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光纖通信技術(shù)簡介 光纖通信技術(shù)的原理篇一

2.請簡述階躍型折射率分布光纖和梯度型折射率分布光纖的不同導(dǎo)光原理 3．試證明：階躍型光纖的數(shù)值孔徑為什么等于最大射入角的正弦？ 4.數(shù)值孔徑的定義是什么,？請用公式推導(dǎo)出其計(jì)算式：na?n12?

5.光纖色散有哪幾種,？它們分別與哪些因素有關(guān),？

6.為什么說采用漸變型光纖可以減少光纖中的模式色散？ 7.如何解釋光纖中的模式色散,、材料色散及波導(dǎo)色散,？

8.光與物質(zhì)間的作用有哪三種基本過程？說明各具有什么特點(diǎn),？ 9．什么是激光器的閾值條件？ 10.簡述半導(dǎo)體的光電效應(yīng),？ 11.光纖通信系統(tǒng)都有哪些噪聲,？

12．請寫出費(fèi)米分布函數(shù)的表達(dá)式，并說明式中各符號的含義,。13．什么是量子噪聲,？形成這一噪聲的物理原因是什么？ 14.什么是模分配噪聲,？它是如何產(chǎn)生的,？ 15．請寫出誤碼率的三種性能分類及定義,。

16.什么是接收靈敏度和動態(tài)范圍,，它們之間的表示式是什么,？ 17．什么是碼間干擾,？其產(chǎn)生的原因是什么,？

18．什么是可靠性,？什么是可靠度？它們之間的區(qū)別是什么,？ 19．請用公式推導(dǎo)出串聯(lián)系統(tǒng)總的故障率等于各部件故障率之和,。20.抖動容限的指標(biāo)有幾種？并說明其含義,？ 21．光波分復(fù)用通信技術(shù)的特點(diǎn)有哪些,？ 光纖wdm與同軸電纜fdm技術(shù)不同點(diǎn)有哪些,？ 23 什么是光通信中的斯托克斯頻率? 24 什么是光通信中的受激拉曼散射? 25 在理論上,，光通信中的克爾效應(yīng)能夠引起哪些不同的非線性效應(yīng)? 26 簡述光纖通信中激光器直接調(diào)制的定義、用途和特點(diǎn),。

27什么是光纖色散,？光纖色散主要有幾種類型,？其對光纖通信系統(tǒng)有何影響？ 28分別說明g.652g.653光纖的性能及應(yīng)用,。

1.當(dāng)光纖中纖芯折射率n1略高于包層折射率n2,，它們的差別極小時(shí)，這種光纖為弱導(dǎo)波光纖,。在弱導(dǎo)波光纖中,，由于

n2?1，在光纖中形成導(dǎo)波時(shí),，光射線的入射角θ1應(yīng)滿足的n1?1全反射條件為90°>θ1>θc=sin

n2,由此可得θ1→90°,，亦即在弱導(dǎo)波光纖中，光射線幾n1乎與光纖軸平行,。從波動理論講,，導(dǎo)波是均勻平面波，即e和h與傳播方向（光射線指向）垂直,，故弱導(dǎo)波光纖中的e和h分布是近似tem波,。其橫向場的極化方向不變。由于e（或h）近似在橫截面上,，且空間指向基本不變,，這樣就可把一個(gè)大小和方向都沿傳輸方向變化的e（或h）變?yōu)檠貍鬏敺较蚱浞较虿蛔兊臉?biāo)量e（或h），它將滿足標(biāo)量的亥姆霍茲方程,，進(jìn)而求出弱導(dǎo)波光纖的近似解,，這種方法稱為標(biāo)量近似解法。2.階躍光纖中入射光線在纖芯和包層分界面上發(fā)生全反射,，從而在纖芯中沿之字形的曲折路徑前進(jìn),，實(shí)現(xiàn)光的傳輸。

非均勻光纖中入射光線按折射定律在纖芯中傳輸?shù)侥骋稽c(diǎn)時(shí)發(fā)生全反射,，折向光纖軸線,，從而以曲線形式在光纖中傳輸。

3．當(dāng)光射線從空氣射向光纖端面時(shí),，發(fā)生折射,，滿足折射定律n0sin?=n1sin?z，此光線在纖芯中沿?z角方向前進(jìn),，此光線若能在纖芯中傳輸,，則需滿足全反射條件，即

?1≥?c?sin?1n2n?sin?1≥2,，又因?yàn)棣葄= 90°-θn1n1

1所以可得sin?=n1sin?z=

222n1sin?1?n11?sin2?1≤n12?n2,，由此可見，有sin?max=n1?n2，只要光射線的射入角?≤?max,，此光線就可在纖芯中形成導(dǎo)波，也即這些光線被光纖捕捉到了,。而反映這種捕捉光線能力的物理量就定義為數(shù)值孔徑,，所以數(shù)值孔徑等于最大射入角的正弦。4.數(shù)值孔徑是用來表示光纖收集光線的能力的,。na?n0sinφmax

見教材p30,，圖2-6 n0sinφ?n1sinθt

θt?90??θi

若發(fā)生全反射，θi至少應(yīng)等于θc,，所以θt?90??θc,，此時(shí)對應(yīng)入射角φmax，na?n0sinφmax?n1cosθ2n12?n2 因?yàn)??? 22n1c?n11?sin2θc?n11?(n222)?n12?n2 n1 所以 na?n12?

5.光纖的色散有材料色散,、波導(dǎo)色散和模式色散,。

材料色散由光纖材料的折射率隨頻率的變化而變化引起的。

波導(dǎo)色散由模式本身的群速度隨頻率的變化而變化引起的,。

模式色散由光纖中的各模式之間的群速度不同而引起的,。6.漸變型光纖纖芯折射率隨 r的增加按一定規(guī)律減小，即n1(r),則就有可能使芯子中的不同射線以同樣的軸向速度前進(jìn),，產(chǎn)生自聚焦現(xiàn)象,，從而減小光纖中的模式色散。

7.材料色散是由于材料本身的折射率隨頻率而變化,，使得信號各頻率成份的群速不同引起的色散,。

波導(dǎo)色散是對于光纖某一模式而言，在不同的頻率下,，相位常數(shù)β不同,，使得群速不同而引起的色散。模式色散是指光纖不同模式在同一頻率下的相位常數(shù)β不同,，因此群速不同而引起的色散,。

8.自發(fā)輻射、受激輻射,、受激吸收

自發(fā)輻射：可自發(fā)光,，是非相干光，不受外界影響,。

受激輻射：吸收外來光子能量,，發(fā)相干光，產(chǎn)生全同光子,，產(chǎn)生光放大,。

受激吸收：吸收外來光子能量，不發(fā)光。

9.為了補(bǔ)償激光器內(nèi)光學(xué)諧振腔存在的損耗,，使激光器維持穩(wěn)定的激光輸出需要滿足的振幅平衡條件,，就是閾值條件。10.光照射到半導(dǎo)體的p-n結(jié)上,，使半導(dǎo)體材料中價(jià)帶電子吸收光子的能量,，從價(jià)帶越過禁帶到達(dá)導(dǎo)帶，在導(dǎo)帶中出現(xiàn)光電子,，在價(jià)帶中出現(xiàn)光空穴,，總稱光生載流子。光生載流子在外加負(fù)偏壓和內(nèi)建電場的共同作用下,，在外電路中出現(xiàn)光電流,，這就實(shí)現(xiàn)了輸出電信號隨輸入光信號變化的光電轉(zhuǎn)換作用。11.量子噪聲,，光電檢測器噪聲,、雪崩管倍增噪聲，光接收機(jī)中的熱噪聲,，晶體管噪聲,。12.f(e)=11?e(e?ef)/kt

式中f(e)——費(fèi)米分布函數(shù)，即能量為e的能級被一個(gè)電子占據(jù)的幾率,。e——某一能級的能量值,。k——波爾茲曼常數(shù)，k=1.38×10

?2

3j/k t——絕對溫度 ef——費(fèi)米能級

13.由于光波的傳播是由大量光子傳播來進(jìn)行的,。這樣大量的光量子其相位和幅度都是隨機(jī)的,。因此，光電檢測器在某個(gè)時(shí)刻實(shí)際接收到的光子數(shù)是在一個(gè)統(tǒng)計(jì)平均值附近浮動,，因而產(chǎn)生了噪聲,。這就是量子噪聲，這就是量子噪聲,，這也是量子噪聲的形成原因,。

14.高速率的激光器，其譜線呈現(xiàn)多縱模譜線特性,，而且各譜線的能量呈現(xiàn)隨機(jī)分配,。因而單模光纖具有色散，所以激光器的各譜線（各頻率分量）經(jīng)光纖傳輸之后,，發(fā)生不同的延時(shí),，在接收端造成脈沖展寬。又因?yàn)楦髯V線的功率呈現(xiàn)隨機(jī)分布,，因此當(dāng)它們經(jīng)過上述光纖傳輸后,，在接收端取樣點(diǎn)得到取樣信號就會有強(qiáng)度起伏,，至此引入了附加噪聲，這種噪聲就稱為模分配噪聲,，這也是模分配噪聲產(chǎn)生的原因,。

15.劣化分：1分鐘的誤碼率劣于1×10嚴(yán)重誤碼秒：1分鐘內(nèi)誤碼率劣于1×10

?6。

?3誤碼秒：1秒內(nèi)出現(xiàn)誤碼,。

16.所謂接收靈敏度是指滿足給定誤碼率（ber）的條件下,，光端機(jī)光接口r的最小平均光功率電平值。

所謂動態(tài)范圍是指在滿足給定誤碼率的條件下,，光端機(jī)輸入連接器r點(diǎn)能夠接收的最大功率電平值lr與最小功率電平值lr（即接收靈敏度）之差。'd?l'r?lr

17.由于激光器發(fā)出的光波是由許多根線譜構(gòu)成,，而每根譜線的傳播速度不同,，因而前后錯(cuò)開，使合成的波形的寬度展寬,，出現(xiàn)拖尾,，造成相鄰兩光脈沖之間的相互干擾，這種現(xiàn)象稱為碼間干擾,。這也是碼間干擾產(chǎn)生的原因,。

18．可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力,?？煽慷仁侵府a(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率,?？煽啃詫Ξa(chǎn)品做出了定性的 分析，它反映了總的性能,，可靠度對產(chǎn)品做出了定量的分析,，它反映出一種數(shù)量特性。

19.若光纖數(shù)字通信系統(tǒng)由幾個(gè)部分串聯(lián)而成,，系統(tǒng)的可靠度 表示為：

rs?r1?r2????????rn

式中r1,，r2，·······rn分別是串聯(lián)系統(tǒng)中n個(gè)部分的可靠度,。

rs?e??st?r1?r2????????rn =e??1te??2t??????e??nt =e?(?1??2????????n)t

?s??1??2????????n???i?1ni

由上式可見,，系統(tǒng)總的故障率等于各串聯(lián)部件故障率之和。

20.抖動容限的指標(biāo)分為輸入抖動容限和無輸入抖動時(shí)的最大輸出抖動容限,。

輸入抖動容限是指光纖通信系統(tǒng)（或設(shè)備）允許輸入脈沖存在抖動的范圍,。

無輸入抖動時(shí)的最大輸出抖動容限是指輸入信號無抖動的情況下，光纖通信系統(tǒng)（或設(shè)備）輸出信號的抖動范圍,。

21.①光波分復(fù)用器結(jié)構(gòu)簡單,、體積小、可靠性高

②不同容量的光纖系統(tǒng)以及不同性質(zhì)的信號均可兼容傳輸

③提高光纖的頻帶利用率

④可更靈活地進(jìn)行光纖通信組網(wǎng) ⑤存在插入損耗和串光問題

22⑴傳輸媒質(zhì)不同，wdm系統(tǒng)是光信號上的頻率分割,，同軸系統(tǒng)是電信號上的頻率分割利用,。

⑵在每個(gè)通路上，同軸電纜系統(tǒng)傳輸?shù)氖悄M信號4khz語音信號,，而wdm系統(tǒng)目前每個(gè)波長通路上是2.5gbit/ssdh或更高速率的數(shù)字信號系統(tǒng),。

23當(dāng)一定強(qiáng)度的光入射到光纖中時(shí)，會引起光纖材料的分子振動,，低頻邊帶稱斯托克斯線,，高頻邊帶稱反斯托克斯線，前者強(qiáng)度強(qiáng)于后者,，兩者之間的頻差稱為斯托克斯頻率

24當(dāng)兩個(gè)頻率間隔恰好為斯托克斯頻率的光波同時(shí)入射到光纖時(shí),，低頻波將獲得光增益，高頻波將衰減,，高頻波的能量將轉(zhuǎn)移到低頻波上,，這就是所謂的受激拉曼散射(srs)。

25在理論上,，克爾效應(yīng)能夠引起下面三種不同的非線性效應(yīng),，即自相位調(diào)制(spm)、交叉相位調(diào)制(xpm)和四波混頻(fwm),。

26直接調(diào)制：即直接對光源進(jìn)行調(diào)制,，通過控制半導(dǎo)體激光器的注入電流的大小，改變激光器輸出光波的強(qiáng)弱,，又稱為內(nèi)調(diào)制,。傳統(tǒng)的pdh和2.5gbit／s速率以下的sdh系統(tǒng)使用的led或ld光源基本上采用的都是這種調(diào)制方式。直接調(diào)制方式的特點(diǎn)是,，輸出功率正比于調(diào)制電流,，簡單、損耗小,、成本低,。一般情況下，在常規(guī)g.652光纖上使用時(shí),，傳輸距離≤100km,，傳輸速率≤2.5gbit/s。

27由于光纖中所傳信號的不同頻率成分,，或信號能量的各種模式成分,，在傳輸過程中，因群速度不同互相散開,，引起傳輸信號波形失真,，脈沖展寬的物理現(xiàn)象稱為色散,。光纖色散的存在使傳輸?shù)男盘柮}沖畸變，從而限制了光纖的傳輸容量和傳輸帶寬,。從機(jī)理上說,，光纖色散分為材料色散，波導(dǎo)色散和模式色散,。前兩種色散由于信號不是單一頻率所引起,，后一種色散由于信號不是單一模式所引起。28 g.652稱為非色散位移單模光纖,，也稱為常規(guī)單模光纖其性能特點(diǎn)是：(1)在1310nm波長處的色散為零,。

(2)在波長為1550nm附近衰減系數(shù)最小，約為0.22db/km,，但在1550nm附近其具有最大色散系數(shù),，為17ps/(nm2km)。

(3)這種光纖工作波長即可選在1310nm波長區(qū)域,，又可選在1550nm波長區(qū)域，它的最佳工作波長在1310nm區(qū)域,。g.652光纖是當(dāng)前使用最為廣泛的光纖,。g.653 稱為色散位移單模光纖。色散位移光纖是通過改變光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù),、折射率分布形狀,，力求加大波導(dǎo)色散，從而將零色散點(diǎn)從1310nm位移到1550nm,，實(shí)現(xiàn)1550nm處最低衰減和零色散波長一致,。這種光纖工作波長在1550nm區(qū)域。它非常適合于長距離單信道光纖通信系統(tǒng),。

光纖通信技術(shù)簡介 光纖通信技術(shù)的原理篇二

內(nèi)蒙古科技大學(xué)

現(xiàn)代通信概論

結(jié)課論文

光纖通信技術(shù)簡介

入學(xué)年級2011級 所在班級通信1班

學(xué)生姓名韓秉宏

學(xué)號 1167119127指導(dǎo)教師張寶華

2012年5月22日,、【摘要】光纖即為光導(dǎo)纖維的簡稱。光纖通信是以光波作為信息載體,，以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式,。光纖通信具有高速度，大容量,，高保密的要求,。光纖通信技術(shù)自20世紀(jì)70年代誕生以來，不斷發(fā)生著日新月異的變化,，已成為當(dāng)今信息傳輸?shù)闹饕侄?。?jīng)濟(jì)發(fā)展社會進(jìn)步是人類進(jìn)入了信息化時(shí)代，通信業(yè)務(wù)猛增長,，極大地促進(jìn)了光纖通信技術(shù)的發(fā)展,。信息產(chǎn)業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),，作為信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的通信網(wǎng)建設(shè)尤其是光纖同信網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模與水平已成為衡量國家綜合實(shí)力的重要方面。

【關(guān)鍵詞】光纖通信,，激光,，發(fā)展趨勢，前景,，接入技術(shù)

【正文】

1光纖通信發(fā)展簡史

早在三千多年前,，我國就利用烽火臺火光傳遞信息，這是一種視覺光通信,。1880年貝爾發(fā)明了光電話,。但是它們所傳輸?shù)男畔⑷萘啃。嚯x短,，可靠性低,，設(shè)備笨重，究其原因是由于采用太陽光等普通光源,。

1960年7月8日美國科學(xué)家梅曼（maiman）發(fā)明了世界上第一臺紅寶石激光器,。激光器發(fā)出的激光與普通光源發(fā)出的光相比，其光束的強(qiáng)度極高,，方向性極好,，是一種理想的通信載波。后來各種不同的激光器相繼出現(xiàn),，但是當(dāng)時(shí)人們還沒有一種好的傳送光波的介質(zhì),。然而大氣光通信雖然在機(jī)動性，靈活性方面具有優(yōu)勢,，適合于大氣層視覺范圍,，星際之間，水下等特殊場合的通信,，但用于長距離的陸地海底通信顯然是不理想的,。正在許多人為光通信的前途表示擔(dān)憂時(shí)，英國標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)程通信實(shí)驗(yàn)室的英籍華人高錕博士（）提出了大膽的設(shè)想,，他認(rèn)為電可以沿著導(dǎo)電的金屬向前傳輸,，那么光也可以沿著導(dǎo)光的玻璃纖維，即光導(dǎo)纖維傳輸,，這就開啟了光纖通信的大門,。

20世紀(jì)60年代，光導(dǎo)纖維的損耗很大,，使得光通信的傳輸距離限制在短距離內(nèi),。1970年紐約康寧（corning）玻璃廠的kapron,keck和mmaarer發(fā)明了一種低損耗光纖，這是光通信在實(shí)際應(yīng)用中的又一重大突破,。這種采用光導(dǎo)纖維來傳送光波的通信就是現(xiàn)在所說的光纖通信,。自此以后各種低損耗的光纖如雨后春筍般地出現(xiàn),，這為光纖通信打下良好的基礎(chǔ)。就在對光纖損耗的研究獲得巨大突破的同時(shí),，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室于1970年研制成功了可在室溫連續(xù)工作的半導(dǎo)體激光器,。半導(dǎo)體激光器體積小，耗電少,，通過注入電流可方便的實(shí)現(xiàn)對信號的調(diào)制,，具有壽命長可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。至此,，可以說光纖通信向?qū)嵱没l(fā)展的兩大障礙——沒有良好的光源和理想的傳輸介質(zhì),，都得到了圓滿的解決。此后各種各樣的光纖通信系統(tǒng)就很快地發(fā)展起來了,。

1976年,，在美國亞特蘭大成功的進(jìn)行了速率為44.7mb/s的光纖通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。

1977年,，美國芝加哥電話局進(jìn)行了速率為44.7mb/s的光纖通信系統(tǒng)的現(xiàn)場實(shí)驗(yàn),。1978年，日本進(jìn)行了速率為100mb/s的光纖通信系統(tǒng)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn),。

1980年,，日本進(jìn)行了速率為400mb/s的光纖通信系統(tǒng)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)。

1989年,，itu-t(美國電信聯(lián)盟電信委員會)制定了155mb/s,622mb/s,2.5gb/s等sdh速率標(biāo)準(zhǔn),。

自1982年以后,，光纖通信迅速發(fā)展,，促進(jìn)了光纖的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化，光纖的需求量呈指數(shù)規(guī)律上升,。無論是在陸地,，還是在海底都敷設(shè)了光纖光纖已經(jīng)延伸到我們的辦公桌和家中。光纖已成為高質(zhì)量信息傳輸?shù)闹饕侄巍?/p>

2光纖通信的優(yōu)點(diǎn)

光纖通信之所以被廣泛應(yīng)用,，就是它有一定的優(yōu)越性,，當(dāng)然它也有不足之處。下面說一下它的特點(diǎn),。

（1）通信容量大,。由于光纖的可用帶寬較大，一般在10ghz以上使光纖通信系統(tǒng)具

有較大的通信容量,。而金屬電纜存在的分布電容和分布電感實(shí)際起到了低通濾波

器的作用,，使傳輸頻率，帶寬以及信息承載能力受到限制?，F(xiàn)代光纖通信系統(tǒng)能

夠?qū)⑺俾蕿閹资甮b/s以上的信息傳輸上百英里,，允許大約數(shù)百萬條話音和數(shù)據(jù)

信道同時(shí)在一根光纜中傳輸,。實(shí)驗(yàn)室里，傳輸速度達(dá)tb/s級的系統(tǒng)已研制成功,。

光纖通信巨大達(dá)信息傳輸能力,，使其成為了信息傳輸?shù)闹黧w。

（2）傳輸距離長,。光纜的傳輸損耗比電纜低,，因而可傳輸更長的距離。光纖系統(tǒng)僅需

要少量的中繼器,，而光纜與電纜的造價(jià)基本相同,，少量的中繼器使光纖系統(tǒng)的總

成本比相應(yīng)的金屬電纜通信系統(tǒng)的要低。

（3）抗電磁干擾,。光纖通信系統(tǒng)避免了電纜間由于相互靠近而引起的電磁干擾,。金屬

電纜發(fā)生干擾的主要原因就是金屬導(dǎo)體向外泄漏電磁波。由于光纖的材料是玻璃

或塑料,，都不導(dǎo)電,，因而不會發(fā)生電磁波的泄漏，也就不存在相互之間的電磁干

擾,。

（4）抗噪聲干擾,。光纖不導(dǎo)電的特性還避免了光纜受閃電，電機(jī),，熒光燈及其他電器

元件的電磁干擾,，外部的電噪聲也不會影響光波的傳輸能力。此外,，光纜不輻射

射頻能量的特性也使它不會干擾其他通信系統(tǒng),，這在軍事上的運(yùn)用時(shí)非常理想的而其他種類的通信系統(tǒng)在核武器的影響下（電磁脈沖干擾）會遭到毀滅性的破壞。

（5）適應(yīng)環(huán)境,。光纖對惡劣環(huán)境有較強(qiáng)的抵抗能力,。它比金屬電纜更能適應(yīng)溫度的變

化，而且腐蝕性的液體或氣體對其影響較小,。

（6）重量輕,，安全，易敷設(shè),。光纜的安全和維護(hù)比較安全,，簡單，這是因?yàn)椋菏紫?，玻璃或塑料都不?dǎo)電,，沒有了電流通過或電壓的干擾；其次,，它可以在易揮發(fā)的液體或氣體周圍使用而不必?fù)?dān)心會引起爆炸或起火,；第三,，它比相應(yīng)的金屬電纜

體積小，重量輕更便于機(jī)載工作,，而且它占用的儲存空間小,，運(yùn)輸也方便。

（7）保密性好,。由于光纖不向外輻射能量,，很難用金屬感應(yīng)器對光纜進(jìn)行竊聽，因此

它比常用的銅纜保密性強(qiáng),。

（8）壽命長,。盡管還沒得到證實(shí)，但可以斷言,，光纖通信系統(tǒng)遠(yuǎn)比金屬設(shè)施的使用壽

命長,，因?yàn)楣饫|具有更強(qiáng)的適應(yīng)環(huán)境變化和抗腐蝕的能力。

（9）原材料來源豐富,，潛在價(jià)格低廉,。制造石英光纖的最基本原料是二氧化硅，即砂

子,，而砂子在大自然中幾乎是取之不盡用之不竭,。因此潛在價(jià)格是十分低廉的。

3光纖通信的發(fā)展趨,。

光纖通信的潛力是巨大的,，目前的光纖通信應(yīng)用水平據(jù)分析僅僅是其水平的1%—2%左右。光纖通信作為現(xiàn)代通信的主要支柱之一,，在現(xiàn)代通信網(wǎng)中起著重要的作用,。光纖通信具有以下幾個(gè)發(fā)展趨勢：

（1）波分復(fù)用技術(shù)（wdm）。所謂波分復(fù)用,，就是用一根光纖同時(shí)傳輸幾種不同波長的光波,，以達(dá)到擴(kuò)大通信容量的目的,。在系統(tǒng)的發(fā)送端,，由各個(gè)分系統(tǒng)分別發(fā)出不同

波長的光波，并由合波器合成一束光波進(jìn)行傳輸,，而在接受端用分波器把幾種光波

分離開,，分別輸入到各個(gè)分系統(tǒng)的光接收機(jī)。

（2）相干光通信,。所謂相干光通信,，就是在發(fā)端由激光器發(fā)出譜線級窄，頻率穩(wěn)定,，相

位恒定的相干光,，并用先進(jìn)的調(diào)制方法(如fsk,ask和psk)對之進(jìn)行調(diào)制,。在收端，把由光纖傳輸來的相干光載波與本振光源發(fā)出的相干光,，經(jīng)光耦合器后加到光混頻

器上進(jìn)行混頻與差頻,，然后把差頻后的中頻光信號進(jìn)行放大，檢波,。相干光通信技

術(shù)一則可以增大光纖的傳輸容量,，二則可以大大提高光接收機(jī)的靈敏度。

（3）超長波長光纖通信,。為了實(shí)現(xiàn)越來越大的信息容量和超長距離傳輸,，必須使用低損

耗和低色散的單模光纖。所謂單模光纖,，就是光纖中只存在一種模式（由光纖導(dǎo)引

沿光纖軸線向前傳播的電磁波）,，光源耦合進(jìn)光纖的能量以該模式向前傳輸。光源發(fā)

出的光在多模在多模光纖上傳播時(shí)能量被分配到不同的模上向前傳播,，則不同模在光纖中傳輸?shù)乃俣染筒灰粯拥?，因而?jīng)過一定長度的光纖后，不同的模達(dá)到的時(shí)間

有差異,。如果用單模光纖就不一樣了,，它可以減少損耗，色散,，這樣一來傳輸距離

就不是問題了,。

（4）光集成技術(shù)。它和電子設(shè)計(jì)中的集成電路相似,，是把許多微型光學(xué)元件,，如光源器

件，光檢測器件,，光透鏡,，光濾波器等集成在一塊很小的芯片上，構(gòu)成具有復(fù)雜性

能的光器件,；還可以和集成電路等電子元件集成在一起形成更復(fù)雜的光電部件,，如

光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)等。采用光集成技術(shù),，不僅使設(shè)備的體積,，重量大大減小，而

且提高了穩(wěn)定性欲可靠性,。

（5）光孤子通信,。通信容量越大，要求光脈沖越窄。窄光脈沖經(jīng)光纖傳輸后,，因光纖的色散作用出現(xiàn)脈沖展寬現(xiàn)象而引起碼間干擾,，因此脈沖展寬一直是制約大容量，長

距離傳輸?shù)年P(guān)鍵因素,。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),，當(dāng)注入光強(qiáng)密度足夠大時(shí)，會引起光脈沖變窄的奇特現(xiàn)象,，其光脈沖寬度可低達(dá)幾個(gè)皮秒,，即所謂光孤子脈沖。進(jìn)程用孤子脈沖

可以實(shí)現(xiàn)超大容量的光纖通信

（6）實(shí)現(xiàn)超大容量通信的近期趨勢,。時(shí)分復(fù)用,、波分復(fù)用、光時(shí)分復(fù)用,、光放大技術(shù),、色散補(bǔ)償技術(shù)。這些技術(shù)的應(yīng)用將會使光纖通信技術(shù)更加完善,，也會使得通信行業(yè)

更進(jìn)一層樓,。結(jié)束語

總之，光纖通信技術(shù)在以后的發(fā)展中會走向更高的水平,，也會為我們的生活帶來更大的方便,。通過這段時(shí)間的學(xué)習(xí)，我也認(rèn)識到現(xiàn)在通信行業(yè)的發(fā)展前景非?？捎^,，也可能有新的技術(shù)加入到通信行業(yè)。由最近幾年的發(fā)展可知,，光纖通信在以后的通信中將占到更高的地位,。但是這也不能說明其他通信方式就會停止發(fā)展或者被取代，畢竟光纖也有自己的不足,。由此可知,，以后的通信將趨向于多元化，各種通信技術(shù)的綜合應(yīng)用,，這樣不僅帶動了各種通信技術(shù)的發(fā)展,，也使我們的選擇多樣化，生活多樣化,。

【參考文獻(xiàn)】

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光纖通信技術(shù)簡介 光纖通信技術(shù)的原理篇三

淺談光纖通信

摘要：光纖通信不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路中，也可以在電力通信控制系統(tǒng)中發(fā)揮作用,，進(jìn)行工業(yè)監(jiān)測,、控制，現(xiàn)在在軍事上也被廣泛應(yīng)用,，基于各領(lǐng)域?qū)π畔⒘康男枨蟛粩嘣鲩L,，光纖通信技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展趨勢也備受關(guān)注。一條完整的光纖鏈路除受光纖本身質(zhì)量影響外,，還取決于光纖鏈路現(xiàn)場的施工工藝和環(huán)境,。本文探討了光纖通信技術(shù)的主要特征及發(fā)展趨勢，和它以光纖鏈路為基礎(chǔ)的現(xiàn)場測試,。

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù) 特點(diǎn) 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢 光纖鏈路

0引言

光纖即為光導(dǎo)纖維的簡稱,。光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式,。從原理上看,構(gòu)成光纖通信的基本物質(zhì)要素是光纖,、光源和光檢測器。光纖除了按制造工藝,、材料組成以及光學(xué)特性進(jìn)行分類外,，在應(yīng)用中,光纖常按用途進(jìn)行分類，可分為通信用光纖和傳感用光纖,。傳輸介質(zhì)光纖又分為通用與專用兩種,而功能器件光纖則指用于完成光波的放大,、整形、分頻,、倍頻,、調(diào)制以及光振蕩等功能的光纖，并常以某種功能器件的形式出現(xiàn),。

1光纖通信技術(shù)

自上世紀(jì)光纖通信技術(shù)在全球問世以來,，整個(gè)的信息通訊領(lǐng)域發(fā)生了本質(zhì)的、革命性的變革,，光纖通信技術(shù)以光波作為信息傳輸?shù)妮d體,，以光纖硬件作為信息傳輸媒介,，因?yàn)樾畔鬏旑l帶比較寬，所以它的主要特點(diǎn)是:通信達(dá)到了高速率和大容量,，且損耗低,、體積小、重量輕,，還有抗電磁干擾和不易串音等一系列優(yōu)點(diǎn),，從而備受通信領(lǐng)域?qū)I(yè)人士青睞，發(fā)展也異常迅猛,。

光纖通信技術(shù)作為在實(shí)際運(yùn)用中相當(dāng)有前途的一種通信技術(shù),，已成為現(xiàn)代化通信非常重要的支柱。作為全球新一代信息技術(shù)革命的重要標(biāo)志之一,，光纖通信技術(shù)已經(jīng)變?yōu)楫?dāng)今信息社會中各種多樣且復(fù)雜的信息的主要傳輸媒介,，并深刻的、廣泛的改變了信息網(wǎng)架構(gòu)的整體面貌,，以現(xiàn)代信息社會最堅(jiān)實(shí)的通信基礎(chǔ)的身份,，向世人展現(xiàn)了其無限美好的發(fā)展前景。

2光纖通信的特點(diǎn)(1)通信容量大,、傳輸距離遠(yuǎn),；一根光纖的潛在帶寬可達(dá)20thz。采用這樣的帶寬,，只需一秒鐘左右,，即可將人類古今中外全部文字資料傳送完畢。目前400gbit/s系統(tǒng)已經(jīng)投入商業(yè)使用,。光纖的損耗極低,，在光波長為1.55μm附近，石英光纖損耗可低于0.2db/km,，這比目前任何傳輸媒質(zhì)的損耗都低,。因此，無中繼傳輸距離可達(dá)幾

十,、甚至上百公里,。

(2)信號干擾小、保密性能好;

(3)抗電磁干擾,、傳輸質(zhì)量佳,電通信不能解決各種電磁干擾問題,，唯有光纖通信不受各種電磁干擾。

(4)光纖尺寸小,、重量輕,，便于鋪設(shè)和運(yùn)輸；

(5)材料來源豐富,環(huán)境保護(hù)好,，有利于節(jié)約有色金屬銅,。

(6)無輻射,，難于竊聽,因?yàn)楣饫w傳輸?shù)墓獠ú荒芘艹龉饫w以外。

(7)光纜適應(yīng)性強(qiáng),，壽命長,。

(8)質(zhì)地脆,，機(jī)械強(qiáng)度差,。

(9)光纖的切斷和接續(xù)需要一定的工具、設(shè)備和技術(shù),。

(10)分路,、耦合不靈活。

(11)光纖光纜的彎曲半徑不能過?。?gt;20cm）

(12)有供電困難問題,。

利用光波在光導(dǎo)纖維中傳輸信息的通信方式．由于激光具有高方向性、高相干性,、高單色性等顯著優(yōu)點(diǎn),，光纖通信中的光波主要是激光,，所以又叫做激光－光纖通信．

3光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀研究

(1)光纖通信技術(shù)中的光纖接入技術(shù),。光纖接入網(wǎng)技術(shù)是信息傳輸技術(shù)的一個(gè)嶄新的嘗試,，它實(shí)現(xiàn)了普遍意義上的高速化信息傳輸,，滿足了廣大民眾對信息傳輸速度的要求,，主要由寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)和用戶接入兩部分組成,。其中后者起著更為關(guān)鍵的作用,，即ftth(意思是光纖到戶),，作為光纖寬帶接入的最后環(huán)節(jié),，負(fù)責(zé)完成全光接入的重要任務(wù),，基于光纖寬帶的相關(guān)特性，為通信接收端的用戶提供了所需的不受限制的帶寬資源,。

(2)光纖通信技術(shù)中的波分復(fù)用技術(shù),。即wdm，充分利用了單模光纖低損耗區(qū)的優(yōu)勢,，獲得了大的帶寬資源,。波分復(fù)用技術(shù)基于每一信道光波的頻率和波長不同等情況出發(fā)，把光纖的低損耗窗口規(guī)劃為許多個(gè)單獨(dú)的通信管道,，并在發(fā)送端設(shè)置了波分復(fù)用器,，將波長不同的信號集合到一起送入單根光纖中，再進(jìn)行信息的傳輸,，而接收端的波分復(fù)用器把這些承載著多種不同信號的,、波長不同的光載波再進(jìn)行分離。

4不斷發(fā)展的光纖通信技術(shù)

(1)光接入網(wǎng)通信技術(shù)的更進(jìn)一步發(fā)展?，F(xiàn)存技術(shù)上的接入網(wǎng)依舊是雙絞線銅線的連接,，仍然是原始的,、落后的模擬系統(tǒng)，而網(wǎng)絡(luò)中的光接入技術(shù)的應(yīng)用使其成為了全數(shù)字化的,，且高度集成的智能化網(wǎng)絡(luò),。

光接入網(wǎng)通信技術(shù)所要達(dá)到的主要目標(biāo)有：最大程度的使維護(hù)費(fèi)用得到降低，故障率得到明顯下降;可以用于新設(shè)備的開發(fā)和新收入的不斷增加,；與本地網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,，達(dá)到減少節(jié)點(diǎn)數(shù)目和擴(kuò)大覆蓋面范圍的目的;通過光網(wǎng)絡(luò)的建立，為多媒體時(shí)代的到來做好準(zhǔn)備;另外,，可以最大化的利用光纖本身的一些優(yōu)勢特點(diǎn),。

(2)光纖通信技術(shù)中光傳輸與交換技術(shù)的融合一光接入網(wǎng)通信技術(shù)的后延?；谏鲜龉饨尤刖W(wǎng)通訊技術(shù)的成熟發(fā)展,，網(wǎng)絡(luò)的核心架構(gòu)己經(jīng)得到了翻天覆地的改變，并正在日新月異的變化發(fā)展著,，在交換和傳輸兩方面來講也都早已進(jìn)行了好幾代的更新,。光接入網(wǎng)技術(shù)和光輸與交換技術(shù)的融合技術(shù)，前者較后者在技術(shù)應(yīng)用上有了一些技術(shù)上改進(jìn),，從而也就提高了全網(wǎng)的往前的進(jìn)一步有效發(fā)展,，但此項(xiàng)技術(shù)相對來講仍不成熟。

(3)新一代的光纖在光纖通信技術(shù)中的應(yīng)用,。傳統(tǒng)意義上的g.652單模光纖已經(jīng)在長距離且超高速的傳送網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中表現(xiàn)出了力不從心的缺點(diǎn),，新一代光纖的研發(fā)己成為當(dāng)今務(wù)實(shí)之需，它也構(gòu)成了新一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作的一個(gè)重要組成部分,。在目前普遍需求的干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的背景下,，基于不同的發(fā)展需要，己經(jīng)發(fā)展出了兩種新一代光纖一非零色散光纖和全波光纖,。

4光纖通信鏈路的現(xiàn)場測試

4.1光纖鏈路現(xiàn)場測試的目的光纖鏈路現(xiàn)場測試是安裝和維護(hù)光纖網(wǎng)絡(luò)的必要部分,，是確保電纜支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的一種重要方式。它的主要目的是遵循特定的標(biāo)準(zhǔn)檢測光纖系統(tǒng)連接的質(zhì)量,，減少故障因素以及存在故障時(shí)找出光纖的故障點(diǎn),，從而進(jìn)一步查找故障原因。

4.2光纖鏈路現(xiàn)場測試標(biāo)準(zhǔn)

目前光纖鏈路現(xiàn)場測試標(biāo)準(zhǔn)分為兩大類：光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn),。（1）光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：光纖系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是獨(dú)立于應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場測試標(biāo)準(zhǔn),。對于不同光纖系統(tǒng)，它的測試極限值是不固定的,，它是基于電纜長度,、適配器和接合點(diǎn)的可變標(biāo)準(zhǔn)。目前大多數(shù)光纖鏈路現(xiàn)場測試使用這種標(biāo)準(zhǔn),。世界范圍內(nèi)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)主要有：北美地區(qū)的eia/tia—568—b標(biāo)準(zhǔn)和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的iso/iec11801標(biāo)準(zhǔn)等,。（2）光纖應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：光纖應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)是基于安裝光纖的特定應(yīng)用的光纖鏈路現(xiàn)場測試標(biāo)準(zhǔn),。每種不同的光纖系統(tǒng)的測試標(biāo)準(zhǔn)是固定的。常用的光纖應(yīng)用系統(tǒng)有：100base—fx,、1000base—sx等,。

4.3光纖鏈路現(xiàn)場測試過程

對于光纖系統(tǒng)需要保證的是在接收端收到的信號應(yīng)足夠大，由于光纖傳輸數(shù)據(jù)時(shí)使用的是光信號,，因此它不產(chǎn)生磁場,，也就不會受到電磁干擾和射頻干擾，不需要對next等參數(shù)進(jìn)行測試,，所以光纖系統(tǒng)的測試不同于銅導(dǎo)線系統(tǒng)的測試,。

在光纖的應(yīng)用中,，光纖本身的種類很多,，但光纖及其系統(tǒng)的基本測試參數(shù)大致都是相同的。在光纖鏈路現(xiàn)場測試中,，主要是對光纖的光學(xué)特性和傳輸特性進(jìn)行測試,。光纖的光學(xué)特性和傳輸特性對光纖通信系統(tǒng)的工作波長、傳輸速率,、傳

輸容量,、傳輸距離、信號質(zhì)量等有著重大影響,。但由于光纖的色散,、截止波長、模場直徑,、基帶響應(yīng),、數(shù)值孔徑、有效面積,、微彎敏感性等特性不受安裝方法的有害影響,它們應(yīng)由光纖制造廠家進(jìn)行測試,不需進(jìn)行現(xiàn)場測試,。

在eia/tia—568—b中規(guī)定光纖通信鏈路現(xiàn)場測試所需的單一性能參數(shù)為鏈路損失（衰減）。

（1）光功率的測試：對光纖工程最基本的測試是在eia的fotp-95標(biāo)準(zhǔn)中定義的光功率測試,，它確定了通過光纖傳輸?shù)男盘柕膹?qiáng)度,，還是損失測試的基礎(chǔ)。測試時(shí)把光功率計(jì)放在光纖的一端,，把光源放在光纖的另一端,。

（2）光學(xué)連通性的測試：光纖系統(tǒng)的光學(xué)連通性表示光纖系統(tǒng)傳輸光功率的能力。光纖系統(tǒng)的光學(xué)連通性是對光纖系統(tǒng)的基本要求,，因此對光纖系統(tǒng)的光學(xué)連通性進(jìn)行測試是基本的測試之一,。通過在光纖系統(tǒng)的一端連接光源，在另一端連接光功率計(jì),，通過檢測到的輸出光功率可以確定光纖系統(tǒng)的光學(xué)連通性,。當(dāng)輸出端測到的光功率與輸入端實(shí)際輸入的光功率的比值小于一定的數(shù)值時(shí),，則認(rèn)為這條鏈路光學(xué)不連通。進(jìn)行光學(xué)連通性的測試時(shí),，通常是把紅色激光或者其他可見光注入光纖,，并在光纖的末端監(jiān)視光的輸出。如果在光纖中有斷裂或其他的不連續(xù)點(diǎn),，在光纖輸出端的光功率就會下降或者根本沒有光輸出,。

（3）光功率損失測試：光功率損失這一通用于光纖領(lǐng)域的術(shù)語代表了光纖鏈路的衰減。衰減是光纖鏈路的一個(gè)重要的傳輸參數(shù),它的單位是分貝(db),。它表明了光纖鏈路對光能的傳輸損耗（傳導(dǎo)特性）,，其對光纖質(zhì)量的評定和確定光纖系統(tǒng)的中繼距離起到?jīng)Q定性的作用。光信號在光纖中傳播時(shí),，平均光功率延光纖長度方向成指數(shù)規(guī)律減少,。在一根光纖網(wǎng)線中,從發(fā)送端到接收端之間存在的衰減越大，兩者間可能傳輸?shù)淖畲缶嚯x就越短,。衰減對所有種類的網(wǎng)線系統(tǒng)在傳輸速度和傳輸距離上都產(chǎn)生負(fù)面的影響,，但因?yàn)楣饫w傳輸中不存在串?dāng)_、emi,、rfi等問題,，所以光纖傳輸對衰減的反應(yīng)特別敏感。

（4）光纖鏈路預(yù)算（olb）：光纖鏈路預(yù)算是網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用中允許的最大信號損失量,，這個(gè)值是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況和國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的損失量計(jì)算出來的,。一條完整的光纖鏈路包括光纖、連接器和熔接點(diǎn),，所以在計(jì)算光纖鏈路最大損失極限時(shí),，要把這些因素全部考慮在內(nèi)。光纖通信鏈路中光能損耗的起因是由光纖本身的損耗,、連接器產(chǎn)生的損耗和熔接點(diǎn)產(chǎn)生的損耗三部分組成的,。但由于光纖的長度、接頭和熔接點(diǎn)數(shù)目的不定,，造成光纖鏈路的測試標(biāo)準(zhǔn)不像雙絞線那樣是固定的,，因此對每一條光纖鏈路測試的標(biāo)準(zhǔn)都必須通過計(jì)算才能得出。

雖然目前光通信的容量已經(jīng)非常大,，但仍有大量應(yīng)用能力閑置,，伴隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，對信息的需求也會隨之增加,，并會超過現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)承載能力,，因此我們必須進(jìn)一步努力研究更加先進(jìn)的光傳輸手段。因此，在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的推動下,，光通信一定會有更加長久的發(fā)展,。

[參考文獻(xiàn)]

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光纖通信技術(shù)簡介 光纖通信技術(shù)的原理篇四

《光纖通信導(dǎo)論》習(xí)題

1、填空題

* 光纖通信是以 為載頻,，以 為傳輸介質(zhì)的通信方式,。* 1966年7月，英籍華人 博士從理論上分析證明了用光纖作為傳輸介質(zhì)以實(shí)現(xiàn)光通信的可能性,；1960年7月,，美國科學(xué)家 發(fā)明了紅寶石激光器。

* 光纖通信系統(tǒng)的短波長窗口為,，長波長窗口為,。* 光纖通信系統(tǒng)的通信窗口波長范圍為。

* 在光通信發(fā)展史上,，和 兩個(gè)難題的解決,，開創(chuàng)了光纖通信的時(shí)代,。

* 光纖的導(dǎo)光原理與結(jié)構(gòu)特性可用 理論與 理論兩種方法進(jìn)行分析,。

* 單模光纖中不存在 色散，僅存在 色散,，具體來講,，可分為 和。

* 光纖色散參數(shù)的單位為,，表示兩個(gè)波長間隔為 的光波傳輸 后到達(dá)時(shí)間的延遲

* 對純石英光纖,，在λ= 處，色散參數(shù)d=dm+dw=0,，這個(gè)波長稱為,。

* 在單模光纖中，由于光纖的雙折射特性使兩個(gè)正交偏振分量以不同的群速度傳輸,，也將導(dǎo)致光脈沖展寬,，這種現(xiàn)象稱為 色散。* 單模傳輸條件是歸一化參量v,。* 允許單模傳輸?shù)淖钚〔ㄩL稱為,。

* 數(shù)值孔徑（na）越大，光纖接收光線的能力就越,，光纖與光源之間的耦合效率就越

* 光纜大體上都是由,、和 三部分組成的。* 常用的光纜敷設(shè)方式有,、和 等幾種,。* 按纜芯結(jié)構(gòu)的不同,，工程中常用的光纜分為 式、式,、式三種類型,。

* 光纜線路的“三防”是指：、與,。* 光纜的型號是由_________和________兩部分組成的,。* 在半導(dǎo)體中，費(fèi)米能級差必須超過 才能發(fā)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn),。* 半導(dǎo)體光源的核心是,。

* ld是一種 器件，它通過 發(fā)射發(fā)光,，具有輸出功率,、輸出光發(fā)散角、與單模光纖耦合效率,、輻射光譜線 等優(yōu)點(diǎn),。

* 衡量光接收機(jī)性能優(yōu)劣的主要技術(shù)指標(biāo)是、,、及,。

* 光無源器件是指不需要 就可工作的器件。

* 工程中常用的活動連接器的類型有,、和 三種,。* 光纖與光纖的連接方法有兩大類，一類是,，另一類是,。* 光衰減器有 和 兩種。

* 摻鉺光纖放大器采用 作為增益介質(zhì),，在泵浦光激發(fā)下產(chǎn)生,，在信號光誘導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)。

* 摻鉺光纖放大器的三種泵浦方式分別是：,、和,。

* 摻鉺光纖放大器的三種應(yīng)用方式分別是：、和,。

* 拉曼光纖放大器利用了光纖傳輸?shù)摹? stm-1的速率是,，stm-n的速率是 * sdh傳送一幀需 μs，每秒傳送 幀,。

* 光波分復(fù)用的類型包括,、和 三類。* 光纖通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法包括 和 二種。

* 光纖通信系統(tǒng)中繼距離的計(jì)算過程中,，分為 預(yù)算和 預(yù)算兩種,。

2、簡答題

必須掌握的概念

* 光纖通信為什么能夠成為一種主要的通信方式,？

* 光纖通信系統(tǒng)由哪幾部分組成,？并說明各部分在系統(tǒng)中所完成的功能。* 現(xiàn)有光纖通信使用的光波長有哪幾種,？對應(yīng)的頻率是多少,？它們在整個(gè)電磁波譜中處在什么位置？

* 光纖通信系統(tǒng)采用怎樣的光源,？這類光源具有什么優(yōu)點(diǎn),？ * 什么是直接調(diào)制？什么是間接調(diào)制,？各有何特點(diǎn)

* 常用的光無源器件有哪些,？ * 對光纖連接有哪些技術(shù)要求？ * 簡述光衰減器的工作原理及作用 * 簡述光隔離器的工作原理及作用 * 簡述光開關(guān)的工作原理及用途 * 光纖活動連接器的結(jié)構(gòu) * 光環(huán)形器的工作原理及特點(diǎn)

* 光環(huán)形器在單纖雙向光纖通信中的應(yīng)用

* 光環(huán)形器在色散補(bǔ)償方面的應(yīng)用 * 光環(huán)形器在上下話路系統(tǒng)中應(yīng)用 * 為何光纖通信中要進(jìn)行色散補(bǔ)償

* 應(yīng)用于商用系統(tǒng)的波分復(fù)用器有哪幾種,？有何特點(diǎn),？

* 光放大器分為哪幾類？ * 簡述摻鉺光纖放大器的優(yōu)點(diǎn) * 簡述摻鉺光纖放大器（edfa）的基本結(jié)構(gòu)及其放大原理

* edfa在光纖通信中的主要應(yīng)用 * edfa中摻鉺光纖結(jié)構(gòu)及其光場分布 * edfa的泵浦波長 * edfa中的3db飽和增益 * dwdm的優(yōu)特點(diǎn) * 設(shè)計(jì)一個(gè)dwdm系統(tǒng)

* 為何dwdm系統(tǒng)中需edfa * 光纖光柵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和制造原理及方法應(yīng)用 * 光纖光柵有那兩大結(jié)構(gòu)特點(diǎn),，各對應(yīng)什么法 * 如向用光纖光柵和環(huán)形器構(gòu)成的多波長分插復(fù)用器

* 干涉濾波片型波分復(fù)用器 * 光纖光柵和環(huán)形器構(gòu)成的波分復(fù)用器 * 光發(fā)射機(jī)基本組成及方框圖 * 數(shù)字光發(fā)射機(jī)的功能 * 光接收機(jī)中對光檢測器的要求 * mbnb碼

* “碼字?jǐn)?shù)字和”(wds)* 準(zhǔn)同步數(shù)字系列(pdh)* 同步數(shù)字系列(sdh)* 與pdh相比sdh具有的特點(diǎn) * sdh網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)是,？ * sdh網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)元設(shè)備有哪些？ * sdh幀結(jié)構(gòu)

3,、計(jì)算題

? 階躍折射率分布的光纖的芯徑d=2a為100μm,，折射率n1=1.458，包層的折射率n2=1.450,，在該光纖中傳輸?shù)墓獠ǖ牟ㄩLλ=850nm。

（1）計(jì)算該光纖的v參數(shù),？

（2）估算在該光纖內(nèi)傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)量是多少,？（3）計(jì)算該光纖的數(shù)值孔徑？

（4）計(jì)算該光纖單模工作的波長,？（考試試卷a卷計(jì)算題）

? 已知均勻光纖纖芯的折射率為n1=1.5,，相對折射率差△=0.01，芯半徑a=25μm,，試求：

（1）lp01,、lp02、lp11和lp12模的截止波長各為多少,？

（2）若λ0=1μm,，光纖的歸一化頻率v以及其中傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)量m各等于多少

? 均勻光纖，若n1=1.5，λ0=1.3μm,，試計(jì)算：

（1）若△=0.25,，為了保證單模傳輸，其纖芯半徑應(yīng)取多大,？（2）若取a=5μm,，為了保證單模傳輸，△應(yīng)取多大,？

光纖通信技術(shù)簡介 光纖通信技術(shù)的原理篇五

光纖通信技術(shù)及其發(fā)展趨勢

摘要：光纖通信技術(shù)是目前通信行業(yè)應(yīng)用的主要技術(shù),，光纖通信跟傳統(tǒng)通信方式比較具有很強(qiáng)的優(yōu)勢，在通信網(wǎng)絡(luò)中已得到廣泛應(yīng)用,。光纖通信技術(shù)作為信息技術(shù)的重要支撐平臺,，在未來信息社會中將起到十分重要的作用。

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù) 優(yōu)勢 光纖到戶 全光網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號：tp39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： a 文章編號：1007-9416(2011)07-0025-01

近年來隨著傳輸技術(shù)和交換技術(shù)的不斷進(jìn)步,，核心網(wǎng)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了光纖化,、數(shù)字化和寬帶化。隨著業(yè)務(wù)的迅速增長和多媒體業(yè)務(wù)的日益豐富,，使得用戶住宅網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求也不只局限于原來的語音業(yè)務(wù),，數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的需求已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢，現(xiàn)有的語音業(yè)務(wù)接入網(wǎng)越來越成為制約信息高速公路建設(shè)的瓶頸,，成為發(fā)展寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的障礙,。

1、光纖通信技術(shù)

光纖通信是利用光作為信息載體,、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。在光纖通信系統(tǒng)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(zhì)的光纖又比同軸電纜或?qū)Рü艿膿p耗低得多,，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍，圖1為光纖結(jié)構(gòu)圖,。

2,、光纖通信技術(shù)優(yōu)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,，單模光纖具有幾十ghz?km的寬帶,。目前，單波長光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5gbps到10gbps,，采用密集波分復(fù)用術(shù)實(shí)現(xiàn)的多波長傳輸系統(tǒng)的傳輸速率已經(jīng)達(dá)到單波長傳輸系統(tǒng)的數(shù)百倍,。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的首選介質(zhì)。

2.2 損耗低,，中繼距離長

目前,，實(shí)用的光纖通信系統(tǒng)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(zhì)的損耗都低,，因此,，由其組成的光纖通信系統(tǒng)的中繼距離也較其他介質(zhì)構(gòu)成的系統(tǒng)長得多。

2.3 抗電磁干擾能力強(qiáng)

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(lián)系的一個(gè)重要特性是光波導(dǎo)對電磁干擾的免疫力,，它是一種非導(dǎo)電的介質(zhì),，交變電磁波在其中不會產(chǎn)生感生電動勢，即不會產(chǎn)生與信號無關(guān)的噪聲,。這樣,，就是把它平行鋪設(shè)到高壓電線和電氣鐵路附近，也不會受到電磁干擾,。這一點(diǎn)對于強(qiáng)電領(lǐng)域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利,。

2.4 光纖徑細(xì)、重量輕,、柔軟,、易于鋪設(shè)

光纖的芯徑很細(xì)，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(biāo)準(zhǔn)同軸電纜為47mm,。這樣采用光纜作為傳輸信道,，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題,，節(jié)約了地下管道建設(shè)投資,。此外，光纖的重量輕,，柔韌性好,，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(tǒng)的重要要求之一是保密性好,。電通信方式很容易被人竊聽，光纖通信與電通信不同,，由于光纖的特殊設(shè)計(jì),，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。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(hù)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(xiàn)象也可忽略。

3,、光纖通信技術(shù)在接入網(wǎng)的應(yīng)用

目前萊蕪市所用的接入網(wǎng)技術(shù)為adsl,，其全稱是asymmetric digital subscriber,中文意思是“非對稱數(shù)字用戶線路”。它以普通電話線路做為傳輸介質(zhì),，既在普通雙絞銅線上實(shí)現(xiàn)下行高達(dá)8mbit/b傳輸速度;上行高達(dá)640kbit/s的傳輸速度,，但這種技術(shù)不能滿足人們對上網(wǎng)速度越來越高需求。

3.1光纖接入網(wǎng)的優(yōu)勢

接入網(wǎng)采用無線網(wǎng)絡(luò)是未來通信行業(yè)的發(fā)展趨勢,，但無線接入網(wǎng)仍需要光纖網(wǎng)絡(luò)的支撐,，其優(yōu)勢體現(xiàn)為:

首先，通信網(wǎng)在一開始采用的是金屬線纜,，銅纜網(wǎng)的故障率很高,，維護(hù)運(yùn)行成本很高，而采用光接入后,，每年的維護(hù)運(yùn)行和供給成本可以比傳統(tǒng)銅纜網(wǎng)每線大約節(jié)約400元,，對于一億用戶相當(dāng)于每年節(jié)約400億元，而且其故障率也大大降低,。

其次,，對于新業(yè)務(wù)的發(fā)展，特別是多媒體和寬帶新業(yè)務(wù),，能夠加強(qiáng)企業(yè)的競爭力,，增加新業(yè)務(wù)的收入，同時(shí)可以補(bǔ)償建設(shè)光用戶接入網(wǎng)所需的投資,，最后,，光接入網(wǎng)可以滿足用戶希望較快提供業(yè)務(wù)，改進(jìn)業(yè)務(wù)質(zhì)量和可用性的要求,，也可以節(jié)約地下管道空間,，延長傳輸覆蓋距離，總之,，采用光接入網(wǎng)能夠解決通信行業(yè)發(fā)展的瓶頸問題,。

3.2 光纖通信技術(shù)發(fā)展的制約因素

銅纜網(wǎng)傳輸?shù)氖请娮有盘?，交換采用的是電子交換機(jī)，現(xiàn)在,，通信網(wǎng)絡(luò)大部分都是光纖,，傳輸?shù)臑楣庑盘枺饨粨Q的形式,，由于目前光交換器件還不成熟只能采用光-電-光的形式,。這種方式效率不高也不經(jīng)濟(jì)，目前ason-自動交換光網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)緩解了這一問題,，但對大容量光開關(guān)的開發(fā)也迫在眉睫,。

目前為止我國的光纜技術(shù)有了很大的發(fā)展，從光進(jìn)銅退開始,，公司采用了多個(gè)廠家的光纜,，國內(nèi)生產(chǎn)光纜的廠家大約有200家，但其產(chǎn)品單一,，很少具有自主知識產(chǎn)權(quán),，技術(shù)含量較低，競爭力不強(qiáng),，有關(guān)資料顯示,，自1997年截止到2010年我國光纜專利的申請只占國外同期專利申請的20%，而光核心技術(shù)只占國外的10%,。這些數(shù)據(jù)顯示我國與國外在光纖技術(shù)發(fā)展上差距較大,，我國作為世界第二光纜大國，應(yīng)該把發(fā)展自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)作為重中之重,。

4,、結(jié)語

從光纖通信問世到現(xiàn)在，光傳輸?shù)乃俾室灾笖?shù)增長,，光傳輸?shù)乃俾试谶^去的十幾年中大約提高了100倍,。層出不窮的光通信新技術(shù)將成為市場復(fù)蘇的源泉，隨著光纖網(wǎng)絡(luò)從骨干網(wǎng)的擴(kuò)建到接入網(wǎng),、城域網(wǎng)的擴(kuò)散以及向用戶駐地網(wǎng)的不斷延伸,，光纖網(wǎng)絡(luò)市場必將增長。

參考文獻(xiàn)

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