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随着网络的发展,大量的信息进行发送、传输、接收使信息传输操作面临严峻的形势。我国正在建设信息高速公路,综合考虑传输速度快、信息量大、出错率小等因素,光纤传输最为适合。光纤全称光导纤维,由玻璃或者塑料制成的纤维,由包层、内芯和树脂涂层三部分组成,每根光纤内芯很细,由包层保护,光纤聚集在一起形成光缆。光纤又分为单模光纤和多模光纤。光纤通信采用光波传输,通信带宽大、抗干扰性好和信号衰减小等优点,成为了现在主流传输方式,它是一个庞大的系统,由每一部分协调运行。
2 光纤通信技术的发展史
近几十年来,通信技术发展迅速,随着通信技术要求越来越高,光纤通信具有带宽高、出错率小、传输快速等特点,使其逐渐走进人们视野,成为应用最广泛的通信技术。目前,我国主干网基本上也都是光纤通信,但仍存在一些不足。为了更好、更安全的通信,我们需了解光纤通信技术的发展史。光纤通信技术起源于国外,20世纪五六十年代,开始研制出光纤,但那个时候光纤的损耗高达每千米358分贝。后又经过英国科学家几年的研究,研究出理论损耗可以减少到每千米19分贝的新型光纤。接着日本也开始研究光纤,但还是没能达到最低损耗。最后,康宁公司采用粉末法研制出了每千米损耗20分贝的石英光纤。最近,掺锗石英光纤损耗降到了每千米0.2分贝,已经达到了石英光纤理论上提出的最低损耗极限。
3 光纤通信技术
3.1 光纤通信技术概述
光纤采用光波通信,光纤是一种由玻璃或塑料制成的纤维,利用全反射原理来传输信息的材料。光纤的发射装置的一端采用发光二极管或者一束激光将光脉冲传输至光纤,另一端接收装置采用光敏元件检测脉冲信号。光纤又分单模光纤和多模光纤,单模光纤的直径在8um-10um之间,多模光纤的直径有50um和62.5um两种。两者相比,单模光纤的传输距离更长。
3.2 光纤通信技术的特点
3.2.1 传输带宽高、容量大
光纤与双绞线和同轴电缆相比,其传输带宽高及信息容量大。带宽高和光纤的直径没有直接关系,即:不会由于光纤的直径大而带宽高 。随着光纤通信系统各个终端设备技术的改进,与密集波分复用技术结合应用,使得光纤的通信带宽高及信息容量大。
3.2.2 损耗低,传输距离长
在光纤、双绞线和同轴电缆三种传输介质中,光纤的传输损耗最低。由于损耗低,那么传输的距离相对而言也就长。减少了通信系统中的中继器使用量,从而降低了布置整个系统的成本,直接给运营商带来更好的经济利益。
3.2.3 抗干扰性好,保密性强
光纤以石英为材料制成,石英有较好的绝缘性、抗腐蚀性,从而抗电磁波干扰性强,不会形成接地回路。一般电磁波传输容易泄露信息,从而保密性差,而光纤基本上不会发生串扰现象,保密性强。光纤在通信中,受环境影响极小,可见光纤适用于强电领域。光纤还有质量小,轻便,布网方便,成本低,原材料石英丰富,耐高温等特点。
4 现代光纤通信技术的现状
21世纪,光纤通信技术快速发展起来。光纤通信技术主要是引入了光纤接入网技术和波分复用技术,从而大大的提高了通信的质量和安全性。
4.1 光纤接入网技术
光纤接入网技术是光纤通信技术一个全新的领域,来实现信息快速和高速传输,满足了人们生活的需求。光纤接入网技术由宽带的主干传输网络和用户接入各部分组成。光纤接入网技术的关键环节或者最后一个环节就是用户接入技术。要想所有用户实现信息的高速传输,满足用户的带宽需求,用户接入技术主要是对接入网的用户终端而言,通过该技术为用户提供方便,方便为用户提高不受限制的宽带,来满足用户需求。光纤接入网技术除了为网络通信主干网负责数据传输外,还负责网络中所有用户接入网络的用户接入技术。目前,根据光纤宽带的接入位置,来进一步区分光纤,主要有FTTB、FTTC、FTTCab、FTTH等类型。首先,介绍光纤到户技术,简称FTTH。光纤到户技术主要在光纤宽带接入方面来提供全光的接入方式。光纤到户技术利用光纤带宽的特点,先收集宽带信息,接下来整理处理宽带信息,最后传输宽带信息。通过这样的操作来给用户提供所需要的带宽,来满足用户上网需求和信息传输需求。可见,光纤接入网的最后一个环节是光纤到户技术。根据光纤到户技术不同的应用来看主要分为光纤有源接入技术和光纤无源接入技术两种形式。光纤有源接入技术实际上就是点到点的P2P技术,其主要为用户可以实现用户PC到服务器终端的直接连接,P2P可以实现高带宽接入;光纤无源接入技术则为一点到多点的XPON技术。传统网络通信方式一般都具有通信瓶颈的问题,光纤接入网技术能够很好地解决这个问题,能够满足主干网络或者核心网络的传输通信信息量。为了更好地满足用户和网络的传输需求,通常光纤接入网技术会结合SDH. ATM等多种技术混合使用,产生GPON、APON和EPON三种技术。一般而言,在电路交换性的业务通常使用GPON技术;只在信息传输过程中起到点对多点的连接作用的是EPON;相比较而言APON技术相对复杂,其用的比较少。
4.2 波分复用技术
波分复用技术是使用波分复用器,来大大降低光纤的损耗,从而来提高带宽,传输更大的信息量。波分复用技术可以使用在不同的光波频段和不同的波长,将传输的低损耗窗口分为很多个单通信管道。波分复用技术同时也在发送端装备波分复用器,利用它把不同的信号一起传送到光纤中,再利用光纤进行信息的传输。同样也在接收端安装波分复用器,其作用是把光纤中输出的信号再按不同的频率和波长进行分开处理。在接收端分离这些不同信号过程中,在同一个信道里的光波信号是独立的,从而实现不同光波信号在同一个信道里传输,即光复用技术传输。目前,波分复用技术在飞速发展,使用范围不断扩大。波分复用技术其中的粗波分复用技术,其信道间隔为20nm,采用波分复用技术中的集体发送和划分,从而实现在1260nm-1620nm范围内波长的波分复用。采用此技术能够大大降低光器件的成本,从而提高运营商的经济利益,同时也在很大程度上提高了信道容量。因此,波分复用技术得到了很多运营商的好评并得到了很大程度的应用。
4.3 光放大技术
在光纤接入网技术和波分复用技术两个技术成熟的同时,为了更好地通信,进一步引入光放大技术,光放大技术主要是采用光放大器对光信号进行放大加强。光放大技术很大程度上促进了光复用技术、光孤子通信以及全光网络的快速发展。在放大传信号之前,应该进行OEO变换,即:光电变换及电光变换。
5 总结
关键词:光纤光缆;技术发展
信息通信业是一个充满生机与活力的朝阳产业,网络经济有着强大的生命力,信息技术、网络技术的发展在如今仍然是推动社会进步的重要动力,信息网络化仍然是当今世界经济、社会发展的强大趋势。因此在全球经济好转、通信市场复苏及我国西部开发等有利条件下,我们应积极了解光纤与光缆技术的发展特点及其产业的发展前景,抓住机遇,促进光纤光缆技术与产业向更大的方向发展。
一、光纤技术发展的特点
1.1网络的发展对光纤提出新的要求
不管下一代网络如何发展,一定将要达到三个世界,即服务层面上的IP世界、传送层面上的光的世界和接入层面上的无线世界。下一代传送网要求更高的速率、更大的容量,这非光纤网莫属,但高速骨干传输的发展也对光纤提出了新的要求。
(1)扩大单一波长的传输容量
(2)实现超长距离传输
(3)适应DWDM技术的运用
1.2光纤标准的细分促进了光纤的准确应用
光纤标准的细分促进了光纤的准确使用,细化标准的同时也提高了一些光纤的指标要求(如有些光纤几何参数的容差变小),明确了对不同的网络层次和不同的传输系统中使用的光纤的不同指标要求(如PMD值的规定),并提出了一些新的指标概念(如"色散纵向均匀性"等),对合理使用光纤取得了很好的作用。所有这些建议的修改、子建议的出现及新子建议的起草,都意味着光纤分类及指标、测试方法有某些改进,或有重要的提升;都标志着要求光纤质量的提高或运用方向上的调整,是值得注意的光纤技术新动向。
1.3新型光纤在不断出现
为了适应市场的需要,光纤的技术指标在不断改进,各种新型光纤在不断涌现,同时各大公司正加紧开发新品种。
(1)用于长途通信的新型大容量长距离光纤
主要是一些大有效面积、低色散维护的新型G.655光纤,其PMD值极低,可以使现有传输系统的容量方便地升级至10~40Gbit/s,并便于在光纤上采用分布式拉曼效应放大,使光信号的传输距离大大延长。
(2)用于城域网通信的新型低水峰光纤
城域网设计中需要考虑简化设备和降低成本,还需要考虑非波分复用技术(CWDM)应用的可能性。低水峰光纤在1360~1460nm的延伸波段使带宽被大大扩展,使CWDM系统被极大地优化,增大了传输信道、增长了传输距离。
(3)用于局域网的新型多模光纤
虽然多模光纤比单模光纤价格贵50%~100%,但是它所配套的光器件可选用发光二极管,价格则比激光管便宜很多,而且多模光纤有较大的芯径与数值孔径,容易连接与耦合,相应的连接器、耦合器等元器件价格也低得多。由于局域网发展的需要,它仍然得到了广泛使用。
(4)前途未卜的空芯光纤
据报道,美国一些公司及大学研究所正在开发一种新的空芯光纤,即光是在光纤的空气够传输。从理论上讲,这种光纤没有纤芯,减小了衰耗,增长了通信距离,防止了色散导致的干扰现象,可以支持更多的波段,并且它允许较强的光功率注入,预计其通信能力可达到目前光纤的100倍。欧洲和日本的一些业界人士也十分关注这一技术的发展,越来越多的研究证明空芯光纤似有可能。
二、光缆技术的发展特点
2.1光网络的发展使得光缆的新结构不断涌现
光缆的结构总是随着光网络的发展、使用环境的要求而发展的。新一代的全光网络要求光缆提供更宽的带宽、容纳更多的波长、传送更高的速率、便于安装维护、使用寿命更长等。近年来,光缆结构的发展可归纳为以下一些特点。
(1)光缆结构根据使用的网络环境有了明确的光纤类型的选择,如干线网光纤、城域网光纤、接入网光纤、局域网光纤等,这决定了大范围内光缆光纤传输特性的要求,具体运用的条件还有可依据的细分的标准及指标;
(2)光缆结构除考虑光缆使用环境条件以外,越来越多的与其施工方法、维护方法有关,必须统一考虑,配套设计;
(3)光缆新材料的出现,促进了光缆结构的改进,如干式阻水料、纳米材料、阻燃材料等的采用,使光缆性能有明显改进。
2.2光缆的自动维护、适时监测系统已逐渐完善,可保证大容量高速率的光缆不中断传输
光缆的维护对于保证网络的可靠性是十分重要。在已开通的光网络中,光缆的维护和监测应该是在不中断通信的前提下进行的,一般通过监测空闲光纤(暗光纤)的方式来检测在用光纤的状态,更有效的方式是直接监测正在通信的光纤。虽然ITU-T长时间收集和讨论了国际上的最新资料,于1996年了L.25光缆网络维护的建议书,对光缆的预防性维护和故障后维护规定了详细的维护范围和功能,但已经不能满足当前的需要,目前最新的建议是2001年12月IUT-TSG16会议通过的"光缆网络的维护监测系统"(L.40建议)。为了进一步缩短检测及修复时间,美国朗讯公司曾提出了新一代光纤测试及监控系统,能在1s内发出故障告警,3min内找到故障点,且工作人员可以遥控操作,据称该系统还将开发有故障预测及对断纤(缆)的快速反应能力。
三、光纤光缆技术与产业发展中几个值得思考的问题
3.1积极创新开发具有自主知识产权的新技术
虽然这几年来,我国光纤光缆技术有很大发展,有一些具有自主知识产权的技术已在发挥作用,但是应该看到这种比例仍是很小的,国内有近200家光纤光缆厂,但大多产品单一,没有自主的知识产权,技术含量较低,竞争力不强。实际上我国的光纤光缆技术应该说与国际水平己差距下大,因此我们作为世界第二的光缆大国,应该把开发具有自主知识产权的技术作为我们工作的重中之重,争取创造更多的光纤光缆专利。
3.2开发具有先进技术水平、与使用环境、施工技术相配套的新产品
电信网络在不断发展的同时也对光缆电缆产品不断提出新的要求。不难发现,光缆的结构越来越依赖于使用的环境条件及施工的具体要求,在海底光缆、浅水光缆、ADSS及OPGW光缆的开发中,会对这一点有深刻的体会。而今后光缆建设的重点将会随着接入网、用户驻地网的建设不断展开,新一代的光缆结构和施工技术也会基于如微型光缆、吹入或漂浮安装及迷你型微管或小管系统的全套技术而有一系列新的变化,以便有限的敷设空间得到充分、灵活的利用。这当中也包含了若干光缆设计、制造工艺、光纤光缆材料、施工安装方面的新的技术课题。一些国家或公司已取得了一些经验,正逐渐形成新的系统技术专利。我国的用户众多,接入网和用户驻地网具有很多的特色,对接入光缆也会有更多的要求,为我们研究和创新接入网和用户驻地网光缆结构提供了很好的机会。
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。
就目前的网络发现趋势来看,网络的综合化、集成化、智能化和高可靠性已成为必然的发展趋势。但是,目前基于电的时分复用方式技术已经到达瓶颈,但是光纤的可用带宽只利用可利用的不到1%,其潜力是很大的。单就基于光路的波分复用(WDM)来讲,目前的商业水平可达到270左右,研究实现的水平1000左右,理论可同时传播360亿路的电话。波分复用的在目前的研究水平上,理论极限大约是15000个波长。国外已有相关人员在一根光纤中传输了65536个光波,这充分说明了密集波分复用的无限可能性。我们有充分的理由相信,以后在光路方面的发展,将会使光纤通信技术更上一个台阶。
2光纤通信网络技术业务趋势
可以说IP技术改变了我们的生活,其依赖的光纤通信技术更可以实现我们更多的梦想。IP技术的核心是IP寻址,是基于TCP/IP协议,其中最主要的两个协议是IP协议和TCP协议,这两个协议保证了信息在网络中的可靠传输。未来的IP业务将承载的不只有文字,更有图像视频,构成未来网络的基础,实现一种基于光纤的智能化网络平台,以满足人们对网络的不同程度的需求。以IP技术为主流的数据业务,将会是当今世界信息化的发展方向。现在几乎已经把能否有效支持IP业务作为一项技术能否长久的标志。目前IP技术已经相当成熟,要拓展更多的IP业务,无疑需要网络开发商创造出性价比更高的低廉传输成本。光纤通信技术能很好的满足这方面的要求。因此,光纤网络技术将会是现代IP业务发展的基础和方向。
3光纤网络通信技术发展方向
从30多年前光纤的问世开始,光纤的传输速率就在不断的提高。有统计表明,在过去的10年中,光纤的传输速率提高了100倍左右。预计在未来的十年,还将再提高100倍左右。IP技术使得三网融合,包括通信网、有线电视网和计算机网络,成为可能。这就需要更高速可靠的信息传播途径,因此,必须让传递信息的介质能够支持这些业务。就目前来看,互联网的通信基本上可以分为三类:人与人,如IP电话;计算机与人,如网页服务;计算机与计算机,如邮件。这些通信对网络的要求也不尽相同。因此,建立一个全新透明的全光路网络就会是此类技术发展的必由之路,我们称之为光联网。这不但会使传统的互联网业务更加可靠便捷,而且会促进一些无法预料到的新业务产生。不难想到,基于光路的波分复用(WDM)技术,将会是未来光联网道路上的先驱。光联网将会将会实现以下几个基本功能:1)超高速的传输速率;2)灵活的网络重组;3)网络层的透明性,对下层网络传输机制透明;3)更易的扩展性,允许网络节点和数据量的不断增长;4)更快速的网络恢复速度;5)同时实现光路和应用层的联网,使其有更健壮的物理层恢复能力。鉴于光联网的巨大优势和潜力,目前一些发达国家已经投入了巨大的人力、财力和物力对其进行研究和实施。光联网将会是电联网以后又一个互联网的革命。这不光对我们国民经济发展有重要意义,而且对国家的信息安全有着重要的战略意义。我们能够预测到,在不久的将来,随着光纤通信网络技术的迅速发展,人们的通信能够朝着传输速率更高、信号更加稳定的方向发展,人们在各种复杂情况之下的通讯要求也能够不断地得以满足。
4结语
在应用过程中,按照用途将光纤进行分类,可分为传感光纤和通信用光纤;按照制作工艺分类,可分为材料组成类、制造工艺类和光学特性类;按照传输介质分类,可分为专用和通用两种,并且,功能器件光纤可以应用于放大光波、分频、整形和光振荡等方面,从而以不同形态呈现在人们眼前。根据光纤通信的应用情况可知,光纤通信的基本构成结构包括光源、光纤和光检测器三部分,具有如下几个特点:
(1)信号干扰小、保密性强。
(2)通信容量超大,可完成远距离传输。一般一根光纤的带宽在20THz以上,在没有中继传输的情况下,可传输到几十公里以上。
(3)重量较轻、细径较细,一般制作材料是石英,大大降低了有色金属的耗损,使资源得到合理利用。
(4)不受外界因素影响,在任何情况下可使用,具有较长使用寿命。
(5)较强抗电磁干扰能力和绝缘性能,因此,信息传输质量非常好。
(6)没有辐射,不容易被窃听,提高信息传输的安全性。
(7)环绕性好、抗腐蚀能力强,在使用过程中,不会出现火花,减少安全事故。
2光纤通信技术在电力通信中的应用
在电力通信中,电力特种光纤包括OPGW(光纤复合地线)、MASS(金属自承光缆)、OPPC(光纤复合相线)、ADL(相/地捆绑光缆)、ADSS(全介质自承光缆)和GWWOP(相/地线缠绕光缆)等六种,而我国应用较多的电力特种光缆是ADSS和OPGW两种,大大提高了电力通信的工作效率,使电能损耗得到大量减少。
2.1ADSS(全介质自承光缆)
根据我国电力通信的发展来看,ADSS(全介质自承光缆)在35KV、110KV、220KV的电压等级输电线路上得到了广泛应用,尤其是目前已建成的线路上使用范围非常广,使电力部门利用高压输电线杆塔建设通信网络变得更加方便和快捷,大大减低工作人员的工作量和建设成本。在进行光缆设计时,对温差、风速和气候等外界因素进行了充分考虑,因此,ADSS(全介质自承光缆)具有很强的抗震动性、抗冲击性,可以随意弯折和抗老化性,并且,成本较低、安装非常方便、易携带,给杆塔带来的负载非常小。由于ADSS(全介质自承光缆)具有光纤传输性能强、环境性能好和光缆机械性能卓越等特点,在实际应用过程中,可以与高雅电力传输线架设在同一根电杆上,因此,成为了电力系统中最完美的电网通信传输介质,确保了电网通信的信号质量,使光缆传输效果得到大大提高。我国现代化建设中,ADSS(全介质自承光缆)在山区、跨度较大区域和雷电集中区等地方的线缆架空敷设中非常适用,在满足了电力部门自身的通信要求的同时,为通信业务不断发展和开展新业务提供新的途径。
2.2OPGW(光纤复合地线)
在电力通信中,OPGW(光纤复合地线)是电路传输线路的地形中含有供通信用的光纤单元,由此可见,架空地线中含有光纤,OPGW(光纤复合地线)是架空地线和光缆的复合体。由于OPGW(光纤复合地线)的一次性投入较大,在新建线路或旧线路更换时会选择使用,具有可靠性高和不需要维护的特点。在实际应用过程中,OPGW(光纤复合地线)拥有两种功能:一是,与复合在地线中的光纤一起完成信息传输,二是作为输电线路的防雷线,可以对输电导线起到屏蔽保护的作用。一般情况下,OPGW(光纤复合地线)有铝管型、钢管型和铝骨架型三种,具有光学性能、电气性能和机械性能,可以应用于具有架空接地线的输配电线路中,从而使光纤的可靠性和安全性得到大大提高,使我国输电容量得到机一部提高。在新建线路的应用中,OPGW(光纤复合地线)不需要增加建设成本,在旧线路更换中,只需要将原来的地线更换掉就可以了,并且不需要对杆塔进行加固或重新设计等,从而大大减少工作人员的工作量。另外,OPGW(光纤复合地线)的安装非常方便,不需要特殊的工具,成为我国电力事业未来发展的重要研究方向。
3结束语
盐源县农业技术推广尚存在诸多问题,大致可归纳如下。
1.1推广理念及技术服务手段落后
在推广理念上,没有以农民为中心,缺乏以农民为主的服务导向,大多数推广人员持农民不问我也不过问的消极态度。在技术服务方面,推广人员与外界接触、沟通较少,信息闭塞,导致在技术和创新领域不能适应新形势下对农业推广技术服务的要求与需要。
1.2基础设施落后,难以开展农业推广服务
盐源县各乡镇几乎都在高山上,通往各乡镇的道路崎岖,下雨天和冬天下雪季节很难进入各乡镇,加之交通工具的缺乏,严重阻碍了农业技术推广服务的难度;各乡镇没有必备的农业仪器和检测手段,基本条件不具备,技术手段落后,农业技术推广中心技术人员遇到田间实际农技问题全凭自己的经验来判断,严重制约了农业技术推广工作又好又快发展。
1.3当地对农业技术推广重视不够
乡镇推广站都是以一种应付上级的心态来对待推广服务,忽视了农业技术推广对农民的重要性。政府对农业的投入资金也远远不足,从而使当地的农业基础设施建设落后,生产条件差。盐源县属于盆地,旱灾、洪灾等自然灾害频发,农作物生长需水关键期又往往遇上干旱灾害天气,产量较低,农业投资较大,因此面对自然灾害,只能顺其自然,对防御自然灾害是零意识,缺少防止自然灾害的知识。此外,当地农民的文化素质较低,对新的农业科技和新的农业品种接受较慢,导致农业技术推广的速度慢、普及范围不广。从全县的农业生产水平来看,农业发展滞后。因此,亟需解决农业发展的阻碍,对促进乡镇农业高产、高效发展起着至关重要的作用。
1.4工作条件差,难以调动农技人员工作积极性
县农业部门缺乏对乡镇农业推广站的考核管理,而是乡镇政府对其进行管理。对农技人员技术职称的评定只注重结果,而没有考虑实际工作的成效。部分农技人员的工资与实际付出的成效关系不大,因而挫伤了农业推广人员的积极性。农业技术推广人员除了工资外,没有其他补助。加上各乡镇的生活条件差,导致推广人员7d只工作2~3d就回县城的现象。
2现阶段农业技术推广的路径选择
关键词: 番茄;日光温室;栽培技术;青海互助
近年来,互助县日光温室建造每年以千栋递增,农业产业化正在健康稳步向前推进,呈现出了较快的发展势头,有力推动了全县经济的发展。现将互助县日光温室番茄栽培技术总结如下,以期能指导生产。
1品种选择
冬春早熟栽培的品种可选择分枝性弱、节间短、叶片少、植株中等大小、抗寒性强、早熟丰产、耐弱光、适宜密植的矮生种,如合作903、美国大红、百利、早丰、兰优早红等。从春到秋一作栽培和秋延后栽培的品种,则可选择中熟或中晚熟的高秧无限生长型、抗病丰产的品种,且要求果枝多,果实整齐、果型大、品质佳等,如青海大红、中杂12号、加西亚、L402、美味樱桃番茄、台湾圣女、串珠红、矮生红铃等。
2育苗
冬春早熟栽培的11月中旬播种;春到秋季栽培的1月下旬至2月上旬播种;秋季延后栽培的5月下旬至6月上旬播种。番茄苗龄一般为50~60d。将种子放在30℃清水中浸泡15~30min,然后放到55~60℃热水中不停地搅拌15min;或将清水浸泡的种子放在10%磷酸三钠液中浸泡10min,取出种子,用清水掏洗干净,用湿布包好,放在25~30℃的恒温处催芽,种子露白时播种。播前5~7d翻地,苗床施优质腐熟农家肥15kg/m2,磷酸二铵25g/m2,并用70%多菌灵粉剂5 g/m2或70%甲基托布津粉剂5g/m2,加入1kg细干土拌均匀制成药土。播前3~5d浇透10cm厚的床土,待床土稳定在15℃以上时进行播种,一般播种量为600~750g/hm2。播种时,先撒2/3药土,然后按株行距1cm×1cm左右进行播种。播种后再撒1/3的药土覆盖,随即可盖膜保温保湿。在保持床土温度15~20℃的条件下,一般2~3d即可出苗。出苗后,揭去塑料膜,白天保持气温在25℃左右,夜间控温在15℃左右,床土温度要为15~20℃。
3定植
冬春早熟栽培的2月中下旬定植,春到秋季栽培的4月中下旬定植,秋延后栽培的7月上中旬定植。定植前,结合翻地,施优质腐熟农家肥75~150t/hm2,麻渣1 500kg/hm2,并用甲基托布津30kg/hm2进行土壤消毒,平整起垄。按大垄、双行、内紧外松的方法定植,宽窄行栽植,早熟品种行株距为(40~60)cm×25cm,保苗6.75万株/hm2左右;中晚熟品种行株距(40~70)cm×30cm,保苗5.40~5.55万株/hm2。定点打孔,定植带有壮秧的土坨,然后浇水,以浸透土坨为宜,最后用土封埯。
4定植后管理
最高温度不宜超过30℃,最低在15℃以上。上午室内温度达到25℃时,打开通风孔通风,下午室内温度降到15℃时关闭通风孔保温。定植5~7d缓苗后浇1次满畦水,此后及时中耕松土,控水、降温、降湿,进行蹲苗;中晚熟品种保持土壤湿润。在蹲苗后第1穗果直径3cm左右时,结合中耕培土,沟施腐熟农家肥30~45t/hm2;浇第1、2次催果水时,施磷酸二铵225kg/hm2,在结果前和结果后期结合喷药防病,叶面喷施0.2%尿素和0.3%磷酸二氢钾混合液肥。在封垄前用竹竿插“人”字架或立架。架材插好后立即绑蔓,每个花序绑1道,绑蔓时注意把花序移到架竿外侧,捆扎松紧适度;也可用吊秧的方式。结合绑蔓进行整枝,即中晚熟品种采用单干整枝,每株留5个左右果穗摘心打顶;早熟品种采用双干整枝,即除主干外,在第1穗花下留1侧枝,其余侧枝一律摘除,每株留2~3个果穗。第1穗果基本采收完后,逐渐打掉植株基部老叶、病叶。为达到保花保果的目的,在每个花序上有2~3朵花即将开花时(呈喇叭状),用2,4-D溶液15~20mg/kg沾花,或用番茄灵30~40mg/kg溶液喷花保果。
5病虫害防治
番茄主要病虫害有叶霉病、早疫病、灰霉病和蚜虫、潜叶蝇。在防治上,一是农业防治。针对主要病虫控制对象,选用高抗多抗的品种。创造适宜的生长环境,控制好温湿度,合理的肥水,保证充足的光照和二氧化碳,通过防风和辅助加温,调节不同生育时期适宜温度,避免低温和高温障害;深沟高畦,严防积水,清洁田园,避免侵染性病害发生。合理轮作,与非茄科作物轮作2~3年。科学施肥,测土配方施肥,增施充分腐热的有机肥,合理使用化肥,控制氮肥。二是物理防治。田间运用黄板诱杀蚜虫、潜叶蝇,悬挂黄色粘虫板(25cm×40cm)450~600块/hm2。覆盖银灰色地膜驱避蚜虫、蝇。温室的防风口用防虫网封闭,进行防虫栽培,减轻病虫害的发生。三是生物防治。采用农用链霉素、多抗霉索、新植霉素等生物农药防治病虫害。四是化学防治。灰霉病、早疫病用75%百菌清可湿性粉剂500倍液喷雾,叶霉病用80%代森锰锌可湿性粉剂600倍液喷雾防治,晚疫病用64%杀毒矾可湿性粉剂400~500倍液喷雾防治。
6采收
关键词:光纤接续损耗,熔接
光纤接续是光缆施工中工程量大和技术要求高且复杂的一道工序,其质量好坏直接影响线路的传输质量和使用寿命。努力降低光纤接头处的熔接损耗,就可增加光的传输距离、提高传输质量和降低光纤接头故障。
1.影响光纤损耗的主要因素:
影响光纤熔接损耗的因素很多,大体可分为光纤本征因素和非本征因素两类;
1.1光纤本征因素:
光纤本征因素是指光纤自身因素。本征因素对多模光纤主要包括芯直径失配、光纤相对折射率偏差、纤芯不圆度、芯包同心度偏差等。对单模光纤主要是模场直径不一致、模场同心度误差、纤芯截面不圆等。其中光纤模场直径偏差影响最大,ITU—T在G.652单模光纤和纤维特性中指出:“单模光纤在1310nm波长模场直径的标称值应落在9~10um的范围内。模场直径的偏差不应超过±10%的限度。”也就是说模场直径的误差范围为±1um.如果单模光纤模场直径偏差的离散性大,就会使光纤接头的连接损耗增大。论文参考网。论文参考网。如果两根光纤的模场直径相对失配0.2,就会产生0.2db的连接损耗。因此,要减少连接损耗,首先要保证光纤尺寸参数有良好的一致性。目前,国产单模光纤的模场直径偏差均在1um以内。
1.2 非本征因素,即接续技术;
接续技术引起的非本征因素主要有:
(1)轴心错位:单模光纤纤芯很细,2根对接光纤轴心错位会会影响接续损耗。当错位1.2um时,接续损耗会达到0.5db.如果熔接机调整不当也可以引起轴心错位。
(2)轴心倾斜:当光纤断面倾斜达到1度时,约产生0.6db的接续损耗,如果要求接续损耗≤0.1db,则单模光纤倾斜角应≤0.3度。
(3)端面分离:活动连接器的连接不好,很容易产生端面分离,连接损耗较大。当熔接机放电电压较低时也容易产生端面分离,这种情况一般在有拉力测试功能的熔接机中可以发现。
(4)端面质量:光纤端面的平整度也会产生损耗,甚至出现气泡。
(5)接续点附件光纤物理变形:光缆在架设过程中的拉伸变形,接续盒中夹固光缆压力太大等,都会对接续损耗有影响,甚至接几次都没变化。
1.3其它因素;
接续人员的操作水平、操作步骤、盘纤工艺水平,熔接机中电极清洁度;熔接参数设置;工作环境清洁程度等也会影响熔接损耗。
2.降低光纤熔接损耗的措施;
影响光纤熔接损耗的因素是多方面的,只有消除这些不良因素的影响,才能从根本上降低光纤的熔接损耗提高熔接质量。一般采取的措施如下:
(1)一条线路应该采取同一厂家同一批次优质名牌裸纤和调整好熔接机设定值。
首先同一批次的光纤模场直径基本相同,光纤在某点为断开后,两端面的模场直径基本一致,因而在此点断开点熔接,可使模场直径对光纤熔接损耗的影响降到最低程度。在敷设光缆时候要按照厂家生产光纤顺序依次铺设。其次熔接机参数设定也很关键,熔接机有衰减熔接如调整不当也可以引起轴心错位。
(2)光缆敷设按要求进行
在光缆敷设过程中,严禁光缆打小圈或弯折、扭曲。在适当位置钢绞线上挂好定滑轮,并配备多部对讲机;按“前走后跟,光缆上肩”的放缆方法能够有效的防止打背扣的发生;牵引力不能超过光缆允许的80%,牵引力应该加在光缆的加强件上;严格按光缆施工要求敷设,防止光纤受损伤。
(3)挑选精干的光纤接续人员施工
现在的光纤大多采用熔接机自动熔接,接续人员的水平直接影响到接续损耗。接续人员应该严格按照光纤熔接工艺流程图(如图1)进行接续,根据熔接机评估的损耗,来判断接续是否符合要求。有时也得通过眼睛观察接续情况,有的候熔接机推定损耗为0db但是实际却没有接好。对不符合要求的应重新熔接,直到达到规定要求为止。
论文摘要:介绍了一种在玻璃基板上切割V型槽并对V型槽纤芯距进行高精度测量的光纤偏振光干涉仪,该系统包括光源、偏振器、偏振控制器、波片、自聚焦透镜和探测器组成,并对这种光纤传感器原理进行分析。其理论上其测量精度可达到0.01nm,很好地解决了实际生产中高精度的非接触在线检测,并满足了光通信行业对V型槽纤芯距的实际要求。
引言
在光通信纤维阵列用玻璃基板上刻高精度V型槽(通用型槽间距即纤芯距为127±0.5um和250±0.5um)的关键技术被日韩等少数国家垄断,国内使用的光纤阵列用V型槽基板均需要依靠进口,价格昂贵,严重制约了我国光纤到户(FTTH)工程的进程。而光通信纤维阵列用V型槽基板是光纤到户工程中必不可少的光器件,主要用于对光纤精确定位生产各种衔接光纤干线与家用光纤之间的信号传输的光器件。
日本在光通信纤维阵列用V型槽基板的加工设备开发上起步较早,也具有较为成熟的技术方案。目前,日本等国家生产光通信纤维阵列用V型基板全部采用高精度的专用切割机,而此类设备日本等发达国家对我国实施禁运,国内部分企业与机构也曾尝试对此方面进行研究,皆因为技术难度较高,而最终以失败告终,因此在国内尚属于空白。
在先进的生产制造过程中,非接触的在线检测发挥着越来越重要的作用。在线检测的对象在被测过程中是不断变化着的,因此对检测传感器不仅要求其精度高、稳定可靠、有良好的动态性能、能对快速信号实时响应监控,而且一般要非接触式测量,并便于安装。
本文提出一种新型的光纤偏振光干涉仪,它将偏振光干涉技术和光纤传感技术相结合,能对玻璃基板V型槽的纤芯距进行高精度的在线检测的非接触测量。
1、实验原理设计
即
该线偏振光 的偏振方向与x轴夹角为 。
(1)
被测物位移变化一个波长则合成光的偏振方向转动了角。因此,通过检测出偏振方向角,即可得到位移。所以,可将干涉仪的位移测量精度,由一般检测干涉条纹的位相细分转变为检测偏振光的偏振方向角的角度细分;而检测角度细分要比检测位相细分精度高,从而可得到较高的测量精度。
由式(1) 可得位移的变化量。如,当角度检测精度时,则可测得位移精度;而当 时,则 ,因此光纤偏振光干涉仪可以具有很高的灵敏度和精度。
2、 测量实例及结果
转贴于
本项目结合光学精密测量技术实现通用切割机主轴的精确定位,通过设计稳定的工作平台,选用硬度合适的刀具,选择最佳的切削参数,完成V形槽的亚微米超精密机械加工,尽可能减少由于机械方面引起的切割误差。
实际切割原理如图2所示,在实际中,算机通过控制偏振角度 的值来控制刀移动的位置来实行对玻璃基板上对V槽纤芯距的切割。实际切割的产品如图3所示。该图是8通道纤芯距为250um的V型槽的放大图。
如图4是计算机显示屏显示的控制情况。从图可以看出,该系统可以很好地监控实际加工情况。
3、 结论
本项目开发出具有独立知识产权的基于迈克尔逊干涉仪实时测量监控系统。该系统已经用于玻璃基板V型槽加工的实时检测中,有效地保证的光通信用玻璃基板V型槽的精度要求,并在国内率先批量生产出高良率的光纤通信用玻璃基板V型槽,有利于推动我国光纤到户工程。
参考文献
[1]胡永明. 全保偏光纤迈克尔逊干涉仪[J]。中国激光,1997 ,24 (10) :892 - 894