第一篇：光纖通信作業(yè)

2-1光纖由哪幾部分組成？

答：光纖由纖芯、包層和涂覆層3部分組成。

2-2在光脈沖信號的傳播過程中，光纖的損耗和色散對其有何影響？

2-3單模光纖有哪幾種類型？各有何特點(diǎn)？

答：單模有G.652、G.653、G.654、G.655四種類型。

G.652光纖的特點(diǎn)是當(dāng)工作波長在1310nm時，光纖色散很小，系統(tǒng)的傳輸距離只受光纖損耗的限制。

G.653光纖的特點(diǎn)是色散零點(diǎn)在1550nm附近。

G.654光纖的特點(diǎn)是降低1550nm波段的衰減，一般為0.15~0.19dB/km,典型值為0.185dB/km,其零色散點(diǎn)仍然在1310nm附近，但在1550窗口的色散較高，課達(dá)18ps/(nm·km)。

G.655光纖的特點(diǎn)是色散點(diǎn)在1550nm附近，WDM系統(tǒng)在零色散波長處工作很容易引起四波混頻效應(yīng)，導(dǎo)致信道間發(fā)生串?dāng)_，不利于WDM系統(tǒng)工作。

2-4光纖的歸一化頻率和各模式的歸一化截止頻率的關(guān)系是什么？光纖單模傳輸?shù)臈l件是什么？

2-5光纖的特性有哪些？

答：幾何特性、傳輸特性、機(jī)械特性、溫度特性四種。

2-6光纜的結(jié)構(gòu)有哪些？

答：光纜一般由纜芯、護(hù)層和加強(qiáng)芯組成。

2-7常用的光纜有哪幾種類型？

答：層絞式結(jié)構(gòu)光纜、骨架式結(jié)構(gòu)光纜、束管式結(jié)構(gòu)光纜、帶狀結(jié)構(gòu)光纜、單芯結(jié)構(gòu)光纜、特殊結(jié)構(gòu)光纜。

第二篇：光纖通信作業(yè)1

一、填空題

1、光纖通信中常用的三個低損耗窗口的中心波長為、。

2、光源的作用是將變換為光檢測器的作用是將

3、在光波系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用的兩種光檢測器是。

4、光傳輸設(shè)備包括

5、光纖通信是以為載頻，以

6、光發(fā)送機(jī)主要由、和組成。

7、被稱為“光纖之父”的是

8、中國第一條海底光纜建成于

二、簡答題

1、光纖通信主要有哪些優(yōu)點(diǎn)？

2、簡述未來光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢及關(guān)鍵技術(shù)。

3、全光網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是什么？

第三篇：光纖通信_結(jié)課作業(yè)

光纖通信

學(xué)院：

學(xué)號：

姓名：電子信息工程學(xué)院

1xxxxxxxxx

摘要：光纖通信是利用光波在光導(dǎo)纖維中傳輸信息的通信方式。本文探討了光纖通信技術(shù)的原理、技術(shù)發(fā)展，發(fā)展趨勢、及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：光纖通信原理發(fā)展應(yīng)用

一、引言

光纖通信技術(shù)（optical fiber communications）從光通信中脫穎而出,已成為現(xiàn)代通信的主要支柱之一,在現(xiàn)代電信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。光纖通信作為一門新興技術(shù),其近年來發(fā)展速度之快、應(yīng)用面之廣是通信史上罕見的,也是世界新技術(shù)革命的重要標(biāo)志和未來信息社會中各種信息的主要傳送工具。

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)。光纖通信之所以發(fā)展迅猛,主要緣于它具有以下特點(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)信號串?dāng)_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,便于敷設(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?。?20cm）(12)有供電困難問題。

2二、光纖通信的原理

光纖通信的原理是：在發(fā)送端首先要把傳送的信息(如話音)變成電信

號，然后調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上，使光的強(qiáng)度隨電信號的幅度(頻率)變化而變化，并通過光纖發(fā)送出去；在接收端，檢測器收到光信號后把它

變換成電信號，經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信息．

光纖通信就是利用光波作為載波來傳送信息，而以光纖作為傳輸介質(zhì)

實(shí)現(xiàn)信息傳輸，達(dá)到通信目的的一種最新通信技術(shù)。

通信的發(fā)展過程是以不斷提高載波頻率來擴(kuò)大通信容量的過程，光頻

作為載頻已達(dá)通信載波的上限，因?yàn)楣馐且环N頻率極高的電磁波，因此用

光作為載波進(jìn)行通信容量極大，是過去通信方式的千百倍，具有極大的吸

引力，光通信是人們早就追求的目標(biāo)，也是通信發(fā)展的必然方向。

光纖傳輸系統(tǒng)主要由：光發(fā)送機(jī)、光接收機(jī)、光纜傳輸線路、光中繼

器和各種無源光器件構(gòu)成。要實(shí)現(xiàn)通信，基帶信號還必須經(jīng)過電端機(jī)對信

號進(jìn)行處理后送到光纖傳輸系統(tǒng)完成通信過程。

它適合于光纖模擬通信系統(tǒng)中，而且也適用于光纖數(shù)字通信系統(tǒng)和數(shù)

據(jù)通信系統(tǒng)。在光纖模擬通信系統(tǒng)中，電信號處理是指對基帶信號進(jìn)行放

大、預(yù)調(diào)制等處理，而電信號反處理則是發(fā)端處理的逆過程，即解調(diào)、放

大等處理。在光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中，電信號處理是指對基帶信號進(jìn)行放大、取樣、量化，即脈沖編碼調(diào)制（PCM）和線路碼型編碼處理等，而電信號

反處理也是發(fā)端的逆過程。對數(shù)據(jù)光纖通信，電信號處理主要包括對信號

進(jìn)行放大，和數(shù)字通信系統(tǒng)不同的是它不需要碼型變換。

三、光纖通信技術(shù)發(fā)展

光纖通信是現(xiàn)代通信網(wǎng)的主要傳輸手段，它的發(fā)展歷史只有一二十年，已經(jīng)歷三代：短波長多模光纖、長波長多模光纖和長波長單模光纖．采用

光纖通信是通信史上的重大變革，美、日、英、法等20多個國家已宣布不

再建設(shè)電纜通信線路，而致力于發(fā)展光纖通信．中國光纖通信已進(jìn)入實(shí)用

階段．

四、光纖通信的發(fā)展趨勢

1、光纖到家庭(FTTH)的發(fā)展

FTTH可向用戶提供極豐富的帶寬,所以一直被認(rèn)為是理想的接入方式,對于實(shí)現(xiàn)信息社會有重要作用,還需要大規(guī)模推廣和建設(shè)。FTTH所需要的光

纖可能是現(xiàn)有已敷光纖的2～3倍。過去由于FTTH成本高,缺少寬帶視頻業(yè)

務(wù)和寬帶內(nèi)容等原因,使FTTH還未能提到日程上來,只有少量的試驗(yàn)。近來,由于光電子器件的進(jìn)步,光收發(fā)模塊和光纖的價格大大降低;加上寬帶內(nèi)容

有所緩解,都加速了FTTH的實(shí)用化進(jìn)程。

發(fā)達(dá)國家對FTTH的看法不完全相同:美國AT&T認(rèn)為FTTH市場較小,在0F62003宣稱:FTTH在20-50年后才有市場。美國運(yùn)行商Verizon和Sprint比較積極,要在10—12年內(nèi)采用FTTH改造網(wǎng)絡(luò)。日本NTT發(fā)展FTTH最早,現(xiàn)在已經(jīng)有近200萬用戶。目前中國FTTH處于試點(diǎn)階段。

FTTH遇到的挑戰(zhàn):現(xiàn)在廣泛采用的ADSL技術(shù)提供寬帶業(yè)務(wù)尚有一定優(yōu)

勢。

與FTTH相比:①價格便宜②利用原有銅線網(wǎng)使工程建設(shè)簡單③對于目

前1Mbps—500kbps影視節(jié)目的傳輸可滿足需求。FTTH目前大量推廣受制約。

FTTH的解決方案:通常有P2P點(diǎn)對點(diǎn)和PON無源光網(wǎng)絡(luò)兩大類。

F2P方案一一優(yōu)點(diǎn):各用戶獨(dú)立傳輸,互不影響,體制變動靈活;可以采

用廉價的低速光電子模塊;傳輸距離長。缺點(diǎn):為了減少用戶直接到局的光

纖和管道,需要在用戶區(qū)安置1個匯總用戶的有源節(jié)點(diǎn)。

PON方案——優(yōu)點(diǎn):無源網(wǎng)絡(luò)維護(hù)簡單;原則上可以節(jié)省光電子器件和

光纖。缺點(diǎn):需要采用昂貴的高速光電子模塊;需要采用區(qū)分用戶距離不同的電子模塊,以避免各用戶上行信號互相沖突;傳輸距離受PON分比而縮短;各用戶的下行帶寬互相占用,如果用戶帶寬得不到保證時,不單是要網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)

容,還需要更換PON和更換用戶模塊來解決。

PON有多種,一般有如下幾種:

(1)APON:即ATM-PON,適合ATM交換網(wǎng)絡(luò)。

(2)BPON:即寬帶的PON。

(3)OPON:采用通用幀處理的OFP-PON。

(4)EPON:采用以太網(wǎng)技術(shù)的PON,0EPON是千兆畢以太網(wǎng)的PON。

(5)WDM-PON:采用波分復(fù)用來區(qū)分用戶的PON,由于用戶與波長有關(guān),使維護(hù)不便,在FTTH中很少采用。

近來,無線接入技術(shù)發(fā)展迅速?？捎米鱓LAN的IEEE802.11g協(xié)議,傳輸

帶寬可達(dá)54Mbps,覆蓋范圍達(dá)100米以上,目前已可商用。如果采用無線接

入WLAN作用戶的數(shù)據(jù)傳輸,包括:上下行數(shù)據(jù)和點(diǎn)播電視VOD的上行數(shù)據(jù),對于一般用戶其上行不大,IEEES02.11g是可以滿足的。而采用光纖的FTTH主要是解決HDTV寬帶視頻的下行傳輸,當(dāng)然在需要時也可包含一些下行數(shù)

據(jù)。這就形成“光纖到家庭+無線接入”(FTTH+無線接入)的家庭網(wǎng)絡(luò)。這

種家庭網(wǎng)絡(luò),如果采用PON,就特別簡單,因?yàn)榇薖ON無上行信號,就不需要測

距的電子模塊,成本大大降低,維護(hù)簡單。如果,所屬PON的用戶群體,被無

線城域網(wǎng)WiMAX(1EEE802.16)覆蓋而可利用,那么可不必建設(shè)專用的WLAN。接入網(wǎng)采用無線是趨勢,但無線接入網(wǎng)仍需要密布于用戶臨近的光纖網(wǎng)來

支撐,與FTTH相差無幾。FTTH+無線接入是未來的發(fā)展趨勢。

2、光交換的發(fā)展

光纖只是解決傳輸問題,還需要解決光的交換問題。過去,通信網(wǎng)都是由金屬線纜構(gòu)成的,傳輸?shù)氖请娮有盘?交換是采用電子交換機(jī)。現(xiàn)在,通信網(wǎng)除了用戶末端一小段外,都是光纖,傳輸?shù)氖枪庑盘?。合理的方法?yīng)該采用光交換。但目前,由于目前光開關(guān)器件不成熟,只能采用的是“光-電-光”方式來解決光網(wǎng)的交換,即把光信號變成電信號,用電子交換后,再變還光信號。顯然是不合理的辦法,是效率不高和不經(jīng)濟(jì)的。正在開發(fā)大容量的光開關(guān),以實(shí)現(xiàn)光交換網(wǎng)絡(luò),特別是所謂ASON-自動交換光網(wǎng)絡(luò)。

大容量的光交換。當(dāng)前,在數(shù)據(jù)網(wǎng)中,信號以“包”的形式出現(xiàn),采用所謂“包交換”。包的顆粒比較小,可采用電子交換。然而,在大量同方向的包匯總后,數(shù)量很大時,就應(yīng)該采用容量大的光交換。

目前,少通道大容量的光交換已有實(shí)用。如用于保護(hù)、下路和小量通路調(diào)度等。一般采用機(jī)械光開關(guān)、熱光開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。目前,由于這些光開關(guān)的體積、功耗和集成度的限制,通路數(shù)一般在8—16個。

電子交換一般有“空分”和“時分”方式。在光交換中有“空分”、“時分”和“波長交換”。光纖通信很少采用光時分交換。

光空分交換:一般采用光開關(guān)可以把光信號從某一光纖轉(zhuǎn)到另一光纖?？辗值墓忾_關(guān)有機(jī)械的、半導(dǎo)體的和熱光開關(guān)等。

光波長交換:是對各交換對象賦于1個特定的波長。于是,發(fā)送某1特定波長就可對某特定對象通信。實(shí)現(xiàn)光波長交換的關(guān)鍵是需要開發(fā)實(shí)用化的可變波長的光源,光濾波器和集成的低功耗的可靠的光開關(guān)陣列等。自動交換的光網(wǎng),稱為ASON,是進(jìn)一步發(fā)展的方向。

3、集成光電子器件的發(fā)展

如同電子器件那樣,光電子器件也要走向集成化。雖然不是所有的光電子器件都要集成,但會有相當(dāng)?shù)囊徊糠质切枰沂强梢约傻?。目前正在發(fā)展的PLC-平面光波導(dǎo)線路,如同一塊印刷電路板,可以把光電子器件組裝于其上,也可以直接集成為一個光電子器件。要實(shí)現(xiàn)FTTH也好,ASON也好,都需要有新的、體積小的和廉價的和集成的光電子器件。

五、光纖通信的的應(yīng)用世紀(jì)90 年代以來，我國光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展極其迅速，特別是廣播電視網(wǎng)、電力通信網(wǎng)、電信干線傳輸網(wǎng)等的急速擴(kuò)展，促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大和系統(tǒng)復(fù)雜程度的增加，全網(wǎng)的管理和維護(hù)，設(shè)備的故障判定和排除就變得越來越困難。可以采用SDH＋光纖或ATM＋光纖組成寬帶數(shù)字傳輸系統(tǒng)。該傳輸網(wǎng)可以采用帶有保護(hù)功能的環(huán)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)，鏈路傳輸系統(tǒng)或者組成各種形式的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)，可以滿足各種綜合信息傳輸。對于電視節(jié)目的廣播，采用的寬帶傳輸系統(tǒng)可以將主站到地方站的所需數(shù)字，通道設(shè)置成廣播方式，同樣的電視節(jié)目在各地都可以下載，也可以通過網(wǎng)絡(luò)管理平臺控制不同的站下載不同的電視節(jié)目。

七、結(jié)束語

光纖通信網(wǎng)絡(luò)不僅支持現(xiàn)有的窄帶和寬帶業(yè)務(wù)，還支持未來的多媒體業(yè)務(wù)，是解決信息傳輸瓶頸的理想網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在光通信網(wǎng)絡(luò)的容量雖然很大，但還有許多應(yīng)用能力在閑置，今后隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展先導(dǎo)的信息需求也必然不斷增長，一定會超過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)能力，推動通信網(wǎng)絡(luò)的繼續(xù)發(fā)展。因此，光纖通信技術(shù)在應(yīng)用需求的推動下，一定不斷會有新的發(fā)展。

第四篇：光纖通信

1、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？

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。

2、分別說明G.652、G.653光纖的性能及應(yīng)用。

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/(nm?km)。(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)

第五篇：光纖通信

光纖通信系統(tǒng)包括實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)通信的全部設(shè)施，主要偶傳輸系統(tǒng)，用戶終端，接入設(shè)備和交換設(shè)備四個部分組成。

光纖傳輸系統(tǒng)一般有光發(fā)射機(jī)，光傳輸線路，光接收機(jī)等功能部分的組成電端機(jī)

就是電信通信中采用的載波機(jī)、電信號手法設(shè)備、計算機(jī)終端盒其它常規(guī)電子通信設(shè)備的總稱。電端機(jī)在發(fā)送端的任務(wù)就是吧模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，在接收端則講光接收及處理后的信號送給用戶。

光發(fā)送機(jī)

由光源，驅(qū)動電路和光調(diào)制器組成，光源是起核心。他利用電端機(jī)輸送載有信息的電信號通過光調(diào)制器對光源發(fā)出的連續(xù)廣播的振幅、相位或頻率進(jìn)行調(diào)制，從而輸出載有有用信息的光信號，再將該光信號耦合進(jìn)光纖傳輸線路。

光接收機(jī)

由光探測器，放大器和相應(yīng)的信號處理電路組成，光探測器是其核心部分，他把來自光纖的光信號轉(zhuǎn)換為電信號。因?yàn)楣馓綔y其輸出的電流很微弱，必須經(jīng)放大器將信號進(jìn)行增益放大；均衡器對信號進(jìn)行整形，是輸出波形適合于判決，判決器和始終提取電路對信號進(jìn)行再生，把均衡器輸出的波形信號恢復(fù)數(shù)字信號；由于在發(fā)射端對信號進(jìn)行了編碼，最后需要譯碼器將信號恢復(fù)到初始狀態(tài)。

就廣義而言，通信就是各種形式信息的轉(zhuǎn)移或傳遞。通常的具體做法是首先將擬傳遞的信設(shè)法加載(或調(diào)制)到某種載體上，然后再將被調(diào)制的載體傳送到目的地后，將信息從載體上解調(diào)出來。光纖通信系統(tǒng)中電端機(jī)的作用是對來自信息源的信號進(jìn)行處理，例如模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換多路復(fù)用等；發(fā)送端光端機(jī)的作用則是將光源(如激光器或發(fā)光二極管)通過電信號調(diào)制成光信號，輸入光纖傳輸至遠(yuǎn)方；接收端的光端機(jī)內(nèi)有光檢測器(如光電二極管)將來自光纖的光信號還原成電信號，經(jīng)放大、整形、再生恢復(fù)原形后，輸至電端機(jī)的接收端。對于長距離的光纖通信系統(tǒng)還需中繼器，其作用是將經(jīng)過長距離光纖衰減和畸變后的微弱光信號經(jīng)放大、整形、再生成一定強(qiáng)度的光信號，繼續(xù)送向前方以保證良好的通信質(zhì)量。目前的中繼器多采用光--電--光形式，即將接收到的光信號用光電檢測器變換為電信號，經(jīng)放大、整形、再生后再調(diào)制光源將電信號變換成光信號重新發(fā)出，而不是直接放大光信號。近年來，適合作光中繼器的光放大器(如摻鉺光纖放大器)已研制成功，這就使得采用光纖放大器的全光中繼及全光網(wǎng)絡(luò)將會變得為期不遠(yuǎn)。

光纖通信系統(tǒng)是用光作為信息的載體，以光纖作為傳輸介質(zhì)的一種通信方式。它首先要在發(fā)射端將需要傳送的電話，電報，圖像和數(shù)據(jù)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，即將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?，再?jīng)光纖傳輸?shù)浇邮斩?，接收端講收到的光信號轉(zhuǎn)變成電信號，最后還原為消息。

光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成