(整理)光纤通信技术与设备
光纤通信技术与设备习题
第一章概述一：单项选择题1.光纤通信指的是：A 以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；B 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；C 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式；D 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。
2 光纤通信所使用的波段位于电磁波谱中的：A 近红外区B 可见光区C 远红外区D 近紫外区3 目前光纤通信所用光波的波长范围是：A 0.4～2.0B 0.4～1.8C 0.4～1.5D 0.8～1.84 目前光纤通信所用光波的波长有三个，它们是：A 0.85、1.20、1.80；B 0.80、1.51、1.80；C 0.85、1.31、1.55；D 0.80、1.20、1.70。
5 下面说法正确的是：A 光纤的传输频带极宽，通信容量很大；B 光纤的尺寸很小，所以通信容量不大；C 为了提高光纤的通信容量，应加大光纤的尺寸；D 由于光纤的芯径很细，所以无中继传输距离短。
二、简述题1、什么是光纤通信？2、光纤的主要作用是什么？3、与电缆或微波等电通信方式相比，光纤通信有何优点？4、光纤通信所用光波的波长范围是多少？5、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长分别是多少？第二章光纤与光缆工程一、单项选择题1.下面说法正确的是：A 为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须等于纤芯的折射率；B 为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须大于纤芯的折射率；C为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须小于纤芯的折射率；D 为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须大于涂覆层的折射率。
2下面说法正确的是：A 单模光纤只能传输模式；B 单模光纤只能传输一路信号；C 单模光纤只能传输一种模式；D 单模光纤只能传输模式。
3下面哪一种光纤是色散位移单模光纤？A 光纤；B 光纤；C 光纤；D 光纤。
4.下面说法正确的是：A 光纤的损耗决定光纤通信系统的通信容量；B 光纤的损耗决定光纤通信系统的传输距离；C 光纤的损耗决定光纤通信系统的传输速率；D 光纤的损耗决定光纤通信系统的传输模式。
光纤通信SDH光传输设备
光纤通信SDH光传输设备光纤通信是目前最流行的通信方式之一，它已经被广泛应用于数据、语音通信和视频传输等多个领域。
然而，光纤通信也需要专门的设备来实现光传输。
本文将介绍光传输设备中的一种重要设备，即SDH光传输设备。
一、什么是SDH光传输设备？SDH光传输设备指同步数字体系光传输设备，它是把电信公司或网管提供的原始信号通过光放大器和光传输介质进行传输，从而实现多种信号的传输、交换和分配的设备。
SDH系统具有不同的速率等级，或者称之为SDH层。
根据传输的信号速率实现分层，SDH层次结构涵盖了不同的数据速率。
其中，最高速率的层次称为Synchronous Transport Module -1(SSTM-1)，其数据速度约为2.5 Gbit/s。
从SSTM-1开始，每个下一层次的速率都是前一层的倍数。
比如SSTM-4的速率为4倍于SSTM-1。
与PSTN（Public Switched Telephone Network，公共交换电话网）相比，SDH具有更好的性能和更高的扩展性能力。
因此，SDH光传输设备是光传输和交换网络的重要组成部分。
二、SDH光传输设备体系结构SDH光传输设备具有分层结构，它将数据传递和处理过程分为许多数据层次。
系统结构如下：数据层次：在SDH系统中，共有四个数据层次——别称STM（Synchronous Transport Module）。
它们是STM-1、STM-4、STM-16以及STM-64。
这些层次不仅代表着数据速度的不同，同时也具有不同的信道数和帧结构。
STM-1：STM-1是SDH系统速率结构中的最低层次，数据传输速率为155.5Mbps ，具有一组155并行时分多路信道（STM-1），每个STM-1由125个包含了9行9列81个VC(Virtual Channel)的桢组成，每个VC可传输2Mbps 的不同类型的信息，由此总带宽容量可达到155.5Mbps。
STM-4：STM-4是SDH系统速率结构中次低的层次，其数据传输速率为622Mbps。
光纤通信设备的实训报告
一、实训目的本次实训旨在通过对光纤通信设备的实际操作和实验，使学生深入了解光纤通信的基本原理、设备结构和工作流程，掌握光纤通信系统的安装、调试和维护技能，提高学生的实践操作能力和工程应用能力。
二、实训时间2023年X月X日至X月X日三、实训地点XX学院光纤通信实验室四、实训内容1. 光纤通信基础知识学习2. 光纤通信设备认识与操作3. 光纤通信系统搭建与调试4. 光纤通信系统性能测试5. 光纤通信设备维护与故障排除五、实训过程1. 光纤通信基础知识学习在实训开始前，我们首先进行了光纤通信基础知识的集中学习。
通过查阅资料、课堂讲解和讨论，我们对光纤通信的原理、分类、传输特性、系统结构等有了初步的认识。
2. 光纤通信设备认识与操作在实训过程中，我们首先对实验室的光纤通信设备进行了全面的了解。
包括光发射机、光接收机、光纤、光缆、光纤连接器、光分路器等设备。
通过实物观察和操作演示，我们熟悉了这些设备的外观特征、工作原理和连接方式。
3. 光纤通信系统搭建与调试在掌握了光纤通信设备的基本操作后，我们开始进行光纤通信系统的搭建与调试。
首先，我们按照设计要求连接光发射机、光纤、光接收机等设备，确保各部分连接正确。
然后，进行系统调试，包括光功率测试、误码率测试等，确保系统稳定运行。
4. 光纤通信系统性能测试在系统搭建完成后，我们对光纤通信系统的性能进行了测试。
主要测试指标包括传输速率、误码率、衰减等。
通过测试结果，我们分析了系统性能的优劣，为后续优化提供了依据。
5. 光纤通信设备维护与故障排除在实训过程中，我们还学习了光纤通信设备的维护与故障排除方法。
通过实际操作，我们掌握了设备维护的基本流程，并能针对常见的故障进行初步排查和解决。
六、实训心得与体会通过本次实训，我收获颇丰。
以下是我在实训过程中的心得与体会：1. 光纤通信技术在我国得到了广泛应用，掌握光纤通信技术对于提高我国通信水平具有重要意义。
2. 光纤通信设备种类繁多，操作复杂，需要我们不断学习和实践，提高自己的动手能力。
光纤通信技术概述
光纤通信技术概述
光纤通信技术是利用光纤作为传输介质，通过光信号的传输和调制来实现高速、长距离、大容量的信息传输。
光纤通信技术主要包括三个主要部分：光源、光纤和光接收器。
光源是产生光信号的装置，常见的光源包括激光器和发光二极管（LED）。
激光器具有高亮度、窄谱宽、方向性好等特点，适用于长距离通信。
而LED则具有低成本、大发光角度等特点，适用于短距离通信。
光纤是光信号的传输介质，由光纤芯和包层组成。
光纤芯是光信号传输的核心部分，通常由高纯度的二氧化硅制成，具有较高的折射率。
包层是光纤芯的外层，由低折射率的材料制成，用于保护光纤芯并使光信号在光纤内部反射传输。
光接收器是将光信号转换为电信号的装置，主要由光电二极管和放大电路组成。
光电二极管能将光信号转换为电流信号，然后经过放大电路进行放大和处理，最终得到可用于数据处理的电信号。
光纤通信技术具有以下优点：传输速度快、带宽大、传输距离远、抗干扰能力强、安全性高等。
因此，在现代通信领域得到广泛应用，包括互联网、电视、电话等各个方面。
光纤通信的原理和技术
光纤通信的原理和技术随着现代信息的迅速发展，人们对快速高效的通信需求越来越大。
而光纤通信作为一种高速传输技术，已经被广泛运用于现代通信行业中。
本文将介绍光纤通信的原理和技术。
一、光纤通信的原理光纤通信是利用光学原理传输信息，通信信号在光纤中以光信号形式传输。
光纤传输能够最大限度地利用光的不带宽特性，减少损失。
1. 光纤的基本结构和属性光纤是用高纯度的二氧化硅、石英玻璃等材料制作的细长、柔软的玻璃线。
它由纤芯、包层和外护层三个部分构成。
其中纤芯是光信号的传输通道，通常是数百至数千微米宽的玻璃或塑料芯线。
包层是覆盖在纤芯表面的一层低折射率材料，其作用是使光束一致地沿纤芯传播。
外护层是一层透明的保护层，通常是塑料或玻璃。
2. 光信号的传输原理光纤通信的数据传输过程包括信号转换、调制、传输和解调四步。
传输信号时，发射器把电子信号转化为光信号，通过信号调制将数字信号转变为模拟信号，以光在纤芯中传输，然后通过解调将接收到的模拟信号转化为数字信号。
光纤的折射率很高，因此传输过程中，光束会一直沿着纤芯传送。
同时，光的传播速度很快，大约是空气中光速的三分之二。
这就保证了光信号的高速传输性能。
二、光纤通信的技术1. CWDM技术CWDM（Coarse Wavelength Division Multiplexing）技术是一种低成本、使用方便的多波长分复用技术。
使用CWDM技术，可以将多个通道的信号通过同一个光纤线路进行传输，从而实现光纤通信的传输效率和带宽资源的充分利用。
CWDM技术可以在单根光纤上传输多达16个波长，每个波长之间的带宽可达10Gbps。
2. DWDM技术DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing）技术则可以将更多的信道传输到同一条光纤线路中。
DWDM技术可以将光纤的带宽分成40个波长，每个波长的带宽则可达到10Gbps，可直接实现3.2Tbps的传输速率。
光纤通信的原理和技术
光纤通信的原理和技术随着科技的不断发展，光纤通信已成为现代通信技术中的一种主要形式。
与传统的电信网络相比，光纤通信具有更高的传输速率，更低的误码率，更长的传输距离，更小的延迟和更高的安全性，因此广泛应用于数据中心、电信网络等领域。
本文将介绍光纤通信的原理和技术，以及光纤通信在现代通信中的应用。
光纤通信的原理光纤通信的核心是利用光波在光纤中的传输来实现信息的传递。
在光纤通信中，发送端将信息转换成光信号，然后通过光纤传输，最后由接收端将光信号转换成电信号，以实现信息的传输。
光波在光纤中的传输是利用总反射原理实现的。
当光波从一个介质进入另一个折射率较大的介质时，会发生反射现象。
而当光波垂直入射到两个介质的交界面上时，会发生全反射现象。
因此，在一根光纤中，光波会不断地在芯层和包层交界面上反射，从而实现光波的传输。
光纤通信的技术光纤通信的技术主要包括光纤、光源、调制和检测四个部分。
光纤是光纤通信的载体，它是由芯层和包层组成的。
芯层是中心，包层是外部，两者由折射率不同的材料组成。
光波在芯层中传输，而包层起到保护和引导光波的作用。
光纤的径向大小可以根据不同的传输需求来设计，一般分为单模光纤和多模光纤两种。
光源是产生光波的器件，它通常使用的是激光器。
激光器产生的光波是相干光，光谱峰值较窄，稳定性好，适合传输。
调制是将信息转换成光信号的过程，根据不同的信息类型，有不同的调制方式。
其中最常用的是强度调制和相位调制。
强度调制是指根据信息信号的大小控制光波的强度，从而实现信息传输。
相位调制是指根据信息信号的相位控制光波的相位，从而实现信息传输。
调制后的光信号通过光纤传输。
检测是将光信号转换成电信号的过程，根据不同的检测方式，有不同的检测器。
其中最常用的是光电探测器。
光电探测器是将光信号转换成电信号的器件，它可以检测光波的强度、相位和频率等参数。
光电探测器可以将光信号转换成电信号，然后传输到接收器中。
光纤通信的应用光纤通信已经广泛应用于不同领域，它主要应用于以下三个方面：1、长距离通信由于光纤传输距离远，信号受到干扰非常少，因此光纤通信在长距离通信中具有很大的优势。
光纤通信工程施工与设备调试
光纤通信工程施工与设备调试随着科技的飞速进步，信息通信技术的发展日新月异。
光纤通信工程作为信息高速传输的重要手段，正在得到越来越广泛的应用。
本文将从光纤通信工程的施工和设备调试两个方面，详细探讨其相关的技术要点和实际操作过程。
1. 光纤系统设计在进行光纤通信工程施工和设备调试之前，首先需要进行光纤系统的设计。
这个过程需要根据实际需求，确定光纤布线的路径、光缆的类型和数量等。
在光纤系统设计中，需要充分考虑光纤的传输损耗、安全性和可靠性等因素，以确保通信质量的稳定和可持续性。
2. 光缆敷设光缆敷设是光纤通信工程中的关键步骤之一。
首先需要对敷设路径进行勘测和测量，确定最佳的敷设方案。
然后，根据设计要求，进行光缆的挖槽、桥架或管道等设施的施工和改造。
在敷设过程中，需要确保光缆的弯曲半径符合要求，避免任何对光缆造成的物理损伤。
此外，还需要确保光缆的引入点和分布点的合理布置，以便于后续的连接和管理。
3. 光纤连接光纤连接是光纤通信工程中的关键环节。
连接的质量直接影响到通信系统的性能。
在光纤连接中，需要注意光纤的切割和清洁，确保连接头的光学接触的质量。
同时，还需要注意光纤连接头的保护和固定，以免在后续运维中发生松动和破损。
4. 光纤设备安装光纤设备的安装是光纤通信工程中的关键步骤之一。
在设备安装过程中，需要根据设备的特性和功能，选择合适的安装位置和方法。
同时，还需要注意设备之间的连接和布线，确保信号的传输和接收的有效性。
此外，还需要进行设备的电气连线和接地，以保证设备的正常工作和安全性。
5. 光纤设备调试光纤设备调试是确保光纤通信系统正常运行的关键步骤。
在设备调试过程中，首先需要进行设备的基本设置和参数配置，确保设备的正常工作。
然后，需要进行信号的测试和分析，以评估系统的性能和故障排除。
通过对信号的衰减、时延和误码率等指标的检测和分析，可以排除潜在的问题，确保系统的稳定和可靠性。
6. 光缆标识和管理光缆标识和管理是光纤通信工程运维的重要环节。
光纤通信技术
光纤传输系统主要由：光发送机、光接收机、光缆传 输线路、光中继器和各种无源光器件构成。要实现通信， 基带信号还必须经过电端机对信号进行处理后送到光纤传 输系统完成通信过程。 • 它适合于光纤模拟通信系统中，而且也适用于光纤数 字通信系统和数据通信系统。在光纤模拟通信系统中，电 信号处理是指对基带信号进行放大、预调制等处理，而电 信号反处理则是发端处理的逆过程，即解调、放大等处理。 在光纤数字通信系统中，电信号处理是指对基带信号进行 放大、取样、量化，即脉冲编码调制（PCM ）和线路码 型编码处理等，而电信号反处理也是发端的逆过程。对数 据光纤通信，电信号处理主要包括对信号进行放大，和数 字通信系统不同的是它不需要码型变换。 •
◆FTTH遇到的挑战：现在广泛采用的ADSL技术提 供宽带业务尚有一定优势
• 与FTTH相比：①价格便宜②利用原有铜线网使工程 建设简单③对于目前1Mbps—500kbps影视节目的传输可 满足需求。FTTH目前大量推广受制约。 • 对于不久的将来要发展的宽带业务，如：网上教育， 网上办公，会议电视，网上游戏，远程诊疗等双向业务和 HDTV高清数字电视，上下行传输不对称的业务，ADSL 就难以满足。尤其是HDTV，经过压缩，目前其传输速率 尚需19.2Mbps。正在用H.264技术开发，可压缩到5～ 6Mbps。通常认为对QOS有所保证的ADSL的最高传输速 串是2Mbps，仍难以传输HDTV。可以认为HDTV是FTTH 的主要推动力。即HDTV业务到来时，非FTTH不可。
简介
• 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。 • 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．
光纤通信技术的原理与应用
光纤通信技术的原理与应用一、引言随着人类社会的发展，通讯技术的重要性越来越被人们所重视。
在通讯技术中，光纤通信技术是目前比较先进的技术之一。
本文将结合原理和应用，详细阐述光纤通信技术的相关知识。
二、光纤通信原理1. 光纤通信基本原理光纤通信技术基于光的特性，利用具有一定折射率的纤维传输信息，从而实现远距离高速通信。
在光纤通信中，信息以光脉冲的形式通过光纤进行传输。
2. 光纤通信传输方式根据不同的光源和接收器，光纤通信的传输方式可以分为LED光源和激光光源、PIN光电二极管和APD光电二极管四种组合方式。
其中，激光光源和APD光电二极管组合方式是目前应用比较广泛的一种传输方式，因其传输效率高、信号稳定性好而备受青睐。
3. 光纤通信信号传输在光纤通信中，信号的传输主要依靠两种方式，一种是多模光纤传输，另一种是单模光纤传输。
其中多模光纤传输在短距离内具有优势，单模光纤传输适用于远距离传输。
信号的传输过程中，需要消除光的衰减和色散现象，这才能保证信号的有效传输。
4. 光纤通信的主要设备光纤通信中，主要设备包括光源、光纤、接收器等。
光源作为信息发送者，发射光的脉冲信号，经过光纤进行传输。
而接收器作为信息的接收者，可将光脉冲恢复为电信号输出。
三、光纤通信的应用1. 通讯领域光纤通信在通讯领域的应用较为广泛，可用于手机通信、有线电视、电信宽带等方面，现在已成为现代通讯技术一种不可或缺的存在。
2. 医疗领域在医疗领域中，光纤通信技术也有着重要的应用，比如腹腔镜、胸腔镜、食道镜等现代医疗器械，均采用了光纤通信技术，使医疗器械更为精准。
3. 工业领域在工业领域中，光纤通信技术也有着广泛应用。
由于其高速传输、抗干扰等特点，被应用于工业控制、机器视觉等领域，为工业的现代化进程提供了强有力的支撑。
四、发展趋势随着新技术的不断涌现，光纤通信技术也日渐凸显其卓越性能。
未来，人们预测光纤通信技术将会在云计算、智能制造等领域中得到更广泛的应用。
《光纤通信技术与设备》课程标准(含课程思政)
《光纤通信技术与设备》课程标准一、课程教学目标：《光纤通信技术与设备》是通信技术专业学生必修的一门专业课，通过本课程的学习，要求学生掌握光纤通信系统的基本组成；了解光缆的结构及光纤传光原理，掌握光缆接续技术；熟悉通信用光器件及参数；掌握光端机的组成和特性；光纤通信系统设计的初步问题；SDH标准、设备原理、以及SDH组网配置等；了解光纤通信新技术，如光纤放大器、光波复用技术、光交换技术、光时分复用技术、相干光通信技术、单波长的SDH传送网，多波长的WDM全光网和光接入网等。
本课程要达到的素质目标、能力目标和知识目标如下：1.素质目标（1）学会一定的沟通、交际、组织、团队合作的社会能力；（2）具有一定的自学、创新、可持续发展的能力；（3）具有一定的解决问题、分析问题的能力；（4）具有良好的职业道德和高度的职业责任感。
2.能力目标教学训练与企业技能鉴定标准、职业认证资格相结合，在校内实训基地、校企合作的校外实训基地通过实际工程任务的训练、展示以完成上述技能操作目标。
3.知识目标1）掌握光纤通信系统的基本组成；2）了解光缆的结构及光纤传光原理，掌握光缆接续技术；3）熟悉通信用光器件及参数；4）掌握光端机的组成和特性；5）光纤通信系统设计的初步问题；6）SDH标准、设备原理、以及SDH组网配置等；7）了解光纤通信新技术及发展方向，如光纤放大器、光波复用技术等。
二、课程内容和学时三、教学方法与手段建议1.对教师的要求：（1）要求任课教师采用案例教学等手段结合课程思政要求进行讲解，将爱国主义精神、理想信念教育与个人价值实现相结合；将法制精神与严把工程建设质量观念结合；将劳动精神与项目任务实施相结合，将课程思政理念融入教学工作。
（2）要求任课教师将我校的“三个文化”（军校文化——绝对服从、牺牲精神；煤炭文化——无私奉献、艰苦奋斗；建筑文化——质量第一、创新意识）融入教学内容，落实好立德树人的根本任务。
（3）要求任课教师具备常见光纤技术的工程实践经历，具备讲师及以上职称，具备“双师”职业素质，熟悉光缆接续技术、通信用光器件、光端机的组成和特性、光纤通信系统设计等内容，并与运营商有紧密的合作关系。
光通信行业中的光纤传输技术及设备维护方法分析
光通信行业中的光纤传输技术及设备维护方法分析概述：光通信是一种利用光纤作为传输介质传递信息的技术。
光纤传输技术在现代通信领域中扮演着重要的角色，为快速、高效、稳定地传输数据提供了可靠的解决方案。
本文将重点分析光通信行业中的光纤传输技术及设备维护方法。
一、光纤传输技术的分类1. 单模光纤传输技术：单模光纤传输技术是指在光纤中只传输一种光信号的技术。
由于单模光纤的纤芯直径很小，故信号只能沿着光纤的中心轴传输，可以提供更长的传输距离和更高的传输速率。
由于单模光纤具有低损耗、高带宽等优点，被广泛应用于长距离通信系统。
2. 多模光纤传输技术：多模光纤传输技术是指在光纤中可以同时传输多种光信号的技术。
由于多模光纤的纤芯直径较大，适用于中短距离的数据传输，但其传输速率较单模光纤低。
多模光纤传输技术被广泛应用于数据中心、局域网和短距离通信系统。
二、光纤设备维护方法1. 定期进行光纤设备的清洁：光纤设备在使用过程中容易被灰尘、油脂等杂质污染，影响信号的传输质量。
因此，定期对光纤设备进行清洁非常重要。
清洁光纤设备时需要使用纯净的洁净棉布或专业的光纤清洁纸，避免使用有化学成分或粗糙的物质擦拭光纤连接端口。
2. 定期检查光纤连接端口：光纤连接端口是光信号传输的关键节点，定期检查连接端口的状态非常重要。
通过视觉检查和专业工具检测，确定连接端口是否存在松动、划伤等情况。
如发现问题，及时进行修复或更换，以确保信号的正常传输。
3. 避免光纤弯曲和拉力过大：光纤在使用过程中容易受到弯曲和拉力的影响，导致纤芯断裂或光衰减。
因此，在光纤的敷设和使用过程中，应尽量避免过度弯曲和施加过大的拉力。
选择合适的光纤接头和保护套管，加强对连接点的保护，可以有效减少光纤的断裂风险。
4. 定期检查光纤设备的工作状态：光纤设备的工作状态对于光通信的稳定运行至关重要。
定期检查光纤设备的电源、风扇、连接线路、指示灯等各个方面，确保设备正常工作。
制定相应的维护计划，对设备进行定期巡检和维护，可以提高设备的可靠性和稳定性。
光纤通信技术与设备
光接收机是用于接收和放大光信号的设备，它包括光检测器、前置放大器和主放大器等组件。
光检测器与光接收机
光纤是光纤通信系统中的传输媒介，用于传输光信号。光纤由纤芯和包层组成，纤芯负责传输光信号，包层则起到保护作用。
光纤
光缆是由多根光纤组成的集合体，外面通常有加强筋和保护层。光缆用于将光信号从一个地方传输到另一个地方。
衡量光放大器性能的指标包括增益、噪声系数、带宽等，这些指标直接影响光纤通信系统的传输距离和容量。
光放大器广泛应用于长距离、大容量光纤通信系统，如骨干网、海底光缆等，为光纤通信网络提供可靠的光信号放大功能。
光分路器与光耦合器
光分路器概述：光分路器是一种无源光器件，用于实现光的分路和合路功能，常用于光纤接入网络和数据中心等领域。
波分复用技术
光纤非线性效应是指光纤中的光信号与光纤介质相互作用时产生的一种非线性光学现象。
光纤非线性效应包括非线性折射、非线性吸收、光克尔效应等，这些效应会导致光信号的失真和畸变，影响光纤通信系统的性能。
在光纤通信系统中，需要采取措施减小光纤非线性效应的影响，如采用低非线性系数的光纤、优化光信号的功率和脉冲宽度等。
光纤通信技术与设备
CATALOGUE
目录
光纤通信技术概述 光纤通信系统组成 光纤通信关键技术 光纤通信设备与器件 光纤通信网络架构 光纤通信发展趋势与挑战
01
光纤通信技术概述
光纤通信是一种利用光波在光纤中传输信息的技术。
定义
传输损耗低、传输容量大、抗电磁干扰能力强、保密性好、耐腐蚀、重量轻等。
多业务支持
城域光纤网络具有高可用性，能够保证城市关键信息基础设施的可靠运行。
高可用性
城域光纤网络
光纤通信的技术与应用
光纤通信的技术与应用从古代的烽火到现代的光纤通信，人类的信息传输技术经历了漫长的发展历程。
在这个信息时代，光纤通信已成为人们最常见的通信方式之一。
本文将从技术和应用两个角度来探讨光纤通信的发展。
一、光纤通信的技术光纤通信是一种利用玻璃或塑料等材料制成的光纤传输信息的技术。
其中核心部分是由高纯度石英玻璃或高分子聚合物制成，纤芯的直径只有几个微米。
利用光的全反射原理，能够在光纤中传输信息。
其主要构成包括发光器、光纤、接收器三个部分。
光信号在光纤中传输，每秒钟可传送数百万次的电话声音，以及高清晰度的电视图像等。
与其他通信方式相比，光纤通信具有以下几个优点：1、带宽大、传输速度快光纤通信具有很宽的频带和较高的传输速度，可支持高清晰度视频、网络游戏等大流量的数据传输。
2、信号传输安全光纤传输的信号不会受到外界电磁波的干扰。
与传统的无线电通信等方式相比，光纤通信更安全可靠，可以避免信息泄漏与窃听等问题。
3、抗干扰能力强传输过程中不会受到电磁干扰等影响，保证信号的稳定性和可靠性。
4、保密性好由于采用的是光通信，无线电磁波难以窃听，因此信息的保密性更好。
5、传输距离远光纤通信的传输距离很远，可以在跨度数百公里的范围内进行信息的传输。
二、光纤通信的应用随着技术的不断发展和创新，光纤通信在现代通讯中的应用越来越广泛。
以下是光纤通信的主要应用领域：1、传统的通信服务光纤通信已成为传统通信业的主要服务之一，广泛用于电话、移动通讯、宽带互联网等。
2、数据中心在数据中心中，光纤通信解决了数据传输速度过慢、传输距离短、信号干扰、数据丢失等问题。
与传统铜线传输相比，光纤通信可以将数据传输速度提高数倍。
3、安防领域光纤通信还可以用于安全系统中，如监控系统、门禁系统、告警系统等，保证信息的安全可靠。
4、医疗领域利用光纤通信技术，医疗中心的网络系统能够实现高速传输，为医疗工作者提供快捷精确的医疗服务。
5、军事领域光纤通信在军事领域有着广泛的应用，如防弹装甲材料、战斗机上的雷达、声波定位等，可以提高作战效率和保障战斗力。
光纤通信系统的组成及各部分功能
光纤通信系统的组成及各部分功能1. 光源（Light source）：光源是将电能转化为光能的装置，其主要功能是产生具有特定频率和波长的光信号。
常用的光源有雷射器、电晕放电光源、发光二极管等。
不同光源产生的光信号有不同的功率和光频谱特性。
2. 光纤（Optical fiber）：光纤是将光信号进行传输的介质，它由一根细长的光学纤维组成，具有高折射率和低传输损耗的特点。
光纤主要有芯、包层和包覆层组成，其主要功能是将光信号通过全内反射的方式进行传输。
3. 光纤连接器（Optical fiber connector）：光纤连接器是用于连接光纤的装置，它将光纤的末端与光接收器或光源进行连接，以保证光信号的传输质量和稳定性。
光纤连接器一般包括光纤连接头和接插件两部分。
4. 光纤传输系统（Optical fiber transmission system）：光纤传输系统是指将光信号在光纤中进行传输的装置和设备，它包括光纤放大器、光纤衰减器、光纤耦合器、光纤收发器、光纤开关等。
光纤传输系统的主要功能是对光信号进行放大、传输、分光和选择等处理。
5. 光接收器（Optical receiver）：光接收器是将光信号转化为电信号的装置，其主要功能是将光信号转换为电流信号，并经过放大、滤波等处理，以恢复原始信号。
光接收器一般由光电转换器、放大器、滤波器和接收电路等组成。
6. 光纤终端设备（Optical fiber terminal equipment）：光纤终端设备是指使用光纤进行通信的终端设备，包括光纤通信交换机、光纤调制解调器、光纤路由器、光纤终端机等。
光纤终端设备的主要功能是进行信号调制、解调、编码、解码和路由等操作，以实现数据的传输和交换。
除了以上主要组成部分外，光纤通信系统还包括光纤分配系统、光纤保护系统和光纤安全系统等。
光纤分配系统用于将光信号分配到不同的用户或设备上；光纤保护系统用于提供光路备份和故障切换功能，以确保通信的可靠性；光纤安全系统用于加密和保护传输的数据，以防止数据泄露和攻击。
光纤通信原理与技术
光纤通信原理与技术
光纤通信是一种高速的、低功耗的、高容错率的数据传输技术，其主
要利用单模或多模光纤来实现数据传输。
因其具有传输距离远、传输速度快、容量大、成本低、功耗小等主要特点，目前已被广泛应用于各大通信
网络。
光纤通信技术主要包括以下几个方面：
1.光纤传输技术：这是光纤通信技术的核心，它是通过对光信号的传输、收发来实现数据传输的方法。
2.光纤分布式技术：它是一种以轻微的改变光路，将不同受控的光信
号分别送达多个终端的技术。
3.光纤波分复用技术：它是一种在光信号收发的过程中，将多路信息
通道分离，以提高通讯容量的技术。
4.光纤网络分析技术：它是一种网络技术，可以检测网络传输状态，
以便进行网络调度和优化。
5.光纤网络管理技术：它是用于管理和监控整个光纤网络系统的技术，包括网络性能分析、网络监控、网络安全、网络维护等。
6.光纤网络保护技术：它是一种保护光纤网络性能的技术，包括检测
光纤故障、调整光纤调制参数以及对光纤的增强和修复等。
这些技术的实施，使得光纤通信既可以提供高速数据传输服务，同时
也可以提供可靠的安全传输服务。
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光纤通信技术与设备
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
光纤通信SDH光传输设备.
项目一 SDH传输网的构建1. 光纤通信概述1）光纤通信的概念光纤通信是以光纤作为传输介质，以光波作为信息载体的通信方式（即在发射端把信息调制到光波上，通过光纤把调制后的光波信号传送到接收端；接收端经过光／电转换和解调以后，从光波信号中分离出传输的信息）。
2）光纤通信系统的组成光纤通信系统主要由光发送设备、光接收设备、光传送设备（光纤、光缆、中继器）组成。
3）光纤通信系统的特点（1）传输频带宽，通信容量大。
（2）中继距离远。
（3）抗电磁干扰能力强，无串话。
（4）光纤和光缆的重量轻，体积小。
（5）制造光纤和光缆的资源丰富，可节省有色金属和能源。
（6）均衡容易。
（7）经济效益好。
（8）抗腐蚀、防潮性好。
4）当前光纤通信的发展现状光传输网络在通信网中用于信息的“搬运”。
目前光纤通信中最常采用的调制方式是直接强度调制，光纤通信的三个低损耗窗口依次为850nm、1310nm、1550nm，光纤通信系统早已完成PDH向SDH的过渡，光纤通信系统的传输速率进一步提高，SDH+DWDM已成为提高光纤通信系统传输速率和实现“光纤到户”的主要方式。
2．PDH、SDH、WDM简介1）PDH：在进行复接时，如传输设备的各支路码位不同步，在复接前必须调整各支路码速，使之严格相等，这样的复接系列就称为准同步数字复接系列即PDH。
国际上主要有两大PDH复接系列：即日本／北美的PCM基群24路/1.5M系列，中国／西欧的PCM基群30/32/2M系列。
我国PDH复接系列的常见速率等级如下：（1）基群（一次群）：30个中继话路，速率为2Mb/s即2.048Mb/s。
（2）二次群：120个中继话路，速率为8Mb/s即8.448Mb/s。
（3）三次群：480个中继话路，速率为34 Mb/s即34.368Mb/s。
（4）四次群：1920个中继话路，速率为140Mb/s 即139.264Mb/s。
2）SDH：在进行复接时，若传输设备的各支路码位是同步的，只需将各支路码元直接在时间上压缩、移相后进行复接就行了，这样的复接系列就称为同步数字复接系列即SDH。
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第一章概述一：单项选择题1.光纤通信指的是：A 以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；B 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式；C 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式；D 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。
2 光纤通信所使用的波段位于电磁波谱中的：A 近红外区B 可见光区C 远红外区D 近紫外区3 目前光纤通信所用光波的波长范围是：A 0.4～2.0B 0.4～1.8C 0.4～1.5D 0.8～1.84 目前光纤通信所用光波的波长有三个，它们是：A 0.85、1.20、1.80；B 0.80、1.51、1.80；C 0.85、1.31、1.55；D 0.80、1.20、1.70。
5 下面说法正确的是：A 光纤的传输频带极宽，通信容量很大；B 光纤的尺寸很小，所以通信容量不大；C 为了提高光纤的通信容量，应加大光纤的尺寸；D 由于光纤的芯径很细，所以无中继传输距离短。
二、简述题1、什么是光纤通信？2、光纤的主要作用是什么？3、与电缆或微波等电通信方式相比，光纤通信有何优点？4、光纤通信所用光波的波长范围是多少？5、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长分别是多少？第二章光纤与光缆工程一、单项选择题1.下面说法正确的是：A 为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须等于纤芯的折射率；B 为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须大于纤芯的折射率；C为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须小于纤芯的折射率；D 为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须大于涂覆层的折射率。
2下面说法正确的是：A 单模光纤只能传输模式；B 单模光纤只能传输一路信号；C 单模光纤只能传输一种模式；D 单模光纤只能传输模式。
3下面哪一种光纤是色散位移单模光纤？A 光纤；B 光纤；C 光纤；D 光纤。
4.下面说法正确的是：A 光纤的损耗决定光纤通信系统的通信容量；B 光纤的损耗决定光纤通信系统的传输距离；C 光纤的损耗决定光纤通信系统的传输速率；D 光纤的损耗决定光纤通信系统的传输模式。
5.下面说法正确的是：A 光纤的色散决定光纤通信系统的通信容量；B 光纤的色散决定光纤通信系统的传输距离；C 光纤的色散决定光纤通信系统的传输速率；D 光纤的色散决定光纤通信系统的传输模式。
6. 将光限制在有包层的光纤纤芯中的作用原理是（）A.折射B.在包层折射边界上的全内反射C.纤芯—包层界面上的全内反射D.光纤塑料涂覆层的反射7. 光在光纤中传输时的衰减量可用光纤的损耗系数来表示，其单位为（）A dB/kmB dBm/kmC dBD dBm/m8. 能够独立存在的电磁场的结构形式，称为（）A 场型B 模式C 模型D 结构体9.光和物质相互作用时，存在的三种基本跃迁过程是自发辐射、受激吸收和（）A 自发吸收B 受激辐射C 受激跃迁D 自发跃迁10、下面四种光缆的基本结构中，抗侧压性能好的是：A 层绞式光缆；B 套管式光缆；C 带状式光缆；D 沟槽式光缆。
11 光纤的损耗和色散属于：A 光纤的结构特性；B 光纤的传输特性；C 光纤的光学特性；D 光纤的模式特性。
12 光纤的衰减指的是：A 由于群速度不同而引起光纤中光功率的减少；B 由于工作波长不同而引起光纤中光功率的减少；C光信号沿光纤传输时，光功率的损耗；D 由于光纤材料的固有吸收而引起光纤中光功率的减少。
13 光纤的色散指的是：A 光纤的材料色散；B光在光纤中传播时，不同波长光的群时延不一样所表现出来的一种物理现象；C 光纤的模式色散；D 光纤的波导色散。
14 测定光纤衰减的测试方法有三中，它们是：A 切断法、插入损耗法和后向散射法；B 相移法、切断法和散射法；C插入损耗、脉冲时延法和散射法；D 切断法、插入损耗法和相移法。
15 下面说法中正确的是：A 脉冲时延法是测量光纤色散的基准测试方法；B 脉冲时延法是测量光纤色散的标准测试方法；C 相移法是测量光纤色散的基准测试方法；D 相移法是测量光纤色散的替代测试方法二、填空题1.单模光纤中不存在（）色散，仅存在（）色散，具体来讲，可分为（）和（）。
2. 数值孔径（NA）越大，光纤接收光线的能力就越（），光纤与光源之间的耦合效率就越（）。
3、光纤按折射率分类有（）和（）两类。
4．光纤按模式分类有（）和（）两类。
5．均匀光纤的数值孔径NA=（）。
6．本征吸收包括（）和（）两种。
杂质吸收包括（）和（）两种。
三、简述题1、典型光纤由几部分组成？各部分的作用是什么?2、为什么包层的折射率必须小于纤芯的折射率？3、光纤损耗主要有几种原因？其对光纤通信系统有何影响？4、光纤色散主要有几种类型？其对光纤通信系统有何影响？5、分别说明G.652 、G.653、 G.655光纤的性能及应用。
6、什么是基本参数测量？7、什么是光纤的衰减？8、什么是光纤的衰减系数？9、测定光纤衰减的测试方法有哪几种？10、画出切断法、插入损耗法和后向散射法测量原理图。
11．什么是单模光纤？什么是多模光纤？12．什么是临界角？写出其表达式？13．什么是全反射？产生全反射条件是什么？四、计算1、一段30km长的光纤线路，其损耗为0.5dB／km。
（1）如果在接收端保持0.3μW的接收光功率，则发送端的功率至少为多少？（2）如果光纤的损耗变为0.25dB／km，则所需的输入光功率又为多少？2．阶跃光纤芯子和包层的折射指数分别为n1=1.46，n2=1.45，试计算：（1）纤芯子和包层的相对折射指数差Δ；（2）光纤数值孔径NA；3．弱导波阶跃光纤芯子和包层的折射指数n1=1.5,n2=1.45,试计算：（1）光纤芯子和包层的相对折射指数差Δ；（2）光纤数值孔径NA；第三章光纤通信的基本器件一、单项选择题1 光纤的连接分为：A 固定连接和永久性连接；B 固定连接和熔连接；C 固定连接和活动连接；D 粘连接和熔连接。
2 光纤耦合器是实现：A 不同波长的光功率进行合路的器件；B 光信号分路/合路的功能器件；C 同一波长的光功率进行合路的器件；D 不同波长的光功率进行分路的器件。
3 下面说法正确的是：A光隔离器是一种只允许单一波长的光波通过的无源光器件；B 光隔离器是一种不同光信号通过的无源光器件；C 光隔离器是一种只允许单向光通过的无源光器件；D 光隔离器是一种只允许单向光通过的无源光器件。
4 光分波器是：A 将从一根光纤传输来的同波长的光信号，按不同光波长分开；B 将从一根光纤传输来的不同波长的复合光信号，按不同光波长分开；C 将从一根光纤传输来的一路光信号，分成多路光信号；D 将从一根光纤传输来的一个光波信号，分成多个光波信号。
5 .衰减器的作用是（）A.一个阻挡某个波长的光而使其他波长的光透过的滤波器B.使输入光偏振，引起其他偏振光的损耗C.在一定的波长范围内均匀减小光强D.有选择地阻挡由自辐射产生的光子6 光纤通信系统中使用的光器件主要有：A 激光器、发光二极管；B 分布反馈激光器、PIN光电二极管；C 半导体激光器、光检测器、分布反馈激光器；D 光源、光检测器、光放大器。
7 光纤通信系统中常用的光检测器主要有：A 激光器、发光二极管；B 分布反馈激光器、PIN光电二极管；C 半导体PIN光电二极管、APD雪崩光电二极管；D PIN光电二极管、半导体激光器LD。
8 光源的作用是：A 产生输入光波信号；B 将电信号电流变换为光信号功率，即实现电-光转换；C 产生输入光功率；D 光波对电信号进行调制，使其载荷信息在光纤中传输。
9光二极管LED产生的光：A 是荧光而不是激光；B 是激光而不是荧光；C 是自然光而不是激光；D 是相干光而不是荧光。
10光电二极管是：A 将接收的光功率全部转换为电功率，即满足能量守恒定律；B 将接收的光信号功率转换为倍增电流，即实现信号的放大；C 将接收的光功率一部分转换为电功率，一部分转换为热量；D 将接收的光信号功率变换为电信号电流，即实现光-电转换。
11．作为光纤探测器的光电二极管通常（）A.反向偏置B.热电冷却C.正向偏置D.像太阳能电池一样无偏置产生电压12 掺铒光纤的激光特性：A 主要由起主介质作用的石英光纤决定；B 主要由掺铒元素决定；C 主要由泵浦光源决定D 主要由入射光的工作波长决定。
13 在掺铒光纤放大器中，泵浦光源的作用是：A 与入射光叠加产生光的放大；B 产生粒子数反转；C 作为增益介质，对光信号进行放大；D 实现受激辐射放大。
14 掺铒光纤放大器由：A 一段掺铒光纤和泵浦光源组成；B 一段掺铒光纤、光耦合器以及光隔离器等组成；C 一段掺铒光纤、泵浦光源、光耦合器以及光隔离器等组成；D泵浦光源、光耦合器以及光隔离器等组成。
15 双向泵浦掺铒光纤放大器是：A 表示信号光和泵浦光从两个相反方向进入掺铒光纤；B 表示两个泵浦光从两个相反方向进入掺铒光纤；C 表示两个泵浦光从两个相同方向进入掺铒光纤；D 表示信号光和泵浦光从两个相同方向进入掺铒光纤。
16 对于掺铒光纤，使用如下波长的光源作为泵浦光，均能在1536nm波长上产生激光过程：A 只在980nm波长；B 只在980nm和530nm 波长；C 只在800nm和980nm波长；D 可在800nm、980nm、1480nm和530nm等波长。
17.利用光放大器是（）A.为了驱动光源而克服阈值效应B.为了补偿光纤损耗C.只在铜导线系统中使用D.将光信号转换成电信号二、填空题1.光纤和光纤连接的方法有两大类（）和（）。
2. 一个光子的能量E与光波频率之间的关系是（）3．光与物质的相互作用有（）（）和（）三种。
4．激光器是由（）（）和（）三部分组成。
5．LD外加（）电压工作，LED外加（）电压工作。
6．LD的P-I特性，I＜It将发射（）光，I＞It将发射（）光。
7．LD的温度特性，温度升高时It将（）。
8．EDFA结构方式有（）、（）和（）三种。
三、简述题1、什么是光纤连接器？永久性连接有几种方法？2、光纤耦合器的功能是什么？3、什么是光合波器和光分波器？4、什么是光隔离器？5、光源与光纤的耦合，一般采用什么方法提高耦合效率？6、光纤通信系统中常用的光源主要有几种？常用的光检测器主要有几种？7、分析说明半导体激光器产生激光输出的工作原理。
8、画出LD模拟调制和数字调制的原理图。
9、半导体发光二极管与半导体激光器的本质区别是什么？10、半导体光电二极管是利用什么原理实现光-电的转换？11、什么是掺铒光纤？12、在掺铒光纤放大器中，泵浦光源的作用是什么？13、掺铒光纤放大器由几部分组成？14、EDFA有三种基本的应用方式，分别是什么？15、画出前向（同向）泵浦掺铒光纤放大器的结构图，并说明其特点。
16．构成激光器的基本条件是什么？17．在半导体激光器P-I曲线中，哪段范围对应于荧光？哪段对应于激光？It是什么？18．半导体激光器的特点是什么？半导体发光二极管的特点是什么？第四章光发射机和光接收机一、单项选择题1 下面说法正确的是：A光发射机是发射光功率的设备；B光发射机是发射光波信号的设备；C 光发射机是实现光/电转换的光端机；D光发射机是实现电/光转换的光端机。