时间：2022-06-16 13:56:58
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇光通信研究论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
1.空间激光通信发展概述
2.考虑电力通信网可靠性的业务路由优化分配方法
3.广域后备保护通信模式及其性能评估
4.卫星通信的近期发展与前景展望
5.空间激光通信研究现状及发展趋势
6.现代化矿井通信技术与系统
7.高速铁路移动通信系统关键技术的演进与发展
8.智能变电站通信网络状态监测信息模型及配置描述
9.信息与通信地理学的学科性质、发展历程与研究主题
10.构建新一代智能配用电通信网建议
11.基于EPOCHS平台的智能配电网通信系统仿真
12.电力通信网脆弱性分析
13.通信电台电磁辐射效应机理
14.4G通信技术综述
15.电力和信息通信系统混合仿真方法综述
16.面向智能电网的配用电通信网络研究
17.基于SDH光网络的分层区域式保护通信系统的可靠性研究
18.调度与变电站一体化系统链路状态监测与TCP通信方案
19.煤矿事故特点与煤矿通信、人员定位及监视新技术
20.Tor匿名通信流量在线识别方法
21.煤矿安全生产监控与通信技术
22.配电通信网业务断面流量分析方法
23.光纤通信概述
24.电力通信及其在智能电网中的应用
25.WAMS通信业务的系统有效性建模与仿真
26.基于API的Win32串口通信编程技术
27.第五代移动通信网络体系架构及其关键技术
28.量子通信现状与展望
29.配电网EPON通信接入与分区自治
30.基于业务的电力通信网风险评价方法
31.移动通信技术扩散的实证研究:基于中国1990-2012年的统计数据
32.基于IPv6的电力线载波通信分片独立的重传机制
33.空间激光通信捕获、对准、跟踪系统动态演示实验
34.基于时频峰值滤波的电力线通信噪声消除方法
35.通信网络能耗分析与节能技术应用
36.“日盲”紫外光通信网络中节点覆盖范围研究
37.基于压缩感知的脉冲同步的混沌保密通信系统
38.浅谈4G移动通信系统的关键技术与发展
39.量子安全直接通信
40.一种继电保护故障信息系统在线通信报文分析工程方案
41.光纤通信的发展趋势及应用
42.智能配电网通信组网技术研究及应用
43.基于空间激光通信组网四反射镜动态对准研究
44.运用虚拟仿真实验改革通信原理实验教学
45.浅谈超宽带无线通信技术的发展
46.5G移动通信发展趋势与若干关键技术
47.SM2加密体系在智能变电站站内通信中的应用
48.现代信息安全与混沌保密通信应用研究的进展
49.中美4G移动通信技术专利信息比较研究
50.卫星激光通信现状与发展趋势
51.VC中应用MSComm控件实现串口通信
52.青海—西藏交直流联网工程输电线路在线监测通信网络设计与应用
53.移动通信网络中的协作通信
54.空间激光通信组网光学原理研究
55.计算机技术在通信中的应用研究
56.面向5G无线通信系统的关键技术综述
57.基于C8051F020单片机的RS485串行通信设计
58.智能变电站过程层网络报文特性分析与通信配置研究
59.基于业务风险均衡度的电力通信网可靠性评估算法
60.基于4G通信技术的无线网络安全通信分析
61.无线激光通信系统弱光干扰技术
62.基于SJA1000的CAN总线通信系统的设计
63.10kV电力线载波通信自动组网算法
64.数控系统现场总线可靠通信机制的研究
65.基于WiFi的煤矿井下应急救援无线通信系统的研究
66.机载激光通信系统发展现状与趋势
67.软件定义的能源互联网信息通信技术研究
68.一点对多点同时空间激光通信光学跟瞄技术研究
69.开放式自动需求响应通信规范的发展和应用综述
70.兆瓦(MW)级海岛微电网通信网络架构研究及工程应用
71.带通信约束的多无人机协同搜索中的目标分配
72.基于信道认知在线可定义的电力线载波通信方法
73.一种基于混沌系统部分序列参数辨识的混沌保密通信方法
74.智能配电网无线传感器网络数据通信的QoS-MAC层模型
75.无线紫外光散射通信中多信道接入技术研究
76.水下无线通信技术发展研究
77.深空、自由空间、非可视散射和水下激光光子通信
78.基于光电反馈延迟的多点耦合混沌同步和通信
79.面向异步通信机制的无线传感器网络及其MAC协议研究
80.不可靠通信环境下无线传感器网络最小能耗广播算法
81.中间环节市场结构与价值链治理者的决定——以2G和3G时代中国移动通信产业为例
82.基于IEEE802.11p高速车路通信环境研究
83.太赫兹通信技术的研究与展望
84.一种分布式电源并网监控通信适应性评价方法
85.不同耦合方式和耦合强度对电力-通信耦合网络的影响
86.太赫兹通信技术研究进展
87.低压电力线通信网络特性模型与组网算法
88.基于LabVIEW的监控界面设计与单片机的串行通信
89.联盟网络的小世界性对企业创新影响的实证研究——基于中国通信设备产业的分析
90.基于共享内存的Xen虚拟机间通信的研究
91.考虑通信系统影响的电力系统综合脆弱性评估
92.猫眼逆向调制自由空间激光通信技术的研究进展
93.扩频通信技术浅谈
94.基于信息熵的电力通信网脆弱性评价方法
95.安全高效矿井通信系统技术要求
96.无线紫外光非直视通信信道容量估算与分析
97.基于高能效无线接入网的绿色无线通信关键技术研究
98.量子通信技术发展现状及应用前景分析
[关键词]激光大气通信；图像压缩；离散余弦变换；光电/电光转换；串口通信；
中图分类号：T7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0224-01
1 该激光大气通信系统设计基本思路：
先从键盘输入要发送的文字或通过调用摄像头采集图像或选中要发送的文件，然后将采集到的图像或文字信息或文件进行数字化，发送端将信号叠加在激光器的输出载波上，接收端通过光敏三极管将接收到的光信号转换为电信号，编写的相应的应有程序将接收到的信息进行整合，最后还原出原图像或文字信息。
采集图片信息，通过自编的图片处理程序将采集到的信息进行数据压缩和编码，驱动激光器发送数据；利用激光接收电路将接收到的光信号转化成电信号，图片接收程序对其进行相应的解码和解压，便得到采集到的图片。
2 该激光大气通信系统的组成
该系统由硬件和软件两部分组成。软件部分是利用Qt进行图形用户界面的编程。Qt是一个跨平台的C++应用程序开发框架。广泛用于开发GUI程序，这种情况下又被称为部件工具箱。也可用于开发非GUI程序，比如控制台工具和服务器。
硬件部分由两台计算机、USB转TTL器件，激光发射机、光电三极管组成 。两台计算机中，一台用作信源、一台用作信宿。
如图所示，图1、图2分别为该激光大气通信系统的发射系统和接受系统的基本框图。
3 该激光大气通信系统的各个部分的功能
软件部分：
Qt：调用微软的库函数，如：调用获取摄像头的库函数、调用串口通信的库函数等等，对用摄像头获取的图片进行压缩编码。由于获取的图片是彩色图像，故先将其变为灰度图像，即图像数据压缩为原来的三分之一；然后再对灰度图像进行离散余弦变换，进一步的压缩，压缩为灰度图像的九分之一，即最后总共压缩为原来的二十七分之一。然后将数据传到串口中，等待通信。在信宿计算机中，Qt主要负责将信号解压，还原。
硬件部分：
信源计算机：获取从键盘输入要发送的文字或通过调用摄像头采集的图像信号。
USB转TTL部件：进行电平转换，同时便于将信号发射出去。
激光发射器：有效地将电信号转变为光信号，数字0使三极管截止，激光器不亮；数字1使三极管导通，激光器亮；从而“灭”代表信号0，“亮”代表信号1；进而有效地将信号发射出去。
光电三极管：作为接收器，将光信号转变为相应的电信号。
滤波电路：阻低通高，一般为4.7uF的电容。
信宿计算机：将接收到的图片或文字数字信号，进行解压、恢复、显示。
4 该激光大气通信系统的特点
4.1 创新点
1、不间断校验通讯
2系统回路简单，容易实现
3、图片采集处理程序
4、激光发送接收装置
一般的激光通信系统：发送部分主要有激光器、光调制器和光学发射天线。接受部分主要有光学接受天线、光学滤波器、光探测器。要传送的信息送到与激光器相连的光调制器中，光调制器将信息调制在激光上，通过光学发射天线发送出去。在接收端，光学接受天线将激光信号接受下来，并送至光探测器，光探测器将激光信号变为电信号，经放大、解调后变为原来的信息。而该系统不需要光调制器、光学发射天线、光学接受天线、光探测器等等，大大节省了成本；同时，该系统的图片采集处理程序设计比较巧妙，执行效率比较高；该系统还运用了CRC循环冗余检验技术，可以达到不间断校验通讯的目的，更加保证了通讯的安全性。
4.2 技术关键
1、CRC循环冗余校验
2、图片采集及处理的软件设计与编程
3、激光发射驱动电路设计
4、电平转换电路设计
5、光电转换电路设计
6、信息解码及图片恢复程序设计
5 该激光大气通信系统的科学性先进性
科学性：
1、循环冗余检查（CRC）：一种数据传输检错功能，对数据进行多项式计算，并将得到的结果附在帧的后面，接收设备也执行类似的算法，以保证数据传输的正确性和完整性。这种技术常在计算机网络中应用。
2、图片采集处理：图片处理程序调用摄像头来采集图片信息，再对图片信息进行压缩编码处理，后将信息编码分段传送，利用波特率控制传送的速率，在端口处将其发送。
3、电平转换电路将不同电气特性的接口连接起来。
4、激光发射电路静态点在微导通状态，以减小因管子导通电压引起的延时。
先进性：
1、该激光大气通信系统装置结构轻便，设备经济，比一般的激光大气通信系统更加精简、方便、实惠，并且性能更加可靠。
2、该激光大气通信系统采用CRC循环冗余检验技术，不间断校验通讯，因此，正确率比一般的激光大气通信系统的正确率更高，保密性更强，可以运用在需要严格保密环境中的信息传输。
6 激光大气通信的发展前景
1、未来的通信技术将会越来越多的用到卫星技术，仅仅依靠光纤网络技术难以实现通信技术的发展目标。因此，激光通信技术将成为通信领域发展的必要技术之一。
2、激光大气通信能跨越障碍，解决跨山沟、海峡、河流、湖泊等复杂地貌带来的挖沟布线难题；
3、激光大气通信将在应急或临时通信传输方面先出巨大优势。如在救灾、大型集会活动、野外的临时工作场所或地震等突发事件方面，作为一种临时的通信连接等等。
4、激光通信技术在未来的发展中，将会影响通信领域的发展，使通信领域诞生出更多的新技术，提升通信领域发展实力的同时，保证通信领域的发展拥有技术保障。所以，激光通信技术将会带动通信领域新一轮的技术革新。
参考文献
[1] 陈钰清.激光原理（第二版）.浙江大学出版社.2000，09.
[2] 朱振，陈凌，自由空间光通信技术，无线光通信技术，2003，1.
[3] 邹自立，悄然复兴的激光大气通信技术，光通信技术，1997，21.
[4] 谭浩强.C语言程序设计（第四版）.清华大学出版社，2010.6.
为了适应网络发展和传输流量提高的需求，传输系统供应商都在技术开发上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纤上进行了55x20Gbit/s传输的研究，实现了1.1Tbit/s的传输。NEC公司进行了132x20Gbit/s、120km传输的研究，实现了2.64Thit/s的传输。NTT公司实现了3Thit/s的传输。目前，以日本为代表的发达国家，在光纤传输方面实现了10.96Thit/s(274xGbit/s)的实验系统，对超长距离的传输已达到4000km无电中继的技术水平。在光网络方面，光网技术合作计划(ONTC)、多波长光网络(MONET)、泛欧光子传送重叠网(PHOTON)、泛欧光网络(OPEN)、光通信网管理(MOON)、光城域通信网(MTON)、波长捷变光传送和接入网(WOTAN)等一系列研究项目的相继启动、实施与完成，为下一代宽带信息网络，尤其为承载未来IP业务的下一代光通信网络奠定了良好的基础。
(一)复用技术
光传输系统中，要提高光纤带宽的利用率，必须依靠多信道系统。常用的复用方式有：时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、频分复用(FDM)、空分复用(SDM)和码分复用(CDM)。目前的光通信领域中，WDM技术比较成熟，它能几十倍上百倍地提高传输容量。
(二)宽带放大器技术
掺饵光纤放大器(EDFA)是WDM技术实用化的关键，它具有对偏振不敏感、无串扰、噪声接近量子噪声极限等优点。但是普通的EDFA放大带宽较窄，约有35nm(1530～1565nm)，这就限制了能容纳的波长信道数。进一步提高传输容量、增大光放大器带宽的方法有：(1)掺饵氟化物光纤放大器(EDFFA)，它可实现75nm的放大带宽；(2)碲化物光纤放大器，它可实现76nm的放大带宽；(3)控制掺饵光纤放大器与普通的EDFA组合起来，可放大带宽约80nm；(4)拉曼光纤放大器(RFA)，它可在任何波长处提供增益，将拉曼放大器与EDFA结合起来，可放大带宽大于100nm。
(三)色散补偿技术
对高速信道来说，在1550nm波段约18ps(mmokm)的色散将导致脉冲展宽而引起误码，限制高速信号长距离传输。对采用常规光纤的10Gbit/s系统来说，色散限制仅仅为50km。因此，长距离传输中必须采用色散补偿技术。
(四)孤子WDM传输技术
超大容量传输系统中，色散是限制传输距离和容量的一个主要因素。在高速光纤通信系统中，使用孤子传输技术的好处是可以利用光纤本身的非线性来平衡光纤的色散，因而可以显著增加无中继传输距离。孤子还有抗干扰能力强、能抑制极化模色散等优点。色散管理和孤子技术的结合，凸出了以往孤子只在长距离传输上具有的优势，继而向高速、宽带、长距离方向发展。
(五)光纤接入技术
随着通信业务量的增加，业务种类更加丰富。人们不仅需要语音业务，而且高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已得到用户青睐。这些业务不仅要有宽带的主干传输网络，用户接人部分更是关键。传统的接入方式已经满足不了需求，只有带宽能力强的光纤接人才能将瓶颈打开，核心网和城域网的容量潜力才能真正发挥出来。光纤接入中极有优势的PON技术早就出现了，它可与多种技术相结合，例如ATM、SDH、以太网等，分别产生APON、GPON和EPON。由于ATM技术受到IP技术的挑战等问题，APON发展基本上停滞不前，甚至走下坡路。但有报道指出由于ATM交换在美国广泛应用，APON将用于实现FITH方案。GPON对电路交换性的业务支持最有优势，又可充分利用现有的SDH，但是技术比较复杂，成本偏高。EPON继承了以太网的优势，成本相对较低，但对TDM类业务的支持难度相对较大。所谓EPON就是把全部数据装在以太网帧内传送的网络技术。现今95％的局域网都使用以太网，所以选择以太网技术应用于对IP数据最佳的接入网是很合乎逻辑的，并且原有的以太网只限于局域网，而且MAC技术是点对点的连接，在和光传输技术相结合后的EPON不再只限于局域网，还可扩展到城域网，甚至广域网，EPON众多的MAC技术是点对多点的连接。另外光纤到户也采用EPON技术。
二、光纤通信技术的发展趋势
对光纤通信而言，超高速度、超大容量、超长距离一直都是人们追求的目标，光纤到户和全光网络也是人们追求的梦想。
(一)光纤到户
现在移动通信发展速度惊人，因其带宽有限，终端体积不可能太大，显示屏幕受限等因素，人们依然追求陸能相对占优的固定终端，希望实现光纤到户。光纤到户的魅力在于它有极大的带宽，它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。随着技术的更新换代，光纤到户的成本大大降低，不久可降到与DSL和HFC网相当，这使FITH的实用化成为可能。据报道，1997年日本NTT公司就开始发展FTTH，2000年后由于成本降低而使用户数量大增。美国在2002年前后的12个月中，FTTH的安装数量增加了200％以上。在我国，光纤到户也是势在必行，光纤到户的实验网已在武汉、成都等市开展，预计2012年前后，我国从沿海到内地将兴起光纤到户建设。可以说光纤到户是光纤通信的一个亮点，伴随着相应技术的成熟与实用化，成本降低到能承受的水平时，FTTH的大趋势是不可阻挡的。
(二)全光网络
传统的光网络实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍用电器件，限制了目前通信网干线总容量的提高，因此真正的全光网络成为非常重要的课题。全光网络以光节点代替电节点，节点之间也是全光化，信息始终以光的形式进行传输与交换，交换机对用户信息的处理不再按比特进行，而是根据其波长来决定路由。全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性，并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率，网络结构简单，组网非常灵活，可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。当然全光网络的发展并不可能独立于众多通信技术，它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。目前全光网络的发展仍处于初期阶段，但已显示出良好的发展前景。从发展趋势上看，形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层，建立纯粹的全光网络，消除电光瓶颈已成未来光通信发展的必然趋势，更是未来信息网络的核心，也是通信技术发展的最高级别，更是理想级别。
三、结语
[论文摘要]由于光纤通信具有损耗低、传榆频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业內人士青睐，发展非常迅速，文章概述光纤通信技术的发展现状，并展望其发展趋势。
一、前 言
1966年，美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的大门，引起了人们的重视。1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km的光纤，光纤通信时代由此开始。光纤通信是以很高频率(1014Hz数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业内人士青睐，发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从1980年到2000年增加了近1万倍，传输速度在过去的10年中大约提高了100倍。
二、光纤通信技术的发展现状
为了适应网络发展和传输流量提高的需求，传输系统供应商都在技术开发上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纤上进行了55x20Gbit/s传输的研究，实现了1.1Tbit/s的传输。NEC公司进行了132x20Gbit/s、120km传输的研究，实现了2.64Thit/s的传输。NTT公司实现了3Thit/s的传输。目前，以日本为代表的发达国家，在光纤传输方面实现了10.96Thit/s(274xGbit/s)的实验系统，对超长距离的传输已达到4000km无电中继的技术水平。在光网络方面，光网技术合作计划(ONTC)、多波长光网络(MONET)、泛欧光子传送重叠网(PHOTON)、泛欧光网络(OPEN)、光通信网管理(MOON)、光城域通信网(MTON)、波长捷变光传送和接入网(WOTAN)等一系列研究项目的相继启动、实施与完成，为下一代宽带信息网络，尤其为承载未来IP业务的下一代光通信网络奠定了良好的基础。
(一)复用技术
光传输系统中，要提高光纤带宽的利用率，必须依靠多信道系统。常用的复用方式有：时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、频分复用(FDM)、空分复用(SDM)和码分复用(CDM)。目前的光通信领域中，WDM技术比较成熟，它能几十倍上百倍地提高传输容量。
(二)宽带放大器技术
掺饵光纤放大器(EDFA)是WDM技术实用化的关键，它具有对偏振不敏感、无串扰、噪声接近量子噪声极限等优点。但是普通的EDFA放大带宽较窄，约有35nm(1530～1565nm)，这就限制了能容纳的波长信道数。进一步提高传输容量、增大光放大器带宽的方法有：(1)掺饵氟化物光纤放大器(EDFFA)，它可实现75nm的放大带宽；(2)碲化物光纤放大器，它可实现76nm的放大带宽；(3)控制掺饵光纤放大器与普通的EDFA组合起来，可放大带宽约80nm；(4)拉曼光纤放大器(RFA)，它可在任何波长处提供增益，将拉曼放大器与EDFA结合起来，可放大带宽大于100nm。
(三)色散补偿技术
对高速信道来说，在1550nm波段约18ps(mmokm)的色散将导致脉冲展宽而引起误码，限制高速信号长距离传输。对采用常规光纤的10Gbit/s系统来说，色散限制仅仅为50km。因此，长距离传输中必须采用色散补偿技术。
(四)孤子WDM传输技术
超大容量传输系统中，色散是限制传输距离和容量的一个主要因素。在高速光纤通信系统中，使用孤子传输技术的好处是可以利用光纤本身的非线性来平衡光纤的色散，因而可以显著增加无中继传输距离。孤子还有抗干扰能力强、能抑制极化模色散等优点。色散管理和孤子技术的结合，凸出了以往孤子只在长距离传输上具有的优势，继而向高速、宽带、长距离方向发展。
(五)光纤接入技术
随着通信业务量的增加，业务种类更加丰富。人们不仅需要语音业务，而且高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已得到用户青睐。这些业务不仅要有宽带的主干传输网络，用户接人部分更是关键。传统的接入方式已经满足不了需求，只有带宽能力强的光纤接人才能将瓶颈打开，核心网和城域网的容量潜力才能真正发挥出来。光纤接入中极有优势的PON技术早就出现了，它可与多种技术相结合，例如ATM、SDH、以太网等，分别产生APON、GPON和EPON。由于ATM技术受到IP技术的挑战等问题，APON发展基本上停滞不前，甚至走下坡路。但有报道指出由于ATM交换在美国广泛应用，APON将用于实现FITH方案。GPON对电路交换性的业务支持最有优势，又可充分利用现有的SDH，但是技术比较复杂，成本偏高。EPON继承了以太网的优势，成本相对较低，但对TDM类业务的支持难度相对较大。所谓EPON就是把全部数据装在以太网帧内传送的网络技术。现今95％的局域网都使用以太网，所以选择以太网技术应用于对IP数据最佳的接入网是很合乎逻辑的，并且原有的以太网只限于局域网，而且MAC技术是点对点的连接，在和光传输技术相结合后的EPON不再只限于局域网，还可扩展到城域网，甚至广域网，EPON众多的MAC技术是点对多点的连接。另外光纤到户也采用EPON技术。
三、光纤通信技术的发展趋势
对光纤通信而言，超高速度、超大容量、超长距离一直都是人们追求的目标，光纤到户和全光网络也是人们追求的梦想。
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(一)光纤到户
现在移动通信发展速度惊人，因其带宽有限，终端体积不可能太大，显示屏幕受限等因素，人们依然追求陸能相对占优的固定终端，希望实现光纤到户。光纤到户的魅力在于它有极大的带宽，它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。随着技术的更新换代，光纤到户的成本大大降低，不久可降到与DSL和HFC网相当，这使FITH的实用化成为可能。据报道，1997年日本NTT公司就开始发展FTTH，2000年后由于成本降低而使用户数量大增。美国在2002年前后的12个月中，FTTH的安装数量增加了200％以上。在我国，光纤到户也是势在必行，光纤到户的实验网已在武汉、成都等市开展，预计2012年前后，我国从沿海到内地将兴起光纤到户建设。可以说光纤到户是光纤通信的一个亮点，伴随着相应技术的成熟与实用化，成本降低到能承受的水平时，FTTH的大趋势是不可阻挡的。
(二)全光网络
传统的光网络实现了节点间的全光化，但在网络结点处仍用电器件，限制了目前通信网干线总容量的提高，因此真正的全光网络成为非常重要的课题。全光网络以光节点代替电节点，节点之间也是全光化，信息始终以光的形式进行传输与交换，交换机对用户信息的处理不再按比特进行，而是根据其波长来决定路由。全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性，并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率，网络结构简单，组网非常灵活，可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。当然全光网络的发展并不可能独立于众多通信技术，它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。目前全光网络的发展仍处于初期阶段，但已显示出良好的发展前景。从发展趋势上看，形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层，建立纯粹的全光网络，消除电光瓶颈已成未来光通信发展的必然趋势，更是未来信息网络的核心，也是通信技术发展的最高级别，更是理想级别。
关键词：光纤通信；理论教学；实验教学
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）08-0167-03
当代信息高速公路的骨干网络是由光纤通信网络构成的，若没有光纤的发明及相关有源和无源光纤器件的发明和发展，当今的高速信息网络是无法想象的。但是当今信息产业的高速发展得益于微电子学、光电子学、计算机技术及通信工程等多门学科的快速发展及它们之间的交叉融合。因此，要想成为一名信息技术领域的电子信息工程师、计算机工程师或通信工程师，除了需要掌握本专业的课程知识以外，也应该熟悉现代信息技g的其他相关主要知识，比如光纤通信网络及其相关器件等。本文从光纤通信技术的研究内容、应用及发展等方面说明其在电子信息工程专业教育中的重要性，并研讨电子信息工程专业中的光纤通信课程的理论和实验教学方法。
一、光纤通信技术简介
1960年，美国人梅曼（Maiman）发明了第一台红宝石激光器[1]，给光通信带来了新的希望。和普通光相比，激光具有波谱宽度窄，方向性极好，亮度极高，以及频率和相位较一致的良好特性。激光是一种高度相干光，它的特性和无线电波相似，是一种理想的光载波。继红宝石激光器之后，氦―氖（He-Ne）激光器、二氧化碳（CO2）激光器先后出现，并投入实际应用。激光器的发明和应用，使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。
1966年，英籍华裔学者高锟（C.K.Kao）和霍克哈姆（C.A.Hockham）发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤（Optical Fiber）进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信――光纤通信的基础[2]。在以后的10年中，波长为1.55μm的光纤损耗：1979年是0.20 dB/km，1984年是0.157 dB/km，1986年是0.154 dB/km，接近了光纤最低损耗的理论极限。1970年，作为光纤通信用的光源也取得了实质性的进展。1977年，贝尔实验室研制的半导体激光器寿命达到10万小时（约11.4年），外推寿命达到100万小时，完全满足实用化的要求。由于光纤和半导体激光器的技术进步，使1970年成为光纤通信发展的一个重要里程碑之年。在今后的几十年中，光纤通信网络的逐步商用化带动了相关信息产业链的蓬勃发展[3]。
由于在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或波导管的损耗低得多[4]，因此相对于电缆通信或微波通信，光纤通信具有许多独特的优点。综上所述，可见光纤通信技术在现代信息产业技术中的重要地位，因此，光纤通信技术这门课程不仅是光学工程专业的基础必修课程[5]，也应该作为电子信息工程专业的专业选修课程来开设。
二、光纤通信课程教学研究
（一）光纤通信课程的理论教学
电子信息工程专业的光纤通信课程的理论知识可以分为四个相互关联的层次和内容，它们分别是：第一部分，光纤技术的基础；第二部分，光纤通信器件技术基础；第三部分，光纤通信系统和网络；第四部分，光纤与光纤通信系统测量。这四个部分的关系层层递进，逐渐深入。理论学时总共32学时。
第一部分，光纤技术的基础。可以先讲解光纤通信技术的一些概念性和历史性的知识，比如：电信技术的发展，光通信的必要性及技术基础，光纤通信技术的历史、现状与未来。此处，可详细介绍人类对光通信探索的历史及现代光纤通信技术从学术研究到商业应用的发展里程，并附带介绍微波通信的发展里程，然后通过比较使用光波进行通信和使用微波进行通信的优缺点及使用光纤材料和使用同轴电缆进行通信的优缺点，让学生了解光纤通信的巨大优势。然后可以简单介绍光纤传输的基础理论――电磁场与电磁波理论中的一些基本概念和现象，重点介绍麦克斯韦方程。最后介绍光纤的模式理论、光纤的结构和类型、光纤的传输特性、光纤制造技术与光缆等知识。其中，光纤传输特性包括光纤的损耗特性和色散特性，这是该部分的重点知识。总之，笔者认为，第一部分内容的讲解方法和手段是非常重要的，不宜讲得深奥，而应该结合动画或者视频讲解光纤的传光原理，使学生易于接受，才能提高学生对这门课程的兴趣，从而继续学习往后部分的相对枯燥的知识。该部分学时安排为6H。
第二部分，光纤通信器件技术基础。这部分讲述光纤通信系统中的有源和无源光通信器件，这些器件是构成一个完成的光纤通信系统必不可少的部件，学好这部分内容有利于理解后面学习的光纤通信网络的内容。这部分内容包括：基本光纤器件、光学滤波器、光纤放大器和半导体光电子器件。基本光纤器件包括分波/合波器、光纤活动连接器、光隔离器、环形器和衰减器等；光学滤波器的内容包括Fabry-Perot滤波器、介质膜滤波器、HiBi光纤Sagnac滤波器、Mach-Zender型滤波器、光纤光栅等；光纤放大器的内容包括：掺饵光纤放大器（EDFA）、光纤Raman放大器等。半导体光电子器件的内容包括：普通的半导体激光器（LD）和发光二极管（LED）、FP型双异质结构激光器、动态单纵模激光器、半导体光放大器（OSA）、PN结光电二极管、PIN光电二极管、APD雪崩光电二极管等。对于每一个光纤器件，讲解内容包括这些光纤器件的结构、工作原理、具体参数、应用场合等，应结合动画或者视频讲解，甚至如果有条件的话，可以在课题上带上一些体积很小的光纤器件实物给学生讲解，比如光纤活动连接器、LD、LED、光纤光栅、PIN光电二极管价格便宜、体积小的光纤器件。该部分学时安排为10H。
第三部分，光纤通信系统和网络。这部分是本门课程的核心和精华部分，包括光纤传输系统、光纤通信网、全光网技术及其发展三大部分。其中，光纤传输系统的内容包含：光纤传输系统的基本组成、光发送机组件、光接收机组件、光放大噪声及其级联、色散调节技术、光纤传输系统设计、光纤传输系统性能评估。光通信网络的内容包含：通信网的拓扑结构和分类、准同步数字系统（PDH）、同步数字系统（SDH）、异步传输模式（ATM）、互联网协议、光纤通信网的管理/保护/恢复。全光网技术及其发展的内容包含：通信网络的发展过程、全光网络中的传输技术（WDM、OTDM、OCDMA和分组交换技术）、无源光网络（G-PON、E-PON、WDM-PON）、光传送网（G.709OTN）、自动交换光网络、全光网的网络管理、全光网的安全问题。对于每一种光纤网络技术，讲解内容包括这些光纤网络结构、功能、应用场合等，应尽量使用PPT的图片、动画进行讲解，PPT上要尽量避免文字上描述。该部分学时安排为12H。
第四部分，光纤与光纤通信系统测量。该部分主要介绍光纤通信工程实施、检测中一些常用的设备和仪器，在本门课程的实验教学中都要使用到这些设备，是培养光纤通信工程师的基础技能知识部分。该部分的内容包括：光功率计的使用、光纤几何参数的测量、光纤衰减测量、光纤色散测量、光纤偏正特性测量、光纤的机械特性和强度测量、光时域反射计（OTDR）的使用；光接收机灵敏度和动态范围的测量、光纤通信系统误码率和功率代价的测量、眼图及其测量、光谱分析仪、光纤通信系统的在线监测技术。其中，重点讲解光功率计、OTDR、眼图示波器、光谱分析仪等仪器设备的功能和使用方法。该部分学时安排为4H。
（二）光纤通信课程的实验教学
对于电子信息工程本科专业而言，毕竟培养的学生不属于光学工程或光电子技术领域的人才，而且电子信息工程专业本身都有很多属于自己专业的实验课程及课程设计，因此，笔者认为光纤通信技术课程的实验教学应根据该专业学生的理论基础和将来他们最可能需要的工程能力而设置。因而，笔者建议光纤通信课程的总学时设置为48学时，理论教学学时为32学时，7个实验的教学学时为16学r。
根据笔者10年来给电子信息工程专业本科学生讲授这门课的经验，认为具体的实验课程设置如下。
1.插入法测光纤的平均损耗系数。采用插入法测量待测光纤在1310nm和1550nm处的平均损耗系数。掌握插入法测量光纤损耗系数的原理，熟悉光纤多用表的使用方法。学时设置为2个课时。
2.光时域反射计（OTDR）测光纤链路特性。用光时域反射计测量光纤链路的平均损耗、接头损耗、光纤长度和故障点位置。了解光时域反射计工作原理及操作方法，学习用光时域反射计测量光纤平均损耗、接头损耗、光纤长度和故障点位置。学时设置为2个课时。
3.光波分复用（WDM）系统实验及其误码率测量构建1310nm/1550nm光纤波分复用系统并测试其误码率，了解光波分复用传输系统的工作原理和系统组成熟悉误码、误码率的概念及其测量方法。学时设置为2个课时。
4.数字光纤通信系统信号眼图测试。构建数字光纤通信系统并且用数字示波器观测系统的信号眼图，并从眼图中确定数字光纤通信系统的性能。了解眼图产生的基础，根据眼图测量数字通信系统性能的原理；学习通过数字示波器调试、观测眼图；掌握判别眼图质量的指标；熟练使用数字示波器和误码仪。学时设置为3个课时。
5.光纤切割与焊接技术演示实验。利用全自动熔接机向学生演示光纤熔接的全过程，了解光纤的结构和光纤电弧放电焊接原理；了解全自动焊接光纤的过程和使用方法。学时设置为2个课时。
6.光纤光栅光谱特性测试系统的设计实验。测量光环行器的插入损耗、隔离度、方向性、回波损耗参数；利用PC光谱仪、光环行器和光纤光栅设计光纤光栅光谱特性的测试系统；了解光环行器的工作原理和主要功能；了解光环行器性能参数的测试原理；了解光纤光栅的光谱特性；学习PC光谱仪的使用方法。学时设置为3个课时。
7.光带通滤波器的设计。测量光耦合器的插入损耗、分光比和附加损耗等参数；利用光耦合器或者光环行器和光纤光栅设计光带通滤波器。了解2X2光耦合器的工作原理，了解光耦合器各项参数的测试方法。学时设置为2个课时。
通过以上实验课程，能够使电子信息工程本科学生对光纤通信系统的基本器件、基本测量系统等有一个比较感观的认识，而且能够更加深刻地掌握它们工作的基本原理和基本特性，为将来在具体的工程设计及进一步深造中奠定基础。
三、结束语
光纤通信技术在国家的信息产业、国防工业中具有举足轻重的地位，电子信息技术与光学信息技术的结合也越来越紧密。对于当今的电子信息工程专业的学生而言，除了需要掌握本专业牢固的知识和技能以外，了解和掌握光纤通信技术的基础知识和相关的技术发展趋势也是必不可缺的。本文通过对电子信息工程专业特点和光纤通信课程内容的分析，讨论了该门课程与该专业的内在联系，分析其重要性，并根据笔者10年来在重庆理工大学电子信息工程专业讲授该门课程的经验，提出了本门课程在电子信息工程专业中的理论及实验的教学内容、教学重点、教学方法及课程设置等方面的一些意见和建议。
参考文献：
[1]高D.激光技术应用现状与分析[J].物理通报，2007，（11）：50-52.
[2]龙泉.光通信发展的回顾与展望电信网技术[J].2008，（2）：30-32.
[3]曲鹏.光纤通信技术的应用及展望[J].硅谷，2014，7（24）：2-2.
英文名称：Optics & Optoelectronic Technology
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论文摘要:根据市场营销理论和公司经营战略，研究了高新技术公司营销的特点。通过对中国光谷高科技公司营销战略的实证分析，阐明了高科技公司在不同的时间和空间，面对不同的竞争对手，只有采取差异化营销策略，才能在市场中站稳脚跟和保持竞争优势。
随着我国经济迅速发展，产业结构不断调整升级，高科技产业从20世纪90年代起，走上了蓬勃发展的道路。以激光加工产业为例，其规模从1990年的1200万元发展到2008年的59亿元，10年增长了500多倍。但自2000年以来，随着市场的发展，竞争变得越来越激烈。尽管高科技产业生产高附加值的产品，但一些企业为了能够在市场竞争中保留一席之地，不得不采取控制生产成本和降低利润的方针，而另外有许多公司开始注重制定合理的经营战略和营销措施。
1市场营销
市场营销是研究买方的需求，组织自己的经营活动，达到既定的经营目标。美国著名市场营销专家KOTLER认为，市场是由特定的需求和欲望组成的，通过交换，这种需求完全可以得到满足，欲望可以得以实现。
但是市场消费者的需求表现为异质化，任何规模的企业都无法生产出满足所有消费者需求的产品，因此，要根据需求的差异性进行市场细分。通过细分，了解市场的竞争情况，开发适销对路的产品。
因此，每家公司都应该根据公司的经营规模、生产的产品和客户群体制定一条适合自己公司发展的营销战略。
2高新技术公司营销的特点
高新技术产品的营销是高科技公司通过对顾客需求的研究和对市场竞争情况的了解，确定其经营的目标，制定适合自己发展的营销方案困。
高科技公司的产品具有高技术、高附加值的特点，投资的比重逐年上升。因此，一方面，产品研发的投人费用大;另一方面，产品利润高。高科技产品的后一个特点使得产品市场呈现巨大的潜力。经济人的行为是具有趋利性的，因此，会有许多商家投人高科技产品的生产制造，产业规模大，发展速度趋缓，从而很快形成竞争市场;市场的迅速成熟，使得产品的周期变短，对产品技术创新的要求高。
另外，从市场分层而言，高科技产品瞄准的除个人用户群体外，公共采购市场也占有很大的比例，如芯片生产商主要客户群是政府机关、公共交通、学校、银行和国有企业;光纤电缆主要是中国电信等。公共采购市场并不是封闭式的，而是开放的，也存在着竞争。
因此高科技产品市场具有较强竞争性，市场的运转取决于供求关系比和性价比。
也正是由于剧烈的竞争，使得许多高新技术公司不得不面临来自同质产品在技术和价格方面的挑战。因此，除了垄断部门以外，所有的高新技术公司都必须制定灵活有效的经营战略，以便在竞争市场中保持产品的优势。为此，有些公司通过控制成本，降低售价，保持竞争优势;有些扩大生产，通过规模效应保持产品优势;有些通过技术创新，不断向市场推出新产品，保持品牌优势。
高新技术公司营销实际上是在价格、市场规模和技术创新等方面做文章，不同的公司根据公司的规模、产品和经验策略，采取不同的经营战略和营销方法。
武汉迈立特光通信有限公司、武汉爱劳高科技有限责任公司和武汉安凯电缆有限公司都是高新科技企业，3家公司所采用的不同营销谋略值得思考。
3中国光谷高新科技公司营销战略
3.1公司简介
武汉东湖高新技术开发区有500多家高新技术公司，每年都有企业因为经营不善或战略失误而退出市场。有些公司采取了适合自己公司发展的经营战略和营销手段，在竞争市场中占据了一席之地。武汉迈立特光通信有限公司，武汉爱劳高科技有限责任公司和武汉安凯电缆有限公司就是这样的企业。
武汉爱劳高科技有限责任公司是民营企业，创办于1990年，经营用于公共建筑的防雷电产品。主要客户是油库、水库、大坝工程和通信公司。
武汉迈立特光通信有限公司是中国船舶重工集团722所下属的科技开发公司，成立于2001年，依托722所技术创新能力，生产、经营铁路和公路网络的通信系统，用于地铁、轻轨、公路和桥梁等公共工程。
武汉安凯电缆有限公司是荷兰DRAKA集团与武汉长江光通信产业有限公司等于1999年联合创办、生产、经营光纤电缆的中外合资公司。
3.2爱劳的技术创新
爱劳1990年创办时，瞄准公共采购这块蛋糕，因为许多公共工程都需要防雷电装置。但在当时，一方面，防雷电产品市场基本由国有企业垄断，另一方面，爱劳作为一家小型的民营企业，还没有赢得市场的信任，因此它的订单相对较少。由于公司是第一家用半导体材料生产SB一III型半导体消雷器的，因此获得的利润较大。当时避雷针的单位生产成本为3万元/件，而市场的销售价格是20万元/件。
凭借先进半导体技术和材料的成本优势，加上灵活的生产经营方式，公司很快赶上和超过技术发展滞后的国有企业，逐渐占领市场，并成为最大的销售厂家。它在1991一1995年间，占领3/4的市场份额，年产值平均为3千万元。新技术使爱劳不仅打破市场的垄断，而且成为市场领头军。
1994年，浙江沿海的民营企业也开始争夺防雷产品市场，其中许多公司和爱劳一样，使用半导体技术材料生产防雷产品。另外它们的生产规模和组织结构都与爱劳相似，具有一定的技术优势和成本优势。几年前曾占有70%市场份额的爱劳公司只剩下30%的市场份额。
面对市场竞争的压力和对手的打压，爱劳公司很快调整了战略，决定使用在当时被认为相当超前的技术，即采用半导体少长针消雷技术生产新的防雷装置。首先这项技术能够将高大建筑物的雷击次数减少75%，并可降低雷击产生的二次效应;其次爱劳产品开始注重整体防雷的作用。
新产品投人市场，立刻受到水力发电站等公共工程客户的欢迎，因为长期以来大型公共工程还没有使用过整体的雷电防护技术。新产品的畅销，使爱劳的市场占有率在1995年迅速恢复，并且达到80%，年产值近5千万元。从1995到1998年，连续3年平均年产值为4千万元。
从1999年起，爱劳在半导体少长针消雷技术产品上又遇到许多竞争对手，它们将爱劳的市场份额挤压到只剩下20%。于是，爱劳于2000年开始调整经营战略，一方面实行多元化战略，将经营扩展到医疗器械和生物化学制品等领域，另一方面保持在雷电防护产品方面的优势，将过去单一的生产和经营拓展到研发和技术服务等领域，并且开始进人通信市场的防雷电技术，目标市场是移动和联通公司的移动通信网络的基站防雷。
3.3迈立特的差异化营销
迈立特是722研究所一家下属的、具有较强军品研发能力的科技开发公司，生产和经营非军用科技产品，主要从事通信传输及接人设备、开关电源产品的研发、生产、销售和服务。它所研究出的Melit光纤综合业务传输网和无线视频监控系统等通信产品，成功地将先进的舰船通信军用技术转化并应用于民用领域，产品以其独特的性能，填补了专网通信领域的空白。
在电信市场中，有公共网和专网两种网络。公共网指具有大量手机用户的中国移动和中国联通的电信网络;专网是机场、码头、轻轨、地铁、公路桥梁和居民小区需要的通信网络。
作为2001年才起步的一家高科技开发公司，迈立特在成立伊始就确定了自己的营销战略:实施差异化经营方针，用自己研究的通信传输和无线视频监控技术开发专网市场。这种差异化的战略使得公司当年实现产值8千万元。
迈立特通过对自己的竞争优势和比较优势进行理性的分析，最后选择专网作为经营的目标，主要有3个原因:①它于2001年创办，起步时间较晚，而公共网已经运营数10年，它不可能与有50多年经营历史的中国电信比较，不可能很快获得一定的知名度而被市场认可。②它的规模较小。它是722研究所下属的小公司，只有100多名员工，无法与拥有10万职工的中国联通相提并论。③迈立特在充分认识到自己软肋的同时，也了解到自己在专网方面所具有的技术完全可以与华为及烽火集团这样的大型企业媲美，而在方案选择、技术管理和服务保障方面，迈立特作为军工出生的企业，更具有优势。
在2001年大连轻轨招标中，迈立特面对的是包括年产值超过10亿元的华为和烽火集团等6个竞争对手。第一轮竞标之后，迈立特技术得分排名第一。在第二轮竞标中，它的主要竞争对手是中国光纤技术的龙头老大烽火集团。尽管迈立特的报价高于所有的竞争对手，但最后还是人选。
迈立特成功夺标的因素有许多，最主要的是市场定位准确。在6家投标公司中，除迈立特外，其他5家都在公共网经营多年，而专网并不是其主攻产品。迈立特抓准这一点，制定了详细和完整的标书，并非常专业地介绍了各个标段的工程进度、控制流程和工艺技术。这种源于军工的专业管理技术是迈立特公司具有的绝对竞争优势，也是制胜的法宝。
另外，在投标前，公司曾经多次参加大连轻轨项目召开的研讨会，并在会上就有关技术问题提出了自己的构思和设想，引起了项目的监理单位北京地铁和北京城市设计院的注意。之后，公司就技术问题，也与监理单位多次交换意见和沟通。这也是公司能够战胜对手的原因。
3.4安凯的提高销t和降低价格
作为中外合资企业，安凯在光纤电缆产生上有着技术优势。它凭借SZhmax⑧生产工艺，几乎垄断了中国移动和中国联通两个市场。
技术领先是安凯公司迅速占领并垄断市场的主要原因，公司在成立一年后，即2000年销售了1600km的光缆，实现产值9.8千万元。到2001年，实现销售2358km的光缆，产值1.1亿元。
从2001年到2004年间，公司分别销售了2358,2936,3854和6230km的光缆。尽管公司的销量在持续增加，但是公司的产量和产值并不成正比。其原因是从2002起，公司遇到来自江苏恒通电缆集团和珠海汉胜科技股份有限公司两家民营企业的竞争。2000年成立的两家企业生产和经营与安凯同类型的产品，并于2001年开始小批量地投放市场。因此，尽管安凯感到了一定的竞争压力，但是其销售价格保持原有的水平，销量和产值与200()年相比仍有一定增加。
到了2002年，安凯电缆销售3000km，而产值却与2000年持平，仅为9800万元，与前两年相比，产值和销量不能成正比。这是因为竞争对手恒通和汉胜以更低价格向同质市场投放了大批量的产品，从而打破了安凯在市场上的垄断地位，迫使它采取跟随政策，降低产品售价。
其实，安凯在2001年就进行了市场调查，预计到两家竞争对手一定会加大投放量和降低价格与安凯竞争。于是它采取了将销量提高100%和销售价格降低一半的战略，以便保持竞争优势和保住市场份额。应该说，尽管与前两年相比，安凯受到竞争的威胁，但还是存在一定的利润空间。
安凯2003和2004年电缆的销量为4000km和6000km，与前一年相比增长了50%，但是两年的产值分别为1.04亿元和1.1亿元，增长幅度几乎为零。应该说，两家竞争对手在继续扩大销量和降低价格，迫使安凯采取提高产量和降低售价的策略，以保持住市场份额和边际。
武汉安凯电缆有限公司2000一2004年销量和产值比如图1所示。2000年与2002年和2002年与2004年的两个年度销量和产值的比较，更能够说明安凯公司增加产量和降低价格保市场份额的战略。
尽管产值逐年下降，边际递减，但是安凯面对竞争对手所采取的增加销量和降低价格的战略还是让它在市场中保持住一定的地位，而不像一些同类企业被市场淘汰。
4结论
【论文摘要】：介绍了光机电一体化技术特征，研究了国内外技术现状和发展趋势，指出了未来发展前景和一些重要技术热点。
近些年来，光机电一体化技术得到迅猛发展，在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此，光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。
1.光机电一体化技术特征
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。
1.1体积小，重量轻，适应性强，操作更方便
光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。
1.3部分硬件实现软件化，智能化程度提高
传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向"软件化"和"智能化"。
1.4产品可靠性得到提高，使用寿命增长
传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩擦、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。
1.5融合了多种学科新技术，衍生出许多功能更强、性能更好的新产品
光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等，就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来，衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。
1.6产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高
光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。
2.研究现状和发展趋势
2.1研究现状
自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济实用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（PC）和微电子技术控制设备也越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下了良好的基础。
2.2发展趋势
光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。从世界科学技术的发展情况来看，光机电一体化技术的未来技术热点主要包括：
（1）激光技术
1）高单色性，利用激光高单色性作精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。
2）高方向性，因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力，从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温，可使照射点物体熔化或汽化，对各种各样材料和产品进行特种加工。
4）相干性，由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制，而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性，应用范围更广。
（2）传感检测技术
1）激光准直，能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三维空间的基准测量。
2）激光测距，其探测距离远，测距精度高，抗干扰性强，体积小，重量轻，但受天然影响大。
3）光纤探测器，在目标很小，间隔受限或危险的环境中，最常选用的是光纤探测器。
其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。
（3）激光快速成型技术
激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层，将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，由点、线构造零件的面（层），然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场，极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。
（4）光能驱动技术
利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器，其工作原理是将光照在形状记忆合金上，反复地通、断使材料伸缩，再利用感温磁性体的温度特性，将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性，加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证，该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段，如果能发现具有优异光作用特性的动态物质，则可使光能驱动技术广泛应用。
3.结语
技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。
参考文献
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[2]梁进秋.微光机电系统国内外研究进展.光机电信息，2000（8）
[3]宋云夺编译.光机电一体化业的未来.光机电信息，2003（12）
1 三网融合
三网融合是指计算机系统通信、电信、有线电视的有机融合，以建立高效化、完善化通信网络为根本目标，满足社会发展基本需求。三网融合有着极高的技术实践应用需求，在实践中所有网络层需实现有效连通。所谓三网融合，也可称其是三网合一，即计算机系统通信、电信、有线电视相互间有效兼容、渗透等，最终整合成信息通信统一网络，以互联网为核心，打破传统电信宽带运营垄断、广电内容输送的局面，明确互相准入机制，广电单位可经营增值的电信业务等，有线网络可提供互联网的接入业务，电信业可参与广电节目的生产制作、传输或者传播新闻节目内容，提供相应服务等。三网融合在基本概念上有着不同的角度及层次，涉及到网络、终端、行业、业务、技术等的有效融合。三网融合，其体系内的技术类型相对较多，软件技术、数字技术、光通信科学技术、TCP/IP属于较为常见的几种类型。一是软件技术，它可支持每个用户的现实需求，为其提供针对支持的一项技术；二是数字技术，它可实现语音的传输及交换、图像和数据等信息的编码处理；三是光通信科学技术，此项技术呈现着极速发展趋势，其在一定程度上为三网融合各项业务提供相应带宽服务，传输质量相对较高，更可为三网有效融合提供优质系统平台；四是TCP/IP科学技术，也被称之为互联网的通信协议科学技术，对三网融合实现快速发展起到基础保障作用。
2 网络通信科学技术发展现状
网络通信科学技术在社会众多领域中表现均十分优异，备受人们认可及广泛应用，其应用前景十分广阔。网络通信科学技术有明确的特点，单从系统层面来分析，其是以网络为基本形式，由若干链路和单个结点构成；其中，单个结点往往是由基于集成电路载体所实现的通信功能基本物理构成，如路由器、结点交换装置等；通信链路则是以光电技术为基础，将其有效应用到计算机信息网络当中。相关学者曾阐述，微电子科学技术属于驱动信息化革命的基础，微电子的芯片被广泛应用后，其计算功能可结合摩尔定理实施有效的计算分析，运算速度每18 个月便可提高大约一倍左右，故在发展增速层面，此项技术发展速度较快一些。从网络通信科学技术内在特点层面分析，网络通信科学技术向着移动化、自动化方向转变着，并可以提供多样化延伸服务，以自动化形式实现信息高速处理，以移动系统终端为基本载体，赋予系统以移动通信和移动网络各项功能，充分满足移动概念之下网络需求，坚持以实际需求为基本动力，有效提升网络运营商们技术对接的能力。例如：移动WLAN是移动网络技术发展的典型案例，其属于网络通信科学技术实现网络化发展重要标志，需要着重从网络结构、特点、支撑技术等层面分析网络通信科学技术总体发展情况。
3 三网融合的特点和趋势分析
3.1 在融合化层面
网络通信科技的一大发展趋势即为融合化。从三网融合视角来分析，国内现阶段的计算机系统网络、电信网络、有线电视系统网络等都是基于自身核心技术得以持续发展的，而后向着融合化网络方向积极转变，三种网络借助各自数据信息平台为广大用户提供着多媒体化信息服务，不可由单一网络替代，三网融合则会成为三种基础性网络今后发展方向。在技术应用层面上，三种不同网络技术有着相似特征，技术融合才可能实现，如软件技术、接入技术、数字技术等。三网的自身业务基础相对坚实，在社会发展进程中，网络发展和技术进步都具备业务携带功能，故网络并非恒定不变而是有着较大可变性，它们需要和市场、业务发展需求相结合。各个网络结构不同，可适应于所传送的不同业务信号。如电话属于传统电信网络业务，但伴随数据业务持续发展，网络数据业务逐渐超越了电话业务，在今后的发展进程中，电话业务地位会逐渐被数据信息层面业务所替代。故网络业务应当逐步以数据信息业务为基本发展方向实现有效融合，网络逐渐向着IP业务分组网络形式发展。网络通信科技向着融合化方向发展，往往不单单依靠着技术特征的相似性，需要侧重于不同市场需求层面，多种业务在向网络中的相同用户提供等同或者不同业务期间，技术融合即可实现。
3.2 在智能化层面
网络通信科技现已被广泛应用在如媒体、教育、金融、工业等众多行业当中，这些行业都以网络通信科技作为基本的技术支撑，并形成和行业相对接的网络通信科学技术业务，为人们日常生活提供便利条件，确保全新交易方式能够实现。大部分网络通信科技的有效运用，均凸显出智能化这一特征。例如，在早期，国内的移动通信以4G技术为主，但通信业现已逐步实现5G体系结构重大变革和发展；体系的变革形式属于新一代的移动无线通信系统基本发展方向，不仅具备超密集式组网和可编程等特点，且具备十分突出的智能化优势，可以感知到网络环境和用户们的业务需求，可为用户们提供更加优质的服务体验。对此，业内普遍认为，在世界范围内，5G是面向信息化社会需求的移动无线通信系统，其有着高可靠性及低延迟等优势，凭借连续广域化覆盖形式有效满足于大连续低功耗等目标需求。在场景应用方面，其可满足于超高速、移动式、物物通信、实时化连接和大规模化人群应用等各种场景，可实现资源的优化配置，为用户们提供丰富的通信体验，这也属于网络通信技术现阶段智能化发展的重要表现。今后，网络通信科技会持续向着智能化方向迈进，开发应用智能化空间较为广阔。
3.3 在兼容化层面
如何基于核心科技节约成本、有效利用信息资源，增强各种技术针对不同的系统终端的适应性等，均属于网络通信科技今后发展进程中所必须考虑的重点问题。随着云应用各项新型业务崛起与发展，智能化终端逐步普及，今后网络通信业务盈利将持续增加，为计算机系统网络稳健发展提供基础保证，故各类技术需要适用于市场需求变化、系统网络特性和硬件变化等，需要满足多方应用和发展需求。例如运营商的绿色节能需求、用户们的需求等，故今后为促使生产效率持续提升，网络通信科技将向着兼容化的方向持续发展，维持系统稳定可靠的运行状态，开发者需注重提升网络装置和技术的灵活度，开发更具安全性、绿色化网络科学技术，基于计算机系统网络通信科学技术，实现业务升级。
3.4 在安全化层面
网络通信科学技术的发展，给各个行业发展提供了动力之源。其中，交易方式改变属于最明显一种现象，以虚拟货币为载体的新型交易得以实现。伴随网络通信科学技术的持续发展，云计算、大数据等各项技术的有效融合，网络数据信息量处于井喷增长状态，在大量信息数据中含有用户们私人信息和财产信息。今后，在网络通信科学技术应用中，为维持网络系统高效稳定运行状态，需加强保护其具体应用和技术信息，有效提升网络通信科学技术的安全度，防止产生恶意的技术性破坏，以至于影响到社会各行业发展。
（万马电子医疗有限公司，临安 311306）
（Wanma Electron Medical Co.，Ltd.，Lin´an 311306，China）
摘要： 本文主要描述机械式现场光纤连接器的设计原理、设计结构、产品特点以及该产品主要应用场合。
Abstract: This paper mainly describes the design principle, structure design, product characteristics and the main applications of mechanical field optical fiber connector.
关键词 ： 光纤到户；光纤接续；预埋型；V型槽；光学性能
Key words: optical fiber to the home；fiber connection；embedded type；V groove；optical performance
中图分类号：TN253 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）34-0033-03
作者简介：徐亚国（1968-），男，浙江杭州人，本科，高级经济师，研究方向为通信。
0 引言
近几年来随着光通信产业的发展、国家政策的推行，我国FTTH从开始的试点工程到现在的规模部署，得到了飞速发展。
光纤接续作为FTTH建设中的重要环节，其工程量成倍增长，同时FTTH建设接续点向室内的延伸，也带来了工作难度的大幅增加。传统热熔光纤接续方式已经无法适应当下FTTH的终端接续工作。势必要选择更加快捷更加方便的新方式来代替热熔。现场光纤快速连接器恰恰具备这样的优点，现场光纤快速连接器便应运而生。
1 机械式现场光纤连速器的结构设计
机械式现场光纤快速器的结构主要包括V型槽、套环、V型槽盖板、主体件等部件。产品主要设计为机械结构设计，因此产品设计软件为CAXA设计软件，以下主要以机械结构图纸的方式介绍产品设计要求及重点。
1.1 产品结构设计原理
本论文中涉及机械式现场光纤连接器是采用预埋式结构设计，产品结构原理如图1。
机械式现场光纤连接器是在插芯中预埋一段光纤，光纤一端切割，插芯面进行研磨，依据客户要求制作PC、UPC、APC等各种端面，这样产品的回波性能可以有所保证。预埋光纤的制作原理与普通光纤活动连接器类似，即在裸插芯内孔内注入环氧树脂A、B组分的胶水，再将裸光纤经切割后穿入，这样可以保证裸光纤与插芯的匹配良好。因为所采用的制作工艺完全是活动连接器制作中已经成熟的工艺，因此产品光学性能、环境等相关影响都不会有任何问题。
预埋一段光纤的带纤插芯装入V型槽内，后续客户在用户过程中，将带接续的光缆进行开剥、切割等端面处理后，由产品的后尾部穿入V型槽内，这样预埋光纤与待接续光纤在V型槽内进行对接（如图1），V型槽可以将对接处进行适度压紧，一般要求保证裸光纤夹紧里达到5N，产品性能没有太大差异。而因为人为或者刀具等因素造成的裸光纤对接间隙，可以通过预先填充在V型槽内的光学匹配液进行过渡传输来解决。
预埋式现场连接器的中心对接部件采用的是V型槽的结构设计，即三点定位，这样可以保证预埋光纤与待接续光纤在中心部件对接时能够精确对接（如图2）。现在市场使用较多，用于通信的光纤都是外径为0.125mm的玻璃圆柱体，而真正能够起到通光作用的是其实只有直径8-10um圆形区域。V型槽采用的是有机材料，材料能够不易于受温度、湿度等环境因素变化的影响，对裸光纤的夹持力相对稳定。
1.2 各个部件的设计结构
以下是对各个部件的设计做详细说明。
1.2.1 V型槽
产品对裸光纤的夹持设计，主要由三个部件完成，一是V型槽，一个是V型槽盖板，另一个是套环。V型槽与盖板采用上下合盖的方式对裸光纤提供对接通道，当两段光纤对接良好后，通过将套环推至V型槽中靠近插芯的那端，将裸纤对接夹紧。因为V型槽在设计中靠近插芯那端直径尺寸稍偏大与后端，这样套环移至靠近插芯端，即将裸光纤进行夹紧。
V型槽的主要设计难点是尺寸加工精度的控制，现有市场上的现场组装式光纤连接器，为提高光纤对接精度，一般采用V型槽对0.125mm裸光纤进行定位夹持。本论文设计开发的产品结构也是采用V型槽，V型槽采用有机材料制造，不易于受温度、湿度等环境的变化而产生影响，对裸光纤的夹持力比较稳定。现场连接器光纤对接处有轴向贴紧力，光纤对接时，由于光纤端面切割状况的影响，两光纤端面间隙往往大于0.005mm，这时需要V型槽内光纤匹配膏的光学作用，匹配液的作用就是用来在光纤对接时弥补由于端面不平所带来了微小空隙，从而使光信号能够顺利折射通过，使得产品性能达到甚至优于一般要求。另外， V型槽采用封闭式的设计结构，光纤匹配膏能够很好的存放与V型槽内，不会被污染，这样会保证产品插入损耗变化随着时间的推移减小。
匹配液的使用对其折射率的精度要求非常严格，一般要求在1.468左右，同时匹配液还得具备良好的抗氧化性，且极难挥发。匹配液的主要成分是硅基化合物和石英微颗粒，是很难挥发的，因此可以保证产品较为长期的使用寿命。
V型槽的加工，除了要保证器件外部相关尺寸的精度， V型槽的尺寸大小设计与加工外，还得要保证V型的槽口中心的是否与器件的轴向正中位置重合，如果偏心，那么完成的器件成品在后续组装过程中会出现断纤、或者数值偏大等状况。
1.2.2 V型槽盖板
V型槽盖板材料选择与V型槽一致，上下的配合尺寸也是制作产品的一个很关键要素。在设计以及加工过程中得特别注意配合公差。
1.2.3 套环
套环的设计目的，主要是将对接的两段裸光纤进行夹紧。因此，它的设计尺寸应介于V型槽两端尺寸之间。另外，套环内侧也设计了两道滑道槽口，这样可以保证产品在装配完成后，套环不会随意转动，导致产品操作不顺。
套环正面采用人性化设计，明显的朝向箭头设计可以很方便地引导客户进行操作。一来简化了产品的操作过程，二来也使得产品设计流程更加合理。
1.2.4 主体件
将V型槽、V槽盖板和套环组装好，这三个部件只是提供带接续裸光纤与预埋光纤之间的对接机制，至于待接续光缆的固紧、放置空间，则需要主体件的结构设计来实现。
主体件的非螺纹端，截面设计尺寸应保证能够与常规使用的SC型活动连接器的蓝色外壳进行匹配。另外，裸光纤的对接机制是需要通过套环的上下移动来实现的，这样就要求主体件的中间位置是开口设计的，便于操作人员通过手指移动套环位置来控制产品接续的通断。另外，器件后端，设计了光纤穿纤引导槽道，帮助用户正确穿纤，也减少了在穿纤过程中可能出现的磕碰等状况的发生，器件装配图如图4。
主体件除了与V型槽等进行装配配合，还需要提供外缆的固紧机制，因此，在主体件的后端设计了一定长度的螺纹区，这样在将外缆穿入器件进行对接后，通过尾套与主体件的螺纹配合，将外缆的外皮固紧在主体件的后尾部，这样即可达到产品的抗拉要求。
2 机械式现场光纤连接器的产品特点
通过以上设计的机械式现场光纤连接器的成品应具备以下的产品特点：
①裸光纤夹持机制均采用有机材料制造，不易于受温度变化，对光纤夹持力比较稳定，另外，器件内部带防松机构，器件抗震动，抗跌落性能非常好。
②接续稳定性好。裸光纤对接处有轴向贴紧力，光纤对接时，两光纤端面间隙几乎为零，所以连接损耗常常小于0.3dB，甚至小于0.1dB的情况也长出现。
③插入损耗小。现场连接器的裸光纤对接处在线抗拉力可达5N，对连接损耗无影响；器件承受的轴向拉力，直接作用于器件的客体上，连接器的陶瓷插针不受拉力，不影响光纤对接效果，所以对连接损耗无影响。
④使用成本低。器件的制作成本较低，且安装非常简单，几乎不需要专用施工工具，就能完成安装。随着全球光纤到户的逐渐实施，性能优良，使用成本很低的产品必然是市场的主流。
⑤使用维护性好。安装维护非常简单，不管是施工人员，还是用户，只需进行简单指导或阅读《安装说明书》，使用光纤施工的常用工具就能完成安装维护。
⑥安装速度很快。器件带有光纤导向机构，穿光纤非常快速方便，如果对裸纤施工，不到10秒即可完成光纤定位夹紧，包括对光缆进行压接，一般在30-60秒左右（除光纤准备时间）可完成安装。
3 机械式现场光纤连接器的应用
机械式现场光纤连接器针对其特点，目前主要应用有两类：一类是配线光缆与入户皮线光缆接续点（光纤配线箱）内；另一类就是用户家中接入点，主要是光信息面板内将皮线光缆端接形成端口，和多媒体箱内将皮线光缆端接，直接连接家庭终端ONU。
以下简单介绍下机械式现场光纤连接器的主要应用场合以及使用说明。
3.1 机械式现场光纤连接器对机房使用的跳接光缆直接成端——机房改造 原先机房多采用跳纤或尾纤进行布线，为了实现不同距离接口之间的跳接，很多时候会定制长度偏长的跳纤来使用，这样一来造成光缆的的浪费，二来多余出来的光缆在布线时势必需要存储空间，增加机房机柜的设计难度，也加大后期线缆的维护。
如果采用将松套光缆直接成端，这样，既可以根据施工实际情况裁取一定长度光缆，减少浪费，对机柜设计也减少空间需求，整个机柜整个布线格局更加合理化，对于日后的维护也是很大的帮助。
3.2 机械式现场光纤连接器直接成端——应用于光纤分配箱、楼道箱、用户家里面板盒内 机械式现场光纤连接器的另一个广泛用途就是直接在光纤分配箱或者楼道箱内进行端接，这样减少了尾纤的使用，因为如果使用尾纤进行端接，势必会采用热熔的方式，但是热熔存在以下提及的诸多问题，而光纤分配箱、楼道箱等一般使用空间都比较狭小，不利于热熔机得使用。再来，现场连接器操作方便，不像热熔那般小心翼翼地，简化了布线的盘纤走纤流程。
3.3 机械式现场光纤连接器直接成端连接ONU 现场连接器也可用于将入户光缆直接成端，连接到ONU上，它的使用类似于现在家庭用网线的用法，而且，现在入户光缆多采用2mm×3.1mm的蝶形引入光缆，光缆中间有两根加强芯，依据不同状况，会有金属和非金属两种加强芯进行选择，金属加强芯的光缆抗拉效果更佳。这样的光缆在用户家中使用，既保证了抗拉效果，也不会对入户家中造成很繁杂的布线困扰。
4 总结
随着互联网持续、高速的发展，FTTH作为宽带接入的主要趋势，与之相关联的各类器件的使用成为通信市场中的热点。而机械式现场光纤连接器作为光纤通信领域实现光纤到户最关键的光无源器件之一，其用量自然是非常大的。这也是国内外相关厂家争相设计开发相关产品的原因。本设计的现场光纤连接器采用的是预埋式的原理，V型槽的设计时本产品设计中的关键元器件，也是产品性能的保证。产品设计主要工作内容即CAXA二维、三维软件的绘图操作，在设计该产品过程也得到很多帮助。同时，该产品设计过程中也涉及了无源光产品的测试方法以及相关设备的操作，也学习了有关光通信原理，光传输损耗主要的影响因素等等方面知识。
参考文献：
[1]王建华，钟敬文，徐志勇，崔一峰，鲁斌.光纤接续装置和光纤接续组件[P].中国专利：CN201689191U，2010-12-29.
