第一篇：光纖通信作業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、在光波系統中得到廣泛應用的兩種光檢測器是。

4、光傳輸設備包括

5、光纖通信是以為載頻，以

6、光發送機主要由、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點？

2、簡述未來光網絡的發展趨勢及關鍵技術。

3、全光網絡的優點是什么？

第二篇：光纖通信作業

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？

答：單模有G.652、G.653、G.654、G.655四種類型。

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

G.653光纖的特點是色散零點在1550nm附近。

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

G.655光纖的特點是色散點在1550nm附近，WDM系統在零色散波長處工作很容易引起四波混頻效應，導致信道間發生串擾，不利于WDM系統工作。

2-4光纖的歸一化頻率和各模式的歸一化截止頻率的關系是什么？光纖單模傳輸的條件是什么？

2-5光纖的特性有哪些？

答：幾何特性、傳輸特性、機械特性、溫度特性四種。

2-6光纜的結構有哪些？

答：光纜一般由纜芯、護層和加強芯組成。

2-7常用的光纜有哪幾種類型？

答：層絞式結構光纜、骨架式結構光纜、束管式結構光纜、帶狀結構光纜、單芯結構光纜、特殊結構光纜。

第三篇：光纖通信_結課作業

光纖通信

學院：

學號：

姓名：電子信息工程學院

1xxxxxxxxx

摘要：光纖通信是利用光波在光導纖維中傳輸信息的通信方式。本文探討了光纖通信技術的原理、技術發展，發展趨勢、及應用。

關鍵詞：光纖通信原理發展應用

一、引言

光纖通信技術（optical fiber communications）從光通信中脫穎而出,已成為現代通信的主要支柱之一,在現代電信網中起著舉足輕重的作用。光纖通信作為一門新興技術,其近年來發展速度之快、應用面之廣是通信史上罕見的,也是世界新技術革命的重要標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。光纖通信之所以發展迅猛,主要緣于它具有以下特點:

(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)信號串擾小、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,便于敷設和運輸;

(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小（>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：在發送端首先要把傳送的信息(如話音)變成電信

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

變換成電信號，經解調后恢復原信息．

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

實現信息傳輸，達到通信目的的一種最新通信技術。

通信的發展過程是以不斷提高載波頻率來擴大通信容量的過程，光頻

作為載頻已達通信載波的上限，因為光是一種頻率極高的電磁波，因此用

光作為載波進行通信容量極大，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，也是通信發展的必然方向。

光纖傳輸系統主要由：光發送機、光接收機、光纜傳輸線路、光中繼

器和各種無源光器件構成。要實現通信，基帶信號還必須經過電端機對信

號進行處理后送到光纖傳輸系統完成通信過程。

它適合于光纖模擬通信系統中，而且也適用于光纖數字通信系統和數

據通信系統。在光纖模擬通信系統中，電信號處理是指對基帶信號進行放

大、預調制等處理，而電信號反處理則是發端處理的逆過程，即解調、放

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

反處理也是發端的逆過程。對數據光纖通信，電信號處理主要包括對信號

進行放大，和數字通信系統不同的是它不需要碼型變換。

三、光纖通信技術發展

光纖通信是現代通信網的主要傳輸手段，它的發展歷史只有一二十年，已經歷三代：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

再建設電纜通信線路，而致力于發展光纖通信．中國光纖通信已進入實用

階段．

四、光纖通信的發展趨勢

1、光纖到家庭(FTTH)的發展

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

纖可能是現有已敷光纖的2～3倍。過去由于FTTH成本高,缺少寬帶視頻業

務和寬帶內容等原因,使FTTH還未能提到日程上來,只有少量的試驗。近來,由于光電子器件的進步,光收發模塊和光纖的價格大大降低;加上寬帶內容

有所緩解,都加速了FTTH的實用化進程。

發達國家對FTTH的看法不完全相同:美國AT&T認為FTTH市場較小,在0F62003宣稱:FTTH在20-50年后才有市場。美國運行商Verizon和Sprint比較積極,要在10—12年內采用FTTH改造網絡。日本NTT發展FTTH最早,現在已經有近200萬用戶。目前中國FTTH處于試點階段。

FTTH遇到的挑戰:現在廣泛采用的ADSL技術提供寬帶業務尚有一定優

勢。

與FTTH相比:①價格便宜②利用原有銅線網使工程建設簡單③對于目

前1Mbps—500kbps影視節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點對點和PON無源光網絡兩大類。

F2P方案一一優點:各用戶獨立傳輸,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:為了減少用戶直接到局的光

纖和管道,需要在用戶區安置1個匯總用戶的有源節點。

PON方案——優點:無源網絡維護簡單;原則上可以節省光電子器件和

光纖。缺點:需要采用昂貴的高速光電子模塊;需要采用區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,不單是要網絡擴

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交換網絡。

(2)BPON:即寬帶的PON。

(3)OPON:采用通用幀處理的OFP-PON。

(4)EPON:采用以太網技術的PON,0EPON是千兆畢以太網的PON。

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

近來,無線接入技術發展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g協議,傳輸

帶寬可達54Mbps,覆蓋范圍達100米以上,目前已可商用。如果采用無線接

入WLAN作用戶的數據傳輸,包括:上下行數據和點播電視VOD的上行數據,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,當然在需要時也可包含一些下行數

據。這就形成“光纖到家庭+無線接入”(FTTH+無線接入)的家庭網絡。這

種家庭網絡,如果采用PON,就特別簡單,因為此PON無上行信號,就不需要測

距的電子模塊,成本大大降低,維護簡單。如果,所屬PON的用戶群體,被無

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

支撐,與FTTH相差無幾。FTTH+無線接入是未來的發展趨勢。

2、光交換的發展

光纖只是解決傳輸問題,還需要解決光的交換問題。過去,通信網都是由金屬線纜構成的,傳輸的是電子信號,交換是采用電子交換機。現在,通信網除了用戶末端一小段外,都是光纖,傳輸的是光信號。合理的方法應該采用光交換。但目前,由于目前光開關器件不成熟,只能采用的是“光-電-光”方式來解決光網的交換,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,是效率不高和不經濟的。正在開發大容量的光開關,以實現光交換網絡,特別是所謂ASON-自動交換光網絡。

大容量的光交換。當前,在數據網中,信號以“包”的形式出現,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,數量很大時,就應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用。如用于保護、下路和小量通路調度等。一般采用機械光開關、熱光開關來實現。目前,由于這些光開關的體積、功耗和集成度的限制,通路數一般在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:一般采用光開關可以把光信號從某一光纖轉到另一光纖。空分的光開關有機械的、半導體的和熱光開關等。

光波長交換:是對各交換對象賦于1個特定的波長。于是,發送某1特定波長就可對某特定對象通信。實現光波長交換的關鍵是需要開發實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陣列等。自動交換的光網,稱為ASON,是進一步發展的方向。

3、集成光電子器件的發展

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,但會有相當的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在發展的PLC-平面光波導線路,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。要實現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、光纖通信的的應用世紀90 年代以來，我國光通信產業發展極其迅速，特別是廣播電視網、電力通信網、電信干線傳輸網等的急速擴展，促使光纖光纜用量劇增。廣電綜合信息網規模的擴大和系統復雜程度的增加，全網的管理和維護，設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＋光纖組成寬帶數字傳輸系統。該傳輸網可以采用帶有保護功能的環網傳輸系統，鏈路傳輸系統或者組成各種形式的復合網絡，可以滿足各種綜合信息傳輸。對于電視節目的廣播，采用的寬帶傳輸系統可以將主站到地方站的所需數字，通道設置成廣播方式，同樣的電視節目在各地都可以下載，也可以通過網絡管理平臺控制不同的站下載不同的電視節目。

七、結束語

光纖通信網絡不僅支持現有的窄帶和寬帶業務，還支持未來的多媒體業務，是解決信息傳輸瓶頸的理想網絡結構。現在光通信網絡的容量雖然很大，但還有許多應用能力在閑置，今后隨著社會經濟的不斷發展，作為經濟發展先導的信息需求也必然不斷增長，一定會超過現有網絡能力，推動通信網絡的繼續發展。因此，光纖通信技術在應用需求的推動下，一定不斷會有新的發展。

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，脈沖展寬的物理現象稱為色散。光纖色散的存在使傳輸的信號脈沖畸變，從而限制了光纖的傳輸容量和傳輸帶寬。從機理上說，光纖色散分為材料色散，波導色散和模式色散。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光纖的性能及應用。

G.652 稱為非色散位移單模光纖，也稱為常規單模光纖，其性能特點是：(1)在1310nm波長處的色散為零。(2)在波長為1550nm附近衰減系數最小，約為0.22dB/km，但在1550nm附近其具有最大色散系數，為17ps/(nm?km)。(3)這種光纖工作波長即可選在1310nm波長區域，又可選在1550nm波長區域，它的最佳工作波長在1310nm區域。G.652光纖是當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構參數、折射率分布形狀，力求加大波導色散，從而將零色散點從1310nm位移到1550nm，實現1550nm處最低衰減和零色散波長一致。這種光纖工作波長在1550nm區域。它非常適合于長距離單信道光纖通信系統

第五篇：光纖通信

光纖通信系統包括實現點對點通信的全部設施，主要偶傳輸系統，用戶終端，接入設備和交換設備四個部分組成。

光纖傳輸系統一般有光發射機，光傳輸線路，光接收機等功能部分的組成電端機

就是電信通信中采用的載波機、電信號手法設備、計算機終端盒其它常規電子通信設備的總稱。電端機在發送端的任務就是吧模擬信號轉換成數字信號，在接收端則講光接收及處理后的信號送給用戶。

光發送機

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

光接收機

由光探測器，放大器和相應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換為電信號。因為光探測其輸出的電流很微弱，必須經放大器將信號進行增益放大；均衡器對信號進行整形，是輸出波形適合于判決，判決器和始終提取電路對信號進行再生，把均衡器輸出的波形信號恢復數字信號；由于在發射端對信號進行了編碼，最后需要譯碼器將信號恢復到初始狀態。

就廣義而言，通信就是各種形式信息的轉移或傳遞。通常的具體做法是首先將擬傳遞的信設法加載(或調制)到某種載體上，然后再將被調制的載體傳送到目的地后，將信息從載體上解調出來。光纖通信系統中電端機的作用是對來自信息源的信號進行處理，例如模擬／數字轉換多路復用等；發送端光端機的作用則是將光源(如激光器或發光二極管)通過電信號調制成光信號，輸入光纖傳輸至遠方；接收端的光端機內有光檢測器(如光電二極管)將來自光纖的光信號還原成電信號，經放大、整形、再生恢復原形后，輸至電端機的接收端。對于長距離的光纖通信系統還需中繼器，其作用是將經過長距離光纖衰減和畸變后的微弱光信號經放大、整形、再生成一定強度的光信號，繼續送向前方以保證良好的通信質量。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，經放大、整形、再生后再調制光源將電信號變換成光信號重新發出，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絡將會變得為期不遠。

光纖通信系統是用光作為信息的載體，以光纖作為傳輸介質的一種通信方式。它首先要在發射端將需要傳送的電話，電報，圖像和數據進行光電轉換，即將電信號轉變為光信號，再經光纖傳輸到接收端，接收端講收到的光信號轉變成電信號，最后還原為消息。

光纖通信系統的構成