第一篇：光纖通信技術(shù)期末復(fù)習(xí)題

光纖通信技術(shù)期末復(fù)習(xí)題

一.選擇題。

1.光纖包層需要滿足的基本要求是（A）A.為了產(chǎn)生全反射，包層折射率必須必纖芯低 B.包層不能透光，防止光的泄露 C.必須是塑料，使得光纖柔軟 D.包層折射率必須必空氣地 2.在激光器中，光的放大是通過（A）

A.粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的激活物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)的 B.光學(xué)諧振腔來實(shí)現(xiàn)的 D.泵浦光源來實(shí)現(xiàn)的 D.外加直流來實(shí)現(xiàn)的 3.STM-64信號的碼速率為（D）

A.155.520Mb/s B.622.080Mb/s C.2488.320Mb/s D.9953.280Mb/s 4.以下哪個(gè)是摻鉺光纖放大器的功率源（C）

A.通過光纖的電流 B.EDFA不需要功率源 C.在980nm或1480nm發(fā)光的泵浦激光器 D.從光信號中提取的功率 5.數(shù)字光接收機(jī)的靈敏度Pr=100微瓦，則為（A）dbm A.-10 B.10 C.-20 D.-30 6.為了使雪崩光電二極管能正常工作，需在其兩端加上（B）A.高正向電壓 B.高反向電壓 C.低反向電壓 D.低正向電壓 7.光纖的數(shù)值孔徑與（C）有關(guān)。

A.纖芯的直徑 B.包層的直徑 C.相對折射率指數(shù)差 D.光的工作波長 8.光纜的規(guī)格代號中用兩位數(shù)字來表示光纖的損耗常數(shù)，比如02表示光纖的損耗系數(shù)不大于（B）

A.2dB/Km B.0.2dB/Km C.20dB/Km D.無具體含義 9.光纜的規(guī)格代號中用一位數(shù)字來表示光纖的適用波長，比如3表示的波長是（C）A.0.85um B.1.31um C.1.55um D.1.51um 10.PIN光電二極管，因雪崩倍加作用，因此其雪崩倍加因子為（C）A.G＞1 B.G＜1 C.G=1 D.=0 11.光接收機(jī)中將升余弦頻譜脈沖信號恢復(fù)為“0”和“1”碼信號的模塊為（B）A.均衡器 B.判決器和時(shí)鐘恢復(fù)電路 C.放大器 D.光電檢測器 12.EDFA中將光信號和泵浦光混合起來送入摻鉺光纖中的器件是（B）A.光濾波器 B.光耦合器 C.光環(huán)形器 D.光隔離器 13.STM-1的幀結(jié)構(gòu)中，AU指針區(qū)域的位置是在（D）

A.第4列，1～3行 B.第4列，1～9行 C.1～3列，第4行 C.1～9列，第4行 14摻鉺光纖放大器的工作波長所處范圍是（D）

A.0.85um～0.87um B.1.31um～1.35um C.1.45um～1.55um D.1.53um～1.56um 15.光纜的規(guī)格代號中用字母來表示附加導(dǎo)線的材料，如銅導(dǎo)線則附加字母是（D）A.Cu B.L C.T D.沒有字母

16.光時(shí)域反射儀（OTDR）是利用光在光纖中傳輸時(shí)的瑞利散射所產(chǎn)生的背向散射而制成的精密儀表，它不可以用作（D）的測量。

A.光線的長度 B.光纖的傳輸衰減 C.故障定位 D.光線的色散

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系數(shù)

17.下列哪一個(gè)不是SDH網(wǎng)的特點(diǎn)（D）

A.具有全世界統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn) B.大量運(yùn)用軟件運(yùn)系統(tǒng)配置的管理 C.復(fù)用映射結(jié)構(gòu)靈活D.指針調(diào)整技術(shù)降低了設(shè)備復(fù)雜性 18.光隔離器的作用是（B）

A.調(diào)節(jié)光信號的功率大小 B.保證光信號只能正向傳輸

C.分離同向傳輸?shù)母髀饭庑盘朌.將光纖中傳輸?shù)谋O(jiān)控信號隔離開 19.注入光纖的光功率為10mW，經(jīng)過10Km的傳輸過后輸出的光功率為1mW，則這段光線的損耗系數(shù)為（B）

A.0.1Db/Km B.1Db/Km C.10Db/Km D.100Db/Km 20.光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中不能傳輸HDB3碼的原因是（A）

A.光源不能產(chǎn)生負(fù)信號光 B.將出現(xiàn)長連“1”或長連“0” C.編碼器它復(fù)雜 D.碼率冗余度太大 二.填空題。

1.1966年，在英國標(biāo)準(zhǔn)電信實(shí)驗(yàn)室工作的華裔科學(xué)家（高錕）首先提出用石英玻璃纖維作為光纖通信的媒質(zhì)，為現(xiàn)代光纖通信奠定了理論基礎(chǔ)。

2.光纖傳輸是以（激光光波）作為信號載體，以（光纖）作為傳輸媒質(zhì)的傳輸方式。

3.光纖通常由（纖芯）、（包層）、（涂覆層）三部分組成的。

4.據(jù)光纖橫截面上折射率分布的不同將光纖分類為（階躍折射率型）和（漸變折射率型）。

5.光纖色散主要包括材料色散、（模式色散）、（波導(dǎo)色散）和偏振模色散。6.光纖通信的最低損耗波長是（1.55μm），零色散波長是（1.31μm）。7.數(shù)值孔徑表示光纖的集光能力，其公式為（）。8.階躍光纖的相對折射率差公式為（）。9.光纖通信中常用的低損耗窗口為（850nm）、1310nm、（1550nm）。10.V是光纖中的重要結(jié)構(gòu)參量，稱為歸一化頻率，其定義式為（）。

11.（HE11）模式是任何光纖中都能存在、永不截止的模式，稱為基?；蛑髂?。

12.階躍折射率光纖單模傳輸條件為（V<2.405）。

13.電子在兩能級之間躍遷主要有3個(gè)過程，分別為（自發(fā)發(fā)射）、（受激輻射）和受激吸收。

14.光纖通信中最常用的光源為（半導(dǎo)體激光器）和（發(fā)光二極管）。15.光調(diào)制可分為（直接調(diào)制）和（間接調(diào)制）兩大類。

16.光纖通信中最常用的光電檢測器是（光電二極管）和（雪崩光電二極管）。

17.摻鉺光纖放大器EDFA采用的泵浦源工作波長為1480nm和（980nm）。

18.STM-1是SDH中的基本同步傳輸模塊，其標(biāo)準(zhǔn)速率為（155.520Mbit/s）。

19.單信道光纖通信系統(tǒng)功率預(yù)算和色散預(yù)算的設(shè)計(jì)方法有兩種：統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)法和（最壞值設(shè)計(jì)法）。

20.光纖通信是以（光波）為載頻，以（光纖）為傳輸介質(zhì)的通信方式。

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21.光纖單模傳輸時(shí)，其歸一化頻率應(yīng)小于等于（2.405）。22.數(shù)值孔徑表示光纖的集光能力，其公式為（）。

23.所謂模式是指能在光纖中獨(dú)立存在的一種（電磁場）分布形式。24.傳統(tǒng)的O/E/O式再生器具有3R功能，即在（再整形）、（再定時(shí)）和再生功能。

25.按射線理論，階躍型光纖中光射線主要有子午光纖和（斜射線）兩類。26.光纖中的傳輸信號由于受到光線的損耗和（色散）的影響，使得信號的幅度受到衰減，波形出現(xiàn)失真。

27.半導(dǎo)體材料的能級結(jié)構(gòu)不是分立的單值能級，而是有一定寬度的帶狀結(jié)構(gòu)，稱為（能帶）。

28.半導(dǎo)體P-N結(jié)上外加負(fù)偏壓產(chǎn)生的電場方向與（內(nèi)電場）方向一致，這有利于耗盡層的加寬。

29.采用漸變型光纖可以減小光纖中的（模式）色散。

30.SDH網(wǎng)中，為了便于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理等，在SDH幀結(jié)構(gòu)中設(shè)置了（開銷比特（或管理比特））。

31.SDH的STM-N是塊狀幀結(jié)構(gòu)，有9行，（270×N）列。

32.處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)的工作物質(zhì)稱為（激活物質(zhì)（或增益物質(zhì)））。33.EDFA的泵浦結(jié)構(gòu)方式有：a、（同向泵浦）結(jié)構(gòu)；b、（反向泵浦）結(jié)構(gòu)；c、雙向泵浦結(jié)構(gòu)。

34.（靈敏度）和動(dòng)態(tài)范圍是光接收機(jī)的戀歌重要特性指標(biāo)。35.隨著激光器溫度的上升，其輸出光功率會(huì)（減少）。

36.目前，通信用光纖的纖芯和包層絕大多數(shù)是由（石英）材料構(gòu)成的。37.在階躍型（弱導(dǎo)波）光纖中，導(dǎo)波的基模為（LP01）。38.根據(jù)光纖的傳輸模式數(shù)量分類，光纖可分為（多模光纖）和（單模光纖）。39.LD是一種閾值器件，它通過（受激）發(fā)射發(fā)光，而LED通過（自發(fā)）發(fā)射發(fā)光。

40.光纖色散組要包括（模式色散）、（波導(dǎo)色散）、材料色散和偏振模色散，41.常見的光線路碼型大體可以歸納為3類：擾碼二進(jìn)制、（字變換碼）和插入型碼。

42.在一根光纖中同時(shí)傳播多個(gè)不同波長的光載波信號稱為（光波分復(fù)用）。

43.允許單模傳輸?shù)淖钚〔ㄩL稱為（截止波長）。

44.在1.3um波段進(jìn)行光放大通常采用摻（鐠）光纖放大器，1.55um波段通常采用摻（鉺）光纖放大器。

45.導(dǎo)模的傳輸常數(shù)的取值范圍為（）。

46.量子效率是用來衡量激光器的轉(zhuǎn)換效率的高低，其主要分為內(nèi)量子效率和（外量子效率和外微分量子效率）。47.典型的光電瞬態(tài)響應(yīng)有：光電延遲、（張弛振蕩）和（自脈動(dòng)）。48.摻鉺光纖放大器EDFA采用的泵浦源工作波長為1480nm和（980nm）.49.自愈環(huán)結(jié)構(gòu)可以分為兩大類：（通道倒換環(huán)）和（復(fù)用段倒換環(huán)）。50.光纜，是以一根或多根光纖或光纖束制成符合光學(xué)、機(jī)械和環(huán)境特性的結(jié)構(gòu)，它由（加強(qiáng)芯）、護(hù)層和（光纖）組成。

51.光衰減器按其衰減量的變化方式不同分（固定）衰減器和（可變）

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衰減器兩種。

52.光電檢測器的噪聲主要包括（暗電流）、（量子）、熱噪聲和放大器噪聲等。

53.光與物質(zhì)作用時(shí)有受激吸收、（自發(fā)輻射）和（受激輻射）三個(gè)物理過程。

54.半導(dǎo)體激光器工作時(shí)溫度會(huì)上升，這時(shí)會(huì)導(dǎo)致閾值電流（升高），輸出光功率會(huì)（減小）。55.WDM系統(tǒng)可以分為集成式系統(tǒng)和（開放式系統(tǒng)）兩大類，其中開放式系統(tǒng)要求終端具有標(biāo)準(zhǔn)的光波長和滿足距離傳輸?shù)墓庠础?/p>

56.對于SDH的復(fù)用映射單元中的容器，我過采用了三種分別是：（c-12）、C3和（c-4）。57.數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)的兩種傳輸體制為（PDH）和（SDH）.58.光纖通信中最常用的光電檢測器是（PIN光敏二極管）和（雪崩光敏二極管）。三.名詞解釋。1.受激輻射

處于高能級的電子，在受到外來能量為hf=（E2－E1）的光子激發(fā)的

情況下，躍遷到低能級，從而發(fā)射出一個(gè)和激發(fā)光子相同的光子的過程稱為受激幅射。

2.網(wǎng)絡(luò)自愈

指在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，無需人為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)的在極短的時(shí)間內(nèi)，使業(yè)務(wù)自動(dòng)從故障中恢復(fù)傳輸

3.直接調(diào)制和間接調(diào)制

將激光器LD或發(fā)光二極管LED的驅(qū)動(dòng)電流用疊加在偏置電流上的電信號進(jìn)行調(diào)制，由此實(shí)現(xiàn)對LD或LED輸出的光強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制的方式

稱為直接調(diào)制。使LD或LED在一定的驅(qū)動(dòng)電流下輸出固定強(qiáng)度的光，再通過光調(diào)制器使輸出光的信息隨電信號而變化，將這種調(diào)制方式成為間接調(diào)制。

4.閾值電流

當(dāng)LD注入電流達(dá)到將產(chǎn)生激光時(shí)的電流值。

5.雪崩光電二極管

是利用PN結(jié)在高反向電壓下產(chǎn)生雪崩效應(yīng)來工作的一種二極管，利用光載流子在強(qiáng)大電場內(nèi)的定向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生雪崩效應(yīng)，以獲得光電流的增益的一種具有內(nèi)增益的二極管

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6.單模光纖

纖芯較細(xì)（一般為9或10微米的），只能傳輸單個(gè)模式光的光纖

四.簡述題。

1按照纖芯剖面折射率分布不同，光纖可分為哪幾種形式？

階躍折射率光纖和漸變型多模光纖。

階躍折射率光纖中，纖芯和包層折射率沿光纖半徑方向分布都是均勻的，而在纖芯和包層的交界面上，折射率呈階梯形突變。漸變型多模光纖中，纖芯的折射率不是均勻常數(shù)，而是隨纖芯半徑方向坐標(biāo)增加而逐漸減少，一直變到等于包層折射率的值。

2.簡述SDH網(wǎng)絡(luò)中常用的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并畫出結(jié)構(gòu)圖。

3.畫出終端復(fù)用器、分/插復(fù)用器、數(shù)字交叉連接設(shè)備和再生中繼器。

4.畫出SDH幀結(jié)構(gòu)圖。

5.光纖通信發(fā)展至今經(jīng)歷了哪些里程碑？

（1）20世紀(jì)60年代初期，光纖通信發(fā)展史上迎來了第一個(gè)里程碑，世界上第一臺(tái)相干振蕩光源紅白事激光器問世，給光通信帶來了新的希望；（2）1966年華裔科學(xué)家C.K.Kao博士和G.A.Hockham，對光纖傳輸?shù)那熬鞍l(fā)表了具有重大歷史意義的論文，1970年，美國康寧玻璃公司的Kapron博士等人研制出傳輸損耗僅為20dB/km的光纖，這是光纖通信發(fā)展歷史上的一個(gè)里程碑。（3）1985年，南安普頓大學(xué)的Mears等人制成了摻鉺光纖放大器（EDFA）（4）1993年K.Hill等人提出了使用相位掩膜法制造光纖光柵，使得全光器件的研制和集成成為可能，光纖光柵、全光纖光子器件、平面波導(dǎo)器件及其集成的出現(xiàn)是光纖通信史上的又一個(gè)里程碑。

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6.應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)的光源應(yīng)該具備什么條件？

光纖通信系統(tǒng)均采用半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）和激光二極管（LD）作為光源。這類光源具有尺寸小、耦合效率高、發(fā)射波長在光纖中低損耗傳輸，響應(yīng)速度快、波長和尺寸與光纖適配，并且可在高速條件下直接調(diào)制等優(yōu)點(diǎn)

7.由P-I曲線知，半導(dǎo)體激光器是閾值型器件，簡述激光器隨著注入電流的不同而經(jīng)歷的幾個(gè)典型階段。

半導(dǎo)體激光器是一個(gè)閾值器件，它的工作狀態(tài)隨注入電流的不同而不同。當(dāng)注入電流較小時(shí)，有源區(qū)里不能實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，自發(fā)發(fā)射占主導(dǎo)地位，激光器發(fā)射普通的熒光，其工作狀態(tài)類似于一般的發(fā)光二極管。隨著注入電流的加大，有源區(qū)里實(shí)現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，受激輻射占主導(dǎo)地位，但當(dāng)注入電流小于閾值電流時(shí)，諧振腔里的增益還不足以克服損耗，不能在腔內(nèi)建立起一定模式的振蕩，激光器發(fā)射的僅僅是較強(qiáng)的熒光，這種狀態(tài)稱之為“超輻射”狀態(tài)。只有注入電流達(dá)到閾值以后，才能發(fā)射譜線尖銳。模式明確的激光。

8.光纖中產(chǎn)生損耗的主要因素是什么？光纖中有哪些損耗？

由于吸收和散射的原因使光纖發(fā)生損耗。光纖中發(fā)生損耗的原因，有來自光纖本身的損耗，也有光纖與光源的耦合損耗以及光纖之間的連接損耗，如熔接損耗，彎曲損耗，端面損耗，光學(xué)損耗等。光纖本身的損耗有吸收損耗（本征吸收、雜質(zhì)吸收）和散射損耗（瑞利散射、結(jié)構(gòu)缺陷散射）。本征損耗是光纖基礎(chǔ)材料固有的吸收，并不是雜質(zhì)或者缺陷所引起的。本征損耗特點(diǎn)是確定了某一種材料吸收損耗的下限，與波長有關(guān)。

9.簡述雪崩光電二極管的工作原理。

當(dāng)在光電二極管上加反向電壓，使其耗盡區(qū)內(nèi)的電場強(qiáng)度大于105V/cm時(shí)，光生載流子在強(qiáng)電場作用下高速通過耗盡區(qū)向兩級移動(dòng)。在移動(dòng)過程中，由于碰撞游離而產(chǎn)生更多的新載流子，形成雪崩現(xiàn)象，從而使流過二極管的光電流成百倍地增加。利用光生載流子雪崩效應(yīng)工作的PN結(jié)光電二極管就是APD。

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五.計(jì)算題。

已知階躍折射率光纖中n1=1.52，n2=1.49。（開方、反三角函數(shù)計(jì)算困難時(shí)，必須列出最后的表達(dá)式。）1.光纖浸沒在水中（n0=1.33），求光從水中入射到光纖輸入端面的光纖最大接收角；

2.光纖放置在空氣中，求數(shù)值孔徑。

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第二篇：光纖通信復(fù)習(xí)題

光纖通信復(fù)習(xí)題

一、填空題

1、利用光波作為載波的通信方式稱為（）。

2、光在光纖中傳輸是利用光的（）原理，光纖既為光導(dǎo)纖維的簡稱，光纖通信是以（）為傳輸載體，以（）為傳輸媒質(zhì)的一種通信方式。

3、光纖通信系統(tǒng)中監(jiān)控信號的傳輸途徑有兩個(gè)，一個(gè)是在光纖中傳輸，另一個(gè)是

()。

4、造成光纖中傳輸?shù)墓獠ㄐ盘柍霈F(xiàn)畸變的重要原因是()。

5、SDH系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的 PDH 系統(tǒng)的主要原因是（）（）、（）、和（）。

6、DWDM系統(tǒng)是指波長間隔相對較小，波長復(fù)用相對密集，各信道共用光纖一個(gè)（）窗口，在傳輸過程中共享光纖放大器的高容量WDM系統(tǒng)。

7、DWDM系統(tǒng)的工作方式主要有雙纖單向傳輸和（）。

8、G.652光纖有兩個(gè)應(yīng)用窗口，即1310nm和1550nm，前者每公里的典型衰耗值為0.34dB，后者為（）。

9、G.653光纖又稱做色散位移光纖是通過改變折射率的分布將1310nm附近的零色散點(diǎn)，位移到（）nm附近，從而使光纖的低損耗窗口與零色散窗口重合的一種光纖。

10、在多模光纖中，纖芯的半徑越()，可傳輸?shù)膶?dǎo)波模數(shù)量就越多。

11、光纜由纜芯、()和外護(hù)層組成。

12、激光振蕩器必須包括增益介質(zhì)、激勵(lì)源和()。

13、對LD的直接調(diào)制將導(dǎo)致()，限制光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率和容量。

14、LD屬于受激發(fā)射發(fā)光，而LED屬于()發(fā)光。

15、APD的雪崩放大效應(yīng)具有隨機(jī)性，由此產(chǎn)生的附加噪聲稱為()。

16、限制光接收機(jī)靈敏度的主要因素是()。

17、激光器能產(chǎn)生激光振蕩的最低限度稱為激光器的（）。

18、我國采用的同步復(fù)用過程為（）的同步復(fù)用過程。

19、同步系統(tǒng)是數(shù)字通信系統(tǒng)中的重要組成部分之一，所謂同步是指通信系統(tǒng)的收、發(fā)端要有（），使收端和發(fā)端步調(diào)一致。

20、誤碼性能是光纖數(shù)字通信系統(tǒng)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，產(chǎn)生誤碼的主要原因是傳輸系統(tǒng)的脈沖抖動(dòng)和（）。

二、選擇題

1、目前光纖通信所用光波的波長有三個(gè)，它們是：()

A.850nm、1200nm、1800nm

C.850nm、1310nm、1550nmB.800nm、1510nm、1800nm D.800nm、1200nm、1700nm2、隨著激光器溫度的上升，其輸出光功率會(huì)()

A.減少B.增大C.保持不變D.先逐漸增大，后逐漸減少

3、光接收機(jī)中，雪崩光電二極管引入的噪聲為()

A.光電檢測器的暗電流噪聲、雪崩管倍增噪聲、光接收機(jī)的電路噪聲

B.量子噪聲、雪崩管倍增噪聲、光接收機(jī)的電路噪聲

C.量子噪聲、光電檢測器的暗電流噪聲、光接收機(jī)的電路噪聲

D.量子噪聲、光電檢測器的暗電流噪聲、雪崩管倍增噪聲

4、弱導(dǎo)光纖中纖芯折射率n1和包層折射率n2的關(guān)系是()

A.n1≈n2B.n1=n2C.n1>>n2D.n1<

A.調(diào)節(jié)光信號的功率大小

B.保證光信號只能正向傳輸 D.將光纖中傳輸?shù)谋O(jiān)控信號隔離開 C.分離同向傳輸?shù)母髀饭庑盘?/p>

6、光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中，同步數(shù)字系列SDH的最基本速率等級是STM-1其速率為()。

A.2.048Mb/sB.139.264Mb/sC.155.520Mb/sD.622.080Mb/s7、光中繼器中均衡器的作用是（）

A.放大

B.消除噪聲干擾 D.均衡成有利于判決的波形 C.均衡成矩形脈沖

8、在光纖通信中，()是決定中繼距離的主要因素之一。

A.光纖芯徑B.抗電磁干擾能力C.傳輸帶寬D.電調(diào)制方式

9、用光功率計(jì)測試Sn點(diǎn)（OTU的輸出點(diǎn)）光功率，液晶屏上顯示“0.5mW”，工程師按下“dBm”鍵，顯示結(jié)果是()。

A.-3.01dBmB.-6.99dBmC.-0.5dBmD.0.5dBm10、限制光信號傳送距離的條件，下面說法錯(cuò)誤的是()。

A.激光器發(fā)模塊發(fā)送功率

C.發(fā)光模塊的色散容限

11、STM-N 的復(fù)用方式是（）

A.字節(jié)間插B.比特間插C.幀間插D.統(tǒng)計(jì)復(fù)用 B.激光器收模塊接收靈敏度 D.收光模塊色散容限

12、STM-N光信號經(jīng)過線路編碼后（）

A.線路碼速會(huì)提高一些B.線路碼中加入冗余碼

C.線路碼速還是為STM-N標(biāo)準(zhǔn)碼速D.線路碼為加擾的NRZ碼

三、名詞解釋

1、數(shù)值孔徑

2、消光比（P147）

3、光接收機(jī)靈敏度（P155）

4、光纖色散

5、光纖衰減

三、畫圖題

1、畫出光纖數(shù)字通信系統(tǒng)的組成方框圖（P166）

2、畫出數(shù)字光纖通信光發(fā)射模塊的方框圖，并簡述各部分主要作用。（P146）

3、畫出數(shù)字光纖通信接收光端機(jī)的方框圖，并簡述各部分主要作用。（P154）

四、簡答題

1、為什么包層的折射率必須小于纖芯的折射率？

2、分別說明G.652、G.653、G.655光纖的各有什么特點(diǎn)？（P76~77）

3、簡述摻鉺光纖放大器（EDFA）的工作原理

4、簡述波分復(fù)用系統(tǒng)的工作原理及系統(tǒng)組成五、計(jì)算題：

1、出自習(xí)題4.9（P144）（1）有一GaAlAs半導(dǎo)體激光器，其諧振腔長為500μm，腔內(nèi)的有效吸收系數(shù)為10cm，兩端的非涂覆解理面的反射率為0.32。求在受激輻射閾值條件下的光增益。

（2）若在激光器的一端涂覆一層電介質(zhì)反射材料，使其反射率變?yōu)?0%，試求在受激輻射閾值條件下的光增益。

（3）若在它的內(nèi)量子效率為0.65，試求（1）和（2）中的外量子效率。

12、設(shè)140Mb/s數(shù)字光纖通信系統(tǒng)發(fā)射光功率為0dBm，接收機(jī)靈敏度為－55dBm，系統(tǒng)余量為9dB，連接器損耗為1dB/個(gè)，平均接頭損耗為0.1 dB/km，光纖損耗0.4dB/km。計(jì)算損耗限制傳輸距離L。（參考P169的例題5.1和P211的習(xí)題5.8）

以下是P58的習(xí)題2.17和2.19二選一

3、某SI型光纖，纖芯半徑a=62.5μm，n1=1.48，n2=1.47，工作波長為1310nm，計(jì)算其歸一化頻率，并估算其中可傳播的模式總數(shù)。

4、某SI型光纖，纖芯半徑a=4.0μm，n1=1.48，數(shù)值孔徑NA=0.01，試問此光纖在工作波長分別為850nm、1310nm、1550nm時(shí)，是否滿足單模傳輸條件？

第三篇：光纖通信技術(shù)

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(huì)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(huì)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小（>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(huì)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(huì)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(huì)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(huì)隨之增加，并會(huì)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(huì)發(fā)展的推動(dòng)下，光通信一定會(huì)有更加長久的發(fā)展。

[參考文獻(xiàn)]

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第四篇：光纖通信期末論文

光時(shí)分復(fù)用技術(shù)

摘要：光時(shí)分復(fù)用技術(shù)是提高光纖通信容量的一個(gè)重要手段，還是全光網(wǎng)絡(luò)的一種重要技術(shù)方案。本文對光時(shí)分復(fù)用技術(shù)進(jìn)行了介紹，并展望了其發(fā)展前景。關(guān)鍵詞光纖通信光時(shí)分復(fù)用全光網(wǎng)絡(luò)

1引言

光纖通信已有30多年的發(fā)展史。在這30多年里，光纖通信技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，但是光纖的巨大容量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有被利用起來，理論上，光纖可以提供25000 GHz的帶寬。傳統(tǒng)的電的時(shí)分復(fù)用（TDM）技術(shù)目前在實(shí)驗(yàn)室可以達(dá)到40Gbit／s的水平，但是由于電子遷移速率的限制，采用這種方法進(jìn)一步提高速率已經(jīng)十分困難。目前有兩種技術(shù)可以提高光纖的傳輸容量，一種是光波分復(fù)用（WDM）技術(shù)，一種是光時(shí)分復(fù)用（OTDM）技術(shù)，前者是通過增加單根光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)來提高光纖的傳輸容量，后者是提高單信道的速率。目前采用WDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)的最高速率已達(dá)2.6Tbit／S，而OTDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)的單信道最高速率達(dá)640Gbit/s。

但是和WDM相比，OTDM技術(shù)還很不成熟，很多的器件尚處于實(shí)驗(yàn)室的研究階段。OTDM之所以引起人們的很大興趣，主要原因有兩個(gè)：一是它可以克服WDM的一些固有的缺點(diǎn)，如：放大器級聯(lián)產(chǎn)生的增益特性的不平坦。光纖非線性的限制等等；二是OTDM技術(shù)被認(rèn)為是一個(gè)長遠(yuǎn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將來的網(wǎng)絡(luò)必將是采用全光交換和全光路由選擇的全光網(wǎng)絡(luò)，（OTDM）的一些特點(diǎn)使它作為將來的全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案更具吸引力。

WDM和OTDM并不是互不兼容相互對立的技術(shù)，它們可以共存于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，因?yàn)閱慰縒DM或OTDM來提高光纖通信系統(tǒng)容量的能力是有限的。實(shí)際上，可以把多個(gè)OTDM信號進(jìn)行波分復(fù)用，從而大大提高傳輸容量。

2光時(shí)分復(fù)用技術(shù)

光時(shí)分復(fù)用的原理和電時(shí)分復(fù)用相同，電時(shí)分復(fù)用由于受到電子速率極限的限制，速率不可能很高，于是人們自然想到了直接在光域上進(jìn)行時(shí)分復(fù)用的方法。超短脈沖光源在時(shí)鐘的控制下產(chǎn)生重復(fù)頻率為時(shí)鐘頻率的超短光脈沖，該超短光

脈沖經(jīng)摻餌光纖放大器（EDFA）放大后分成N路，每路光脈沖由各支路信號單獨(dú)調(diào)制，調(diào)制后的信號經(jīng)過不同的時(shí)延后用合路器合并成一路高速OTDM信號，完成復(fù)用功能。假設(shè)支路信號的速率為B，則復(fù)用后的OTDM信號速率為N×B。OTDM信號經(jīng)光纖傳輸?shù)竭_(dá)接收端后首先進(jìn)行時(shí)鐘提取，提取的時(shí)鐘作為控制信號送到解復(fù)用器解出各個(gè)支路信號，再對各個(gè)支路信號單獨(dú)接收。

一個(gè)點(diǎn)對點(diǎn)的OTDM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：高重復(fù)頻率的超短脈沖光源；復(fù)用解復(fù)用技術(shù)；時(shí)鐘提取技術(shù)；高速信號傳輸技術(shù)。

2.1高重復(fù)頻率的超短脈沖光源

除了通常對光信號源穩(wěn)定性的要求外，超高速光時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)對所用的光信號源還有特別的要求。它要求脈沖寬度至少小于1／3碼元周期、而且脈沖沒有啁啾。目前，用于OTDM系統(tǒng)的光源主要有四種：鎖模光纖激光器、半導(dǎo)體鎖模激光器、分布反饋半導(dǎo)體激光器／電吸收調(diào)制器組合光源和增益開關(guān)半導(dǎo)體激光器。

鎖模光纖激光器可以產(chǎn)生重復(fù)頻率達(dá)40GHz、脈沖寬度小于3ps的超短光脈沖，而且它還具有重復(fù)頻率和波長可調(diào)兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，可用于超高速的OTDM系統(tǒng)。這種光源的諧振腔由光纖環(huán)組成，腔長很長，主動(dòng)銷模是靠一個(gè)光調(diào)制器來完成，當(dāng)加在調(diào)制器上信號的頻率為諧振腔基模頻率的整數(shù)信時(shí)，就可達(dá)到鎖模的效果。

半導(dǎo)體鎖模激光器具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，它是通過鎖定基模的方法來達(dá)到鎖模的效果，可以達(dá)到數(shù)十GHz的重復(fù)頻率。采用外部控制措施，半導(dǎo)體鎖模激光器可以產(chǎn)生脈寬在1ps以下的光脈沖。

分布反饋半導(dǎo)體激光器／電吸收調(diào)制器組合光源和增益開關(guān)半導(dǎo)體激光器比較簡單、較容易實(shí)現(xiàn)，目前在速率相對較低的OTDM系統(tǒng)中應(yīng)用比較廣泛。

2.2復(fù)用解復(fù)用技術(shù)

傳統(tǒng)的復(fù)用器由耦合器和光纖時(shí)延線組成。這種方法很簡單，但很難保證產(chǎn)生的碼元間隔精確相等，而且溫度的改變將影響光纖時(shí)延線的長度，使得碼元間隔隨溫度產(chǎn)生波動(dòng)。目前較好的方法是采用全光調(diào)制和光時(shí)鐘相結(jié)合的方案或采

用集成的方法。

OTDM解復(fù)用器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)高速光開關(guān)，主要有兩種類型：光電開關(guān)型解復(fù)用器和全光型解復(fù)用器。光電開關(guān)型解復(fù)用器速率較低，對于高速OTDM系統(tǒng)，一般采用全光解復(fù)用器。全光解復(fù)用器包括非線性光纖環(huán)鏡型解復(fù)用器（NOLM）、半導(dǎo)體光放大器環(huán)鏡型解復(fù)用器（SLALOM或TOAD）和半導(dǎo)體光放大器MaCh－Zhender干涉儀型解復(fù)用器（SOA－MZI），以及基于光纖或半導(dǎo)體光放大器中四波混頻的解復(fù)用器。

NOLM解復(fù)用器是利用光纖中的交叉相位調(diào)制效應(yīng)來完成解復(fù)用的功能，它具有結(jié)構(gòu)簡單，開關(guān)速度高的優(yōu)點(diǎn)，目前在OTDM系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。半導(dǎo)體光放大器環(huán)鏡型解復(fù)用器和半導(dǎo)體光放大器Mach－Zhender干涉儀型解復(fù)用器則是利用半導(dǎo)體光放大器中的交叉相位調(diào)制來實(shí)現(xiàn)解復(fù)用功能，由于半導(dǎo)體光放大器的非線性效應(yīng)很大，所以需要的控制脈沖的能量小，而且結(jié)構(gòu)比較緊湊?；诠饫w或半導(dǎo)體光放大器中四波混頻的解復(fù)用器則是利用了光纖或半導(dǎo)體光放大器中的四波混頻效應(yīng)，它的速率可以很高。

2.3時(shí)鐘提取技術(shù)

OTDM的時(shí)鐘提取技術(shù)大體上可以分為三種類型：電時(shí)鐘提取、全光時(shí)鐘提取和光電鎖相環(huán)時(shí)鐘提取。OTDM系統(tǒng)電時(shí)鐘提取和電TDM中的時(shí)鐘提取方法相同，它采用一個(gè)高Q值的濾波器直接提取時(shí)鐘。這種方法比較簡單，但是不適合用于高速OTDM系統(tǒng)中。

全光時(shí)鐘提取技術(shù)主要包括光有源或無源窄帶濾波器直接提取時(shí)鐘技術(shù)和注入鎖定時(shí)鐘提取技術(shù)。采用光窄帶濾波器提取的時(shí)鐘質(zhì)量不好，時(shí)間抖動(dòng)較大。注入領(lǐng)定時(shí)鐘提取技術(shù)適于提取位時(shí)鐘，而不適于提取幀時(shí)鐘。

光電鎖相環(huán)時(shí)鐘提取技術(shù)是一種比較好的時(shí)鐘提取技術(shù)，它利用一個(gè)光比特相位比較器將本地產(chǎn)生的光時(shí)鐘與人射光比特流鎖定。這種技術(shù)既利用了光學(xué)信號處理的高速性能，又利用了傳統(tǒng)的電子鎖相環(huán)的頻率和相位跟蹤特性，因此在高速OTDM傳輸系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。

2.4高速信號傳輸技術(shù)

對于高速OTDM信號，光纖的色散是限制其傳輸距離的主要因素，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單模光纖上，如果不采用相應(yīng)的補(bǔ)償和控制措施，40Gbit／s的信號只能傳輸4km。目前，主要有兩種高速光信號傳輸技術(shù)：一是光孤子技術(shù)，另一個(gè)是色散補(bǔ)償技術(shù)。

光孤子是具有特定形狀和特定功率的光脈沖，在傳輸過程中，光纖色散產(chǎn)生的脈沖展寬效應(yīng)和自相位調(diào)制產(chǎn)生的脈沖壓縮效應(yīng)正好完全抵消，從而可同時(shí)消除光纖色散和非線性的影響，脈沖可以傳輸很長距離而不會(huì)變形。而色散補(bǔ)償主要是通過采用一段和光纖色散特性相反的色散介質(zhì)來抵消色散的影響，或?qū)π盘栠M(jìn)行相應(yīng)的處理來消除或降低色散的影響。色散補(bǔ)償技術(shù)主要有三種：色散補(bǔ)償光纖、啁啾布喇格光纖光柵和中間光相位共軛補(bǔ)償技術(shù)，目前的研究取得了很大的進(jìn)展，有的已進(jìn)入實(shí)用階段。

隨著速率的進(jìn)一步提高，偏振模色散（PMD）和高階色散對光纖傳輸系統(tǒng)的性能的影響越來越突出，要實(shí)現(xiàn)超高速OTDM信號的長距離傳輸，必須要對偏振模色散進(jìn)行補(bǔ)償。但是我們也應(yīng)注意到，這些補(bǔ)償方法不可能完全消除信號在傳輸過程中因色散、非線性、放大器噪聲等因素產(chǎn)生的畸變，所以在長距離傳輸或大規(guī)模的全光網(wǎng)絡(luò)中，必要時(shí)應(yīng)對光脈沖進(jìn)行全光再生。

3.總結(jié)

從目前的研究情況看，OTDM存在三個(gè)研究發(fā)展方向：一個(gè)發(fā)展方向是研究更高速率的系統(tǒng)并和WDM相結(jié)合，目前OTDM的最高速率已達(dá)640 Gbit／S，OTDM和WDM相結(jié)合已實(shí)現(xiàn)了3Tbit／s的傳輸速率；第二個(gè)發(fā)展方向是OTDM實(shí)用化技術(shù)和比特間插的OTDM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，歐洲一直在從事40Gbit／S的OTDM系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)方面的研究工作，其中一些關(guān)鍵器件已接近實(shí)用；第三個(gè)方向是OTDM全光分組網(wǎng)絡(luò)，和電的分組交換網(wǎng)絡(luò)將代替電的電路交換網(wǎng)絡(luò)一樣，光的分組交換網(wǎng)絡(luò)將是全光網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)發(fā)展方向，主要是美國在這方面作了大量的研究，英國電信目前也在進(jìn)行這方面的研究。

第五篇：光纖通信技術(shù)及其發(fā)展趨勢

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(tái)，在未來信息社會(huì)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(shí)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(huì)產(chǎn)生感生電動(dòng)勢，即不會(huì)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(huì)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(huì)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(huì)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?，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(dòng)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(shí)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(shí)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。

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