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序论：在您撰写光纤通信系统的基本组成时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
关键词：光纤，语音，传输，光电检测
最基本的光纤通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。其中数据源包括所有的信号源，它们是话音、图象、数据等业务经过信源编码所得到的信号；光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，先后用过的光波有0.85、1.31和1.55三个低损耗窗口。光学信道包括最基本的光纤，还有中继放大器EDFA等；而光学接收机则接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图象、数据等信息。论文格式。在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲'0'码和'1'码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM（pulse code modulation），即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生。光纤通信系统的基本组成原理图如下图1-1所示：
图1-1光纤通信系统
1.1光发射端机
光发射机是实现电/光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆中传输。电端机就是常规的电子通信设备。光发射机的原理图如下图1-2所示：
图1-2光发射机原理框图
光源是光发射机的核心，其性能好坏将对光纤通信系统产生很大的影响。目前光纤通信系统使用的光源都是由半导体材料制成的，而半导体光源分两种：发光管LED和激光管LD。由于半导体激光器发出的是激光，发光功率大、谱线宽度窄，但电路结构复杂，温度特性差。而半导体发光二极管发出的是荧光，发光功率不大，谱线宽度宽，但电路结构简单、寿命长、价格便宜。在实验室中经常用到。
1.2光纤或光缆
光纤作为传输媒介，作用是将发射端机光源发出的光信号，经远距离传输后耦合到接收端机的检测器，完成信息传输任务。在通信中使用的光纤通常是由石英玻璃制成的，由纤芯和包层组成。目前，塑料光纤应用于低速、短距离的传输中。其构成光纤的纤芯与包层都是塑料材料。与大芯径50/125μm和62.5/125μm的石英玻璃多模光纤相比，塑料光纤的芯径高达200～1000μm，其接续时可使用不带光纤定位套筒的便直注塑塑料连接器，即便是光纤接续中芯对准产生 ±30μm偏差都不会影响耦合损耗。正是塑料光纤结构赋予了其施工快捷，接续成本低等优点。另外，芯径100μm或更大则能够消除在石英玻璃多模光纤中存在的模间噪音。论文格式。
1.3中继器
含有光中继器的光纤传输系统成为光纤中继通信。光信号在光纤中传输一定的距离后，由于受到光纤衰减和色散的影响会产生能量衰减和波形失真，为保证通信质量，必须对衰减和失真达到一定程度的光信号及时进行放大和恢复。中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个：一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减；另一个是对波形失真的脉冲进行整形。
1.4光纤连接器、耦合器等无源器件
由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的（如1Km)。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是，光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。
1.5光接收端机
光收信机是实现光/电转换的光端机。 它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后，再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端的电端汲去。光接收机原理图如下图1-3所示：
图1-3光接收机电路原理方框图
2、光纤语音电路设计
光纤语音电路由三部分组成：光发射电路、光纤和光接收电路。论文格式。其工作原理是：音频信号最初是声波，由发送器的电子麦克风转换为电信号。此信号由LM358组成的音频放大器放大，并且借助于一个单独的晶体管控制LED的端电压，将电信号转换为光信号。光信号送入光纤或光缆。在光纤或光缆的另一端，光信号照射到接收器的光电检测器上。光电检测器再将其转换为电信号。此信号被放大并送入扬声器转换为声波恢复为原始信号。
2.1、发射器电路板
此电路主要是把音频信号经麦克风转换为电信号，电信号经滤波器、多级放大器把微弱的电流信号转换为适合半导体二极管发光的电压信号，在晶体管的调制下把电信号转换为光信号送入光纤中进行传输。在发射器电路上有一个话筒和调制LED发光的线路。LED装在塑料壳中以便于连接光纤或光缆进行发送信号。在实验室里设计操作可以使用200m长的塑料光纤传送语音信号，也可以使用玻璃光纤在更远的距离内通信。光纤语音发射器电路如下图1-4所示：
图1-4光纤语音发射电路
2.2、光电接收器电路板:
在接收器电路板上通过光电检测器把光纤传输的微弱的光信号转换为电信号，经电容滤波、运算放大器放大，把电流信号转换为电压信号，放大到适合扬声器输出的电压，恢复原始的语音信号。光纤语音接收电路如下图1-5所示：
图1-5光纤语音接收电路
3、结 语
本文详细的介绍了光纤通信系统的组成，为设计光纤语音传输电路提供理论基础。在该电路系统中语音信号以光波形式在光缆内传输、不受任何电场和磁场的影响。传输距离远，抗干扰能力强。每个电路板需要一个9V电池，元件简单，易于实现，在实验室就能操作完成。
参考文献
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[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
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关键词：光纤系统，光端机，现状，前景
中图分类号：TQ 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2014）08-01-01
随着我国改革开放力度的加大和我国科技的不断发展，我国的各个领域的技术都得到了某种程度的发展。而光纤技术是我国近几年来快速发展起来的一种新的光学技术，它是光和电子技术相结合的产物。在我国光纤作为一种信息传输介质得到了广泛地应用，并且应用的领域逐渐地扩大，这种技术也普遍地应用到物理学中，它具有很多其它技术不具备的优点，主要表现在它不受电磁辐射的影响、适用的范围广、它的应用可以避免产生火花，在油库和易燃环境中更能体现出这种技术的优越性，光纤不仅是一种敏感的元件也是一种优良的传输线，所以它可以用在电子传感器不适用的地方。光纤传感器的突出优点是安全防爆，同时还具有一些比较有特点的优点，比如说传感器本身体积小、重量轻；由光纤传感器组成的传感系统便于与计算机连接这，可以满足多功能、智能化的要求；这种技术可以实现远距离测量和控制等。种技术的应用给我国的很多领域带来了很多的成功。
另外，光端机是光纤通信系统中基本组成部分，它包括了光发射机和光接收机。由于光端机负责光电转换以及光发射和光接收，所以光端机的质量直接影响了光纤传输系统的传输效果，继而影响了整个通信系统的效率。随着光纤通信技术的快速发展，对通信系统中的光端机的研究与应用就显得尤为重要了。
1光纤系统的概述
1.1光纤系统中的通信系统
光纤通信系统主要是以光为载波，再利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介，通过光电的转换来达到通信的目的。光纤通信技术是信息化的核心支柱之一。在经济和社会快速发展的今天，信息的容量与日俱增，为了改善信息传输效率，光纤通信技术被广泛地应用到了社会很多通信相关领域，成为了促进社会发展的一种关键技术。
最基本的光纤通信系统是由光发信机、光收信机、光纤、中继器、耦合器等部分组成，其中光发信机是实现电和光转换的光端机，它的主要功能是将来自于电端机的信号调制成已调光波，继而被光纤传输出去；光收信机也是实现光和电转换的光端机，它由光检测器和光放大器组成，功能是将光纤传输出来的信号转变成电信号，最后输送到接受信号的电端汲去；中继器主要由光检测器、光源、判决再生电路组成，它的功能主要是补偿光信号和对失真的脉冲进行整形；另外，系统中的数据源包括所有的信号源，它们是话音、图象、数据等业务经过信源编码所得到的信号；光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，先后用过的光波窗口有0.85、1.31和1.55。光学信道包括最基本的光纤，还有中继放大器EDFA等；而光学接收机则接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图象、数据等信息。
为了确保系统运行的畅通，大部分系统通常都会设置备用系统，这就相当于对磁盘做了备份。正常情况下只有主系统工作，但是如果主要系统出现故障，就可以立即切换到备用系统，这样做的目的是为了保障通信的畅通和正确无误。辅助设备是对系统的完善，它包括监控管理系统、公务通信系统、自动倒换系统、告警处理系统、电源供给系统等。其中，监控管理系统可对组成光纤传输系统的各种设备自动进行性能和工作状态的监测，当系统发生故障时会自动告警并予以处理，对保护倒换系统实行自动控制。对于设有多个中继站的长途通信线路及装有通达多方向、多系统的线路维护中心局来说，集中监控是必须采用的维护手段。
1.2光纤系统中的光端机
光端机是光信号传输的终端设备，它是光纤通信系统中基本组成部分，包括了光发射机和光接收机。由于光端机负责光电转换以及光发射和光接收，所以光端机的质量直接影响了光纤传输系统的传输效果，继而影响了整个通信系统的效率。由于我国科技的不断发展和光纤成本的降低，光端机被广泛地应用于各个领域。光端机是一个延长数据传输的光纤通信设备，它主要是通过信号调制、光电转化等技术，利用光传输特性来达到远程传输的目的。光端机一般成对使用，分为光发射机和光接收机，光发射机完成电和光转换，并把光信号发射出去用于光纤传输，光接收机主要是把从光纤接收的光信号再还原为电信号，完成光和电的转换，光端机作用就是用于远程传输数据。
2光纤系统发展的现状
近年来，我国的光纤通信技术得到了快速的发展，很多新技术得到了广泛地应用，这使得通信能力大幅度提高，也使得光纤通信的应用范围不断扩大，而且光纤本身也得到了广泛的发展。其中普通单模光纤是最常用的一种，随着光纤通信系统的发展，光的中继距离和单一波长信道容量不断增大，光纤的性能还可能得到进一步的优化；我国在很多主要的干线上采用了光缆，很多多模光纤已经被淘汰，全部采用单模光纤，有的曾经采用过的光纤已经完全淘汰；很多已采用的光缆具有距离短、分支多、分插频繁等特点，为了增加网的容量往往是增加光纤芯的数量来实现的。特别是在市内的管道中，由于管道的体积有限，所以增加光纤芯的数量的同时减小光缆的直径和重量是非常重要的；室内的光缆往往是用来传输语音、数据、视频信号的，在室内电缆安装过程中要考虑的是电缆的易损性。
3光纤系统及对光端机的发展前景
随着我国科技的不断发展，光纤技术是我国近几年来快速发展起来的一种新的光学技术，它是光和电子技术相结合的产物。光纤通信技术作为信息技术的重要的支撑平台，它在未来的社会发展中必将起到举足轻重的作用。虽然这个技术的发展不会是一帆风顺的，但今后的通信技术发展和应用仍然走上坡路。另外，从当代的通信发展趋势看，光纤通信将成为未来通信发展的主流，真正的全光网络时代将很快到来。
结语
随着我国改革开放力度的加大和我国科技的不断发展，我国的各个领域的技术都得到了某种程度的发展。而光纤技术是我国近几年来快速发展起来的一种新的光学技术，它是光和电子技术相结合的产物。在我国光纤作为一种信息传输介质得到了广泛地应用，并且应用的领域逐渐地扩大，同时取得了很多成功。另外，光端机是光纤通信系统中基本组成部分，光端机的质量直接影响了光纤传输系统的传输效果，继而影响了整个通信系统的效率，对通信系统中的光端机的研究与应用就显得尤为重要了。随着科技的不断发展，我国一定会取得这个领域的更大的突破。
参考文献
[1]霍云.新时期光接收机的发展方向[J].有线电视技术，2009
关键词：铁路区段；光纤通信；铁路通信；铁路现代化现设
中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）31-0086-04
铁路通信是铁路运输的重要组成部分，是铁路信息化的基础，是铁路实现集中统一指挥的重要手段，是保证行车安全、提高运输效率和改进管理水平的重要基础设施。铁路通信通过对信息的采集、处理、传递和控制，与铁路其他部门协同工作，保证列车的正常运行以及各项运输作业和管理工作的顺利进行。一旦通信不通，铁路运输将陷于瘫痪，整个国民经济将遭受严重损失。
一、铁路区段光纤通信系统的基本组成与分类
（一）光纤通信系统的基本组成
所谓光纤通信，就是利用光纤来传输携带信息的光波，以达到通信的目的。要使光波成为携带信息的载体，必须在发射端对齐进行调制，而在接收端把信息从光波中检测出来（解调）。依目前技术水平，大部分采用强度调制-直接检测方式（IM=DO）。光纤通信的3个传输窗口是：0.85μm（短波长窗口）、1.31μm和1.55μm（长波长窗口）。数字光纤通信系统方框图如图1所示：
从图中可以看出，数字光纤通信系统基本上由光发射机、光纤和光接收机组成。
光发射机的主要作用是将电信号转换成光信号耦合进光纤。光发射机中的重要器件是能够完成电-光转换的半导体光源，目前主要采用半导体激光器（LD）或半导体发光二极管（LED）。在发射端，电端机把模拟信息（如语音）进行模/数转换，转换后的数字信号复用后再去调制发射机中的光源器件，一般是半导体激光器，则光源器件就会发出携带信息的光波。如当数字信号为“1”时，光源器件发射一个“传号”光脉冲；当数字信号为“0”是・，光源器件发射一个“空号”（不发光）。光发射机的作用就是进行电/光转换，把数字化的电脉冲信号码流（如PCM语音信号）转换成光脉冲信号码流，并输入到光纤中进行传输。
在光纤通信系统的线路上，目前主要采用由单模光纤制成的不同结构形式的光缆，这是由于它具有较好的传输特性。
为了保证通信质量，在收发端机之间适当距离上必须设有光中继器。光纤通信中光中继器的形式主要有两种，一种是光―电―光转换形式的中继器，另一种是光信号上直接放大的光放大器。
光接收机的主要作用是将光纤送过来的光信号转换成电信号，然后经过对电信号的处理以后，使其恢复为原来的脉码调制信号送入电接收机。光接收机中的重要部件是能够完成光/电转换任务的光电检测器，目前主要采用光电二极管（PIN）和雪崩光电二级管（APD）。
在接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机解复用后再进行数/模转换，恢复成原来的模拟信息。光接收机的作用就是进行光/电转换，把数字电信号（通信信息）经过放大、均衡后再生出波形整齐的电脉冲信号。就这样完成了一次通信的全过程。
（二）铁路区段光纤通信系统的分类
光纤通信系统可以根据系统所使用的传输信号形式、传输光的波长和光纤的类型进行不同的分类。
1．模拟光纤通信系统。在光纤通信系统中，输入电信号不采用脉冲编码信号的通信系统即为模拟光纤通信系统。在长距离传输时，采用中间曾音站将使噪声积累，故只能应用在短距离传输线路上。在公用通信网中的用户部分，可用这种方式传输宽带视频信号。
模拟光纤通信主要的优点是不需要数字通信系统中的模/数转换和数/模转换，故比较经济。而且一个电视信号如采用数字通信方式，可不用频带压缩，140Mbit/s的系统只能通一路电视。在目前的技术情况下，为了在用户网传送多路宽带业务，采用频率调制的频分多路复用的模拟光纤通信方式。
2．数字光纤通信系统。数字光纤通信系统是光纤通信的主要通信方式。数字通信的优点是：抗干扰能力强，使用再生技术时噪声积累少，易于集成以减少设备的体积和功耗，转接交换方便，利于与计算机结合等。数字通信的缺点是：所占的频率宽，而光纤的带宽比金属传输线要宽许多，弥补了数字通信所占频带宽的缺点。光纤通信在接收和发送时，在光电转换过程中所产生的散粒效益噪声和非线性失真较大。但若采用数字通信，中继器采用判决再生技术，噪声积累少。因此，光纤通信采用数字传输成了最有利的技术。目前在人类社会进入信息社会的时代，各国在公用通信网中的长途干线和市内布局间中继线路，均纷纷采用数字光纤通信系统作为主要传输方式，以便实现传输网的数字化。
二、区段调度通信网络
铁路局调度有两种类型：意识以局调度指挥中心对全局相关站段的调度指挥，其通信网络结构，有的用专线组成星型调度通信网络，有的用铁路自动电话拨号呼叫进行联络；二是铁路局调度员仅对铁路上某一区段的各车站（段、所、点）进行调度指挥，按其调度范围我们仍称为区段调度通信。
（一）区段调度通信网络的特点
铁路区段调度通信业务性质、地理位置以及安全可靠性的特殊要求等多方面因素来组建的，概括起来有两大特点：
1．数字共线型的通信网络。区段调度的通信方式：调度所调度员车站值班员为指令型；车站值班员调度所调度员为请示汇报型。
根据调度业务性质为一点对多点的调度指挥，地理位置又呈链状结构，为有效利用传输通道，仍沿用模拟通信时的共线方式。
2．以2M自愈环组成区段调度通信网络。区段调度业务包括了列车调度、货运调度、电力调度，每一类调度分别只占用一个时隙，一个2M传输通道的通信容量，完全可以容纳多个区段的各类调度业务。组网时，一个2M数字通道从始端站至末端站按上下行逐站串接，末端站又从另一层传输网中的一个2M返回至主系统，从而构成一个2M数字环。
（二）区段调度通信网络的组成
区段调度通信组网时，必须根据数字传输通道和铁路运输区段的实际情况，综合考虑如何组成2M自愈环。
首先确定一个自愈环内串接多少个分系统（车站）。在保持同步和呼叫响应时间不大于50ms的要求下，根据制造商提供的资料可以稳定串接50～64个分系统。50个车站之间的线路长度不会小于500km，至少有4个行车调度区段，这对安全可靠性来说是不可取的。在实际运用中，运输繁忙的主干线路上以一个行车调度区段为一个2M自愈环，其他线路上以两个行车调度区段合用一个2M自愈环。
（三）时隙分配及网络的综合运用
区段调度通信网络采用PCM30/32传输，TSO为同步时隙，TS16为标志信号时隙，TS1-TS15及TS17-TS31 为30个话路时隙。区段调度通信网络组成采用2M逐站串接方式，其内部信令控制线需占用3～4个时隙，一般安排在TS28-TS31，因此可用时隙还有26个。
区段内调度通信业务包括，列车调度、货运调度、电力调度、无线列车调度，占用4个共线时隙。即使由两个调度区段组成的2M自愈环，也只需6～8个共线时隙。另外站间行车电话需占用2～3个站间时隙（将时隙分段使用）。因此，如果仅开放区段调度电话业务，只需8～11个时隙，还有2/3的通信容量空闲。而铁路数字专用通信系统完全是针对铁路区段通信的特点和需要而开发的产品，接口丰富、使用灵活，可以提供数字共线的通信业务，因此完全可以利用区段调度网络内的空闲时隙开放中间战局调分机、区间应急通信自动电话、区段公务专用电话等区段语音业务，以及红外线轴温检测传输通道、电力远动、信号检测等区段数据通信。这样做不仅可以节省投资、降低运营成本，还可真正实现铁路区段专用通信数字化、综合化。
三、区段光纤调度通信系统的业务和功能
区段调度通信系统可以全面实现铁路各项专用通信业务，包括区段调度通信、站场通信、站间通信、区间通信、专用通信等；同时利用该系统可以实现一系列扩展业务，包括为其他业务提供通道、自动电话放号等。
（一）区段调度通信
区段数字调度通信系统可以实现铁路局所有方向、所有区段的区段调度通信业务，并可以实现与局调、干线调度的多级联网。调度通信方式为以调度员为中心的一点对多点的通信系统。区段调度员可按个别呼叫、组呼或全呼等方式呼叫调度下去范围内相关的所属用户并通话，并接收所属用户的呼叫并通话。通话方式为全双工方式，也可根据需要设置为单工定位受话方式。
调度业务的通道组网方式有以下几种：星型、共线型、综合性、混合型，组网方式的选择主要视区段数字调度通信系统的2M通道组网方式和是否存在模拟分机而定。如在最常用的2M环型组网方式下，可以用数字共线的方式；如果该调度区段的某些分机仍为模拟分机，则需要混合型组网方式。
调度员一般使用键控式操作台，通过2B+D接口接入主系统；调度分机一般采用键控式操作台或共电话机，通过2B+D接口或共电接口就进接入相应的分系统。调度通信的实现需要区段数字调度通信系统的主系统和相关分系统协作完成。以2M环型组网为例，调度员和调度分机的语音通道为数字共线通道，呼叫信令则在专用通信时隙内传送。专用通信时隙为典型的总线型结构，以主系统为主导，其他分系统处于从属地位，主系统对各分系统采用分时轮询的访问方式。
（二）站场通信
站场通信包括车站集中电话、驼峰调车电话、平面调车电话、货运电话、列检电话、车号电话和商检电话等。站场通信时铁路专用通信的重要组成部分，它上与调度电话、专用电话联系，下与铁路车站站场内不同用户保持联系。
每个车站分系统都是一个独立的调度交换机，车站分系统可实现以一个或多个车站操作台为中心，接入各种站场电话，并保留原有通信方式的站场通信系统，以取代原有集中机等既有站场通信设备。
值班员使用键控式操作台，通过2B+D接口接到车站分系统；站场内的用户可以通过共电接口、共分接口、磁石接口等接入到车站分系统；站场广播系统通过共分接口接入到车站分系统；调度电话、专用电话除了可以从车站分系统的数字接口接入，还可以再没有数字通道时从选号接口、共分接口接入，通过车站分系统内部的数字无阻塞时隙交换网络、多方会议电路方便灵活地组成了站场通信，值班员可以通过操作台上的按键任务实现单呼、组呼、会议呼。
（三）站间通信
车站值班员一般使用键控式操作台作为值班台，站间呼叫一般为单键操作，即一键直通。如果不考虑跨站站间通信业务，站间通信一般占用2M环中两个64kbit/s。通道时隙，其中一个时隙为主用站间时隙，另一个作为备用站间时隙。主用时隙处于分段复用状态，即任一车站与其上、下行车站的站间通话均使用该时隙，也就是说通过车站分系统的交叉连接功能实现了时隙的分段复用。当2M环的通道出现一处断点时，该断点两侧两个车站将无法利用主用站间时隙进行站间通话，这时系统将自动启用备用站间时隙作为这两个站的站间通话通道。
站间通信的呼叫信令一般有两种处理方式，其一是两个分系统通过主系统转发呼叫信息；其二是两分系统间建立直达信令通道，直接处理站间呼叫信令。两种处理方式中，前者站间呼叫依赖主系统，而后者站间呼叫与主系统无关。
区段数字调度通信系统可利用既有的站间模拟通道作为站间数字通道的备份，当某分系统无法通过数字通道与邻站通信时，系统会自动将站间通信切换到模拟备用通道上进行。车站分系统一般采用磁石接口接入站间模拟通道。
在实际应用中，站间通信在某些情况下被允许跨站使用，此时，只需再给一个时隙做这种站间通信用，同样这个时隙也可以被分段使用。
（四）系统功能
1．DXC功能。区段数字调度通信系统的主系统和分系统均具有全时隙交叉功能，故单个系统和整个系统均具有完备的DXC功能。利用这一功能可以很方便地为其他业务或应用提供点对点的通道，如站内、邻站间或任意两个站间的通道。同时，由于区段数字调度系统的主系统和分系统有丰富的会议资源，还可以为其他业务提供数字共线通道。系统支持各种复杂连接的调度业务、专用业务、各种复杂的数字共线业务以及点对点、点对多点、广播型的半固定接续等。
2．集中维护管理功能。区段光纤调度通信系统的集中维护管理系统参照电信管理网（TMN）标准，涵盖了配置管理、性能管理、故障管理、安全管理四大功能。
参考文献
[1] 黄俊武．现代铁路通信的作用、发展水平及我国的差距[J].哈铁科技通讯，1996，（12）．
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[3] 王．铁路通信技术[M]．北京：中国铁道出版社，2010．
[4] 陈非．FH98数调系统在铁路公安调度通信中的应用[J]．郑铁科技通讯，2008，（12）．
【关键词】光纤通信网络技术应用
随着现代科学技术水平的飞速发展，通信技术在近几年得到了迅猛发展。光纤通信的应用给了人们很大的便利，备受人们的广泛关注。然而，人们并没有局限于当前的光纤通信技术水平，而是不断开拓进取，积极创新，开发与利用新的光纤通信网络技术。
一、光纤通信的特点
1.通信容量大。
2.中继距离长。
3.保密性能好。
4.抗电磁干扰能力强。
5.体积小、重量轻、便于施工维护。
二、光纤通信的应用
光纤一方面可以传输数字信号，另一方面可以传输模拟信号。因此，光纤应用非常广，目前在广播通信网以及计算机网都得到了很好的应用。光纤通信的应用主要体现在以下几个方面：一是通信网，比如全球通信网、公共电信网、电力、铁道等各种专用的通信网、石油与化工等领域的特殊通信手段等。二是计算机局域网以及广域网。比如光纤以太网以及路由器间光纤传输链路等。三是电视干线与分配网，工厂与银行等电视系统的监控数据传输等。四是综合业务的有源接入网与无源接入网。综合业务是指可以实现电话与视频，还有多媒体技术业务等综合接入的核心网络，以提供多种的社区服务。
三、光纤通信系统的基本组成
要让光波可以成为携带各种信息的有效载体，就应该对其给予调制，可以在接收端再将信息于光波中正确检测出来。但是，当前检测技术水平是有所限制的，对光波给予频率调制以及相位调制仅仅在实验室中进行，还没有达到实用化的水平，所以目前多数运用强度调制跟直接检波的方式。
光纤通信系统（数字）一般来说，由光发送机、光纤以及光接收机等部分组成。
光发送机之功能就是将输入电信号顺利转换成光信号，并运用耦合技术将光信号尽量全部注入光纤的线路中。光发送机主要是由光源与驱动器，以及调制器等部分组成的，其中光源属于光发射机之核心部分。光纤线路之功能就是将从光发送机发出的光信号，以比较小的失真与衰减成功传输到光接收机当中。光纤线路主要由光纤与光纤接头以及光纤连接器等部分组成。光接收机之功能就是将从光纤线路输出、产生失真与衰减的微弱的光信号顺利转换成为电信号，并且经过放大以及其他处理以后恢复成原来发射前的电信号。光接收机主要由光检测器以及放大器等部分组成。其中，光检测器属于光接收机之核心部分。
四、光纤通信系统新技术探索
1.全光网的光复用。波分复用、光时分复用与光码分复用是当前光网络的光复用技术的主要种类。波分复用比较简单，也比较实用，在现代通信网中可以说发挥了非常大、积极的作用。
2.光通信用微波副载波复用。光通信用微波副载波复用系统（SCM），它是把微波设备跟光纤传输技术进行复用的一种新的通信方式。事实上，它是将基带信号先调制于一个频率为几吉赫（微波频率）的副载波，接着使用数个不同的频率的副载波进行合起来，对一个光源给予光强度的调制。此种微波频率一般叫做副载波频率，这个光波就叫做光载波，那么整个复用方式则叫做微波副载波的复用。此种复用系统有许多优点：一是微波信号并不是空间传送，它是在光纤当中进行传输，这样可以有效避免微波信号受到其他微波的信号饿干扰。二是一个光源能够同时承载数个微波副载波，每一个副载波能够分别传送出各种类型不一样的的业务信号，所以是容易实现模拟信号以及数字信号之混合性传输，并且信号之间容易分离。三是传输容量比较大、抗干扰能力强、所传送信号的质量比较高等。
总之，光纤已经成为当前全球信息宽带传输的一种非常重要的媒质，相信光纤通信系统必会成为将来全球信息基础设施的重要支柱。
参考文献
[1]邱昆.光纤通信系统[M].电子科技大学出版社，2005.
关键词：波分复用；解复用
中图分类号：TN929.11 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2011) 18-0000-02
Optical Wavelength Division Multiplexing System
Li Yan
(China TieTong Changchun Branch,JiLin 130061,China)
Abstract:This paper introduces the basic concepts of optical wavelength division multiplexing system,system construction,working principle and key technologies.
Keywords:Wavelength division multiplexing;Demultiplexing
随着通讯技术的日新月异，网络容量受到严重考验。传统的传输网络扩容方法采用空分复用（SDM）或时分复用（TDM）两种方式。这种采用单一波长的光信号的传输方式是对光纤容量的一种极大浪费。波分复用技术就是在这样的背景下应运而生的。
一、光波分复用的基本概念
通常人们把光信道间隔较大的复用称为光波分复用（WDM）。光波分复用技术是在一根光纤中同时传输多个波长光信号的一项技术。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来（复用），并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接受端又将组合波长大的光信号分开（解复用），并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端，因此将此项技术称为光波长分割复用，简称光波分复用技术。图1示出了波分复用系统的基本组成。
图1.波分复用系统的基本组成
二、光波分复用的主要特点和构成
WDM技术使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍甚至几百倍，充分的利用了光纤的巨大带宽资源；由于WDM技术使用的各波长信道相互独立，因而可以同时传输多种不同类型的信号；WDM技术有高度的组网灵活性，如长途干线网、多路多址局域网等，可以利用WDM技术选择路由，实现网络交换和故障恢复。WDM系统的基本构成主要有两种形式，即双纤单向和单纤双向。
（一）双纤单向传输
单向WDM是指一根光纤只完成一个方向光信号的传输，反方向的光信号由另一光纤完成。即在发送端将载有各种信息的、具有不同波长的已调光信号λ1，λ2，……，λn通过光复用器组合在一起，并在同一根光纤中沿着同一方向传输，由于各个光信号是调制在不同的光波长上的，因此彼此不会相互干扰。在接收端通过光解复用器将不同波长的光信号分开，完成多路光信号的传输任务。因此，同一波长可以在两个方向上重复利用。
（二）单纤双向传输
单纤双向指光通路同时在一根光纤上向两个不同的方向传输，所用波长相互分开，因此这种传输允许单根光纤携带全双工通路。与单纤单向WDM相比单纤双向WDM系统可以减少光纤和线路放大器的数量。
三、WDM系统的关键技术
（一）光源技术
光源是光纤通信系统的关键器件，它产生光通信系统所需要的光载波，其特性的好坏将直接影响光纤通信系统的性能。
光纤通信系统对光源有以下要求：（1）合适的发光波长。光源的发光波长必须在光纤的低损耗区。（2）足够的输出功率。光源的输出功率必须足够大，光源输出功率的大小将直接影响光纤通信系统的中继距离。（3）可靠性高，寿命长。只有光源的工作寿命长，通信才可靠。（4）输出效率高。输出光功率与所消耗的直流电功率的比值叫做输出效率，要求输出效率尽量高。（5）光谱宽度窄。光谱宽度是光源的发光波长范围，光源的光谱宽度直接影响系统的传输带宽，它与光纤的色散效应相结合就产生了噪声，从而影响系统的传输容量和中继距离。（6）聚光性好。（7）调制方便。调制即是把话音等信息附载在光波上。（8）价格低廉。
下面重点介绍一下光源技术中的激光器：激光器的种类很多，但其制造原理基本相同，大多由激励系统、激光物资和光学谐振腔三部分组成：激励系统就是产生光能、电能或化学能的装置；激光物资是能够产生激光的物质；光学谐振控的作用来加强输出激光的亮度，调节和选定激光的波长和方向等。
在光纤通信系统中，所用的光源有三种：一类是有半导体材料制造的，分为半导体激光器、半导体发光二极管和另一类光纤激光器等非半导体激光器。
激光器产生激光有三个主要元素：（1）激活介质能经受发射雨使射入光强放大。（2）能使激活介质产生粒子数反转的泵浦装置。（3）放置激活介质的谐振腔，它增加放大并实施发射频率的选择。
（二）光放大技术
光放大器在波分复用系统中，用于实现多波长的同时放大，延长通信距离。在WDM系统中，波分解复用器和波分复用器插入衰耗比较大，使得波分复用系统的中继距离接近零，光放大器用于光功率放大器和光前置放大器就可以补偿这些器件的插入衰耗。另外WDM系统由于电再生中继距离的不断延长，使得越来越多的色散补偿光纤被引入到长途波分复用系统中来，光放大器也常常被用来补偿色散，补偿光纤的衰耗。
光纤放大器主要有三种不同的用途：一是在发射机侧用作功率放大器以提高发射机的功率，称为功率放大；二是在接收机之前作光预放大器以极大地提高光接收机的灵敏度，称为前置放大；三是在光纤传输线路中作中继放大器以补偿光纤传输损耗，延长传输距离，称为中继放大或线路放大。
光纤放大器不但可对光信号进行直接放大，同时还具有实时、高增益、宽带、在线、低噪声、低损耗的全光放大功能，是新一代光纤通信系统中必不可少的关键器件；由于这项技术不仅解决了衰减对光网络传输速率与距离的限制，更重要的是它开创了1550nm频段的波分复用，是光纤通信发展史上的一个里程碑。
（三）光滤波技术
实现WDM复用/解复用滤波器的技术是WDM系统的关键技术之一，所有现存的滤波器的基本工作原理都可以归结到干涉滤波或衍射滤波。其中完成复用的滤波器是将不同光源波长的信号结合在一起经一根传输光纤输出，称为合波器；反之，经同一传输光纤送来的多波长信号分解为个别波长分别输出，称分波器，有时同一器件既可作分波器，又可以作合波器。随着波分复用数不断增加和波长通道间隔不断减小，对WDM复用、解复用要求也越来越高。它要求插入损耗低，隔离度大，带内平坦，带外插入损耗变化陡峭，中心波长稳定性高等。滤波器在WDM系统中的主要应用第一就是构成各种解复用器，把复用在一起的光区分开。
四、总结
关键词: 《光纤通信》课程实验《视频光纤传输》互动式教学多媒体教学
光纤通信是通信技术新的重要发展方向,与传统的通信技术相比具有信息容量大、抗电磁干扰、保密性好等明显的优势。上世纪90年代中后期以后,我国的光纤通信技术迅速发展,目前其已经成为社会信息基础设施中不可缺少的一部分,广泛应用于各个领域。
光纤通信这一高新技术的发展,不仅需要通信领域的专业人士,而且需要大批光学和光电子领域的技术人员共同奋斗,因此,近年来我国许多高校的通信相关专业都陆续开设了光纤通信课程[1,2]。我校的光信息科学与技术专业为适应市场需求,结合本专业的特色,将《光纤通信》设立为专业必修课程,课程涵盖理论与实验两大部分。《光纤通信》是一门技术性较强的课程,开设实验的目的是让学生在系统学习光纤通信系统的基本原理、基本概念、基本技术和基本分析设计方法的基础上亲自动手,掌握光纤通信系统的基本组成和设计原理。实用化的光纤通信设备造价高昂,一般高校无法实现其基本配置,多数高校采用实验室适用的光纤通信实验箱作为主要实验设备。我校选用了众友科技有限公司设计研发的ZY12OFCom23BH1型光纤通信实验箱,该实验箱融合了当今的光通信技术发展的新技术和新器件,为学生理解光纤通信系统提供了较好的实验平台。
尽管采用光纤通信实验箱是目前解决开设《光纤通信》课程实验的最优方案,但是笔者经过多年的实践教学发现,以实验箱作为主要实验设备存在封装性强,不利于学生深入理解光纤通信系统组成与设计的弊病,有时学生在实验完成后还不清楚系统的基本原理。为此,笔者在实验中采用多媒体教学手段,以互动式教学形式为主,进行了教学试验。笔者以《视频光纤传输》实验为例,讲述了具体教学过程,希望为国内同行提供一种新的《光纤通信》课程实验教学模式,以弥补目前实验箱的教学缺憾,提高教学效果。
作为课程初期的一个基础实验,《视频光纤传输》的主要实验目的是让学生了解光纤通信系统的应用,并通过合理选取核心器件搭建能够传输视频的光纤系统。笔者将整个课程分为两个阶段,即基础实验阶段和提高实验阶段。其中,基础实验阶段为实验讲义中的基本内容,而提高实验阶段则需要发挥学生主观能动性设计实验步骤。
1.基础实验阶段
课程首先展示学生熟悉的两个应用领域――电话和MSN聊天(见图1)。笔者通过明确这两个应用是在光纤通信系统中完成的,激发学生搭建系统的兴趣,进而提出本实验的目的和任务。
明确任务后,引导学生运用理论知识选择系统核心器件,图2所示即为通过电子课件展示出的需要搭建的系统原理图。对于发送端的器件选择包括信源、调制器和载波源。
第一步,笔者提问:请大家考虑信源该如何选择呢?信源的功能是把原始信号转换成电信号,今天我们的任务是传输视频,信源的作用就是采集视频流,大家想,我们应该选用什么设备作为信源呢?学生说出CCD、数码相机、摄像头等设备,于是笔者在实验配件箱中选择了小摄像头。第二步,笔者提问:调制器有两种――模拟调制器和数字调制器。大家知不知道小摄像头采集到的视频流,不经过任何处理,是模拟信号还是数字信号呢?学生根据已有知识回答:是模拟信号,于是笔者确定了选用模拟调制器。第三步,笔者提问:光纤通信系统中常用的载波源有哪些呢,在本实验中应该选择哪种呢?尽管学生知道LD和LED是系统常用载波源,但是出于性能的考虑,认为应该选择LD。这时笔者引导:LD的各项指标确实优于LED,但最好的是否是最适合的呢?想想我们这个实验需要传输的数据量的大小,需要传输的距离,等等。这时,学生理解了在该实验任务下选择LED是更恰当的。由此完成了发送端的器件选择。在接收端笔者也进行了同样的互动式教学,引导学生进行正确的选择。完成器件选择任务后,笔者在课件上展示本实验要用到的传输模块(见图3),开始实验。
2.提高实验阶段
为了考查学生对系统搭建的掌握情况,笔者又提出了进一步的实验要求:利用现有的设备,让图像传输在更远距离实现。这个实验任务在实验讲义中没有,学生只有真正理解了前述实验原理,才能完成这一任务。
在基础实验阶段,视频传输由于是在同一台实验箱上完成的,因此传输距离有限。根据笔者提出的要求,学生经过分组讨论后,得出了结论:将两台实验箱联用。学生一致认为可行,于是进行了实验验证。由于有了基础实验阶段的搭建经验,学生多数可以顺利搭建系统,完成视频传输实验。
在这个实验环节中,从实验设计到系统搭建都是学生独立完成的,学生一方面加强了对视频传输系统的理解,另一方面激发了探索欲,进而增强了掌握本门课程的信心。
通过对比试验,笔者发现本方法与直接给出实验步骤的传统教学方法相比有以下几点优势:(1)学生实验积极性明显提高;(2)学生在理论课堂上学习的基本理论得到了巩固和应用;(3)学生对如何选择器件、搭建光纤视频传输系统有更深入的理解。
总之,互动式教学在《光纤通信》课程实验中发挥了很好的作用,极大地弥补了实验环节呆板,学生只关注结果而不重视过程、对系统原理无法深入了解等问题。再配合多媒体教学手段,学生能清晰明了地完成实验任务,达到实验目的。
参考文献:
[1]刘增基,周洋溢,胡辽林,周绮丽.光纤通信[M].西安:西安电子科技大学出版社,2005.
[2]陈才和.光纤通信[M].北京:电子工业出版社,2004.
