光孤子通信的案例
[Optiwave] OptiSystem應用：平均光孤子系統
超高速、超長中繼距離傳輸一直是光纖通信所追求的目標。而光纖損耗、色散和非線性效應是其發展的主要限制因素。光纖的色散使光信號的脈沖展寬，而光纖中還有一種非線性的特性，光纖的非線性特性在光的強度變化時使頻率發生變化，從而使傳播速度變化，這種特性會使光信號的脈沖產生壓縮效應。
非線性作用會部分抵消色散所帶來的脈沖展寬，當兩種效應達到平衡時，光脈沖在傳播過程中脈沖寬度不再發生變化，光脈沖就會像一個一個孤立的粒子那樣變成了理想的光脈沖，這種脈寬不再隨傳播過程變化的理想脈沖，稱為光孤子。
1.仿真任務
本課程演示了在由SMF（單模光纖）組成的500km光鏈路上以10Gb/s傳輸的平均光孤子系統。
光孤子通信系統脈沖器進行編碼調制，通過光功率放大器(如EDFA)對傳輸過程中信號能力衰耗進行補償、并在光纖中進行傳輸，光纖中的非線性效應抵消色散的脈沖展寬，使光孤子信號在長距離光纖穩定傳輸。
2.仿真步驟
圖1所示為光路圖。
圖1.光路布局
圖2是用于實現10 Gb/s傳輸的全局參數。
圖2.全局參數設置
圖3為脈沖參數。
圖3 脈沖參數設置
我們設定：
比特速率 B= 10 Gb/s → TB = 100 ps.
序列長度 16 bits
脈沖波長 λ= 1300 nm
TFWHM = 20 ps —> To = 0.567 TFWHM =11.34 ps
輸入峰值功率 21.7 mW
圖4和圖5顯示了非線性色散光纖的參數。
圖4.非線性色散光纖的Main參數
圖5.非線性色散光纖的Dispersion參數
我們將設定長度為50 km、損耗為0.4 dB/km的SMF。
注：不考慮群延遲和三階色散的影響。
在每條光纖之后，信號用EDFA進行放大。
展開 OptiSystem應用：平均光孤子系統
超高速、超長中繼距離傳輸一直是光纖通信所追求的目標。而光纖損耗、色散和非線性效應是其發展的主要限制因素。光纖的色散使光信號的脈沖展寬，而光纖中還有一種非線性的特性，光纖的非線性特性在光的強度變化時使頻率發生變化，從而使傳播速度變化，這種特性會使光信號的脈沖產生壓縮效應。
非線性作用會部分抵消色散所帶來的脈沖展寬，當兩種效應達到平衡時，光脈沖在傳播過程中脈沖寬度不再發生變化，光脈沖就會像一個一個孤立的粒子那樣變成了理想的光脈沖，這種脈寬不再隨傳播過程變化的理想脈沖，稱為光孤子。
1.仿真任務
本課程演示了在由SMF（單模光纖）組成的500km光鏈路上以10Gb/s傳輸的平均光孤子系統。
光孤子通信系統脈沖器進行編碼調制，通過光功率放大器(如EDFA)對傳輸過程中信號能力衰耗進行補償、并在光纖中進行傳輸，光纖中的非線性效應抵消色散的脈沖展寬，使光孤子信號在長距離光纖穩定傳輸。
2.仿真步驟
圖1所示為光路圖。
圖1.光路布局?
圖2是用于實現10 Gb/s傳輸的全局參數。
圖2.全局參數設置
圖3為脈沖參數。
圖3 脈沖參數設置
我們設定：
比特速率 B= 10 Gb/s → TB = 100 ps.
序列長度 16 bits
脈沖波長 λ= 1300 nm
TFWHM = 20 ps —> To = 0.567 TFWHM =11.34 ps
輸入峰值功率 21.7 mW
圖4和圖5顯示了非線性色散光纖的參數。
圖4.非線性色散光纖的Main參數
圖5.非線性色散光纖的Dispersion參數
我們將設定長度為50 km、損耗為0.4 dB/km的SMF。
注：不考慮群延遲和三階色散的影響。
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超高速、超長中繼距離傳輸一直是光纖通信所追求的目標。而光纖損耗、色散和非線性效應是其發展的主要限制因素。光纖的色散使光信號的脈沖展寬，而光纖中還有一種非線性的特性，光纖的非線性特性在光的強度變化時使頻率發生變化，從而使傳播速度變化，這種特性會使光信號的脈沖產生壓縮效應。
非線性作用會部分抵消色散所帶來的脈沖展寬，當兩種效應達到平衡時，光脈沖在傳播過程中脈沖寬度不再發生變化，光脈沖就會像一個一個孤立的粒子那樣變成了理想的光脈沖，這種脈寬不再隨傳播過程變化的理想脈沖，稱為光孤子。
1.仿真任務
本課程演示了在由SMF（單模光纖）組成的500km光鏈路上以10Gb/s傳輸的平均光孤子系統。
光孤子通信系統脈沖器進行編碼調制，通過光功率放大器(如EDFA)對傳輸過程中信號能力衰耗進行補償、并在光纖中進行傳輸，光纖中的非線性效應抵消色散的脈沖展寬，使光孤子信號在長距離光纖穩定傳輸。
2.仿真步驟
圖1所示為光路圖。
圖1 光路布局
圖2是用于實現10 Gb/s傳輸的全局參數。
圖2 全局參數設置
圖3為脈沖參數。
圖3 脈沖參數設置
我們設定：
比特速率 B=10 Gb/s → TB = 100 ps.
序列長度 16 bits
脈沖波長 λ= 1300 nm
TFWHM = 20 ps —> To = 0.567 TFWHM =11.34 ps
輸入峰值功率 21.7 mW
圖4和圖5顯示了非線性色散光纖的參數。
圖4 非線性色散光纖的Main參數
圖5 非線性色散光纖的Dispersion參數
我們將設定長度為50 km、損耗為0.4 dB/km的SMF。
注：不考慮群延遲和三階色散的影響。
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超高速、超長中繼距離傳輸一直是光纖通信所追求的目標。而光纖損耗、色散和非線性效應是其發展的主要限制因素。光纖的色散使光信號的脈沖展寬，而光纖中還有一種非線性的特性，光纖的非線性特性在光的強度變化時使頻率發生變化，從而使傳播速度變化，這種特性會使光信號的脈沖產生壓縮效應。
非線性作用會部分抵消色散所帶來的脈沖展寬，當兩種效應達到平衡時，光脈沖在傳播過程中脈沖寬度不再發生變化，光脈沖就會像一個一個孤立的粒子那樣變成了理想的光脈沖，這種脈寬不再隨傳播過程變化的理想脈沖，稱為光孤子。
1.仿真任務
本課程演示了在由SMF（單模光纖）組成的500km光鏈路上以10Gb/s傳輸的平均光孤子系統。
光孤子通信系統脈沖器進行編碼調制，通過光功率放大器(如EDFA)對傳輸過程中信號能力衰耗進行補償、并在光纖中進行傳輸，光纖中的非線性效應抵消色散的脈沖展寬，使光孤子信號在長距離光纖穩定傳輸。
2.仿真步驟
圖1所示為光路圖。
圖1.光路布局
?
圖2是用于實現10 Gb/s傳輸的全局參數。
圖2.全局參數設置
圖3為脈沖參數。
圖3 脈沖參數設置
我們設定：
比特速率 B= 10 Gb/s → TB = 100 ps.
序列長度 16 bits
脈沖波長 λ= 1300 nm
TFWHM = 20 ps —> To = 0.567 TFWHM =11.34 ps
輸入峰值功率 21.7 mW
圖4和圖5顯示了非線性色散光纖的參數。
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RP Fiber Power 高階光孤子脈沖
文件：Higher-order Solitons .fpw
(對應表格操作文件Higher-order Solitons . fpi)
該范例為摻鍺石英光纖內高階光孤子的傳輸。
給定鍺含量分布條件下，計算模式特性。選擇合適的參量，獲得單模特性。
選擇各階色散分布、或僅選擇二階色散、用于超短脈沖的模擬。
可選擇非啁啾sech2型初始脈沖，及對應高階光孤子的能量（例如2階或4階）。
可見，對于短孤子脈沖寬度（1ps或更短），高階色散嚴重影響脈沖傳輸，導致一個周期后孤子脈沖不再重現。
圖形如下：
圖1為不同光纖長度下，光功率隨時間的變化。
圖2為相關信息的彩色圖像。
圖3為光譜的變化：不同光纖長度下，光譜功率密度與波長的關系。
圖4為光譜變化的彩色圖像。
圖5為光纖的色散分布，表明強烈的三階色散。
圖6為以GIF格式保存的光譜圖像。
展開 OptiSystem應用：脈沖內拉曼散射對高階光孤子的衰變
本課程演示了受激拉曼散射對短孤子脈沖的影響。
布局及其全局參數如圖1和圖2所示。
圖1.光路布局
圖2.全局參數設置
圖3.脈沖生成器設置
非線性色散光纖組件的參數如圖4所示。該布局模擬了高階孤子脈沖的傳播。
脈沖寬度（FWHM）為450.62fs，對應的T0值為T0≈（TFWHM/1.763）=255.6fs。
圖4.非線性光纖設置
設置完成后運行程序，可以看到輸出脈沖形狀和頻譜如圖5所示。
圖5.初始脈沖
輸出脈沖形狀和頻譜如圖6所示。可以看出，受激拉曼散射對高階孤子的影響是將其分解。
圖6.輸出脈沖
此外，通過比較輸入和輸出脈沖頻譜，可以清楚地看到孤子自頻移現象。
歸一化頻移：
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展開 RP Fiber Power 高階光孤子脈沖
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文件：Higher-order Solitons .fpw
(對應表格操作文件Higher-order Solitons . fpi)
該范例為摻鍺石英光纖內高階光孤子的傳輸。
給定鍺含量分布條件下，計算模式特性。選擇合適的參量，獲得單模特性。
選擇各階色散分布、或僅選擇二階色散、用于超短脈沖的模擬。
可選擇非啁啾sech2型初始脈沖，及對應高階光孤子的能量（例如2階或4階）。
可見，對于短孤子脈沖寬度（1ps或更短），高階色散嚴重影響脈沖傳輸，導致一個周期后孤子脈沖不再重現。
圖形如下：
圖1為不同光纖長度下，光功率隨時間的變化。
圖2為相關信息的彩色圖像。
圖3為光譜的變化：不同光纖長度下，光譜功率密度與波長的關系。
圖4為光譜變化的彩色圖像。
圖5為光纖的色散分布，表明強烈的三階色散。
圖6為以GIF格式保存的光譜圖像。
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展開 RP Fiber Power 光孤子自頻移效應
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文件： Soliton self-frequency shift .fpw
(對應表格操作文件Soliton self-frequency shift .fpi)
該范例為，由于拉曼散射效應，光纖中光孤子脈沖的中心波長朝長波方向移動。
選擇非啁啾sech2型初始脈沖。對于光纖中的拉曼散射，采用簡化的響應函數。
如下圖所示：
圖1為頻移變化。
圖2為頻移與脈沖寬度的關系。光孤子脈沖寬度增加，頻移量變小。
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RP Fiber Power 光孤子自頻移效應
文件： Soliton self-frequency shift .fpw
(對應表格操作文件Soliton self-frequency shift .fpi)
該范例為，由于拉曼散射效應，光纖中光孤子脈沖的中心波長朝長波方向移動。
選擇非啁啾sech2型初始脈沖。對于光纖中的拉曼散射，采用簡化的響應函數。
如下圖所示：
圖1為頻移變化。
圖2為頻移與脈沖寬度的關系。光孤子脈沖寬度增加，頻移量變小。
OptiSystem應用：脈沖內拉曼散射對高階光孤子的衰變
本課程演示了受激拉曼散射對短孤子脈沖的影響。
布局及其全局參數如圖1和圖2所示。
圖1.光路布局
圖2.全局參數設置
圖3.脈沖生成器設置
非線性色散光纖組件的參數如圖4所示。該布局模擬了高階孤子脈沖的傳播。
脈沖寬度（FWHM）為450.62fs，對應的T0值為T0≈（TFWHM/1.763）=255.6fs。
圖4.非線性光纖設置
設置完成后運行程序，可以看到輸出脈沖形狀和頻譜如圖5所示。
圖5.初始脈沖
輸出脈沖形狀和頻譜如圖6所示。可以看出，受激拉曼散射對高階孤子的影響是將其分解。
圖6.輸出脈沖
此外，通過比較輸入和輸出脈沖頻譜，可以清楚地看到孤子自頻移現象。
歸一化頻移：
[Optiwave] OptiSystem應用：脈沖內拉曼散射對高階光孤子的衰變
本課程演示了受激拉曼散射對短孤子脈沖的影響。
布局及其全局參數如圖1和圖2所示。
圖1.光路布局
圖2.全局參數設置
圖3.脈沖生成器設置
非線性色散光纖組件的參數如圖4所示。該布局模擬了高階孤子脈沖的傳播。
脈沖寬度（FWHM）為450.62fs，對應的T0值為T0≈（TFWHM/1.763）=255.6fs。
圖4.非線性光纖設置
設置完成后運行程序，可以看到輸出脈沖形狀和頻譜如圖5所示。
圖5.初始脈沖
輸出脈沖形狀和頻譜如圖6所示。可以看出，受激拉曼散射對高階孤子的影響是將其分解。
圖6.輸出脈沖
此外，通過比較輸入和輸出脈沖頻譜，可以清楚地看到孤子自頻移現象。
歸一化頻移：
OptiSystem應用：脈沖內拉曼散射對高階光孤子的衰變
本課程演示了受激拉曼散射對短孤子脈沖的影響。
布局及其全局參數如圖1和圖2所示。
圖1.光路布局
圖2.全局參數設置
圖3.脈沖生成器設置
非線性色散光纖組件的參數如圖4所示。該布局模擬了高階孤子脈沖的傳播。
脈沖寬度（FWHM）為450.62fs，對應的T0值為T0≈（TFWHM/1.763）=255.6fs。
圖4.非線性光纖設置
設置完成后運行程序，可以看到輸出脈沖形狀和頻譜如圖5所示。
圖5.初始脈沖
輸出脈沖形狀和頻譜如圖6所示。可以看出，受激拉曼散射對高階孤子的影響是將其分解。
圖6.輸出脈沖
此外，通過比較輸入和輸出脈沖頻譜，可以清楚地看到孤子自頻移現象。
歸一化頻移：
展開 西門子PLC通信200smart與1200PLCS7通信
圖1-6創建數據塊并取消優化訪問
2.發送數據塊與接收數據塊創建完成后，即可在OB1中調用PUT/GET指令，進行S7通信了，如圖1-7所示。
「通信」變電站通信相關設備簡介
變電站通信屬于變電站內極小的構成，但是其作用及造價并不低于其他設備，也是技經中難以把握的一部分重要組成；小編對這塊也是摸不著頭腦，今天給大家分享點通信設備的初級知識，希望大家能夠加深對變電站通信部分的認識。
電力系統通信網簡介
電力通信網是為了保證電力系統的安全穩定運行而應運而生的。它同電力系統的安全穩定控制系統、調度自動化系統被人們合稱為電力系統安全穩定運行的三大支柱。目前，它更是電網調度自動化、網絡運營市場化和管理現代化的基礎；是確保電網安全、穩定、經濟運行的重要手段；是電力系統的重要基礎設施。由于電力通信網對通信的可靠性、保護控制信息傳送的快速性和準確性具有及嚴格的要求，并且電力部門擁有發展通信的特殊資源優勢，因此，世界上大多數國家的電力公司都以自建為主的方式建立了電力系統專用通信網。
一、電力系統通信設備分類
傳輸復用設備
電話交換設備
接入設備
通信配線設備
通信電源設備
二、變電站常見的通信設備
光端機
ＰＣＭ
調度電話系統
ＡＴＭ交換機
調度數據網路由器
各類配線設備
通信常用線纜
通信電源系統
三、通信光纜的類別
目前，我們所使用的光纜類型主要為：
空地線復合光纜（OPGW）
具有普通地線和通信光纖光纜的雙重功能。用于電力系統內部的通信極輸電線路維護保養信息的傳送，也可用于一般的公共服務網絡，作為電力系統繼電保護的高頻通道、運動信號及通信頻道等使用，同時能起到良好導體屏蔽地線的作用。
展開 翼龍通信無人機，通信老司機怎么看？
例如演唱會或體育賽事這樣的區域性應急通信，往往出動應急通信車，就足以應付了。
應急通信車（圖片來自小棗君）
而地震、洪水、海嘯甚至恐怖襲擊的話，應急通信車肯定沒用，基本上都要靠衛星終端。
衛星接收設備（圖片來自小棗君）
說實話，目前我國在商用（民用）衛星的市場化方面還是存在很大不足的。
全球主流的衛星通信系統，都是國外的服務提供商（海事衛星inmarsat、銥星iridium、歐星THURAYA等）。國內不少黨政單位，包括抗災應急，也在用國外商用衛星電話。這顯然是不太合適的。
對于應急通信保障來說，保密性要求不是特別高，更關鍵的是普及。普及的話，又取決于成本。
如果國內民用衛星電話能夠做大做強，那么可以進一步降低衛星使用成本，讓衛星接收終端可以下沉普及到村鎮一級，將有效應對重大自然災害。
另外，我還想提一點：我們在應急通信保障技術方面，其實還有很大的想象空間。
突發奇想一下，我們有通信無人機，通信保障車，為什么不考慮研發一個通信無人船呢？基于MESH自組網技術的無人通信船，攜帶基站，穿梭在淹沒的城市或農村區域，為災民提供應急通信保障服務，也會非常有用。
MESH自組網無人船通信保障系統
此外，高空熱氣球、飛艇等，也都可以用于應急通信保障。這些此前都有先例，只不過尚未成熟，我們應該鼓勵研究和嘗試。
最后的最后，我再提醒大家一下：通信技術在重大自然災害面前，并不是只有應急通信保障這一個作用。它更大的作用，其實是災害預防和預警。
如果數字物聯技術能夠充分落地，我們將大幅減少災害帶來的損失。
例如這次河南洪災。
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