第一篇：光纖通信論文畢業(yè)設(shè)計

第一章

1.光纖通信有哪些優(yōu)點

⑴ 容量大。光纖工作頻率比目前電纜使用的工作頻率高出 8~9 個數(shù)量級，故所開發(fā)的容量很大。

⑵ 衰減小。光纖每公里衰減比目前容量最大的通信同軸電纜的每公里衰減要低一個數(shù)量級以上。

⑶ 體積小，重量輕。同時有利于施工和運輸。

⑷ 防干擾性能好。光纖不受強電干擾、電氣信號干擾和雷電干擾，抗電磁脈沖能力也很強，保密性好。⑸ 節(jié)約有色金屬。一般通信電纜要耗用大量的銅、鉛或鋁等有色金屬。光纖本身是非金屬，光纖通信的發(fā)展將為國家節(jié)約大量有色金屬。

⑹ 擴容便捷。一條帶寬為 2Mbps 的標準光纖專線很容易就可以升級到 4M、10M、20M，最大可達 100Mbps，其間無需更換任何設(shè)備。

2.光纖通信系統(tǒng)有哪幾部分組成？簡述各部分作用。

信息源：把用戶信息轉(zhuǎn)換為原始電信號，這種信號稱為基帶信號。

電發(fā)射機：把基帶信號轉(zhuǎn)換為適合信道傳輸?shù)男盘?，這個轉(zhuǎn)換如果需要調(diào)制，則其輸出信號稱為已調(diào)信號。

光發(fā)射機：把輸入電信號轉(zhuǎn)換為光信號，并用耦合技術(shù)把光信號最大限度地注入光纖線路。光纖線路：把來自光發(fā)射機的光信號，以盡可能小的畸變和衰減傳輸?shù)焦饨邮諜C。

光接收機：把從光纖線路輸出、產(chǎn)生畸變和衰減的微弱光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并經(jīng)放大和處理后恢復(fù)成發(fā)射前的電信號。

電接收機：功能和電發(fā)射機的功能相反，它把接收的電信號轉(zhuǎn)換為基帶信號。信息宿：恢復(fù)用戶信息。第二章

1均勻光纖芯與包層的折射率分別為:n1

?1.50,n2?1.45試計算：（1）光纖芯與包層的相對折射率差△=？（2）光纖的數(shù)值孔徑NA=?

（3）在1米長的光纖上，由子午線的光程差所引起的最大時延差??max??

解：???n1?n2n1

NA=

n2?n2

12?n12?

??L

max?

L22n??

?NA?2?n1Lc? 1c2n1cc

2.目前光纖通信為什么采用以下三個工作波長

?1?0.85?m,?2?1.31?m,?3?1.55?m?

損耗：在1.31，1.55存在低損耗窗口 色散：隨波長增加，色散減小，帶寬增加 所以采用1.31,1.55,0.85

3.光纖通信為什么向長波長、單模光纖方向發(fā)展？ 長波長、單模光纖比短波長、多模光纖具有更好的傳輸特性。（1）單模光纖沒有模式色散，不同成分光經(jīng)過單模光纖的傳播時間不同的程度顯著小于經(jīng)過多模光纖時不同的程度．

(2）由光纖損耗和波長的關(guān)系曲線知，隨著波長的增大，損耗呈下降趨勢，且在1.31μm 和1.55μm 處的色散很小，故目前長距離光纖通信一般都工作在1.55μm.4.光纖色散產(chǎn)生的原因及其危害是什么？ 答 光纖色散是由光纖中傳輸?shù)墓庑盘枴Ｓ捎诓煌煞值墓鈺r間延遲不同而產(chǎn)生的。光纖色散對光纖傳輸系統(tǒng)的危害有：若信號是模擬調(diào)制的，色散將限制帶；是數(shù)字脈沖，色散將使脈沖展寬，限制系統(tǒng)傳輸速率（容量）.5.光纖損耗產(chǎn)生的原因及其危害是什么？ 答 光纖損耗包括吸收損耗和散射損耗。吸收損耗是由SiO2材料引起的固有吸收和由雜質(zhì)引起的吸收產(chǎn)生的。散射損耗主要由材料微觀密度密度不均勻引起的瑞利散射和光纖結(jié)構(gòu)缺陷（如氣泡）引起的散射產(chǎn)生的。光纖損耗使系統(tǒng)的傳輸距離受到限制．大損耗不利于長距離光纖通信。第三章

1.設(shè)激光器的高能級和低能級的能量各為

E2和E1,頻率為f，相應(yīng)能級上的粒子密度

N2和N1。計算

(1)當(dāng)f=3000MHZ,T=300K時，N2N1??

(2)當(dāng)??1?m,T?300K時，N2N1??

(3)當(dāng)??1?m,若N2N1?0.1，環(huán)境溫度T=？

E1?E2?hfN?1?E2?E1

??hf??6.628?10?34?3000?106?

KT

?1?KT??

N?e?e

?e

?1?1.381?10???23?300??

（2）hf

?Eg?

1.24

?

?1.24?106

Eg(eV):1(ev)?1.6?10?19J

N??E???1.24?1.6?10?19?2

??g??

KT??

N?e?e

???1.381?10?300???

（3）

N?hf???24?1.6?10?9?2

?1.??KT??

???1.381?10?23T???

N?e?e

T=6252K

2.半導(dǎo)體激光器（LD）有哪些特性？答：半導(dǎo)體激光器的主要特征有

(1)發(fā)射波長和光譜特性，發(fā)射波長取決于導(dǎo)帶的電子躍遷到價帶時所釋放的能量，這個能量近似等于禁帶寬度Eg（ev），不同的半導(dǎo)體材料有不同的禁帶寬度Eg，因而有不同的發(fā)射波長?。光譜特性是隨著驅(qū)動電流的增加，縱模模數(shù)逐漸減小，譜線寬度變窄，隨著調(diào)制電流增大，縱模模數(shù)增多，譜線寬度變寬。(2)激光束的空間分布(3)轉(zhuǎn)換效率和輸出光功率特性(4)頻率特性(5)溫度特性

3.比較半導(dǎo)體激光器（LD）和發(fā)光二極管（LED）的異同

答： LD和LED的不同之處 工作原理不同，LD發(fā)射的是受激輻射光，LED發(fā)射的是自發(fā)輻射光。LED不需要光學(xué)諧振腔，沒有閾值，而LD需要，和LD相比，LED輸出光功率較小，光譜較寬，調(diào)制頻率較低，但發(fā)光二極管性能穩(wěn)定，壽命長，輸

出功率線性范圍寬，而且制造工藝簡單，價格低廉，所以，LED的主要應(yīng)用場合時小容量（窄帶）短距離通信系統(tǒng)，而LD主要應(yīng)用于長距離大容量（寬帶）通信系統(tǒng)。LD和LED的相同之處：使用的半導(dǎo)體材料相同，結(jié)構(gòu)相似，LED和LD大多采用雙異質(zhì)結(jié)（DH）結(jié)構(gòu)，把有源層夾在P型和N型限制層中間。

4.試說明APD 和PIN 在性能上的主要區(qū)別。答APD 和PIN 在性能上的主要區(qū)別有：(1)APD 具有雪崩增益，靈敏度高，有利于延長系統(tǒng)傳輸。

(2)APD 的響應(yīng)時間短。

(3)APD 的雪崩效應(yīng)會產(chǎn)生過剩噪聲，因此要適當(dāng)控制雪

(4)APD 要求較高的工作電壓和復(fù)雜的溫度補償電路，成本較高。第四章

1.激光器（LD）產(chǎn)生張弛振蕩和自脈沖現(xiàn)象的機理是什么？它的危害是什么？應(yīng)如何消除這兩種現(xiàn)

象的產(chǎn)生？

2.LD 為什么能夠產(chǎn)生碼型效應(yīng)？其危害及消除辦法是什么？

答半導(dǎo)體激光器在高速脈沖調(diào)制下，輸出光脈沖和愉人電流脈沖之間存在延遲時間，稱為光電延遲時間。當(dāng)光電延遲時間與數(shù)字調(diào)制的碼元持續(xù)時間T / 2 量級時，會使“0”碼過后的第一個“l(fā) ”碼的脈沖寬度變窄，幅度減小．嚴重時可能使“1”碼丟失，這種現(xiàn)象稱為碼型效應(yīng)。碼型效應(yīng)的特點是在脈沖序列中，較長的連“0 ' ’碼后出現(xiàn)“1”碼丟失，其脈沖明顯變小而且連“0”碼數(shù)目越多，調(diào)制速率越高，這種效應(yīng)越明顯．碼消除方法是用適當(dāng)?shù)摹斑^調(diào)制”補償方法．

3在LD 的驅(qū)動電路里，為什么要設(shè)置功率自動控制電路APC?功率自動控制實際是控制LD 的哪幾個參數(shù)？

答 在LD 的驅(qū)動電路里，設(shè)置功率自動控制電路（APC）是為了調(diào)節(jié)LD 的偏流，是輸出光功率穩(wěn)定。功率自動控制實際是控制LD的偏置電流、輸出光功率、激光器背向光功率。

4.在LD 的驅(qū)動電路里，為什么要設(shè)定溫度自動控制電路？具體措施是什么？控制電路實際控制的是哪幾個參數(shù)？

答在LD 的驅(qū)動電路里，設(shè)置自動溫度控制電路是因為半導(dǎo)體光源的輸出特性受溫度影響很大，特

別是長波長半導(dǎo)體激光器對溫度更加敏感，為保證輸出特性的穩(wěn)定，對光器進行溫度控制是十分必要的．溫度控制裝置一般由致冷器、熱敏電阻和控制電路組成。致冷器的冷端和激光器的熱端接觸，熱敏電阻作為傳感器，探測激光器結(jié)區(qū)的溫度，并把它傳遞給控制電路，通過控制電路改變致冷量，使激光器輸出特性保持恒定?？刂齐娐穼嶋H控制的是：換能電橋輸出、三極管的基極電流和致冷器的電流。

5.在數(shù)字光接收機中，為什么要設(shè)置AGC電路？ 主放大器一般是多級放大器，它的作用是提供足夠的增益，并通過它實現(xiàn)自動增益控制（AGC），以使輸入光信號在一定范圍內(nèi)變化，輸出電信號保持恒定。主放大器和AGC決定著光接收機的動態(tài)范圍。

6.在數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中，選擇碼型時應(yīng)考慮哪幾個因素？

答數(shù)字光纖通信系統(tǒng)對線路碼型的主要要求如下：

(l）能限制信號帶寬，減小功率譜中的高低頻分量．(2）能給光接收機提供足夠的定時信息．（3）提供一定的冗余度，用于平衡碼流、誤碼檢測和公務(wù)通信。但對高速砍，應(yīng)適當(dāng)減小冗余度，以免占用過大的帶寬。第五章

1設(shè)140 Mb / s 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)發(fā)射光功率為-3 dBm，接收機-38 dBm，系統(tǒng)余量為4 dB，連接器損耗為0．5 dB /對，平均接頭損耗為O.05dB/km, 光纖衰減系數(shù)為0.4 dB / km，光纖損耗余量為0.05 dB / km，計算中繼距離L。解

L??Pt?Pr?2?c?Me?f??s??m?

因為

Pt??3dBm,Pr??38dBm,Me?4dB,?c?0.5對，?s?0.05km,?f?0.4km,?m?0.05km

所以

L??Pt?Pr?2?c?Me?f??s??m? =

?-3?38-2?0.5-4??0.05?0.4?0.05??60km

所以受損耗限制的中繼距離等于60km.2根據(jù)上題計算結(jié)果，設(shè)線路碼傳輸速率B=168 Mb ／s，單模光纖色散系數(shù)=5ps /(nm · km)．問該系統(tǒng)應(yīng)采用??(rms)譜寬為多少的多縱模激光器作光源． 解根據(jù)L??

?106Fb|C0|??

代人由上題計算的L=60km,及

Fb?168s,??0.115,C0?5ps/?nm?km?

可得多模激光器的譜線寬度???2.28nm

第六章

1.在光纖模擬傳輸系統(tǒng)中，為了增加中繼距離，必須采用擴展信號帶寬的調(diào)制方式，具體方式有種？（1）頻率調(diào)制：先用承載信息的模擬基帶信號對正弦載波進行調(diào)頻，產(chǎn)生等幅的頻率受調(diào)的正弦信號，其頻率隨輸入的模擬基帶信號的瞬時值而變化。

（2）脈沖頻率調(diào)制（PFM）：先用承載信息的模擬基帶信號對脈沖載波進行調(diào)頻，產(chǎn)生等幅等寬的頻率受調(diào)的脈沖信號，其脈沖頻率隨輸入的模擬基帶信號的瞬時值而變化。

（3）方波頻率調(diào)制（SWFM）：先用承載信息的模擬基帶信號對方波進行調(diào)頻，產(chǎn)生等幅不等寬的方波脈沖調(diào)制信號，其方波脈沖頻率隨輸入的模擬基帶信號的等幅度而變化。

4.在模擬光纖傳輸系統(tǒng)中，為什么寧肯采用擴展信號帶寬的調(diào)制方式來增大傳輸距離而不采用增設(shè)中繼站的辦法？

采用模擬間接光強調(diào)制的目的有兩個：提高傳輸質(zhì)量和增加傳輸距離，此外，這種調(diào)制方式的信噪比很高

4.什么叫副載波復(fù)用（SCM）?副載波復(fù)用光纖

通信有哪些優(yōu)點？

副載波：因為傳統(tǒng)意義上的載波是光載波，為區(qū)別起見，把守模擬基帶信號預(yù)調(diào)制的RF電載波稱為副載波，這種復(fù)用方式也稱副載波復(fù)用（SCM）優(yōu)點：

（1）一個光載波可以傳輸多個副載波，各個副載波可以承載不同類型的業(yè)務(wù)，有利于數(shù)字和模擬混合傳輸以及不同業(yè)務(wù)的綜合和分離。（2）SCM系統(tǒng)靈敏度較高，又無需復(fù)雜的定時技術(shù)，F(xiàn)M/SCM可以傳輸60~120路模擬電

視節(jié)目，制造成本較低。因而在電視傳輸網(wǎng)中競爭能力強，發(fā)展速度快。

(3)在數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)未能廣泛應(yīng)用的今天，線性良好的大功率LD已能得到實際應(yīng)用，因而發(fā)展SCM模擬電視傳輸系統(tǒng)是適時的選擇。這種系統(tǒng)不僅可以滿足目前社會對電視頻道日益增多的要求，而且便于在光纖與同軸電纜混合的有線電視系統(tǒng)（HFC）中采用 第七章

1.EDFA的工作原理是什么？有哪些應(yīng)用方式?

在摻餌光纖中，餌離子有三個能級：其中能級1代表基態(tài)，能量最低；能級2是亞穩(wěn)態(tài)，處于中間能級；能級3代表激發(fā)態(tài)，能量最高。當(dāng)泵浦光的光子能量等于能級3和能級1的能量差時，餌離子吸收泵浦光從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。但是激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的，Er

3?

纖進行傳輸。為克服光纖損耗引起的光孤子減弱，在光纖線路上周期地插入EDFA，向光孤子注入能量，以補償因光纖傳輸而引起的能量消耗，確保光孤子穩(wěn)定傳輸。在接收端，通過光檢測器和解調(diào)裝置，恢復(fù)光孤子所承載的信息。

很快返回

到能級2。如果輸入的信號光的光子能量等于能級2和能級1的能量差，則處于能級2的Er3?將躍遷到基態(tài)，產(chǎn)生受激輻射光，因而

信號光得到放大。應(yīng)用：

（1）中繼放大器：在光纖線路上每隔一定距離設(shè)置一個光纖放大器以延長干線網(wǎng)的傳輸距離

（2）前置放大器：放于光接收機前面，放大非常微弱的光信號，以改善靈敏度

（3）后置放大器：放大器置于光發(fā)射機后面以提高發(fā)射光功率 2.光交換有哪些方式？

（1）空分光交換：功能是使光信號的傳輸通路在空間上發(fā)生改變

（2）時分光交換：是以時分復(fù)用為基礎(chǔ)，用時隙互換原理實現(xiàn)交換功能的（3）波分光交換：是以波分復(fù)用原理為基礎(chǔ)，采用波長選擇或波長變換的方法實現(xiàn)交換功能的3.光孤子通信的原理是什么？

光孤子源產(chǎn)生一系列脈沖寬度很窄的光脈沖，即光孤子流，作為信息的載體進入光調(diào)制器，使信息對于光孤子流進行調(diào)制，被調(diào)制的光孤子流經(jīng)摻餌光纖放大器和光隔離器后，進入光

第二篇：光纖通信論文

光纖通信技術(shù)及應(yīng)用

摘要：

光纖通信技術(shù)在現(xiàn)代通信中處于關(guān)鍵的地位，是現(xiàn)代通信重要的支柱之一，對現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展有著至關(guān)重要的意義。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖通信技術(shù)在現(xiàn)代通信中的作用將越來越明顯。在光纖通信技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，本文結(jié)合光纖通信技術(shù)發(fā)展的實際情況，從光纖通信技術(shù)的概念及特點入手，著重探討光纖技術(shù)及光纖通信技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù) 特點 應(yīng)用

引言

所謂光纖通信，即是用光導(dǎo)纖維制成光纜，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬制的電纜，用程序控制的數(shù)字交換代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機電交換，用數(shù)字通信替代模擬通信。光纖通信是現(xiàn)代社會最重要的通信方式之一，其信息載體主要為光波，傳輸媒介主要為光纖。光纖通信作為技術(shù)革命中的新興技術(shù)，雖然問世不過幾十年，卻已經(jīng)得到迅速發(fā)展，目前已進入大規(guī)模推廣應(yīng)用時期。光纖通信技術(shù)在現(xiàn)代社會中起著至關(guān)重要的作用，是現(xiàn)代通信行業(yè)重要的支柱之一，對通信行業(yè)的生存和發(fā)展有著非常重要的意義。

隨著計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代社會開始進人一個網(wǎng)絡(luò)時代，在網(wǎng)絡(luò)時代，人們對光纖通信技術(shù)的需求將不斷增長，未來光纖通信技術(shù)將發(fā)揮著越來越重要的作用，成為現(xiàn)代禮會標志性的技術(shù)之一。

1.光纖通信技術(shù)的概念

光纖通信技術(shù)主要指運用光導(dǎo)纖維實施傳輸信號，承載重要的信息，同時運用光纖，使其作為傳輸媒介。光纖通信技術(shù)是現(xiàn)代社會最重要的一種通信方式，在通信行業(yè)中有著至關(guān)重要的作用。光纖主要用電氣絕緣體——玻璃材料制作而成的，因此無需擔(dān)心其可能由于接地原因而出現(xiàn)回路現(xiàn)象，因為光線的芯比較細小，因此必須選擇多芯構(gòu)成光纜，光纜是信息傳輸?shù)闹匾ǖ?，進而形成占用空間較小的傳輸系統(tǒng)。

2.光纖通信技術(shù)簡介

2.1 光纖通信各種技術(shù)簡析

1、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，獲得了大的寬帶資源。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行分離。

2、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，作為光纖寬帶接入的最后環(huán)節(jié)。負責(zé)完成光接入的重要任務(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。

3、光纖通信技術(shù)中光傳輸與交換技術(shù)的融合?；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)已經(jīng)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行了好幾代的更新。光接入網(wǎng)技術(shù)和光傳輸與交換技術(shù)的融合技術(shù)，前者較在技術(shù)應(yīng)用上有了一些技術(shù)上改進，從而也就提高了全網(wǎng)的進一步有效發(fā)展。

4、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G652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，新一代光纖的研究已成為當(dāng)務(wù)之需，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，已經(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。2.2 光纖通信的基本構(gòu)成 2.2.1 光纖：

光纖由纖芯、包層與涂層三大部分組成。光纖按模式分為多模光纖和單模光纖，對于公用通信網(wǎng)的骨干網(wǎng)，包括市內(nèi)骨干網(wǎng)、接入網(wǎng)的光纖線路，需要使用單模光纖；專用的局域網(wǎng)和其它短距離光纖線路使用多模光纖。光纖的工作波長有短波長和長波長，短波長是0.85μm，長波長則是1.31μm和1.55μm兩種。光纖的損耗在1.31μm為0.35dB/km，在1.55μm為0.20dB/km。波長1.31μm光纖的色散為零，而波長1.55μm光纖有最低損耗卻有不小的色散（Chromaticdispersion，簡寫dispersion)，對長距離、高速率脈沖信號傳輸有限制。經(jīng)重新設(shè)計的光纖，使零色散波長從1.31μm移位至1.55μm，這樣的單模光纖就稱為‘色散移位光纖’，簡寫DSF（dispersionshiftedfiber）。為了充分發(fā)展WDM/DWDM系統(tǒng)，應(yīng)用波長1.55μm存在小量的色散恰恰足夠抵消FWM（四波混頻）的影響，稱為‘非零色散光纖’，簡寫NZDF（non-zerodispersionfiber）。2.2.2 光源： 光源是光纖通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵光子器件。光纖通信對光源器件的要求工作壽命長（光源器件壽命的終結(jié)是指其發(fā)光功率降低到初始值的一半或者其閾值電流增大到其初始值的二倍以上）、體積小、重量輕。常見的光源器件有激光二極管（LD）和發(fā)光二極管（LED）兩種。O.5μm短波長光源常采用GaAlA/GaAs雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)，而長波長1.3～1.55μm則采用InGaAsP/lnp隱理式異質(zhì)結(jié)構(gòu)。而WDM系統(tǒng)須利用長波長光源器件，它不僅要求激光管的發(fā)射波長高度穩(wěn)定，保證器件與波導(dǎo)之間實現(xiàn)最佳耦合，插入損耗小，同時要求能把多路激光管和必要的附屬電路集成在同一芯片上，使得多路光載波信號能夠在一根光纖中加以傳輸。近年來研制的多波長光源器件主要是把多路激光管排成陣列，連同一個導(dǎo)形耦合器，利用硅的“平面光路”平臺技術(shù)制成混合集成光組件，其結(jié)構(gòu)趨于采用光纖光柵的外腔激光管結(jié)構(gòu)。2.2.3 光檢測器：

光檢測器件通過光/電轉(zhuǎn)換將信號通信信息從光波中分離檢測出來。光檢測器件的要求靈敏度高、響應(yīng)度高、噪聲低、工作電壓低、體積小重量輕壽命長。常見的光檢測器有PN光電二極管、PIN光電二極管和雪崩光電二極管（APD）。2.3光纖通信技術(shù)的特點：

1、信息傳輸容量大，質(zhì)量高，速度快。與傳統(tǒng)的銅芯銅軸纜相比,光纖傳輸?shù)念l帶寬，可以提供寬頻通信。所謂寬頻通信有兩個意義，第一是可以傳輸頻帶較寬的信號，第二是在一根導(dǎo)線內(nèi)提供傳輸不同頻帶信號的多信道，目前一根光纖最多可提供16條信道，這樣光纖寬頻通信就大大地增加了通信容量。

2、線路損耗低，抗干擾能力強，壽命長。光纖電纜傳輸抗干擾能力強，體積小，重量輕，保密性好，結(jié)構(gòu)緊湊，線路損耗低。在實際使用中,通常把千百根光纖組合在一起并加以增強處理，制成像通常電纜一樣的光纖纜，這樣既提高了光纖的抗拉強度，又使光纖系統(tǒng)的通信容量大大增加。

3、可以在同一條通路上進行雙向傳輸。光纖傳輸是雙向的，用戶可以通過交互式信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與對方交流對話。光纖不僅可以在陸地上使用，而且已廣泛用于海洋?？缭酱笪餮螅碧窖蟮暮５坠饫|已投入使用，其它海底光纜也在敷設(shè)之中。這些越洋光纜幾乎可把整個地球纏繞起來。

4、材料費用低，價格便宜。光導(dǎo)纖維是由玻璃制成的，電線銅芯是銅制成的，銅自然比由砂子（石英）制成的玻璃貴。用光纜代替電纜,一千米可節(jié)約一噸銅的費用。

5、易于安裝，使用方便。光纜輕，體積小，因此易于施工，很容易裝入密集的地下電纜管道，對于干、濕、冷和熱等環(huán)境都較銅線有強得多的適應(yīng)能力。在容量相同的情況下，光纜直徑只有電纜的1％到0.1％，且安全性好，可靠性高，不易被竊聽。

3.光纖通信技術(shù)的應(yīng)用

3.1 通信應(yīng)用

信息化時代的人們離不開方便快捷的通訊，光纖通信多大量運用于因特網(wǎng)、有線電視和（視頻）電話。與傳統(tǒng)金屬銅線相比，光纖訊號容易避免在傳輸過程中受到衰減、遭受干擾的影響，在遠距離及大量傳輸信號的場合中，光纖優(yōu)勢更為顯著。其次，它的傳導(dǎo)性能良好，傳輸信息容量大，一條光纖通路可同時容納多人通話，同時傳送多套電視節(jié)目。光纖通信所具有的顯著功能及獨特優(yōu)勢，能夠有助于電力系統(tǒng)的發(fā)展，我國許多地區(qū)的電力系統(tǒng)已經(jīng)逐步實現(xiàn)了由主干線向光纖的過渡。目前，我國發(fā)展最為完善、規(guī)模最大的專用通信網(wǎng)就是電力系統(tǒng)的光纖通信網(wǎng)，它的寬帶、語音以及數(shù)據(jù)等一系列的電力生產(chǎn)和電信業(yè)務(wù)基本上都是利用光纖通信來進行承載。光纖通信技術(shù)在電力系統(tǒng)穩(wěn)定和安全運行的保障方面，以及滿足人們生活與生產(chǎn)方面有著重要的意義，因而受到了人們的熱烈歡迎。3.2 醫(yī)學(xué)應(yīng)用

光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡可以導(dǎo)入心臟和腦室，測量心臟血壓值，血液中所含的氧氣的飽和度、體溫等，光導(dǎo)纖維連接的激光手術(shù)刀已成功應(yīng)用于醫(yī)學(xué)，同樣也可用作光敏法治愈癌癥患者。利用光導(dǎo)纖維制成的內(nèi)窺鏡，可以幫助醫(yī)生檢查胃、食道等疾病。光導(dǎo)纖維胃鏡是由上千根玻璃纖維組成的軟管，具有輸送光線、傳導(dǎo)圖像的功能，且具有光纖的柔軟、靈活、任意彎曲等優(yōu)勢，輕而易舉通過食道進入胃里，并導(dǎo)出胃中圖像，根據(jù)情況進行診斷和治療。3.3 傳感器應(yīng)用

可應(yīng)用于生活中路燈的光敏傳感器，紅外傳感器，廣泛運用于汽車中的溫度傳感器，交通中測速雷達傳感器、闖紅燈，在與敏感元件組合或利用光纖本身的特性，可廣泛用于工業(yè)測量流量、壓力、溫度、光澤、顏色等在能量傳輸和信息傳輸方面也獲得廣泛的應(yīng)用。3.4 光纖井下探測技術(shù)

傳統(tǒng)石油工業(yè)只能有限地利用局限的技術(shù)開采油氣儲量，通常無法滿足快速投資 回收和最大化油氣采收率的需求，并導(dǎo)致原油采收率平均只有30%左右。通過利用智能井技術(shù)，可以使原油采收率提高到55%~65%。傳統(tǒng)測井方法雖然能提供有價值的數(shù)據(jù)，但作業(yè)成本高，并有可能對井產(chǎn)生損害，光纖井下探測技術(shù)能提高測井的效率，使數(shù)據(jù)更準確，且對井下狀況有一定程度的安全保障。3.5 光纖藝術(shù)應(yīng)用

光導(dǎo)纖維憑借其良好的物理特征，光纖照明和LED照明也越來越成為藝術(shù)裝修美化的用途?？蓱?yīng)用于廣告顯示、草坪上的光纖地?zé)?，藝術(shù)裝飾品等。

4.光纖通信技術(shù)的發(fā)展研究

1、光接入網(wǎng)。所謂光接入網(wǎng)主要包括的是無源網(wǎng)絡(luò)和光數(shù)字環(huán)路載波兩大類型，光接入網(wǎng)能夠有效的將管理和維護費用降低，并且能夠降低故障發(fā)生率，有助于開發(fā)新設(shè)備，與此同時，這兩種網(wǎng)絡(luò)能夠在一定程度上增加收入。隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，可以有效的將覆蓋范圍擴大，這便意味著智能化全光網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)指日可待。

2、向超大容量發(fā)展。由于已經(jīng)將電的時分復(fù)用系統(tǒng)所具備的擴展容量潛力開發(fā)殆盡，然而，光纖的可開發(fā)寬帶資源的利用率卻非常小，因此光纖通信仍然存在著非常大的可開發(fā)資源。若將這些寬帶資源加以充分的利用，最大限度的擴展光纖通信的容量，那么將節(jié)省非常多的再生器和光纖，并且極大的降低成本。

3、向超高速系統(tǒng)進軍。超高速系統(tǒng)能夠增加傳輸?shù)娜萘?，這樣便可以將各種所需的新業(yè)務(wù)加大，以保障寬帶和多媒體的實現(xiàn)。就電信的發(fā)展歷程來講，在網(wǎng)絡(luò)容量的需求和提高傳輸速率方面存在著較大的矛盾，因此，為了能夠?qū)⑦@些矛盾加以解決，那么就應(yīng)當(dāng)充分的將光纖通信系統(tǒng)的速度提高。

4、新一代光纖的開發(fā)。為了與城域網(wǎng)和干線網(wǎng)的發(fā)展需求相適應(yīng)，近些年來相繼出現(xiàn)了兩種不同類型的新一代光纖，這就是無水吸收峰光纖以及非零色散光光纖。

5、光聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略的實現(xiàn)。由于光纖通信技術(shù)的發(fā)展，將來的通信網(wǎng)節(jié)點間便能夠全面的實現(xiàn)全光化，而所需傳輸?shù)男畔⒁怨獾男问絹韨鬏?，這是今后光通信的最新發(fā)展方向。

結(jié)束語：

總而言之，本文通過探討了光纖通信技術(shù)的特點和應(yīng)用，隨后展望了光纖技術(shù)在未來的良好發(fā)展趨勢。光纖通訊技術(shù)本身所具有的獨特特點，將其特點與時代科技、經(jīng)濟、社會有效結(jié)合，拓寬了光纖通信的應(yīng)用范圍，帶動了各領(lǐng)域的快速發(fā)展，產(chǎn)生了更多新效應(yīng)，相信隨著科技的不斷進步和更新，光纖通信影響力范圍將逐步擴大，勢必對整個電信行業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生更加深遠的影響，同時也將對未來社會的經(jīng)濟發(fā)展做出巨大的貢獻。從某種程度上來講，世界各個國家的光纖通信行業(yè)得到了迅速的發(fā)展，并且取得了可喜的成績，我國的光纖通信也是如此，但是，我國的光纖通信技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用仍然滯后于西方發(fā)達國家，這就需要光纖通信行業(yè)著眼長遠，立足于現(xiàn)實，準確的把握光纖通信技術(shù)未來的發(fā)展方向，不斷的把我國的通信產(chǎn)業(yè)做強做大，以促進我國光纖通信行業(yè)的迅速發(fā)展，并且充分的滿足各方面的需求。

第三篇：光纖通信論文

光纖通信的現(xiàn)狀與趨勢

電信07-1班 林俊全（3071818112）

【摘要】光纖是通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)良傳輸介質(zhì)，光纖通信是以很高頻率(1014Hz數(shù)量級)的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質(zhì)的通信，光纖通信的問世使高速率、大容量的通信成為可能，目前它已成為最主要的信息傳輸技術(shù)。介紹我國光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀，總結(jié)光纖通信技術(shù)的幾種關(guān)鍵技術(shù)，并對光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢進行論述。

【關(guān)鍵詞】光纖通信 現(xiàn)狀 趨勢

一、提出問題：

什么是光纖通信，光纖通信的現(xiàn)狀及發(fā)展怎么樣？

二、分析問題

1、光纖通信技術(shù)的發(fā)展

光纖通信的誕生與發(fā)展是電信史上的一次重要革命。光纖從提出理論到技術(shù)實現(xiàn)和今天的高速光纖通信也不過幾十年的時間。從國外的發(fā)展歷程我們可以看出，20世紀60年代中期，所研制的最好的光纖損耗在400分貝以上，1966年英國標準電信研究所高錕及Hockham從理論上預(yù)言光纖損耗可降至20分貝/千米以下，日本于1969年研制出第一根通信用光纖損耗為100分貝/千米，1970年康寧公司(Corning)采用“粉末法”先后獲得了損耗低于20分貝／千米和4分貝/千米的低損耗石英光纖，1974年貝爾實驗室(Bell)采用改進的化學(xué)汽相沉積法制出性能優(yōu)于康寧公司的光纖產(chǎn)品。到1979年，摻鍺石英光纖在1.55千米處的損耗已經(jīng)降到0.2分貝/千米，這一數(shù)值已經(jīng)十分接近由Rayleigh散射所決定的石英光纖理論損耗極限。

2、光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀

目前國內(nèi)光纖光纜的生產(chǎn)能力過剩，供大于求。特種光纖如FTTH用光纖仍需進口，但總量不大，國內(nèi)生產(chǎn)光纖光纜價格與國際市場沒有差別，成本無法再降，已經(jīng)是零利潤，在國際市場沒有太強競爭力，出口量很小。二十年來的光技術(shù)的兩個主要發(fā)展，WDM和PON，這兩個已經(jīng)相對比較成熟。多業(yè)務(wù)傳輸發(fā)展平臺兩個方面，一方面是更有效承載以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，另一方面是向業(yè)務(wù)方面發(fā)展。AS0N的現(xiàn)狀是目前的系統(tǒng)只是在設(shè)備中，或是在網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)了一些功能，但是一些核心作用還沒有達到。

3、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

近幾年來，隨著技術(shù)的進步，電信管理體制的改革以及電信市場的逐步全面開放，光纖通信的發(fā)展又一次呈現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的新局面，以下在對光纖通信領(lǐng)域的主要發(fā)展熱點作一簡述與展望。

（1）向超高速系統(tǒng)的發(fā)展。從過去20多年的電信發(fā)展史看，網(wǎng)絡(luò)容量的需求和傳輸速率的提高一直是一對主要矛盾。傳統(tǒng)光纖通信的發(fā)展始終按照電的時分復(fù)用(TDM)方式進行，每當(dāng)傳輸速率提高4倍，傳輸每比特的成本大約下降30％～40％：因而高比特率系統(tǒng)的經(jīng)濟效益大致按指數(shù)規(guī)律增長，這就是為什么光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率在過去20多年來一直在持續(xù)增加的根本原因。目前商用系統(tǒng)已從45Mbps增加到10Gbps，其速率在20年時間里增加了2000倍，比同期微電子技術(shù)的集成度增加速度還快得多。高速系統(tǒng)的出現(xiàn)不僅增加了業(yè)務(wù)傳輸容量，而且也為各種各樣的新業(yè)務(wù)，特別是寬帶業(yè)務(wù)和多媒體提供了實現(xiàn)的可能。

(2)向超大容量WDM系統(tǒng)的演進。采用電的時分復(fù)用系統(tǒng)的擴容潛力已盡，然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用了不到1％，99％的資源尚待發(fā)掘。如果將多個發(fā)送波長適當(dāng)錯開的光源信號同時在一極光纖上傳送，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。

(3)實現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)。上述實用化的波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)盡管具有巨大的傳輸容量，但基本上是以點到點通信為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實現(xiàn)類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話，無疑將增加新一層的威力。根據(jù)這一基本思路，光的分插復(fù)用器(OADM)和光的交叉連接設(shè)備(OXC)均已在實驗室研制成功，前者已投入商用。實現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)的基本目的是：1．實現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡(luò)；2．實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴展性，允許網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點數(shù)和業(yè)務(wù)量的不斷增長；3．實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可重構(gòu)性，達到靈活重組網(wǎng)絡(luò)的目的；4．實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的透明性，允許互連任何系統(tǒng)和不同制式的信號；5．實現(xiàn)快速網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)，恢復(fù)時間可達100ms。鑒于光聯(lián)網(wǎng)具有上述潛在的巨大優(yōu)勢，發(fā)達國家投入了大量的人力、物力和財力進行預(yù)研。光聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為繼SDH電聯(lián)網(wǎng)以后的又一新的光通信發(fā)展高潮。

(4)新一代的光纖。近幾年來隨著IP業(yè)務(wù)量的爆炸式增長，電信網(wǎng)正開始向下一代可持續(xù)發(fā)展的方向發(fā)展，而構(gòu)筑具有巨大傳輸容量的光纖基礎(chǔ)設(shè)施是下一代網(wǎng)絡(luò)的物理基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的G.652單模光纖在適應(yīng)上述超高速長距離傳送網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需要方面已暴露出力不從心的態(tài)勢，開發(fā)新型光纖已成為開發(fā)下一代網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。目前，為了適應(yīng)干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的不同發(fā)展需要，已出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖，即非零色散光纖(G.655光纖)和無水吸收峰光纖(全波光纖)。

(5)光接入網(wǎng)。過去幾年間，網(wǎng)絡(luò)的核心部分發(fā)生了翻天覆地的變化，無論是交換，還是傳輸都已更新了好幾代。不久，網(wǎng)絡(luò)的這一部分將成為全數(shù)字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網(wǎng)絡(luò)。而另一方面，現(xiàn)存的接入網(wǎng)仍然

是被雙絞線銅線主宰的(90％以上)、原始落后的模擬系統(tǒng)。兩者在技術(shù)上的巨大反差說明接入網(wǎng)已確實成為制約全網(wǎng)進一步發(fā)展的瓶頸。唯一能夠根本上徹底解決這一瓶頸問題的長遠技術(shù)手段是光接入網(wǎng)。接入網(wǎng)中采用光接入網(wǎng)的主要目的是：減少維護管理費用和故障率：開發(fā)新設(shè)備，增加新收入；配合本地網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，減少節(jié)點，擴大覆蓋；充分利用光纖化所帶來的一系列好處：建設(shè)透明光網(wǎng)絡(luò)，迎接多媒體時代。

三、解決問題

1、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)特性進行分類外,在應(yīng)用中,光纖常按用途進行分類,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)。

2、光纖通信的發(fā)展依賴于光纖通信技術(shù)的進步。目前，光纖通信技術(shù)已有了長足的發(fā)展，新技術(shù)也不斷涌現(xiàn)，進而大幅度提高了通信能力，并不斷擴大了光纖通信的應(yīng)用范圍。

3、對光纖通信而言，超高速度、超大容量和超長距離傳輸一直是人們追求的目標，而全光網(wǎng)絡(luò)也是人們不懈追求的夢想。

結(jié)束語

目前，光纖通信已經(jīng)成為一種主要的信息傳輸技術(shù)，迄今尚未發(fā)現(xiàn)取代它的更好的技術(shù)，即使是全球通信處于低迷時期，光纖通信的發(fā)展也從未停止。就我國而言，光纖通信市場一直處于增長狀態(tài)，從現(xiàn)在光纖通信的發(fā)展趨勢來看，光纖通信也將成為未來通信的主流。人們期望的真正的全光網(wǎng)絡(luò)時代也會在不遠的將來如愿到來。參考文獻：

1、劉增基 周洋溢 《光纖通信》（第二版）西安電子科技大學(xué)出版社

2、王磊 裴麗 《光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀和未來》【J】 中國科技信息 2006,43、辛化梅 《論光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展》 山東師范大學(xué)學(xué)報 2003,4

第四篇：光纖通信論文[推薦]

光纖通信現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

謝豐

（河北工程大學(xué) 科信學(xué)院，河北 邯鄲 056038）

摘要: 光纖是通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)良傳輸介質(zhì)，光纖通信是以很高頻率(1014Hz數(shù)量級)的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質(zhì)的通信，光纖通信的問世使高速率、大容量的通信成為可能，目前它已成為最主要的信息傳輸技術(shù)。介紹我國光纖通信技術(shù)的現(xiàn)狀，總結(jié)光纖通信技術(shù)的幾種關(guān)鍵技術(shù)，并對光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢進行論述。

關(guān)鍵詞：光纖通信 現(xiàn)狀 趨勢

Optical fiber communication situation and development

trend

XieFeng

(in hebei university of engineering division, hebei handan 056038 letter college)Abstract: the optical fiber is of good communication network transmission medium, optical

fiber communication is very high frequency(1014 Hz orders of magnitude)of light waves as carrier, optical transmission medium as the communication, the introduction of the optical fiber communication of high rate, the large capacity of communication possible, at present it has become the main information

transmission technology.Introduced the present situation of the optical fiber communication technology, and summarizes the optical fiber communication technology several key technologies, and to the development trend of the

technology of optical fiber communication was discussed.Keywords: Optical fiber communication ；status；trend

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投稿日期:1012