超长距离无中继光传输技术及其应用
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作者: 陈忠武
摘 要：现代科学技术的发展促进了智能数字化设备在电力系统中的应用。随着科技的提高，维护人员在对光传输设备进行维修的过程中，掌握科学的光传输设备的维修方式变得十分必要。目前，光纤通信系统主要是由计算机、转换器、中继器以及光缆等组成的。这些环节对于整个系统而言都起着很大的作用，任何一个环节出现问题都会影响整个系统的正常运转。文章主要针对超长距离无中继光传输中的主要技术进行分析，同时提出了建设的意见。
关键词：超长距离；无中继光传输；应用
引言
超长距离无中继光传输在远程灾备以及长距离宽带网络中的地位是不可小觑的。目前无中继光传输技术是在优化光传输的技术上实现线路功率的增大，以及在Ra-man Amplifier（喇曼放大器）的基础上实现了对噪声指数的降低[1]。人类对于通信需求的增加，要求无中继传输技术要有更远的距离和更大的容量，所以，要结合新的技术来提高系统的传输能力。
1 超长距离无中继光传输主要技术
1.1 前向纠错技术
FEC技术就是前向纠错技术，该技术在传输的信号中加入了校检特码，接收端可以通过解码对其进行计算，而且还能纠正其中出现的错误码流，以实现系统误码问题的改善[2]。光纤超长距离传输系统使用的纠错码有以下几种。
第一种是标准的ITU-T G，这种纠错码建议的是RS（255.239），满足了5.9dB的编码增益。
第二种是增强型的FEC，使用的是级联RS码，和普通的编码相比，其对于整体的编码增益至少提高了2dB。
第三种是超增强型FEC。使用的是乘机码技术，其编码增益为10.2dB，不过这种技术芯片目前能够提供的厂家较少。
1.2 光源谱宽控制技术
光源谱宽控制技术是针对光纤中的色散效应以及受激布里渊散射效应进行控制的。存在于光纤中的色散效应以及光信号中的谱宽之间有一定的关系，在频域中体现为频率的啁啾，如果谱宽越宽那么其就更加容易受色散的影响。受激布里渊散射效应容易造成部分的光功率因散射而受损，散射的阈值会随着信号谱宽的增加而不断的升高。光纤色散中有色度色散和偏振模式色散两种，而光纤的色散对通信系统的影响主要体现在其对中继距离和速率上。色散影响中继距离机理为：色散促使传输的脉冲增宽，对脉冲的码间产生干扰作用。如果色散使得脉冲的展宽达到了高于0.3倍的输入卖宽的时候，光接收的能力就会下降，从而增加了误码的几率。所以，要确保通信的质量就要提高信号编码之间的距离，以减少编码的速率，进而使得通信的容量减少。目前关于色散补偿以及技术形式主要有四种，一种是色散补偿光纤、一种是管理光纤、一种是啁啾控制技术，还有一种是啁啾光纤光栅[3]。
1.3 通信线路安全及信号监控技术
要保证通信系统的稳定，通过合理的技术手段监控通信线路是必要的。对超长距离通信来说，无中继通信距离比较长，而且跨越的区域比较多，这些区域大多是荒漠、海洋或者是比较偏远的地区，在这样的恶劣环境中，如果不对通信的线路进行监控，就无法保障其稳定性。而且，超长距离通信中要有高增益性的功率放大器以减少传输功率对人体带来危险的幅度。这类具有高功率的激光信号对工作人员也可能产生威胁，因此要减少这些危险，在设计系统时就要加以考虑。
1.4 高功率增益型EDFA技术
采用高功率增益型的EDFA能够提高发射的功率，而且还能减少线路损耗，获得更远的无中继传输距离。在EDFA增益曲线平坦的情况下，如果传输的通道扩容达到了1倍，那么单波长的信号增益就会减少3dB。而EDFA增益不平坦的时候，最低波长信号增益的减少幅度则会高于3dB。因此，EDFA的功率放大器要提供足够的增益系数才能保证信道发射的功率可以满足超长距离无中继传输的要求。
2 应用
无中继点到点光传输：目前使用的最为广泛的光传输系统就是点到点系统，其包括了多个用户的站点，而且可以扩展通信的容量到10Gbit/s，而站点之间的距离最多可延伸到500千米。点到点传输主要适用于海洋或者荒漠等偏远的区域。点到点光传输具有以下特点：高频宽。具有100Mbit/s甚至是10Gbit/s的宽带接入；距离长，实现了300千米到500千米距离内的传输；利于节约光纤资源。站点之间采用的是双向传输，在一定程度上可以节约光纤资源；布放灵活，对于零散的场所，布放点对点传输系统十分灵活。
长距离大容量宽带专用网：在这类网络的应用中，主要是对于位置偏僻且网络保密而采用ULS传输系统。该系统可以对容量较大的网络进行配置，而且可以实现低成本的通信扩容，其线路的结构也十分简单，安全可靠。
超长距离传输技术应用建议：超长距离光传输技术能够解决电力系统在超长距离下传输速率的问题，而且还有利于系统的维护。而在选择时一定要选择合适的技术。例如，采用遥泵放大技术还存在一定的缺点。因为在距离为300千米的传输上，其光缆中要放置专门设计的铒纤，而铒纤对于光缆的线路具有破坏影响。而且在工艺上要求较高，并且要定期的进行维护，十分不便。
在超长距离传输信号时减少电中继的使用则可以提高网络建设的运行成本。在实际过程中，如果条件允许可以选择各种光放大器组合实现无中继传输，或者适当的减少中继站，采用喇曼技术、光源谱宽控制技术等。总之，要对超长距离传输的优点和缺点进行综合考虑，有条件的话尽量不要采用遥泵技术，可以采用以上提到的几种技术形式。
3 结束语
我国的通信产业在政府的支持下有着较好的发展，其技术水平也得到了提高。在这个阶段，通信领域的发展前景是客观的，但是我们也应该认识到目前对于光通信领域中的技术以及设备和材料等等，还处于依赖于引进其他国家的基础上才能得以维持我国光通信发展的时期。针对目前的情况来说，光传输技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：重复建设问题。目前我国的光纤产业呈现的最大问题就是不断的进行不必要的建设。如果这个问题无法得到解决，就会影响我国光纤产品的持续、稳定发展；通信产业缺乏动力。要支持通信产业的发展就要有核心的技术对其进行支撑，同时建立相关的研发中心。就目前的情况来看，通信关键技术的研发中心应该转移到对新产品的研发上去。对此，应该不断的充实我国的通信市场，实现国际化的发展；调整产业结构。通过调整通信产业结构实现产业规模的扩大，要做好通信产业就要拥有属于自己的知识产品以及核心的技术，提高国际竞争力。
以上是对我国光传输技术以及应用的探讨，为了更好地促进电力产业的发展，就要对光传输中的主要技术进行了解，以在实际中很好的应用。
参考文献
[1]于林生，董胜，印新达.喇曼光纤放大器在国内工程中的应用[J].邮电设计技术， 2009（7）： 17-20.
[2]邓忠礼，赵晖.光同步数字传输系统测试[M].北京：人民邮电出版社， 2010.（11）：96-97
[3]RaiSmita，Mukherjee Biswanath， etc. Provisioning in u-ltra-long-haul optical networks[C]. Proc. Of OFC/NFO-EC 2008，20.
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