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WDM技術對網絡的擴容升級,發展寬帶業務,挖掘光纖帶寬能力,實現超高速通信等均具有十分重要的意義,尤其是加上摻鉺光纖放大器(EDFA)的WDM對現代信息網絡更具有強大的吸引力。
二、WDM系統的基本構成
WDM系統的基本構成主要分雙纖單向傳輸和單纖雙向傳輸兩種方式。單向WDM是指所有光通路同時在一根光纖上沿同一方向傳送,在發送端將載有各種信息的具有不同波長的已調光信號通過光延長用器組合在一起,并在一根光纖中單向傳輸,由于各信號是通過不同波長的光攜帶的,所以彼此間不會混淆,在接收端通過光的復用器將不同波長的光信號分開,完成多路光信號的傳輸,而反方向則通過另一根光纖傳送。雙向WDM是指光通路在一要光纖上同時向兩個不同的方向傳輸,所用的波長相互分開,以實現彼此雙方全雙工的通信聯絡。目前單向的WDM系統在開發和應用方面都比較廣泛,而雙向WDM由于在設計和應用時受各通道干擾、光反射影響、雙向通路間的隔離和串話等因素的影響,目前實際應用較少。
三、雙纖單向WDM系統的組成
以雙纖單向WDM系統為例,一般而言,WDM系統主要由以下5部分組成:光發射機、光中繼放大器、光接收機、光監控信道和網絡管理系統。
1.光發射機
光發射機是WDM系統的核心,除了對WDM系統中發射激光器的中心波長有特殊的要求外,還應根據WDM系統的不同應用(主要是傳輸光纖的類型和傳輸距離)來選擇具有一定色度色散容量的發射機。在發送端首先將來自終端設備輸出的光信號利用光轉發器把非特定波長的光信號轉換成具有穩定的特定波長的信號,再利用合波器合成多通路光信號,通過光功率放大器(BA)放大輸出。
2.光中繼放大器
經過長距離(80~120km)光纖傳輸后,需要對光信號進行光中繼放大,目前使用的光放大器多數為摻鉺光纖光放大器(EDFA)。在WDM系統中必須采用增益平坦技術,使EDFA對不同波長的光信號具有相同的放大增益,并保證光信道的增益競爭不影響傳輸性能。
3.光接收機
在接收端,光前置放大器(PA)放大經傳輸而衰減的主信道信號,采用分波器從主信道光信號中分出特定波長的光信道,接收機不但要滿足對光信號靈敏度、過載功率等參數的要求,還要能承受一定光噪聲的信號,要有足夠的電帶寬性能。
4.光監控信道
光監控信道的主要功能是監控系統內各信道的傳輸情況。在發送端插入本節點產生的波長為λs(1550nm)的光監控信號,與主信道的光信號合波輸出。在接收端,將接收到的光信號分波,分別輸出λs(1550nm)波長的光監控信號和業務信道光信號。幀同步字節、公務字節和網管使用的開銷字節都是通過光監控信道來傳遞的。
5.網絡管理系統
網絡管理系統通過光監控信道傳送開銷字節到其他節點或接收來自其他節點的開銷字節對WDM系統進行管理,實現配置管理、故障管理、性能管理、安全管理等功能。
四、光波分復用器和解復用器
在整個WDM系統中,光波分復用器和解復用器是WDM技術中的關鍵部件,其性能的優劣對系統的傳輸質量具有決定性作用。將不同光源波長的信號結合在一起經一根傳輸光纖輸出的器件稱為復用器;反之,將同一傳輸光纖送來的多波長信號分解為個別波長分別輸出的器件稱為解復用器。從原理上說,該器件是互易(雙向可逆)的,即只要將解復用器的輸出端和輸入端反過來使用,就是復用器。光波分復用器性能指標主要有接入損耗和串擾,要求損耗及頻偏要小,接入損耗要小于1.0~2.5db,信道間的串擾小,隔離度大,不同波長信號間影響小。
在目前實際應用的WDM系統中,主要有光柵型光波分復用器和介質膜濾波器型光波分復用器。
1.光柵型光波分復用器
閃耀光柵是在一塊能夠透射或反射的平面上刻劃平等且等距的槽痕,其刻槽具有小階梯似的形狀。當含有多波長的光信號通過光柵產生衍射時,不同波長成分的光信號將以不同的角度射出。當光纖中的光信號經透鏡以平行光束射向閃耀光柵時,由于光柵的衍射作用,不同波長的光信號以方向略有差異的各種平行光返回透鏡傳輸,再經透鏡聚焦后,以一定規律分別注入輸出光纖,從而將不同波長的光信號分別以不同的光纖傳輸,達到解復用的目的。根據互易原理,將光波分復用輸入和輸出互換即可達到復用的目的。
2.介質膜濾波器型光波分復用器
目前WDM系統工作在1550nm波長區段內,用8,16或更多個波長,在一對光纖上(也可用單光纖)構成光通信系統。其波長與光纖損耗的關系見圖4。每個波長之間為1.6nm、0.8nm或更窄的間隔,對應200GHz、100GHz或更窄的帶寬。
五、WDM技術的主要特點
1.充分利用光纖的巨大帶寬資源,使一根光纖的傳輸容量比單波長傳輸增加幾倍到幾十倍,從而增加光纖的傳輸容量,降低成本,具有很大的應用價值和經濟價值。
2.由于WDM技術中使用的各波長相互獨立,因而可以傳輸特性完全不同的信號,完成各種信號的綜合和分離,實現多媒體信號混合傳輸。
3.由于許多通信都采用全雙式方式,因此采用WDM技術可節省大量線路投資。
4.根據需要,WDM技術可以有很多應用形式,如長途干線網、廣播式分配網絡,多路多地局域網等,因此對網絡應用十分重要。
5.隨著傳輸速率不斷提高,許多光電器件的響應速度明顯不足,使用WDM技術可以降低對一些器件在性能上的極高要求,同時又可實現大容量傳輸。
一、光纖通信網保護系統概述
實現網絡生存性一般有兩種方法:保護和恢復。
保護是指利用節點間預先分配的容量實施網絡保護,即當一個工作通路失效時,利用備用設備的倒換,使工作信號通過保護通路維持正常傳輸。保護往往處于本地網元或遠端網元的控制下,無需外部網管系統的介入,保護倒換時間很短,但備用資源無法在網絡范圍內共享,資源利用率低。
恢復則通常利用節點間可用的任何容量,包括預留的專用空閑備用容量、網絡專用的容量乃至低優先級業務可釋放的容量,還需要準確地知道故障點的位置,其實質是在網絡中尋找失效路由的替代路由,因而恢復算法與網絡選用算法相同。使用網絡恢復可大大節省網絡資源,但恢復倒換由外部網絡操作系統控制,具有相對較長的計算時間。
通常認為保護是一種能夠提供快速恢復、適用特定拓撲的技術(例如線形和環形);而恢復通常主要適用網狀拓撲,能最佳的利用網絡資源。
二、光纖通信網自動保護系統方案選擇
隨著WDM系統的廣泛使用,在光層上實現對點到點系統的保護倒換就成為一個非常重要的課題。許多光網絡的保護結構與SDH是極其相似的。對于點對點的線路系統,經常考慮1+1和1:1的線路(光復用段OMS)保護倒換方案。
線路保護倒換的工作原理是當工作鏈路傳輸中斷或性能劣化到一定程度后,系統倒換設備將主信號自動轉至備用光纖系統來傳輸,從而使接收端仍能接收到正常的信號而感覺不到網絡已出現故障。該保護方法只能保護傳輸鏈路,無法提供網絡節點的失效保護,因此主要適用于點到點應用的保護。
(一)1+1光保護層
對于1+1光鏈路保護,只能對鏈路故障中的業務進行保護。這種方法是利用光濾波器來橋接光信號,并把同樣的兩路信號分別送入工作光纖和保護光纖的通道中。保護倒換完全是在廣域網內實現。當遇到單一的鏈路故障時,在接收端的光開關便把線路切換到保護光纖。由于在這里電層的復制和操作,所以除了當發射機和接收機發生故障時會丟失業務外,一切故障都可以恢復。
(二)1:1光保護層
(1:1)的光層保護方案與(1+1)的光層保護方案很類似,都是利用備用的路由鏈路來避免鏈路故障對業務的影響。業務流量并不是被永久地橋接到工作和保護光纖上,相反,只有出現故障時,才在工作光纖和保護光纖之間進行一次切換。
在雙向通道中,當有故障事件出現時,使用APS信令信道來協調交換機的保護倒換動作。在(1+1)的SONET網絡中的保護恢復結構中,在頭和尾之間有一個APS信道,保護倒換的實現既使用了保護光纖又使用了一條APS信令信道。而在(1:1)的光層保護結構中,在保護光纖中不必存在相互通信的通道,因為這種結構沒有在電層上被復制信號。只有當發射端和接收端都切換到保護光纖中,這個通信通道才建立起來。當出現故障時,如果接收端不知道發射端是否切換到保護光纖上時,接收機端就經由保護光纖給發射端發出一個消息。因此,當接收機最初倒換到保護光纖上時它并不能接收到任何信號。而如果發射端已切換到保護光纖上了,那么利用上述過程就可完成對業務的保護和恢復。否則,業務流量就會丟失。如果再由一個獨立的“帶外”光業務通道來支持保護倒換的信令,那么這種發射機與接收機在協調工作方面的困難就可以避免掉。
(三)1:N光保護層
(1:N)的光層保護結構與(1:1)的保護結構類似。然而在這里,N個工作實體共享同一個保護光纖。如果有多條工作光纖出現故障,那么只有其中的一條所承載的流量可以恢復。最先恢復的使具有最高優先級的故障。
通過以上幾種點到點的光層保護倒換方案的比較可以看出:1:1光層保護技術有更高的恢復率和可靠性。
三、城域網光纖通信自動保護系統的組成結構
城域網光纖通信自動保護系統采用三級分層控制結構,第一級為遠層監控中心,負責各監控站的監測、通信和控制的授權,通常由網絡通信設備和計算機組成;第二級為監測站,向上一級的遠程監控中心反映系統工作狀態,往下一級實現對各條線路進行整體地集中監測和管理,通常由主控盤和顯示器組成;第三級為多個光保護盤,實現對各條通信線路的監控和管理,并和上一級進行通信,反映系統工作狀態光保護盤是線路監測和切換的直接執行者,同時又完成向監測站的數據傳輸和狀態顯示,它主要由光信號發送部分和接收兩部分組成。Sin為發送端光端機發出信號的輸入端,光端機輸入的信號從該接口進入光保護盤,當系統工作在主路時,通過光開關從Sout1主發端送到主路通信光纖中;在系統工作在備路時,則從Sout2備發端送入通信線路的備路光纖中。Rin1為主路光信號的輸入端,系統工作在主路狀態時光纖線路輸入的信號從該接口進入光保護盤,經過分光器分出3%的光信號用于檢測,另外的97%的光信號從Rout發端送到接收光端機中;在系統工作于備路時,光纖線路輸入的信號則從Rin2備送入光保護盤,從Rout發送到接收光端機。另外光保護盤還備有主/備線路工作狀態指示燈、本盤復位按鈕、RS-485計算機接口和電源接口。
在本系統的結構設計中,采取模塊化的方式進行設計,容易的實現功能擴展。系統設計時充分體現構件化的思想,小到功能點,大到子系統,甚至整個系統貫穿“構件”的概念。
四、城域網光纖通信自動保護系統的工作原理
城域網光纖通信自動保護系統采用光纖的備份使用機制,用一條主路光纖,一條備路光纖來保證傳輸系統的穩定性、可靠性。在主線路出現故障或阻斷時,用備用線路代替主線路繼續工作、從而保障整個通信正常進行的實時監測系統。它對通信線路的監控功能主要體現在如下三個方面:
(一)主路在用光纖正常運行時
自動保護系統的各光保護盤對主路在用光纖實時地進行收光功率監測,自動建立參考,自動分析,時刻與監測站和遠程監測中心保持通信,響應各種指令。
(二)主路光纖發生故障時
當系統收到的光功率值小于絕對告警門限(認為系統無光時的光功率值),或者收到的光功率值與系統參考光功率值(正常通信時的光功率值)之差大于相對告警門限(和正常通信時的收光功率相比較,光功率衰減到致使通信不穩定或不能正常進行的光功率變化值)時,系統控制模塊就判定通信光纖處于阻斷狀態,自動將通信從主路光纖切換到備路光纖。
(三)主路光纖修復后
對主路光纜進行測試,確認線路沒有問題后,在遠程控制中心受權下,通過對光纖自動保護系統的復位操作使通信系統從備路光纖切換到主路光纖。
參考文獻:
1.光纖通信技術
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式。在光纖通信系統中,作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多,而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多,所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構造的,它是電氣絕緣體,因而不需要擔心接地回路,光纖之間的串繞非常小;光波在光纖中傳輸,不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽;光纖的芯很細,由多芯組成光纜的直徑也很小,所以用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題。
光纖通信在技術功能構成上主要分為:(1)信號的發射;(2)信號的合波;(3)信號的傳輸和放大;(4)信號的分離;(5)信號的接收。
2.光纖通信技術的特點
(1)頻帶極寬,通信容量大。光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬,光纖通信系統的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。對于單波長光纖通信系統,由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量,特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。目前,單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。
(2)損耗低,中繼距離長。目前,商品石英光纖損耗可低于0~20dB/km,這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低;若將來采用非石英系統極低損耗光纖,其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統可以跨越更大的無中繼距離;對于一個長途傳輸線路,由于中繼站數目的減少,系統成本和復雜性可大大降低。
(3)抗電磁干擾能力強。光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料,不易被腐蝕,而且絕緣性好。與之相聯系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力,它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾,也不受人為釋放的電磁干擾,還可用它與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統特別有利。由于能免除電磁脈沖效應,光纖傳輸系還特別適合于軍事應用。
(4)無串音干擾,保密性好。在電波傳輸的過程中,電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串擾,而容易被竊聽,保密性差。光波在光纖中傳輸,因為光信號被完善地限制在光波導結構中,而任何泄漏的射線都被環繞光纖的不透明包皮所吸收,即使在轉彎處,漏出的光波也十分微弱,即使光纜內光纖總數很多,相鄰信道也不會出現串音干擾,同時在光纜外面,也無法竊聽到光纖中傳輸的信息。
除以上特點之外,還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設;光纖的原材料資源豐富,成本低;溫度穩定性好、壽命長。由于光纖通信具有以上的獨特優點,其不僅可以應用在通信的主干線路中,還可以應用在電力通信控制系統中,進行工業監測、控制,而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。
3.光纖通信技術在有線電視網絡中的應用
20世紀90年代以來,我國光通信產業發展極其迅速,特別是廣播電視網、電力通信網、電信干線傳輸網等的急速擴展,促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網規模的擴大和系統復雜程度的增加,全網的管理和維護,設備的故障判定和排除就變得越來越困難。可以采用SDH+光纖或ATM+光纖組成寬帶數字傳輸系統。該傳輸網可以采用帶有保護功能的環網傳輸系統,鏈路傳輸系統或者組成各種形式的復合網絡,可以滿足各種綜合信息傳輸。對于電視節目的廣播,采用的寬帶傳輸系統可以將主站到地方站的所需數字,通道設置成廣播方式,同樣的電視節目在各地都可以下載,也可以通過網絡管理平臺控制不同的站下載不同的電視節目
有線電視網絡在全國各地已基本形成,在有線電視網絡現有的基礎上,比較容易地實現寬帶多媒體傳輸網絡,因此在目前的情況下,不應完全廢除現有的有線電視網,而用少量的投資來完善和改造它,滿足人們的目前需要。很多地區的CATV已經是光纖傳輸,到用戶端也是同軸電纜進入千萬家。但是現在建設的CATV大多是單向傳輸,上行信號不能在現有的有線電視網中傳送。可以通過電信網PSTN中語音通道或數據通道形成上行信號的傳送,也可以通過語音接入系統來完成。將電話接到各用戶,這樣各用戶間即可以打電話,也可以利用廣電自己的綜合信息網中的寬帶傳輸系統構成廣電網中自己的上行信號的傳送,組成了雙向應用的Internet網。
現在光通信網絡的容量雖然已經很大,但還有許多應用能力在閑置,今后隨著社會經濟的不斷發展,作為經濟發展先導的信息需求也必然不斷增長,一定會超過現有網絡能力,推動通信網絡的繼續發展。因此,光纖通信技術在應用需求的推動下,一定不斷會有新的發展。
參考文獻:
[1]王磊,裴麗.光纖通信的發展現狀和未來[J].中國科技信息,2006,(4)
1.常規教學為基礎
教學團隊探究講課藝術,改進課堂教學方法,提高授課的互動性,啟發學生以“科學研究”的思維思考課本中的知識。教學內容上,注重教學內容的科學性、先進性、新穎性與啟發性,及時更新充實教學內容;同時制作較高質量的多媒體課件,通過文字、圖片以及動畫等多種形式豐富課堂教學。
2.實例研討作穿插
課堂授課適時引入生活中常見實例,如光纖入戶、高清視頻點播技術等,由此展開研討式教學。通過對生活中實例的分析,把抽象的理論變成具體的實際,以此切入并開展課堂討論,激發學生興趣。同時,針對實例為學生提供課后實踐,使其對問題的理解更深入。
3.熱點問題當點綴
結合當前的光纖通信的熱點問題,如光纖通信網的安全性、全光網等問題,對熱點問題進行深入剖析,形成與課程相配套的實例資料集,對熱點問題開展課堂討論調動學生積極性,以小組為單位鼓勵學生進行問題分析總結、講解,并鼓勵學生撰寫小論文,以此激發學生的學習興趣,提高學生自主學習和獨立思考的能力。通過研討式教學,學生良好的思考習慣建立起來,學習態度由被動轉為主動,實現了學習過程的立體化。
二、研討式教學效果分析
相對于傳統灌輸式教學方式,研討式教學建立了融洽的師生關系,激發了學生的創造欲望。研討式教學為每一位學生發揮個性提供了良好的平臺,學生的個性得到尊重,創新意識和能力得到解放,學生更加積極主動的觀察思考。在師生關系上,實現了從主客關系到主主關系的轉變;在教學目標上,實現從“授人以魚”到“授人以漁”的轉變;教學方式上,實現從“講授式”到“研討式”的轉變;在教學形式上,實現從“一言堂”到“群言堂”的轉變;在教學評價上,實現從“一張試卷定高下”到按學生的實際表現和能力來綜合評定成績的轉變。
2光纖通信技術的應用現狀
20世紀70年代,我國就電信光纖通信技術進行了研究,同時取得了顯著的成績。目前我國電信光纖通信技術已經實現了光同步數字傳輸,同時應用領域也在不斷的擴大,而本文主要針對電信光纖通信技術在幾個領域的應用情況進行詳細的介紹和深入的解析。主要有廣播電視、電力通信、智能交通等方面。(1)光纖通信技術在廣播領域得到了廣泛的應用,同時其發展的規模越來越大。目前,我國以光纜為基礎的網絡建設在不斷的發展,因此光纜網已經成為我國傳輸數據以及數字電視最主要的鏈接方式,其可靠性較高。現在光纜不僅僅能夠傳輸電視臺、發射臺、衛星站、有限電視網等信號,同時其傳輸信號的質量較好,因此電信光纖通信技術在廣播電視領域的應用范圍在不斷的擴大,也得到了民眾的認可。此外電信光纖通信技術還是廣播電視網、計算機網、通信網等傳輸系統首先的傳輸數字自豪的最佳介質,同時也是高性能通信網絡中不可或缺的組成部分,因此目前我國當前光纖通信技術的主要目標是光纖寬帶干線的傳輸以及接入。(2)電信光纖通信技術在電力通信領域的發展進程也在不斷的加快。電力系統的自動化控制是電網的市場化運營基礎,電力通信的主要功能是為實現現代化管理提供優質的服務。在電力通信領域中,早已經建立了光纖通信系統,開始建立時,主要通過沿用傳統管道、架空等方式進行光纜的鋪設,同時最為目前我國輸配率是覆蓋面最廣的網絡基礎設施,光纖同喜系統能夠實現長距離、跨區域輸送電能,從而滿足人們對電能的需求。此外電信光纖通信技術能夠有效的提高電力通信的可靠性,其中在改領域已經開始采用了專用的特種光纖,比如復合地線、復合相線、全介質自承光纜等。(3)智能交通領域中也應用了光纖通信技術。目前我國高速公路運營管理逐漸朝著智能化的方向發展。與此同時,為了在輸出話音、圖像、數據等信息時都需要一條專用通道,因此建立與完善光纖通信系統已經成為提高高速公路運營效率以及智能管理的重要方式之一。目前高速公路管理系統與智能交通建設的發展也離不開光纖通信技術,該技術為聯網收費以及管理提供了堅實的技術支持。在信息化時代中,智能交通建設就是以光纖通信技術為基礎發展起來的,而智能交通系統本質上看實際就是交通領域的信息化。在智能交通領域應用光強通信技術,能夠有效構建實時高效、安全的綜合交通管理系統。
3電信光纖通信技術發展趨勢的優勢分析
光寬網在建設過程中,我國為其發展提供良好的外在條件。隨著我國經濟宏觀政策跳著我國城鎮經濟,我國每年的舊城改造與新屋建設分別已經高達20多億平方米,能夠將2000萬戶新居或數百萬個企業包含在內,從而為電信業務提供更多的機會。隨著我國科技水平的穩步提升,我國電信光纖通信技術提供的服務質量也在一定程度上得到了提高,從而滿足人們不同的需求。電信光纖通信技術不僅傳輸的速度快,傳輸容量大,并在長距離的基礎上還能過實現信息容量的提升,還能過完善全光網絡系統。電信光纖技術在我國經濟發展中有著十分重要的意義。(1)全光網絡。電信光纖通信技術中最為關鍵的組成部分指的就是全光網絡,這是電信光纖通信技術發展的核心在路由以及信令的控制全光網絡能夠完成自動交換連接的功能。它在傳送網中引入信令與選路,并利用智能的控制層面從而建立呼叫和鏈接,并完成實現路由設置、端到端業務調度以及網絡的自動恢復功能的工作。為了加強電信光纖通信技術全面發展,可以從全光網路特點角度入手,對電信光纖通信技術進行深入的研究,并對技術發展模式不斷的創新。伴隨國務院《“寬帶中國”戰略及實施方案》的推進,聯通等通信運行商為了更好的完成寬帶中國的目標,加大了“城鄉一體化”光網改造工程的推行力度,從根本上滿足社會對網絡光纖通信技術的需求。(2)多業務承載能力。改革創新電信市場的發展模式,有利于促進我國電信市場的發展,同時對運營模式進行重組改制,進一步實現電信業務的多元化發展。網絡系統光纖接入技術的應用一方面能夠承載更多的業務項目,另一方面可以強化基礎性承載業務水平,而多業務承載能力提供的重點有移動基站回傳、語音等服務。電信用提高光業務的解決方案代替原來的提高傳輸通道的解決方案,起到了提高多種高質量的帶寬應用與服務的作用。其中主要包括了:;業務;帶寬出租、帶寬批發、帶寬貿易、實時計費;流量工程;分布式恢復;(軟永久連接)/(交換連接)/(永久連接)。對接式網絡結構是傳統接入網系統常用的模式之一,這種模式會從根本上提高運營系統管理的成本,從而影響網絡系統建設的經濟效益。而在使用了高接入帶寬接入網后,可以講系統與網絡進行有效的融合,提高網絡系統的運行效率,并建立統一系統的應用平臺。電信光纖接入技術除了加強了多業務承載能力之外,還提高了系統客戶應用的安全性,在業務發展得到保障的基礎上,也保證服務質量的水準。此外,在承載更多系統業務的同時,電信光纖通信技術針對個人系統應用進行了一定的強化。與此同時電信光纖通信技術能夠提供高精度時鐘、有效滿足針對移動基站的回傳業務。
1.1物理鏈路的設計
首先是并串、串并轉換集成電路的選取。在通信領域已經有許多高速并串轉換的芯片,但大部分都是面向民用通信領域的通用協議設計的,針對性強,協議架構復雜,不適合串行自定義總線協議的實現。經過一番比對,筆者選取了TI公司的TLK1501芯片。該芯片在應用層是開放式的,應用相對簡單,利于自定義總線協議的實現,便于開發調試。它的串行吞吐速率為0.6~1.5Gbps[2],已能滿足應用。考慮到PCB布板及實時數據傳輸的需要,選擇800Mbps作為數據傳輸速率。其次是光模塊的選取。光模塊現在已經發展到具有支持波分復用的能力,考慮到引導總線實時只傳輸一種指令,所以選擇單一波長的光模塊即可。目前主要有三種波長的光模塊可以選擇:850nm,1310nm,1550nm。850nm多模光模塊主要應用于短距離傳輸,一般500米以內;1310nm,1550nm光模塊一般應用在單模光纖。考慮到性價比因素筆者選用了某公司的1310nm波長光模塊EO2F-13-311423。該光模塊輸出功率-7dBm左右,靈敏度-21dBm左右,即使光纖轉接有些損耗,整個光纖通路也有比較充裕的動態范圍來保證通信的可靠。TLK1501與EO2F-13-311423間的接口電路見圖1。
1.2TLK1501設計
TLK1501負責整個物理鏈路中數據的并串、串并轉換,是數據高速傳輸的關鍵節點,設計時應注意以下3點。1)時鐘的選取TLK1501有8bit/10bit轉換機制,這樣在FPGA與TLK1501的并行數據端口的16bit數據進入芯片后會轉成20bit數據進行傳輸;反過來推算,16位并行端口的速率應為40MHz。選擇40MHz時鐘時應注意,發送方和接收方TLK1501對時鐘的要求比較高,頻差須在0.01%以內,時鐘的抖動不能超過40ps。設計時將FPGA送給TLK1501的時鐘與并行數據的輸送時鐘盡可能做到同相位,布線長度也盡量相近。2)收發的同步設計TLK1501只有進入同步狀態后才能正常傳輸數據,它有兩種方式發送同步碼,一種是TX-EN、TX-ER為00時發送端強制發送同步碼;另一種是當LCKREFN為高時,TLK1501內部狀態機自動控制發送同步碼。本設計采用的是第一種同步設計。FPGA首先控制TX-EN、TX-ER為00,產生IDLE碼字,一段時間之后傳輸正常的數據,接收模塊根據接收到的幀同步信號判斷鏈路是否同步。如果鏈路同步,可以發送正常數據。如果鏈路失同步,則再產生IDLE碼字,等待重新進入同步狀態。3)PRBS測試為了使整個光通信鏈路的調試進展順利,可以先在每個用戶端口對TLK1501的收發進行PRBS回環測試,如回環測試有問題,可能是因為時鐘抖動太大,或電源不穩定,需改進設計。在每個用戶的TLK1501分別通過測試后,可以進行兩個用戶間的PRBS測試,驗證用戶間的兩個時鐘是否匹配,如兩個用戶間PRBS測試通過,就可以進行高速光纖串行通信總線的測試了。
1.3傳輸協議的設計
信息交換幀由幀頭、幀長度、命令碼、引導信息、校驗字、幀尾等字段組成,幀格式定義見表1。幀的基本組成為字,每個字為16bit,即2個字節,正好匹配TLK1501芯片并行數據端口的數據位數,位定義符合TLK1501芯片的數據總線定義。幀頭與幀尾各有3個16比特的字,通信時方便用戶將完整的一幀內容接收下進行解析。對于一些不能丟幀的指令的通信,如圖2所示,可由ACK校驗和握手機制[3]來確保重發,圖中T1:1~10μs。若ACK校驗和錯誤,則自動重發;累計重發次數超過5次或是T1超時1s,本次傳輸結束,由上位機決定是否重發。
2高速光纖串行總線測試
兩個設備間用光纖互聯后可以進行高速光纖串行總線的調試與測試,測試框圖見圖3。測試時在兩個設備間定時發送按協議格式簡化的一個幀,包括幀頭、幀尾,幀頭幀尾中間填充有規律的便于觀察統計的測試數據,例:“AA55,55AA,5A5A,0000,0001,0002,0003,0004,5A5A,5AA5,A55A”。圖4是利用QUARTUS軟件自帶的SignalTap抓取的傳輸數據,從圖中的接收數據(ser_data_in)可以看到一個完整的帶幀頭、幀尾,測試數據正確的幀。測試前,可預先在通信板卡的控制芯片例如DSP的程序中增加一段測試代碼,專門用于統計通信的誤碼率。試驗的測試結果比較理想,幾萬次的通信傳輸中未發現誤碼,可見誤碼率是很低的,可以滿足工程應用。
2遙泵系統中拉曼效應的基本原理
同纖遙泵同時還利用了光纖的拉曼效應對信號光進行放大。拉曼效應是在光纖中傳輸高功率信號時發生的非線性效應(受激拉曼散射),泵浦光子的能量產生了一個與信號光同頻率的光子和一個聲子,高功率信號的一部分能量經拉曼效應傳遞給信號光,實現對信號光的放大[3]。拉曼增益強度與泵浦光強和泵浦光與信號光的頻率差有很大關系,差值為13THz時,這種增益達到極點。因此,要放大1530~1605nm的工作波長,最佳泵浦源波長在1420~1500nm波段,遙泵的泵浦光波長為1480nm,產生的拉曼效應能夠對信號光進行放大[3]。光纖中的受激拉曼增益譜如圖4。EDFA泵浦光的波長一般為980和1480nm,其中1480nm波長的泵浦光具有更高的泵浦效率。遙泵系統中的RGU距離泵浦源較遠(一般在50~100km),考慮到980nm波長的光在光纖中衰減較大,而1480nm波長的泵浦光具有更高的效率,因此一般選用1480nm波長的泵浦光。在單波系統中,遠端RGU一般采用同向泵浦的方式。同向泵浦示意圖參見圖3。
3遙泵系統在電力系統超長距離傳輸中的應用
在埃塞俄比亞復興大壩輸變電工程中,由Gerd水電站至Dedesa變電站的光纜長度約為363km,采用G.655D光纖(康寧的Leaf大有效面積光纖)。由于光纜長度過長,整個系統的衰耗很大,必須在系統中采用遙泵放大技術。整個系統由光放大器、預放大器、EFEC、CoRFA(前向拉曼放大器)和遙泵等放大器件組成。超長距離無中繼傳輸遙泵放大方案配置如圖5所示。全段光纖的參數如下:光纖衰減系數為0.20dB/km,光纜衰減為72.6dB,固定接頭衰減系數為0.01dB/km,固定接頭衰減為3.63dB,活動連接器衰耗為1dB,光通道代價為2dB,光纜衰減富余度為5dB,總衰減為84.23dB,光纖色散系數為4.5ps/(nm•km),總色散為1633.5ps/nm,光放大器發送功率為17dBm,SBS+前向喇曼等效增益為8dB,加預放后接收靈敏度為-38dBm,后向拉曼等效增益為6dB,EFEC功率增益為8dB,遙泵功率增益為9dB,功率電平富余度為1.77dBm。該遙泵系統采用同纖遙泵的工作方式。RPU發送的泵浦光功率為30.5dBm(波長為1480nm),RGU的有效輸入泵浦功率為9~10dBm,考慮一定的余量,要求最終到達RGU的泵浦功率約為12dBm。波長為1480nm的泵浦光在G.655D光纖中的衰減系數約為0.24dB/km(含光纖熔接頭損耗),因此RGU距RPU泵浦源的最佳距離L=(30.5-12)/0.24=77.08km。即需在距變電站約77km處,選擇一個交通方便、便于維護的輸電線路鐵塔,將RGU安裝在該鐵塔上。我們將上述理論計算結果輸入OTA(光傳輸系統分析)軟件進行驗算得知,當RGU距后端泵浦源的距離為77km時,前置放大器輸出信號的OSNR(光信噪比)為13.85dB,符合系統設計要求。由OTA軟件計算出的RGU距后端泵浦源的最優距離為89km,EDF的最佳長度約為27.8m,泵浦源功率為1000mW,前置放大器輸出信號的理論OS-NR為15.97dB。
SDH光纖通信在鐵路通信系統里的使用解決了PDH光纖通信使用存在的問題,并在此基礎上有所突破,讓鐵路通信系統更加穩定和流暢。借助SDH設備構成的具備自愈保護作用的環網形式,能在傳輸媒體主要信號中斷的時候自動利用自愈網及時恢復正常的通信狀態。相較于與PDH技術,SDH技術有四個顯著優點:一是網絡管理能力更強;二是比特率和接口標準均統一,讓各個廠家設備間的互聯成為了可能;三是提出“自愈網”這一新理論,能在傳輸媒體主要信號中斷時及時恢復正常;四是運用字節復接技術,簡化網絡各個支路信號。鑒于SDH光纖通信技術有諸多優點,所以在鐵路通信網發展規劃里,已經明確提出了要著重發展基于同步數字系列(SDH)基礎上的傳送網[2]。就以xx鐵路為例,該鐵路基于新敷設20芯光纜里的其中4芯光纖基礎上,開設SDH2.5Gb/s(1+1)光同步傳輸系統為長途傳輸網,在鐵路的相應經過點均設置了SDH2.5Gb/sADM設備,并借助622Mb/s光口同接入層傳輸設備相連,發揮上聯和保護作用。此外,還借助2芯光纖開設了SDH622Mb/s(1+0)光同步傳輸系統,將其作為當地的中繼網,并在鐵路相應經過點以及新開設的各個中間站和線路新設置了SDH622Mb/s設備。
1.2DWDM光纖通信在鐵路通信系統中的應用
DWDM光纖通信技術是借助單模光纖寬帶與損耗低的特點,由多個波長構成載波,許可各個載波信道能同時在同一條光纖里傳輸,如此一來,在給定信息傳輸容量的情況西夏,就能降低所需光纖的總量。使用DWDM技術,單根光纖能傳輸的最大數據流量可以高達400Gb/s。DWDM技術最顯著的優點就是其協議與傳輸速度是沒有關聯的,以DWDM技術為基礎的網絡可以使用IP協議、以太網協議、ATM等進行數據傳輸,每秒處理數據流量在100Mb~2.5Gb之間。也就是說,以DWDM技術為基礎的網絡能在同一個激光信道上以各種傳輸速度傳輸各種類型的數據流量。當前,在國內鐵路通信網里DWDM技術得到了廣泛應用,其中滬杭-浙贛鐵路干線就是國內第一條使用DWDM光纖傳輸系統的鐵路。此外,京九、武廣等鐵路的DWDM光纖傳輸系統也在建設與使用中。就拿京九鐵路來說,京九鐵路線使用的是具有開放性的DWDM系統和設備,能兼容各種工作波長以及廠商的SDH設備。波道數量為16,波道速率基礎為每秒2.5Gb,借助京九線20芯光纜里的2芯G.652單模光纖,使用單纖單向傳輸的方式,也就是說相同波長在兩個方向上都能多次使用,光接口滿足ITU-TG.692協議的標準。
近年來隨著傳輸技術和交換技術的不斷進步,核心網已經基本實現了光纖化、數字化和寬帶化。同時,隨著業務的迅速增長和多媒體業務的日益豐富,使得用戶住宅網的業務需求也不只局限于原來的語音業務,數據和多媒體業務的需求已經成為不可阻擋的趨勢,現有的語音業務接入網越來越成為制約信息高速公路建設的瓶頸,成為發展寬帶綜合業務數字網的障礙。
一、光纖通信技術定義
光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信力式。論文百事通在光纖通信系統中,作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多,而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多,所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍。光纖是用玻璃材料構造的,它是電氣絕緣體,因而不需要擔心接地回路,光纖之間的中繞非常小,光波在光纖中傳輸,不會因為光信號泄漏而擔心傳輸的信息被人竊聽,光纖的芯很細,由多芯組成光纜的直徑也很小,所以用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題。
二、光纖通信技術優勢
2.1頻帶極寬,通信容量大光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬,光纖通信系統的于光源的調制特性、調制方式和光纖的色散特性。散波長窗口,單模光纖具有幾十GHz?km的寬帶。對于單波長光纖通信系統,由于終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種復雜技術來增加傳輸的容量,特別是現在的密集波分復用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。采用密集波分復術可以擴大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目前,單波長光纖通信系統的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps,采用密集波分復術實現的多波長傳輸系統的傳輸速率已經達到單波長傳輸系統的數百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業務網的首選介質。
2.2損耗低,中繼距離長目前,實用的光纖通信系統使用的光纖多為石英光纖,此類光纖損耗可低于0.20dB/km,這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低,因此,由其組成的光纖通信系統的中繼距離也較其他介質構成的系統長得多。如果將來采用非石英系統極低損耗光纖,其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統可以跨越更大的無中繼距離;對于一個長途傳輸線路,由于中繼站數目的減少,系統成本和復雜性可大大降低。目前,由石英光纖組成的光纖通信系統最大中繼距離可達200多km,由非石英系極低損耗光纖組成的通信系至數公里,這對于降低通信系統的成本、提高可靠性和穩定性具有特別重要的意義。
2.3抗電磁干擾能力強我們知道光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料,不易被腐蝕,而且絕緣性好。與之相聯系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力,它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾,也不受人為釋放的電磁干擾,還可用它與高壓輸電線平行架設或與電力導體復合構成復合光纜。它是一種非導電的介質,交變電磁波在其中不會產生感生電動勢,即不會產生與信號無關的噪聲。這樣,就是把它平行鋪設到高壓電線和電氣鐵路附近,也不會受到電磁干擾。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統特別有利。
2.4光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設光纖的芯徑很細,約為0.1mm,由多芯光纖組成光纜的直徑也很小,8芯光纜的橫截面直徑約為10mm,而標準同軸電纜為47mm。這樣采用光纜作為傳輸信道,使傳輸系統所占空間小,解決了地下管道擁擠的問題,節約了地下管道建設投資。此外,光纖的重量輕,柔韌性好,光纜的重量要比電纜輕得多,在飛機、宇宙飛船和人造衛星上使用光纖通信可以減輕飛機、輪船、飛船的重量,顯得更有意義。還有,光纖柔軟可繞,容易成束,能得到直徑小的高密度光纜。
2.5保密性能好對通信系統的重要要求之一是保密性好。然而,隨著科學技術的發展,電通信方式很容易被人竊聽,只要在明線或電纜附近設置一個特別的接收裝置,就可以獲取明線或電纜中傳送的信息,更不用去說無線通信方式。光纖通信與電通信不同,由于光纖的特殊設計,光纖中傳送的光波被限制在光纖的纖芯和包層附近傳送,很少會跑到光纖之外。即使在彎曲半徑很小的位置,泄漏功率也是十分微弱的。并且成纜以后光纖在外面包有金屬做的防潮層和橡膠材料的護套,這些均是不透光的,因此,泄漏到光纜外的光幾乎沒有。更何況長途光纜和中繼光纜一般均埋于地下。所以光纖的保密性能好。此外,由于光纖中的光信號一般不會泄漏,因此電通信中常見的線路之間的串話現象也可忽略。
三、光纖接入技術
隨著通信業務量的不斷增加,業務種類也更加豐富,人們不僅需要語音業務,高速數據、高保真音樂、互動視頻等多媒體業務也已經得到了更多用戶的青睞。光纖接入網可分為有源光網絡A(ON)和無源光網絡((PON。)采用SDH技術、ATM技術、以太網技術在光接入網系統中稱為有源光網絡。若光配線網(ODN全)部由無源器件組成,不包括任何有源節點,則這種光接入網就是無源光網絡。
現階段,無源光網絡P(ON)技術是實現FT-Tx的主流技術。典型的PON系統由局側OLT光(線路終端)、用戶側ONUO/NT(光網絡單元)以及ODN-OrgnizationDevelopmentNetwork(光分配網絡)組成。PON技術可節省主干光纖資源和網絡層次,在長距離傳輸條件夏可提供雙向高帶寬能力,接入業務種類豐富,運維成本大幅降低,適合于用戶區域較分散而每一區域內用戶又相對集中的小面積密集用戶地區。
為實現信息傳輸的高速化,滿足大眾的需求,不僅要有寬帶的主干傳輸網絡,用戶接入部分更是關鍵,光纖接入網是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中,由于光纖到達置的不同,有FTB、FTTC,FTTCab和FTTH等不同的應用,統稱FTTx。
FTTH(光纖到戶)是光纖寬帶接入的最終方式,它提供全光的接入,因此,可以充分利用光纖的寬帶特性,為用戶提供所需要的不受限制的帶寬,充分滿足寬帶接入的需求。我國從2003年起,在“863”項目的推動下,開始了FTTH的應用和推廣工作。迄今已經在30多個城市建立了試驗網和試商用網,包括居民用戶、企業用戶、網吧等多種應用類型,也包括運營商主導、駐地網運營商主導、企業主導、房地產開發商主導和政府主導等多種模式,發展勢頭良好。不少城市制定了FTTH的技術標準和建設標準,有的城市還制門了相應的優惠政策,這此都為FTTH在我國的發展創造了良好的條件。
電力通信中光纖通信技術,就是采取光導纖維作為傳輸介質對各種不同信號進行傳輸的形式,光纖通信技術承載量相當大,且安全可靠,在人們生活與生產中的應用效益足已證明其使用價值不可限量。光纖通信技術通常采用電氣絕緣體進行制作,在制造過程中均采取多芯組成光纜,這樣既可使通信的質量得到有效保證,又縮小了信息傳輸過程中所占據的空間。
2光纖通信技術的優勢。
光纖通信技術同傳統的通信方式進行相比,在技術方面有很多閃光點,同時在應用中也發揮著它不可代替的作用,光線通信技術在當前的應用中包括有三大類。
(1)波分復用技術
該技術主要是選取異同信道光波的形式。在進行實際操作過程中,通常絕大多數采取單模光纖損耗低區,然后與寬帶資源相互結合,最終讓其分成多個不同信道,在一般情況之下進行耦合與分離不同的光波時需要采取分波器。
(2)光纖傳感技術
該技術在進行傳輸相應的信息時需要采取傳感器,能夠理解為傳感器扮演著一個中介的角色,該種方式的能量消耗與傳統方式相比之下,消耗相對較小,通常其包含有功能型與非功能型。
(3)光纖接入技術
該技術是目前實際應用中相對較廣的一種,它能夠對各種與窄帶業務的問題與事故加以有效處理,而且該技術還可以非常高效地對各種不同的多媒體圖像及數據信息進行有效解決。
二、光纖通信技術在電力通信系統中的實際應用
電力通信系統中應用光纖通信網是一個紛繁復雜、難度相當大的工程。隨著社會經濟的不斷發展,電力通信水平也面臨著一輪全新的挑戰,而當前極具發展潛力的光纖技術被普遍應用于其中,其發揮的作用不言而喻。
1光纖復合相線。
光纖復合相線主要是指在輸電線路相線中光纖單元復合的一種電力光纜。它可以預防架空線路遭受限制或阻礙,以此避免遭到雷擊破壞,并且運行的相線也可更好地保證地線以絕緣方式正常運行,更加節省電力電能。
2光纖復合地線。
電力系統的傳輸過程中,在地線里帶有部分光纖單元。不但它們可以盡情發揮地線的功能,也具有光纖材料的各種優點,無需特別的保護和維修,方便、穩定且安全。但是該種線路依然存在一些不足之處,就是要投入較大的建設成本。所以該種類型的光纖廣泛應用于改造舊線路與建設新線路上。其能預防外界力量的破壞,可以對電線系統加以保護;再者也能夠充分地利用傳播中的數據信息,進而可實現架空地線的各種不同標準與需求。
3自承式光纜。
該種類型的光纜擁有異同的分類,比如:全介質自承式與金屬自承式。全介質自承式光纜的質量小,直徑小,密度也相對小,其構造具有全絕緣性,并且它的光學特征和功能還相對比較穩定,能在控制停電中所出現的損失有一定的優勢,是一種擁有功能特殊的光纖原料。金屬自承式的光纜結構比較簡明又單純,且所投入的成本也比較低廉,也不用把熱容量或短路電流等問題納入到整個系統運行中進行考慮,正由于該種類型的光纜具備諸多優點,所以使得它們被廣泛地應用到實際中。
4電力特種光纜。
該種通信光纜屬于特征與性能相對特別的一類,其支架的建設主要依靠線路桿塔資源作為基礎。其含有的種類主要有:MASS/ADSS/OPGWOPAC等,其中ADSS/OPGW從目前來看應用方面相當普遍,這是由于自身構造與安裝形態相對復雜、特殊,該種光纜可有效避免遭到外界力量的破壞。該種光纜自身的材料成本相對昂貴,但由于該種光纜是在沿著電力系統自身的線路桿塔上展開施工的,所在也可以有利于對成本投入的節約。ADSS類型的光纜可以在強電場與長跨距中得到很好的應用,不會給鐵塔造成負面影響,而且是一種質量相對較輕的絕緣介質,該種光纜的優點是維修和維護相當方便,安裝過程中無需切斷電源。而OPGW光纜其安全系數相對較高,很難盜取,它的具體的優勢在于使用周期長、傳輸信號的損耗度低,重建頻率與維修率較低,而其不足之處表現于難以經受雷擊。
三、光纖通信技術在電力通信中的發展方向
1新型光纖的應用。
目前IP的業務量節節攀升,電信網絡也需不斷創新與發展,而光纖正是其發展的根本所在。當前都是遠距離信號傳輸,傳輸質量有很高的要求,原來的單模光纖很難滿足發展需求,因此研究與開發新型光纖是電力系統迅速發展的需要。隨著現在干線網要求的逐步提高與城域網建設的不斷發展,無水吸收峰光纖與非零色散光纖該兩種新型的光纖已經在社會各界得到廣泛應用。
2使用光接入網。
隨著網絡技術的進步與創新,網絡的傳輸與交換也逐漸推陳出新。而智能化網絡具有數字化、高度集成、主宰網絡的優勢,其將是網絡發展的必然趨勢。在現在網絡的接入通常采用雙絞線,雙絞線即便其傳輸質量表現較為卓越,可還是稍遜色于光纖的傳輸效果。若運用光接入網的話,就會降低維護與管理網絡的成本,乃至能夠開發光透明網絡,讓真正的多媒體得以實現。
3光聯網的未來。
若光聯網得到應用與發展,光網絡將擁有巨大的容量、網絡節點很多、網絡范圍非常廣,并且網絡的透明度也隨之有所增加,可將各種不同的信號加以連接,提高網絡的靈活性。部分歐美發達國家已在光聯網上投入了很大的資金、人力與物力,我國目前也在該方向進行探索與研究。光聯網在將來的通信中光聯網將會發揮其巨大的效用,促進電力通信的迅猛發展。
二、解決方法
1.共模電感它的插入損耗與阻抗在地磁場作用下變得很高,在干擾抑制方面有著較好的效果,其初始導磁率也非常高,無共振插入損耗特性能在較寬的頻率范圍內體現。高初始導磁率:與鐵氧體相比要超出5-20倍,所以它的插入損耗很大,比鐵氧體更能抑制傳導干擾。高飽和磁感應強度:比鐵氧體高2-3倍。在電流強干擾的場合不易磁化到飽和。卓越的溫度穩定性:較高的居里溫度,在有較大溫度波動的情況下,合金的性能變化率明顯低于鐵氧體,具有優良的穩定性,而且性能的變化接近于線性。靈活的頻率特性:而且更加靈活地通過調整工藝來得到所需要的頻率特性。通過不同的制造工藝,配合適當的線圈炸熟可以得到不同的阻抗特性,滿足不同波段的濾波要求,使其阻抗值大大高于鐵氧體。2.共模濾波器噪聲信號可經由有源EMI濾波技術來做實時補償。所謂有源共模EMI濾波器(英文縮寫ACMF)在工作中是先收集共模信號,然后通過反饋,動態輸出一個與所采樣的噪聲電流(電壓)大小相等、方向相反的補償電流(電壓),其實質是為共模電流提供一個極低阻抗的內部回路。圖1示出其原理圖。其中,Path1指共模噪聲源S1通過分布電容CD流入地的共模電流路徑,在無濾波器時共模噪聲inoise將通過CP全部注入地。ACMF將產生一個補償電流,為inoise提供低阻抗分流支路Path2,從而使其盡量沿Path2路徑流過。理想時icomp=-inoise,可使流入地的共模電流為零,從而達到衰減共模電流的目的,以滿足電磁干擾的標準。