第一篇：光纖通信（共）

光纖通信.txt“戀”是個很強悍的字。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

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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)。基本光纖通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)源、光發(fā)送端、光學信道和光接收機組成。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)送機和調(diào)制器則負責將信號轉(zhuǎn)變成適合于在光纖上傳輸?shù)墓庑盘枺群笥眠^的光波 窗口有 0.85、1.31 和 1.55。光學信道包括最基本的光纖，還有中繼放大器 EDFA 等； 而光學接收機則接收光信號，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，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制光脈沖“0”碼和“1”碼，它由二進制數(shù)字信號 對光源進行通斷調(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 電端機產(chǎn)生。光纖通信系統(tǒng)設(shè)備（1）光發(fā)信機 光發(fā)信機是實現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)換的光端機。它由光源、驅(qū)動器和調(diào)制器組成。其功能是將來 自于電端機的電信號對光源發(fā)出的光波進行調(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。電端機就是常規(guī)的電子通信設(shè)備。（2）光收信機 光收信機是實現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換的光端機。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缓螅賹⑦@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 光端機，就是光信號傳輸?shù)慕K端設(shè)備。通常所說的光端機是 傳輸視頻的非壓縮光端機 光端機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 標準化，使用由國際性的接插件標準定義的 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)器廠家及計算機終 端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標準。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）之間串行二進制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標準”。該標準規(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”，觸點或者打線針。例如，WE6W 有全部 6 個觸點，編號 1 到 6, WE4W 界面只使用 4 針，最外面的兩個觸點(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（細如頭發(fā)的玻璃絲）和塑料保護套管及塑料 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，外包有護套，有的還包覆 圖 4 光纜 外護層，用以實現(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，負責在兩個節(jié) 點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。事實上這是不可能的，因為網(wǎng) 絡(luò)標準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）。

第二篇：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光纖損耗的機理：石英光纖的固有損耗,非固有損耗。

6光纖的色散從機理上說，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、存在光學諧振機制，并在有源區(qū)里建立起穩(wěn)定的振蕩。5.進場圖樣和遠場圖樣表示橫向光場的分布，激光器輸出鏡面上光強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一個衍射光柵，光柵的條紋間隔等于聲波波長λ，當光波通過此介質(zhì)時，將被介質(zhì)中的彈性波衍射，衍射光的強度、頻率、方向都隨超聲場變化。

三、14在光接收機中，首先需要將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，即對光進行解調(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光接收機最主要的性能指標是接收機靈敏度。

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：從實驗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)點是：冗余度較小。對于三和四次群，可以利用計算機的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。可以實現(xiàn)運行誤碼監(jiān)測。

5B6B的缺點是：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）實驗觀察發(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。

第三篇：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，從而將零色散點從1310nm位移到1550nm，實現(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)

第四篇：光纖通信

光纖通信系統(tǒng)包括實現(xiàn)點對點通信的全部設(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，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(shè)備、計算機終端盒其它常規(guī)電子通信設(shè)備的總稱。電端機在發(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

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光纖傳輸線路。

光接收機

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。因為光探測其輸出的電流很微弱，必須經(jīng)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(fù)數(shù)字信號；由于在發(fā)射端對信號進行了編碼，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)中電端機的作用是對來自信息源的信號進行處理，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，輸入光纖傳輸至遠方；接收端的光端機內(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。

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)進行光電轉(zhuǎn)換，即將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘枺俳?jīng)光纖傳輸?shù)浇邮斩耍邮斩酥v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

第五篇：光纖通信

光纖通信課堂題目

1.SDH有一套標準化的信息結(jié)構(gòu)等級，稱為同步傳送模塊STM-N。

2.準同步數(shù)字體系的幀結(jié)構(gòu)中，如果沒有足夠的運行和維護。

3.SDH中STM-1的速率是

4.SDH中STM-4的速率是

5.常用的SDH設(shè)備有：終端復(fù)用器、再生器和數(shù)字交叉連接設(shè)備等。

6.在SDH幀結(jié)構(gòu)中，AU指針處于幀結(jié)構(gòu)左側(cè)1-9N

7.PDH復(fù)用成SDH信號必須經(jīng)過映射、定位、復(fù)用三個步驟。

8.9.我國采用的PDH信號的基群是。

10.STM-4傳輸一幀所用的時間為125u/s

11.STM-n信號一幀的字節(jié)數(shù)為12.對STM-1信號來說，每秒可傳的幀數(shù)為

1.什么叫自愈？ 二纖雙向通道專用保護環(huán)是怎么實現(xiàn)自愈的？

2.SDH的優(yōu)點？136頁

3.什么是段開銷？它可分為哪兩部分？138頁

143頁