塑料光纤的研究论文

下面是小编为大家整理的塑料光纤的研究论文，本文共8篇，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。本文原稿由网友“ajiao299”提供。

篇1：塑料光纤的研究论文

塑料光纤的研究论文

1．光的基础知识

光是通过光源内大量的分子或原子振动而产生的辐射。1894年，麦克斯韦从理论上指出，光是一种电磁波，19爱因斯坦提出光是一粒一粒的粒子流，每个粒子可被称为光子。也就是说光既具有粒子性，又具有波动性，光在传播时表现为波动性，而与物质作用时又表现为粒子性。通常我们所说的光是电磁波的一种，它通常由紫外光、可见光和近红外光组成，其中1-390nm波段的光为紫外光UV，波长为280-300nm波段为UV-B，它的强光可以杀死或严重损伤地球上的生物;200-280um波段为UV-C，它的强光可以杀死地球上一切生物，包括人类,比紫外光频率更高的还有X光和γ射线等;390-760nm波段的光为可见光；波长在760-1500nm为近红外光，中红外波段波长范围为1.5-25μm，远红外光谱波长范围25-300μm,比远红外光频率更小或波长更长的有毫米波、微波、短波、中波和长波等。而可见光又是由七色光组成的，即可见光含有红色光、橙色光、黄色光、绿色光、蓝色光和靛青光等色光[2]：?

紫色/nm靛青/nm蓝色/nm绿色/nm黄色/nm橙色/nm红色/nm

390-430430-450450-500500-570570-600600-630630-760

国际照明委员会统一规定的标准是：选水银光谱中波长为700nm的红光为红基色光，波长为546.1nm的绿光为绿基色光,波长为435.8nm的蓝光为蓝基色光。常规POF一般在紫外光波段并没有很好的透光性，而石英光纤和特制的液芯光纤在这一区域有很好的透光率，POF在可见光区域有很好的透光率，由POF芯材选用氟化和氘化聚合物材料制备的POF在近红外光区域才有很好的透光率。

光在真空中的传播速度C为3×108m/s，光的传输波长λ，频率f和光速C之间关系参见如下公式:

C=fλ……………………(1)

其中f的单位为赫兹Hz或1／秒(s)，波长的单位为米(m)。

只有真空的折射率n为1.0，故光在任一传输介质的传播速度V是光速除以该介质的折射率，即：

光在真空中的传播速度是最快的，传输介质不同，其折射率不同，传光速度也不同。相对而言，折射率大的传输介质是光密介质，折射率小的传输介质是光疏介质，对于POF而言，POF芯材为光密介质，POF皮材为光疏介质，由于光在光密媒介－芯材中的传播速度会降低，故光在芯材中的传输速度慢于皮材中的传输速度;在空气中，由于n≈1，光波的传播速度接近于真空中的传播速度C；纯PMMA的折射率为1.49,故光在其中的传输速度约为2.01×108m/s。

光在均匀媒质或不均匀媒质中传输时，满足费玛(Fermat)原理，即光从空间一点到另一点是沿着时间为极值的路程而传播的，即光沿着光程为最小或最大或恒量的路径传播。

2．几何光学理论

要了解POF传光原理，必须了解一些几何光学的知识。

首先光学分为几何光学和物理光学，几何光学是研究光在均匀介质中的传播特性，通常采用直线来描述，它是研究光在介质中传播的基础光学理论。物理光学又分为波动光学和量子光学,波动光学认为光是一种电磁波，但它不能解释光的微观现象;量子理论认为光的能量不是连续分布的，光是一粒粒运动着的光子组成，每个光子具有确定的能量。几何光学理论的四大基本定律为：

2.1光的直线传播定律：在各向同性的均匀介质中，光是沿直线传播的。

2.2光的独立传播定律：不同光源发出的光线从不同方向通过某点时，彼此不影响，各光线的传播不受其它光线影响。

2.3光的反射定律：当一束光投射到某一介质光滑表面时，保存一部分光反射回原来的介质，这一光线称为反射光线，反射光线、入射光线和法线位由于同一平面内，入射线同法线组成的角称为入射角，反射光线同法线组成的角称为反射角，反射角等于入射角，即θ1=θ3,其绝对值相等，这就是反射定律。

2.4光的折射定律：当一束光投射到某一介质光滑表面时除了有一部分光发生反射外，还有一部分光通过介质分界面入射进第二传输介质中，这一部分光线称为折射光线，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，折射光线位于入射光线和法线所决定的平面内。折射光线同法线组成的角称为折射角，入射角的正弦值同折射角正弦值的比值为一恒定值，这就是折射定律。需要指出的是采用几何光学分析光在某一研究对象中的传输特性时，这一研究对象的几何尺寸必须远远大于所传输的光波长，这样才能忽略波长的长度，否则就必须采用物理光学分析光在研究对象中的传输特性。也即是光纤纤芯直径是所传播光波长的几十倍或几百倍时，其传播现象就可用几何光学而不用波动光学来研究。

3．子午光线在阶跃型POF中的传输

阶跃型POF是一种具有芯皮结构的光纤。

子午平面指的是包含有光纤轴的平面，所谓子午线，就是光线的传播路径始终在同一平面内，子午光线总是和光纤轴相交的，光在一种均匀介质传播时是一种直线式传播：当光从一种介质传至另一介质表面时，一般同时发生反射和折射；如果光从折射率小的光疏介质射入折射率大的光密介质时，则折射角小于入射角；而当光从光密介质射入光疏介质时折射角将大于入射角，因而当光从光密介质射入光疏介质时就有可能出现只有反射而无折射的现象，这就是全反射，全反射是光折射的一种边界效应，即光从一种透明介质进入到另一种介质里而发生弯曲的现象。POF就是通过全反射原理进行光传输的。

由折射定律公式可得出：

n1sinθ1=n2sinθ2(4)

这里n1、n2分为芯皮折射率，θ1、θ2分为入射角和折射角，设发生全反射的临界角为θm，此时θ2=90°，故而

当入射角θ1>θm时，则光在芯皮界面上发生全反射，而当入射角θ1<θm时，则光在芯皮表面上出现折射，有一部分光从芯材泄漏至皮层外。由全反射临界角同样可推出光纤截面临界入射光纤角θ0，在空气和光纤截面界面上，同样有：

n0sinθ0=n1sin(90°—θm)

=n1cosθm

其中，n0为空气折射率，设定其值同于真空折射率值1.0即n0=1.0，因而

即外界光入射角θ小于θ0时，光线才能在光纤中以全反射的形式向前传播，从光纤一端传至光纤另一端，所以，光纤临界接受角为：

故光在SIPOF光纤的传输方式为全反射式锯齿型。

光纤数值孔径是光纤一个重要指标之一，NA值越大，则θ0越大，光纤临界入射角越大，则光纤端面接受光或发射光角度越大，光纤的集光能力愈强，愈便于光纤同光纤连接或同光源耦合。常规POF的光纤数值孔径。

4．子午线在阶跃型光纤中的几何行程和反射次数

由于子午光线入射光纤中并不是同一角度，故而其在光纤中的几何行程也不相同。无论是子午线在光线中的行程计算公式还是反射次数计算公式，都是假定光纤是处于非常理想状态下：光纤非常直，光纤直径均匀，光纤内部无缺陷和光纤入射端面平直等，倘若光纤不在这一理想条件下，则入射子午线全反射的状况就会发生变化，如有的会从光纤中反射出，有的反射角会发生变化等，因此光纤的传输损耗也会增加。

5．斜光线在阶跃型折射率POF中的传输

所谓斜面光线，就是光在光纤中传输中时，并不是像子午光线一样保证在同一平面内，它在光纤中传输时，其轨道通常是一空间螺旋曲线，其最大入射角比子午线的大，但通常以子午线传输表征光纤的传输特性，自然这是最理想的一种状况。

6.光在渐变型折射率分布POF中的'传输

对于渐变型折射率GIPOF，同样有子午线和斜光纤，这种光纤折射率并不是一恒定常数，而是随着离轴距离的增加而折射率下降，其渐变折射分布图参见如下；抛物线型折射率分布光纤具有较小的模式色散的特点，渐变折射分布有多种形式，当折射率分布按二次方抛物线分布时，子午线在光纤中的传播路径为正弦曲线型，参见下图，斜光纤的传播路径为螺旋曲线，渐变型折射率POF多用于短距离数据传输，用于光纤照明较少。

?这种光纤传输的激光能量分布接近Gauss分布，即在光纤轴附近具有更高的光能量密度，也就是说激光能量更为集中，其传输的激光功率密度（或称激光强度）I可认为与纤芯直径α的平方成正比。若保持光纤传输的激光功率不变的话，减小光纤芯径即减小传输激光能量的光纤纤芯的横截面面积，则光纤传输的激光功率密度将增加[5]，当光在这种GIPOF传输时，可以说是一种极低能量的传输，亦满足如上所述的公式。

7．侧面发光POF的传光原理

侧面发光POF是指光在光纤传输过程中，不仅将传输光从光纤的入射端面传输至出射端面，而且还有一部分光从光纤包覆层透射出来，从而形成光纤侧面发光的现象，这种光纤被称为侧面发光POF,其传光示意图如下，其实质是传输光有一部分从光纤侧面泄漏出，是一种光散射的结果，对于单芯侧面发光POF多是由非固有损耗产生的，而对于多芯侧面发光POF则是由于弯曲损耗产生的。

侧面发光POF最显著的特征是侧面发光，据JanisSpigulis等人[5].推算，侧面发光POF的侧面发光强度是随其长度的增加而呈指数性下降的，同于普通光纤光传输方向的发光强度是随其传输长度的增加呈指数下降，在作出如下假定后而得出的结论：

7.1侧面发光的原理仅被认为是由于光纤芯传输辐射引起的。

7.2所有最初的侧面散射光没有损耗穿透光纤圆形表面，其结果是均匀地传输至光纤外表面。

侧面发光POF在长度为X米处的发光强度Is(x)可用如下公式表示：

Is(x)=Aexp(-kx)（24）

其中K为侧面发光系数，单位m-1，常数A可用如下式表示：

A=(4π)-1I。(expk-1)（25）

其中I。是侧面发光POF光输入强度。

因此在实际使用过程中，为保证侧面发光POF侧面发光强度的均匀性，通常限制侧面发光POF的使用长度，并且在侧面发光POF的两端皆设置相同功率的光源或者一端设置全反射镜或反光膜，当然前者在更长的使用长度上保证光纤侧面发光的均匀性，选用双光源的侧面发光POF在某一处的发光强度IS2(x)可用如下公式（26）计算。

IS2(x)=A{exp(-kx)+exp[-k(L-x)]}（26）

其中L为侧面发光POF总长度。

选用全反射镜计算的侧面发光POF强度可用如下公式计算,侧面发光POF的发光强度和距离的关系参见如下图。

ISR(x)=A{exp(-kx)+Rexp[-k(2L-x)]}………（26）

其中R为镜面反射率。

因存在光传输损耗，侧面发光的亮度将随着与光源距离的增大而减小，为使光纤单位长度内的亮度接近一致，可对单端光源的光纤按长度进行刻痕处理，随光纤长度递增，刻痕间距递减。在实际使用过程中，当侧面发光POF的使用长度在30m以下时，多配用一台150W金卤灯光源，另端配用反光镜或反光膜；当侧面发光POF的使用长度在30～60m之间时，多配用两台150W金卤灯光源，以保证侧面发光POF的侧面发光的均匀性，下图为实测三根直径为14mm的侧面发光POF侧面光照度示意图，可以看出当选用一台150W金卤灯光源时，1.5m处POF侧光照度为800lx左右，而60m处的照度不到20lx，照度计测试时离光纤的表面距离为2.5cm。

8．荧光POF的传光原理

荧光POF就是在POF芯材中掺入一定量的荧光剂制备而成的POF，这种POF经过特定波长的光照射后，将发出特定波长的光，其原理比较复杂，可简单认为基态分子中成键电子吸收光后激发，然后单线态分子返回到基态，即发出荧光。荧光POF按折射率分布结构分类，可分为荧光SIPOF和荧光GIPOF，掺杂有机染料的POFA最重要特性是在宽波长范围内提供高功率输出。荧光POF的传光原理示意图如下，它满足一般的SI型光纤的传光特性，但入射光的波长不同于出射光的波长。

荧光POF还有另一种传光方式，这就是入射光可从侧面照射荧光POF，出射光从光纤两端面出射，当然入射光的波长不同于出射光的传输波长。

荧光材料的光特性主要依赖于基质材料，荧光POF增益放大特性同泵浦波长、荧光POF长度及所用掺杂剂和浓度有关。所谓增益G是指POF输出信号光功率Pout与输入光功率Pin之间的一种比值。

9.结语

POF之所以能传光是因为光纤具有芯皮结构，光在POF中传输是按全反射原理进行传光的，光在SIPOF中的传输方式为全反射式锯齿型，光在GIPOF中的传输方式为正弦曲线型；同时为了简化计算，选用子午线进行了参数计算，子午线就是光线的传播路径始终经过光纤轴并在同一平面内，这些参数计算包括最大入射角或发射光角度、数值孔径、子午线在阶跃型光纤中的几何行程及反射次数；侧面发光POF和荧光POF也是按全反射原理进行传光的，对于单芯侧面发光POF多是由非固有损耗导致侧面发光，而对于多芯侧面发光POF则是由弯曲损耗产生侧面发光的。荧光POF经过特定波长光激发后发出特定波长的光，而且激发光不仅可从端面入射，而且可从侧面入射。

摘要：塑料光纤POF之所以能传光是因为光纤具有芯皮结构，光在POF中传输是按全反射原理进行的，光在SIPOF中的传输方式为全反射式锯齿型，光在GIPOF中的传输方式为正弦曲线型；子午线就是光线的传播路径始终经过光纤轴并在同一平面内，选用子午线进行了参数计算，这些参数计算包括最大入射角或发射光角度、数值孔径、子午线在阶跃型光纤中的几何行程及反射次数；侧面发光POF和荧光POF也是按全反射原理进行传光的，对于单芯侧面发光POF多是由非固有损耗导致侧面发光，而对于多芯侧面发光POF则是由弯曲损耗产生侧面发光的。荧光POF经过特定波长光激发后发出特定波长的光，而且激发光不仅可从端面入射，而且可从侧面入射。

篇2：降低PMMA塑料光纤损耗的初步研究

降低PMMA塑料光纤损耗的初步研究

研究了新型引发剂、抗氧性单体和不同包层工艺对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)阶跃型塑料光纤损耗的影响.发现利用含氟自由基引发聚合高纯甲基丙烯酸甲酯(MMA)、加入抗氧性单体、采用共挤氟树脂包层工艺能很好地降低塑料光纤损耗.本实验室采用以上材料和工艺制备出了最低损耗为192dB/km(650nm)的.塑料光纤,与国外同类产品损耗水平(200dB/km左右)相当.

作 者：温序铭 储九荣 孙会刚 张海龙 徐传骧 王寿泰 赵祥臻  作者单位：温序铭,储九荣,孙会刚,张海龙,徐传骧(西安交通大学电气学院,陕西,西安,710049)

王寿泰,赵祥臻(上海交通大学化学化工学院,上海,30)

刊 名：功能材料  ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF FUNCTIONAL MATERIALS 年，卷(期)： 33(3) 分类号：O631 关键词：PMMA塑料光纤   含氟自由基   抗氧性单体   损耗  

篇3：光纤的使用研究论文

有关光纤的使用研究论文

1光纤的种类

1.1多模光纤多模光纤是指可以传输多个光传导模的光纤。在光纤通信初期，就是使用的就是多模光纤(G.651光纤)，其工作波长在850nm或1300nm，衰减常数分别为<4dB/km和<3dB/km，色散系数分别为<120ps/(nm.km)和<6ps/(nm.km)。由于它的衰耗和色散大，故只能用于短距离通信。但它芯径大，对于接头和连接器的要求都不高，使用起来比单模光纤要方便，目前多用于计算机局域网内。

1.2单模光纤单模光纤是指只传输一个光传导模（基模）的光纤。其主要优点是衰减较小，传输距离长，传输容量大，在长途骨干网、城域网、接入网等场合均有广泛应用。单模光纤由于只能传输基模，它不存在模间时延差，具有比多模光纤大得多的带宽，单模光纤的带宽可达几十GHz以上。所以单模光纤特别适合用于长距离、大容量的通信系统。随着光纤制造技术和通信技术的不断发展，单模光纤的种类也在发展。

常用的单模光纤有以下几种:

1.2.1G.652光纤G.652光纤即常规光纤，它同时具有1310nm和1550nm两个窗口。零色散点位于1310nm窗口，而最小衰减位于1550nm窗口。这两个窗口的的典型值为:1310nm窗口的衰减为0.3～0.4dB/km，色散系数为0～3.5ps/(nm.km)，1550nm窗口的衰减为0.19～0.25dB/km，色散系数为15～20ps/(nm.km)。

1.2.2G.653光纤G.653光纤即色散位移光纤，又称1550nm窗口性能最佳光纤。人们通过设计光纤折射剖面，使零色散点移到1550nm窗口，从而与光纤的最小衰减窗口获得匹配，使1550nm窗口同时具有最小色散和最小衰减。它在1550nm窗口的典型值为:衰减系数为0.19～0.25dB/km，零色散点在1525～1575nm波长区，且在此区间色散系数<3.5ps/(nm.km)。这种光纤在1550nm窗口所具有的良好特性使之成为单波长、大容量、超长距离传输的最佳选择。如果纯粹沿着时分复用TDM方式进行系统扩容的话，可以直接开通20Gbit/s系统而不需要任何色散补偿措施。G.653光纤的重要缺陷是四波混频现象限制了波分复用(WDM)的使用。所谓四波混频现象是由于光纤的非线性引起的'，当不同的波长同时在一根光纤中传输时，由于相互作用，会产生新的和、差波分量。

1.2.3G.655光纤G.655光纤即非零色散位移光纤，它是为了解决G.653光纤中严重的四波混频效应，对G.653光纤的零色散点进行了移动，使1540～1565nm区间的色散系数保持在1.0～4.0ps/(nm.km)，避开了零色散区，维持了一个起码的色散值，从而可以比较方便地开通多波长WDM系统。在G.655光纤的特性中，除了对零色散点进行搬移以外，其他各项特性与G.653都相同。它在1550nm窗口具有最小衰减系数和色散系数。虽然它的色散系数值稍大于G.653光纤，但相对于G.652光纤，已大大缓解了色散受限距离。它成功地解决了在1550nm波长区G.652光纤的色散受限和G.653光纤难以进行波分复用的缺点，同时具有这两种光纤的优点。它既可开通高速率的10Gbit/s、20Gbit/s的TDM系统，又可以进行WDM方式的扩容。

2增加光纤传输容量的途径

在理论上，增加光纤传输容量可有以下几种方式:空分复用(SDM)、电的时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、光的频分复用(OFDM)、光的时分复用(OTDM)和光孤子技术(Soliton)。基于实用性，只对TDM和WDM两种扩容方式作简要介绍。

2.1时分复用技术(TDM)TDM技术是一种对信号进行时分复用的技术，是一种传统的扩容方式。PDH的34，140，565Mbit/s以及SDH的155，622，2488，9952Mbit/s都是在电信号上进行复用。据统计，在215Gbit/s以下，系统每升级一次每比特的传输价格可下降30%左右。正因为如此，在过去的升级中，人们首先采用的是TDM技术。随着复用速率的提高，例如达到10Gbit/s时已接近硅和砷化技术的极限，没有太多的潜力可挖，光纤色散的影响也更加严重，要对光纤提出更高的要求。

2.2波分复用技术(WDM)所谓波分复用技术就是为了充分利用单模光纤低损耗区所具有的巨大带宽资源(约有25THz)，采用波分复用器(合波器)在发送端将不同规定波长的信号光载波合并起来并送入一根光纤进行传输。在接收端再由一个波分复用器(分波器)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开来。

波分复用技术的主要特点有:①可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍。②使N个波长复用起来在单模光纤中传输，在大容量长途传输时可以大量节约光纤。③由于同一光纤中传输的信号波长彼此独立，因而可以传输特性完全不同的信号，完成各种业务信号的综合和分离，包括数字信号和模拟信号，PDH信号和SDH信号的综合与分离。④波分复用通道对于数据格式是透明的，即与信号速率及电调制方式无关，是网络扩充和发展中的理想手段。⑤利用WDM技术选路来实现网络交换和恢复，从而可能实现未来透明的、具有高度生存性的光网络。

3关于正确选择光纤的建议

选择光纤种类的必须考虑三个关键的参数:①最大无中继传输距离②每个波长的最大比特率③每根光纤的波长数。当然，以上参数都应考虑光纤终期的要求，而不是初期的要求。根据以上参数，如果最大无中继传输距离在50～100km(取决于激光器的种类)，那么G.652常规光纤则因其价格低是较为合适的选择。如果距离更长，而且每个波长的最大比特率小于10Gbit/s，那么还是应该首选常规光纤.如果距离长，但只需要单波长高速率(10Gbit/s以上)，则可选用G.653色散位移光纤。如果距离长，而且需要多波长承载10Gbit/s或更高速率，那么G.655非零色散位移光纤是最佳的选择。

由此可以提出如下的光纤选择原则:①短距离的中继光缆和接入网光缆因为距离短，采用较多纤芯所增加的投资不大，因此一般应选择G.652常规光纤。②长途光缆因为传输距离长，采用较多纤芯时投资增加多，所以必须采用高速率和多波长的波分复用技术，应优先考虑采用G.655色散位移光纤。

据报道，近年来北美正在掀起新一轮的光纤敷设高潮，但在干线上已经停止使用G.652光纤，而是全部采用G.655非零色散位移光纤。这一动向值得引起重视。

无论是选用G.652光纤还是G.655光纤，除了对光纤的衰耗和色散等常规指标提出要求外，一般可以按传输10Gbit/s速率的要求提出PMD指标要求,这样就为以后利用波分复用手段迅速扩大传输系统的容量创造了条件。

参考文献：

[1]冯伯儒.光纤选择的实际考虑[J].光通信技术.1985.3.

[2]陆茂丰.谈谈光纤的合理使用和正确选择[J].江苏通信技术..4.

摘要:WDM(波分复用)技术已经进入了实用化阶段，是传输干线进行扩容的有效手段。通过对G.652，G.653，G.655光纤的特性介绍和对复用技术的分析，提出了关于合理使用和正确选择光纤的建议。本文根据最新光纤技术标准，着重讨论在光缆网络建设中，必须考虑的最关键的光纤技术及选型问题。

关键词:光纤时分复用波分复用选择

篇4：有线电视网络光纤光接收机研究论文

有线电视网络光纤光接收机研究论文

摘要：本文介绍了有线电视入户型光接收机，由于去掉了多余的放大电路，结构设计简单，使用方便，在保证高效率的功率传输的同时减少了反射，清晰度高、成本低、节能环保。

关键词：入户型光接收机；差分阻抗输入电路；差分放大电路

1研究背景

目前使用的入户型光接收机设计的输入光功率要求较高（一般为-7dBm~+2dBm），光纤到户后由于大量使用光缆，光缆自身的损耗加大，加之工程施工，导致实际入户光功率较低(一般在-7dBm或以下)，从而造成光接收机输出射频信号低于国家广播电视总局GY/T106-1999中规定的系统输出口电平为60dBμV~80dBμV的要求。而且光接收机内安装了可调衰减器，用户可自行调节输出增益，使得非专业人员很难将信号调到合适位置，并且容易把衰减器拧过头而损坏光接收机，从而人为增加系统故障率。目前的光接收机内部采用二级或多级放大电路放大，造成了功率加大、耗电量增加和成本增加，既浪费成本又不节能。本项目设计了一种有线电视网络光纤入户型光接收机，成功解决了上述问题。

2技术研究

本项目主要研发的是一种有线电视网络光纤入户型光接收机，由于改进了匹配电路、去掉了可调衰减器和多余的放大电路，结构设计简单，使用和设备升级方便，在保证高效率的功率传输的同时减少了信号反射，清晰度高且省电，成本低，节能环保，详细方案如下。入户型光接收机是下一代广播电视网络（三网融合）中的主要设备，也是应用数量最大的设备，安装于用户的家中，网络结构图如图1所示。入户型光接收机系统设计方案的构思划分为六个功能块：光电转换功能、阻抗匹配功能、LNA放大功能、防噪声干扰措施、增益控制功能、设备升级功能，下面分别进行简要的介绍。

2.1光电转换功能

光电转换是由光探测器将接收到的入射光转化为电流信号，在CATV光传输系统中对光探测器有如下要求：在系统工作的波段有很高的响应效率，即对工作波段内入射的光信号，光探测器能输出较大的光电流，实际上不同材料对各段波长的响应效率是不同的；有足够的响应度，以保证信号不失真；由于光探测器属于光接收机的最前级，对系统的载噪比影响较大，所以要求选择噪声低、工作频带宽的光探测器；另外还要求光探测器具有可靠性高、寿命长、价格低廉等特点。由于PIN光电二极管是全耗尽型的，具有量子效率高、响应速度快、暗电流小、动态范围大、可靠稳定、价格低廉等优点，本设计方案的光探测器选用了PIN光电二极管。

2.2阻抗匹配功能

在有线电视网络中，阻抗匹配是将不同阻抗的设备器件统一匹配到75Ω。入户型光接收机的阻抗匹配分为两部分，其一是将光探测器较高的输出阻抗匹配到LNA输入为75Ω的阻抗上，其二是将RF输出口的阻抗匹配到75Ω。由于入户型光接收机接收光功率低而导致其光探测器输出射频信号很微弱，不利于信号传输处理且容易受到各种噪声干扰，选用的阻抗匹配电路是否能将前级微弱的信号功率很好地传输至后级LNA电路尤其重要，本项目光探测器输出至LNA电路输入的阻抗匹配电路为我公司独创。

2.3LNA放大功能

LNA放大器的设计是入户型光接收机的关键部分，LNA放大器的性能在很大程度上决定了整个光接收机的性能。它的输入和输出要求与其前后级电路阻抗匹配良好，从而获得较高的输出增益和较低的相移，降低放大器的噪声系数。PIN光探测器输出的信号到达LNA的接收端时通常很微弱，尤其是入户型光接收机常常工作于低光功率（一般都在-7dBm以下）的情况下，如果采用一般的放大器件放大，由于器件本身噪声系数较高和其他噪声干扰，导致信噪比劣化。为解决上述问题，系统需要设计一个阻抗匹配良好、低噪声、高增益的LNA放大器。本项目LNA采用一级高增益的砷化镓放大器件组成的差分放大器，LNA的输入阻抗匹配电路采用我公司独创的400Ω差分阻抗匹配电路，输出经LC阻抗匹配电路、射频巴伦后连接至输出口，本LNA放大器的实测噪声系数为1.6dB，增益为19dB，完全满足本项目LNA的要求。

2.4防噪声干扰措施

噪声分为外部噪声和内部噪声。外部噪声为自然界的噪声，对于外部噪声，可采用合理的装配、屏蔽等措施，使之减为最小，系统内部噪声包括热噪声、散弹噪声和闪烁噪声，主要由电阻、晶体管、电源变压器等器件和不合理的设计结构产生。本项目的外壳采用厚度为1mm的封闭铝合金外壳，可有效减少外部入侵噪声的干扰。本项目采用了使用外置电源适配器、机内仅用一级LNA放大电路、输出口的`阻抗匹配电路为纯LC电路等方法，有效地减少了机内噪声干扰。

2.5增益控制功能

增益控制通常采用两种方法，一种是手动增益控制，即通过调整一个可调电阻的电阻值直接调整输出电平值，从而使输出口输出的信号电平符合实际需要；另一种是自动增益控制，是在前置放大器后接入一个PIN二极管，用光探测器的输出电压信号去控制这个PIN二极管，以获得需要的电平，再进行放大，由于PIN二极管的控制电压是根据光探测器接收光的强弱来确定的，PIN二极管输出的电平是恒定的，使用经过后级放大器后的电平也是恒定的，由于PIN二极管对增益的损耗较大，输出端需要级联多级放大器以补偿被其损耗的增益。通过实际测试，本项目光探测器的输出增益在0dBm时为62dBμV，在-16dBm时为41dBμV，然而通过LNA放大后，输出增益达到60dBμV~81dBμV，符合GY/T106-的规定，满足系统要求。

2.6设备升级功能

正在建设和准备建设的光纤到户的系统中，有的广电网络营运商已经实现电视、宽带、电话的三网融合功能，有的暂时只能实现数字电视功能，计划以后升级为三网融合功能。对于还未实现三网融合功能的用户，使用入户型光接收机后，在后期业务的扩展中，怎么实现设备升级十分重要。该技术是按照三网融合光接收机的要求设计的，机内预留了ONU的安装位置，可方便用户后期的升级。入户型光接收机输入光纤信号经光探测器（PIN）光电转换后由400Ω差分阻抗输入低噪声放大器（LNA），然后输出射频数字电视信号经输出匹配后至电视机或机顶盒即可。设备研究所依据的主要技术原理为差分阻抗输入技术和差分放大电路技术。为满足入户型光接收机在要求输入较低光功率（通常在-16dBm~0dBm）的情况下而获得较低的噪声系数和较好的非线性指标，本产品对光接收机PIN光探测器光电转换后采用400Ω差分阻抗输入电路和差分放大电路，由于差分电路对差模的放大能力和对共模的抑制能力均较强，使得上述要求得以实现，具体体现在如下两方面。（1）当差模信号Vid输入（共模信号Vic=0）时，差放两输入端信号大小相等、极性相反，即：Vi1=-Vi2=Vid/2因此差动对管电流增量的大小相等、极性相反，导致两输出端对地的电压增量，即差模输出电压Vod1、Vod2大小相等、极性相反，此时双端输出电压为：Vo=Vod1-Vod2=2Vod1=Vod可见差放能有效地放大差模输入信号，能够很容易地识别小信号。（2）当共模信号Vic输入（差模信号Vid=0）时，差放两输入端信号大小相等、极性相同，即：Vi1=Vi2=Vic因此差动对管电流增量的大小相等、极性相同，导致两输出端对地的电压增量，即差模输出电压Voc1、Voc2大小相等、极性相同，此时双端输出电压为：Vo=Voc1-Voc2=0可见差放对共模输入信号具有很强的抑制能力，对外部电磁干扰（EMI）是高度免疫的，从而可以降低整机的噪声系数、提高整机的载噪比。本系统的400Ω差分阻抗输入匹配电路能将探测器输出的高阻抗良好匹配到LNA的输入端，而LNA采用的差分放大电路用高增益、低噪声的砷化镓器件完成，在输入光功率为-16dBm的情况下其射频输出任然能达到60dBμV，光接收机输出MER值仅比输入光发时的MER值劣化7dB[1]；而输入光功率为0dBm时射频输出为81dBμV，光接收机输出MER值仅比输入光发时MER值劣化不到1dB，且在0dBm~16dBm接收时，射频输出口BER值均高于1.0×10-7，使得本系统仅用一级LNA就可完成信号放大功能，无需设计PIN增益调节电路或可调衰减器调节人为增益，既节省成本、减少耗电量，又能提高系统的载噪比、减少故障率，完全符合国家相关标准和用户使用需求。本系统采用1550nm/1310nm光探测器时，可作为电视信号光接收机；采用WDM光探测器时，通过嵌入数据模块（ONU），即为电视信号、数据信号和语音信号三网融合功能的光接收机，实现产品平滑升级，为用户节省成本和资源。

3技术创新点

（1）国内首创采用400Ω差分阻抗输入电路和一级砷化镓差分放大电路作为设备的前置放大器，保证信号实现最大功率传输的同时有效降低系统的噪声系数。（2）设备即插即用，无需人为调节。（3）光信号输入部分，现使用普通1550nm/1310nmPIN光探测器实现单一电视信号传输的用户，将来可根据业务的扩展可升级为WDM的三波长波分复用组件，满足系统今后升级需求。（4）光纤入户型光接收机在设计的输入光功率时（+2dBm~-16dBm），其射频信号输出功率均符合电视接收的标准，用户在使用时不用调节旋钮人为调节射频信号的高低，减少产品的故障率。

参考文献

[1]刘涛,等.有线电视网络FTTH规划、建设与运维[M].中国广播影视出版社,(8).

篇5：光纤网络故障监测与恢复研究论文

光纤网络故障监测与恢复研究论文

摘要：随着配电通信网的快速发展，通信网络的可靠性和稳定性成为研究的热点。如何监测到网络中的故障以及在故障发生时如何实现网络的恢复成为可靠通信的关键。为此，文章提出了一种单核环形配电通信网络模型，并在此网络模型的基础上提出故障管理算法，该算法将配电通信网中的故障分为4类，首先根据不同的监测信息确定故障的类型，之后根据不同的故障类型利用故障管理算法进行网络恢复。评估表明，与现有的通信网络相比，文章提出的单核网络模型和故障管理算法在可靠性、速度和扩展性方面具有更好的性能。

关键词：配电通信网；光纤网络；单核环形；故障管理

在过去的几年中，大多数电力自动化都处于电力公司变电站和企业级别[1]。其主要原因是实现配电自动化需要很高的通信成本，这样的支出缺乏经济上的理由以及需要独特的技术挑战。然而有很多因素正驱动电力公司在应用中变化。这些因素是：增加客户期望的电能质量和可靠性，越来越多的监管激励机制，增加的性能和配电自动化通信选择的负担能力，增加多样性和功能的自动化设备和软件[2]。一个高效、可靠和安全的通信基础设施对成功实施配电自动化是至关重要的。配网自动化系统必须满足今天的需求，同时提供添加未来功能的'能力。自动化显示网络系统有不同的要求。大多数自动化系统通过使用专用通信网络独立运行[3]。由于市场的新需求，可以认为公用共事业将日益关注的焦点转向网络通信系统。网络系统相比典型办公环境，距离更加远且难以触及，特别是在相同的网络中不同类型的应用程序对可靠性、操作和维护的要求不同。自动化系统操作随着分布式系统应用的增多也越来越多。通信稳定性是系统可用的一个重要因素。因此，可靠的通信自动化系统必须要有一个新的结构来克服通信的问题。本文将讨论如何监测到通信故障以及网络恢复技术如何融入网络体系结构。从弹性的观点来说故障管理流程是至关重要的，因为这些流程负责定位和络故障以及启动网络恢复行动。本文描述了一个光通信网络。通过使用逻辑冗余功能，网络有一个单核环形拓扑。同时描述了系统的结构、适用的算法实现和分析。评估表明，与现有的双核通信网络相比，本文提出的单核网络模型和故障管理算法在可靠性、速度和扩展性方面具有更好的性能。

1问题模型

本文提出的单核环形配电通信网络模型如图1所示。在常规运行中，通信从Tx1到Rx1。当消息，如监视或控制特定的开关，从Tx1向网络发送信号，并从Rx1返回。可以从返回的消息检查网络的状态。耦合器的被动元器件被应用于智能电子装置和环之间，所以，当一个连接节点有通信问题，这些消息仍然可以从其他节点传输。特定的智能电子装置可从控制中心发送到网络上的两个方向的结果来接收消息。中心单元可以接收来自Rx1和Rx2的消息。如果中央单元在一个指定的时间无法通过Rx1接收消息，它将试图从Rx2获得消息。如果传播消息从Tx1不是回到Rx1或Rx2，中央单元使用Tx2向网络中发出命令消息。通信问题可以定位于网络中的4个点：（1）智能电子装置的左边。（2）的智能电子装置的右边。（3）智能电子装置的两侧。（4）智能电子装置本身。物理线路的断开是光网络中最严重的问题。4种通信问题如图1所示。中央单元可以从Tx1向Rx1以及从Tx2向Rx2发送消息。在第一种情况下的故障，当Tx1设置为主发射机，线路故障位于智能电子装置左侧简，Rx1不能接收Tx1的信号以及智能电子装置的响应消息，也没消息到达Rx2。在第二种情况下，线路故障位于右边的智能电子装置，Rx1不能接收任何消息，但Rx2可以接收来自智能电子装置的响应消息。第三个故障发生在智能电子装置本身有问题时。此时Rx1和Rx2可以分别接收到来自Tx1和Tx2的消息。这意味着Rxs可以接收轮询消息，这是一个从中央单元到智能电子装置的命令。因此，可以得出结论，通信线路没有问题。因此，智能电子装置没有必要发送确认（ACK）给信号控制中心，这是一个智能电子装置给中央单元的简单响应消息。图2演示了在故障情况下的数据流。

2故障管理算法

管理网络的最重要的功能在管理网络检查异常通信、定位故障边界，恢复网络操作[4]。这些应该尽可能早地完成。在一般的网络操作中，主要收发器应该确定单向通信。如果Tx1和Rx1被选择用于主收发器，Tx2和Rx2作为一个备用收发器。中央单元通过Tx1传送轮询消息来控制和监视网络中特定的智能电子装置。最重要的是，中央单元先检查Rx1是否能接收到来自Tx1的消息。如果Rx1不能接受轮询消息或来自智能电子装置的响应消息，中央单元执行故障管理程序和检查Rx2。如果Rx2已经收到了智能电子装置的响应消息，则故障2（智能电子装置的右侧）发生。如果没有，中央单位检查Rx2是否已经收到了通过Tx2传输的轮询消息。如果Rx2已经收到了轮询消息和分别来自Tx2和智能电子装置的响应消息，则故障是临时的，网络可以正常运转。这种故障的另一种可能性是因为Tx1或Rx1产生故障。如果Rx2接收到了来自Tx2的轮询消息，但是没有来自智能电子装置的回应消息，那么应该再次检查Rx1是否已收到来自智能电子装置的响应消息。（a）正常—Tx1发送数据，（b）正常—Tx2发送数据，（c）故障1（智能电子装置的左边）—Tx1发送，（d）故障1（智能电子装置的左边）—Tx2发送，（e）故障2（智能电子装置的右边）—Tx1发送，（f）故障2（智能电子装置的右边）—Tx2发送，（g）故障3（智能电子装置，调制解调器）—Tx1发送，（h）故障3（智能电子装置，调制解调器）—Tx2发送，（i）故障4（智能电子装置的两边）—Tx1发送，（j）故障4（智能电子装置的两边）—Tx2发送。如果Rx1接收到来自智能电子装置的数据，故障发生在智能电子装置的左边（故障1），但如果Rx1没有收到数据，故障4发生，这就是最坏的情况下的故障。

如果Rx2没有收到轮询消息，TX2控制通信。TX2发送和Tx1相同的轮询消息到网络中。如果Rx1和Rx2仅收到了轮询消息，网络运行良好，但智能电子装置存在一些问题。在这个情况下，准确的故障位置可以确定，因为智能电子装置的位置可以很容易找到。在线路故障的情况下，是很难找到确切的位置的。由于线路故障引发的单向通信故障问题可以利用本文提出的算法来恢复。图3介绍了故障管理算法流程。在下一节中将解释如何完成准确的故障定位。由于本文提出的故障管理算法可以找到网络故障位置，故障状态可分为故障1、故障2、故障3和故障4，本文将在下一节中详细描述。为了实现该算法，中央单位管理两种类型的故障决策表。一个表是针对每一个智能电子装置，另一个是针对整个系统。中央单位使用Tx1和Rx1分别作为主要的收发器和接收器。中央单位发送轮询（命令）信息给指定的想要通信的智能电子装置。

网络操作过程如表1—2所示。表1显示了如何根据之前描述的变量进行故障分类。基于智能电子装置故障决策表，中央单位产生网络故障决策表。图4说明了中央单位决定故障定位。在这个例子中，智能电子装置1，2和3都产生故障2，智能电子装置4，5，6都是故障1。中央单位根据故障决策表作决定，故障发生在智能电子装置3和4之间。如果故障恢复，根据表2将被重新设置算法。图5显示了故障的组合及其表内容。在这种情况下，一个故障发生在智能电子装置3，另一个故障发生在智能电子装置5和6之间。

所有的单一和组合（但独立）的故障都可以通过所提算法管理。如果两个或两个以上的故障同时发生，该算法可以找到故障区域，但是不能确定多少故障和故障发生在网络的位置。图6显示了根据网络中的故障决策表可能发生的故障。有4种类型的故障。该算法只能发现智能电子装置2和4之间的两个或两个以上的故障。有两种类型的轮询方法：（1）点名和（2）集中轮询[5]。本文使用点名轮询该网络，因为如果在集中轮询中，智能电子装置有故障，故障可能会传播到网络。图7显示了在一个服务器和一个智能电子装置之间的总通信时间。当现有的配电自动化通信网络产生通信故障，故障的位置，在光纤线路或者智能电子装置，不能检测到。使用该算法以后，现有的网络故障可以被定位和固定，控制和监测通信可以继续，尽管网络中存在故障。现有的配网自动化光纤网络从可靠性的角度存在几个问题。一个关键问题是，当一个光学调制解调器有问题，它会将问题传播到网络中，导致网络重新配置。许多电力公司开发了配网自动化光纤网络，但他们只是应用现有的光网络技术[5][6]。然而，电力公司的配电通信网与纯通信系统有不同的需求。从这个角度来看，本文设计了适用于电力公司的光纤网络。表3提供了一种配电通信网自动化环网的比较。

3结语

本文提出一种单核环形配电通信网络模型，并在此模型的基础上提出了故障管理算法，并进行了定量分析。本文中的网络操作技术可以识别通信故障的原因以及避免通信网络故障。使用本文中所开发的网络系统并不仅限于配网自动化通信系统。它可以扩展到多种客户数据服务系统。本文提出的故障管理算法可以有效监测到配电通信网络中的故障，并对故障进行分类，以及在故障发生会对通信网络进行恢复，可以有效防止故障在网络中的传播。

篇6：光纤传感技术研究论文

【论文关键词】：光纤传感器；光纤光栅；光纤传感技术；光纤通信

【论文摘要】：介绍了光纤传感器的基本构成及原理，综述了近年来光纤传感器技术的应用和发展，对光纤传感技术的研究发展方向进行了展望。

1.光纤传感器的基本构成和组成原理

光纤传感器主要由光源、光纤与探测器3部分组成，光源发出的光耦合进光纤，经光纤进入调制区，在调治区内，外界被测参数作用于进入调区内的光信号，是其光学性质如光的强度、相位、偏振态、波长等发生变化成为被调制的信号光，再经过光纤送入光探测器而获得被测参数，光纤传感器中的光纤通常由纤芯、包层、树脂涂层和塑料护套组成，纤芯和包层具有不同的折射率，树脂涂层对光纤起保护作用，光纤按材料组成分为玻璃光纤和塑料光纤；按光纤纤芯和包层折射率的分布可分为阶跃折射率型光纤和梯度折射率光纤两种。光纤能够约束引导光波在其内部或表面附近沿轴线方向向前传播，具有感测和传输的双重功能，是一种非常重要的智能材料。

2.光纤传感器的类型及特点

光纤传感器的类型很多，按光纤传感器中光纤的作用可分为传感型和传光型两种类型。

传感型光纤传感器又称为功能型光纤传感器，主要使用单模光纤，光纤不仅起传光作用，同时又是敏感元件，它利用光纤本身的传输特性经被测物理量作用而发生变化的特点，使光波传导的属性(振幅、相位、频率、偏振)被调制。因此，这一类光纤传感器又分为光强调制型，偏振态调制型和波长调制型等几种。对于传感型光纤传感器，由于光纤本身是敏感元件，因此加长光纤的长度可以得到很高的灵敏度。

传光型光纤传感器又称非功能型光纤传感器，它是将经过被测对象所调制的光信号输入光纤后，通过在输出段进行光信号处理而进行测量的。在这类传感器中，光纤仅作为传光元件，必须附加能够对光纤所传递的光进行调治的敏感元件才能组成传感元件。

3.光纤传感器的应用

光纤传感器的应用范围很广，几乎涉及国民经济的所有重要领域和人们的日常生活，尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用，解决了许多行业多年来一直存在的技术难题，具有很大的市场需求。主要表现在以下几个方面的应用:

(1)城市建设中桥梁、大坝、油田等的干涉陀螺仪和光栅压力传感器的应用。光纤传感器可预埋在混凝土、碳纤维增强塑料及各种复合材料中，用于测试应力松弛、施工应力和动荷载应力从而来评估桥梁短期、施工阶段和长期营运状态的结构性能。

(2)在电力系统，需要测定温度、电流等参数，如对高压变压器和大型电机的定子、转子内的温度检测等，由于电类传感器易受强电磁场的`干扰，无法在这些场合中使用，只能用光纤传感器。分布式光纤温度传感器是近几年发展起来的一种用于实时测量空间温度场分布的高新技术，分布式光纤温度传感系统不仅具有普通光纤传感器的优点，还具有对光纤沿线各点的温度的分布式传感能力，利用这种特点我们可以连续实时测量光纤沿线几公里内各点的温度，定位精度可达米的量级，测温精度可达1度的水平，非常适用于大范围多点测温的应用场合。

(3)在石油化工系统、矿井、大型电厂等，需要检测氧气、碳氢化合物、CO等气体，采用电类传感器不但达不到要求的精度，更严重的是会引起安全事故。因此，研究和开发高性能的光纤气敏传感器，可以安全有效地实现上述检测。

(4)在环境监测、临床医学检测、食品安全检测等方面，由于其环境复杂，影响因素多，使用其它传感器达不到所需要的精度，并且易受外界因素的干扰，采用光纤传感器可以具有很强的抗干扰能力和较高的精度，可实现对上述各领域的生物量的快速、方便、准确地检测。目前，我国水源的污染情况严重，临床检验、食品安全检测手段比较落后，光纤传感器在这些领域具有极好的市场前景。

(5)医学及生物传感器。医学临床应用光纤辐射剂量计、呼吸系统气流传感系统;圆锥形微型FOS测量氧气浓度及其他生物参数;用FOS探测氢氧化物及其他化学污染物;光纤表面细胞质粒基因组共振生物传感器;生物适应FOS系统应用于海水监测、生化技术、医药。

光纤传感器在实践中运用到的例子举不胜举，这些技术都是多学科的综合，涵盖的知识面广，象光纤陀螺，火花塞光纤传感器，光纤传感复合材料，以及利用光纤传感器对植物叶绿素的研究等等；随着科技的不断进步，越来越多的光纤传感器将面世，它将被应用到生产生活的每一个角落。

4.光纤传感器的技术发展方向

光纤传感技术经过20余年的发展也已获得长足的进步，出现了很多实用性的产品，然而实际的需要是各种各样的，光纤传感技术的现状仍然远远不能满足实际需要。目前，光纤传感器技术发展的主要方向是。

(1)传感器的实用化研究。即一种光纤传感器不仅只针对一种物理量，要能够对多种物理量进行同时测量。

(2)提高分布式传感器的空间分辨率、灵敏度，降低其成本，设计复杂的传感器网络工程。注意分布式传感器的参数，即压力、温度，特别是化学参数(碳氢化合物、一些污染物、湿度、PH值等)对光纤的影响。

(3)传感器用特殊光纤材料和器件的研究。例如:增敏和去敏光纤、荧光光纤、电极化光纤的研究等。这些将是以后传感器进一步发展的趋势。

(4)在恶劣条件下(高温、高压、化学腐蚀)低成本传感器(支架、连接、安装)的开发和应用。

(5)新传感机理的研究，开拓新型光纤传感器。

参考文献

[1]肖军,王颖.光纤传感技术的研究现状与展望[J].机械管理开发,,6.

[2]吴洁,薛玲玲.光纤传感器的研究进展[J].激光杂志,,5.

[3]吴琼,吴善波,刘勇,袁长迎.新型光纤传感器的设计及其特性研究[J].仪表技术与传感器,2007,11.

[4]李文植.光纤传感器的发展及其应用综述,科技创业月刊,2006,7.

[5]闫若颖,王月香,李淑悦.光纤传感器的应用,科技广场,2007,1.

篇7：有线电视光纤特征与日常维护研究论文

有线电视光纤特征与日常维护研究论文

摘要：有线电视光纤传输是适应科技发展、实现广播影视跨越式发展的必然选择；是巩固和加强宣传思想阵地、满足人民群众日益增长的精神文化需求的重要举措。结合实际，针对有线电视光纤特征和日常维护技术进行了论述。

关键词：有线电视；光纤传输；特征；维护

有线电视光纤传输是适应科技发展、实现广播影视跨越式发展的必然选择；是巩固和加强宣传思想阵地、满足人民群众日益增长的精神文化需求的重要举措。我县有线电视网路目前结构是HFC单向网，从当今广大用户需求来说，已经不能满足人民群众日益增长的需求了，所以说我们必须进行网路升级改造，从单向向双向转变、从电缆向光缆转变，把网络升级到下一代广播电视NGB网。

1有线电视网络发展的趋势

有线电视的发展呈现以下明显特点：

1.1光纤化。光纤化是网络发展的趋势，这一方面是由于用户对带宽的需求越来越高，对服务的需求越来越多样化，如家庭购物、VOD、家居银行、家庭办公等；另一方面也由于技术的飞速发展使得新技术、新产品不断涌现，生产销售规模膨胀，光纤、光设备、DWDM的价格不断下降。这些使得光纤逐步向用户靠拢，最终将直接同用户的终端设备相连，实现FTTH。

1.2数字化。是将传统的模拟电视信号经过抽样、量化和编码转换成用二进制数代表的数字式信号，然后进行各种功能的处理、传输、存储和记录，也可以用电子计算机进行处理、监测和控制。采用数字技术不仅使各种电视设备获得比原有模拟式设备更高的技术性能，满足不同用户的'不同需求，同时也是向基带数字网络发展的一个关键步骤。

2光纤传输技术及线路特征

2.1光纤传输技术的特征：光纤传输损耗小，可实现电视信号的远距离干线传输，保证电视信号的技术指标；光纤频带宽，可以保证多路有线电视信号均衡地传输到各光节点；光纤无中继传输距离长，且抗干扰能力强，系统可靠性高；光纤传输技术不仅仅局限于传输有线电视信号，它为开展宽带综合业务传输提供一个开放平台，是宽带综合业务网的重要组成部分。

2.2HFC网络技术特征：光纤有线电视网不仅仅局限于有线电视业务，它可以为开展宽带综合业务传输提供一个开放的平台，是宽带综合业务网的一个重要组成部分。我国各地广电部门都对传输网络进行改造升级，将原有的同轴电缆为主的树型结构网改造为以光纤为传输媒质的HFC网，HFC网是一个频带宽、抗干扰能力强、可靠性高的双向交互式网络。

2.3FTTH网是一张全光的、双向的、全能网络，实现光纤到户，可承载电视、宽带、VOD、各种综合业务。

3光纤线路的日常维护

一是替代法。替代法的原理是确定故障发生点后，采用一种正常运行状态下的模块来取代出现故障的模块，进一步确定问题所在。在实际操作过程中，替代法可以迅速找出故障所在和发生故障的原因，帮助技术员更快的进行故障定位和排除。二是仪表测试法。仪表测试法的原理在于通过仪表中的数据来确定光纤传输设备的故障所在，并以此为依据来进行下一步的检测。在检测的过程中，常使用的设备有仪表有光功率计、OTDR和发光笔。三是环路检测法。环路检测法实现的原理在于排查设备中的每个单元，随后逐步分析出故障所在，再进行故障排除。通过环路监测的原理来看，现阶段环路检测主要包含两个方面：光纤传输设备内的自环，主要功能是对本站的设备进行故障检测和维修；设备外的环路检测，进行端站和传输链路的故障检测。在对有线电视的光纤传输维护方法进行优化后，还要在以下三方面进行强化：在安全角度方面，要对光纤设备中的光分路器、跳线和尾纤进行清洁和保洁，因为光学无源设备的不洁会导致光路的堵塞和光损耗的增大；在防静电方面，维护人员在对光纤设备进行维护时，一定要带上放静电手腕，尤其是在进行机盘更换时，要特别注意防静电工作；在维护人员技能方面，要确保其掌握组网拓扑、时隙配置技能，还要使其了解业务分配情况，以便更好地进行巡视工作。

篇8：有线电视光纤传输网设计模型研究的论文

2.1明确光节点的数量

目前，有线电视光纤传输网的建设呈现出光节点的数量持续增加，电缆放大器持续减少，有线电视光纤传输网建设朝着“电缆无源分配网+光传输网”的方向发展的趋势。在这样的发展背景下，在有线电视光纤传输网的设计中，光节点成为了设计的重点。在此基础上，笔者建立了如下电缆网路设计模型。通过观察可知，该设计模型以光节点为中心，以260米的半径为覆盖区，覆盖了144户用户。其中最远端的电缆链路的损耗分析如下，5MHz—65MHz的电缆链路的实际损耗为25.54dBμV，750MHz—1000MHz的电缆链路的实际损耗为56.78dBμV。在实际的建设中，可以以实际情况为准对其做相应的调整，以光节点的覆盖区域为基础对光节点的数量进行明确。然后以光节点数量为基础来确定光缆路由，然后根据路由的走向明确光纤会接点，同时对光功率的路由损耗值进行计算，然后以此为基础对光分路由器的光分比和位置进行明确。

2.2与EPON网络的配合

一般情况下，有线电视网络系统的光分路器使用的是熔融拉锥技术，在这种技术下，线路的光分比可以根据需要进行设计。在改进项目的过程中，为了将系统的规格数量减少，将效率提高，使用了五种类型的均分型光分路器，具体的规格如下：1:8、1:6、1:4、1:3、1:2。为了保证有线电视网络系统能够和特殊的场合相适应，均分路由器使用的是25%：75%型号的。在整个设计过程中，光分路器的损耗计算结果如右表所示，其中损耗包括三种，分别是插入损耗、接头损耗和附加损耗。

2.3有线电视光纤传输网设计模型

第一，覆盖半径。如图所示，有线电视光纤传输网络的覆盖半径是：以末级分前端为核心的2—24千米范围以内的`区域，在设计的时候，可以以实际情况为基础随意的选用。第二，光接收机的功率。如图所示，光接收机接受的最低的光功率是负2.9dBm，最高的光功率是0.1dBm，充分确保了数字电视的MER在31dB以上。第三，光传输设备的选择。为了保证设备的运行效率，在选择末级分前端的主要的光传输设备的时候使用的是22dB的光放大器。第四，设计原则。以上述模型为主来进行有线电视光纤传输网络的设计，在设计的过程中，以实际的情况为准来调整光纤结构，降低的设计难度，并且将有线电视网络与EPON网络结合在一起，为三网融合，为以后有线电视事业的发展打下了良好的基础。

3结语

在三网融合的政策背景下，有线电视网络有着非常广阔的发展前景。但是在高速发展的同时也出现了一些矛盾，比如，有线电视光纤网络的建设期限比较短，导致有线电视光纤网络的设计结构可能存在不合理的现象。为了解决这个问题，本文从光节点的数量、有线电视光纤网络与EPON网络的结合两个方面对有线电视光纤网络的设计模型进行了探讨，以期为有线电视光纤网络的模型设计，对有线电视的发展做出应有的贡献。作者简介：张旭（1979-），男，工程师，研究方向：广播电视网络设计与规划（光缆部分）、广播电视网络维护。

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