空间传输后,在接收端由棱镜聚光后,用滤光片将3个波长的光分开,最后采用雪崩光电二极管(APD)探测器接收。然后进行后端的均衡与解调算法处理。结合波分复用(WDM)和类平衡探测子载波复用,很好地利用了多色LED的波分复用,提供了更多的传输信道。利用类平衡探测技术很好地避免了OFDM提供更多子载波时的峰均功率比(PAPR)限制,有效提升了多色LED传输速度,提高了系统误码率(BER)性能,同时增加了可见光通信的传输距离。图2给出QBD-OFDM技术和直接探测光正交频分复用(DDO-OFDM)技术的对比。两个子信道带宽为,Sub1:6.25~56.25MHz,Sub2:56.25~106.25MHz。每个子信道对应的调制阶数分别为,红光:256正交幅度调制(256QAM)和128正交幅度调制(128QAM),绿光:128QAM和64QAM,蓝光:128QAM和128QAM。因此,红光、绿光和蓝光的数据速率分别为750Mb/s、650Mb/s和700Mb/s,总数据速率达到2.1Gb/s,实验距离可以达到2.5m。在距离为0.5m时,红绿蓝3色对应的Sub1、Sub2两个子信道的BER提升为25.6dB、31dB、30.3dB、25.8dB、21.8dB和19.3dB。当可见光通信系统的通信距离增加时,系统误码率会增加,这是因为距离增加导致系统接收到的光信号减弱,系统信噪比降低,误码率增加。继续增加距离会使BER超过前向纠错码的门限,为使距离增加,就要使系统的传输速率降低。蓝光LED采用QBD-OFDM和DDO-OFDM的对应的Sub1、Sub2两个子信道的星座图如图2(d)的(i)、(ii)、(iii)和(iv)所示。

2无载波幅相调制技术

无载波幅度相位调制(CAP)是正交幅度调制的一个变种多阶编码调制技术,可以使用模拟或数字滤波器,实现灵活的子带划分和高阶调制,减少了计算的复杂性和系统结构,在数字用户线路有着广泛的应用。无载波幅相调制信号可以表示如下:s(t)=a(t)?fI(t)-b(t)?fQ(t)(1)这里a(t)和b(t)是I路和Q路的原始比特序列经过编码和上采样之后的信号。fI(t)=g(t)cos(2πf)ct和fQ(t)=g(t)sin(2πf)ct是对应的整形滤波器的时域函数,它们形成一对希尔伯特变换对。假设传输信道是理想的,在接收机端两个匹配滤波器的输出可以表示如下:这里mI(t)=fI(-t)和mQ(t)=fQ(-t)是对应的匹配滤波器的脉冲响应。利用对应的匹配滤波器在接收端就可以解调出原始信号。我们采用了无载波幅相调制技术,结合先进预均衡与后均衡算,后均衡算法采用改进级联多模算法(CMMA),实现了1.35Gb/s可见光传输系统实验[15]。实验原理图和实验装置图如图3所示。图4(a)到图4(c)为采用改进CMMA均衡算法所测得BER和距离的关系。实验中,每个波长上采用频分复用技术,将不同用户的信号分别调制到3个子载波上,每个子载波调制信号带宽为25MHz,调制阶数为64QAM,因此每个子载波的传输速率为150Mb/s,每个波长的传输速率为450Mb/s。在发射和接收的距离为30cm时,经过波分复用后该系统总的传输速率达到1.35Gb/s。图4(d)对比了CMMA和改进CMMA的性能,改进CMMA性能要优于CMMA,尤其是在第3个子带更为明显。

3频域均衡单载波调制技术

基于频域均衡的单载波调制技术(SC-FDE)是基于单载波的高频谱效率调制技术,该调制技术频谱效率和OFDM一致,复杂度一致。可见光通信系统是一个非线性非常严重的系统,OFDM存在PAPR的缺点,高PAPR对于可见光系统是一个非常大的缺点,而SC-FDE相比于OFDM具有一定优势,因为SC-FDE拥有更小的PAPR,其调制/解调原理如图5所示。SC-FDE调制技术和OFDM过程基本一致,但SC-FDE技术把IFFT变换从系统发射端移到了系统接收端。采用SC-FDE技术,使用RGB-LED波分复用技术和高阶调制格式,并在频域采用预均衡和后均衡技术,可以在LED3dB带宽只有10MHz的条件下取得3.25Gb/s的速率[16]。如图6(a)所示。该速率是在发射和接收距离小于1cm条件下测得,预均衡后的带宽为125MHz,红光和绿光都采用512QAM,蓝光则采用256QAM。图6(b)、图6(c)和图6(d)分别为红绿蓝3色BER与距离的关系,并给出了每种颜色光有无预均衡的性能对比。

4结束语

光通信技术论文范文2

1.1通过设计Mach-Zehnder调制器的偏置电压可以产生强度和相位调制信号及RZ信号。其工作原理是利用两个平行偏振的调相波合成实现调制功能[2],其结构如图1所示。在LiNbO3衬底上制造一对平行的条形波导,波导两端各连接一个分支波导,构成调制臂,条形波导的中间和两侧各有一对表面电极。输入的光信号分成两束,分别进入Mach-Zehnder调制器的两个调制臂,对两个调制臂施加电压后,波导的折射率随电压大小而变化,引起附加相移,使得两束光在输出端发生干涉。通过控制施加在调制臂上的电压大小即可实现对光信号的调制。Mach-Zehnder调制器的调制公式如下。式中,Vπ代表调制器工作时光强由最大变为最小所需的开关电压,又称为半波电压。

1.2NRZ码与RZ码光信号的码型分为非归零码和归零码2种。NRZ是占空比为100%的码型,通过对半导体激光器的外调制或直接调制即可产生NRZ码,实现简单。但NRZ码受光纤非线性效应的影响较大,带宽受器件特性的限制,在接收端容易出现误码,仅适于在低速率、短距离的系统中使用。目前,NRZ在光接入网和城域网中应用较为广泛。NRZ码的产生过程如图2所示。RZ码是指占空比小于100%的码型,与NRZ码相比,具有更大的非线性容忍度。根据占空比的不同,RZ码型又可以分为占空比为33%的RZ33、占空比为50%的RZ50及占空比为67%的RZ67。RZ67信号由于抑制了载波,又称载波抑制的归零码(CSRZ:carrier-suppressedreturn-to-zero)。目前,有两种方法产生RZ信号:一种是通过对归零脉冲源与信号的同步来产生RZ信号;另一种是产生NRZ信号后对其进行切割。第二种方法成本较低,且能够产生各种占空比的归零信号,因而应用较为广泛。RZ码由于信号占空比小,脉宽窄,在高速时分复用系统中有很大的优势。图3是RZ码的产生过程。NRZ码频谱宽度较窄,适用于WDM系统。RZ码在一个比特周期内的脉冲宽度较窄,平均光功率低,因而受非线性效应的影响较小,另外对偏振模色散(PMD:polarizationmodedispersion)的容忍度较好,适用于长距离传输系统。

2强度调制技术

强度调制技术采用光信号的振幅作为调制对象,即用有光信号通过代表二进制码元‘1’,无光信号通过代表二进制码元‘0’,因此又称为开关键控(OOK:on-offkeying)调制格式。在发射端,通过强度调制器将电数据信号加载到光载波上,形成强度调制信号。OOK信号有2种生方案:1)采用内调制技术,利用电信号改变激光二极管的注入电流来实现有无光信号的输出,生成‘0’码和‘1’码。2)采用外调制技术,利用电吸收调制器或Mach-Zehnder调制器产生强度调制信号。在接收端,采用直接检测的方案,利用光电探测器将光信号转变成电信号进行抽样判决。设定判决阈值为‘1’码光信号强度的一半,抽样时刻电信号强度大于阈值则判为‘1’码,否则判为‘0’码,从而还原出数据信号。

3相位调制技术

相位调制技术通过调制器将所需要传输的电数据信号调制到光载波的相位上,即用0相位代表二进制码元‘0’,用π相位代表二进制码元‘1’,‘0’码和‘1’码信号的强度相同。在接收端,通过Mach-Zehnder延迟干涉仪将相位信号转变为强度信号进行解调。相位调制技术在接收端普遍采用平衡检测的方式,接收机灵敏度相比强度调制信号提高了一倍,因此相位调制信号可以传输更远的距离。同时,由于接收机判决的阈值电平为零,与接收机输入的光功率无关,因而相位调制信号相比强度调制信号而言,对光功率的变化具有更高的容忍度。此外,由于光功率均匀分布在相位调制信号的每个比特中,因而使得码间串扰所导致的信号失真大大降低。这些优点,使得它在抗噪声方面优于强度调制信号,已逐步取代强度调制信号成为光纤通信系统的主要调制格式。在相位调制格式中,目前应用较广泛的是DPSK和DQPSK,实验室中已经产生了D8PSK信号。

3.1DPSK调制格式DPSK是差分编码的相位调制格式,它利用相邻码元之间的相位变化{0,π}来对载波信号进行调制。若数字信息为“0”,则前后码元的相位保持不变,;若为“1”则前后码元之间的相位差为π。电数据信号首先经过差分预编码再进行相位调制。DPSK信号的发射机和接收机结构如图4所示。在发射端,电数据信号首先经过差分预编码后加载到调制器,将激光器射出的光信号调制成具有0、π相位的信号,式①是调制后的DPSK信号表达式,其中,是预编码后的电信号:①在接收端,采用Mach-Zehnder延迟干涉仪将相位信号变成强度信号解调,延迟干涉仪的延迟时间设为一个比特周期。干涉相加和干涉相减的两路光信号,在平衡探测器中转变成电信号并相减,消去一部分噪声。最后经抽样判决,恢复出输入的数据信号。与强度调制信号不同的是,相位调制信号的判决阈值为0,即无论进入判决器的电信号强度是多少,阈值始终不变,降低了光信号强度扰动对接收机的影响。与OOK信号相比,DPSK具有相同的比特率,但接收端却提高了3dB的灵敏度,在相同的输入功率下可以传输更远的距离。

3.2DQPSK调制格式DPSK调制格式中每个符号仅能携带一个比特,近年来,DQPSK调制格式由于有2bit的容量而逐渐成为研究的热点,并开始被商用。DQPSK又称为差分正交相位调制。与DPSK一样,DQPSK也是差分编码的相位调制格式,它用相邻码元之间的相位差承载信息,每一种相位代表2bit的信息。DQPSK系统如图5所示。输入的电数据信号首先经过串并变换,变成两路电信号,这两路电信号经过差分预编码,加载到DQPSK调制器的两臂,将光信号调制成具有上述4种相位的信号。在接收端,采用两个Mach-Zehnder延迟干涉仪将相位信号变成强度信号,再由两个平衡探测器得到两路电信号进行抽样判决。判决后的两路信号经并串变换后恢复出输入数据。与OOK、DPSK等调制格式相比,DQPSK调制格式具有较窄的频谱宽度和较高的频谱利用率。研究表明,DQPSK信号对光纤的色度色散、非线性及偏振模色散等具有较大的容忍度。

3.3D8PSK调制格式D8PSK也是差分编码的相位调制格式,它利用相邻符号间的相位差。D8PSK信号的发射机和接收机结构如图6所示。D8PSK信号可以通过在DQPSK调制器后再级联一个制深度为π/4的相位调制器产生。将预编码后的两路信号分别加载到并联的两个Mach-Zehnder调制器上,另一路信号延迟1bit后加载到π/4的相位调制器上。在接收端,需要4个Mach-Zehnder延迟干涉仪和4个平衡探测器。将延迟干涉仪的相位延迟分别设定为,前两个延迟干涉仪输出的信号经判决后得到两路信号,后两个延迟干涉仪输出的信号经判决后进行异或得到第三路信号。D8PSK调制格式与DPSK、DQPSK相比,具有更高的比特/符号率,同时非线性效应和PMD的容忍度更高。但由于预编码及调制解调方案相对复杂,目前还处于实验阶段。

4结束语

光通信技术论文范文3

1.1光纤接入网技术

光纤接入网技术利用传输网络实现用户接入光纤,共同实现光纤接入网下信息传输效果的持续提升,实现了传统信息传输的技术性突破,满足人们对信息传输速度的需求。光纤用户接入技术发展起着关键作用。FTTH是光纤接入网发展的一种最终形式,光纤接入网以光网络单位(0NU)的位置所在,分为FTTH、光纤到大楼(FTTB)、光纤到驻地(FTTP)、光纤到路边(FTTC)等几种情况。目前,以”千兆到小区、百兆到大楼、十兆到用户”为基础的光纤+五类缆接入方式(FTTx+LAN)非常适合我国国情。它适用于用户相对集中的小区、大专院校、企事业单位及人口密集的乡镇。这种光纤接入方式的上传和下传带宽,能够实现高速上网或企业局域网间的高速互联,满足不同客户群体对不同速率的需求。

1.2光纤波分复用技术

光纤波分复用技术是现代信息技术发展的重要组成部分,充分表现了现代光纤通信技术发展的主要特点。在ITU-T标准中,通过引入控制层面,使网络具有自动连接建立和修改功能,以及提高连接恢复能力。光纤网络控制层面本身能够支撑不同的技术,不同的业务需求及不同的功能组合。光纤波分复用技术主要是应用波分复用器对广信信息传输出现的损耗进行控制,保证宽带资源的有效获取。同时在光波频率根据波长的不同情况对光纤损耗情况进行独立性信息发送,充分发挥波分复用器的效果将信息数据进行整合。波分复用器能够将不同信号波长进行传输,承载电信光纤通信技术优势。

1.3光联网的实现

目前,在扩充骨干网、迅速普及应用DWDM系统的驱动下,我国光网络市场已出现巨大变化,光传送网的角色由原来大容量带宽传送转变为提供端到端的服务连接。电信运营商在电路交换转变为分组交换过程中,在光层网络同时实现了传输功能和交换功能,而全光网络以其良好的透明性、波长路由特性、兼容性和可扩展性,成为下一代高速(超高速)宽带网络的首选。光纤接入网技术和光纤波分复用技术的创新推广应用中,光分插复用器(OADM)和光交叉连接设备(OXC)的成功研制,使得二者能够在基础通信设备基础上实现光路交叉,为光联网起步奠定坚实基础,能够进一步扩充网络系统,提升网络系统的透明性,使全光联网成为可能,掀起了SDH电联网之后又一次新的光通信发展高潮,建设一个最大透明、高度灵活的和超大容量的国家骨干网络不仅可以为未来的国家信息基础设施(NII)奠定一个坚实的物理基础,而且对应我国信息产业和国民经济腾飞及国家安全有极其重要的战略意义。

1.4全新一代光纤

全新一代光纤是新时期电信光纤通信技术应用的核心内容。新的光传输网分为三层:光通路层(Och)支持终端到终端的传送客户信号。OMS光复用层把许多光波复用到一起后传动到光纤中。OTS光传送层把客户信号映射到单一的光道,再将许多单一的光道复用在一起后送上光纤。全新一代光纤具有频带宽通信容量大、损耗低,中继距离长、抗电磁干扰、无串音保密性好等优势特点。根据电信网络服内容不同,创新了传统光纤发展模式,呈现出大容量、长距离传输等优势。

二、电信光纤通信技术发展趋势的优势分析

伴随中国城镇化等宏观经济政策调整,我国城乡每年旧城改造和新屋建设达到20多亿平方米,至少可以容纳2000万户新居或数百万个企业,为光宽网建设提供了几乎海量的外在条件。伴随信息华社会的发展,人们随时随地办公、生活、学习、购物、娱乐的内在需求日益凸现,建设安全的全光信息网络已经提升为国家战略。科学技术水平提升使电信光纤通信技术提供的服务质量能够不断的满足人们的要求。电信光纤通信技术发展趋势优势明显,传输速度快、传输容量扩大,并且在长距离下实现信息容量提升、完善全光网络系统。在未来电信光纤通信技术发展状况下信息数据传输水平会在网络系统发展下实现高速发展。电信光纤通信技术发展具有重要的现实应用意义。

2.1全光网络

电信光纤通信技术发展中全光网络是重要的组成部分,同时也是电信光纤通信技术应用的关键核心,是人们对网络信息技术需求发展的表现。全光网络(ASON)在路由和信令控制下,完成自动交换连接功能。它首次将信令和选路引入传送网,通过智能的控制层面来建立呼叫和连接,实现了真正意义上的路由设置、端到端业务调度和网络自动恢复。探究全光网络特点对电信光纤通信技术进行研究,能够更好的实现电信光纤通信技术应用的全面发展。我国对电信光纤通信技术不断进行研究,创新了技术发展模式,在应用上取得了较大发展。伴随国务院《“宽带中国”战略及实施方案》的推进,联通等通信运营商加大力度推行“城乡一体化”光网改造工程,通过全光网络的方式向宽带中国目标靠近,不断地满足社会对现代网络光纤通信技术的应用需求。

2.2多业务承载能力

新时期为了进一步促进电信市场的发展,需要对电信市场发展模式进行改革创新,对运营模式进行重组改制,实现电信业务多元化发展。网络系统光纤接入技术的应用能够承载更多的业务项目,强化基础型承载业务水平,移动基站回传、语音等服务都是多业务承载能力提升的重点内容。从提高传输通道变为提高光业务的解决方案,使光网络能够提高多种高质量的带宽应用与服务,包括:1、OVPN;2、业务SLA;3、带宽出租、带宽批发、带宽贸易、实时计费;4、流量工程;5、分布式恢复;6、SPC(软永久连接)/SC(交换连接)/PC(永久连接)。传统接入网系统主要采用对接式网络结构,这种模式在一定程度上提升了运营系统管理成本投入,使网络系统建设经济效益受到影响。高接入带宽接入网应用之后能够更好的使系统与网络进行融合,实现网络系统高效运行,建立统一系统应用平台。电信光纤接入技术促进多业务承载能力的同时保证了系统客户的应用安全有效性,业务发展保证服务水平质量提升,同时能够承载更多的系统业务,并且针对个人系统应用要求强化电信光纤通信技术。除此之外,还能够提供高可靠性接入、高精度时钟传送、有效满足针对移动基站的回传业务。

三、结束语

光通信技术论文范文4

关键词:光纤通信技术优势接入技术

引言

近年来随着传输技术和交换技术的不断进步,核心网已经基本实现了光纤化、数字化和宽带化。同时,随着业务的迅速增长和多媒体业务的日益丰富,使得用户住宅网的业务需求也不只局限于原来的语音业务,数据和多媒体业务的需求已经成为不可阻挡的趋势,现有的语音业务接入网越来越成为制约信息高速公路建设的瓶颈,成为发展宽带综合业务数字网的障碍。

一、光纤通信技术定义

光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信力式。在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波的频率高得多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多,所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路,光纤之间的中绕非常小,光波在光纤中传输,不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听,光纤的芯很细,由多芯组成光缆的直径也很小,所以用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题。

二、光纤通信技术优势

2.1频带极宽,通信容量大

光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽,光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。散波长窗口,单模光纤具有几十GHz·km的宽带。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量,特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。采用密集波分复术可以扩大光纤的传输容量至几倍到几十倍。目前,单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps,采用密集波分复术实现的多波长传输系统的传输速率已经达到单波长传输系统的数百倍。巨大的带宽潜力使单模光纤成为宽带综合业务网的首选介质。

2.2损耗低,中继距离长目前,实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤,此类光纤损耗可低于0.20dB/km,这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低,因此,由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其他介质构成的系统长得多。

如果将来采用非石英系统极低损耗光纤,其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离;对于一个长途传输线路,由于中继站数目的减少,系统成本和复杂性可大大降低。目前,由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多km,由非石英系极低损耗光纤组成的通信系至数公里,这对于降低通信系统的成本、提高可靠性和稳定性具有特别重要的意义。

2.3抗电磁干扰能力强我们知道光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料,不易被腐蚀,而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力,它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰,也不受人为释放的电磁干扰,还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。它是一种非导电的介质,交变电磁波在其中不会产生感生电动势,即不会产生与信号无关的噪声。这样,就是把它平行铺设到高压电线和电气铁路附近,也不会受到电磁干扰。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。

2.4光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设光纤的芯径很细,约为0.1mm,由多芯光纤组成光缆的直径也很小,8芯光缆的横截面直径约为10mm,而标准同轴电缆为47mm。这样采用光缆作为传输信道,使传输系统所占空间小,解决了地下管道拥挤的问题,节约了地下管道建设投资。此外,光纤的重量轻,柔韧性好,光缆的重量要比电缆轻得多,在飞机、宇宙飞船和人造卫星上使用光纤通信可以减轻飞机、轮船、飞船的重量,显得更有意义。还有,光纤柔软可绕,容易成束,能得到直径小的高密度光缆。

2.5保密性能好对通信系统的重要要求之一是保密性好。然而,随着科学技术的发展,电通信方式很容易被人窃听,只要在明线或电缆附近设置一个特别的接收装置,就可以获取明线或电缆中传送的信息,更不用去说无线通信方式。光纤通信与电通信不同,由于光纤的特殊设计,光纤中传送的光波被限制在光纤的纤芯和包层附近传送,很少会跑到光纤之外。即使在弯曲半径很小的位置,泄漏功率也是十分微弱的。并且成缆以后光纤在外面包有金属做的防潮层和橡胶材料的护套,这些均是不透光的,因此,泄漏到光缆外的光几乎没有。更何况长途光缆和中继光缆一般均埋于地下。所以光纤的保密性能好。此外,由于光纤中的光信号一般不会泄漏,因此电通信中常见的线路之间的串话现象也可忽略。

三、光纤接入技术

随着通信业务量的不断增加,业务种类也更加丰富,人们不仅需要语音业务,高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已经得到了更多用户的青睐。光纤接入网可分为有源光网络A(ON)和无源光网络((PON。)采用SDH技术、ATM技术、以太网技术在光接入网系统中称为有源光网络。若光配线网(ODN全)部由无源器件组成,不包括任何有源节点,则这种光接入网就是无源光网络。

现阶段,无源光网络P(ON)技术是实现FT-Tx的主流技术。典型的PON系统由局侧OLT光(线路终端)、用户侧ONUO/NT(光网络单元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配网络)组成。PON技术可节省主干光纤资源和网络层次,在长距离传输条件夏可提供双向高带宽能力,接入业务种类丰富,运维成本大幅降低,适合于用户区域较分散而每一区域内用户又相对集中的小面积密集用户地区。

为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,由于光纤到达置的不同,有FTB、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。我国从2003年起,在“863”项目的推动下,开始了FTTH的应用和推广工作。迄今已经在30多个城市建立了试验网和试商用网,包括居民用户、企业用户、网吧等多种应用类型,也包括运营商主导、驻地网运营商主导、企业主导、房地产开发商主导和政府主导等多种模式,发展势头良好。不少城市制定了FTTH的技术标准和建设标准,有的城市还制门了相应的优惠政策,这此都为FTTH在我国的发展创造了良好的条件。

在FTTH应用中,主要采用两种技术,即点到点的P2P技术和点到多点的xPON技术,亦可称为光纤有源接入技术和光纤无源接入技术。P2P技术主要采用通常所说的MC(媒介转换器)实现用户和局端的自接连接,它可以为用户提供高带宽的接入。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。

光通信技术论文范文5

关键字 信息时代;网络通信;三值光纤;通信原理

【中图分类号】TN929.11文献标识码:B文章编号:1673-8500(2013)01-0025-02

对于三值光纤通信是现代通信技术中一中新的通信技术,其主要是采用了线偏光的两个互相垂直的稳定的偏振趋向和零光强来完成光的三值编码调制出三值码元进行网络信息传输,这项新的技术进一步的提高了传统光纤的通信容量,同时这项技术实现了先偏光等通信手段的实用化,进一步加强了光纤的通信能力,极大的发展了通信技术,而且光的多值码元的编码还能提高光数字网络的信息传输率和频带的利用率。

1线偏振光的波动理论和在光纤中的传输原理

1.1三值光纤通信是一种新的通信技术,其理论基础主要是线偏振光在光纤中的波动理论。光纤通信中采用了电磁波频谱近红外光区的1300nm和1500nm两个低损耗的波段,但在光纤的通信中一般都是用经典的电磁波理论作为光纤通信的理论基础。光波属于横波,是由垂直于传播方向的,也是由其中相互正交的电场矢量和磁场矢量的简谐振动交替变换而产生的一种矢量波。当光波在物质间相互作用时,电场对物质的电场力要远大于磁场对电子的作用力,所以一般使用电场强度的振动来作为光波的振动,同时用电场强度的矢量端点在空间中的运动轨迹来表示光波的偏振状态,由于矢量的振动方向在空间中的取向是不对称性的,这样就使光波具有了偏振性。

1.2在研究线偏振光的波动中,光束中的光线的偏振状态在时间和空间中的变化是相同的,所以光束都完全是偏振光。同时光波的偏振形态一般分为完全偏振光、非偏振光、部分偏振光、有线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光、有自然光、有部分线偏振光、部分圆偏振光、部分椭圆偏振光等七种,由于是在不同的媒质中对光波进行形态的描述,因此我们可以采用米勒矩阵法、复平面法、琼斯矩阵法等表述方法对光波在传输过程中的偏振形态进行表示。

1.3在光纤的波动理论中,一般采用Maxwell的方程作为理论基础来研究电磁波在光纤波动中光纤的波动,来解释光纤理论和波动原理。同时由于存在不同的光纤材料和某些环境的因素对光波的线偏振态的产生了一定程度的影响,使光纤的纤芯在光纤的横截面上的折射率的分布造成了影响,致使折射率发生了一定程度的变化,使其变成沿轴向不均匀的分布,对光波的偏振形态造成了影响。

2三值光纤通信原理

2.1三值光纤通信是采用了束线偏振光承载信息的方式,利用水平线偏振态、垂直线偏振态和零光强来表示不同的信息值,形成了三值的光信号,通过有关的通信元器件,来完成信息的加工和三值光纤通信,一起组合成了完整的三值光纤通信技术。由于存在光纤的材料、通信元器件和外界环境等因素,光信号的线偏振态在传输过程中会受到这些因素的影响而发生变化,需要使用偏振控制器才能获得稳定的光信号,所以三值光纤实现了可以直接利用卫星激光进行通信,同时还能提高通信容量。

2.2对于三值光纤通信的系统原理,其主要是由三值光信号编码器、光信号解码器、偏振补偿器、电信号转换电路等组成。(如图1所示)。

图中所表示的是在发射端输入电信号输入变换器,转换成控制信号通过控制三值光纤信号编码器,其中在光源处再输出线偏光调制成三值光脉冲序列,配合前面的步骤就输出三值光信号进入光纤网络传输到接收端口,然后利用偏置电压控制器来控制偏振补偿器对接收的三值光信号进行有关调整,再传输进入三值光信号解码器输出有关的电信号来反馈一定的信号传输进入偏置电压控制器,偏置电压控制器就会根据电信号进行相应的调整来再次对偏振补偿器进行相应的调整,当得到稳定的电信号后传入电信号输出变化器中,最后接收电信号。其中三值光信号的编码器是在电信号的控制下,利用旋光器中电控旋光效应等来调整光源所发出的线偏光来获取三值光脉冲序列。而三值光信号解码器是把接收的三值光信号使用偏振分光棱镜,沿两个不同的光路对光信号进行解码并传输。同时偏振补偿器是接收的三值光的同步码序列,分两个不同的线路的固定的相位差来补偿电信号,通过识别同步码的信号,是否启动偏振补偿器,并不断地调整偏置电压控制器,促使零光强脉冲宽度达到设计的标准宽度,通过控制接收的光信号来使输出光时设计的偏振光。

2.3在三值光纤通信过程中会使用到到光学元器件(包括偏振分光镜、旋光器和偏振片等),其中旋光器是利用SLM通过对线偏振光的振动面旋转90°来获得互相垂直的线偏振光。而三值光缆的通信系统的主要是由三值光发送机、三值光接收器和再生器等组成,其中基本上是通过对两值光缆网对三值光纤通信进行纵向编码来实现三值光纤通信的信息传输量和频带的利用率。同时三值光信号的发送机原理是通过直接调制或间接调制三值光发送机,来使机器不间断的输入光信号,以达到对三值光信号的发送。其次是三值光信号的接收机是通过直接检波的原理来完成对三值光信号的接收工作。在整个三值光纤通信过程中,衔接的都比较紧密,而且每个环节都需要严格按照规范的操作进行,这样才能保证获取稳定的三值光信号,以保证整个三值光信号的传输通信。

总结:本文主要对三值光纤通信原理进行了浅要地论述和探讨,进一步研究和了解了三值光纤的通信技术。在对进行网络通信技术的研究过程中,我们需要掌握过硬的专业知识,并结合国内外先进的光纤通信技术,进一步对光电子信息技术、计算机科技和光纤通信技术等进行研究,认真分析研究三值光纤的通信原理,加强对三值光纤的利用,使我国在光电子信息技术能够得到长足的发展和进步。

参考文献

[1]徐坤,谢世钟.《高速光纤通信中的偏振模色散及其补偿技术》[J],半导体光电,2000年01期

[2]金翊.《三值光计算机原理和结构》[D],西北工业大学,2002年

[3]张华清.《通信网时钟同步方案》[J],北京广播学院学报(自然科学版),1999年02期

光通信技术论文范文6

关键词:光电子学;教学方法;教学改革;实践环节

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)11-0138-02

一、介绍

光电子技术是由光信息技术和电子技术的相互结合而形成的新的光电子技术,涉及光信息处理、光纤通信、激光技术等领域,是未来社会发展和进步的核心技术。光电子技术不仅研究内容非常广泛,而且也是未来信息技术中的重要推动力量,它包含光信号的产生、光信息的传递、光电信号的转换和处理和光电功能材料相关的内容,如:光电功能材料的发光机理、制备方法和工艺应用范围、光电器件的加工与制作和光电系统的集成等一系列从基础理论到实际工程应用等各个领域的研究。涉及光子学、光信息科学、电子学、材料科学、计算机技术等前沿学科理论,它是由多个学科之间的交叉而形成的一门高新技术学科。

光电子技术在经历上述学科之间的交叉渗透后,其技术水平和工程应用技术取得了很多突破,在社会发展中以及社会信息化中起着越来越重要的作用,光电子技术的相关产品也越来越多地影响我们的生活。目前,国内外正掀起一股光电子技术和光电子产业的研究和发展的热潮。一些国家把大量资金投入光电子学和光电子技术的研究和开发中,许多以光电子技术为研究方向的研究中心、实验室和公司越来越多的建立起来。光电子技术的发展决定了未来产业的发展方向,将给工业和社会带来比电子技术更大的技术冲击。光电子技术和产业在国家经济建设和科学持续发展中起到至关重要的作用。

因此,光电子学基础是光电子专业学生必备的基础知识,也是未来光电子产业需求的人才中需要掌握的重要基础知识。

二、课程特点及专业培养目标

光电子学基础是整个专业中的基础专业课程,在学生专业思想和未来培养目标及要求的实现上发挥重要的作用,也是未来该专业研究生必需的基础课程储备。该课程注重理论联系实际,注重对学习者能力的培养,重点培养学生综合分析、解决问题能力,为将来从事光电技术领域的科研、开发和应用工作奠定基础。

我们的培养目标为:培养在光电子技术科学领域具有深厚的理论基础、扎实的专业知识和熟练的实验技能,德、智、体全面发展的高级光电子技术科学人才,使学生具有在光学、光电子学、光通信技术、激光科学、光波导与光电集成技术、光信息处理技术、计算机应用技术等领域开展创新性基础理论研究以及从事设计、开发应用和管理等工作应具备的理论和技术基础。因此,基于我们的专业培养目标和光电子学基础课程的自身特点,我们在教学过程中进行了改革探索。

三、教学改革探索

1.教学内容改革。①授课体系和讲授重点。该课程根据学生培养需要,从光电子器件和光电子技术在未来工程应用的需要的角度出发,研究原理及系统构成在光电检测技术、光纤通讯领域中的常用光电器件的技术。重点讲述光学基础、光纤通讯的构成、半导体物理、光纤器件、光电子现象和光电转换器件,重点讲解光电子器件的结构、工作机理、工作特性和在工程技术上的具体应用。为了更好地将所学应用到未来的技术发展上,对各类光电器件的系统集成、信号的调制、解调技术也作了详细的讲解,同时给出在工程中的实际例子。②课堂教学内容紧跟科学发展的步伐。光电子课程的教材对于快速发展的光电子技术来说,既是基本的原理内容,但又是滞后的技术,若授课时只是按照教材内容讲解,往往会带来知识不新、内容与技术发展脱节的后果,易使学生对该课程的学习积极性和兴趣下降。因此,在教学过程中补充和及时更新教学内容,增加一部分现代光电子技术的发展前沿、新出现的技术及需求,从而能给学生提供更多的学习探索和求真的空间。③加强该课程与应用技术之间的联系。专业基础课程的基本功能是让学生了解和掌握所学专业的发展方向,培养的学生能在以后的学习中、工作中涉及光电子技术方面上进行继续学习和钻研。因此在给同学们讲解课程中的内容时,要与现代信息技术的发展紧密结合。针对在光电检测技术、激光应用技术、光纤通讯技术等内容进行重点讲解,结合当前社会已有的需求的技术发展进行讲解,使该专业的学生明确所学课程内容在技术应用、研究发展及市场前景,对未来的从事的专业充满信心。④为了更加与国际接轨,尝试了双语教学。在平时提供给学生光电子相关的外文读物和论文,指导学生学习专业词汇,在课堂中进行讲解,开阔同学们的视野,引导学生进行初步科研潜力的培养和学习,调动学生的积极性,引导他们进行文献学习,进一步了解国外光电子技术的发展现状,激发兴趣。⑤教学内容与市场技术应用及需求的结合。结合本校本地区特点,系统规划、组织,实施产、学、研一体化模式。针对光电子技术和光电子产业市场密切联系的特点,在课程内容上跟上市场技术需求,结合本地区经济发展的实际情况,培养既有专业知识和跨学科知识,又有极强的实际操作能力、适应性强的学生,全面提升学生的理论素养和实践能力,增强学生在未来光电子产业上的竞争力。

2.教学方法探索。①充分利用多媒体技术进行教学,利用多媒体课件在表达上形象直观、方便,在效率上和容量上很大的特点和优势。既能使课程中的各种图片资料得到清晰展示,还能节约课程上的时间,从而能在课堂教学中讲解更多的课程内容,较大地提升了授课中课堂的信息量。因此我们认真积极地制作教学课件,充分利用网络上丰富的信息资源,并与兄弟院校的老师展开课程教学交流,共享多媒体课件。极大地激发学生对该门课程的学习兴趣。②采用课堂教学和专题讲座结合的教学方法。在进行课堂理论教学的同时,利用其他时间安排、组织团队教师举办《光电子技术专题讲座》,开展光电子技术专题研究,如液晶显示、光电转换及系统集成、光纤传感及应用和近场光学中的探测技术等,既能强化学生所学的基础理论,又能激发学习兴趣,培养学生的科研意识。吸引学生参与到大学生训练计划和参与到老师研究的课题中,提前打下科学研究基础。③在方法改革中,在富有开放性的问题情境中进行实验探究。对参与到老师研究的课题或参加大学生训练计划的老师,帮助学生制定合理的研究计划,选择合适的研究方案和方法,积极发动研究光电子技术的老师,为这些同学们提供必要的实验条件,由学生自己动手去实验,考证研究方法和方案,来寻求实验结果中的答案。这时,教师起到的是一个组织者的角色,指导、规范学生的探索过程。这样的过程,不仅仅是要让学生学量的知识,更重要的是要学习科学研究的过程或方法。

3.教学实践环节探索。在光电子学基础课程中,本来并没有设置时间环节,而且多数放置在大三或大四学习,实验环节很少开始。我们为了能够更好地提升学生实践技能和掌握技术设备的结合,先在原有课程体系中安排三分之一的时间来安排实践环节,开设具体的、有针对性的实验内容,让同学们能更有效地了解、认识和掌握知识和技能。在普通物理实验、电子实验和光学实验的基础上,开设如固体光电子耦合器件、热电耦器件、发光器件及光子器件。对光通讯系统的传输和光电子器件的作用有了直观的认识和理解。在此基础上,结合地方实际,联系相关光电子产业中的企业,组织学生进行参观学习,从而让学生自己体会从书本上理论到实验实际,再从实验实际再到光电子技术,从光电子技术再到光电子商品的过程,能一下子把整个知识到技术到效益的过程展现在同学们的内心中,从而更能培养和激发学生兴趣,也能将培养目标中的产业式人才完成,弥补普通高等教育中最缺失的人才与市场的不对接的不足。

4.教学目标实现探索。在光电子学基础课程改革中,把教学目标从以知识教育为主转变为实现人才培养和科学人才需求的融合,培养具有创新、探索精神的新时代新型人才。长时间以来,我们在教学过程和专业培养中,存在着理论与实际技术需求的相脱离的现象,造成理工科学生对于市场技术需求常识缺乏。我们把教学内容、教学方法和教学实践环节都做了有意义的初步探索。进一步增强了理论学习到实践环节、实践环节到市场技术发展的学习过程,极大地激发和培养学生的学习兴趣,为将来从事该专业打下坚实的基础和牢固的信心。在近三年中,我们培养的本科毕业生就业率95%以上,该专业毕业生考研成功率30%以上,使光信息科学与工程专业的学生形成了良好的学习氛围,形成了争赶超的局面。同时,针对光信息科学和工程专业的学生,我们注意在进行科学知识教育的同时注重培养市场技术需求方面的培养,增加了企业参观及动手实践等环节,同时讲授在科学研究中人文素养培养的重要性,从而使之潜移默化地对学生进行自然的而不是勉强的人文教育。

参考文献:

[1]陶然,王越,单涛.信息对抗技术专业人才培养模式研究[J].中国电子教育,2008,(4)3:9-43.

[2]张向华.专业课教学应遵循的教学规律[J].辽宁教育学院学报,2014,(4):71.

[3]陈小刚,陈俊风,林善明.《光电子技术》课程设计改革的探索[A].光电技术与系统文选[C].2005.

[4]梁红兵.提速光电子技术与产业[N].中国电子报,2001.

[5]柴金华.《光电子学基础》课程“两结合”与“三要素”教学内容的研究与实践[A].中国光学学会,2010年光学大会论文集[C].2010.

光通信技术论文范文7

[关键词]光纤通信;广播电视;通信系统

早在二十世纪中后期,我国的光纤通信技术就已经有了一定的发展。光纤通信技术由于在许多方面优于其他光缆通信,已经成为国内通信不可缺少的一个组成部分。当前,光纤通信技术已经成为我国通信领域的重要发展方向,与国外的差距也正逐渐缩小近几年来,我国经济建设得到了飞速发展,光纤通信产业的发展亦不例外。随着人们对光纤通信的逐步认识,我国很多领域都对光纤通信产生了浓厚兴趣并在各自的领域中加以应用,取得了显著的成绩。但这并不等于说我国的光纤通信技术不需要再提高了,相反的是我们更应保持清醒的头脑,认真分析光纤通信的特点,在实际工作中使光纤通信业得到大的发展。光纤通信技术在各行业中的应用,随着光缆运用的拓宽,它在我国通讯领域已有20多年的运用历史,在这20年期间光纤光缆和光通讯技术都得到了大力的发展。光纤通信与其它通讯方式相比,具有较大传输容量和传输速率,另外体积小、损耗低、重量轻、传输频带宽、抗电磁干扰能力强等这些都是使得光纤通信迅速发展的原因。

随着信息技术的迅速发展,光纤通信网络技术水平也有了极大的提高,其应用范围也不断扩展。光纤通信网络的应用给人们的生产生活带来了极大的便利,但是其应用的过程中也存在生存性和经济性的问题,从这两个角度出发来研究光纤通信网络,能够更好的了解通信技术发展以及光纤通信网络的发展前景。随着一些高质量数据业务的不断兴起,对于通信系统容量的要求在不断提高,为了应对传输带宽增加的要求,高速相干光纤传输系统成为解决问题的重点。高速相干光纤通信系统中调制解调子系统技术研究,具有高效实用性的适用于高速相干光纤通信的调制解调方案为目的,主要对相位调制自相干解调进行了理论研究及仿真,各种应用于相干光纤通信的调制技术,频率调制尚不适合目前的相干光纤通信系统;通过比较各种相位调制、相位与幅度联合调制的具体结构方案,说明目前适合相干光纤通信的调制结构方案及未来技术路线;通过比较实现相干光纤通信的各种相干解调技术,说明自相干解调接收机由于其结构简单,对激光器线宽要求低而具有突出优势。相位调制自相干解调系统,自相干解调接收机噪声、信噪比及系统误码率等。计算了在理想情况下,BPSK调制自相干解调系统及DQPSK调制自相干解调系统的性能,当系统通信速率为10Gbit/s时,BPSK接收功率为-43.4dBm时,系统误码率为10-9;DQPSK接收功率为-37.8dBm时,系统误码率为10-9。分析了马赫泽德干涉仪延时误差对自相干解调系统的影响,对于BPSK调制自相干解调系统,当通信速率为10Gbit/s时,若系统误码率优于10-9,则马赫泽德干涉仪延时臂误差不能超过1%;对于DQPSK调制自相干解调系统,若系统误码率优于10-9,则马赫泽德干涉仪延时臂误差不能超过0.8%。分析了激光器线宽对系统的影响,对于BPSK系统,当通信速率为10Gbit/s时,系统误码率若要优于10-9,激光器线宽必须小于10MHz;对于DQPSK系统,当通信速率为10Gbit/s时,系统误码率若要优于10-9,激光器线宽必须小于3MHz。分析了功率分配误差对系统的影响,证明了采用3dB耦合器时系统信噪比最高。对于BPSK调制自相干解调系统,当功率分配误差小于30%时,对接收机灵敏度影响小于3dB。

通过仿真软件建立了BPSK调制自相干解调的仿真模型,通过仿真计算,发现当通信速率较低时,系统仿真性能和理论计算值符合良好;当通信速率较高时,系统仿真值与理论计算值偏差在1.9dB。仿真验证了马赫泽德干涉仪相位误差、激光器线宽对系统性能的影响,理论值和仿真光纤通信自问世以来,给整个通信领域带来了一场革命,它使高速率、大容量的通信成为可能。目前它已成为一种不可替代的、最主要的信息传输技术。光纤通信的特性和现阶段国内外应用光纤通信的基本情况,比较详细地总结了目前光纤通信主要技术――光波分复用技术、光弧子通信技术和光纤接入技术的基本原理、优势、发展状况和国内外近期所能达到的技术水平,最后论述了未来光纤通信将是朝着光纤到户、全光网络的方向发展,最终会提供更多更好的信息服务。光纤通信自问世以来,给整个通信领域带来了一场革命,它使高速率、大容量的通信成为可能。目前它已成为一种不可替代的、最主要的信息传输技术。光纤通信的特性和现阶段国内外应用光纤通信的基本情况,比较详细地总结了目前光纤通信主要技术――光波分复用技术、光弧子通信技术和光纤接入技术的基本原理、优势、发展状况和国内外近期所能达到的技术水平,最后论述了未来光纤通信将是朝着光纤到户、全光网络的方向发展,最终会提供更多更好的信息服务。

结语

光纤技术在现代通信领域中处于举足轻重的作用,它的出现和发展给全球通信业带来了前所未有的变革。光纤通信技术的发展有力地推动了我国通信的发展,对当今通信行业的发展有着非常显著的作用。随着科技发展,光纤技术在现代通信领域的作用也日益凸显。同时对今后的发展方向进行了分析和研究。

参考文献

[1]李威,杨道驰,张震.关于现代光纤通信系统探究[J]. 科技资讯,2009(17)

[2]李俊.光纤通信的基本组成[J].科技信息,2008(27)

[3]徐俭.浅谈电视信号光纤传输系统应用与维护[J].有线电视技术,2008(06)

[4]袁长建.光纤通信技术在直播室音频机柜联网中的应用[J].视听界(广播电视技术),2007(04)

光通信技术论文范文8

【关键词】光纤通信技术研究与分析

一、光纤通信技术的基本概念

光纤通信技术的本质是利用光作为信息传输的主要载体,通过光在线缆中传输,实现数据信息的快速传输。从目前光纤通信技术的应用来看,利用光纤传输,有效解决了数据传输速度和传输质量问题,保证了数据能够以最快的速度进行传输,并保证数据传输的安全性和准确性。光纤通信技术的主要载体是光导纤维,光导纤维具有光敏感性,可以最大程度的保证光传输的有效性。正是基于这些特点,光纤通信技术在目前通信领域和国防等多个领域有着广泛的应用。

二、光纤通信技术的主要优点

从目前光纤通信技术的应用来看,光纤通信技术的优点主要表现在以下几个方面:1、光纤通信的频带宽度大,通信容量较大。2、光纤通信的信号衰减较小,中继距离得到了延长。3、光纤通信具有较强的抗干扰能力。4、光纤通信在信息传输安全性上比其他传输方式要高。

三、光纤的结构与传输原理

光纤是光导纤维的简称,主要分为三层结构,内部为光导纤维的核心―纤芯,由内向外分成包层和涂覆层。在数据传输过程中,数据信号主要是在纤芯和包层这两个层面间流动,涂覆层的具体作用是保护包层和纤芯能够进行正常的信号传输。在光纤中,纤芯主要为透明的软线,包层与纤芯类似只是在传输效率上比纤芯略低,涂覆层的作用是保护包层与纤芯不受外界侵蚀和机械损伤。

光纤的传输原理主要可以用菲涅耳定律来表示:

上图为光纤信号传输的过程分析:

四、光纤通信技术的主要发展和应用分析

由于光线通信技术具有突出的优点,光纤通信技术已经逐步取代传统的电缆传输,成为了新的数据通信技术这一,并取得了积极的发展成就,促进了数据通信技术的全面发展。此外,从应用领域来看,目前光纤通信已经广泛的应用于数据通信领域,其中包括网络信息传输、电话信息传输、军事信息传输等,具体应用情况如下:1、光纤通信技术在网络信息传输中的应用。由于网络信息传输对数据传输的质量和准确性要求较高,光纤通信技术的优点正好符合网络信息传输的实际需要,因此光纤通信技术成为了网络信息传输中的重要方式。2、光纤通信技术在电话信息传输中的应用。目前电话信息传输系统已经从模拟信号向数字信号转变,在这一过程中,需要一种可靠的方式能够实现电话数据信号的可靠传输,而光纤通信技术正好能够满足电话信息传输的这一现实需要。3、光纤通信技术在军事信息传输中的应用。军事信息传输的要点在于信息的保密性和准确性,鉴于光纤通信在数据传输过程中能够有效保证信息的准确,并不受外界干扰,所以光纤通信技术在军事信息传输中得到了重要应用。

五、结论

通过本文的分析可知,光纤通信技术目前已经成为数据通信中的主要手段之一,由于其具有突出的优点,因此光纤通信技术在通信领域得到了广泛的应用,逐渐取代传统的通信手段,为数据通信技术的发展提供了有力支持。

参考文献

[1]辛化梅,李忠.论光纤通信技术的现状及发展.山东师范大学学报(自然科学版);2003年04期

[2]刘望军,熊卓列.数字化社区通信系统的接入网技术.有线电视技术;2006年01期

光通信技术论文范文9

[关键词]量子计算 量子通信 通信效率 安全通信

中图分类号:TN918 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)09-0128-01

引言

随着科学技术的飞速发展,量子信息学逐渐得到人们的关注与重视,在近代物理学、计算机科学等领域都有所涉及。通过量子力学的基础,不断的发展与延伸。量子信息学,是量子力学与信息科学相结合的产物,是以量子力学的态叠加原理为基础,研究信息处理的一门新兴前沿科学。包括量子密码术、量子通信、量子计算机等几个方面。我们在这里,着重的了解一些量子通信。

一、 量子通信协议概念

1,量子通信协议定义

量子通信系统的基本部件包括量子态发生器、量子通道和量子测量装置。按其所传输的信息是经典还是量子而分为两类。前者主要用于量子密钥的传输,后者则可用于量子隐形传态和量子纠缠的分发。其中隐形传送是指脱离实物的一种“完全”的信息传送。可以想象:先提取原物的所有信息,然后将这些信息传送到接收地点,接收者依据这些信息,选取与构成原物完全相同的基本单元,制造出原物完美的复制品。实际上是一种对于通信地保密性的传输。是一种在理论上可以保证通信绝对安全的一种通信方式。由于量子力学中的不确定性原理,是不允许精确地提取原物的全部信息,因此长期以来,隐形传送不过是一种幻想而已。

2,量子通信与光通信的区别

量子通信与光通信的区别,在于在通信中用的光的强度是不同的。光通信一般采用是强光,包括无线电、微波、光缆、电缆等具体形式。通过偏振或相位等的调制方式来实现。量子通信讨论的是光子级别的很弱的光,通过对光子态的调制,但是主要利用了光子的特性,量子态不可克隆原理和海森堡不确定性关系。这也是区别于光通信的重点。

二、量子通信基本方式

量子通信在量子力学原理的基础上,通过量子态编码和携带信息进行加工处理,将信息进行传递。只要包括:量子隐形传态、量子密钥分发等,下面主要介绍这两个组成部分:

1,量子隐形传态

量子隐形传态,又称量子遥传、量子隐形传输。经由经典通道和EPR 通道传送未知量子态。利用分散量子缠结与一些物理讯息的转换来传送量子态至任意距离的位置的技术。它传输是量子态携带的量子信息。想要实现量子隐形传态,要求接收方和发送方拥有一对共享的EPR对,即BELL态(贝尔态)。发送方对他的一半EPR对与发送的信息所在的粒子进行结合,而接收方所有的另一半EPR对将在瞬间坍缩为另一状态。根据这条信息,接收方对自己所拥有的另一半EPR对做相应幺正变换即可恢复原本信息。到乙地,根据这些信息,在乙地构造出原量子态的全貌。量子隐形传态大致可以这样描述:准备一对纠缠光子对,一个光子发送给有原始量子态(即第三个光子)的甲方,另一个光子发送给要复制第三光子的量子态的乙方。甲方让收到的一个光子与第三光子相互干涉(“再纠缠”),再随机选取偏振片的方向测量干涉的结果,将测量方向与结果通过普通信道告诉乙方;乙方据此选择相应的测量方向测量他收到的光子,就能使该光子处于第三光子的量子态。

量子隐形传态作为量子通信中最简单的一种,是实现全球量子通信网络的可行性的前提研究。它的存在与应用,可以完全的保证用户的信息安全,通信保密,同时如果出现有人窃听的现象,将会及时的进行信息的改变,保证内容的“独一无二”。

2,量子密钥分发

量子密钥分发以量子物理与信息学为基础,是量子密码研究方向中不可缺少的重要部分。被认为是安全性最高的加密方式,实现绝对安全的密码体制。当然这只是理论上的内容,在现实生活中还是有一定的差距。只是理论上具有无条件的安全性。1969年提出用量子力学的理论知识进行加密信息处理。到了1984年,第一次提出量子密钥分发协议,即BB84协议。随后又提出B92协议。2007年,中国科学技术大学院士潘建伟小组在国际上首次实现百公里量级的诱骗态量子密钥分发,解决了非理想单光子源带来的安全漏洞。后又与美国斯坦福大学联合开发了国际上迄今为止最先进的室温通信波段单光子探测器――基于周期极化铌酸锂波导的上转换探测器。解决了现实环境中单光子探测系统易被黑客攻击的安全隐患。保证了非理想光源系统的安全性。生成量子密钥大致为:准备一批纠缠光子对,一个光子发送给发信方,另一个光子发送给收信方。测量光子极化方向的偏振片的方位约定好两种。两人每次测量一个光子时选择的方向都是随机的,但要记录下每次选择的方向,当然也要记录下每次测量的结果,有光子通过偏振片就记1,无光子通过则记0。通过普通信道两人交换测量方向的记录,那些测量方向不一致的测量结果的记录都舍去不要,剩下的那些测量方向相同所对应的测量结果,两人应一致,这一致的记录就可作为两人共同的密钥。

总结

经典通信较光量子通信相比,量子通信具有传统通信方式所不具备的绝对安全特性。具有保密性强、大容量、远距离传输等特点。量子通信不仅在军事、国防等领域具有重要的作用,而且会极大地促进国民经济的发展。逐渐走进人们的日常生活。为了让量子通信从理论走到现实,从上世纪90年代开始,国内外科学家做了大量的研究工作。自1993年美国IBM的研究人员提出量子通信理论以来,美国国家科学基金会和国防高级研究计划局都对此项目进行了深入的研究,欧盟在1999年集中国际力量致力于量子通信的研究,研究项目多达12个,日本邮政省把量子通信作为21世纪的战略项目。我国从上世纪80年代开始从事量子光学领域的研究,近几年来,中国科学技术大学的量子研究小组在量子通信方面取得了突出的成绩。

参考文献

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[2]徐兵杰,刘文林,毛钧庆,量子通信技术发展现状及面临的问题研究《通信技术》 - 2014.

[3]胡广军,王建 -量子通信技术发展现状及发展趋势研究 《中国新通信》 - 2014.

[4]肖玲玲,金成城 - 基于专利分析的量子通信技术发展研究《全球科技经济t望》 - 2015.

[5]宋斌 - 空间量子通信技术发展现状《移动信息》 - 2015.

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