基于網絡通信的光纖、光纜傳輸系統的設計

陳義召

（山東省郵電工程有限公司，山東 濟南250001）

處于如今信息化時代背景下，人們逐漸對通信服務提出更高技術需求，尤其近年來網絡通信已經逐漸發展為人類社會生活工作的重要組成。網絡通信以通信光纖、光纜為技術基礎，所以光纖、光纜設計與安全穩定通信密切相關[1]。通信傳輸運用光纖、光纜，能夠在傳輸信息過程中，達到較快的信息傳輸速率，較低的信息丟失率等技術優勢。所以光纖、光纜傳輸系統應用于網絡通信，能夠滿足人們迅速增長的信息傳輸所需，并為社會生活工作帶來極大使用效益[2]。因此本次研究對網絡通信的光纖、光纜傳輸系統設計展開研究。

1 項目背景

本次網絡通信區域覆蓋市區、廠區和多條鐵路，很大程度影響光纜線路的穿行設計，了解當地的地貌、形貌、區域、業務實際分布情況，劃分了該地光纖、光纜通信傳輸的業務接入區共計8 個。結合不同接入區的光纖具體覆蓋情況，對于業務密集、位置偏遠建設與多業務需求覆蓋領域，調整增設主要的通信匯聚節點，通過本次研究設計基于網絡通信的光纖、光纜傳輸系統，能夠有效改善當地的網絡通信業務水平，從而為日后當地發展做充足技術鋪墊。

2 光纖、光纜原理

兩個及以上的玻璃光纖芯、塑料光纖芯，所共同組成了通信電纜，通常需要經紅外線信號傳輸，所以光纖芯需要采用特制專門保護層。在如今信息傳輸時代背景下，光纖、光纜傳輸擁有較好的通信質量，能夠為用戶提供滿意的技術體驗，同時還擁有較高的安全級別與反應靈敏度，在其他傳輸系統中應用還具備較高的保密性，從而有效杜絕惡意泄露與攔截信息情況發生。匯總光纖、光纜的傳輸特性主要包括三類[3]：一是擁有衰減、損耗性；二是擁有色散性；三是擁有反射性。光纖的技術分類主要以光纖芯的折射率為依據，可以劃分為階躍型、梯度型，也可以根據光纖芯的傳導模式劃分為單模、多模，還可以根據光纖芯的波長劃分為短波、長波兩類[4]。

3 光纖、光纜傳輸網絡系統設計

表1 G.652B1.3 單模光纖光學特性參數

3.1 光纖、光纜選型

在光纖、光纜設計運用于實際工程中，一般選擇G.652B1.3 單模光纖，主要包括了GYFTY（非金屬光纜）、GYTZA（阻燃光纜）、GYTS（架空光纜）、GYTA（普通光纜）四類光纜結構。

3.2 G.652B1.3 單模光纖特性及技術指標

作為本次選用的G.652B1.3 單模光纖具備的光學特性參數（見表1），作為幾何特性參數（見表2），作為環境特性參數（見表3），作為機械特性參數[5]（見表4）。

表2 G.652B1.3 單模光纖幾何特性參數

表3 G.652B1.3 單模光纖環境特性參數

表4 G.652B1.3 單模光纖機械特性參數

3.3 設計目標

結合上一部分在設計光纖、光纜傳輸系統時的技術指標情況，需要保證本次設計的傳輸系統能夠滿足日常維護，與光纜修復能力。對于目前網絡通信中所面臨的主要問題，以及更廣泛的光纖光纜網絡傳輸施工領域，以及面臨較快的通訊設備更換速率，再加上惡意的人為損壞等問題[6]。為了有效解決以上問題，需要重視設計網絡通信的光纖、光纜傳輸系統時，可以科學化合力建設傳輸故障應急預案，健全日常故障維護管理工作制度。這樣不僅保證在設計網絡通信光纖、光纜傳輸系統時能夠準確分析故障問題加以處理，還可以明確故障所在位置和后續的維護管理工作設計需求。

3.4 系統模塊設計

本次設計光纖、光纜為三層傳輸網絡架構，包括了核心層、匯聚層、接入層，在匯聚層又主要包括了骨干匯聚層、接入匯聚層兩層。

在本次系統設計中的功能模塊主要包括四大模塊，來確保光纖、光纜可以正常發揮功能。

一在系統基礎管理模塊中，主要功能是能夠科學規范的管理系統、儀器、設備、器具等，真正確保通信系統能夠在橫場運行。

二在技術維護支撐管理模塊中，監管作為日常通信網在維護工作開展中的關鍵，對于技術維護支撐模塊設計過程中，能夠依靠數據分析與技術手段，從而科學管理維護光纖、光纜通信。

三在障礙指標計算管理模塊中，主要是針對通信系統運行過程中，能夠及時預測和避免光纖、光纜等通信故障情況，該避障計算模塊可以在運行中管理系統面臨的總故障工作量，還能夠綜合評價網絡通信故障問題有效處理效果。

四在自動報警系統模塊設計中，對于光纖、光纜通信傳輸系統設計來講自動報警工鞥必不可少，一旦光纖、光纜傳輸系統所受較大的外力破壞情況，均能夠經該系統自主報警，從而更方便快捷的及時掌握系統通訊破壞位置和情況，保證做到短時間內對故障問題的迅速檢修，盡可能讓網絡通信正常快速恢復。

3.5 系統功能設計

對于本次光纖、光纜通信傳輸系統功能設計過程中，主要包括以下這些功能設計內容：

一是網絡傳輸系統面向對象，通過在該系統中對于網絡通信中的光纖、光纜有關傳輸信息，能夠做到準確且實時查詢，同時還可以在設計系統功能時，全面面向通信維修管理、工作及維修有關人員。

二是系統功能特性，在系統網絡通信功能特性所涉及的五類主要功能中，包括了主要的管道組成、選擇光纖入戶設備、制作光纜等功能。譬如制作光纜時需要保證與上文所提的光學、環境、機械指標特性相符。

三是對于傳輸系統功能設計過程中，通信功能系統用戶數量較多，有關維修人員主要負責通訊系統維修，而工作人員也會具備相應大一些的工作權限。所以系統設計需要設計差異化權限。不同身份權限的用戶在登錄傳輸系統時，可以根據個人的身份權限，成功進入相應的用戶登錄操作界面。

4 網絡通信的光纖、光纜傳輸系統設計應用

結合上文系統功能模塊設計，應用光纖、光纜傳輸系統完成光發送、接收流程（見圖1），通過將所要完成傳送的模擬信號，可以經信號發生器成功制作獲得具體信號后，運用A/D 轉換電路將信號成功轉換形成數字電平，之后連接光纖、光纜的傳輸和發送模塊，成功實現數據傳輸。經數據處理點論及D/A 轉換電路按照同上步驟二次處理信號，之后經示波器波形顯示最終處理結果即可直觀觀察。本次設計的A/D 轉換模塊和D/A 轉換模塊，分別選用了ADC0809 模擬/數字轉換芯片和DAC0832 數字/模擬轉換芯片，運用AT89C51 型號單片機，以及HFBR-1414T 光發送模塊、HFBR-2416T 的光接收模塊。

接收器及發送模塊光發送器對于光纖網絡傳輸系統中不可或缺的關鍵組成，能夠實現較小的驅動類電流下工作所形成的集成光發送模塊較低能耗及較好的穩定性。發送器和接收器之間需要結合差異化技術應用需求，將對應設備加入其中從而形成完善光通信收發系統。由于運用越多的芯片位數，那么示波器最終觀察呈現的波形曲線結果失真就會越小，從而獲得更加準確的結果。因此想要獲得更精準的數據結果就要運用較多的位數芯片。假若想要在發送、接收兩端，實現與光發送、接收兩模塊的軟件拓展實現雙向性通訊，從而提升傳輸質量。

圖1 光發送、接收流程

4.1 光發送

在現代化光纖、光纜傳輸通信系統設計中，光接收、光發送設備作為至關重要的組成，通過運用HFBR-1414T（Agilent 公司）該設備型號光電元件，該元件可以在應用中視為光發送集成類功能模塊，該元件內部設計了AIGaAS 集成型LED 二極管，能夠發射820m 波長，以及30m 的頻譜寬。不僅如此該元件還可以成功接入50/125m、62.5/125m、100/140m 以上不同的光纖接口。在實際光發送過程中，運用該型號光電元件能夠達到較高的發光效率，實現微小驅動電流工作環境下，仍然可以安全穩定，低能耗的運行。

4.2 光接收

本次設計選用了HFBR-2416T（Agilent 公司）該設備型號的光接收元器件，該型號元件擁有較高的性價比和器件性能，運用于光纖、光纜傳輸系統光接收插件，能夠成功對輸出電壓信號進行模擬，被廣泛運用于數字、模擬光通信領域內[10]。在光接收工作過程中，由于光接收元件能夠成功轉化光傳輸的光信號最終形成電壓信號，隨著電路的自動化增益以及點評邏輯比較器，則能夠成功轉換電壓輸出信號為數字化電平。除此之外還能夠實現Vcc 電源及元件之間，假設10Ω 的限流電阻以及0.1uF的旁路電容，這樣設計可以對電源產生的噪聲問題有效去除。在必要情況下還可以將更復雜化的濾波電路加入其中，一般情況下只需配套運用光接收器與光發射器，即可成功組成完整光通信收發系統。

5 結束語

光纖、光纜自研發應用便帶動了我國通信技術領域的一場革命，運用于當今社會的網絡通信領域，將電纜通信成功取代作為如今的主要通信傳輸技術手段。盡管發展年限較短，但是同樣歷經多個發展階段，如今擁有十分先進的技術優勢和發展空間。對于我國未來的網絡通信建設事業來講，運用光纖、光纜傳實現遠距離、大容量和便捷快速、有效準確的通信傳輸，勢必能夠在未來各方面推進運用光纖、光纜通信技術。