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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，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,，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,，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)體材料中價帶電子吸收光子的能量,，從價帶越過禁帶到達(dá)導(dǎo)帶，在導(dǎo)帶中出現(xiàn)光電子,，在價帶中出現(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,，光電檢測器在某個時刻實(shí)際接收到的光子數(shù)是在一個統(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，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)定的時間內(nèi),，完成規(guī)定功能的能力,。可靠度是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi),，完成規(guī)定功能的概率,。可靠性對產(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,，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)兩個頻率間隔恰好為斯托克斯頻率的光波同時入射到光纖時，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,，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?，距離短,，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，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，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)乃俣染筒灰粯拥模蚨?jīng)過一定長度的光纖后,，不同的模達(dá)到的時間

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,，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,。時分復(fù)用,、波分復(fù)用,、光時分復(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)展前景非常可觀,，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,。

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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,。基于上述光接入網(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,，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，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，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,，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 兩個難題的解決,，開創(chuàng)了光纖通信的時代。

* 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，表示兩個波長間隔為 的光波傳輸 后到達(dá)時間的延遲

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

* 在單模光纖中,，由于光纖的雙折射特性使兩個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?，光交換的形式，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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