第一篇：光纖通信技術期末復習題

光纖通信技術期末復習題

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.粒子數反轉分布的激活物質來實現的 B.光學諧振腔來實現的 D.泵浦光源來實現的 D.外加直流來實現的 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發光的泵浦激光器 D.從光信號中提取的功率 5.數字光接收機的靈敏度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.光纖的數值孔徑與（C）有關。

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

A.2dB/Km B.0.2dB/Km C.20dB/Km D.無具體含義 9.光纜的規格代號中用一位數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.光接收機中將升余弦頻譜脈沖信號恢復為“0”和“1”碼信號的模塊為（B）A.均衡器 B.判決器和時鐘恢復電路 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.光環形器 D.光隔離器 13.STM-1的幀結構中，AU指針區域的位置是在（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.光纜的規格代號中用字母來表示附加導線的材料，如銅導線則附加字母是（D）A.Cu B.L C.T D.沒有字母

16.光時域反射儀（OTDR）是利用光在光纖中傳輸時的瑞利散射所產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

17.下列哪一個不是SDH網的特點（D）

A.具有全世界統一的接口標準 B.大量運用軟件運系統配置的管理 C.復用映射結構靈活D.指針調整技術降低了設備復雜性 18.光隔離器的作用是（B）

A.調節光信號的功率大小 B.保證光信號只能正向傳輸

C.分離同向傳輸的各路光信號D.將光纖中傳輸的監控信號隔離開 19.注入光纖的光功率為10mW，經過10Km的傳輸過后輸出的光功率為1mW，則這段光線的損耗系數為（B）

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

A.光源不能產生負信號光 B.將出現長連“1”或長連“0” C.編碼器它復雜 D.碼率冗余度太大 二.填空題。

1.1966年，在英國標準電信實驗室工作的華裔科學家（高錕）首先提出用石英玻璃纖維作為光纖通信的媒質，為現代光纖通信奠定了理論基礎。

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是光纖中的重要結構參量，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，稱為基模或主模。

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個過程，分別為（自發發射）、（受激輻射）和受激吸收。

14.光纖通信中最常用的光源為（半導體激光器）和（發光二極管）。15.光調制可分為（直接調制）和（間接調制）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，其標準速率為（155.520Mbit/s）。

19.單信道光纖通信系統功率預算和色散預算的設計方法有兩種：統計設計法和（最壞值設計法）。

20.光纖通信是以（光波）為載頻，以（光纖）為傳輸介質的通信方式。

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21.光纖單模傳輸時，其歸一化頻率應小于等于（2.405）。22.數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立存在的一種（電磁場）分布形式。24.傳統的O/E/O式再生器具有3R功能，即在（再整形）、（再定時）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，波形出現失真。

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

28.半導體P-N結上外加負偏壓產生的電場方向與（內電場）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網中，為了便于網絡的運行、管理等，在SDH幀結構中設置了（開銷比特（或管理比特））。

31.SDH的STM-N是塊狀幀結構，有9行，（270×N）列。

32.處于粒子數反轉分布狀態的工作物質稱為（激活物質（或增益物質））。33.EDFA的泵浦結構方式有：a、（同向泵浦）結構；b、（反向泵浦）結構；c、雙向泵浦結構。

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

36.目前，通信用光纖的纖芯和包層絕大多數是由（石英）材料構成的。37.在階躍型（弱導波）光纖中，導波的基模為（LP01）。38.根據光纖的傳輸模式數量分類，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）發射發光，而LED通過（自發）發射發光。

40.光纖色散組要包括（模式色散）、（波導色散）、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：擾碼二進制、（字變換碼）和插入型碼。

42.在一根光纖中同時傳播多個不同波長的光載波信號稱為（光波分復用）。

43.允許單模傳輸的最小波長稱為（截止波長）。

44.在1.3um波段進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.導模的傳輸常數的取值范圍為（）。

46.量子效率是用來衡量激光器的轉換效率的高低，其主要分為內量子效率和（外量子效率和外微分量子效率）。47.典型的光電瞬態響應有：光電延遲、（張弛振蕩）和（自脈動）。48.摻鉺光纖放大器EDFA采用的泵浦源工作波長為1480nm和（980nm）.49.自愈環結構可以分為兩大類：（通道倒換環）和（復用段倒換環）。50.光纜，是以一根或多根光纖或光纖束制成符合光學、機械和環境特性的結構，它由（加強芯）、護層和（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.光與物質作用時有受激吸收、（自發輻射）和（受激輻射）三個物理過程。

54.半導體激光器工作時溫度會上升，這時會導致閾值電流（升高），輸出光功率會（減?。?。55.WDM系統可以分為集成式系統和（開放式系統）兩大類，其中開放式系統要求終端具有標準的光波長和滿足距離傳輸的光源。

56.對于SDH的復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.數字光纖傳輸系統的兩種傳輸體制為（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）的光子激發的

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

2.網絡自愈

指在網絡發生故障時，無需人為干預，網絡自動的在極短的時間內，使業務自動從故障中恢復傳輸

3.直接調制和間接調制

將激光器LD或發光二極管LED的驅動電流用疊加在偏置電流上的電信號進行調制，由此實現對LD或LED輸出的光強度進行調制的方式

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

4.閾值電流

當LD注入電流達到將產生激光時的電流值。

5.雪崩光電二極管

是利用PN結在高反向電壓下產生雪崩效應來工作的一種二極管，利用光載流子在強大電場內的定向運動產生雪崩效應，以獲得光電流的增益的一種具有內增益的二極管

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6.單模光纖

纖芯較細（一般為9或10微米的），只能傳輸單個模式光的光纖

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，而是隨纖芯半徑方向坐標增加而逐漸減少，一直變到等于包層折射率的值。

2.簡述SDH網絡中常用的組網結構，并畫出結構圖。

3.畫出終端復用器、分/插復用器、數字交叉連接設備和再生中繼器。

4.畫出SDH幀結構圖。

5.光纖通信發展至今經歷了哪些里程碑？

（1）20世紀60年代初期，光纖通信發展史上迎來了第一個里程碑，世界上第一臺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年華裔科學家C.K.Kao博士和G.A.Hockham，對光纖傳輸的前景發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，這是光纖通信發展歷史上的一個里程碑。（3）1985年，南安普頓大學的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、平面波導器件及其集成的出現是光纖通信史上的又一個里程碑。

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6.應用于光纖通信系統的光源應該具備什么條件？

光纖通信系統均采用半導體發光二極管（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、發射波長在光纖中低損耗傳輸，響應速度快、波長和尺寸與光纖適配，并且可在高速條件下直接調制等優點

7.由P-I曲線知，半導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歷的幾個典型階段。

半導體激光器是一個閾值器件，它的工作狀態隨注入電流的不同而不同。當注入電流較小時，有源區里不能實現粒子數反轉，自發發射占主導地位，激光器發射普通的熒光，其工作狀態類似于一般的發光二極管。隨著注入電流的加大，有源區里實現了粒子數反轉，受激輻射占主導地位，但當注入電流小于閾值電流時，諧振腔里的增益還不足以克服損耗，不能在腔內建立起一定模式的振蕩，激光器發射的僅僅是較強的熒光，這種狀態稱之為“超輻射”狀態。只有注入電流達到閾值以后，才能發射譜線尖銳。模式明確的激光。

8.光纖中產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生損耗。光纖中發生損耗的原因，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，光學損耗等。光纖本身的損耗有吸收損耗（本征吸收、雜質吸收）和散射損耗（瑞利散射、結構缺陷散射）。本征損耗是光纖基礎材料固有的吸收，并不是雜質或者缺陷所引起的。本征損耗特點是確定了某一種材料吸收損耗的下限，與波長有關。

9.簡述雪崩光電二極管的工作原理。

當在光電二極管上加反向電壓，使其耗盡區內的電場強度大于105V/cm時，光生載流子在強電場作用下高速通過耗盡區向兩級移動。在移動過程中，由于碰撞游離而產生更多的新載流子，形成雪崩現象，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工作的PN結光電二極管就是APD。

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五.計算題。

已知階躍折射率光纖中n1=1.52，n2=1.49。（開方、反三角函數計算困難時，必須列出最后的表達式。）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，求數值孔徑。

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第二篇：光纖通信復習題

光纖通信復習題

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，光纖既為光導纖維的簡稱，光纖通信是以（）為傳輸載體，以（）為傳輸媒質的一種通信方式。

3、光纖通信系統中監控信號的傳輸途徑有兩個，一個是在光纖中傳輸，另一個是

()。

4、造成光纖中傳輸的光波信號出現畸變的重要原因是()。

5、SDH系統取代傳統的 PDH 系統的主要原因是（）（）、（）、和（）。

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

7、DWDM系統的工作方式主要有雙纖單向傳輸和（）。

8、G.652光纖有兩個應用窗口，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，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()，可傳輸的導波模數量就越多。

11、光纜由纜芯、()和外護層組成。

12、激光振蕩器必須包括增益介質、激勵源和()。

13、對LD的直接調制將導致()，限制光纖通信系統的傳輸速率和容量。

14、LD屬于受激發射發光，而LED屬于()發光。

15、APD的雪崩放大效應具有隨機性，由此產生的附加噪聲稱為()。

16、限制光接收機靈敏度的主要因素是()。

17、激光器能產生激光振蕩的最低限度稱為激光器的（）。

18、我國采用的同步復用過程為（）的同步復用過程。

19、同步系統是數字通信系統中的重要組成部分之一，所謂同步是指通信系統的收、發端要有（），使收端和發端步調一致。

20、誤碼性能是光纖數字通信系統質量的重要指標之一，產生誤碼的主要原因是傳輸系統的脈沖抖動和（）。

二、選擇題

1、目前光纖通信所用光波的波長有三個，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()

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、光接收機的電路噪聲

B.量子噪聲、雪崩管倍增噪聲、光接收機的電路噪聲

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、弱導光纖中纖芯折射率n1和包層折射率n2的關系是()

A.n1≈n2B.n1=n2C.n1>>n2D.n1<

A.調節光信號的功率大小

B.保證光信號只能正向傳輸 D.將光纖中傳輸的監控信號隔離開 C.分離同向傳輸的各路光信號

6、光纖數字通信系統中，同步數字系列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.電調制方式

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

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

A.激光器發模塊發送功率

C.發光模塊的色散容限

11、STM-N 的復用方式是（）

A.字節間插B.比特間插C.幀間插D.統計復用 B.激光器收模塊接收靈敏度 D.收光模塊色散容限

12、STM-N光信號經過線路編碼后（）

A.線路碼速會提高一些B.線路碼中加入冗余碼

C.線路碼速還是為STM-N標準碼速D.線路碼為加擾的NRZ碼

三、名詞解釋

1、數值孔徑

2、消光比（P147）

3、光接收機靈敏度（P155）

4、光纖色散

5、光纖衰減

三、畫圖題

1、畫出光纖數字通信系統的組成方框圖（P166）

2、畫出數字光纖通信光發射模塊的方框圖，并簡述各部分主要作用。（P146）

3、畫出數字光纖通信接收光端機的方框圖，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？（P76~77）

3、簡述摻鉺光纖放大器（EDFA）的工作原理

4、簡述波分復用系統的工作原理及系統組成五、計算題：

1、出自習題4.9（P144）（1）有一GaAlAs半導體激光器，其諧振腔長為500μm，腔內的有效吸收系數為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反射材料，使其反射率變為90%，試求在受激輻射閾值條件下的光增益。

（3）若在它的內量子效率為0.65，試求（1）和（2）中的外量子效率。

12、設140Mb/s數字光纖通信系統發射光功率為0dBm，接收機靈敏度為－55dBm，系統余量為9dB，連接器損耗為1dB/個，平均接頭損耗為0.1 dB/km，光纖損耗0.4dB/km。計算損耗限制傳輸距離L。（參考P169的例題5.1和P211的習題5.8）

以下是P58的習題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，計算其歸一化頻率，并估算其中可傳播的模式總數。

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

第三篇：光纖通信技術

淺談光纖通信

摘要：光纖通信不僅可以應用在通信的主干線路中，也可以在電力通信控制系統中發揮作用，進行工業監測、控制，現在在軍事上也被廣泛應用，基于各領域對信息量的需求不斷增長，光纖通信技術的應用發展趨勢也備受關注。一條完整的光纖鏈路除受光纖本身質量影響外，還取決于光纖鏈路現場的施工工藝和環境。本文探討了光纖通信技術的主要特征及發展趨勢，和它以光纖鏈路為基礎的現場測試。

關鍵詞：光纖通信技術 特點 現狀 發展趨勢 光纖鏈路

0引言

光纖即為光導纖維的簡稱。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,構成光纖通信的基本物質要素是光纖、光源和光檢測器。光纖除了按制造工藝、材料組成以及光學特性進行分類外，在應用中,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。

1光纖通信技術

自上世紀光纖通信技術在全球問世以來，整個的信息通訊領域發生了本質的、革命性的變革，光纖通信技術以光波作為信息傳輸的載體，以光纖硬件作為信息傳輸媒介，因為信息傳輸頻帶比較寬，所以它的主要特點是:通信達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點，從而備受通信領域專業人士青睞，發展也異常迅猛。

光纖通信技術作為在實際運用中相當有前途的一種通信技術，已成為現代化通信非常重要的支柱。作為全球新一代信息技術革命的重要標志之一，光纖通信技術已經變為當今信息社會中各種多樣且復雜的信息的主要傳輸媒介，并深刻的、廣泛的改變了信息網架構的整體面貌，以現代信息社會最堅實的通信基礎的身份，向世人展現了其無限美好的發展前景。

2光纖通信的特點(1)通信容量大、傳輸距離遠；一根光纖的潛在帶寬可達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系統已經投入商業使用。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的損耗都低。因此，無中繼傳輸距離可達幾

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，便于鋪設和運輸；

(5)材料來源豐富,環境保護好，有利于節約有色金屬銅。

(6)無輻射，難于竊聽,因為光纖傳輸的光波不能跑出光纖以外。

(7)光纜適應性強，壽命長。

(8)質地脆，機械強度差。

(9)光纖的切斷和接續需要一定的工具、設備和技術。

(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。

利用光波在光導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、高單色性等顯著優點，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光纖通信技術的現狀研究

(1)光纖通信技術中的光纖接入技術。光纖接入網技術是信息傳輸技術的一個嶄新的嘗試，它實現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絡和用戶接入兩部分組成。其中后者起著更為關鍵的作用，即FTTH(意思是光纖到戶)，作為光纖寬帶接入的最后環節，負責完成全光接入的重要任務，基于光纖寬帶的相關特性，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)光纖通信技術中的波分復用技術。即WDM，充分利用了單模光纖低損耗區的優勢，獲得了大的帶寬資源。波分復用技術基于每一信道光波的頻率和波長不同等情況出發，把光纖的低損耗窗口規劃為許多個單獨的通信管道，并在發送端設置了波分復用器，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。

4不斷發展的光纖通信技術

(1)光接入網通信技術的更進一步發展?，F存技術上的接入網依舊是雙絞線銅線的連接，仍然是原始的、落后的模擬系統，而網絡中的光接入技術的應用使其成為了全數字化的，且高度集成的智能化網絡。

光接入網通信技術所要達到的主要目標有：最大程度的使維護費用得到降低，故障率得到明顯下降;可以用于新設備的開發和新收入的不斷增加；與本地網絡相結合，達到減少節點數目和擴大覆蓋面范圍的目的;通過光網絡的建立，為多媒體時代的到來做好準備;另外，可以最大化的利用光纖本身的一些優勢特點。

(2)光纖通信技術中光傳輸與交換技術的融合一光接入網通信技術的后延。基于上述光接入網通訊技術的成熟發展，網絡的核心架構己經得到了翻天覆地的改變，并正在日新月異的變化發展著，在交換和傳輸兩方面來講也都早已進行了好幾代的更新。光接入網技術和光輸與交換技術的融合技術，前者較后者在技術應用上有了一些技術上改進，從而也就提高了全網的往前的進一步有效發展，但此項技術相對來講仍不成熟。

(3)新一代的光纖在光纖通信技術中的應用。傳統意義上的G.652單模光纖已經在長距離且超高速的傳送網絡發展中表現出了力不從心的缺點，新一代光纖的研發己成為當今務實之需，它也構成了新一代網絡基礎設施建設工作的一個重要組成部分。在目前普遍需求的干線網和城域網的背景下，基于不同的發展需要，己經發展出了兩種新一代光纖一非零色散光纖和全波光纖。

4光纖通信鏈路的現場測試

4.1光纖鏈路現場測試的目的光纖鏈路現場測試是安裝和維護光纖網絡的必要部分，是確保電纜支持網絡協議的一種重要方式。它的主要目的是遵循特定的標準檢測光纖系統連接的質量，減少故障因素以及存在故障時找出光纖的故障點，從而進一步查找故障原因。

4.2光纖鏈路現場測試標準

目前光纖鏈路現場測試標準分為兩大類：光纖系統標準和應用系統標準。（1）光纖系統標準：光纖系統標準是獨立于應用的光纖鏈路現場測試標準。對于不同光纖系統，它的測試極限值是不固定的，它是基于電纜長度、適配器和接合點的可變標準。目前大多數光纖鏈路現場測試使用這種標準。世界范圍內公認的標準主要有：北美地區的EIA/TIA—568—B標準和國際標準化組織的ISO/IEC11801標準等。（2）光纖應用系統標準：光纖應用系統標準是基于安裝光纖的特定應用的光纖鏈路現場測試標準。每種不同的光纖系統的測試標準是固定的。常用的光纖應用系統有：100BASE—FX、1000BASE—SX等。

4.3光纖鏈路現場測試過程

對于光纖系統需要保證的是在接收端收到的信號應足夠大，由于光纖傳輸數據時使用的是光信號，因此它不產生磁場，也就不會受到電磁干擾和射頻干擾，不需要對NEXT等參數進行測試，所以光纖系統的測試不同于銅導線系統的測試。

在光纖的應用中，光纖本身的種類很多，但光纖及其系統的基本測試參數大致都是相同的。在光纖鏈路現場測試中，主要是對光纖的光學特性和傳輸特性進行測試。光纖的光學特性和傳輸特性對光纖通信系統的工作波長、傳輸速率、傳

輸容量、傳輸距離、信號質量等有著重大影響。但由于光纖的色散、截止波長、模場直徑、基帶響應、數值孔徑、有效面積、微彎敏感性等特性不受安裝方法的有害影響,它們應由光纖制造廠家進行測試,不需進行現場測試。

在EIA/TIA—568—B中規定光纖通信鏈路現場測試所需的單一性能參數為鏈路損失（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標準中定義的光功率測試，它確定了通過光纖傳輸的信號的強度，還是損失測試的基礎。測試時把光功率計放在光纖的一端，把光源放在光纖的另一端。

（2）光學連通性的測試：光纖系統的光學連通性表示光纖系統傳輸光功率的能力。光纖系統的光學連通性是對光纖系統的基本要求，因此對光纖系統的光學連通性進行測試是基本的測試之一。通過在光纖系統的一端連接光源，在另一端連接光功率計，通過檢測到的輸出光功率可以確定光纖系統的光學連通性。當輸出端測到的光功率與輸入端實際輸入的光功率的比值小于一定的數值時，則認為這條鏈路光學不連通。進行光學連通性的測試時，通常是把紅色激光或者其他可見光注入光纖，并在光纖的末端監視光的輸出。如果在光纖中有斷裂或其他的不連續點，在光纖輸出端的光功率就會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域的術語代表了光纖鏈路的衰減。衰減是光纖鏈路的一個重要的傳輸參數,它的單位是分貝(dB)。它表明了光纖鏈路對光能的傳輸損耗（傳導特性），其對光纖質量的評定和確定光纖系統的中繼距離起到決定性的作用。光信號在光纖中傳播時，平均光功率延光纖長度方向成指數規律減少。在一根光纖網線中,從發送端到接收端之間存在的衰減越大，兩者間可能傳輸的最大距離就越短。衰減對所有種類的網線系統在傳輸速度和傳輸距離上都產生負面的影響，但因為光纖傳輸中不存在串擾、EMI、RFI等問題，所以光纖傳輸對衰減的反應特別敏感。

（4）光纖鏈路預算（OLB）：光纖鏈路預算是網絡和應用中允許的最大信號損失量，這個值是根據網絡實際情況和國際標準規定的損失量計算出來的。一條完整的光纖鏈路包括光纖、連接器和熔接點，所以在計算光纖鏈路最大損失極限時，要把這些因素全部考慮在內。光纖通信鏈路中光能損耗的起因是由光纖本身的損耗、連接器產生的損耗和熔接點產生的損耗三部分組成的。但由于光纖的長度、接頭和熔接點數目的不定，造成光纖鏈路的測試標準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準都必須通過計算才能得出。

雖然目前光通信的容量已經非常大，但仍有大量應用能力閑置，伴隨著社會經濟和科學技術的進一步發展，對信息的需求也會隨之增加，并會超過現在的網絡承載能力，因此我們必須進一步努力研究更加先進的光傳輸手段。因此，在經濟社會發展的推動下，光通信一定會有更加長久的發展。

[參考文獻]

[1]王磊，裴麗.光纖通信的發展現狀和未來[J].中國科技信息.2006.(4).[2]何淑貞，王曉梅.光通信技術的新飛躍[J].網絡電信.2004.(2).[3]辛化梅，李忠.論光纖通信技術的現狀及發展.山東師范大學學報.2003.4.[4]李超.淺談光纖通信技術發展的現狀與趨勢.沿海企業與科技.2007.7.

第四篇：光纖通信期末論文

光時分復用技術

摘要：光時分復用技術是提高光纖通信容量的一個重要手段，還是全光網絡的一種重要技術方案。本文對光時分復用技術進行了介紹，并展望了其發展前景。關鍵詞光纖通信光時分復用全光網絡

1引言

光纖通信已有30多年的發展史。在這30多年里，光纖通信技術得到了飛速的發展，但是光纖的巨大容量還遠遠沒有被利用起來，理論上，光纖可以提供25000 GHz的帶寬。傳統的電的時分復用（TDM）技術目前在實驗室可以達到40Gbit／s的水平，但是由于電子遷移速率的限制，采用這種方法進一步提高速率已經十分困難。目前有兩種技術可以提高光纖的傳輸容量，一種是光波分復用（WDM）技術，一種是光時分復用（OTDM）技術，前者是通過增加單根光纖中傳輸的信道數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技術實現的最高速率已達2.6Tbit／S，而OTDM技術實現的單信道最高速率達640Gbit/s。

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

WDM和OTDM并不是互不兼容相互對立的技術，它們可以共存于同一個網絡中，因為單靠WDM或OTDM來提高光纖通信系統容量的能力是有限的。實際上，可以把多個OTDM信號進行波分復用，從而大大提高傳輸容量。

2光時分復用技術

光時分復用的原理和電時分復用相同，電時分復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行時分復用的方法。超短脈沖光源在時鐘的控制下產生重復頻率為時鐘頻率的超短光脈沖，該超短光

脈沖經摻餌光纖放大器（EDFA）放大后分成N路，每路光脈沖由各支路信號單獨調制，調制后的信號經過不同的時延后用合路器合并成一路高速OTDM信號，完成復用功能。假設支路信號的速率為B，則復用后的OTDM信號速率為N×B。OTDM信號經光纖傳輸到達接收端后首先進行時鐘提取，提取的時鐘作為控制信號送到解復用器解出各個支路信號，再對各個支路信號單獨接收。

一個點對點的OTDM系統的關鍵技術主要包括：高重復頻率的超短脈沖光源；復用解復用技術；時鐘提取技術；高速信號傳輸技術。

2.1高重復頻率的超短脈沖光源

除了通常對光信號源穩定性的要求外，超高速光時分復用系統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系統的光源主要有四種：鎖模光纖激光器、半導體鎖模激光器、分布反饋半導體激光器／電吸收調制器組合光源和增益開關半導體激光器。

鎖模光纖激光器可以產生重復頻率達40GHz、脈沖寬度小于3ps的超短光脈沖，而且它還具有重復頻率和波長可調兩個優點，可用于超高速的OTDM系統。這種光源的諧振腔由光纖環組成，腔長很長，主動銷模是靠一個光調制器來完成，當加在調制器上信號的頻率為諧振腔基模頻率的整數信時，就可達到鎖模的效果。

半導體鎖模激光器具有體積小、結構緊湊的特點，它是通過鎖定基模的方法來達到鎖模的效果，可以達到數十GHz的重復頻率。采用外部控制措施，半導體鎖模激光器可以產生脈寬在1ps以下的光脈沖。

分布反饋半導體激光器／電吸收調制器組合光源和增益開關半導體激光器比較簡單、較容易實現，目前在速率相對較低的OTDM系統中應用比較廣泛。

2.2復用解復用技術

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

用集成的方法。

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

NOLM解復用器是利用光纖中的交叉相位調制效應來完成解復用的功能，它具有結構簡單，開關速度高的優點，目前在OTDM系統中得到了廣泛的應用。半導體光放大器環鏡型解復用器和半導體光放大器Mach－Zhender干涉儀型解復用器則是利用半導體光放大器中的交叉相位調制來實現解復用功能，由于半導體光放大器的非線性效應很大，所以需要的控制脈沖的能量小，而且結構比較緊湊?；诠饫w或半導體光放大器中四波混頻的解復用器則是利用了光纖或半導體光放大器中的四波混頻效應，它的速率可以很高。

2.3時鐘提取技術

OTDM的時鐘提取技術大體上可以分為三種類型：電時鐘提取、全光時鐘提取和光電鎖相環時鐘提取。OTDM系統電時鐘提取和電TDM中的時鐘提取方法相同，它采用一個高Q值的濾波器直接提取時鐘。這種方法比較簡單，但是不適合用于高速OTDM系統中。

全光時鐘提取技術主要包括光有源或無源窄帶濾波器直接提取時鐘技術和注入鎖定時鐘提取技術。采用光窄帶濾波器提取的時鐘質量不好，時間抖動較大。注入領定時鐘提取技術適于提取位時鐘，而不適于提取幀時鐘。

光電鎖相環時鐘提取技術是一種比較好的時鐘提取技術，它利用一個光比特相位比較器將本地產生的光時鐘與人射光比特流鎖定。這種技術既利用了光學信號處理的高速性能，又利用了傳統的電子鎖相環的頻率和相位跟蹤特性，因此在高速OTDM傳輸系統中應用非常廣泛。

2.4高速信號傳輸技術

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，在一個標準單模光纖上，如果不采用相應的補償和控制措施，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：一是光孤子技術，另一個是色散補償技術。

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，光纖色散產生的脈沖展寬效應和自相位調制產生的脈沖壓縮效應正好完全抵消，從而可同時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變形。而色散補償主要是通過采用一段和光纖色散特性相反的色散介質來抵消色散的影響，或對信號進行相應的處理來消除或降低色散的影響。色散補償技術主要有三種：色散補償光纖、啁啾布喇格光纖光柵和中間光相位共軛補償技術，目前的研究取得了很大的進展，有的已進入實用階段。

隨著速率的進一步提高，偏振模色散（PMD）和高階色散對光纖傳輸系統的性能的影響越來越突出，要實現超高速OTDM信號的長距離傳輸，必須要對偏振模色散進行補償。但是我們也應注意到，這些補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生的畸變，所以在長距離傳輸或大規模的全光網絡中，必要時應對光脈沖進行全光再生。

3.總結

從目前的研究情況看，OTDM存在三個研究發展方向：一個發展方向是研究更高速率的系統并和WDM相結合，目前OTDM的最高速率已達640 Gbit／S，OTDM和WDM相結合已實現了3Tbit／s的傳輸速率；第二個發展方向是OTDM實用化技術和比特間插的OTDM網絡技術，歐洲一直在從事40Gbit／S的OTDM系統和網絡方面的研究工作，其中一些關鍵器件已接近實用；第三個方向是OTDM全光分組網絡，和電的分組交換網絡將代替電的電路交換網絡一樣，光的分組交換網絡將是全光網絡的一個發展方向，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行這方面的研究。

第五篇：光纖通信技術及其發展趨勢

光纖通信技術及其發展趨勢

摘要：光纖通信技術是目前通信行業應用的主要技術，光纖通信跟傳統通信方式比較具有很強的優勢，在通信網絡中已得到廣泛應用。光纖通信技術作為信息技術的重要支撐平臺，在未來信息社會中將起到十分重要的作用。

關鍵詞：光纖通信技術 優勢 光纖到戶 全光網絡

中圖分類號：TP39 文獻標識碼： A 文章編號：1007-9416(2011)07-0025-01

近年來隨著傳輸技術和交換技術的不斷進步，核心網已經基本實現了光纖化、數字化和寬帶化。隨著業務的迅速增長和多媒體業務的日益豐富，使得用戶住宅網的業務需求也不只局限于原來的語音業務，數據和多媒體業務的需求已經成為不可阻擋的趨勢，現有的語音業務接入網越來越成為制約信息高速公路建設的瓶頸，成為發展寬帶綜合業務數字網的障礙。

1、光纖通信技術

光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式。在光纖通信系統中，作為載波的光波頻率比電波的頻率高得多，而作為傳輸介質的光纖又比同軸電纜或導波管的損耗低得多，所以說光纖通信的容量要比微波通信大幾十倍，圖1為光纖結構圖。

2、光纖通信技術優勢

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的傳輸速率一般在2.5Gbps到10Gbps，采用密集波分復用術實現的多波長傳輸系統的傳輸速率已經達到單波長傳輸系統的數百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業務網的首選介質。

2.2 損耗低，中繼距離長

目前，實用的光纖通信系統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的損耗都低，因此，由其組成的光纖通信系統的中繼距離也較其他介質構成的系統長得多。

2.3 抗電磁干擾能力強

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。與之相聯系的一個重要特性是光波導對電磁干擾的免疫力，它是一種非導電的介質，交變電磁波在其中不會產生感生電動勢，即不會產生與信號無關的噪聲。這樣，就是把它平行鋪設到高壓電線和電氣鐵路附近，也不會受到電磁干擾。這一點對于強電領域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統特別有利。

2.4 光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設

光纖的芯徑很細，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，而標準同軸電纜為47mm。這樣采用光纜作為傳輸信道，使傳輸系統所占空間小，解決了地下管道擁擠的問題，節約了地下管道建設投資。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，由于光纖的特殊設計，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泄漏，因此電通信中常見的線路之間的串話現象也可忽略。

3、光纖通信技術在接入網的應用

目前萊蕪市所用的接入網技術為ADSL，其全稱是Asymmetric Digital Subscriber,中文意思是“非對稱數字用戶線路”。它以普通電話線路做為傳輸介質，既在普通雙絞銅線上實現下行高達8Mbit/b傳輸速度;上行高達640Kbit/s的傳輸速度，但這種技術不能滿足人們對上網速度越來越高需求。

3.1光纖接入網的優勢

接入網采用無線網絡是未來通信行業的發展趨勢，但無線接入網仍需要光纖網絡的支撐，其優勢體現為:

首先，通信網在一開始采用的是金屬線纜，銅纜網的故障率很高，維護運行成本很高，而采用光接入后，每年的維護運行和供給成本可以比傳統銅纜網每線大約節約400元，對于一億用戶相當于每年節約400億元，而且其故障率也大大降低。

其次，對于新業務的發展，特別是多媒體和寬帶新業務，能夠加強企業的競爭力，增加新業務的收入，同時可以補償建設光用戶接入網所需的投資，最后，光接入網可以滿足用戶希望較快提供業務，改進業務質量和可用性的要求，也可以節約地下管道空間，延長傳輸覆蓋距離，總之，采用光接入網能夠解決通信行業發展的瓶頸問題。

3.2 光纖通信技術發展的制約因素

銅纜網傳輸的是電子信號，交換采用的是電子交換機，現在，通信網絡大部分都是光纖，傳輸的為光信號，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濟，目前ASON-自動交換光網絡的開發緩解了這一問題，但對大容量光開關的開發也迫在眉睫。

目前為止我國的光纜技術有了很大的發展，從光進銅退開始，公司采用了多個廠家的光纜，國內生產光纜的廠家大約有200家，但其產品單一，很少具有自主知識產權，技術含量較低，競爭力不強，有關資料顯示，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%，而光核心技術只占國外的10%。這些數據顯示我國與國外在光纖技術發展上差距較大，我國作為世界第二光纜大國，應該把發展自主知識產權的技術作為重中之重。

4、結語

從光纖通信問世到現在，光傳輸的速率以指數增長，光傳輸的速率在過去的十幾年中大約提高了100倍。層出不窮的光通信新技術將成為市場復蘇的源泉，隨著光纖網絡從骨干網的擴建到接入網、城域網的擴散以及向用戶駐地網的不斷延伸，光纖網絡市場必將增長。

參考文獻

[1]馬金洋.《光纖通信的現狀和前景》[J].電信科學.[2]辛化梅,李忠.《論光纖通信技術的發展和現狀》[J].山東師范大學學報.[3]蔣力三.《光纖通信技術的發展》.中興通訊資料.