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光纤传输原理论文

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光纤传输原理论文

光纤通信是运用光反射原理,把光的全反射限制在光纤内部,用光的信号取代传统通信方式中的电信号。但初期的光纤,光在其中传输时损耗很大。因此,要想用它来通信是不可能的。

1966年7月,英国标准电信研究所的英籍华人高锟博士和霍克哈姆就光纤传输的前景发表了具有重大历史意义的论文,论文分析了玻璃纤维损耗大的主要原因,大胆地预言,只要能设法降低玻璃纤维中的杂质,就有可能使光纤损耗从每千米1000分贝降低到每千米20分贝,从而有可能用于通信。这篇论文鼓舞了许多科学家为实现低损耗的光纤而努力。

1970年,美国康宁玻璃公司的卡普隆博士等三人,经过多次的试验,终于研制出传输损耗仅为每千米20分贝的光纤。这样低损耗的光纤,在当时是惊人的成就,使光纤通信有了实现的可能。

光电转换,光信号,转换为电信号认为定义光在某个特性下的意思,然后一一对应即可传输就像文字能表达意思,原因是,某个文字有它对应的含义问:为何光纤速度快?原理解析篇!答:一说到“光纤”,人们首先就会联想到与铜线传导电信号相比,其数据传输速度更快。这是为什么呢?下面就来介绍一下这方面的情况。光具有每秒可环绕地球7圈半的速度。也许有人认为这一点是光通信比使用铜线的电通信快的原因,其实完全错了。因为通信中所说的速度不是信号传输的快慢,而是传输数据的能力。仅从信号传输的速度来看,在铜线中传导的电信号与在光纤中传导的光信号并没有太大的差别。但在相同时间里,使用光纤通信的线路所传输的数据量远大于铜线,所以速度就快。在光纤通信中,发送方将电信号转换成了激光的闪烁(即激光信号)。要想在短时间内传输大量的信息,就要增加闪烁次数。也就是说,短时间内能够多大程度地使激光闪烁,将决定数据传输速度的高低。使用铜线传导电信号时原理也是如此。通过打开和关闭电信号,或反转正、负极性,来传输数据。能多大程度地更快地打开和关闭电信号、反转电极极性,将决定其数据传输速度。两者的不同就在于光纤打开和关闭信号的速度(即频率)极限远远高于铜线。这就是使用光纤能够进行高速通信的最主要的原因。使用铜线的通信不仅是电信号的打开和关闭,还通过各种方法提高传输速度。使用双绞线的千兆位以太网,通过详细地改变电压值,可一次传输5位信息,而不是打开和关闭的2位信息,而且还通过把4对双绞线组成一束实现了1Gbit/秒的传输速度。千兆位以太网的传输方式可以说作为电信号通信技术现今为止已经接近了极限。而光纤通信使用一根光纤就已经实现了相当于千兆位的1000倍的Tbit /秒级通信。而且,光纤通信速度目前远远没有达到极限。据美国贝尔实验室2001年6月公布的估算结果称,从理论上来讲在光纤通信中足以实现100Tbit/秒的传输速度。现有技术丝毫没有充分发挥光纤的潜力。与已经接近极限的电信号通信技术相比,光纤通信技术仍有巨大的发展空间。从电信号通信技术发展历程来看光纤通信技术的发展阶段,目前的光通信技术可以说只相当于十几年前1200bit/秒的调制解调器。

问:为何光纤速度快?原理解析篇!答:一说到“光纤”,人们首先就会联想到与铜线传导电信号相比,其数据传输速度更快。这是为什么呢?下面就来介绍一下这方面的情况。 光具有每秒可环绕地球7圈半的速度。也许有人认为这一点是光通信比使用铜线的电通信快的原因,其实完全错了。因为通信中所说的速度不是信号传输的快慢,而是传输数据的能力。仅从信号传输的速度来看,在铜线中传导的电信号与在光纤中传导的光信号并没有太大的差别。但在相同时间里,使用光纤通信的线路所传输的数据量远大于铜线,所以速度就快。 在光纤通信中,发送方将电信号转换成了激光的闪烁(即激光信号)。要想在短时间内传输大量的信息,就要增加闪烁次数。也就是说,短时间内能够多大程度地使激光闪烁,将决定数据传输速度的高低。 使用铜线传导电信号时原理也是如此。通过打开和关闭电信号,或反转正、负极性,来传输数据。能多大程度地更快地打开和关闭电信号、反转电极极性,将决定其数据传输速度。 两者的不同就在于光纤打开和关闭信号的速度(即频率)极限远远高于铜线。这就是使用光纤能够进行高速通信的最主要的原因。 使用铜线的通信不仅是电信号的打开和关闭,还通过各种方法提高传输速度。使用双绞线的千兆位以太网,通过详细地改变电压值,可一次传输5位信息,而不是打开和关闭的2位信息,而且还通过把4对双绞线组成一束实现了1Gbit/秒的传输速度。千兆位以太网的传输方式可以说作为电信号通信技术现今为止已经接近了极限。 而光纤通信使用一根光纤就已经实现了相当于千兆位的1000倍的Tbit /秒级通信。而且,光纤通信速度目前远远没有达到极限。据美国贝尔实验室2001年6月公布的估算结果称,从理论上来讲在光纤通信中足以实现100Tbit/秒的传输速度。现有技术丝毫没有充分发挥光纤的潜力。 与已经接近极限的电信号通信技术相比,光纤通信技术仍有巨大的发展空间。从电信号通信技术发展历程来看光纤通信技术的发展阶段,目前的光通信技术可以说只相当于十几年前1200bit/秒的调制解调器。

光纤通信技术中的电力系统调度应用论文

【 摘要 】光纤通信的特点体现在可靠高效,在电力行业应用十分广泛,在继电保护、监控调度、自动化方面发挥着重要作用。本文就光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用作简要阐述。

【 关键词 】光纤通信技术;电力系统调度;应用

光纤技术应用于电力企业,对于企业管理水平发挥了巨大作用。与其它的技术相比,光纤通信具有独特的优越性。此种技术以光纤作为传输介质,利用光线进行信息传递。光纤通信技术的组成包括了以下部分,电端机,中继器,光缆,光湍机。此种技术在应用方面组网非常的灵活,可以是星型、网型,也可以是链型等。而电力调度自动化通常是应用环形网络,从而使其连接于计算机局域网络,达到数据共享目的。

1光纤通信

光纤通信是将光作为载波,光纤作为传输媒质,从而实现信息传输。光纤的组成包括了纤芯,包层,涂层。内芯在几微米到几十微米之间,比发丝还细。中间层将其称之为包层,纤芯完成信号的传输,包层与纤芯的折射率不同,将光信号封闭在纤芯中传输并起到保护纤芯的作用,涂层的作用在于保护光纤。光纤的通信原理是,将需要传输的信息在发送端变为电信号,之后将其调制到激光器发射的光束,光的强度会随着信号幅度变化而相应变化,并利用光纤发送。而在接收一端,光信号由检测器接收并且将其变为电信号,通过解调使其恢复到原来信号状态。光纤通信在技术方面的组成包括了信号发射,信号合波,信号放大与传输,信号接收,信号分离。

2光纤通信技术的特点

光纤通信技术的特点体现在以下方面,首先是具有较大的传输容量,传输带宽与调制方式是光纤通信技术具备传输容量的因素。光源具有调制特性,相比于电缆与铜线其通信容量要大许多,并且可以通过其它措施使信息在传递过程中损失程度最大限度的降低,从而避免信息容量导致的限制。光纤通信抗干扰能力比较强,光纤材料的主要成分是石英,此种材料具有良好的绝缘效果,因此使光纤具备了较好的抗干扰能力。石英材料自身的性能比较稳定,具有较强的抗腐蚀能力,并且绝缘效果好,能够抵抗雷电干扰与太阳黑子活动。人为电磁的干扰也能够得以削弱。在具体施工环节,光纤架设如果采用平行架设的方式,同时高压电线也采用平行架设的方式,就能够构成复合型光缆,从而为电力调度自动化工作开展提供支撑,电磁脉冲对通信造成影响就可以有效降低。保密性能较好,电波传输过程中,电磁波泄露情况是无可避免的,而电磁波泄露,就会使信号安全性降低,严重的时候信号可能被窃取。而利用光纤技术可以将信息限制于光线中,即使是出现泄露情况,光纤外包皮也能够将信号吸收,从而避免外界窃取信号。但是在实际施工过程中可能会存在同一条光缆包裹数量不等的光纤,而由于光纤外包皮的作用,彼此之间不会出现信息干扰问题。光缆传输产生的损耗较低,相比于现有的传输介质,光纤产生的损耗是最低的,因此在远距离传输时采用光纤更加的合理。随着社会经济的发展,人们对于信息传输要求也在提升,而信息传输距离在不断增大,由此会导致传输损耗增大,降损已经成为了信息传输过程一项非常重要的工作。

3光纤传输应用于电力调度自动化

电力系统组成包括了配电系统、输变电系统、发电厂等,而对于通信系统而言,信息传输的通畅性是确保系统能够有效运行的关键所在,因此光纤技术对电力系统的作用日益重要。光纤通信的组网方式非常的灵活,可以将其分为星型、树型、网状、环状等。考虑到电力调度自动化特点通常采用的是树形与环型结合,或者是单纯的环型网络,通过连接计算机实现数据共享。通信网络节点较多,为避免在工作过程中出现通信中断等故障,企业可以考虑双光纤环路自愈型网络,其中配置具备自动切换功能光纤收发器。一旦光纤通信出现了问题,切换器能够及时构成新的光纤路径,从而实现通信系统自愈,确保继电工作正常,电力调度工作能够正常进行。光纤通信技术应用于电力调度自动化,由于供电部门工作特殊,因此要求电网运行可靠,对于继电保护工作的要求也在日益提升。当电力系统出现问题的时候,工作人员需要及时准确的判定故障的位置及原因,并且快速解决问题,从而将系统故障产生的影响控制在一定范围内。对于调度侧的远程遥控而言,不能出现非正常的拒动现象,光纤通信的稳定性直接影响到电网运行的稳定性。光纤系统通信容量大,具有较强的抗干扰性,为电力调度工作正常开展提供了有力的支持。电力调度自动化建设既体现在信息自动化传输,同时也需要其它系统为其提供辅助,从而使调度自动化的工作目标得以达成。其它辅助系统包括了、视频监控、调度电话、五防系统等。光纤通信的作用在于使相关系统能够正常有效运行,因此光纤通信如果不参与系统建设,电力调度自动化工作的效果就会受到极大影响。

4光纤技术应用于电力调度自动化发展前景

随着我国社会经济的发展,光纤技术应用的范围也在逐渐增大,在电力系统中应用光纤技术是社会发展的趋势,通过智能化的方式进行信号传递,而金属电缆则被光纤取代从而成为信息传输的新媒介,并且以此形成了二次通信系统,而二次系统则会成为电力系统发展的趋势。数字化技术发展作为电力调度系统发展的基础,自动化系统需要实现信息传输数字化,对于光纤通信技术而言有一定的挑战性。光纤技术发展需要随着社会变化不断的变化,从而更好的适应社会发展需要,在应用于电力调度自动化系统中使其能够正常发展,对于其中运用的重要技术难点存在的'问题需要加大科研力度,从而使系统在应用的过程中持续完善。电力调度系统在发展过程中向着自动化与智能化的方向发展,从而使工作人员的劳动强度降低,同时工作安全性也得到了提升,调度自动化系统应用能够对现有的配电网络进一步优化,从而使电力网络供电可靠性与供电质量得到提升。作为一种性能稳定的通信传输介质,在电力调度系统中应用光纤,工作人员需要结合到电力企业自身的特点与光纤自身的特点,从而使组成电力调度各个部分能够有效运行,同时也确保电力通信能够更加有效与安全。随着我国电力通信技术的发展,光纤技术应用于电力通信系统也将会发挥更大的作用。

5结束语

电力调度工作向着自动化方向发展是电网发展的趋势,而自动化系统中,光纤通信优势十分的明显,抗干扰能力强、保密性好、低损耗、较大的通信容量等,能够提升电力工作效率水平。而从另一方面来看,电力企业规模扩大,新的技术应用于电网运行,光纤技术应用于电力企业也会面临着来自某些方面的挑战,需要工作人员在技术应用的过程中持续的优化。

参考文献

[1]韩亚男.光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用[J].电子技术与软件工程,2015(7):41.

[2]施俊国.浅谈光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用[J].数字技术与应用,2010(7):45~46.

[3]杜鹏锐.综述光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用[J].通讯世界,2015(22):188.

[4]赵晓娜,赵洪丽,张镇,等.浅谈光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用[J].工程技术:文摘版:00269.

[5]魏悦,吴迪.浅谈光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用[J].工业,2016(11):00292.

光纤传输论文题目

通信工程1电力系统专用的几种特殊光缆2光缆工程应用选择3光纤的传输衰减设计电力系统有强大的电力网,遍布全国的城市和农村,借助于电力线路及杆塔建设光纤通信网是完全可行的。并且可以为发展电网自动化和新型继电保护提供宽频通道。目前,电力系统的城网和农网改造也为电力通信的发展带来了极好的机遇,许多省、地(市)电力局和县电力局都纷纷建设光纤电路,为实现宽带综合业务数字网(B-ISDN)做好充分准备。现就电力系统专用的几种特殊光缆的特点、架设方式,城网改造中光缆选择应用时必须注意的问题,及光纤的传输衰减设计等几个方面作一探讨。1电力系统专用的几种特殊光缆电力系统专用的特殊光缆有4种:无金属捆绑式光缆(AD-Lash)、无金属缠绕式光缆(GWWOP)、无金属自撑式光缆(ADSS)、架空地线复合光缆(OPGW)。无金属捆绑式架空光缆(AD-Lash)和无金属缠绕式光缆(GWWOP)是在电力线路上建设光纤通信网络的一种既经济又快捷的方式,它们用自动捆绑机和缠绕机将光缆捆绑和缠绕在地线或相线上。它们共同的优点是:光缆重量轻、造价低、安装迅速。在地线或10 kV/30 kV相线上可不停电安装。它们共同的缺点是:由于都采用了有机合成材料做外护套,因此都不能承受线路短路时相线或地线上产生的高温,都有外护套材料老化问题,施工时都需要专用机械,因此在电力系统中都未能得到广泛的应用。......http://

光纤通信技术的未来

通信业已经走进了千家万户,成为了大家日常生活不可分割的一部分,如今一些高校也设立了专门的通信专业。下面我给大家带来通信专业 毕业 论文题目参考_通信方向专业论文题目,希望能帮助到大家!

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光纤通信传输技术的应用毕业论文

光纤通信光源技术论文篇二 我国光纤通信技术综述 光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。近年来,光纤通信技术得到了长足的发展,新技术不断涌现,这大幅提高了通信能力,并使光纤通信的应用范围不断扩大。 1. 我国光纤光缆发展的现状 普通光纤 普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展,光中继距离和单一波长信道容量增大,光纤的性能还有可能进一步优化,表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合规定的截止波长位移单模光纤和符合规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。 核心网光缆 我国已在干线(包括国家干线、省内干线和区内干线)上全面采用光缆,其中多模光纤已被淘汰,全部采用单模光纤,包括光纤和光纤。光纤虽然在我国曾经采用过,但今后不会再发展。光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量,它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤,不采用光纤带。干线光缆主要用于室外,在这些光缆中,曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构,目前已停止使用。 接入网光缆 接入网中的光缆距离短,分支多,分插频繁,为了增加网的容量,通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中,由于管道内径有限,在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量,是很重要的。接入网使用普通单模光纤和低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用,目前在我国已有少量的使用。 室内光缆 室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。并目还可能用于遥测与传感器。国际电工委员会(IEC)在光缆分类中所指的室内光缆,笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在中心局或其他电信机房内,布放紧密有序和位置相对固定。综合布线光缆布放在用户端的室内,主要由用户使用,因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。 电力线路中的通信光缆 光纤是介电质,光缆也可作成全介质,完全无金属。这样的全介质光缆将是电力系统最理想的通信线路。用于电力线杆路敷设的全介质光缆有两种结构:即全介质自承式(ADSS)结构和用于架空地线上的缠绕式结构。ADSS光缆因其可以单独布放,适应范围广,在当前我国电力输电系统改造中得到了广泛的应用。国内已能生产多种ADSS光缆满足市场需要。但在产品结构和性能方面,例如大志数光缆结构、光缆蠕变和耐电弧性能等方面,还有待进一步完善。ADSS光缆在国内的近期需求量较大,是目前的一种热门产品。 2. 光纤通信技术的发展趋势 对光纤通信而言,超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标,而全光网络也是人们不懈追求的梦想。 超大容量、超长距离传输技术波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量,在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛,目前的WDM系统已经大量商用,同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用(OTDM)技术,与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同,OTDM技术是通过提高单信道速率来提高传输容量,其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。 仅靠OTDM和WDM来提高光通信系统的容量毕竟有限,可以把多个OTDM信号进行波分复用,从而大幅提高传输容量。偏振复用(PDM)技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零(RZ)编码信号在超高速通信系统中占空较小,降低了对色散管理分布的要求,且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散(PMD)的适应能力较强,因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。 光孤子通信 光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲,由于它在光纤的反常色散区,群速度色散和非线性效应相互平衡,因而经过光纤长距离传输后,波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信,在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。 光孤子技术未来的前景是:在传输速度方面采用超长距离的高速通信,时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上;在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE,光学滤波使传输距离提高到100000km以上;在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。当然实际的光孤子通信仍然存在许多技术难题,但目前已取得的突破性进展使人们相信,光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中,尤其在海底光通信系统中,有着光明的发展前景。 全光网络 未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段,也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化,但在网络结点处仍采用电器件,限制了目前通信网干线总容量的进一步提高,因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。 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。 目前,全光网络的发展仍处于初期阶段,但它已显示出了良好的发展前景。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,消除电光瓶颈已成为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。 结语 光通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到重要作用。虽然经历了全球光通信的"冬天"但今后光通信市场仍然将呈现上升趋势。从现代通信的发展趋势来看,光纤通信也将成为未来通信发展的主流。人们期望的真正的全光网络的时代也会在不远的将来如愿到来。 看了“光纤通信光源技术论文”的人还看: 1. 光通信技术论文 2. 光纤技术论文 3. 光纤传感技术论文 4. 光通信技术论文(2) 5. 电力系统光纤通信技术论文

从视觉传达设计的发展进程来看,在很大程度上,它是兴起于19世纪中叶欧美的印刷美术设计的扩展与延伸。视觉传达设计是通过视觉媒介表现并传达给观众的设计,体现着设计的时代特征和丰富的内涵,其领域随着科技的进步、新能源的出现和新产品新材料的开发应用而不断扩大,并与其他领域相互交叉,逐渐形成一个与其他视觉媒介关联并相互协作的设计新领域。当前科学技术的日新月异,使以电影、电视和网络为媒体的各种技术飞速发展,这给人们带来了革命性的视觉体验。并且在当今瞬息万变的信息社会中,影视媒体的影响越来越重要。传统平面设计表现的内容已无法涵盖一些新的信息传达媒体,因此,视觉传达设计应该向着这些方向去努力拓展。这其中影视作品正在以一个不可忽视的重要力量日新月异的发展着,而影视片头又是影视作品的给观众的第一印象。任何一个风格独特、富于个性化的影视片头都是画面视觉艺术巧妙结合的典范,它包含着多方面、多视角的综合知识,可能是历史方面的,或者是时尚方面的。新技术的不断出现,强烈的开拓着视觉传达的延伸之一影视片头的创作,为其提供了更强大的物质基础和广阔的创作可能。同时也对影视片头的创作提出了更新更高的要求:一方面,技术的发展为创作者提供了更多的可能性,也迫使设计者不断的挑战影视片头的表现极限,另一方面,也促成了观众审美需求的提高,反过来促进创作上的进步。影视片头的视觉艺术是具有电影特性的美术设计。是一种具有思维空间形态的艺术造型。一个好的电影,电视剧,其片头片尾是非常讲究的,研究影视片头片尾视觉效果的意义在于:1、片头是观众对一部影片的第一印象,片头和片尾相当于一本书的封面和封底。片头的好坏,直接影响到观众对整个影片的观赏效果。 2、任何一种艺术,其魅力都在于内容与表现形式的完美与统一。电影片头,给设计提供了广影片片头艺术的创作,同样存在 内容与形式的完美统一的创作历程。根据影片不同主题,设计不同的方案,不同的表现形式。体裁不同,内容不同阔的天地。3、电影片头字幕的设计,是整个电影艺术的组成部分,而片头片尾的视觉设计又与影片自身有很大的不同,不可忽视,必须从视觉上加以美观。对经典的影视片头从视觉传达角度来归纳总结。4、现阶段影视制作飞速发展,各种富有视觉冲击力的效果层出不穷,我国在影视片头片尾创意方面与国外差距比较大。通过比较以促进国内影视片头制作的发展。希望此课题的研究能对影视工作者起到一个很好的借鉴作用。

光通信从一开始就是为传送基于电路交换的信息的,所以客户信号一般是TDM的连续码流,如PDH、SDH等。随着计算机网络,特别是互联网的发展,数据信息的传送量越来越大,客户信号中基于分组交换的分组信号的比例逐步增加。分组信号与连续码流的特点完全不同,它具有随机性、突发性,因此如何传送这一类信号,就成为光通信技术要解决的重点。 另外,传送数据信号的光收发模块及设备系统与传统的传送连续码流的光收发模块及设备系统是有很大区别的。在接入网中,所实现的系统即为ATM-PON、EPON或GPON等。在核心网,实现IP等数据信号在光层(包括在波分复用系统)的直接承载,就是大家熟知的IP over Optical的技术。 由于SDH系统的良好特性及已有的大量资源,可充分利用原有的SDH系统来传送数据信号。起初只考虑了对ATM的承载,后来,通过SDH网络承载的数据信号的类型越来越多,例如FR、ATM、IP、10M-baseT、FE、GE、10GE、DDN、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等。 于是,人们提出了许多将IP等信号送进SDH虚容器VC的方法,起初是先将IP或Ethernet装进ATM,然后再映射进SDH传输,即IP/Ethernet over ATM,再over SDH。后来,又把中间过程省去,直接将IP或Ethernet送到SDH,如PPP、LAPS、SDL、GFP等,即IP over SDH、POS或EOS。 不断增加的信道容量 光通信系统能从PDH发展到SDH,从155Mb/s发展到10Gb/s,近来,40GB/s已实现商品化。同时,还正在探讨更大容量的系统,如160Gb/s(单波道)系统已在实验室研制开发成功,正在考虑为其制定标准。此外,利用波分复用等信道复用技术,还可以将系统容量进一步提高。目前32×10Gb/s(即320Gb/s)的DWDM系统已普遍应用,160×10Gb/s(即)的系统也投入了商用,实验室中超过10Tb/s的系统已在多家公司开发出来。光时分复用OTDM、孤子技术等已有很大进展。毫无疑问,这些对于骨干网的传输是非常有利的。 信号超长距离的传输 从宏观来说,对光纤传输的要求当然是传输距离越远越好,所有研究光纤通信技术的机构,都在这方面下了很大工夫。特别是在光纤放大器出现以后,这方面的记录接连不断。不仅每个跨距的长度不断增加,例如,由当初的20km、40km,最多为80km,增加到120km、160km。而且,总的无再生中继距离也在不断增加,如从600km左右增加到3000km、4000km。 从技术的角度看,光纤放大器其在拉曼光纤放大器的出现,为增大无再生中继距离创造了条件。同时,采用有利于长距离传送的线路编码,如RZ或CS-RZ码;采用FEC、EFEC或SFEC等技术提高接收灵敏度;用色散补偿和PMD补偿技术解决光通道代价和选用合适的光纤及光器件等措施,已经可以实现超过STM-64或基于10Gb/s的DWDM系统,4000km无电再生中继器的超长距离传输。 光传输与交换技术的融合 随着对光通信的需求由骨干网逐步向城域网转移,光传输逐渐靠近业务节点。在应用中人们觉得光通信仅仅作为一种传输手段尚未能完全适应城域网的需要。作为业务节点,比较靠近用户,特别对于数据业务的用户,希望光通信既能提供传输功能,又能提供多种业务的接入功能。这样的光通信技术实际上可以看作是传输与交换的融合。目前已广泛使用的基于SDH的多业务传送平台MSTP,就是一个典型的实例。 基于SDH的MSTP是指在SDH的平台上,同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入处理和传送,提供统一网管的多业务节点设备。实际上,有些MSTP设备除了提供上述业务外,还可以提供FR、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等众多类型的业务。 除了基于SDH的MSTP之外,还可以有基于WDM的MSTP。实际上是将WDM的每个波道分别用作各个业务的通道,即可以用透传的方式,也可以支持各种业务的接入处理,如在FE、GE等端口中嵌入以太网2层甚至3层交换功能等,使WDM系统不仅仅具有传送能力,而且具有业务提供能力。 进一步在光层网络中,将传输与交换功能相结合的结果,则导出了自动交换光网络ASON的概念。ASON除了原有的光传送平面和管理平面之外,还增加了控制平面,除了能实现原来光传送网的固定型连接(硬连接)外,在信令的控制下,还可以实现交换的连接(软连接)和混合连接。即除了传送功能外,还有交换功能。 互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势 近年来,随着互联网的迅猛发展,IP业务呈现爆炸式增长。预测表明,IP将承载包括语音、图像、数据等在内的多种业务,构成未来信息网络的基础;同时以WDM为核心、以智能化光网络(ION)为目标的光传送网进一步将控制信令引入光层,满足未来网络对多粒度信息交换的需求,提高资源利用率和组网应用的灵活性。因此如何构建能够有效支持IP业务的下一代光网络已成为人们广泛关注的热点之一。 对承载业务的光网络而言,下一步面临的主要问题不仅仅是要求超大容量和宽带接入等明显需求,还需要光层能够提供更高的智能性和在光节点上实现光交换,其目的是通过光层和IP层的适配与融合,建立一个经济高效、灵活扩展和支持业务QoS等的光网络,满足IP业务对信息传输与交换系统的要求。 智能化光网络吸取了IP网的智能化特点,在现有的光传送网上增加了一层控制平面,这层控制平面不仅用来为用户建立连接、提供服务和对底层网络进行控制,而且具有高可靠性、可扩展性和高有效性等突出特点,并支持不同的技术方案和不同的业务需求,代表了下一代光网络建设的发展方向。 研究表明,随着IP业务的爆发性增长,电信业和IT业正处于融合与冲突的“洗牌”阶段,新技术呼之欲出。尤其是随着软件控制(“软光”技术)的使用,使得今天的光网络将逐步演进为智能化的光网络,它允许运营者更加有效地自动配置业务和管理业务量,同时还将提供良好的恢复机制,以支持带有不同QoS需求的业务,从而使运营者可以建设并灵活管理的光网络,并开展一些新的应用,包括带宽租赁、波长业务、光层组网、光虚拟专用网(OVPN)等新业务。 综上所述,以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心,并面向IP互联网应用的光波技术已构成了今天的光纤通信研究热点,在未来的一段时间里,人们将继续研究和建设各种先进的光网络,并在验证有关新概念和新方案的同时,对下一代光传送网的关键技术进行更全面、更深入地研究。 从技术发展趋势角度来看,WDM技术将朝着更多的信道数、更高的信道速率和更密的信道间隔的方向发展。从应用角度看,光网络则朝着面向IP互联网、能融入更多业务、能进行灵活的资源配置和生存性更强的方向发展,尤其是为了与近期需求相适应,光通信技术在基本实现了超高速、长距离、大容量的传送功能的基础上,将朝着智能化的传送功能发展。参考资料:

哥们,你有没有

成形传输原理论文题目

通信业已经走进了千家万户,成为了大家日常生活不可分割的一部分,如今一些高校也设立了专门的通信专业。下面我给大家带来通信专业 毕业 论文题目参考_通信方向专业论文题目,希望能帮助到大家!

通信专业毕业论文题目

1、高移动无线通信抗多普勒效应技术研究进展

2、携能通信协作认知网络稳态吞吐量分析和优化

3、协作通信中基于链路不平衡的中继激励

4、时间反转水声通信系统的优化设计与仿真

5、散射通信系统电磁辐射影响分析

6、无人机激光通信载荷发展现状与关键技术

7、数字通信前馈算法中的最大似然同步算法仿真

8、沙尘暴对对流层散射通信的影响分析

9、测控通信系统中低延迟视频编码传输 方法 研究

10、传输技术在通信工程中的应用与前瞻

11、城市通信灯杆基站建设分析

12、电子通信技术中电磁场和电磁波的运用

13、关于军事通信抗干扰技术进展与展望

14、城轨无线通信系统改造方案研究

15、无线通信系统在天津东方海陆集装箱码头中的运用

16、分析电力通信电源系统运行维护及注意事项

17、 无线网络 通信系统与新技术应用研究

18、基于电力载波通信的机房监控系统设计

19、短波天线在人防通信中的选型研究

20、机场有线通信系统的设计简析

21、关于通信原理课程教学改革的新见解

22、机载认知通信网络架构研究

23、无线通信技术的发展研究

24、论无线通信网络中个人信息的安全保护

25、短波天波通信场强估算方法与模型

26、多波束卫星通信系统中功率和转发器增益联合优化算法

27、HAP通信中环形波束的实现及优化

28、扩频通信中FFT捕获算法的改进

29、对绿色无线移动通信技术的思考

30、关于数据通信及其应用的分析

31、广播传输系统中光纤通信的应用实践略述

32、数字通信信号自动调制识别技术

33、关于通信设备对接技术的研究分析

34、光纤通信网络优化及运行维护研究

35、短波通信技术发展与核心分析

36、智慧城市中的信息通信技术标准体系

37、探究无线通信技术在测绘工程中的应用情况

38、卫星语音通信在空中交通管制中的应用

39、通信传输系统在城市轨道交通中的应用发展

40、通信电源 系统安全 可靠性分析

41、浅谈通信电源的技术发展

42、关于电力通信网的可靠性研究

43、无线通信抗干扰技术性能研究

44、数能一体化无线通信网络

45、无线通信系统中的协同传输技术

46、无线通信技术发展分析

47、实时网络通信系统的分析和设计

48、浅析通信工程项目管理系统集成服务

49、通信网络中的安全分层及关键技术论述

50、电力通信光缆运行外力破坏与预防 措施

51、电力通信运维体系建设研究

52、电力配网通信设备空间信息采集方法的应用与研究

53、长途光缆通信线路的防雷及防强电设计

54、电网近场无线通信技术研究及实例测试

55、气象气球应急通信系统设计

56、卫星量子通信的光子偏振误差影响与补偿研究

57、基于信道加密的量子安全直接通信

58、量子照明及其在安全通信上的应用

59、一款用于4G通信的水平极化全向LTE天线

60、面向无线通信的双频带平面缝隙天线设计

铁道信号专业毕业论文题目

1、CTCS应答器信号与报文检测仪-控制主板软硬件设计

2、基于ACP方法的城市轨道交通枢纽应急疏散若干问题研究

3、全电子高压脉冲轨道电路接收器的硬件研究与设计

4、实时断轨检测系统中信号采集与通信子系统研究

5、基于模型的轨旁仿真子系统验证及代码自动生成

6、基于全相位FFT的铁道信号频率检测算法研究

7、基于机器视觉的嵌入式道岔缺口检测系统应用

8、铁路信号产品的电磁兼容分析与研究

9、铁路高职院校校内实训基地建设研究

10、铁道信号电子沙盘系统整体规划及设计

11、基于Web的高职院校考试系统的设计与实现

12、铁道信号沙盘模拟显示系统研究

13、联锁道岔电子控制模块的研制

14、基于ARM的故障监测诊断系统设计(前端采集和通信系统)

15、客运专线列控车载设备维修技术及标准化研究

16、驼峰三部位减速器出口速度计算方法研究

17、CTCS-2级列控系统应答器动态检测的研究

18、石家庄铁路运输学校招生信息管理系统的设计与实现

19、铁道信号基础设备智能网络监测器设计

20、基于光纤传感的铁道信号监测系统软件设计

21、铁道信号基础设备在线监测方法研究

22、有轨电车信号系统轨旁控制器三相交流转辙机控制模块的研究

23、基于故障树的京广高速铁路信号系统问题分析及对策

24、站内轨道电路分路不良计轴检查设备设计与实现

25、铁路综合视频监控系统的技术研究与工程建设

26、客运专线信号控制系统设计方案

27、铁路信号仿真实验室的硬件系统设计及其信号机程序测试

28、基于C语言的离线电弧电磁干扰检测系统数据采集及底层控制的实现研究

29、铁路综合演练系统的开发与实现

30、大功率LED铁路信号灯光源的研究

31、牵引供电系统不平衡牵引回流研究

32、CBTC系统中区域控制器和外部联锁功能接口的设计

33、城轨控制实验室仿真平台硬件接口研究

34、ATP安全错误检测码与运算方法的研究与设计

35、LED显示屏控制系统的设计及在铁路信号中的应用

36、客运专线列控系统临时限速服务器基于3-DES算法安全通信的研究与实现

37、基于动态故障树和蒙特卡洛仿真的列控系统风险分析研究

38、物联网环境下铁路控制安全传输研究与设计

39、轨道交通信号事故再现与分析平台研究与设计

40、铁路强电磁干扰对信号系统的影响

41、基于LTE的列车无线定位方法研究

42、列车定位系统安全性研究

43、基于CBTC系统的联锁逻辑研究

44、无线闭塞中心仿真软件设计与实现

45、职业技能 教育 的研究与实践

46、光纤铁路信号微机监测系统数据前端设计

47、LED大屏幕在铁路行车监控系统的应用研究

48、基于微机监测的故障信号研究与应用

49、语域视角下的人物介绍英译

50、基于嵌入式系统的高压不对称脉冲轨道信号发生器设计

通信技术毕业论文题目

1、基于OFDM的电力线通信技术研究

2、基于专利信息分析的我国4G移动通信技术发展研究

3、基于无线通信技术的智能电表研制

4、基于Android手机摄像头的可见光通信技术研究

5、基于激光二极管的可见光通信技术研究和硬件设计

6、智能家居系统安全通信技术的研究与实现

7、基于DVB-S2的宽带卫星通信技术应用研究

8、基于近场通信技术的蓝牙 配对 模块的研发

9、多点协作通信系统的关键技术研究

10、无线通信抗干扰技术性能研究

11、水下无线通信网络安全关键技术研究

12、水声扩频通信关键技术研究

13、基于协作分集的无线通信技术研究

14、数字集群通信网络架构和多天线技术的研究

15、通信网络恶意代码及其应急响应关键技术研究

16、基于压缩感知的超宽带通信技术研究

17、大气激光通信中光强闪烁及其抑制技术的研究

18、卫星通信系统跨层带宽分配及多媒体通信技术研究

19、星间/星内无线通信技术研究

20、量子通信中的精密时间测量技术研究

21、无线传感器网络多信道通信技术的研究

22、宽带电力线通信技术工程应用研究

23、可见光双层成像通信技术研究与应用

24、基于可见光与电力载波的无线通信技术研究

25、车联网环境下的交通信息采集与通信技术研究

26、室内高速可调光VLC通信技术研究

27、面向5G通信的射频关键技术研究

28、基于AMPSK调制的无线携能通信技术研究

29、车联网V2I通信媒体接入控制技术研究

30、下一代卫星移动通信系统关键技术研究

31、物联网节点隐匿通信模型及关键技术研究

32、高速可见光通信的调制关键技术研究

33、无线通信系统中的大规模MIMO关键理论及技术研究

34、OQAM-OFDM无线通信系统关键技术研究

35、基于LED的可见光无线通信关键技术研究

36、CDMA扩频通信技术多用户检测器的应用

37、基于GPRS的嵌入式系统无线通信技术的研究

38、近距离低功耗无线通信技术的研究

39、矿山井下人员定位系统中无线通信技术研究与开发

40、基于信息隐藏的隐蔽通信技术研究

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学术堂整理了十五个通信工程毕业论文题目供大家进行参考:1、高移动无线通信抗多普勒效应技术研究进展2、携能通信协作认知网络稳态吞吐量分析和优化3、协作通信中基于链路不平衡的中继激励4、时间反转水声通信系统的优化设计与仿真5、散射通信系统电磁辐射影响分析6、无人机激光通信载荷发展现状与关键技术7、数字通信前馈算法中的最大似然同步算法仿真8、沙尘暴对对流层散射通信的影响分析9、测控通信系统中低延迟视频编码传输方法研究10、传输技术在通信工程中的应用与前瞻11、城市通信灯杆基站建设分析12、电子通信技术中电磁场和电磁波的运用13、关于军事通信抗干扰技术进展与展望14、城轨无线通信系统改造方案研究15、无线通信系统在天津东方海陆集装箱码头中的运用

光纤传感器的研究论文

弗吉尼亚光电技术中心的光传感器研究作者:王安波*,Gray R. Pickrell在恶劣环境下通常的测量器件难以使用的工业与军事应用的广泛领域中,需要在比较苛刻环境下使用的光传感器。光纤传感器在测量各种不同的物理参数方面已被证明是有吸引力的,这是由于这种传感器具有如下的优点:1)体积小,2)不受电磁干扰,3)分辨率高,4)无需电流传导,5)能够对各种被测量作出响应,6)避免发生火花,7)能够克服恶劣环境影响,8)可远距离操作,9)可进行多路传输。在过去的20年来,光线传感器在实践中已得到验证,并得到发展。在弗吉尼亚光电技术中心(VTCPT)所进行的光传感器的研究工作,主要集中在开发测量压力、温度、应变、声波、流量、局部放电、表面映射以及三维温度成像技术。大多数上述传感器基于光纤传感器,包括具有各种聚合体和金属镀层的石英玻璃光纤,以及蓝宝石纤维波导。根据被调制的光学参数,这些传感器可粗略分类为干涉测量法型,旋光测量法型,光强型,以及波长编码型器件。本文提出了弗吉尼亚光电技术中心近期开发的上述传感器中的几个例子。(*译者注:辽宁鞍山人,大连理工大学物理系研究生毕业,现在美国)

基金项目:国家杰出青年基金项目(40225006),国家教育部重点项目(010886),南京大学985工程项目。

索文斌王宝军施斌刘杰

(南京大学地球科学系地球环境计算工程研究所,南京,210093)

【摘要】BOTDR是一种新型的分布式光纤传感监测技术,其分布式、高精度、长距离、实时性、远程控制等特点,已逐渐受到工程界的广泛关注。由于监测是分布式的,所以得到的数据与地理位置具有重要的相关性。结合工程实践中遇到的具体问题,研发了一套基于GIS的大型工程分布式光纤传感监测系统。本文重点论述系统的设计要求,包括设计目标、技术框架和特色功能。结合某隧道 BOTDR监测工程开发的一套相应的监测数据管理系统,实现了工程监测数据的采集与管理、监测结果的可视化、监测信息的对比查询等功能,是一套集智能化分析与决策化管理为一体的多功能管理系统。

【关键词】BOTDRGIS分布式光纤传感器监测系统

1引言

光纤传感技术以其良好的耐久性、抗腐蚀、抗电磁干扰,适合于在恶劣环境中长期工作等优点受到越来越多的工程建设者和科研人员的重视[~3]。BOTDR(Brillouin Optic Time-Domain Reflectometer)布理渊光时域反射计,作为新型的分布式传感技术,逐渐得到工程界的认可。日本、加拿大、瑞士等国已成功地将该技术应用到水坝、桩基、边坡、堤岸等工程的监测中[~3]。我国自2001年由南京大学地球环境计算工程研究所率先从日本引进该技术以来,开展了大量的室内外实验研究,并成功地完成了多个工程项目,取得了一系列重要的研究成果[4-7]。

在具体应用中,BOTDR所提供的监测结果存在诸如直观表现差、数据配准和空间定位困难、综合管理功能弱等方面的缺陷,未经过系统培训的工程技术人员,很难读懂 BOTDR的监测结果,后期成果处理也非常繁琐。本文针对大型工程分布式光纤传感监测领域存在的数据分析与管理中存在的不足,提出了一套比较切合工程实际的解决方案,并结合具体工程实例设计和开发了一套应用系统。实践表明,该系统可以很好地实现对监测数据的采集与管理、监测结果的可视化显示以及监测信息的对比查询等功能。

2问题的提出

BOTDR的监测原理[1]

激光在光纤中传播时,光波与光声子相互作用即会产生布理渊散射光。当环境温度的变化量不大(T≤5°)时,布理渊光频率漂移量(vB)与光纤所受的应变量(ε)成正比,其关系式如下式所示:式中:υB(ε)表示光纤受到ε应变时的布理渊频率漂移量;υB(0)表示光纤不受应变时的布理渊频率漂移量; 为比例系数,约为;ε为光纤的实际应变量。

地质灾害调查与监测技术方法论文集

为了得到沿光纤分布的应变信息,只需测量沿光纤分布的布理渊频率漂移量的变化情况,沿光纤距离光源为Z长度的点可由下式求得:

地质灾害调查与监测技术方法论文集

式中:c为光速,n为光纤折射率,T为自激光发射与接收到布理渊散射光所经历的时间。

监测原理如图1所示。

图1BOTDR的应变监测原理图

BOTDR在结果表现上存在的问题

在实际工程应用中,根据工程实际情况的不同,可按照不同的黏着方式将传感光纤粘贴在所需监测结构(或材料)的表面,从而获得被粘贴结构(或材料的)沿光纤的径向应变分布信息。但 BOTDR所提供的监测结果存在以下几个方面的缺陷:

(1)海量数据的综合管理缺陷。BOTDR提供的监测数据是沿光纤径向的每一点的应变信息(点之间的间距和仪器的距离分解度相关),而这些点的应变信息是以数据点的形式给出的,造成原始数据繁多复杂。

(2)实际里程与监测结果的数据配准问题。分布式光纤传感器在实际铺设过程中,出于定位需要,经常预留一些冗余光纤,为了将所测得的应变量和实际的光纤里程对应起来,必须获得发生应变部位距离光纤光源的实际里程,而 BOTRD提供的监测里程是光纤的实际长度(包括冗余部分),并不是工程实际里程,也就是说监测结果与实际里程之间存在数据配准问题。

(3)监测结果的直观表现不佳。BOTDR原始监测系统并不提供阈值设定功能,即对于特定的工程而言,我们必须人为地设定阈值寻找应变异常信息。

(4)实测数据影响因子多。BDTOR监测结果是在诸如温度影响在内的多种因子的影响下测得的数据,未经处理的实测数据可信度差。

(5)缺乏面向最终用户的监测数据。BOTDR监测结果是未经配准和处理的纯文本文件,这些数据并不是面向最终用户,而是面向具有 BOTDR操作经验的科研人士,也就是说未经专业培训的工程技术人员很难读懂 BOTDR的原始成果。

3基于GIS的大型工程分布式光纤传感监测系统设计

系统设计目标

针对上述所存在的问题,基于GIS的大型工程分布式光纤传感监测系统应该遵循以下的总体设计目标:

(1)完成对所监测工程的日常健康诊断,分析工程安全性。以应变分析为核心,建立工程安全评价体系,完成对影响规划、管理、决策及科学研究的数据进行储存更新、查询检索、智能评价、统计分析、类比判别和制图制表等任务,提高工程管理质量和效率。

(2)利用BOTDR提供的数据,经系统处理后再配合工程实地调查数据,完成以工程质量为目标的各项监测工作。应用横向纵向两方面类比模式监测工程安全性,即利用不同光纤反馈回来的数据,以及同一根光纤不同时间测试的数据进行类比分析,得出工程可信的结果。

系统技术框架

结合目前GIS的发展趋势,并考虑工程实际的可操作性,系统应用ESRI公司提供的MapOb-jects组件,在Visual Basic 环境下开发了以组件式GIS为核心的管理系统,系统的技术框架如图2所示:

图2系统技术框架图

从图2的技术框架图中可以直观地看出,系统设计以各种不同用户的需求作为指导,并在开发中通过信息反馈不断更新和完善系统功能及工作模式。系统以基础地理及属性数据库为基础利用GIS的开发实现空间数据的提取,结合光纤监测数据库实现监测数据的配准以及可视化表示,以不断更新和完善的管理与决策数据库实现科学决策,构建集基础功能、智能分析、决策管理于一体的多功能系统。

系统的功能与特色

基于GIS的大型工程分布式光纤传感监测系统基本实现了如图3所示功能。

从图3可以看出,该系统基本上可以解决工程监测数据的采集与管理、监测结果的可视化显示、监测结果的智能化分析,是一个以工程应用为目标,以监测结果为核心的多功能管理与智能化分析系统。

(1)图层控制:系统加载多个图层(ESRI的Shape文件、AutoCAD的DXF文件或图像文件JPG、BMP、GIF、TIF等)。在使用中用户可以通过图层控制图层是否可见、图元颜色、可视化范围、图层顺序等,以便于对特定图层进行浏览。

图3系统的功能与特色

(2)视图控制:系统提供图像的放大、缩小,全局显示、局部显示,漫游等基本功能。

(3)动态标注:系统实现了空间任意位置的动态跟踪标注。用户点击鼠标后可随时获得鼠标所在位置的属性信息。

(4)数据维护:用户可以选择两种不同方式查询、检索、更改数据,提供完善的从图到属性和从属性到图的数据查询、检索、更改方式。

(5)绘图功能:系统提供自助的绘图方式,用户可按照自己的想法和要求新建图层或者在原图上自行绘制图形,并根据程序提供的属性表为数据添加属性。

(6)元素选取:系统能够识别图中选取的元素,通过线、矩形、区域、多边形、圆来拾取物体,并显示拾取元素的属性数据。当选中特定位置的光纤时,光纤以闪烁3次来回应用户选中的光纤。

除上述功能之外,鉴于分布式光纤监测的工程特点,本系统还具备以下几个特色功能:

(1)数据分析:系统以绘制专题应变曲线图的方式提供数据分析功能。通过 BOTDR实测数据,绘制光纤应变曲线专题图,根据不同的阈值设置不同颜色的应变曲线图。

(2)数据配准:在实测数据与工程实际里程之间,根据实际工程光纤铺设的特征数据信息(光纤定位信息),系统提供一个精确的配准模块,误差小,应用性强。

(3)图例显示:系统提供独特的图例,便于工程管理。如,实际工程若铺设5根光纤,并且光纤铺设在不同墙面,采取二维示意图显示,可以绘制不同的图例显示,用以区别不同墙面铺设的不同光纤。

(4)对比查询:系统提供了由系统操作主界面至应变曲线绘制界面的对比查询方式,用户可选则从图到曲线或从曲线到图的两种方式进行结果查询,这样,工程监测的质量和效率就大大提高了。

4工程应用实例

工程概况

某隧道工程是一湖底隧道,全长约,其中湖底隧道长约,为双向六车道,三箱室结构形式,其中左右两个箱式为车行道,中间箱室为净宽3m的管廊与检修通道。隧道设计宽约32m,净空高度,设计车速为60km/h。

2002年7月,隧道项目指挥部经反复调研和论证后,决定采用BOTDR技术进行隧道整体变形监测。2002年11月~12月,项目组完成了传感光纤铺设,铺设情况如图4所示,并分阶段对隧道变形进行监测。2003年1月~4月,为施工监测阶段,2003年5月通车后至9月为常规监测阶段。施工监测阶段主要进行由于后期施工对隧道变形的影响以及隧道箱体接缝变形监测,监测频率为2天/次。常规监测阶段主要进行通车条件下隧道稳定性监测,监测频率3~5次/周。

图4某隧道光纤总体平面布置图

隧道工程监测数据管理的系统实现

数据准备

系统的基本数据包括施工区域图、隧道信息、光纤铺设信息、光纤监测数据等四大类。这四类数据既包含了空间信息数据又包含了属性数据,是构成系统数据结构的基础,又是系统数据分析和管理的前提。

(1)施工区域图。主要提供隧道基本信息与周边环境状况,用以确定施工地理信息、施工线路等,为绘制隧道二维示意图提供标准。

(2)隧道信息。主要提供隧道纵剖面、横剖面信息。横剖面信息用于了解光纤铺设里程和方位,纵剖面信息主要用于掌握具体施工操作面,为准确绘制隧道二维示意图做数据基础。

(3)光纤铺设信息。主要提供传感光纤铺设信息。拟铺设的5条传感光纤处在隧道南洞、北洞不同的墙面上,每条光纤的实际铺设长度与工程里程必有误差,通过在铺设过程中了解光纤定位信息,为数据配准模块提供数据基础。

(4)光纤监测数据。主要指 BOTDR实测应变数据,这些实测数据通过数据配准、阈值设定等系统转换处理后,将得到精确的隧道不同位置的应变信息。

系统工作流程

数据管理与分析是该系统的核心组成部分,是得到精确工程监测信息的重要组成部分。数据管理与分析主要靠以下流程来实现:

步骤一:数据准备

将BOTDR实测数据以*.txt文件存放到指定位置,以备数据处理调用。

步骤二:选择光纤

在5根铺设的光纤中,在主操作界面中点击所需监测光纤,即完成所需光纤的选择,点击所选光纤时,与之相对应的系列在后台被调入。

步骤三:选择系列

所谓系列,就是不同时间监测的不同光纤的应变信息和数据配准信息。选择系列操作包括调入监测数据,选择数据配准,设置隧道变形阈值等。

步骤四:应变分析

进行系列选择之后,选择绘制曲线,系统即在新窗口绘制出经数据配准的隧道整体应变分析图。

除上述主要数据管理与分析功能之外,系统还设置了分段管理与分析的功能,即通过对所需监测段进行设置起点、设置终点操作,进行局部数据的管理与分析。另外,系统还提供了由图到曲线(或曲线到图)的对比查询方式,选择图到曲线(或曲线到图)的菜单项之后,图和曲线完美地对应起来,并提供了阈值设定功能,做到自动预警,避免人为干扰。图5至图7显示了系统数据与管理功能的操作界面,其中,图5为数据分析界面,图6为选择系列界面,图7为隧道应变分析曲线界面。

图5数据分析界面图

图6选择系列界面

图7隧道应变分析曲线界面

5结语

综上所述,应用GIS管理分布式光纤监测工程可实现海量数据的高效管理。GIS以其独特的数据管理、查询、检索、分析模式成为工程管理的首选。它的海量数据分层管理、数据结果的可视化表现、实现双向查询、面向最终用户的特点更显示其理想的工程管理能力。具体的说,系统具有以下优点:

(1)系统改善了BOTDR原系统中海量数据的综合管理模式,结果显示更加清晰直观。

(2)系统设置了数据配准、阈值管理等模块,监测结果可直接应用,避免了人为判别的误差,提高了工作效率。

(3)系统采用可视化显示,面向最终用户,无须对具体工程监测人员进行系统培训。

(4)系统实现了工程监测数据的采集与管理、监测结果的可视化显示、监测信息的对比查询等功能,是一个集智能化分析与决策化管理为一体的多功能管理系统。

本系统以具体工程为实例,具有更加科学、高效、直观、方便等优点,并减少了BOTDR监测结果的后期人为干扰,使得测试结果更加客观、准确,有利于科学管理和提高效率。

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