第8章光纤通信新技术-电子通信专业

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光纤通信新技术PPT课件

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REG
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PA
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/OD
Rx
集成式WDM系统(Tx、REG分别为具有G.692光口的SDH终端、中继设备 )
光波分复用系统的主要设备
光波分复用器(合波器)与解复用器(分波器)
角度色散型光滤波器型光纤耦合器型
光波分复用器与解复用器
角度色散型
DWDM系统中最常用的角度色散器件为光栅。多波长的光信号入射到一个反射光栅上，光栅对
较大（>100GHz），则称为波分复用。 WDM技术对网络升级、发展宽带业务、充分发掘
光纤宽带潜力、实现超高速光纤通信具有十分重要的意义。
光波分复用技术
光波分复用(WDM)
波分复用(WDM) 波长间隔在几十到几百纳米；采用普通的光纤WDM耦合器对复用信道解复用。
密集波分复用(DWDM) 波长间隔为0.8nm的整数倍（0.8nm,1.6nm,2.4nm),一般不超过10nm（对应的频率间隔为100GHz）；采用波长选择性高的光栅解复用器对复用信道解复用。
光波分复用技术
WDM技术的主要特点：
充分利用光纤的巨大带宽资源（ 30THz ）。可同时传输多种不同类型的信号。节省线路投资。降低器件的超高速要求。具有高度的组网灵活性、经济性和可靠性。
WDM 系统的优越性
WDM系统的基本结构
光发射机
光中继放大
光接收机
1
光转发器1 1 光
λ2 λ2
λ4(C) λ4
λ1 λ3
λ2 λ4
光纤
(A)
(P)
各种WDM器件性能比较
器件类型
机理
批量生通路间通路数串音
产

光纤通信的新技术

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8.2 相干光通信
3. 相干光通信的结构及其工作原理相干光通信，就像传统的无线电和微波通信一样，在发送端
对光载波进行幅度、频率或相位调制。在接收端，则采用零差检测或外差检测进行解调。其系统结构如图8-1所示。在发送端，采用外光调制方式将信号以调幅、调相或调频的方式调制到光载波上，送入光纤中传输。当光信号到达接收端时。在接收端，信号与本振光由1:1的光纤定向耦合器合路后进入光检测器混频，输出的中颇信号电流就包含了与光信号的强度、频率或相位有关的信息，经进一步解调后还原出传输的信息。如果中颇为零，光检测器的输出就是基带信号。
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8.2 相干光通信
相干光通信以其独特的优点，在光纤通信中得到了广泛的应用，不仅在点对点系统中继续向着更高速更长距离的方向发展，特别是在海底通信上有着巨大的市场潜力。而且，利用相干检测的调谐选择性，将大大提高光纤网络的功能和灵活性，在本地网和多用户接入网中有着广泛的应用前景。相干光通信技术与光波分复用、副载波复用、光放大技术的密切结合与互相渗透，将使光纤通信在技术上发生根本变化。
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8.1 光孤子通信
3. 光孤子传输系统的组成（1）光孤子传输系统的组成光孤子传输系统是由激光器（孤子源）、光调制器、光放大
器、光检测器、判决器（或解调器）和光纤等组成的一体化通信系统。孤子激光器产生的是光孤子脉冲。光孤子通信系统中所用的孤子源，一般并非严格意义上的孤子激光器，只是一种类似孤子的超短光脉冲源，它产生满足基本光孤子能量、频谱等要求的超短脉冲，这种超短光脉冲在光纤中传输时自动压缩、整形而形成光孤子。较理想的孤子源是增益开关分布反馈半导体激光器，该激光器依靠大电流的注入形成窄脉冲，结构简单，且重复频率可调，但产生的光脉冲啁啾噪声大，所以在入纤前要进行消啁啾处理。

光纤通信最新技术

光纤通信最新技术光纤通信最新技术对光纤通信而言，超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标。

目前主要的光纤通信技术有以下几种：一：波分复用技术波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器，Multiplexer)汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(亦称分波器或称去复用器，Demultiplexer)将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。

这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。

WDM波分复用并不是一个新概念，在光纤通信出现伊始，人们就意识到可以利用光纤的巨大带宽进行波长复用传输，但是在20 世纪90 年代之前，该技术却一直没有重大突破，其主要原因在于TDM 的迅速发展，从155Mbit/s 到622Mbit/s，再到2.5Gbit/s 系统，TDM 速率一直以过几年就翻4 倍的速度提高。

人们在一种技术进行迅速的时候很少去关注另外的技术。

1995 年左右，WDM 系统的发展出现了转折，一个重要原因是当时人们在TDM10Gbit/s 技术上遇到了挫折，众多的目光就集中在光信号的复用和处理上，WDM 系统才在全球范围内有了广泛的应用。

随着波分复用技术从长途网向城域网扩展，粗波分复用CWDM应运而生。

CWDM的波长间隔一般为20nm，以超大容量、短传输距离和低成本的优势，广泛应用于城域光传送网中。

目前为了进一步提高光通信系统的传输速率和容量，还提出了将波分复用和光时分复用OTDM相结合的方式。

把多个OTDM 信号进行波分复用。

从而大大提高传输容量。

只要WDM和OTDM两者适当的结合，就可以实现Tbit/s以上的传输，并且也应该是一种最佳的传输方式，因此它也成为未来高速、大容量光纤通信系统的发展方向。

实际上大多数超过3bit/s的传输实验都采用WDM和OTDM相结合的传输方式。

光纤通信电子教案

光纤通信电子教案教师备课纸第 1 次课题1、光纤通信概述目的要求 1.了解光纤通信发展的历史2.了解光纤通信的优点及应用3.掌握光纤通信系统的基本组成4.了解光纤通信的发展现状及展望教学重点 1.光纤通信系统的一般组成2.光端机、光纤链路的基本功能教学难点光纤通信系统的组成与功能教学课时 2教学方法讲授法、演示法、讨论法教学内容和步骤《光纤通信》课程内容介绍、专业学习方法、参考资料介绍第1章概论第2章光纤和光缆第3章通信用光器件第4章光端机第5章数字光纤通信系统第6章模拟光纤通信系统第7章光纤通信新技术第8章光纤通信网络1.1 光纤通信的发展历史和现状教师备课纸1.1.1 探索时期的光通信中国古代用“烽火台”报警欧洲旗语望远镜，目视光通信1880年，美国人贝尔发明了用“光电话”1960年，美国人梅曼发明了第一台红宝石激光器1.1.2 现代光纤通信1966年，英籍华裔学者高锟和霍克哈姆的论文指出利用光纤进行信息传输，奠定了现代光通信基础。

1970 年，美国康宁公司研制成功损耗20 dB/km的石英光纤。

1976 年，世界上第一个实用光纤通信系统的现场试验成功。

光纤通信的发展可以粗略地分为三个阶段：第一阶段(1966~1976年)，是基础研究到商业应用的开发时期。

第二阶段(1976~1986年)，提高传输速率和增加传输距离的发展时期。

第三阶段(1986~1996年)，全面深入、开展新技术研究的时期1.1.3 国内外光纤通信发展的现状1.2 光纤通信的优点和应用1.2.1 光纤通信的优点1.容许频带很宽，传输容量很大；2.损耗很小，中继距离很长且误码率很小；3.重量轻、体积小；教师备课纸4.抗电磁干扰性能好；5.泄漏小，保密性能好；6.节约金属材料，有利于资源合理使用。

1.2.2 光纤通信的应用光纤通信的各种应用可概括如下：①通信网 ②构成因特网的计算机局域网和广域网③有线电视网；工业电视系统；自动控制系统④综合业务光纤接入网1.3 光纤通信系统的基本组成1.光发射机：把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路 (常简称为电/光或E/O 转换)。

光纤通信(第二版)课件PPT(刘增基著)

第1章概论
为了克服气候对激光通信的影响，人们自然想到把激光束限制在特定的空间内传输, 因而提出了透镜波导和反射镜波导的光波传输系统。透镜波导是在金属管内每隔一定距离安装一个透镜，每个透镜把经传输的光束会聚到下一个透镜而实现的。反射镜波导和透镜波导相似，是用与光束传输方向成45°角的两个平行反射镜代替透镜而构成的。这两种波导，从理论上讲是可行的，但在实际应用中遇到了不可克服的困难。首先，现场施工中校准和安装十分复杂；其次，为了防止地面活动对波
由于没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质，对光通信的研究曾一度走入了低谷。
第1章概论
1.1.2 现代光纤通信 1966 年，英籍华裔学者高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆
(C.A.Hockham)发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤(Optical Fiber)进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信——光纤通信的基础。当时石英纤维的损耗高达 1000 dB/km以上，高锟等人指出：这样大的损耗不是石英纤维本身固有的特性，而是由于材料中的杂质，例如过渡金属(Fe、 Cu等)离子的吸收产生的。材料本身固有的损耗基本上由瑞利 (Rayleigh)散射决定，它随波长的四次方而下降，其损耗很小。因此有可能通过原材料的提纯制造出适合于长距离通信使用的低损耗光纤。如果把材料中金属离子含量的比重降低到10－6以下，就可以使光纤损耗减小到10 dB/km。再通过改进制造工艺的热处理提高材料的均匀性，可以进一步把损耗减小到几 dB/km。这个思想和预测受到世界各国极大的重视。
十一五普通高等教育“十一五”国家级规划教材
光纤通信(第二版)
刘增基周洋溢胡辽林编著
任光亮周绮丽
西安电子西科技大学出版社

光纤通信新技术

总结词
光网络智能化技术
THANKS
感谢观看
新型光网络技术
05
总结词
光传送网（OTN）是一种新型的光网络技术，它通过使用数字封装技术将客户信号封装在光层进行传输，具有高带宽利用率、低延迟、高可靠性等优点。
详细描述
OTN通过将客户信号封装在数字容器中，实现了对客户信号的透明传输，同时提供了强大的故障恢复和保护能力。此外，OTN还支持多播和广播功能，能够实现灵活的带宽管理和调度。
软件定义光网络（SDON）
未来展望
06
随着数据流量的快速增长，超高速光传输技术成为光纤通信领域的研究重点。
超高速光传输技术通过提高信号传输速率，实现更大容量的数据传输。目前已经实现了Tbps级别的传输速率，未来还有望进一步提高。
超高速光传输技术
详细描述
总结词
超长距离光传输技术
总结词
超长距离光传输技术是实现跨洲际、跨大洋光传输的关键技术。
详细描述
自动交换光网络（ASON）
总结词
软件定义光网络（SDON）是一种基于软件的光网络技术，它通过使用软件编程的方式实现光网络的配置和控制。
详细描述
SDON通过将光网络的配置和控制功能抽象化，使得网络管理员可以通过软件编程的方式实现光网络的配置和管理。这大大提高了网络的灵活性和可扩展性，同时也降低了运营成本。此外，SDON还支持多种协议和标准，能够与其他网络技术进行无缝集成。
详细描述
通过采用先进的信号处理技术和新型的光纤材料，超长距离光传输技术能够实现数千公里甚至上万公里的光信号传输，为全球通信网络的建设提供有力支持。
VS
光网络智能化技术是实现光网络高效运维和智能控制的重要发展方向。
详细描述

光纤通信新技术

光纤通信新技术内容摘要：关键字：引言：光纤通信技术从光通信中脱颖而出,已成为现代通信的主要支柱之一,在现代电信网中起着举足轻重的作用。

光纤通信作为一门新兴技术,近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的,也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。

一,光纤的概述：光导纤维通信就是利用光导纤维传输信号，以实现信息传递的一种通信方式。

光导纤维通信简称光纤通信。

可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。

实际上光纤通信系统使用的不是单根的光纤，而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。

二，光纤通信的基本组成：1.，光纤光纤由纤芯、包层与涂层三大部分组成。

光纤按模式分为多模光纤和单模光纤，对于公用通信网的骨干网，包括市内骨干网、接入网的光纤线路，需要使用单模光纤；专用的局域网和其它短距离光纤线路使用多模光纤。

光纤的工作波长有短波长和长波长，短波长是0.85μm，长波长则是1.31μm和1.55μm两种。

2，光源光源是光纤通信系统中的关键光子器件。

光纤通信对光源器件的要求工作寿命长（光源器件寿命的终结是指其发光功率降低到初始值的一半或者其阈值电流增大到其初始值的二倍以上）、体积小、重量轻。

3，光检测器光检测器件通过光/电转换将信号通信信息从光波中分离检测出来。

光检测器件的要求灵敏度高、响应度高、噪声低、工作电压低、体积小重量轻寿命长。

常见的光检测器有PN光电二极管、PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）。

三，光纤的特点：光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。

光纤通信之所以发展迅猛,主要缘于它具有以下特点:(1)通信容量大、传输距离远;一根光纤的潜在带宽可达20THz。

采用这样的带宽，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。

目前400Gbit/s系统已经投入商业使用。

光纤的损耗极低，在光波长为1.55μm附近，石英光纤损耗可低于0.2dB/km，这比目前任何传输媒质的损耗都低。

光纤通信课后答案

全书习题参考答案第1章概述1.1 填空题（1）光导纤维（2）掺铒光纤放大器(EDFA) 波分复用(WDM) 非零色散光纤(NIDSF) 光电集成(OEIC)（3）0.85µm 1.31µm 1.55µm 近红外（4）光发送机光接收机光纤链路（5）光纤 C=BW×log2(1+SNR) 信道带宽（6）大大（7）带宽利用系数（8）可重构性可扩展性透明性兼容性完整性生存性1.2 解：利用光导纤维传输光波信号的通信方式称为光纤通信。

即以光波为载频，以光纤为传输介质的通信方式称为光纤通信。

1.3 解：（1）传输频带宽，通信容量大（2）传输距离长（3）抗电磁干扰能力强，无串音（4）抗腐蚀、耐酸碱（5）重量轻，安全，易敷设（6）保密性强(7) 原料资源丰富1.4 解：在光纤通信系统中，最基本的三个组成部分是光发送机、光接收机和光纤链路。

光发送机由电接口、驱动电路和光源组件组成。

其作用是将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤。

光接收机是由光检测器组件、放大电路和电接口组成。

其作用是将光纤送来的光信号还原成原始的电信号。

光纤链路由光纤光缆、光纤光缆线路(接续)盒、光缆终端盒、光纤连接器和中继器等构成。

光纤光缆用于传输光波信息。

中继器主要用于补偿信号由于长距离传送所损失的能量。

光缆线路盒：将光缆连接起来。

光缆终端盒：将光缆从户外引入到室内，将光缆中的光纤从光缆中分出来。

光纤连接器：连接光纤跳线与光缆中的光纤。

1.5解：“掺铒光纤放大器(EDFA)+波分复用(WDM)+非零色散光纤(NIDSF)+光电集成(OEIC)”正成为国际上光纤通信的主要发展方向。

1.6 解：第一阶段（1966~1976年），实现了短波长（0.85µm）、低速（45或34 Mb/s）多模光纤通信系统，无中继传输距离约10km。

第二阶段（1976~1986年），光纤以多模发展到单模，工作波长以短波（0.85um）发展到长波长，实现了波长为1.31µm、传输速率为140~165Mb/s的单模光纤通信系统，无中继传输距离为50~100km。

光纤通信新技术

2. WDM系统的基本形式
光波分复用器和解复用器是WDM技术中的关键部件，将不同波长的信号结合在一起经一根光纤输出的器件称为复用器 (也叫合波器)。反之，经同一传输光纤送来的多波长信号分解为各个波长分别输出的器件称为解复用器(也叫分波器)。从原理上讲，这种器件是互易的(双向可逆)，即只要将解复用器的输出端和输入端反过来使用，就是复用器。因此复用器和解复用器是相同的(除非有特殊的要求)。
波长 /m
(b)
图1.1-1 (a) 硅光纤中铒离子的能级图； (b) EDFA的吸收和增益频谱
但是激发态是不稳定的，Er3+很快返回到能级2。如果输入的信号光的光子能量等于能级2和能级1的能量差，则处于能级2的Er3+将跃迁到基态(2→1)，产生受激辐射光，因而信号光得到放大。由此可见，这种放大是由于泵浦光的能量转换为信号光的结果。为提高放大器增益，应提高对泵浦光的吸收，使基态Er3+尽可能跃迁到激发态，图1.1-1(b)示出 EDFA增益和吸收频谱。
4.0 信道间隔
3.0 1~10 GHz
2.0
… 载波频率
1.0
0 800 1000 1200 1400 1600 1800
波长 / nm
图2.1-1 中心波长在1.3 μm和1.55 μm的硅光纤低损耗传输窗口 (插图表示1.55 μm传输窗口的多信道复用)
目前该系统是在1550 nm波长区段内，同时用8，16或更多个波长在一对光纤上(也可采用单光纤)构成的光通信系统，其中各个波长之间的间隔为1.6 nm、 0.8 nm或更低，约对应于200 GHz#, 100 GHz或更窄的带宽。WDM、 DWDM和OFDM在本质上没有多大区别。以往技术人员习惯采用WDM 和DWDM来区分是1310/1550 nm 简单复用还是在1550 nm波长区段内密集复用，但目前在电信界应用时，都采用DWDM技术。由于 1310/1550 nm的复用超出了EDFA的增益范围，只在一些专门场合应用，所以经常用WDM这个更广义的名称来代替DWDM。

第8章光纤通信新技术

全光式光孤子通信具有以下特点。 ① 提供高速、大容量的通信, 传输码速率一般可达2 0Gbit/s, 最高可达100Gbit/s。
② 波形可保持不变, 因而与普通光纤通信系统相比, 系统的误码率低、抗干扰能力强,适用于远距离传输。 ③ 可实现多通道波分复用光孤子通信。
④ 可实现全光传输, 且稳定性好、分辨率高, 大大提高传输质量。
从设计成本来说, 间距越大越好, 然而这与所采用的放大器类型有关。
EDFA 具有高增益、低噪声、宽频带、高输出功率、低泵浦功率等特点, 适用于高速长距离通信应用。
分布式掺铒光纤放大器 (D - EDFA) 采用掺低浓度 Er3, 且增益系数低、截止波长长、数值孔径大、负色散区宽的掺
为了补偿光纤的损耗, 一般经过一段距离使用一个光放大器, 因此光纤传输通路上需要若干个光放大器来补偿能量的损失。
1 .光孤子源
现在较为流行的光孤子源主要有锁模外腔半导体激光器 (ML - EC - LD)、增益开关分布反馈半导体激光器 (GS - DFB - LD) 等。
2.外调制器
人们就设想, 光脉冲在光纤中传输时能否不产生畸变。光脉冲波就像一个一个孤子的粒子一样, 因此称其为孤立子。
8.2.2 光孤立子的产生机理
在强光作用下, 由物理学中的晶体光学克尔效应可知, 光纤的折射率不再是常数, 折射率增量Δ n( t) 正比于光场|E( t)|的平方, 即
上面所述的光纤中的光强变化就会引起光纤中光信号的相位变化。
饵光纤, 并使用1480nm 双泵浦技术, 以减少损耗和降低沿线能量起伏。一般可达
到约1 0 0 km 的光放大器间隔。
分布式拉曼光纤放大技术, 即沿光纤每隔一定的距离向光纤注入泵浦光。

光纤通信系统的新型技术与应用

光纤通信系统的新型技术与应用随着科技的不断进步，光纤通信系统在现代通信领域中发挥着至关重要的作用。

光纤通信的快速发展，离不开新型技术的不断涌现和应用。

本文将探讨光纤通信系统的新型技术及其应用，旨在为读者提供对光纤通信系统的深入了解。

第一部分：光纤通信系统的基本原理光纤通信系统是利用光纤传输光信号进行通信的系统。

在光纤通信系统中，光源将电信号转换为光信号，通过光纤传输，再通过接收器将光信号转换回电信号。

光纤通信系统的基本原理是基于光的全内反射现象。

第二部分：新型技术与应用2.1 光纤放大器技术光纤放大器技术是一种用于放大光信号的技术，可以增强光信号的传输距离和质量。

其中，掺铥光纤放大器（EDFA）是目前应用最广泛的光纤放大器。

它具有高增益、宽带宽和稳定性好等特点，在长距离通信中有着重要的应用。

2.2 光时域反射技术（OTDR）光时域反射技术是一种通过测量反射光信号来检测光纤中的缺陷和故障的技术。

OTDR可以定位光纤中的断点、弯曲、损伤等问题，对于维护和排除故障具有重要意义。

这项技术被广泛应用于光网络的建设和维护。

2.3 光传感技术光传感技术是一种利用光信号进行测量和监测的技术。

通过将传感器与光纤相结合，可以实现对温度、应变、压力等物理量的测量和监测。

光传感技术具有高灵敏度、抗干扰性好等特点，在石油、环境监测、安全监控等领域有广泛的应用。

2.4 光波分复用技术光波分复用技术是一种将多个光信号通过不同的波长进行复用发送的技术。

通过利用不同波长的光信号共享光纤资源，可以大大提高光纤通信系统的传输容量和利用率。

光波分复用技术是目前光纤通信系统中常用的技术之一。

第三部分：光纤通信系统的应用3.1 高速宽带接入光纤通信系统的高带宽特性使其在宽带接入领域具有重要应用。

通过光纤通信系统提供的高速宽带接入，人们可以享受到更快的上网速度和更稳定的连接质量，满足多媒体传输、在线游戏等高带宽需求。

3.2 光纤传感网络光纤传感网络利用光传感技术，实现对环境的实时监测和测量。

光纤通信新技术优秀课件

三、WDM的特点
1、充分利用光纤的带宽 2、对信号透明 3、经济、灵活、方便 4、降低对器件的要求
第四节、光滤波器和光波分复用器光滤波器与光波分复用器密切相关，有时也用做波分复用器
一、光滤波器的应用（一）单纯的滤波作用：只允许一路特定波长的光通过。 λ1λ2λ3λ4 λ1
λ2λ3λ4
（二）波长的复用和解复用中
将多个低频的模拟基带信号用不同射频信号去调制，然后混频后再驱动光源，以光的形式发送出去。
频道1 放大
频道2 放大
频道3 放大
Rf1 调制
Rf2 调制
Rf3 调制
fs1 微 BPF
波
fs2 合 BPF
成
fs3 电 BPF
路
驱宽动光放电源
路
发送框图
光
检
宽
测
放
器
接收框图
微 fs1 解调器
波分 fs2 解调器离
复用
λn+n 光发送机
器
第三节、WDM系统的结构与特点
一、WDM系统组成图
光转发器
合
波
光转发器
器
BA
光监控信道发送器
LA
光监控信道的接收与发送
分
波
PA 器
光监控信道接收器
光转发器光转发器
网
管
二、WDM设备的分类
1、集成式WDM系统光接口与其他设备必须一致，不能兼容其他设备。
2、开放式WDM设备能兼容其他厂家的设备
按信道间的间隔分：宽波分复用（WWDM）：信道间隔≧100nm(已淘汰) 粗波分复用（CWDM）：信道间隔在20nm-10nm之间，复用窗口1310/1550nm. (尚未发展起来) 密集波分复用（DWDM）:信道间隔在1-10nm，复用窗口在1550nm. (广泛使用，因此可用WDM代指密集波分复用)

光纤通信PPT资料

表8.2是国际电信联盟对CWDM信道间隔的划分。全波长18个光信道。
8.2 WDM的基本组成
前边已介绍，也可自己看看这一节内容。
8.3 WDM系统中的关键器件
8.3.1 WDM系统中的光源
1. WDM系统对光源的要求
LED：谱线宽度50~100nm,输出功率低，调制速率低，不适于 WDM光源。 F-P腔LD：谱线宽度8nm左右，可作为粗波分复用（CWDM）。
☆ 光频分复用 (OFDM) 波分复用密集程度与电通信的频分复用密集程度相当时。
8.1 WDM工作原理 8.1.1 WDM工作原理
目前单波长可以达到40Gb/s，但原中继器已经不能胜任，单波长提高传输容量必须构建新的路由，升级比较困难。
升级措施：
（1）波分复用：每个波长无须达到40Gb/s，多个波长可大幅度提高通信容量。当今采用波分复用技术最高速率已达到11Tb/s。（2）采用光时分复用和光码分复用：但目前技术还不很成熟。单波长时分和码分在实验室已经达到640Gb/s (0.64Tb/s)。我们重点讲解波分复用技术。
收端要求，必须自动进行调谐，（自动检测波长，转换到相应光电二极管上）时间要求几ns。
8.3.3 WDM系统中的光放大器
对WDM系统若用过去的中继器，光电光，只能真对一个波长，多个波长则会使中继器十分庞大，是不现实的。
用掺铒光纤放大器EDFA，在1550nm窗口附近，约有35nm 带宽。可以对该波长范围的WDM系统进行光放大。
（3）光栅外腔激光器
在LD外边增加一个可移动和可转动的光栅，该光栅与LD 的自然解理面构成一个外腔。移动光栅可粗调，转动光栅可细调。调谐范围达80nm，不足之处，体积大，稳定性差，调谐速度慢，早期曾用于WDM系统，现在只当作测试光源。

第8章光纤通信新技术

在发送端采用波分复用器（合波器）将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输；在接收端再由一波分复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作是互相独立的（不考虑光纤非线性时），从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。WDM系统组成原理框架如图8-8 所示。
8.1.4 MSTP的网络定位
从目前的实际产品看，10Gbit/s系统的MSTP功能主要是提供高速数据业务端口（如GE 接口）的接入、封装、映射和点到点传送，包括使用VC（虚）级联和LCAS技术，以保证高速数据业务在传输核心层传送的效率和可靠性。值得注意的是，目前较为丰富的MSTP 功能的实现主要依托于属于城域汇聚层的2.5Gbit/s系统，同时为了使得MSTP 更接近于业务源头，设备供应商将2.5Gbit/s系统小型化、模块化，研发出紧凑型 2.5Gbit/s产品，将其开始应用于接入网是个普遍的趋势，从而使得 MSTP 成本降低，更灵活和易于部署，更能适应城域网中复杂多变的业务环境。
WDM与FDM的关系 FDM频分复用一般是指同轴电缆系统中传输多路信号的复用方式，而在波分系统中再用FDM一词就会发生冲突，况且DWDM系统中的光波信号频分复用与同轴电缆系统中频分复用是有较大区别。电信号FDM与光信号FDM的区别如图8-9所示。
WDM与DWDM的关系为了区别于传统的WDM系统，人们称这种波长间隔更紧密的WDM系统为密集波分复用系统，即DWDM 系统。所谓密集是针对相邻波长间隔而言的。过去的 WDM系统是几十纳米的通路间隔，现在的通路间隔则只有0.8～2nm，甚至小于0.8nm。一般情况下，如果不特指1310nm/1550nm的两波长WDM系统，人们谈论的WDM系统就是DWDM系统。

光纤通信新技术

光纤通信新技术光纤通信是现代通信网的主要传输手段，它的发展历史只有一二十年，已经历三代：短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤．采用光纤通信是通信史上的重大变革，美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路，而致力于发展光纤通信．中国光纤通信已进入实用阶段。

对光纤通信最新技术的了解与掌握非常有必要。

光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。

光纤即为光导纤维的简称。

光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。

从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。

光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。

传输介质光纤又分为通用与专用两种, 而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。

就光纤通信技术本身来说，应该包括以下几个主要部分：光纤光缆技术、光交换技术传输技术、光有源器件、光无源器件以及光网络技术等。

一、五年来技术突破1、光纤光缆技术光纤技术的进步可以从两个方面来说明：一是通信系统所用的光纤; 二是特种光纤。

特种光纤具体有以下几种：1．有源光纤2．色散补偿光纤(Dispersion Compensation Fiber，DCF)3．光纤光栅(Fiber Grating)4. 多芯单模光纤(Multi-Coremono-Mode Fiber，MCF)2、光有源器件光有源器件的研究与开发本来是一个最为活跃的领域，但由于前几年已取得辉煌的成果，所以当今的活动空间已大大缩小。

超晶格结构材料与量子阱器件，目前已完全成熟，而且可以大批量生产，已完全商品化，如多量子阱激光器(MQW-LD，MQW-DFBLD)。

梁瑞生《现代光纤通信技术及应用》课后习题及参考答案

第1章概述1－1、什么是光纤通信？参考答案：光纤通信(Fiber-optic communication)是以光作为信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式，其先将电信号转换成光信号，再透过光纤将光信号进行传递，属于有线通信的一种。

光经过调变后便能携带资讯。

光纤通信利用了全反射原理，即当光的注入角满足一定的条件时，光便能在光纤内形成全反射，从而达到长距离传输的目的。

1－2、光纤通信技术有哪些特点？参考答案：(1)无串音干扰，保密性好。

(2)频带极宽，通信容量大。

(3)抗电磁干扰能力强。

(4)损耗低，中继距离长。

(5)光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设。

除以上特点之外，还有光纤的原材料资源丰富，成本低;温度稳定性好、寿命长等特点。

1－3、光纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分作用。

参考答案：光纤通信系统最基本由光发送机、光接收机、光纤线路、中继器以及无源器件组成。

其中光发送机负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，光纤线路负责传输信号，而光接收机负责接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图象、数据等信息。

(1)光发送机：由光源、驱动器和调制器组成，实现电/光转换的光端机。

其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。

(2)光接收机：由光检测器和光放大器组成，实现光/电转换的光端机。

其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后，再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端的电端机去。

(3)光纤线路：其功能是将发信端发出的已调光信号，经过光纤或光缆的远距离传输后，耦合到收信端的光检测器上去，完成传送信息任务。

(4)中继器：由光检测器、光源和判决再生电路组成。

它的作用有两个：一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减;另一个是对波形失真的脉冲进行整形。

(5)无源器件：包括光纤连接器、耦合器等，完成光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合。

光纤通信技术08光纤通信网络

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8.2 SDH 传送网
8.2.1 SDH传送网的功能结构
一个电信网有两大功能群：传送功能群和控制功能群。所谓传送网就是完成传送功能的手段，当然传送网也能传递各种网络控制信息。传送网主要指逻辑功能意义上的网络，是一个复杂庞大的网络。为了便于网络的设计和管理，通常用分层(Laying) 和分割(Partitioning)的概念，将网络的结构元件按功能分为参考点(接入点)、拓扑元件、传送实体和传送处理功能四大(sìdà)类。网络的拓扑元件分为三种，即层网络、子网和链路，只需这三种元件就可以完全地描述网络的逻辑拓扑，从而使网络的结构变得灵活，网络描述变得容易。
上述的拓扑结构都有各自的特点，在网中都有不同程度的应用。网络拓扑的选择要考虑的因素很多，如网络的生存性是否高，网络配置是否容易，网络结构是否适于引进新业务等。一个实际网络的不同部分适宜采用(cǎiyòng)的拓扑结构也有可能不同，例如本地网适宜采用(cǎiyòng)环形和星形拓扑结构，有时也可用线形拓扑，市内局间中继网适宜采用(cǎiyòng)环形和线形拓扑，而长途网可能采用(cǎiyòng)网孔形拓扑。
传送网分层后，每一层网络仍然很复杂，地理上覆盖的范围很大。为了便于管理，在分层的基础上，将每一层网络在水平 (shuǐpíng)方向上按照该层内部的结构分割为若干个子网和链路连接。分割往往是从地理上将层网络再细分为国际网、国内网和地区网等，并独立地对每一部分行使管理。图 8.3 给出了传送网分割概念与分层概念的一般关系。
链路是代表一对子网之间有固定拓扑关系的一种拓扑元件，用来描述(miáo shù)不同的网络设备连接点间的联系，例如两个交叉连接设备之间的多个平行的光缆线路系统就构成了链路。 2.

光纤通信第8章光纤通信新技术

第8章光纤通信新技术
8.1
相干光通信
8.2
光孤子通信技术
随着全球经济和科技等各个方面的飞速发展，经济全球化，社会信息化趋势越来越明显，人类社会对通信质量和通信容量要求越来越高。
光纤通信技术自20世纪70年代诞生以来就在信息技术领域占有重要地位.因此，人们在提高光纤通信传输速率、增大传输容量和延长中继间距方面做着不懈的努力。21世纪光纤通信的进一步发展必须寻找新的途径、采用新的技术，才能满足光纤通信向着高速化、智能化、网络化的发展要求。
1)幅移键控（ASK）
图8-3 2ASK信号的波形
光载波的频率和相位不变，光载波的幅度随着数字基带信号改变，称为幅移键控ASK。当信码为1时，ASK的波形是若干个周期的载波（图中为一个周期）；当信码为0时，ASK信号的波形为零电平。ASK相干通信系统必须采用外调制器来实现，如果采用直接光强调制，幅度变化将引起相位变化。外调制器可以采用马赫曾尔德（MZ）干涉型调制器。
本章主要介绍两种有发展前景和代表性的新技术，相干光通信技术和光孤子通信技术。
8.1 相干光通信
目前已推广使用的光纤数字通信系统，都属于直接光强度调制、直接光检测系统。
这种方式的优点是：调制和解调简单，容易实现，因而成本较低；缺点是：这种方式没有利用光载波的频率和相位信息，限制了系统性能的进
所谓外差检测或零差检测方式是根据本振光信号频率与接收光信号频率是否相等划分的，前者是在光电变换过程中形成中频（其载频等于本振光信号频率与接收光信号频率之差，差大于零)电信号，后者本振光信号频率与接收光信号频率相等，光信号在光电变换过程中直接转换成基带信号。
在光纤通信系统中采用外差或零差检测方式可以显著提高接收灵敏度和选择性。

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END
光纤通信新技术
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴理荒秽，带月荷锄归。道狭草木长，夕露沾我衣。衣沾不足惜，但使愿无违。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
16、业余生活要有意义，不要越轨。源自—华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃

第8章 光纤通信新技术-电子通信专业

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