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光纖的通信原理范文第1篇

【關(guān)鍵詞】 遠(yuǎn)距離 防雷 光纜通信線路

由于光纖通信技術(shù)不斷的創(chuàng)新和發(fā)展，它在越來越多的其他領(lǐng)域中不斷的被應(yīng)用于其中，而且備受人們的關(guān)注。但是在其被應(yīng)用的同時(shí)，因?yàn)闀?huì)不時(shí)的遭受雷擊，從而使光纜的內(nèi)部構(gòu)造造成損傷，導(dǎo)致通訊被迫中止。在這種情形中，對(duì)雷電的情況和光纜受到雷擊的原因進(jìn)行相應(yīng)的研究就顯得十分的必要，可以說通過對(duì)雷擊致使無法工作原因展開明確分析進(jìn)而對(duì)發(fā)生這種現(xiàn)象加以解決并及時(shí)的做好防御對(duì)于各個(gè)相關(guān)的部門來說都是十分的必要的。

一、分析雷電產(chǎn)生情況

1、雷電產(chǎn)生狀況。在通常情況下，物質(zhì)本身質(zhì)量過重，而且這樣的物質(zhì)到直接抵達(dá)云層的底部，那這樣的物質(zhì)帶有的就是負(fù)電荷，而物質(zhì)的質(zhì)量過輕，在云層上端的位置穩(wěn)定下來，這樣的物體帶有的電荷就是正電荷。在這種現(xiàn)象中，如果同性的電荷聚集在一起的時(shí)候，就會(huì)形成一個(gè)帶點(diǎn)的中心，當(dāng)存在于帶電中心的空氣被巨大的電場所襲擊的時(shí)候，就會(huì)形成我們口中所說的雷電。當(dāng)那些帶有負(fù)電荷的云層一點(diǎn)點(diǎn)的貼近地面的時(shí)候，地面上的金屬或者是其他的突出物就會(huì)被吸引生成正電荷。而當(dāng)此時(shí)電磁場若是增強(qiáng)的話，雷云傾向下方產(chǎn)生一種下行先導(dǎo)，相應(yīng)的地面上就會(huì)產(chǎn)生向上的閃流，這二者一旦相碰就會(huì)發(fā)生對(duì)地電流，進(jìn)而為通信線路帶來相應(yīng)的影響和破壞。

2、光纜通信線路被雷擊的原因。我們就光纖來說，其本身是沒有導(dǎo)電的性能的，并且還可以躲避電流的擊中，可是會(huì)受到周邊金屬或者是人為因素，自然災(zāi)害等的影響，進(jìn)而被電流所擊中。從現(xiàn)實(shí)中來看，為減少這一現(xiàn)象的發(fā)生，通常都會(huì)在光纜的外表面加固金屬裝層，加強(qiáng)銅線這樣的金屬導(dǎo)體，等電力線靠近短路或者是雷將擊中光纜所帶的金屬件的時(shí)候，這些金屬導(dǎo)體可以有一定的感應(yīng)能力，當(dāng)所感應(yīng)到的電流的是交流的時(shí)候，這就會(huì)給光纜通信線路的設(shè)備造成一定的破壞，更嚴(yán)重還會(huì)給周邊人們生命帶來危害，造成一定的安全隱患。雷電一般都會(huì)在對(duì)其阻礙達(dá)到最小的方法將雷云的電荷釋放出來，在釋放的時(shí)候這些電荷會(huì)跟與之相反電荷互相結(jié)合，這樣一來就會(huì)使周圍的建筑物體遭到破壞。

二、遠(yuǎn)距離光纜的通信線路防雷途經(jīng)

1、在地下設(shè)置防雷線。在地下設(shè)置防雷線對(duì)光纜正常的通信線路是有很大的影響的，它不但可以將雷擊給屏蔽掉，我們還能夠根據(jù)自身電流對(duì)防雷方面做出有效判定，它的電流和防雷效果是成正比的，也就是說電流越大，防雷效果就越有效，通常在設(shè)置防雷線的時(shí)候我們選用有色的金屬線，因?yàn)槠渥陨砜垢g力強(qiáng)，而且壽命也長，同時(shí)防雷效果也是最明顯的。在進(jìn)行設(shè)置的時(shí)候要考慮到與之相關(guān)的一些問題，比如說保護(hù)區(qū)和突然的電阻率等問題，由于防雷線保護(hù)的區(qū)域會(huì)比較多，所以在選擇材料的時(shí)候要選用6毫米的鍍鋅鋼筋，同時(shí)放至少兩條超過40厘米的防雷線，這樣做主要是為了將雷電牽至比較大的范圍內(nèi)。

2、通過阻斷光纜中金屬對(duì)雷電的誘導(dǎo)。主要是指光纜根據(jù)地浮空把光纜中金屬部件吸引的雷電給斷隔，防止光纜被雷電所襲擊。當(dāng)存在于光纜里面的金屬部件是接地狀態(tài)時(shí)，這些金屬部件都是互相接連的，他們接連部位通常都在中間點(diǎn)，當(dāng)金屬部件徹底的接地的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)電阻率土壤地帶，這個(gè)地帶會(huì)強(qiáng)烈的吸引雷電靠近，進(jìn)而直接擊中光纜；但是出于浮動(dòng)狀態(tài)的金屬部件對(duì)雷電是沒有吸引作用的，所以說，在設(shè)計(jì)光纜線路或者是在進(jìn)行施工的時(shí)候，可以把光纜的接頭相連接，將電氣斷開，防止光纜受到雷擊，同時(shí)還要注意在施工和運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，做好PE界面的保護(hù)工作，做到地絕緣，保證光纜所有線路都是處于一個(gè)浮動(dòng)的狀態(tài)。

三、結(jié)語

總而言之，光纜通信線路在通信工程中是一個(gè)極其重要的構(gòu)成部分，它的正常運(yùn)作直接對(duì)整體的通信質(zhì)量的好壞造成影響。從目前來看，雖然光纜通信線路不會(huì)遭受雷擊破壞，但是它容易受到雷擊大地的破壞，當(dāng)雷擊大地的時(shí)候，所產(chǎn)生的電位差就會(huì)超過光纜外表面和雷所落之處的有限抗壓度，進(jìn)而造成光纜通信的線路被損壞，尤其是那些遠(yuǎn)距離光纜通信的線路更是極容易受到雷擊使自身線路被損壞，當(dāng)其被損壞后，我們應(yīng)該仔細(xì)的對(duì)造成破壞的原因進(jìn)行有效的分析，從而制定出完備的應(yīng)對(duì)措施。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]王立新. 淺析光纜通信線路工作中如何進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)與安裝[J]. 中國新通信，2014（13）.

[2]劉建國. 光纜通信線路的維護(hù)管理[J]. 農(nóng)村電氣化，2012（12）.

光纖的通信原理范文第2篇

關(guān)鍵詞：光纖通信；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)效果

作者簡介：王文珍（1977-），女，山東煙臺(tái)人，中南民族大學(xué)電子與信息工程學(xué)院，講師。（湖北 武漢 430074）

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）01-0134-01

光纖通信是以光波為載波，以光纖為傳輸介質(zhì)的一種信息傳輸方式。光纖通信系統(tǒng)因其巨大的帶寬、優(yōu)良的傳輸特性已成為信息社會(huì)最重要的通信傳輸手段。[1]“光纖通信技術(shù)”是電子信息、通信工程、光電子等專業(yè)的重要專業(yè)課，培養(yǎng)具有光纖通信理論和一定實(shí)際操作能力的人才，也成為相關(guān)專業(yè)越來越迫切的任務(wù)。[2]該課程主要講述了光纖的傳輸理論、光纖通信系統(tǒng)的組成及工作原理、光纖通信的新技術(shù)等。為了進(jìn)一步提高“光纖通信原理”課程的教學(xué)質(zhì)量，開設(shè)了光纖通信實(shí)驗(yàn)課，使學(xué)生進(jìn)一步消化課堂上學(xué)到的理論知識(shí)，加深學(xué)生對(duì)光纖通信系統(tǒng)工作原理的理解，并為以后從事實(shí)踐技術(shù)工作奠定基礎(chǔ)。[3]

在教學(xué)過程中，理論部分采用引入主動(dòng)式的教學(xué)方法，使學(xué)生積極主動(dòng)地參與教學(xué)活動(dòng)，保持與前沿知識(shí)同步，實(shí)踐教學(xué)部分除了利用光纖通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開出的固定的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之外，還通過光纖通信仿真軟件OptiSystem，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備無法滿足的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真驗(yàn)證，取得了滿意的教學(xué)效果。

一、光纖通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹

光纖通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由光無源器件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、模擬圖像傳輸系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、光終端機(jī)、電終端機(jī)以及誤碼測試模塊、OTDR功能等幾大部分組成。系統(tǒng)布局如圖1所示。

光無源器件主要由兩個(gè)波分復(fù)用器，一個(gè)分路器，一個(gè)衰減器，兩個(gè)連接器和多根尾纖，用這些器件可以構(gòu)成單芯雙向光纖通信系統(tǒng)以及波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)等。

模擬傳輸系統(tǒng)把來自攝像頭的視頻基帶信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)靥幚恚腿牍獍l(fā)送模塊。經(jīng)過光纖傳輸，進(jìn)入光接收模塊進(jìn)行視頻基帶處理后，由監(jiān)視器顯示來自發(fā)端的視頻信號(hào)。模擬傳輸系統(tǒng)主要由圖像傳輸（收／發(fā)）模塊組成。

計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是一個(gè)雙向雙工的不對(duì)稱信道。它把來自計(jì)算機(jī)1的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)字光纖信道，發(fā)送到計(jì)算機(jī)2。計(jì)算機(jī)2可把數(shù)據(jù)通過直通信道，傳送到計(jì)算機(jī)1。

光終端把來自電終端的信號(hào)經(jīng)過線路接口電路（HDB3編譯碼）后，進(jìn)行擾碼（解擾）、光纖線路編碼（CMI／5B6B編譯碼），然后進(jìn)入光收發(fā)模塊，經(jīng)過光纖之后，可以通過光無源器件，傳輸?shù)綄?duì)端。

電終端首先把各路基帶信號(hào)復(fù)接為E1標(biāo)準(zhǔn)的群路電信號(hào)，通過光終端發(fā)送電路變換為光信號(hào)，然后經(jīng)光纖傳輸?shù)浇邮斩耍诮邮斩嗽俳?jīng)光終端的光檢測電路變換為電信號(hào)，送入電終端分路處理。

在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，系統(tǒng)的組成、功能電路、信息流程與實(shí)際光纖通信系統(tǒng)在技術(shù)上保持基本一致。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜉^全面地掌握光纖通信的系統(tǒng)組成、基本原理、關(guān)鍵技術(shù)以及主要技術(shù)指標(biāo)的測量方法。這對(duì)學(xué)生理解與掌握光纖通信理論和技術(shù)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。

以5B6B碼型變換的實(shí)驗(yàn)為例，該實(shí)驗(yàn)的主要目的是讓學(xué)生熟悉5B6B線路碼型的編碼、譯碼的基本原理。圖2給出了示波器的觀察結(jié)果：（a）是編碼輸入數(shù)據(jù)的波形；（b）發(fā)送分組指示的波形；（c）編碼輸出數(shù)據(jù)的波形；（d）是接收譯碼輸出數(shù)據(jù)的波形。兩信號(hào)完全同步，但存在時(shí)延。

二、軟件仿真

對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備無法滿足的實(shí)驗(yàn)，利用軟件仿真的方式，可以比較直觀形象地掌握各個(gè)參數(shù)對(duì)光纖線路或通信系統(tǒng)的性能影響，彌補(bǔ)試驗(yàn)設(shè)備的局限性，拓寬學(xué)生的視野和知識(shí)面。鑒于復(fù)雜光通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)研發(fā)和工程規(guī)劃的需要，學(xué)習(xí)通信工程專業(yè)的學(xué)生在大學(xué)專業(yè)課程學(xué)習(xí)過程中，輔修一些軟件分析和設(shè)計(jì)光通信系統(tǒng)的知識(shí)也是非常必要的。光通信系統(tǒng)的軟件輔助分析設(shè)計(jì)工具在行業(yè)中已發(fā)展多年，相關(guān)軟件產(chǎn)品品種較多。其中商業(yè)化應(yīng)用較為成功的是由加拿大OptiWave生產(chǎn)的OptiSystem軟件，OptiSystem是一款光通信系統(tǒng)模擬軟件包，它集設(shè)計(jì)、測試和優(yōu)化各種類型寬帶光網(wǎng)絡(luò)物理層的虛擬光連接等功能于一身，從長距離通信系統(tǒng)到LANS和MANS都能使用的一個(gè)基于實(shí)際光纖通信系統(tǒng)模型的系統(tǒng)級(jí)模擬器。

OptiSystem開啟，圖形用戶界面如圖3所示。

創(chuàng)建一個(gè)由外調(diào)制激光器所組成的光發(fā)送器模型。如圖4所示。OptiSystem提供了多種觀察仿真結(jié)果的途徑，通過展開Component Library下的Visualizer Library菜單，可以瀏覽后處理仿真結(jié)果。可視化根據(jù)輸入信號(hào)的不同分為電可視化和光可視化。在時(shí)域中利用示波器（圖5（a））觀察電信號(hào)，在頻域內(nèi)用光譜分析儀觀察光信號(hào)的光譜（圖5（b）），在時(shí)域內(nèi)用光纖觀測儀觀察光信號(hào)（圖5（c））。

三、結(jié)論

本文結(jié)合光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)從實(shí)驗(yàn)箱和仿真軟件兩個(gè)方面進(jìn)行了論述。學(xué)生通過在實(shí)驗(yàn)箱上測試，把理論和實(shí)踐聯(lián)系起來，能更好地理解整個(gè)光纖傳輸過程、掌握光纖相關(guān)理論及具體性能測試。而且，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有擴(kuò)充功能，能和計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)圖像傳輸及圖像處理等功能。同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備無法滿足的實(shí)驗(yàn)，利用軟件仿真的方式，可以比較直觀形象地掌握各個(gè)參數(shù)對(duì)光纖線路或通信系統(tǒng)的性能影響，拓寬學(xué)生的視野和知識(shí)面。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧大鵬.光纖通信原理[M].北京：人民郵電出版社，2006.

光纖的通信原理范文第3篇

【關(guān)鍵詞】 光纖通信 通信系統(tǒng) 光正交頻分復(fù)用

一、光正交頻分復(fù)用通信系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

（1）光復(fù)用技術(shù)的運(yùn)用。普通光纖通信系統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)很難滿足，光復(fù)用技術(shù)在建設(shè)高速光纖通信系統(tǒng)中研究發(fā)展起來，例如WDM技術(shù)、OFDM技術(shù)和OTDM技術(shù)等，其中OFDM調(diào)制技術(shù)因?yàn)槠湓陬l譜效率、運(yùn)算效率、設(shè)計(jì)的靈活程度上以及信道和相位估計(jì)的容易度上特有的優(yōu)勢，而迅速被科研人員開發(fā)出來。

（2）OFDM技術(shù)的潛力巨大。光正交頻分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)采用了高效的FFT（傅里葉變化）算法、利用子載波和子帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制、利用訓(xùn)練子載波或訓(xùn)練符號(hào)來進(jìn)行相位和信道估計(jì)，因此技術(shù)有系列的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，目前OFDM技術(shù)雖然是熱點(diǎn)領(lǐng)域但是還沒有完全體現(xiàn)出其巨大優(yōu)勢，需要科研人員進(jìn)一步研發(fā)努力。

二、OFDM光纖通信系統(tǒng)基本原理

（1）光纖通信系統(tǒng)基本原理。光纖通信系統(tǒng)一般指的是以光纖為傳播途徑，光信號(hào)作為數(shù)據(jù)載體的信息通信系統(tǒng)。與一般的通信系統(tǒng)一樣主要由信號(hào)發(fā)射端、數(shù)據(jù)傳輸信道以及信號(hào)接收端三部分組成。光纖通信系統(tǒng)一般有傳輸數(shù)據(jù)量大、傳輸距離遠(yuǎn)、信號(hào)損耗小且才建設(shè)成本相對(duì)低等優(yōu)點(diǎn)。但也有拉抗強(qiáng)度低、光纖連接技術(shù)和設(shè)備要求高、怕水并且分路和耦合不太方便等缺點(diǎn)。但是仍然比以前的電信號(hào)通信系統(tǒng)亞有質(zhì)的優(yōu)勢。一般的判斷光纖通信系統(tǒng)性能主要有三個(gè)指標(biāo)“誤碼性能、抖動(dòng)性能和漂移性能，只有平衡考慮三大主要指標(biāo)才能設(shè)計(jì)出性能完備的光纖通信系統(tǒng)。

（2）OFDM通信系統(tǒng)原理?；驹砗屯ㄐ畔到y(tǒng)原理基本相同，但是OFDM系統(tǒng)提升了數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。OFDM技術(shù)在這一過程中利用了數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，通過將需要發(fā)送的單信道高速信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成多徑傳輸?shù)牡退傩盘?hào)，并調(diào)制為一組正交子載波，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，該調(diào)制技術(shù)可以有效降低無線信道數(shù)據(jù)傳輸?shù)膿p耗，且提高了全網(wǎng)通信系統(tǒng)的頻譜利用率。例如，數(shù)據(jù)信號(hào)d經(jīng)過串行并換以后化為不同的d1到dn多徑傳輸?shù)退傩盘?hào)流，隨后低速信號(hào)流經(jīng)過專門處理的子載波信道進(jìn)行傳輸，信號(hào)再次逆多徑并串轉(zhuǎn)換重新恢復(fù)為D數(shù)據(jù)信號(hào)流。信號(hào)數(shù)據(jù)在處理過程中會(huì)用到類似數(shù)字信號(hào)的IDFT變換的FFT變換（快速離散傅里葉變換）。S（t）=dn?exp（j?2π?fn?t）， S（t）為模擬信號(hào)，N為抽樣的分路信號(hào)，t為時(shí)間間隔。

在經(jīng)過轉(zhuǎn)換后的信號(hào)數(shù)據(jù)D只與原來的d信號(hào)數(shù)據(jù)相差一個(gè)常數(shù)因子倍數(shù)，因此在OFDM系統(tǒng)可以向?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行編碼，利用數(shù)字調(diào)制將數(shù)據(jù)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換為多徑信號(hào)，經(jīng)過IFFT轉(zhuǎn)換后加CP完成數(shù)模轉(zhuǎn)換，信號(hào)在模數(shù)轉(zhuǎn)換后去CP和FFT轉(zhuǎn)換，通過逆多徑信號(hào)傳輸，經(jīng)過數(shù)字解調(diào)完成解碼，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

（3）制約OFDM光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展因素。第一，電信號(hào)處理器元件的制約，在電信號(hào)處理上因?yàn)殡娮舆w移有遷移速率限制，因此電信號(hào)處理元器件理論上達(dá)不到光信號(hào)傳輸要求的處理速率。因此涉及到數(shù)模轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)時(shí)，電信號(hào)處理的限制會(huì)制約OFDM系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。第二，數(shù)字信號(hào)處理的制約。在IFFT―FFT并串相互轉(zhuǎn)換運(yùn)算相對(duì)復(fù)雜，要求有相應(yīng)的FPGA硬件資源的配置，尤其是D/A轉(zhuǎn)換器和接口處理器的配置要求較高。如果要達(dá)到數(shù)字信號(hào)的高速處理需求，必須采用流水線的并行處理方案，因此整個(gè)轉(zhuǎn)換運(yùn)算必須集中在同一塊FPGA芯片上，然而目前的FPGA配置智能實(shí)現(xiàn)256點(diǎn)以內(nèi)的IFFT運(yùn)算。除此之外，F(xiàn)PGA的運(yùn)算接口也有限制因素，例如完成每秒傳輸10G比特的運(yùn)算，利用64子載波數(shù)據(jù)傳輸和16-QAM數(shù)據(jù)調(diào)制，需要64點(diǎn)的IFFT到FFT的運(yùn)算，如果進(jìn)一步將64路信號(hào)重復(fù)上述IFFT運(yùn)算則會(huì)成倍擴(kuò)大運(yùn)算負(fù)擔(dān)，因此要想實(shí)現(xiàn)更高速的傳輸速率，F(xiàn)PGA信號(hào)輸出輸入環(huán)節(jié)需要打破存在的運(yùn)算限制。

光纖的通信原理范文第4篇

【關(guān)鍵詞】：光纖 電流差動(dòng)保護(hù)原理

中圖分類號(hào)：O361.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

【引言】：光纖作為傳導(dǎo)載體有著非常好的抗干擾性，利用光纖傳導(dǎo)信號(hào)可大大加強(qiáng)繼電保護(hù)動(dòng)作行為的快速性。隨著光纖技術(shù)、通信技術(shù)技術(shù)的迅速發(fā)展和光纖等通信設(shè)備的成本下降，電力通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和普及為光纖保護(hù)的大規(guī)模應(yīng)用提供了充足的通道資源。目前我國大部分電網(wǎng)220kV以上線路保護(hù)采用光纖作為保護(hù)通道，光纖保護(hù)在各類故障時(shí)，均能快速準(zhǔn)確判斷故障并正確出口動(dòng)作，，具有良好的選擇性和快速性。

差動(dòng)保護(hù)是利用基爾霍夫電流定理工作的，根據(jù)“電路中流入節(jié)點(diǎn)電流的總和等于零”原理，差動(dòng)保護(hù)把被保護(hù)的電氣設(shè)備看成是一個(gè)接點(diǎn)，那么正常時(shí)流進(jìn)被保護(hù)設(shè)備的電流和流出的電流相等，差動(dòng)電流等于零，差動(dòng)繼電器不動(dòng)作。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，流進(jìn)被保護(hù)設(shè)備的電流和流出的電流不相等，當(dāng)不平衡電流大于差動(dòng)保護(hù)裝置的整定值時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，將被保護(hù)設(shè)備的各側(cè)斷路器跳開，使故障設(shè)備斷開電源。

縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)與光纖通道相結(jié)合，就形成了光纖差動(dòng)保護(hù)。光纖差動(dòng)保護(hù)原理簡單、使用電氣量單純，但可以保護(hù)線路全長，能實(shí)現(xiàn)線路全范圍內(nèi)故障的快速、準(zhǔn)確切除。

一、光纖縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的基本工作原理

光纖差動(dòng)保護(hù)的原理和一般的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)原理基本上是一樣的，都是保護(hù)裝置通過計(jì)算三相電流的變化，判斷三相電流的向量和是否為零來確定是否動(dòng)作，當(dāng)接在電流互感器的二次側(cè)的電流繼電器（包括零序電流）中有電流流過達(dá)到保護(hù)動(dòng)作整定值是，保護(hù)就動(dòng)作，跳開故障線路兩側(cè)的開關(guān)。不同的是光纖電流差動(dòng)保護(hù)借助于線路光纖通道，實(shí)時(shí)地向?qū)?cè)傳遞采樣數(shù)據(jù)，同時(shí)接收對(duì)側(cè)的采樣數(shù)據(jù)，電流采樣信號(hào)通過編碼變成碼流形式后轉(zhuǎn)換成光信號(hào)經(jīng)光纖送至對(duì)側(cè)保護(hù)，保護(hù)裝置收到對(duì)側(cè)傳來的光信號(hào)先解調(diào)為電信號(hào)，各側(cè)保護(hù)利用本地和對(duì)側(cè)電流數(shù)據(jù)按相進(jìn)行差流計(jì)算。根據(jù)電流差動(dòng)保護(hù)的制動(dòng)特性方程進(jìn)行判別，判為區(qū)內(nèi)故障時(shí)動(dòng)作跳閘，判為區(qū)外故障時(shí)保護(hù)不動(dòng)作。如圖1所示，雙側(cè)測量線路保護(hù)的基本原理主要以基爾霍夫電流定律為基礎(chǔ)的差流測量，不考慮TA誤差和線路電容電流的影響，在正常運(yùn)行或外部故障時(shí)Id= 0，差動(dòng)保護(hù)可靠不動(dòng)作，在內(nèi)部故障時(shí)Id=Ik，差動(dòng)保護(hù)可靠動(dòng)作。

光纖電流差動(dòng)保護(hù)是在電流差動(dòng)保護(hù)的基礎(chǔ)上演化而來的，基本保護(hù)原理也是基于基本電流定律，它能夠理想地使保護(hù)實(shí)現(xiàn)單元化，原理簡單，不受運(yùn)行方式變化的影響。

光纖縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是將被保護(hù)線路各端電流的大小和相位送至對(duì)端并進(jìn)行比較，從而判定本線路范圍內(nèi)是否發(fā)生短路故障的保護(hù)方法。由于這種保護(hù)無須與相鄰線路的保護(hù)在動(dòng)作參數(shù)上進(jìn)行配合，因此不光可以實(shí)現(xiàn)全線速動(dòng)，還不用與其它保護(hù)相配合，降低了繼電保護(hù)整定的難度，減少了整定計(jì)算人員的工作量。

二、光纖保護(hù)的通信原理

光纖通信的原理是將電氣量編碼后送入光發(fā)送機(jī)控制發(fā)光的強(qiáng)弱，光在光纖中傳送，光接收機(jī)則將收到的光信號(hào)的強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)為電信號(hào)，其構(gòu)成原理如下圖所示：

按照光纖通道的構(gòu)成不同，根據(jù)現(xiàn)場的需要與實(shí)際條件，光纖差動(dòng)保護(hù)的光纖系統(tǒng)可采用兩種通道方式，一種是專用光纖通道，一種是復(fù)用光纖通道。兩種通道方式在實(shí)際應(yīng)用中各有優(yōu)缺點(diǎn)，均得到廣泛應(yīng)用。

電流信號(hào)由光纖通道傳輸時(shí)會(huì)有延時(shí)，通道雙向延時(shí)相等是采樣同步的前提，需考慮兩側(cè)保護(hù)信息的同步問題。兩側(cè)裝置一側(cè)作為同步端，另一側(cè)作為參考端，以同步方式交換兩側(cè)信息，參考端采樣間隔固定，并在每一采樣間隔中固定向?qū)?cè)發(fā)送一幀信息，同步端隨時(shí)調(diào)整采樣間隔，如果滿足同步條件，就向?qū)?cè)傳輸三相電流采樣值，否則，啟動(dòng)同步過程，直到滿足同步條件為止。

三、光纖電流差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)用

光纖電流差動(dòng)微機(jī)保護(hù)裝置是由高性能硬件系統(tǒng)、模塊化軟件、靈活的通信系統(tǒng)組成的的數(shù)字式輸電線路成套快速保護(hù)裝置，常被用作220kV及以上輸電線路的主保護(hù)及后備保護(hù)。

3.1光纖電流差動(dòng)保護(hù)裝置的組成

光纖電流差動(dòng)保護(hù)裝置包括以分相電流差動(dòng)和零序電流差動(dòng)為主體的快速主保護(hù)，由三段式距離保護(hù)、四段式零序電流保護(hù)構(gòu)成的全套后備保護(hù)裝置，并配有綜合重合閘功能，裝置還帶有斷路器分相操作箱及交流電壓切換回路。

3.2光纖電流差動(dòng)保護(hù)裝置性能特點(diǎn)：

(1) 友好的人機(jī)界面、漢字顯示、中文報(bào)告打印。

(2)高速數(shù)據(jù)通信接口、線路兩側(cè)數(shù)據(jù)同步采樣、兩側(cè)電流互感器變比可以不一致。

(3) 靈活的后臺(tái)通信方式，配有RS485通信接口及以太網(wǎng)接口。

(4) 電路板采用表面貼裝技術(shù)，減少了電路體積、減少發(fā)熱，提高了裝置可靠性。

(5) 設(shè)有分相電流差動(dòng)和零序電流差動(dòng)繼電器。

(6)先進(jìn)可靠的振蕩閉鎖功能，保證距離保護(hù)在系統(tǒng)振蕩加區(qū)外故障時(shí)能可靠閉鎖，而在振蕩加區(qū)內(nèi)故障時(shí)能可靠切除故障。

(7) 通道自動(dòng)監(jiān)測、通信誤碼率在線顯示、通道故障自動(dòng)閉鎖差動(dòng)保護(hù)。

光纖的通信原理范文第5篇

關(guān)鍵詞：光傳輸技術(shù) 教學(xué)改革 課程建設(shè)

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2015）09-0002-02

進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著信息需求的急劇增加，光纖通信技術(shù)憑借其巨大的潛在帶寬容量，成為支撐通信業(yè)務(wù)量增長的最重要的通信技術(shù)之一。目前光纖已成為信息寬帶傳輸?shù)闹饕劫|(zhì)。光纖通信系統(tǒng)也必將成為國家信息基礎(chǔ)設(shè)施的支柱。在我們這樣一所具有通信系統(tǒng)行業(yè)背景的高校，光纖通信類課程無論是對(duì)自己在未來工作崗位上的實(shí)踐或是今后的進(jìn)一步深造都具有重要的意義。

一、課程建設(shè)的目的

光傳輸技術(shù)是主要研究以光作為信息載體的信號(hào)在光波導(dǎo)（如光纖）中傳輸原理、傳輸特性、光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)的工作原理和基本特征及其在局域網(wǎng)中基本應(yīng)用的一門課程。它的許多理論廣泛應(yīng)用于與光通信有關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域，是光通信技術(shù)的基礎(chǔ)。

《光傳輸技術(shù)》課程是光纖通信類課程群中的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，通過對(duì)《光傳輸技術(shù)》課程的學(xué)習(xí)應(yīng)使學(xué)生對(duì)光纖傳輸和光纖通信系統(tǒng)的基本概念、基本技術(shù)和基本器件有比較全面、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程技術(shù)問題的能力，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)課打下基礎(chǔ)。光傳輸技術(shù)是每個(gè)從事光電信息產(chǎn)業(yè)的工程技術(shù)人員的必備知識(shí)，對(duì)光電信息科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)課程起著很重要的鋪墊作用。通過本課程的教學(xué)和實(shí)踐，應(yīng)使學(xué)生分別從了解、理解和掌握三個(gè)層次把握光傳輸技術(shù)中的有關(guān)研究方法、基本理論、概念和應(yīng)用，并能充分運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行一些簡單的光傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

二、教學(xué)內(nèi)容的改革

《光傳輸技術(shù)》課程主要介紹以光作為信息載體的信號(hào)在光波導(dǎo)（如光纖）中傳輸原理、傳輸特性、光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)的工作原理和基本特征及其在局域網(wǎng)中基本應(yīng)用的一門課程。它的許多理論廣泛應(yīng)用于與光通信有關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域，是光通信技術(shù)的基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)校讓學(xué)生了解光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成，掌握光信號(hào)發(fā)射、光信號(hào)接收、光信號(hào)在光纖中傳輸原理與設(shè)計(jì)；掌握時(shí)分復(fù)用、波分復(fù)用光纖傳輸系統(tǒng)的原理與設(shè)計(jì)；了解光纖局域網(wǎng)、相干光通信系統(tǒng)和全光光纖通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)等理論知識(shí)，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)課程和今后從事與信息通信領(lǐng)域的工作和研究奠定良好的理論和思想方法基礎(chǔ)。

在教材方面，我們選擇了袁國良、李元元編寫的《光纖通信簡明教程》（清華大學(xué)出版社）作為教材。這本教材的內(nèi)容章節(jié)安排合理，知識(shí)點(diǎn)覆蓋面廣，理論體系較為完整，同時(shí)這本教材是在大學(xué)的普通物理學(xué)的基礎(chǔ)上編寫的，從光纖通信的物理學(xué)基礎(chǔ)出發(fā)，著重闡明光通信系統(tǒng)的物理概念并對(duì)光纖通信系統(tǒng)各部分的基本理論都有較好的介紹，盡量避免過多的理論計(jì)算，以掌握光纖通信系統(tǒng)的基本原理和特點(diǎn)為主要目的。因此這本教材的內(nèi)容對(duì)學(xué)生來講不難理解，所講授的內(nèi)容比較容易掌握。

三、教學(xué)手段的改革

為適應(yīng)新時(shí)期“培養(yǎng)創(chuàng)新型人才”的需求，結(jié)合我校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的特點(diǎn)，以及我院光電信息科學(xué)與工程專業(yè)特點(diǎn)，充分吸收多種教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)，認(rèn)真探索和實(shí)踐有效的課堂教學(xué)模式。在近幾年的教學(xué)中，圍繞課堂教學(xué)質(zhì)量的提高，也為了改變傳統(tǒng)的“教師一言堂”的死板局面，提出了“教師指導(dǎo)下的學(xué)生自主式教學(xué)模式”。對(duì)于少部分不是非常重要的章節(jié)，先由教師提出一些帶有線索性的思考題，再由學(xué)生帶著問題去自學(xué)，然后主動(dòng)上講臺(tái)就某個(gè)思考題發(fā)表演講，痛快地過把“教師癮”，以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，鍛煉學(xué)生的能力和膽量，培養(yǎng)學(xué)生的上進(jìn)心和自信心。學(xué)生講解不足之處再由教師做糾正和補(bǔ)充。這樣，可以有效地幫助學(xué)生快速地抓著問題的本質(zhì)和核心，理清知識(shí)條理和脈絡(luò)，找到自學(xué)的竅門。

教學(xué)過程中引入計(jì)算機(jī)的多媒體功能。比如為了增強(qiáng)光在光纖傳輸過程中教學(xué)中關(guān)于光場模式分布的直觀性，采用快速傅立葉變換法求解傍軸近似波動(dòng)方程，計(jì)算模擬光場模式分布，可以直觀地給出三維穩(wěn)態(tài)分布圖，融合計(jì)算機(jī)的靈活性、新穎性和光學(xué)現(xiàn)象的直觀性及趣味性。通過演示實(shí)驗(yàn)，讓同學(xué)們觀察到各種光學(xué)現(xiàn)象，展現(xiàn)了“百聞不如一見”的效果，使學(xué)生進(jìn)一步加深了對(duì)課程內(nèi)容的理解，激發(fā)學(xué)生的求知欲和好奇心，刺激同學(xué)們的思考。

同時(shí)，我們建立了課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站，將《光傳輸技術(shù)》課程的教學(xué)大綱、授課教案、習(xí)題和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、參考目錄等內(nèi)容放到課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站上并做到及時(shí)更新，建立完善基于網(wǎng)絡(luò)資源的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)環(huán)境，逐步完善支持服務(wù)規(guī)范，為學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)提供高質(zhì)量的支持服務(wù)。學(xué)生可以在任意地點(diǎn)下載教師的教案進(jìn)行學(xué)習(xí)，并且就學(xué)習(xí)中遇到的問題通過討論版提出，尋求老師或者同學(xué)們的幫助。

四、考核方式的改革