第一篇：光纖通信知識

光纖通信中光波的波長范圍是0.8～1.8μm，其中0.8～0.9μm為短波長范圍，1.0～1.8μm為長波長范圍，目前所采用的三個通信窗口為：短波長的0.85μm；長波長的1.31μm和1.55μm。

光纖通信系統(tǒng)可以根據(jù)系統(tǒng)所傳輸?shù)男盘栃问?、光波的波長和光纖的類型進(jìn)行不同的分類。

按傳輸信號形式的不同，光纖通信系統(tǒng)可以分為模擬光纖通信系統(tǒng)和數(shù)字光纖通信系統(tǒng)兩類。

按波長和光纖類型分類，光纖通信系統(tǒng)可分為短波長（0.85μm）多模光纖通信系統(tǒng)、長波長（1.31μm）多模光纖通信系統(tǒng)、長波長（1.31μm）單模光纖通信系統(tǒng)、長波長（1.55μm）單模光纖通信系統(tǒng)。

第二篇：光纖通信（共）

光纖通信.txt“戀”是個很強(qiáng)悍的字。它的上半部取自“變態(tài)”的“變”，下半部取自“變態(tài)”的“態(tài)”。本文由bbsd236貢獻(xiàn)

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光纖通信系統(tǒng)是以光為載波，利用純度極高的玻璃拉制成極細(xì)的光導(dǎo)纖維作為傳輸媒 介，通過光電變換，用光來傳輸信息的通信系統(tǒng)。光纖通信系統(tǒng)分為基本光纖系統(tǒng)和數(shù)字光纖系統(tǒng)?；竟饫w通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)源、光發(fā)送端、光學(xué)信道和光接收機(jī)組成。其中數(shù)據(jù)源 包括所有的信號源，它們是話音、圖象、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)經(jīng)過信源編碼所得到的信號；光 發(fā)送機(jī)和調(diào)制器則負(fù)責(zé)將信號轉(zhuǎn)變成適合于在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?，先后用過的光波 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，并從中提取信息，然后轉(zhuǎn)變成電信號，最后得到對應(yīng)的 話音、圖象、數(shù)據(jù)等信息。光纖傳輸系統(tǒng)是數(shù)字通信的理想通道。與模擬通信相比較，數(shù)字通信有很多的優(yōu)點(diǎn)，靈 敏度高、傳輸質(zhì)量好。因此，大容量長距離的光纖通信系統(tǒng)大多采用數(shù)字傳輸方式。在光纖通信系統(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 對光源進(jìn)行通斷調(diào)制而產(chǎn)生。而數(shù)字信號是對連續(xù)變化的模擬信號進(jìn)行抽樣、量化和編碼產(chǎn) 生的，稱為 PCM（pulse code modulation），即脈沖編碼調(diào)制。這種電的數(shù)字信號稱為數(shù)字基 帶信號，由 PCM 電端機(jī)產(chǎn)生。光纖通信系統(tǒng)設(shè)備（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)動器和調(diào)制器組成。其功能是將來 自于電端機(jī)的電信號對光源發(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)。它由光檢測器和光放大器組成。其功能是將光纖 或光纜傳輸來的光信號，經(jīng)光檢測器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺缓?，再將這微弱的電信號經(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，經(jīng)過光纖或光纜 的遠(yuǎn)距離傳輸后，耦合到收信端的光檢測器上去，完成傳送信息任務(wù)。（4）中繼器 中繼器由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個：一個是補(bǔ)償光信號在 光纖中傳輸時受到的衰減；另一個是對波形失真的脈沖近行政性。（5）光纖連接器、耦合器等無源器件 由于光纖或光纜的長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題。于是，光纖間的 連接、光纖與光端機(jī)的連接及耦合，對光纖連接器、耦合器等無源器件的使用是必不可少的 光端機(jī) 光端機(jī)，就是光信號傳輸?shù)慕K端設(shè)備。通常所說的光端機(jī)是 傳輸視頻的非壓縮光端機(jī) 光端機(jī)的典型物理接口如下： BNC 接口 BNC 接口是指同軸電纜接口，BNC 接口用于 75 歐同軸 電纜連接用，提供收（RX）、發(fā)（TX）兩個通道，它用于非 圖 1 光端機(jī)平衡信號的連接。

光纖接口 光纖接口是用來連接光纖線纜的物理接口。通常有 SC、ST、FC 等幾種類型，它 們由日本 NTT 公司開發(fā)。FC 是 Ferrule Connector 的縮寫，其外部加強(qiáng)方式是采用金 屬套，緊固方式為螺絲扣。接口通常用于 10Base-F，接口通常用于 100Base-FX。ST SC RJ-45 接口 RJ-45 接口是以太網(wǎng)最為常用的接口，RJ-45 是一個常用名稱，指的是由 IEC

（60）603-7 標(biāo)準(zhǔn)化，使用由國際性的接插件標(biāo)準(zhǔn)定義的 8 個位置（8 針）的模塊化插孔或 者插頭。RS-232 接口 RS-232-C 接口（又稱 EIA RS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。它是 在 1970 年由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計算機(jī)終 端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和 數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（DCE）之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一 個 25 個腳的 DB25 連接器，對連接器的每個引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信 號的電平加以規(guī)定。（目前多用 DB9）RJ-11 接口 RJ-11 接口就是我們平時所說的電話線接口。RJ-11

是用于西部電子公司（Western Electric）開發(fā)的接插件的通用名稱。其外形定義為 6 針的連接器件。原名為 WExW，這里的 x 表示“活性”，觸點(diǎn)或者打線針。例如，WE6W 有全部 6 個觸點(diǎn)，編號 1 到 6, WE4W 界面只使用 4 針，最外面的兩個觸點(diǎn)(1 和 6)不用，WE2W 只使用中間 兩針（即電話線接口用）光源 光源是光纖通信設(shè)備的核心，他的作用是將電信號轉(zhuǎn)換成光信 號，并將此光信號送入光纖線路中進(jìn)行傳輸。光纖通信中用到得官員 有半導(dǎo)體激光器和發(fā)光二極管兩種，發(fā)光二極管用于短距離、低速光 纖通信系統(tǒng)，光纖通信干線的光源均為半導(dǎo)體激光器。

圖 2 光源

半導(dǎo)體激光器 半導(dǎo)體激光器是用半導(dǎo)體材料作為工作物質(zhì)的一類激光器，由 于物質(zhì)結(jié)構(gòu)上的差異，產(chǎn)生激光的具體過程比較特殊。常用材料有 砷化鎵（GaAs）、硫化鎘（CdS）、磷化銦(InP)、硫化鋅(ZnS)等。激 勵方式有電注入、電子束激勵和光泵浦三種形式。半導(dǎo)體激光器件，可分為同質(zhì)結(jié)、單異質(zhì)結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)等幾種。同質(zhì)結(jié)激光器和單異 質(zhì)結(jié)激光器室溫時多為脈沖器件，而雙異質(zhì)結(jié)激光器室溫時可實(shí)現(xiàn) 連續(xù)工作。光纜 光纜(optical fiber cable)主要是由光導(dǎo)纖維 圖 3 半導(dǎo)體激光器（細(xì)如頭發(fā)的玻璃絲）和塑料保護(hù)套管及塑料 外皮構(gòu)成，光纜內(nèi)沒有金、銀、銅鋁等金屬，一般無回收價值。光纜是一定數(shù)量的光纖按照 一定方式組成纜心，外包有護(hù)套，有的還包覆 圖 4 光纜 外護(hù)層，用以實(shí)現(xiàn)光信號傳輸?shù)囊环N通信線路。即:由光纖(光傳輸載體)經(jīng)過一定的工藝而形成 的線纜 中繼器 圖 5 中繼器

中繼器（RP repeater）是連接網(wǎng)絡(luò)線路的一種裝置，常用于兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間物理信號 的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作。中繼器是最簡單的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，主要完成物理層的功能，負(fù)責(zé)在兩個節(jié) 點(diǎn)的物理層上按位傳遞信息，完成信號的復(fù)制、調(diào)整和放大功能，以此來延長網(wǎng)絡(luò)的長度。由于存在損耗，在線路上傳輸?shù)男盘柟β蕰饾u衰減，衰減到一定程度時將造成信號失真，因此會導(dǎo)致接收錯誤。中繼器就是為解決這一問題而設(shè)計的。它完成物理線路的連接，對衰 減的信號進(jìn)行放大，保持與原數(shù)據(jù)相同。一般情況下，中繼器的兩端連接的是相同的媒體，但有的中繼器也可以完成不同媒體的轉(zhuǎn)接工作。從理論上講中繼器的使 用是無限的，網(wǎng)絡(luò)也因此可以無限延長。事實(shí)上這是不可能的，因?yàn)榫W(wǎng) 絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)中都對信號的延遲范圍作了具體的規(guī)定，中繼器只能在此規(guī)定范 圍內(nèi)進(jìn)行有效的工作，否則會引起網(wǎng)絡(luò)故障。光電檢測器 能將光能轉(zhuǎn)換為電信號的一種光器件。圖 6 光電檢測器 光纖連接器 光連接器是光纖與光纖之間進(jìn)行可拆卸（活 動）連接的器件，它是把光纖的兩個端面精密對接起來，以使發(fā)射光 纖輸出的光能量能最大限度地耦合到接收光纖中去，并使由于其介入 光鏈路而對系統(tǒng)造成的影響減到最小，這是光連接器的基本要求。在 一定程度上，光纖連接器也影響了光傳輸系統(tǒng)的可靠性和各項(xiàng)性能。耦合器 圖 8 光纖連接器 光電耦合器是以光為媒介傳輸電 信號的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件。它由 發(fā)光源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一 密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為 輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極 管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。光電耦合器的 圖 7 光耦合器 種類較多，常見有光電二極管型、光電三極管型、光敏電阻 型、光控晶閘管型、光電達(dá)林頓型、集成電路型等。如下圖 1（外形有金屬圓殼封裝，塑封 雙列直插等）。

第三篇：光纖通信（共）

一、1光纖主要由纖芯、包層和涂敷層構(gòu)成。光纖的分類：石英系光纖、多組份玻璃、塑料包層光纖和全塑光纖。3根據(jù)光纖橫截面上折射率分布的情況來分類：光纖可分為階躍折射率型和漸變折射率型。

4根據(jù)光纖中的傳輸模式數(shù)量分類，光纖又可分為多模光纖和單模光纖。

5光纖損耗的機(jī)理：石英光纖的固有損耗,非固有損耗。

6光纖的色散從機(jī)理上說，色散可分為模式色散、材料色散以及波導(dǎo)色散。（多模光纖形成模式色散）

7實(shí)際上，在所有的導(dǎo)模中，只有HE11模式的截止頻率為零，亦即截止波長為無窮大。HE11模式是任何光纖中都能存在、永不截止的模式，稱為基模或主模。

二、1.最常用的光源是半導(dǎo)體激光器和發(fā)光二極管 2.能級的躍遷同時存在著光的自發(fā)發(fā)射、受激輻射和受激吸收3個過程與之對應(yīng)的器件分別為：發(fā)光二極管、半導(dǎo)體激光器和發(fā)電二極管。

3.激射條件：有源區(qū)里產(chǎn)生足夠的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布、存在光學(xué)諧振機(jī)制，并在有源區(qū)里建立起穩(wěn)定的振蕩。5.進(jìn)場圖樣和遠(yuǎn)場圖樣表示橫向光場的分布，激光器輸出鏡面上光強(qiáng)的分布圖樣稱為它的近場圖樣，近場圖由激光器的橫模決定。7.在一些功率電流曲線有明顯扭折的激光器中，常出現(xiàn)自脈動現(xiàn)象。8.第二個脈沖延遲時間減小，輸出光脈沖的幅度和寬度增加，這種現(xiàn)象稱為碼型效應(yīng)，消除碼型效應(yīng)的方法很多，最簡單易行的方法是增加直流偏置電流

12電光效應(yīng)：當(dāng)把電壓加到晶體的時候，可能使晶體的折射率發(fā)生變化，結(jié)果引起通過晶體的光波特征發(fā)生變化。

13聲光效應(yīng)：守超聲波作用的晶體相當(dāng)一個衍射光柵，光柵的條紋間隔等于聲波波長λ，當(dāng)光波通過此介質(zhì)時，將被介質(zhì)中的彈性波衍射，衍射光的強(qiáng)度、頻率、方向都隨超聲場變化。

三、14在光接收機(jī)中，首先需要將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，即對光進(jìn)行解調(diào)，這個過程是由光電檢測器（光電二極管或雪崩光電二極管）來完成的。

15光接收機(jī)最主要的性能指標(biāo)是接收機(jī)靈敏度。

16靈敏度主要取決于光電檢測器的響應(yīng)度以及檢測器和放大器引入的噪聲。

17由廣電效應(yīng)的條件可知，對任何一種材料制作的光電二極管，都有上截止波長，定義為：P139。

18前置放大器的設(shè)計：輸入端偏置電阻越大，放大器的輸入電阻越高，輸出端噪聲就越小。然而，輸入電阻的加大，勢必使輸入端RC時間常數(shù)加大，使放大器的高頻特性變差。

19前置放大器主要有以下3種類型：低阻型前置放大器，高阻型前置放大器，跨（互）阻型前置放大器。

21眼圖分析法：從實(shí)驗(yàn)室里觀察碼間干擾是否存在的最直觀，最簡單的方法是眼圖分析法。

四、9 PCM編碼包括取樣、量化、編碼3個步驟。

10常用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、插入型碼。

11系統(tǒng)最主要的兩大性能參數(shù)：誤碼性能和拌動性能。12除EDFA外，（按材料）半導(dǎo)體光放大器和光纖喇曼放大器。13光放大器按照工作原理可以將光放大器分為受激輻射光放大器、受激散射光放大器和參量放大器三大類。

14WDM復(fù)用系統(tǒng)中常用 的復(fù)用、解復(fù)用器大體可分為角色散型、干涉型、光纖方向耦合器型、光濾波器型等。5B6B碼的優(yōu)點(diǎn)是：冗余度較小。對于三和四次群，可以利用計算機(jī)的IC-PROM器件直接編、譯碼，電路設(shè)計得到簡化。連“0”和連“1”數(shù)小，定時方便。可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行誤碼監(jiān)測。

5B6B的缺點(diǎn)是：速率受PROM的限制，而本身的電子電路較復(fù)雜。耗電較多，中繼遠(yuǎn)供電源困難。輔助信息的傳遞較困難，用調(diào)頂?shù)姆绞健?/p>

8光纖損耗產(chǎn)生的因素：纖芯和包層物質(zhì)的吸收損耗，包括石英材料的本征吸收和雜質(zhì)吸收;

外套損耗;光纖 彎曲所產(chǎn)生的輻射損耗;由于光纖表面的隨機(jī)畸變或粗糙所產(chǎn)生的波導(dǎo)散射損耗;纖芯和包層材料的散射損耗，包括瑞利散射損耗以及光纖在強(qiáng)光場作用下誘發(fā)的受激喇曼散射和受激布里淵散射。

4.發(fā)光二極管發(fā)射譜線寬和發(fā)射角大，響應(yīng)速度快，熱特性輸出功率隨溫度的身高而減小，優(yōu)點(diǎn)是發(fā)光二極管壽命長、可靠性高、調(diào)制電路簡單、成本低。

6.當(dāng)電流脈沖注入激光器以后，輸出光脈沖表現(xiàn)出衰減式的振蕩，稱為張弛振蕩。頻率一般在幾百兆赫茲到2GHZ的量級。張弛振蕩是激光器內(nèi)部光電相互作用所表現(xiàn)出來的固有特性。

9.光調(diào)制可分為直接調(diào)制和間接調(diào)制兩大類。直接調(diào)制方法僅適用于半導(dǎo)體光源（LD和LED）這種方法是把要傳送的信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘栕⑷隠D或LED，從而獲得相應(yīng)信號，所以采用電源調(diào)制方法。間接調(diào)制是利用晶體的電光效應(yīng)、磁光效應(yīng)、聲光效應(yīng)等性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)對激光輻射的調(diào)制，這種調(diào)制方法既適應(yīng)于半導(dǎo)體激光器，也適應(yīng)于其他類型的激光器

10.偏置電流和調(diào)制電流大小的選擇：（1）加大直流偏置電流使其逼近閾值，可以大大減小電光延遲時間，同時使張弛振蕩得到一定程度的抑制（2）當(dāng)激光器偏置在閾值附近時，較小的調(diào)制脈沖電流就能得到足夠的輸出光脈沖I0和I0+Im的值相差不大，從而可以大大減小碼型效應(yīng)的影響（3）加大直流偏置電流會使激光器消除比惡化（4）實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)異質(zhì)結(jié)激光器的散粒噪聲效應(yīng)表現(xiàn)出復(fù)雜的情況

11.激光器控制電路，溫度的變化和器件的老化給激光器帶來的不穩(wěn)定主要表現(xiàn)為：激光器的閾值電流隨溫度呈指數(shù)規(guī)律變化并隨器件的老化而增加，從而使輸出光功率發(fā)生很大的變化。隨著溫度的身高的器件的老化，激光的外微分量子效率降低，從而使輸出光信號變化。隨著溫度升高，半導(dǎo)體激光器的發(fā)射波長的峰值位置移向長波長。

20高斯近似計算公式及推倒過程：五個假設(shè)。假設(shè)判決時有最壞的碼元組合、假設(shè)判決時無碼間干擾，假設(shè)探測器的暗電流為零、假設(shè)光源的消光比EXT=0、判決電平。

第四篇：光纖通信復(fù)習(xí)題

1光通信系統(tǒng)組成及各部分作用

2光通信系統(tǒng)分類及主要特點(diǎn)

3光通信三個窗口是什么？為什么選擇這三個窗口？

4查閱相關(guān)資料，說明當(dāng)前光纖通信商用和實(shí)驗(yàn)室速率（單信道，多信道）5查閱相關(guān)資料，說明當(dāng)前光纖通信研究最新技術(shù)

6光源的基本要求，主要參數(shù)，注意事項(xiàng)

7什么是受激吸收、受激輻射、自發(fā)輻射

8什么是粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布

9說明LED工作原理說明LD工作原理比較LED與LD各自特點(diǎn)對光檢測器有什么要求，主要參數(shù)，注意事項(xiàng)什么是光電效應(yīng)說明PIN工作原理說明APD工作原理比較PIN與APD各自特點(diǎn)光源與光檢測器使用時各加什么偏壓？為什么？光纖是由哪幾部分組成，各部分作用是什么？光纖如何分類的？松套光纖和緊套光纖含義是什么？畫出多模階躍、多模漸變、單模階躍光纖折射率分布示意圖光在光纖中全反射條件是什么？簡述光纖導(dǎo)光原理光纖主要參數(shù)含義是什么？光纖主要傳輸特性是什么？什么是光纖損耗？造成光纖損耗原因是什么?什么是光纖色散？產(chǎn)生色散原因有哪些？對數(shù)字通信有什么危害？ 27 光纖損耗的測量方法有哪幾種？其測量原理是什么？簡述其測量原理 28 說明光纖帶寬測量原理常用光纜有哪幾種結(jié)構(gòu)形式？各有什么優(yōu)點(diǎn)？HRX、HRDL、HRDS含義是什么？

BERav、DM、SES、ES含義是什么？

抖動含義是什么？衡量單位是什么？什么叫抖動峰——峰值？ 33 抖動三項(xiàng)性能指標(biāo)含義是什么？

光性能參數(shù)pt ext 靈敏度動態(tài)范圍定義 單位 標(biāo)準(zhǔn)

光線路碼型基本要求

mBnB碼概念 , 編碼方法

光端機(jī)基本組成及各部分作用

光發(fā)送電路組成、作用、原理

APC ,ATC電路原理

光接收電路組成 各部分作用、原理

Pt, EXT ,S ,D指標(biāo)測試原理

線路施工中現(xiàn)場測試內(nèi)容方法

光纜通信系統(tǒng)日常維護(hù)主要內(nèi)容44 光纜線路防護(hù)內(nèi)容

光纜線路防雷電措施46 光纜線路防強(qiáng)電措施

第五篇：光纖通信

光纖通信發(fā)展趨勢與應(yīng)用前景

《光纖通信》

標(biāo)題： 光纖通信的發(fā)展趨勢與應(yīng)用前景

班級：物電學(xué)院08（3）班

學(xué)號：08223123

姓名：蘭 昊 暉

摘 要

闡述了光纖通信發(fā)展歷程，分析光纖通信技術(shù)的發(fā)展歷史及其特點(diǎn)，并分析了其優(yōu)勢所在與發(fā)展現(xiàn)狀，并對光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望，為我國光纖通信發(fā)展提出了相應(yīng)對策。

關(guān)鍵詞：光纖通信技術(shù)；發(fā)展歷史；特點(diǎn)；發(fā)展；趨勢；對策——論文

引 言

一光纖通信發(fā)展歷程

光纖通信是利用光波作載波，以光纖作為傳輸媒質(zhì)將信息從一處傳至另一處的通信方式。1966年英籍華人高錕博士發(fā)表了一篇劃時代性的論文，他提出利用帶有包層材料的石英玻璃光學(xué)纖維，能作為通信媒質(zhì)。從此，開創(chuàng)了光纖通信領(lǐng)域的研究工作。1977年美國在芝加哥相距7000米的兩電話局之間，首次用多模光纖成功地進(jìn)行了光纖通信試驗(yàn)。85微米波段的多模光波為第一代光纖通信系統(tǒng)。1981年又實(shí)現(xiàn)了兩電話局間使用1.3微米多模光纖的通信系統(tǒng)，為第二代光纖通信系統(tǒng)。1984年實(shí)現(xiàn)了1.3微米單模光纖的通信系統(tǒng)，即第三代光纖通信系統(tǒng)。80年代中后期又實(shí)現(xiàn)了1.55微米單模光纖

通信系統(tǒng)，即第四代光纖通信系統(tǒng)。用光波分復(fù)用提高速率，用光波放大增長傳輸距離的系統(tǒng)，為第五代光纖通信系統(tǒng)。新系統(tǒng)中，相干光纖通信系統(tǒng)，已達(dá)現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)水平，將得到應(yīng)用。光孤子通信系統(tǒng)可以獲得極高的速率，20世紀(jì)末或21世紀(jì)初可能達(dá)到實(shí)用化。在該系統(tǒng)中加上光纖放大器有可能實(shí)現(xiàn)極高速率和極長距離的光纖通信。

二 光纖通信技術(shù)的特點(diǎn)

(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，光纖通信系統(tǒng)的于光源的調(diào)制特性、調(diào)制方式和光纖的色散特性。對于單波長光纖通信系統(tǒng)，由于終端設(shè)備的電子瓶頸效應(yīng)而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢。通常采用各種復(fù)雜技術(shù)來增加傳輸?shù)娜萘?，特別是現(xiàn)在的密集波分復(fù)用技術(shù)極大地增加了光纖的傳輸容量。目前，單波長光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps。

(2)損耗低，中繼距離長。目前，商品石英光纖損耗可低于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；若將來采用非石英系統(tǒng)極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無中繼距離；對于一個長途傳輸線路，由于中繼站數(shù)目的減少，系統(tǒng)成本和復(fù)雜性可大大降低。

(3)抗電磁干擾能力強(qiáng)。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，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設(shè)或與電力導(dǎo)體復(fù)合構(gòu)成復(fù)合光纜。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。由于能免除電磁脈沖效應(yīng)，光纖傳輸系還特別適合于軍事應(yīng)用。

(4)無串音干擾，保密性好。在電波傳輸?shù)倪^程中，電磁波的泄漏會造成各傳輸通道的串?dāng)_，而容易被竊聽，保密性差。光波在光纖中傳輸，因?yàn)楣庑盘柋煌晟频叵拗圃诠獠▽?dǎo)結(jié)構(gòu)中，而任何泄漏的射線都被環(huán)繞光纖的不透明包皮所吸收，即使在轉(zhuǎn)彎處，漏出的光波也十分微弱，即使光纜內(nèi)光纖總數(shù)很多，相鄰信道也不會出現(xiàn)串音干擾，同時在光纜外面，也無法竊聽到光纖中傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

除以上特點(diǎn)之外，還有光纖徑細(xì)、重量輕、柔軟、易于鋪設(shè)；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩(wěn)定性好、壽命長。由于光纖通信具有以上的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，其不僅可以應(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、控制，而且在軍事領(lǐng)域的用途也越來越為廣泛。

正 文

一 光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

目前在光通信領(lǐng)域有幾個發(fā)展熱點(diǎn)即超高速傳輸系統(tǒng)、超大容量WDM系統(tǒng)、光傳送聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、新一代的光纖、IPoverOptical以及光接入網(wǎng)技術(shù)。

1.1 向超高速系統(tǒng)的發(fā)展

目前10Gbps系統(tǒng)已開始大批量裝備網(wǎng)絡(luò)，主要在北美，在歐洲、日本和澳大利亞也已開始大量應(yīng)用。但是，10Gbps系統(tǒng)對于光纜極化模色散比較敏感，而已經(jīng)鋪設(shè)的光纜并不一定都能滿足開通和使用10Gbps系統(tǒng)的要求，需要實(shí)際測試，驗(yàn)證合格后才能安裝開通。它的比較現(xiàn)實(shí)的出路是轉(zhuǎn)向光的復(fù)用方式。光復(fù)用方式有很多種，但目前只有波分復(fù)用(WDM)方式進(jìn)入了大規(guī)模商用階段，而其它方式尚處于試驗(yàn)研究階段。

1.2 向超大容量WDM系統(tǒng)的演進(jìn)

采用電的時分復(fù)用系統(tǒng)的擴(kuò)容潛力已盡，然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用率低于1％，還有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級光纖上傳送，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?；赪DM應(yīng)用的巨大好處及近幾年來技術(shù)上的重大突破和市場的驅(qū)動，波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展十分迅速。目前全球?qū)嶋H鋪設(shè)的WDM系統(tǒng)已超過3000個，而實(shí)用化系統(tǒng)的最大容量已達(dá)320Gbps(2×16×10Gbps)，美國朗訊公司已宣布將推出80個波長的WDM系統(tǒng)，其總?cè)萘靠蛇_(dá)200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。實(shí)驗(yàn)室的最高水平則已達(dá)到2.6Tbps(13×20Gbps)。預(yù)計不久的將來，實(shí)用化系統(tǒng)的容量即可達(dá)到1Tbps的水平。1.3 實(shí)現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)

上述實(shí)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(diǎn)到點(diǎn)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(shí)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，光聯(lián)網(wǎng)既可以實(shí)現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性、重構(gòu)性、透明性，又允許網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)和業(yè)務(wù)量的不斷增長、互連任何系統(tǒng)和不同制式的信號。

由于光聯(lián)網(wǎng)具有潛在的巨大優(yōu)勢，美歐日等發(fā)達(dá)國家投入了大量的人力、物力和財力進(jìn)行預(yù)研，特別是美國國防部預(yù)研局(DARPA)資助了一系列光聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目。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。建設(shè)一個最大透明的、高度靈活的和超大容量的國家骨干光網(wǎng)絡(luò)，不僅可以為未來的國家信息基礎(chǔ)設(shè)施(NJJ)奠定一個堅實(shí)的物理基礎(chǔ)，而且也對我國下一世紀(jì)的信息產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的騰飛以及國家的安全有

極其重要的戰(zhàn)略意義。

1.4 開發(fā)新代的光纖

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(G.655光纖)和無水吸收峰光纖(全波光纖)。其中，全波光纖將是以后開發(fā)的重點(diǎn)，也是現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)。從長遠(yuǎn)來看，BPON技術(shù)無可爭議地將是未來寬帶接入技術(shù)的發(fā)展方向，但從當(dāng)前技術(shù)發(fā)展、成本及應(yīng)用需求的實(shí)際狀況看，它距離實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用于電信接入網(wǎng)絡(luò)這一最終目標(biāo)還會有一個較長的發(fā)展過程。對光纖通信而言，超高速度、超大容量、超長距離一直都是人們追求的目標(biāo)，光纖到戶和全光網(wǎng)絡(luò)也是人們追求的夢想。

1.5 光纖到戶

現(xiàn)在移動通信發(fā)展速度驚人，因其帶寬有限，終端體積不可能太大，顯示屏幕受限等因素，人們依然追求陸能相對占優(yōu)的固定終端，希望實(shí)現(xiàn)光纖到戶。光纖到戶的魅力在于它有極大的帶寬，它是解決從互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)到用戶桌面的“最后一公里”瓶頸現(xiàn)象的最佳方案。隨著技術(shù)的更新?lián)Q代，光纖到戶的成本大大降低，不久可降到與DSL和HFC網(wǎng)相當(dāng)，這使FITH的實(shí)用化成為可能。據(jù)報道，1997年日本NTT公司就開始發(fā)展FTTH，2000年后由于成本降低而使用戶數(shù)量大增。美國在2002年前后的12個月中，F(xiàn)TTH的安裝數(shù)量增加了200％以上。在我國，光纖到戶也是勢在必行，光纖到戶的實(shí)驗(yàn)網(wǎng)已在武漢、成都等市開展，預(yù)計2012年前后，我國從沿海到內(nèi)地將興起光纖到戶建設(shè)高潮?？梢哉f光纖到戶是光纖通信的一個亮點(diǎn)，伴隨著相應(yīng)技術(shù)的成熟與實(shí)用化，成本降低到能承受的水平時，F(xiàn)TTH的大趨勢是不可阻擋的。

1.6 全光網(wǎng)絡(luò)

傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)間的全光化，但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)處仍用電器件，限制了目前通信網(wǎng)干線總?cè)萘康奶岣?，因此真正的全光網(wǎng)絡(luò)成為非常重要的課題。全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點(diǎn)代替電節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間也是全光化，信息始終以光的形式進(jìn)行傳輸與交換，交換機(jī)對用戶信息的處理不再按比特進(jìn)行，而是根據(jù)其波長來決定路由。全光網(wǎng)絡(luò)具有良好的透明性、開放性、兼容性、可靠性、可擴(kuò)展性，并能提供巨大的帶寬、超大容量、極高的處理速度、較低的誤碼率，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，組網(wǎng)非常靈活，可以隨時增加新節(jié)點(diǎn)而不必安裝信號的交換和處理設(shè)備。當(dāng)然全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展并不可能獨(dú)立于眾多通信技術(shù)，它必須要與因特網(wǎng)、ATM網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等相融合。目前全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展仍處于初期階段，但

已顯示出良好的發(fā)展前景。從發(fā)展趨勢上看，形成一個真正的、以WDM技術(shù)與光交換技術(shù)為主的光網(wǎng)絡(luò)層，建立純粹的全光網(wǎng)絡(luò)，消除電光瓶頸已成未來光通信發(fā)展的必然趨勢，更是未來信息網(wǎng)絡(luò)的核心，也是通信技術(shù)發(fā)展的最高級別，更是理想級別。

二 21世紀(jì)初光通信及基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主攻方向

波長就是一個信號系統(tǒng)，把從前的電路交換，換成當(dāng)前的光路交換。這種交換系統(tǒng)就是把光的傳輸和交換融為一體，把交換給取消了。希望今年能作出一個演示系統(tǒng)。這個問題是最簡單最有效的解決如此困惑傳輸高速路的問題，寬帶推廣應(yīng)用就有很好的基礎(chǔ)。

今后一定要研究支持大通信容量廉價的光器件。第一個是可變波長激光器、高頻調(diào)制器；第二是波分復(fù)用/解復(fù)用器/濾波器；第三是增益平坦和鎖定的SCL波段放大器；第四是RAMAN放大器；第五是高頻光探測器、MEMS光開關(guān)。我國建立環(huán)保型的微電子和光電子的生產(chǎn)基地，我國的硅石材料是非常豐富的。多晶硅是未來最清潔的能源。21世紀(jì)，要發(fā)展光網(wǎng)絡(luò)與移動通信發(fā)布式的結(jié)合，這是一個很大的商機(jī)。光網(wǎng)絡(luò)與毫米波的結(jié)合，如果成功的話，也是很大的具有革命性的進(jìn)步。再一個是制造高精度的光纖陀螺。這不僅僅是未來航空系統(tǒng)，導(dǎo)彈系統(tǒng)要用它，國外的汽車?yán)锩嬉灿型勇荨４送?，新型?shí)用化電流傳感器、電壓傳感器，光纖光柵應(yīng)力傳感器，光纖光柵溫度傳感器。

三 我國光纖通信發(fā)展對策

3.1 我國要積極創(chuàng)新開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)

雖然這幾年來，我國光纜電纜技術(shù)有很大發(fā)展，有一些具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)已在發(fā)揮作用，但是應(yīng)該看到這種比例仍是很小的，國內(nèi)有近200家光纖光纜廠，但大多產(chǎn)品單一，沒有自主的知識產(chǎn)權(quán)，技術(shù)含量較低，競爭力不強(qiáng)。實(shí)際上我國的光纖光纜技術(shù)應(yīng)該說與國際水平己差距下大，因此我們作為世界第二的光纜大國，應(yīng)該把開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)作為我們工作的重中之重，爭取創(chuàng)造更多的光纖光纜專利。

3.2 抓住西部大開發(fā)的大好機(jī)遇，發(fā)展光纜電纜技術(shù)與產(chǎn)業(yè)

西部大開發(fā)是國家的重大策略，國家制定了有利的政策，政府對發(fā)展通信等行業(yè)也給予了大力的支持。西部是一個地域復(fù)雜、分布較寬、通信相對落后的地區(qū)。經(jīng)濟(jì)大發(fā)展中，通信要先行，需要一些與之相適應(yīng)的光纖光纜及通信電纜的先進(jìn)產(chǎn)品來配合發(fā)展的需求。因此，符合條件的產(chǎn)品將會在這里找到很好的市場，光纖光纜和通信電纜的各種技術(shù)、產(chǎn)品及成果都會在西部開發(fā)中得到發(fā)揮。

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學(xué)后感：

通過這次的課程論文，我深深的感受到了自身的不足。不但需要多方面的知識，同時還要考驗(yàn)一個人的獨(dú)立動腦能力和動手能力，這在課本上學(xué)不到的。另外，這 還要求我們具有一定的自學(xué)能力，在面對多次錯誤時要能冷靜，并且還要有堅定的 意志力，并且使我看到了理論與實(shí)際相結(jié)合的重要性。在實(shí)際中，僅僅擁有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，如果不能把理論賦予實(shí)踐，再豐富的理論知識也只能是“紙上談兵”，只有將理論與實(shí)踐相結(jié)合，才能結(jié)出智慧的果實(shí)。這次課程論文是對我們綜合能力的檢測，是培養(yǎng)我們的專業(yè)素養(yǎng)以及學(xué)習(xí)興趣的很好的途徑，學(xué)習(xí)把理論付諸于實(shí)現(xiàn)，能夠讓我們更加清楚的看到我們努力的結(jié)果。雖然本次課程已經(jīng)結(jié)束了，但是我不會忘記從中收到的感受與啟發(fā)，相信在以后的學(xué)習(xí)中，我將更加認(rèn)真努力，爭取從知識以及動手能力方面都能更上一層樓！