第一篇：光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成及發(fā)展前景

光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成及發(fā)展前景

【摘要】 光纖通信不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路中，還可以應(yīng)用在電力通信控制系統(tǒng)中，進(jìn)行工業(yè)監(jiān)測(cè)、控制，而且在軍事領(lǐng)域的用途也越來(lái)越為廣泛。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(lái)信息社會(huì)中將起到十分重要的作用。

【關(guān)鍵詞】 光纖通信 系統(tǒng)構(gòu)成 前景

一、概念

光纖即為光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)稱(chēng)。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(cè)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(lèi)外，在應(yīng)用中，光纖常按用途進(jìn)行分類(lèi)，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(zhuān)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)。光纖通信是以光波為信息載體，通過(guò)光纖來(lái)傳遞的一種通信設(shè)施。因?yàn)樗哂腥萘看螅瑐鬏斁嚯x遠(yuǎn)，傳輸速度快，經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，所以在當(dāng)今被廣泛應(yīng)用。

二、光纖通信的特點(diǎn)

（1）光纖通信容量大；傳輸距離長(zhǎng)；一根細(xì)細(xì)的光纖可以承載很多個(gè)光信息，而它的傳輸時(shí)以光速傳播，并且損耗非常小。（2）由于光纖較細(xì)，質(zhì)量輕，所以便于鋪設(shè)和運(yùn)輸。（3）光纖通信具有抗電磁干擾能力，傳輸信息不易丟失和失真。（4）信號(hào)串?dāng)_小、保密性能好。（5）光纖通信用材少，而且不污染環(huán)境。（6）光纜適應(yīng)性強(qiáng)，壽命比較長(zhǎng)。

三、光纖通信的原理

所謂光纖通信，就是在發(fā)送端首先要把傳送的信息（如話(huà)音）變成電信號(hào)，然后調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上，使光的強(qiáng)度隨電信號(hào)的幅度（頻率）變化而變化，并通過(guò)光纖發(fā)送出去；在接收端，檢測(cè)器收到光信號(hào)后把它變換成電信號(hào)，經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信息。然而，由于目前技術(shù)水平所限，對(duì)光波進(jìn)行頻率調(diào)制與相位調(diào)制等仍局限在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，尚未達(dá)到實(shí)用化水平，因此目前大都采用強(qiáng)度調(diào)制與直接檢波方式（IM-DD）[1]?；镜墓饫w通信系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)源、光發(fā)送端、光學(xué)信道和光接收機(jī)組成。數(shù)據(jù)是數(shù)字，聲音，圖像等各種信號(hào)的數(shù)字化。光發(fā)送機(jī)和調(diào)制器則負(fù)責(zé)將信號(hào)轉(zhuǎn)變成適合于在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?hào)，先后用過(guò)的光波窗口有0.85、1.31 和1.55。光學(xué)信道包括最基本的光纖，還有中繼放大器EDFA等；而光學(xué)接收機(jī)則接收光信號(hào)，并從中提取信息，然后轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，最后得到對(duì)應(yīng)的話(huà)音、圖像、數(shù)據(jù)等信息。

四、光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成

光纖通信系統(tǒng)中，光纖中傳輸?shù)氖嵌M(jìn)制光脈沖“0”碼和“1”碼，它由二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)對(duì)光源進(jìn)行通斷調(diào)制而產(chǎn)生。而數(shù)字信號(hào)是對(duì)連續(xù)變化的模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣、量化和編碼產(chǎn)生的，稱(chēng)為PCM，即脈沖編碼調(diào)制。

1、光發(fā)信機(jī)。光發(fā)信機(jī)是實(shí)現(xiàn)電/ 光轉(zhuǎn)換的光端機(jī)。它由光源、驅(qū)動(dòng)器和調(diào)制器組成。其功能是將來(lái)自于PCM電端機(jī)的電信號(hào)對(duì)光源發(fā)出的光波進(jìn)行調(diào)制，成為已調(diào)光波，然后再將已調(diào)的光信號(hào)耦合到光纖或光纜去傳輸。

2、光中繼器。光中繼器由光檢測(cè)器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個(gè)：一個(gè)是補(bǔ)償光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)受到的衰減；另一個(gè)是對(duì)波形失真的脈沖近行政性。

3、光收信機(jī)。光收信機(jī)是實(shí)現(xiàn)光/ 電轉(zhuǎn)換的光端機(jī)。它由光檢測(cè)器和光放大器組成。

4、光纖連接器、耦合器等無(wú)源器件。由于光纖或光纜的長(zhǎng)度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制，且光纖的拉制長(zhǎng)度也是有限度的。因此一條光纖線路可能存在多根光纖相連接的問(wèn)題。于是，光纖間的連接、光纖與光端機(jī)的連接及耦合，對(duì)光纖連接器、耦合器等無(wú)源器件的使用是必不可少的。

五、光纖通信發(fā)展趨勢(shì)及前景

（1）新一代光纖：隨著社會(huì)發(fā)展的需要已經(jīng)出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖，即非零色散光纖（G.655）和全波光纖。

（2）超高速系統(tǒng)：傳統(tǒng)光纖通信的發(fā)展始終按照電的時(shí)分復(fù)用（TDM）方式進(jìn)行，而如今要滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展需要，光纖通信應(yīng)該按照光的時(shí)分復(fù)用方式進(jìn)行。

（3）超大容量WDM系統(tǒng)：如果將多個(gè)發(fā)送波長(zhǎng)適當(dāng)錯(cuò)開(kāi)的光源信號(hào)同時(shí)在一路光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復(fù)用（WDM）的基本思路。

（4）全光網(wǎng)絡(luò)：WDM波分復(fù)用技術(shù)的實(shí)用化，提供了利用光纖帶寬的有效途徑，使大容量光纖傳輸技術(shù)取得了突破性進(jìn)展。光纖通信的應(yīng)用給人們帶來(lái)了一場(chǎng)信息的革命。是整個(gè)社會(huì)進(jìn)入了一個(gè)信息高速發(fā)展的時(shí)代。而光纖通信帶給我們的不僅僅是高速，還有更為客觀的前景，它將帶給我們無(wú)盡的方便。電話(huà)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在不遠(yuǎn)的未來(lái)，即將由光纖通信的發(fā)展而更好的結(jié)合，那將是光纖通信給人們帶來(lái)的第二次震撼。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]張國(guó)鴻.淺談光纖設(shè)備通信原理及其布線技術(shù)[J].港口科技通信與導(dǎo)航，2007.[2]潘遠(yuǎn)翠.淺談光纖通信市場(chǎng)的發(fā)展[J].達(dá)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006.

第二篇：光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成

光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成 作者：unknown 更新時(shí)間： 2005-05-14

光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成----目前，實(shí)用光纖通信系統(tǒng)組成框圖如圖 8-1 所示。

圖 8-1 光纖通信系統(tǒng)的組成----如圖示，光纖通信系統(tǒng)由以下五個(gè)部分組成。----（1）光發(fā)信機(jī)：光發(fā)信機(jī)是實(shí)現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)換的光端機(jī)。它由光源、驅(qū)動(dòng)器 和調(diào)制器組 成。其功能是將來(lái)自于電端機(jī)的電信號(hào)對(duì)光源發(fā)出的光波進(jìn)行調(diào)制，成為已調(diào)光 波，然后 再將已調(diào)的光信號(hào)耦合到光纖或光纜去傳輸。電端機(jī)就是常規(guī)的電子通信設(shè)備。----（2）光收信機(jī)：光收信機(jī)是實(shí)現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換的光端機(jī)。它由光檢測(cè)器和 光放大器組 成。其功能是將光纖或光纜傳輸來(lái)的光信號(hào)，經(jīng)光檢測(cè)器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，然后，再將這微 弱的電信號(hào)經(jīng)放大電路放大到足夠的電平，送到接收端的電端汲去。----（3）光纖或光纜：光纖或光纜構(gòu)成光的傳輸通路。其功能是將發(fā)信端發(fā) 出的已調(diào)光 信號(hào)，經(jīng)過(guò)光纖或光纜的遠(yuǎn)距離傳輸后，耦合到收信端的光檢測(cè)器上去，完成傳

送信息任 務(wù)。----（4）中繼器：中繼器由光檢測(cè)器、光源和判決再生電路組成。它的作用有 兩個(gè)：一個(gè) 是補(bǔ)償光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)受到的衰減；另一個(gè)是對(duì)波形失真的脈沖近行政 性。----（5）光纖連接器、耦合器等無(wú)源器件：由于光纖或光纜的長(zhǎng)度受光纖拉制 工藝和光 纜施工條件的限制，且光纖的拉制長(zhǎng)度也是有限度的（如 1Km)。因此一條光纖線 路可能存 在多根光纖相連接的問(wèn)題。于是，光纖間的連接、光纖與光端機(jī)的連接及耦合，對(duì)光纖連 接器、耦合器等無(wú)源器件的使用是必不可少的。----目前實(shí)用的光纖通信系統(tǒng)都采用直接檢波系統(tǒng)。直接檢波系統(tǒng)就是在發(fā)送 端直接把信 號(hào)調(diào)制到光波上，而在接收端用光電檢波管直接把被調(diào)治的光波檢波為原信號(hào)的 系統(tǒng)。電 端機(jī)就是一般電信號(hào)設(shè)備，例如載波機(jī)或電視圖象發(fā)送與接受設(shè)備等。光端機(jī)則 是把電信 號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)（發(fā)送光端機(jī)），或把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)（接收光端機(jī)）的設(shè) 備。發(fā)送 光端機(jī)的作用是將發(fā)送的電信號(hào)進(jìn)行處理，加在半導(dǎo)體激光器上，使電信號(hào)調(diào)制 光波，然 后將此已調(diào)制光波送入光導(dǎo)纖維。已調(diào)制光波經(jīng)光導(dǎo)纖維傳送至接收光端機(jī)的半 導(dǎo)體光電 管上檢波。檢波后得到的電信號(hào)經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理再送接受電端機(jī)，然后按一般電信 號(hào)處理。這就是整個(gè)光纖通信的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程和一般無(wú)線電通信過(guò)程是十分相似的。當(dāng) 然光線通 信的空間傳輸手段是光導(dǎo)纖維，這與一般無(wú)線電通信在空間傳輸電波的情況是不

同的。----直接檢波系統(tǒng)的基本優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)成簡(jiǎn)單，就當(dāng)前光波技術(shù)水平來(lái)講現(xiàn)實(shí)

可行。同時(shí)由于 光波頻率極高，在這樣系統(tǒng)上傳送上萬(wàn)路電話(huà)，幾十路電視并不困難，完全可以 滿(mǎn)足目前 通信的需要。因此直接檢波系統(tǒng)是光纖通信當(dāng)前較多采用的形式。

第三篇：光纖通信系統(tǒng)

第一章

1、實(shí)現(xiàn)光纖通信的關(guān)鍵器件與技術(shù)是什么？

答：（1）低損耗、寬帶寬的光纖。

（2）高可靠性、長(zhǎng)壽命的光源及高響應(yīng)的光檢測(cè)器件。

（3）光測(cè)量及光纖連接技術(shù)。

2、光纖通信使用光源的波長(zhǎng)范圍是什么？

答：在近紅外區(qū)內(nèi)，即0.8~1.8um。

第二章

5、光纖的損耗機(jī)理及危害是什么？

答：損耗機(jī)理：主要有吸收損耗、散射損耗及輻射損耗。

吸收損耗與光纖材料有關(guān)。散射損耗與光纖材料及光波導(dǎo)中的結(jié)構(gòu)缺陷、非線性效應(yīng)有關(guān)，這兩種損耗是光纖材料固有的。輻射損耗則與光纖幾何形狀的擾動(dòng)有關(guān)。

危害：由于損耗的存在，在光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)，不管是模擬信號(hào)還是數(shù)字脈沖，其幅度都要減小。光纖損耗是光纖傳輸系統(tǒng)中中繼距離的主要限制因素之一。

6、光纖的色散機(jī)理及危害是什么？

答：色散機(jī)理：由于光纖中所傳信號(hào)的不用頻率成分或不同模式成分，在傳播的過(guò)程中因群速度不同互相散開(kāi)，并且造成它們到達(dá)光纖終端的時(shí)間各不相同，從而引起傳輸信號(hào)波形失真、脈沖展寬。光線的色散，主要有材料色散、波導(dǎo)色散和模式色散。

危害：由于信號(hào)的各頻率成分和各模式成分的傳輸速度不同，當(dāng)它在光纖中傳輸一定的距離后，將互相散開(kāi)，致使光脈沖展寬。若脈沖展寬過(guò)大將會(huì)造成碼間干擾，從而使誤碼率增加，通信質(zhì)量下降。由于脈沖寬度與頻帶寬度成反比，脈沖展寬越大，表示帶寬能力越小。

7、光纜的主要結(jié)構(gòu)是什么？答：光纖芯線、護(hù)套和加強(qiáng)部件。

第三章

3、半導(dǎo)體激光器發(fā)光的基本條件是什么？

答：向半導(dǎo)體P-N結(jié)注入電流，實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，產(chǎn)生受激輻射，再利用諧振腔的正反饋，實(shí)現(xiàn)光放大而產(chǎn)生激光振蕩輸出激光。

4、能級(jí)躍遷有那幾種形式？

答：熱躍遷、光躍遷（自發(fā)發(fā)射、受激輻射、受激吸收）。

5、半導(dǎo)體激光器的工作電壓是正向還是反向？

答：正向。

8、比較半導(dǎo)體激光器和發(fā)光二極管的異同。

答：不同之處：(1)工作原理不同，半導(dǎo)體激光器是受激輻射，再利用諧振腔的正反饋。而發(fā)光二極管是自發(fā)輻射，不需要光學(xué)諧振腔，沒(méi)有閾值。(2)發(fā)光二極管工藝簡(jiǎn)單、成本低、可靠性好。適用于短距離、低碼速的數(shù)字光纖通信系統(tǒng)，或者是模擬光纖通信系統(tǒng)。半導(dǎo)體激光器適用于長(zhǎng)距離大容量的光纖通信系統(tǒng)。

相同之處：使用的半導(dǎo)體材料相同，結(jié)構(gòu)相似。

11、光電探測(cè)器的主要特性是什么？

答：（1）要有高的光電轉(zhuǎn)化效率，或者具有高的增益因子。

（2）對(duì)應(yīng)于使用波長(zhǎng)的光波，要有高的靈敏度，即響應(yīng)度要高。

（3）要有足夠?qū)挼膸?，即檢測(cè)器輸出的電信號(hào)能不失真地反映出接受的光信號(hào)。

（4）要求穩(wěn)定、可靠、便宜。

12、光電探測(cè)器的工作電壓是正向還是反向？

答：反向。

16、試說(shuō)明APD和PIN在性能上的主要區(qū)別。

答：PIN光電二極管響應(yīng)頻率高，可高達(dá)10GHZ，響應(yīng)速度快，供電電壓低，工作十分穩(wěn)定。

APD雪崩二極管靈敏度高，響應(yīng)快，但需要上百伏的工作電壓，而且性能和入射光功率有關(guān)，當(dāng)入射光功率大時(shí)，增益引起的噪聲大，帶來(lái)電流失真。

17、無(wú)源光器件的種類(lèi)有哪些？

答：無(wú)源光器件大致可分為連接用的部件和功能性部件兩大類(lèi)。

連接用的部件有各種光連接器，它們不僅可用做光纖和光纖的連接，而且還可以組成功能部件及設(shè)備的一部分，用于部件（設(shè)備）和光纖、或部件（設(shè)備）和部件（設(shè)備）的連接。

功能性部件有分路器、耦合器、光分波合波器、光衰減器、光開(kāi)關(guān)和光隔離器等，它們主要用于光的分路、耦合、復(fù)用、衰減、開(kāi)關(guān)、防反射等方面。

第四章

1、數(shù)字信號(hào)調(diào)制半導(dǎo)體激光器時(shí)，直流偏置應(yīng)如何設(shè)置？

2、數(shù)字信號(hào)調(diào)制發(fā)光二極管時(shí)，直流偏置應(yīng)如何設(shè)置？

4、在數(shù)字光纖通信中，線路編碼的基本要求是什么？

答：（1）要便于在不中斷通信業(yè)務(wù)的條件下進(jìn)行誤碼檢測(cè)，這就要求碼型有一定的規(guī)律性。

（2）碼率增加要少，如碼速提高過(guò)多，會(huì)使系統(tǒng)信噪比因帶寬增大而減小，這對(duì)于高次群系統(tǒng)特別重要。

（3）盡量減少碼流中連0、連1碼的個(gè)數(shù)，便于定時(shí)信號(hào)的提取。

（4）要有利于減少碼流的基線漂移，即要求碼流中的“1”、“0”碼分布均勻，否則不利于接收端的再生判決。

（5）接收端將線路碼還原后，誤碼增值要小。

（6）電路簡(jiǎn)單，體積小，耗電少。

6、現(xiàn)有碼流信號(hào)為***011110110，采用8B1P編碼方式，請(qǐng)分別給出P為奇校驗(yàn)碼和偶校驗(yàn)碼時(shí)的碼流信號(hào)。

（1）P為奇校驗(yàn)碼：

8B碼***011110110

8B1P碼 ***101111101101

（2）P為偶校驗(yàn)碼：

8B1P碼 ***1001111011007、現(xiàn)有碼流信號(hào)為***011110110，采用4B1C編碼方式，請(qǐng)給出編碼后的碼流信號(hào)。4B碼***011110110

4B1C碼******

10、SDH幀結(jié)構(gòu)可分為哪幾個(gè)部分？

答：（1）段開(kāi)銷(xiāo)。（2）信息載荷。（3）管理單元指針。

17、數(shù)字光接收機(jī)的主要性能指標(biāo)是什么？

答：（1）光接收機(jī)的靈敏度。（2）光接收機(jī)的噪聲。（3）數(shù)字光接收機(jī)的誤碼率。（4）模擬光接收機(jī)的性噪比。（5）動(dòng)態(tài)范圍。（6）抖動(dòng)。

18、設(shè)計(jì)數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的中繼距離時(shí)，應(yīng)該考慮哪些因素？

答：（1）發(fā)射光功率。（2）光接收機(jī)靈敏度。（3）光纖的每公里損耗。（4）光纖的色散。

第五章

1、什么叫做基帶—光強(qiáng)調(diào)制？

答：模擬信號(hào)沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何電的調(diào)制就是基帶信號(hào)如電視信號(hào)?；鶐盘?hào)直接對(duì)光源進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制就稱(chēng)為基帶—光強(qiáng)調(diào)制。

2、什么叫做副載波調(diào)幅—光強(qiáng)調(diào)制？

答：原始的電信號(hào)先對(duì)某一電載波進(jìn)行調(diào)幅，然后再對(duì)光源進(jìn)行調(diào)制。

3、什么叫做副載波調(diào)頻—光強(qiáng)調(diào)制？

答：原始的電信號(hào)先對(duì)某一電載波調(diào)頻，然后再對(duì)光源調(diào)制。

4、什么叫做脈沖調(diào)制—光強(qiáng)調(diào)制？

答：首先用原始的模擬信號(hào)對(duì)脈沖副載波進(jìn)行預(yù)調(diào)制，然后再對(duì)光源進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制。

8、什么叫做調(diào)幅頻分多路技術(shù)？

答：首先將各頻道的視頻基帶信號(hào)對(duì)各自的副載波進(jìn)行殘留邊帶調(diào)幅，組成頻分多路信號(hào)，然后對(duì)光源進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制。

9、什么叫做調(diào)頻頻分多路技術(shù)？

答：首先是將各頻道的視頻基帶信號(hào)對(duì)各自的副載波進(jìn)行調(diào)頻，組成頻分多路信號(hào)，再對(duì)光源進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制。

10、什么叫做副載波復(fù)用（SCM）技術(shù)？

答：將數(shù)字視頻基帶信號(hào)對(duì)各自的副載波進(jìn)行調(diào)制（如FSK、PSK、QAM等），組成頻分多路信號(hào)，再對(duì)光源進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制。

第六章

1、EDFA的工作原理是什么？有哪些應(yīng)用方式？

答：工作原理：在摻鉺光纖(EDF)中，鉺離子(Er3+)有三個(gè)能級(jí)： 能級(jí)1代表基態(tài)，能量最低，能級(jí)2是亞穩(wěn)態(tài)，處于中間能級(jí)，能級(jí)3代表激發(fā)態(tài)，能量最高，當(dāng)泵浦(Pump, 抽運(yùn))光的光子能量等于能級(jí)3和能級(jí)1的能量差時(shí)，鉺離子吸收泵浦光從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)(1→3)。但是激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的，Er3+很快返回到能級(jí)2。如果輸入的信號(hào)光的光子能量等于能級(jí)2和能級(jí)1的能量差，則處于能級(jí)2的Er3+將躍遷到基態(tài)(2→1)，產(chǎn)生受激輻射光，因而信號(hào)光得到放大。由此可見(jiàn)，這種放大是由于泵浦光的能量轉(zhuǎn)換為信號(hào)光的結(jié)果。為提高放大器增益，應(yīng)提高對(duì)泵浦光的吸收，使基態(tài)鉺離子盡可能躍遷到激發(fā)態(tài)。

應(yīng)用方式：線路放大、接收端前路放大、發(fā)射端放大。

3、EDFA的基本種類(lèi)有哪些？

答：線路放大器、前置放大器、功率放大器。

4、半導(dǎo)體激光放大器的種類(lèi)有幾種？主要原理分別是什么？

答：FP型（FPA）和行波型（TWA）

FPA：兩端的發(fā)射系數(shù)較高，在兩端面間產(chǎn)生正反饋諧振放大，因此要求輸入信號(hào)與FP腔間有嚴(yán)格的頻率匹配。在略低于閾值電流偏置時(shí)，設(shè)單次通過(guò)的增益為Gs，放大器的內(nèi)增益可達(dá)20~30dB。只有靠近閾值時(shí)才能獲得高增益。由于FPA的高度諧振性，它必然是一個(gè)窄帶放大器。

TWA：雖然也是與FPA一樣的LD芯片構(gòu)成，但其端面反射系數(shù)要低得多。只有當(dāng)端面的反射系數(shù)為零時(shí)才能被稱(chēng)作行波放大器。而實(shí)際情況下，只能說(shuō)只能說(shuō)工作在接近行波狀態(tài)。

第七章

1、什么是波分復(fù)用系統(tǒng)？

答：為了充分利用單模光纖低損耗區(qū)帶來(lái)的巨大帶寬資源，根據(jù)每一信道光波的頻率不同，可以將光纖的低損耗窗口劃分成若干個(gè)信道，把光波作為信號(hào)的載波，在發(fā)送端采用波分復(fù)用器（合波器），將不同規(guī)定波長(zhǎng)的信號(hào)光載波合并起來(lái)，送入一根光纖進(jìn)行傳輸，在接收端再由一波分復(fù)用器（分波器）將這些不同波長(zhǎng)承載不同信號(hào)的光載波分開(kāi)。由于不同波長(zhǎng)的光載波信號(hào)可以看做互相獨(dú)立，從而在一根光纖中可實(shí)現(xiàn)多路光信號(hào)的復(fù)用傳輸。

2、WDM技術(shù)的主要特點(diǎn)是什么？

答：（1）可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使一根光纖的傳輸容量比單波長(zhǎng)傳輸增加幾倍至幾十倍。

（2）使N個(gè)波長(zhǎng)復(fù)用起來(lái)在單模光纖中傳輸，在大容量長(zhǎng)途傳輸時(shí)可以大量節(jié)約光纖。另外，對(duì)于早期安裝的芯數(shù)不多的電纜，芯數(shù)較少，利用波分復(fù)用不必對(duì)原有系統(tǒng)作較大的改動(dòng)即可比較方便的進(jìn)行擴(kuò)容。

（3）由于同一光纖中傳輸?shù)男盘?hào)波長(zhǎng)彼此獨(dú)立，因而可以傳輸特性完全不同的信號(hào)，完成各種電信業(yè)務(wù)信號(hào)的綜合和分離，以及PDH信號(hào)和SDH信號(hào)的綜合與分離。

（4）波分復(fù)用通道對(duì)數(shù)據(jù)格式是透明的，即與信號(hào)速率及電調(diào)制方式無(wú)關(guān)。一個(gè)WDM系統(tǒng)可以承載多種格式的“業(yè)務(wù)”信號(hào)，ATM、IP或者將來(lái)有可能出現(xiàn)的信號(hào)。WDM系統(tǒng)完成的是透明傳輸，對(duì)于“業(yè)務(wù)”層信號(hào)來(lái)說(shuō)，WDM的每個(gè)波長(zhǎng)就像“虛擬”的光纖一樣。

（5）在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充和發(fā)展中，是理想的擴(kuò)容手段，也是引入寬帶新業(yè)務(wù)的方便手段，增加一個(gè)附加波長(zhǎng)即可引入任意想要的新業(yè)務(wù)或新容量。

（6）利用WDM技術(shù)選路來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交換和恢復(fù)，從而可能實(shí)現(xiàn)未來(lái)透明的、具有高度生存性的光網(wǎng)絡(luò)。

（7）在國(guó)家骨干網(wǎng)的傳輸中，EDFA的應(yīng)用可以大大減少長(zhǎng)途干線系統(tǒng)SDH中繼器的數(shù)目，從而減少成本。距離越長(zhǎng)，節(jié)省成本就越多。

5、光頻分復(fù)用系統(tǒng)和光波分復(fù)用系統(tǒng)的區(qū)別是什么？

答：在波分復(fù)用系統(tǒng)中，合波器與分波器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)光波的濾波器，它們是在光波波段上將各信道的光波分隔出來(lái)。但是，這種光波的濾波器實(shí)際上做出來(lái)的通帶較寬，因而兩個(gè)光源間的波長(zhǎng)間隔不能靠的太近，所以光波的頻帶利用率較差。

光頻分復(fù)用系統(tǒng)在方案上恰恰避開(kāi)了上述弱點(diǎn)，不在光波波段上將各信道分開(kāi)，而在較低的波段上用電的濾波器將各信道分開(kāi)。顯然，這個(gè)頻段上電的濾波器的選擇性能要較光波器件好得多。因而，在這種復(fù)用系統(tǒng)中相鄰信道的間隔就可取得小。所以，同樣帶寬的光纖就可容納更多的信道。

第八章

1、簡(jiǎn)述什么是光交換？

答：光交換機(jī)中交換的信息是光信息，速率高，能抗電干擾，提供大的帶寬，能夠?qū)崿F(xiàn)透明技術(shù)，便于擴(kuò)展業(yè)務(wù)。很適合于高速、寬帶系統(tǒng)。

2、光交換系統(tǒng)分類(lèi)有幾種？分別是哪些？

答：3種?？辗止饨粨Q、時(shí)分光交換和波分光交換。

3、在全光網(wǎng)絡(luò)的中間節(jié)點(diǎn)中，為什么要進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換？

答：為了適應(yīng)相應(yīng)波長(zhǎng)的信息傳輸模式，需要把攜帶有信息的一定波長(zhǎng)信號(hào)通過(guò)處理，轉(zhuǎn)載到另外一個(gè)波長(zhǎng)上去。

4、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)主要有哪幾種？

答：光/電/光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)、全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)。

5、什么是光孤子通信？

答：光孤子通信是一種全光非線性通信方案，其基本原理是光纖折射率的非線性效應(yīng)導(dǎo)致對(duì)光脈沖的壓縮，可以與群速色散引起的光脈沖展寬相平衡，在一定條件下，光孤子能夠長(zhǎng)距離不變形地在光纖中傳輸。它完全擺脫了光纖色散對(duì)傳輸速率和通信容量的限制，其傳輸容量比當(dāng)今最好的通信系統(tǒng)高出1~2個(gè)數(shù)量級(jí)，中繼距離可達(dá)幾百公里，它被認(rèn)為是下一代最有發(fā)展前途的傳輸方式之一。

6、什么是相干光通信技術(shù)？

答：在發(fā)送端，采用外光調(diào)制方式將信號(hào)以調(diào)幅、調(diào)相或調(diào)頻的方式調(diào)制到光載波上，再經(jīng)光匹配器送入光纖中傳輸。當(dāng)信號(hào)光傳輸?shù)竭_(dá)接收端時(shí)，首先與一本振光信號(hào)進(jìn)行相干混合，然后由探測(cè)器進(jìn)行探測(cè)。

第四篇：光纖通信的特點(diǎn)和發(fā)展前景范文

光纖通信的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)

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(cè)、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(zhǎng)，光纖通信技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)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(chǎng)的施工工藝和環(huán)境。這里只討論其主要特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù)特點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)光纖鏈路現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

（1）光纖通信簡(jiǎn)介

光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健？梢园压饫w通信看成是以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的“有線”光通信。光纖由內(nèi)芯和包層組成，內(nèi)芯一般為幾十微米或幾微米，比一根頭發(fā)絲還細(xì)：外面層稱(chēng)為包層，包層的作用就是保護(hù)光纖。實(shí)際上光纖通信

系統(tǒng)使用的不是單根的光纖，而是許多光纖聚集在一起的組成的光纜。由于玻璃材料是制作光纖的主要材料，它是電氣絕緣體，因而不需要擔(dān)心接地回路：光波在光纖中傳輸，不會(huì)發(fā)生信息傳播中的信息泄露現(xiàn)象；光纖很細(xì)，占用的體積小，這就解決了實(shí)施的空間問(wèn)題。

（2）光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)

頻帶極寬，通信容量大。光纖的傳輸帶寬比銅線或電纜大得多。對(duì)于單波長(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)，由于終端設(shè)備的限制往往發(fā)揮不出帶寬的優(yōu)勢(shì)。因此需要技術(shù)來(lái)增加傳輸?shù)娜萘?，密集波分?fù)用技術(shù)就能解決這個(gè)問(wèn)題。

損耗低，中繼距離長(zhǎng)。目前，商品石英光纖和其它傳輸介質(zhì)相比的損耗是最低的：如果將來(lái)使用非石英極低損耗傳輸介質(zhì)，理論上傳輸?shù)膿p耗還可以

降到更低的水平。這就表明通過(guò)光纖通信系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)的施工成本，帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效益。

抗電磁干擾能力強(qiáng)。石英有很強(qiáng)的抗腐蝕性，而且絕緣性好。而且它還

有一個(gè)重要的性質(zhì)就是抗電磁干擾的能力很強(qiáng)，它不受外部環(huán)境的影響，也不受人們架設(shè)的電纜等干擾。這一點(diǎn)對(duì)于在強(qiáng)電領(lǐng)域的通訊應(yīng)用特別有用，而且在軍事上也大有用處。

保密性好。在電波傳輸?shù)倪^(guò)程中，電磁波的傳播容易泄露，保密性差。而光波在光纖中傳播，不會(huì)發(fā)生串?dāng)_的現(xiàn)象，且保密性強(qiáng)。

除此之外，還有光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)，資源豐富，成本

低，穩(wěn)定性好，壽命長(zhǎng)。正是因?yàn)楣饫w的這些優(yōu)點(diǎn)，光纖的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。

（3）光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)

光纖傳輸距離從宏觀上說(shuō)，光纖的傳輸距離是越遠(yuǎn)越好，因此研究光纖的研究人員們，一直在這方面努力。在光纖放大器投入使用后，不斷有對(duì)光纖傳輸距離的突破，向無(wú)中繼距離信號(hào)傳輸方向發(fā)展。

向城域網(wǎng)發(fā)展，光傳輸目前正從骨干網(wǎng)向城域網(wǎng)發(fā)展，光傳輸逐漸靠近

業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。而人們通常認(rèn)為光傳輸作為一種傳輸信息的手段還不適應(yīng)城域網(wǎng)。作為業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，既接近用戶(hù)，又能保證信息的安全傳輸，而用戶(hù)還希望光傳輸能帶來(lái)更多的便利服務(wù)。

互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需求與下一代全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì).近年來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)發(fā)展迅速，IP業(yè)務(wù)也隨之火爆。研究表明，隨著IP業(yè)的迅速發(fā)展，通信業(yè)將面臨“洗牌”，并孕育著新技術(shù)的出現(xiàn)。隨著軟件控制的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和發(fā)展，現(xiàn)代的光通信正逐步向智能化發(fā)展，它能靈活的讓營(yíng)運(yùn)者自由的管理光傳輸。而且還會(huì)有更多的相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)生，為人們的使用帶來(lái)更多的方便。

綜上所述，以高速光傳輸技術(shù)、寬帶光接入技術(shù)、節(jié)點(diǎn)光交換技術(shù)、智能光聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，并面向IP互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的光波技術(shù)是目前光纖傳輸?shù)难芯繜狳c(diǎn)，而在以后，科學(xué)家還會(huì)繼續(xù)對(duì)這一領(lǐng)域的研究和開(kāi)發(fā)。從未來(lái)的應(yīng)用來(lái)看，光網(wǎng)絡(luò)將向著服務(wù)多元化和資源配置的方向發(fā)展，為了滿(mǎn)足客戶(hù)的需求，光纖通信的發(fā)展不僅要突破距離的限制，更要向智能化邁進(jìn)。

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(duì)信息的需求也會(huì)隨之 增加，并會(huì)超過(guò)現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)承載能力，因此我們必須進(jìn)一步努力礬究 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(zhǎng)久的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

《中國(guó)科技信息雜志》《網(wǎng)絡(luò)電信2004》

《山東師范大學(xué)學(xué)報(bào)》2003．4．

第五篇：光纖通信系統(tǒng)試題一

試卷一

一、單項(xiàng)選擇題（在每小題的備選答案中選出一個(gè)正確的答案，并將正確答案的序號(hào)填在題干的括號(hào)內(nèi)。每小題1分，共10分）

1．目前普遍采用的實(shí)用光纖通信系統(tǒng)是（）

A．相位調(diào)制直接檢波通信系統(tǒng)B．頻率調(diào)制直接檢波通信系統(tǒng)

C．強(qiáng)度調(diào)制直接檢波通信系統(tǒng)D．強(qiáng)度調(diào)制相干光檢測(cè)通信系統(tǒng)

2．在目前光纖通信系統(tǒng)中應(yīng)用最廣的光纖是（A）。

A．石英系光纖B．石英芯、塑料包層光纖

C．多成分玻璃纖維D．塑料光纖

3．階躍光纖中傳導(dǎo)的基模是（B）

A．LP00B．LP01C．LP10D．LP11

4．石英光纖的最低損耗窗口是（）μm。

A．0.85B．1.55C．1.31D．1.33

5．光定向耦合器的作用是（）

A．把一路光分成兩路光。

B．把兩路光合成一路光。

C．把一路光分成兩路光或把兩路光合成一路光。

D．衰減光信號(hào)的大小。

6．在T＞0K時(shí)，下面說(shuō)法正確的是：（）

A．高于費(fèi)米能級(jí)的能級(jí)被電子占據(jù)的幾率小于1/2。

B．高于費(fèi)米能級(jí)的能級(jí)被電子占據(jù)的幾率等于1/2。

C．高于費(fèi)米能級(jí)的能級(jí)被電子占據(jù)的幾率大于1/2。

D．高于費(fèi)米能級(jí)的能級(jí)被電子占據(jù)的幾率等于1。

7．對(duì)于光發(fā)射機(jī)的光源，說(shuō)法正確的是（）

A．光源的輸出光功率越大越好B．光源輸出光功率不能過(guò)大

C．對(duì)光源的P-I曲線的線性要求不高D．可以使用任意發(fā)光波長(zhǎng)的光源

8．關(guān)于光接收機(jī)的主放大器，說(shuō)法正確的是：（）

A．增益大小可調(diào)B．位于均衡器之后

C．輸出信號(hào)的峰峰值為幾毫伏數(shù)量級(jí)D．位于前置放大器之前

9．用光纖傳輸監(jiān)控信號(hào)時(shí)，脈沖調(diào)頂法屬于（）

A．空分復(fù)用B．頻分復(fù)用

C．時(shí)分復(fù)用D．碼分復(fù)用

10．對(duì)于含有8個(gè)碼元的一組碼組10011101，若編為mB1C碼，其結(jié)果是（）。

A．100111010B．100111011C．110011101D．01001110

1二、填空題（每小題1分，共10分）

11．在傳播方向上有磁場(chǎng)分量但無(wú)電場(chǎng)分量的電磁波稱(chēng)為。

12．在光纖通信中，決定中繼距離的主要因素是光纖的和。

13．光纖的是用來(lái)表示光纖捕捉光射線能力的物理量。

14．階躍型光纖的單模傳輸?shù)臈l件是

15．光衰減器可分為和兩種。

16．激光器主要由激光物質(zhì)、和激勵(lì)源組成。

17．異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器的優(yōu)點(diǎn)是加強(qiáng)了對(duì)的限制。

18．要產(chǎn)生光電效應(yīng)，必須給PN結(jié)加上偏壓。

19．APD二極管最大的特點(diǎn)是具有

20．中繼器的作用是衰減的信號(hào)、恢復(fù)的波形，使光脈沖得到再生。

三、名詞解釋?zhuān)啃☆}3分，共15分）

21．襯底輻射模

22．波導(dǎo)色散

23．光纖連接器

24．粒子數(shù)反轉(zhuǎn)

25．光電檢測(cè)器的響應(yīng)時(shí)間

四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）

26．什么是光接收機(jī)的靈敏度？若用分貝毫瓦來(lái)表示，其定義式是怎樣的？

27．簡(jiǎn)述光隔離器的工作原理

28．簡(jiǎn)述半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。

29．簡(jiǎn)述抖動(dòng)性能的定義及描述方法。

五、畫(huà)圖題（第30小題5分，第31、32小題各10分，共25分）

30．畫(huà)出LED數(shù)字信號(hào)內(nèi)調(diào)制原理圖。

31．畫(huà)出光纖數(shù)字通信系統(tǒng)的示意方框圖。

32．畫(huà)出外加正向偏壓后P-N結(jié)的能帶分布。

六、計(jì)算題（每小題10分，共20分）

33．在階躍型光纖中，纖芯的折射指數(shù)為n1=1.50，包層的折射指數(shù)為n2=1.47。

（1）光纖放置在空氣中，求數(shù)值孔徑：

（2）光纖浸在水中（n0=1.33），求光從水中入射到光纖輸入端面的最大接收角。

34．已知光纖通信系統(tǒng)光纖損耗為0.6dB/km，有6個(gè)接頭，平均每個(gè)接頭損耗為0.15 dB，光源入纖功率為–4dBm，接收機(jī)靈敏度為–52 dBm，設(shè)備富余量為6dB，求最大中繼距離為多少？