第2章HFC网络设备管理系统标准小结(陈柏年)

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HFC网络设备管理系统标准与应用

稳定性和可靠性．又要降低整个网络的维护成本。时间统按
种ＭＡＣ接入方式扩展为两种ＭＡＣ接入方式．并根据不同的网络传输媒质将应答器分为ｌｌｌ三类．扩展了应答器的、…
计．ＦＨＣ网络的７％故障来自网络本身。网络的稳定性和可５
最短的时问内使网络恢复正常。ＨＣ网络管理的目标就是既要提高和改善ＨＣ网络的ＦＦ
义了基于以太网的ｌｌ类应答器．其ＭＡＣ层和物理层符合Ｉｌ／ｌ
ＩＣ８０－Ｅ８２３的规定。这样国标将Ｉ０２－－２中的一Ｅ６７８７Ｃ
为与我国广播电视行业标准Ｇ／０－１９６线电视ＹＴ１６９有９广播系统技术规范》和Ｇ／－２０《ＦＹＴ１００１Ｈｃ网络上行传输８物理通道技术规范》的有关规定相一致同时考虑到实际使
１引言
随着我国广播电视事业的发展．Ｆ网络规模越来越大．ＨＣ
（Ｃ）层规范被国际电工委员会（Ｃ）采纳成为国际标准ＭＡＩＥ（Ｃ６７８７１Ｉ０２－７）Ｉ０２－－和Ｅ６７８２。由国家广电总局广播ＥＣ电视规划院组织研究制定、我国正式颁布的国家标准Ｇ／ＢＴ

HFC网络

HFC网络中的网管代理FS8610

1.网络管理简介

在通信网络和计算机迅速发展的今天，随着电信网的发展而逐步发展，网络管理系统应运而生。电信网络建设已把网络管理系统作为其网络建设的重要组成部分。具有高带宽、大容量、高用户率特点的HFC(Hybrid Fiber Coaxial)网络成为通向广大用户多种信息业务的最具有价值、改造成本最低的入户平台。

双向HFC网络存在的重大意义已毋庸置疑，现在中国有线电视网络的实际情况是任何一个HFC网络都使用了多家进口及国产设备；已经在网络中运行的室内设备预留的网管接口基本上都是自定义网管接口，自定义通讯协议，所以每个厂商的网管系统一般都只对自己的产品实施网络管理，并不管理其他公司的设备；随着HFC网络设备管理规范国家标准的发布，构建遵循网管国标及IEC/SCTE开放式网管标准的统一HFC网络设备管理系统平台已经成为可能。一个开放式的HFC网络设备管理系统将为城域网综合网管系统的建设提供良好的技术和设备基础。

HMS标准是应用于HFC网络管理的一整套开放式标准，它为设计具有开放性、兼容性的应答器和NMS提供了依据。

2. HFC网管系统概述

HFC网管系统完全采用了符合SCTE标准的开放性通信协议，其协议栈模型如图1所示。

图1 网管系统通信协议模型

从图中可以清楚地看到，整个系统中各层次通信协议接口均为公开的标准化协议，不包括任何非公开自定义协议。因此系统在开放性和兼容性上与同类产品相比具有很大的优越性，极大地提高了网管系统的稳定性、可升级性和可维护性。Fameg公司在推出了完全兼容HMS 的HFC网管系统FS8610 Snmp，并在此基础上用户可扩展HMS中没有定义的MIB库，即保证了与规范的兼容性又扩展了网管功能。

4HFC接入基础知识

DOCSIS的基本框架
DOCSIS 1.1 增加了 QoS
最早的RF DOCSIS1.0规范
Wide-Area Network CMTS Network Side Interface Cable Modem Termination System CMTS
Primary focus of DOCSIS 1.0 RF Specification
TV
REVERSE PATH OR UPSTREAM
C O M B I N E
REVERSE PATH
Modem
COAXIAL CABLE
FORWARD PATH
5MHz
5MHz
42MHz 88MHz
65MHz 108MHz
860MHz
862MHz
TYPICALLY 50dB LOSS
典型损耗为50dB
CMTS 通过系统透明传送 IP分组
CM CM用户侧设备接口 CMCI
用户侧设备
CPE
DOCSIS规范相关名词
• CMTS • CM --线缆调制解调器头端系统 --线缆调制解调器
• DOCSIS --电缆数据业务接口规范（ Data Over Cable Service Interface Specification ），是在Cable上传输数据的接口协议 • Cable lab --美国有线电视实验室，代表 MCNS, 开发并管理DOCSIS标准 • MCNS -- 多媒体Cable 网络系统, 主要包括北美有线电视运营商及一些设备供应商

如何构建HFC网络的网络管理系统

杨韬;时国坚

【期刊名称】《广播电视信息》

【年(卷),期】2007(000)004

【摘要】有线电视网是高效廉价的综合网络，它具有频带宽、容量大、功能多、成本低、双向性、抗干扰能力强、支持多种业务和连接千家万户的优势，它的发展为信息高速公路的发展奠定了基础。如何建立一个满足运维需求的网络管理系统，使运营商能够提高服务质量，是各个运营商迫切的要求。

【总页数】4页(P87-89,86)

【作者】杨韬;时国坚

【作者单位】中国普天信息产业股份有限公司

【正文语种】中文

【中图分类】TN943.6

【相关文献】

1.HFC网络管理系统Ⅱ类应答器设计与实现 [J], 平震宇

2.浅析有线电视HFC网络智能管理系统的设计与开发 [J], 鲁铁铮

3.HFC网络管理系统在长春市有线电视网络中的应用 [J], 仲影

4.HFC网络设备管理系统在保定市广电网络的应用 [J], 张建乐;王淑虹;朱应武

5.网络管理系统在HFC网络中的应用 [J], 曹建平

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第三章《HFC网络的基础知识》小结(陈柏年)

第三章《HFC网络的基础知识》小结

浙江传媒学院陈柏年

一、HFC网络

1、HFC：用光纤和射频同轴电缆的组合来传输、分配和交换声音、图像和数据信号的有线电视网络。

2、HFC的形式

①光纤到服务区FTSA （Fiber to the Service Area）

②光纤到馈线FTTF （Fiber to the Feeder）

③光纤到桥接FTTB （Fiber to the Bridging）

④光纤到路边FTTC （Fiber to the Curb）

⑤光纤到楼幢FTTB （Fiber to the Building）

⑥光纤到最后一级放大器FTTLA（Fiber to the Last Amplifier）

⑦光纤到家庭FTTH （Fiber to the Home）

比较明确的表示方法：N+x，其中，N为光节点，x是光节点后串接放大器的级数。

3、HFC网频谱安排特点

（1）采用副载波频分复用方式SCM，各种图像、数据和语音信号通过调制解调器同时在同轴电缆上传输。

（2）一个非对称的信道，上行很窄（我国用户共享是60MHz），下行很宽，

（3）限制每个光节点覆盖的用户不允许超过500个用户。

4、国际上标准化组织对HFC接入网的建议

（1）数字视频广播DVB组织的建议：HFC单向分配系统参考配置

（2）数字音视频理事会DA VIC组织建议：

①以MPEG-2为基础的双向HFC网参考配置

②以ATM为基础的HFC网参考配置

（3）多媒体电缆网络系统MCNS建议：基于IP的HFC网络配置

二、光接入网

1、光接入网：由一个共享同样网络侧接口且由光接入传输系统支持的一系列接入链路组成，采用基带数字光纤传输技术、传输双向交互式业务的接入传输网络。

HFC宽带接入基础知识(陈柏年)

R1
5.0～ 7.4
上行信道MHz R2 R3 R4 R5 R18 R19
7.4～ 10.6～ 13.8～ 17.0～ 58.6～ 61.8～ 10.6 13.8 17.0 20.2 61.8 65.0
下行信道MHz
最低频率最高频率
108
119
广电宽带城域网定义
• 广电宽带城域网：（ Broadband Metropolitan Area Network for Broadcast &Television）
Cable Network
Cable Modem (CM)
CM Customer Premises Equipment Interface
广域网
WAN
CMTS
Transparent IP Traffic Through the
System
CM
CMTS 网络侧接口 CMTS-
NSI
通过系统透明传送 IP分组
2. 接入网：分中心和用户终端之间，二级光纤链路和同轴电缆
分布式HFC网络（主流模式）
（总前端+一级光纤+分前端+二级光纤+同轴分配网模式）
• 基本特点：以城市或区域有线电视网的总前端为中心的多个分前端传输模式。总前端通过干线向各个分前端传输信号，原则上节点由各分前端馈送信号。分前端除了可收转本地电视节目和自办节目外，还是数字光纤和模拟光纤传输平台的光分配与交换中心。

第2章第1节接入网的产生背景和基本概念(陈柏年)

6
3、公用电信网组成部分
• （1）长途网：长途端局以上部分； • （2）中继网：长途端局与市话局之间以及市话局之间的部分； • 将长途网和中继网合在一起称为核心网(Core Network)或转接网(Transit Network)，也称为网路。 • （3）接入网AN （Access Network）：端局至用户之间的部分，即核心网余下的部分，主要完成使用户接入到核心网的任务，也称作接入环路。
第2章宽带接入网基础知识
（摘要）陈柏年浙江传媒学院
讲授内容（6学时）
• （1）接入网的产生背景和基本概念； • （2）接入网的两大标准和典型技术； • （3）EPON技术原理和实际系统。
2
具体教学要求
• （1）了解接入网的产生背景和基本概念； • （2）掌握接入网的两大标准和典型技术； • （3）理解掌握EPON结构组成、主要设备、信号流程、功能作用、主要标准和EPON在广电城域网中的应用。
7
（二）接入网基本概念
• 1、接入网名称的变化
– – – – – 本地网(Local Network) 本地环路(Local Loop) 用户网(Subscriber’s Network) 用户环路(Subscriber’s Loop) 接入网(Access Network)
8
2、接入网的原型：最初的接入段—用户环路

2章广电宽带城域网广播信道技术小结(陈柏年)

第2章广电宽带城域网广播信道技术小结

一、广播信道

1、基本特征：宽带广播信号（包括视频、音频及数据）的传输和分配信道。

2、组成部分：前端系统、传输干线、同轴电缆分配网络和用户终端。

3、开展业务：模拟电视广播业务、数字电视广播业务和数据广播业务。

4、信号来源：①卫星传送信号，②经光缆、电缆或微波传送信号。③开路收转信号。

④自办节目信号。

5、频率规划：上行5～65；过渡带65～87 MHz；调频广播（FM）、数据广播业务87~108MHz；模拟电视、数字电视和数据业务111~958MHz，共分为A、B、C、D、E五个频段。

二、有线电视系统的性能指标

（一）影响广播信道信号处理和传输的两个基本因素

1、信号的失真程度：衡量输出信号波形偏离输入信号波形的程度。

线性失真描述指标有幅频特性，色／亮度时延差；

非线性失真描述指标有互调IM，组合三次差拍CTB，交调CM，微分增益DG，微分相位DP，交流声HM等。

线性失真和非线性失真主要区别：线性失真不会产生输入端所没有的新的频率分量；非线性失真肯定产生输入端所没有的新的频率分量。

2、信号的噪声含量：系统输出信号中所含噪声的多少。描述指标有载噪比CNR，信噪比SNR，噪声系数F等。

（二）主要公式

✓等效噪声带宽： f = 5.75MHz

✓基础热噪声电平：No = 20lg Uno = 2.4dBμV

✓基础热噪声功率谱密度：n0=-65.2[dBμV/Hz ]

✓噪声系数：F = 输入载噪比/ 输出载噪比= CNR I / CNR o

✓噪声系数分贝表示：F（dB）= 10lgF= CNR I（dB）-CNR o（dB）

HFC网管

HFC网络的网管原理及其应用

一、概述

（一）HFC网络的结构

HFC网络的基本组成结构为前端（Headend），分前端(Hub)，光纤主干网，有源网络，用户接入网四部分。对于HFC网络，光纤主干网分为模拟环网和数据环网。总前端通过光纤主干网把各分前端联成冗余保护环网。对于模拟CATV信号环网，由A、B双环组成，对进入各分前端的AB双路模拟CATV信号进行双路由备份，并通过射频开关进行自动切换。有源网络指前端的上、下行信号通过光纤传输主光工作站部分；而用户接入网指光工作站至用户终端部分。

对于HFC网络的网管平台来讲，根据以上分析，把前端内设备部分叫做内部平台（Inside Plant），对于有源网络及用户接入网，则叫做外部平台（Outside Plant）。本文主要针对前端内的设备的网管进行阐述。

（二）网管平台的基本结构

HFC网络前端设备的网管主要针对安装在前端机房内机架机框内的有源设备，包括各种光接收机、光发射机、前置放大器等进行监测管理，依靠网管接口卡间的线缆连接，再经过转换服务器接入城域网或广域网，由网管服务器通过网络采集各前端设备的各种工作参数，并对数据进行处理，通过客户端网管软件的GUI界面显示在电脑屏幕上。网管平台的基本结构图如下：

网管服务器（Server）基于服务器/客户机(C/S)应用模式，通过IP数据网进行传输。此结构非常适用于已建有城域网，通过虚网（VLAN）的划分，专门建立一个网管网络。在各分前端的交接机上预留两个以上的以太网口，一个用于网管转换服务器的接入，另一个用于对各分前端设备进行配置和维护，并支持多用户按不同权限访问网管服务器。

第4章第1节双向HFC的简化结构和基本组网(陈柏年)

CM上电启动流程
八、Cable Modem接入方式技术特点
• （1）具备较完善的国际协议体系支撑，形成了完整的业务体系、运营支撑体系。技术较成熟，得到全球范围内的广泛应用，系统前端、终端和管理系统之间的兼容性好，具备可运营、可管理特性。 • （2）具备业务流的分类、QoS策略和严格的带宽保障机制，具备严格的接入终端签权和数据安全传输能力，具备开放的业务控制接口规范，可架构可管理的IP网络。
第4章第1节（摘要）双向HFC的简化结构和基本组网
陈柏年浙江传媒学院
一、 HFC 的网络结构
光缆干线光节点电缆干线电缆支线
前端
干线放大器
线路延伸器光节点
光节点
服务区
200~500家庭用户
分路器
双向HFC的简化结构
二、双向HFC的技术原理
• 系统传输方式：上、下行非对称信道。
– 下行：在111～860MHz之间的电视频道中划分出一条到多条8MHz带宽信道，用于以广播形式的下行数据发送。当信号采用256QAM（正交调幅）调制方式时，每个8MHz带宽信道最高速率可达40Mbps。 – 上行：数据通过5～65MHz进行回传。
路由器
100BaseT
Internet
CMTS
上变频器
模拟视频信号
下行射频
上行信号

HFC网正向光纤链路常规设计(陈柏年)

27
（八）光链路最大允许损耗A（dB）max
工作波长（nm） 1310 1550 最小接收光功率 Pr(dBm)min -2 0 链路最大允许损耗 A（dB）max Pt(dBm)+2 Pt(dBm)
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三.指标分配和合成
（一）指标分配原则一级调幅光缆系统的指标分配，可参考下表。在750 MHz 系统中，支线放大器占相当大的份额，若采用倍功率输出
（1）光纤链路所允许的最大链路损耗A（dB），（2）分别计算出各光节点至光分路器的光路损耗 Bi（dB），（3）光分路器该路输出臂处的所需要的光功率Pi(dBm)，（4）该路的光分路器允许插入损耗Li(dBm)。
（各符号意义详见后述）
10
（三）计算损耗和定分光比
2. 通过四个步骤：（1）“归类”（即按各路Bi（dB）的数值大小依次排列）（2）“ 分组 ”（即将同一个光分路器后所带动的光接收机编成一
组，编组中应考虑充分利用光发射机的输出光功率，并尽可能将同一干线上的光节点由同一台光发射机驱动）（3）“定比”（即具体确定各光分路器各路输出的分光比）（4）“ 复算 ”（对全网光发射机、光放大器、光节点配臵方案及
分光方案进行多次估算和反复验算），以达到最隹的设备配臵和最优的分光效果。（计算方法详见后述）
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（二）确定结构和划定片区
1. 按照本地区有线电视系统的整体规划和技术方案，

HFC网络必须配置网络设备管理系统

HFC网络必须配置网管系统

熊承国路通光电技术有限公司技术总监

摘要本文简要介绍了HFC网络设备管理系统的发展历程及国内外应用现状，系统描述了HFC网络设备管理系统的功能与作用；重点讨论了HFC网络设备管理

系统的整体解决方案和成功构建商用网管系统的具体实施步骤。

关键词HFC网络、开放式网络设备管理系统、SCTE HMS、网络设备管理规范一．H FC网络设备管理系统的发展过程简介

自从电缆电视（CATV）系统采用RF放大模块构建放大器以来，CATV网络设备管理系统就不断受到网络设备供应商及有线网络运营商的极大关注。80年代初期，CATV射频放大模块刚问世，其可靠性欠佳，故障率极高，因而导致设备制造商及网络运营商都迫切需要一种手段对网络中的有源设备进行实时状态监测，以便对故障设备准确定位，甚至提前发现设备的潜在故障，从根本上提高CATV网络的可靠性。于是各设备供应商都纷纷开发CATV网络设备管理系统。如Magnavox（即后来的Philips宽带网络）公司当时就开发了一种CATV网管系统，可以对CATV前端及远端的设备及模拟电视信号进行实时自动监测，其功能完全可以满足CATV网络设备管理的需求。但因其后CATV射频放大模块的可靠性指标迅速提高，在CATV网络设备管理系统开发成功时，RF放大器的可靠性已经完全可以满足单向广播电缆电视系统的可靠性要求；另一方面当时的CATV网管系统的造价太高，网络运营商无法承受巨大的建设费用，致使开发出来的CATV网管系统基本上未投入商业应用就束之高阁。

90年代初期，随着CATV网络的光纤化及双向改造的进行，各种增值业务随之逐步开展；双向HFC网络的可靠性虽然基本上可以满足单向广播信号传输的需要，但还难以满足综合信息传输业务需求，这就再次引发了双向HFC网络设备管理系统的开发与应用热潮。奇特（Cheetah）/安科特纳（Acterna）公司、AM Communication 公司、BKtel公司、巴可（Barco）公司等网管系统提供商和世界主要网络设备供应商都全力开发HFC网络设备管理系统以满足双向HFC网络对可靠性的要求。

接入网技术学习要点(陈柏年)

接入网技术学习要点

浙江传媒学院陈柏年

第1章绪论

1、电信网的组成

2、接入网的原型和特点

3、三网及其特点

4、NGN基本特征和结构层次

第2章接入网体系结构

1、制定接入网标准的机构和两种标准规范名称

2、G.902建议定义，电信接入网定界结构、接口、功能与特点

3、Y.1231建议定义，IP接入网总体结构，接口与定界，功能和特点

4、G.902和Y.1231之间的比较

5、常用的接入技术的分类和名称

第3章以太网接入技术

1、局域网定义、特征、取决因素和参考模型

2、以太网定义和以太网标准

3、以太网MAC层功能、地址

4、CSMA/CD工作原理四个特性

5、以太网物理层两个子层和四个特性

6、802.3两种帧格式

7、以太网的发展（FE、GE、10GE）标准和要点

8、以太接入网标准802.3ah和协议模型

9、以太网远端馈电标准

10、接入控制模式（PPP0E和802.1x）以及以太用户接入管理方法

11、以太网用户接入控制与管理两种协议和工作机理

12、计算机网络层次结构名称、作用、互连设备和协议数据单元

第4章光纤接入技术

1、光接入网的概念和类型

2、光接入网功能参考配置和具体组成

3、无源光网络PON的结构、特点和关键技术

4、测距和测距基本原理

5、EPON定义和上、下行的原理

6、EPON协议模型

7、MPCP定义和功能，五种类型协议数据单元（MPCP帧）

8、ONU的自动发现过程

9、EPON+LAN具体结构和特点

10、EPON+EOC具体结构和特点

第5章电话铜线接入技术

1、不同DSL技术的差别

2、ADSL系统结构、各部分功能、接入原理、ADSL的频谱划分和调制技术

HFC网络设备管理系统培训测试题

一、填空题

1、HFC网络设备管理系统的三大功用: ，

和。

2、HFC网管工作国家标准已于2005年10月12日正式发布，2006年5月1日起实施，标准号为: 。

3、网管系统主要由以下三个部分构成: ，

和。

4、HFC网络设备管理系统的国家标准中,下行信道工作频段为108MHz～119MHz，信道带宽为MHz;上行信道工作频段为5.0MHz～20.2MHz和58.6MHz～65.0MHz，信道带宽为MHz 或MHz；

5、应答器的工作温度范围为-40℃～＋55℃、以及-25℃～＋65℃、-10℃～＋85℃三档，以满足我国不同地区环境温度的需要；前端控制器的工作温度范围确定为0℃～℃。

7、HFC网管的对象，室外设备有：等，室内设备有：，等。

6、我公司的HFC网管系统，下行工作频率为M，上行工作频率为M。

二、上机操作题

1。“八仙城9”光站的应答器MAC地址是多少，它是从前端控制器的哪个输入端口回传网管信号的？

2。本月内，“八仙城9”光站的应答器模块温度最高为多少度？

3。记录“花园角16#”光站的应答器的各项参数当前数值。

4。记录“花园角16#”光站在光平台上对应光收模块的参数值。

HFC网络基本知识

HFC⽹络基本知识

HFC⽹络常识

⽬录（TOC Heading）关键词：HFC 、频谱、⽹络结构、器件、⼯程计算摘要：

缩略语清单：

参考资料清单：

第1章 HFC⽹络常识（标题1）

1.1 HFC⽹络的概念和发展（标题2）

1.1.1 HFC⽹络的发展（标题3）

HFC⽹络是从有线电视⽹络发展⽽成，在有线电视出现时，⽹络规模较⼩，称作共⽤天线系统，⽹络线路⼀般由纯粹的同轴电缆组成。后来⽹络规模扩⼤，由于信号在电缆中得损耗较⼤，⼀般要每隔200-300m得距离上加⼊放⼤器中继，由于在加⼊放⼤器得同时也引⼊了噪声，经过多级放⼤器后，信号的载噪⽐下降到使⽤户的收视质量不能接受，因此靠纯粹的同轴电缆不能将信号送得太远，后来随着光纤技术的成熟，光纤被引⼊到有线电视⽹络，光纤具有损耗⼩、不受电磁⼲扰、传输带宽宽等优点。

有线电视⽹络上原承载的业务⼀般只有电视和调频⼴播，这些业务都是单向的，只有从局端（前端）向⽤户的信号，⽽没有从⽤户到前端的信号，⽤户处于被动接受的位置。随着数据通信的发展，以及对承载⽹络的数据传输速率要求越来越⾼，⼈们⾃然想到了有线电视⽹络，因为有线电视⽹络在我国

已进⼊了千千万万的⽤户家中，具有⼴泛的接⼊基础，⽽且⽹络具有很⾼的带宽能⼒，⼗分有利于开展⾼速数据接⼊。但原HFC⽹络是单向结构，也就是说信号只能从局端向⽤户⼴播，⽤户不能向局端发送信号，⽆法实现交互式业务，因此HFC⽹络需要进⾏改造，使之具有双向通信能⼒。⽬前我国许多地区的HFC⽹络已开始进⾏了⽹络双向改造并实现了宽带的数据接⼊。1.1.2 HFC⽹络的概念（标题3）

第3章第4节有线电视网络传输系统(陈柏年)

•
2、三种光的辐射过程
– 受激吸收 – 自发辐射 – 受激辐射：最大特点是由受激辐射产生的光子与引起受激辐射的原来的光子具有完全相同的状态。它们具有相同的频率，相同的方向，完全无法区分出 19 两者的差异。
3、有线电视中使用的三种激光器
• 有线电视中主要使用两种半导体激光器： InGaP/InP（发光半导体/基片材料）制作的激光二极管LD（Laser Diode）
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二、常用光无源器件
•（一）光耦合器 •光耦合器：对同一波长的光功率进行分路或合路
的无源器件。
•种类
– 星形耦合器任一输入端口输入光可均匀地分配到所有输出端口。 – 树形耦合器是将一路光信号分成N路光信号，也称为光分路器，一般有二分、四分等规格。
•技术参数：
– 分光比、理论分光损耗、附加损耗、插入损耗、反向损耗和均匀性等。
1. 分布反馈式激光二极管DFB-LD（Distributed Feed Back-LD）用于正向。 2. 法布里-珀罗激光二极管F P - LD（Fabry-Perot LD）。用于反向。
•
固体激光器：掺钕钇铝石榴石Nd:YAG （Neodymium Yttrium Aluminum Garnet）。用于正向。
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（二）光纤连接器
•光纤连接器：（也称光纤活动
连接器、光纤活动接头）是一种用于连接光纤的器件。