光纤通信第1章共35页
一章光纤通信概述ppt课件
光 （LED）
稳定，长寿命（107），价低，适用 于小容量、短距离传输系统。
源
激光二极管 受激辐射，输出光功率大，谱窄，
（LD）
波长稳定，长寿命（105至106）， 价高，适用于大容量、长距离传输
系统。
光调制器：
目前采用强度调制（由于光源频谱不纯， 尚未实现相干光通信）；分内调制和外调 制，对于数字调制，用光脉冲的有无代表 数字信息（0和1）。
2020/4/26
6. 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）由于光纤得芯径很细，所以无中继传输距离短。
2020/4/26
7. 下面说法正确的是：
（A）光纤的主要作用是引导光在光纤内沿直线的途径传 （B）光纤的主要作用是引导光在光纤内沿弯曲的途径传 （C）光纤的主要作用是引导光在光纤内沿螺旋线的途径传播 ； （D）光纤的主要作用是引导光在光纤内沿直线或弯曲的途径传播 。
（2）加强元件----金属丝和非金属纤维 作用：增强光缆敷设时可承受的拉伸负荷
（3）护层----保护对已形成缆的光纤芯线，避免 受外界的损伤。
2020/4/26
三种光缆基本结构如表3—1所示
2. 光缆的种类
（1）层绞式光缆----若干光纤芯线以加强元件为 中心绞合在一起，适用于芯线数较少的光缆。
光纤通信原理 第一章 概述
目前，波长为1.55 mm的标准光纤损耗为< 0.2 dB/km。
半导体通信光源的出现
1970年，美国贝尔实验室、日本电气公司(NEC)和前苏联，先 后研制成功室温下连续振荡的镓铝砷(GaAlAs)双异质结半导体 激光器(短波长)。虽然寿命只有几个小时，但它为半导体激光 器的发展奠定了基础。 1973 年，半导体激光器寿命达到7000小时。 1976年，日本NTT研制出波长为1.3mm的铟镓砷磷 (InGaAsP) 激光器。 1977 年，贝尔实验室研制的半导体激光器寿命达到10万小时。 1979年，美国电报电话(AT&T)公司和日本NTT研制成功波长为 1.55 mm的半导体激光器。
没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质 对光通信的研究走入了低潮
光纤的雏形
1870年，英国物理学家丁达尔
太阳光随着水流发生弯曲
n水 > n空气，光发生全反射
1953年，英国伦敦学院卡帕尼博士首次将丁达尔的观察用于 实际，发明了用极细的玻璃制作的光导纤维：芯层+包层。芯 层的折射率大于包层，光在其中做全反射。
1960年左右，最好的光纤损耗也在1000分贝/公里 (dB/km)。 由于损耗很大，它最初被用于医疗，如内窥镜。
现代光纤通信
1966年，高锟和霍克哈姆发表的《用于光频的 光纤表面波导》奠定了现代光通信的基础。 高锟被尊为光纤之父。下图二，1998年在英国 接受IEE授予的奖章
光纤通信课后习题参考答案-邓大鹏
光纤通信课后习题参考答案-邓大鹏第一章习题参考答案
1、第一根光纤是什么时候显现的？其损耗是多少？
答：第一根光纤大约是1950年显现的。传输损耗高达1000dB/km左右。
2、试述光纤通信系统的组成及各部分的关系。
答：光纤通信系统要紧由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。
系统中光发送机将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤光缆，调制过的光信号通过光纤长途传输后送入光接收机，光接收机将光纤送来的光信号还原成原始的电信号，完成信号的传送。
中继器确实是用于长途传输时延长光信号的传输距离。
3、光纤通信有哪些优缺点？
答：光纤通信具有容量大，损耗低、中继距离长，抗电磁干扰能力强，保密性能好，体积小、重量轻，节约有色金属和原材料等优点；但它也有抗拉强度低，连接困难，怕水等缺点。
第二章光纤和光缆
1．光纤是由哪几部分组成的？各部分有何作用？
答：光纤是由折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和不处的涂覆层组成的。纤芯和包层是为满足导光的要求；涂覆层的作用是爱护光纤不受水汽的腐蚀和机械擦伤，同时增加光纤的柔韧性。
2．光纤是如何分类的？阶跃型光纤和渐变型光纤的折射率分布是如何表示的？
答：（1）按照截面上折射率分布的不同能够将光纤分为阶跃型光纤和渐变型光纤；按光纤中传输的模式数量，能够将光纤分为多模光纤和单模
光纤；按光纤的工作波长能够将光纤分为短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤；按照ITU-T 关于光纤类型的建议，能够将光纤分为G .651光纤（渐变型多模光纤）、G .652光纤（常规单模光纤）、G .653光纤（色散位移光纤）、G .654光纤（截止波长光纤）和G .655（非零色散位移光纤）光纤；按套塑（二次涂覆层）能够将光纤分为松套光纤和紧套光纤。
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。
光纤通信系统中文教材PPT文档共149页
第一章 绪 论
通信系统将信息从一个地方传送到另一个地方，距离可能是几米，也可能是几万公里。要 传送的信息通常被电磁波携带，其频率在几兆赫兹到几百太（1012）赫兹。光通信系统采用电磁 波谱中可见光或近红外区域的高频电磁波（约 100THz），为了与载波频率在 1GHz 量级的微波通 信系统相区分，通常称其为光波通信系统。光纤通信系统就是利用光纤进行光传输的通信系统， 自 1980 年以来在世界上得到广泛应用，使电信技术发生了根本变革。光波技术与微电子技术一 起并称为信息时代的基石。本讲义将全面阐述光纤通信系统，重点讲解光纤通信系统的理论基础， 工程技术方面的问题也作了简要讨论。本章将介绍光纤通信的发展史以及一些基本概念和背景知 识。1.1 节介绍光纤通信的发展史，1.2 节介绍了光纤通信系统的基本组成及其优缺点，1.3 节介 绍了模拟和数字信号、信道复用、调制格式、同步数字体系和异步转移模式等一些基本概念。
1.1 光纤通信发展的历史回顾
1.1.1 早期的光通信
所谓光通信就是用光波载运信息，实现通信。光纤通信就是用光波载运信息，用光纤作传输 媒体，实现通信。
广义地说，我国三千多年前开始使用的烽火台、现在用以指挥交通的红绿灯以及战争中采用 的信号弹均可算作光通信。而我们今天所指的光通信与这种利用普通光的视觉通信不同，通常是 指容量大、传输距离远的用光波作为载波来传递信息的通信方式。真正意义上的光通信应起源于 １８８０ 年贝尔发明的“光电话”。
现代光纤通信技术及应用 第1章 概述
用户 终端 用户 环路 信息 信息 用户 终端 用户 终端
交换设备
交换 设备 电复接 设备 发 送 机
卫星通信
微波通信
光纤通信 移动通信
接入网
用户 环路 交换 设备 电复接 设备 接 收 机
传输系统 传输系统
信息
用户 终端
1.1.2 光纤通信系统的组成
• 现代通信方式示意图 光纤通信经过30年的技
1.3.2 光纤通信新技术
2. 光孤子通信
光孤子通信是基本原理是光纤折射率的非线性（自相位调制）效应导致对光 脉冲的压缩可以与群速色散引起的光脉冲展宽相平衡，在一定条件（光纤的反常 色散区及脉冲光功率密度足够大）下，光孤子能够长距离不变形地在光纤中传输。 光孤子通信和线性光纤通信相比，具有一系列显著的优点。 （1）传输容量比最好的线性通信系统高1～2个数量级。 （2）可以进行全光中继。
什么是通信？ “通”传送，“信”信息；信息的传送 基本组成：发送、传输、接收
什么是光纤通信？ 利用激光作为信息的载波信号，并通过 光纤来传送信息的通信系统。
1.1.1 什么是光纤通信
光纤通信是人类历史上 的重大突破，现今的光纤通信 已成为信息社会的神经系统
1.1.2 光纤通信系统的组成
现 代 光 纤 通 信 技 术及 应 用
第1章
概述
光纤通信第三版习题答案
光纤通信第三版习题答案
光纤通信第三版习题答案
光纤通信是一种高速传输信息的技术，它利用光信号在光纤中传输数据。光纤通信的发展已经进入到第三版，为了帮助读者更好地理解和掌握相关知识，本文将提供一些光纤通信第三版习题的答案。
第一章：光纤通信基础知识
1. 什么是光纤通信？
光纤通信是利用光纤作为传输介质，将信息以光信号的形式传输的一种通信方式。
2. 光纤通信的优点有哪些？
光纤通信具有大带宽、低损耗、抗干扰能力强等优点。
3. 光纤通信的基本组成部分有哪些？
光纤通信的基本组成部分包括光源、调制器、光纤、解调器和接收器等。
4. 光纤通信的工作原理是什么？
光纤通信的工作原理是利用光的全反射特性将光信号在光纤中传输，通过调制器和解调器的处理，将光信号转换为电信号进行传输和接收。
第二章：光纤通信系统设计
1. 光纤通信系统的设计包括哪些方面？
光纤通信系统的设计包括光源的选择、光纤的布线和连接、调制器和解调器的设计等方面。
2. 光纤通信系统中如何选择合适的光源？
选择合适的光源需要考虑光源的功率、频率范围和调制方式等因素。
3. 光纤通信系统中如何设计光纤的布线和连接？
光纤的布线和连接需要考虑光纤的长度、弯曲半径和连接方式等因素，以保证
光信号的传输质量。
4. 光纤通信系统中如何设计调制器和解调器？
调制器和解调器的设计需要考虑调制方式、解调方式和信号处理的算法等因素，以实现光信号的调制和解调。
第三章：光纤通信的性能评估
1. 光纤通信系统的性能评估指标有哪些？
光纤通信系统的性能评估指标包括传输速率、误码率、信噪比和带宽等。
光纤通信原理参考答案
光纤通信原理参考答案
光纤通信原理参考答案
第⼀章习题
1-1 什么是光纤通信?
光纤通信是利⽤光导纤维传输光波信号的通信⽅式。
1-2 光纤通信⼯作在什么区，其波长和频率是什么?
⽬前使⽤的通信光纤⼤多数采⽤基础材料为SiO2的光纤。它是⼯作在近红外区，波长为0.8～1.8µm，对应的频率为167～375THz。
1-3 BL积中B和L分别是什么含义?
系统的通信容量⽤BL积表⽰，其含义是⽐特率—距离积表⽰，B为⽐特率，L为中继间距。
1-4 光纤通信的主要优点是什么?
光纤通信之所以受到⼈们的极⼤重视，是因为和其他通信⼿段相⽐，具有⽆以伦⽐的优越性。主要有：
(1) 通信容量⼤
(2) 中继距离远
(3) 抗电磁⼲扰能⼒强，⽆串话
(4) 光纤细，光缆轻
(5) 资源丰富，节约有⾊⾦属和能源。
光纤还具有均衡容易、抗腐蚀、不怕潮湿的优点。因⽽经济效益⾮常显著。
1-5 试画出光纤通信系统组成的⽅框图。
⼀个光纤通信系统通常由电发射机、光发射机、光接收机、电接收机和由光纤构成的光缆等组成。
1-5 试叙述光纤通信的现状和发展趋势。
略
第⼆章习题
2-1 有⼀频率为Hz 13
103?的脉冲强激光束，它携带总能量W=100J ，持续时间是τ=10ns(1ns=10-9s)。此激光束的圆形截⾯半径为r=1cm 。求：
(1) 激光波长； (2) 平均能流密度； (3) 平均能量密度； (4) 辐射强度；
（1）m c
5
13
81010
3103-=??==νλ（2）2132
29/1018.3)
10(1010100
ms J S W S ?==?=
光纤课件第一章
c＝3×108m/s
即波长在0.8μm～1.8μm之
间，属于近红外波段。 λ＝c/f
1MHz（兆赫பைடு நூலகம்） ＝106 Hz
1GHz（吉赫兹） ＝109 Hz
0.8μm～0.9μm称为短波长
1μm（微米）＝ 10−6m
1THz（太赫兹） ＝1012Hz
波段
1nm（纳米）＝ 1PHz（拍赫兹）
10−9m
1.0μm～1.8μm称为长波长
一、光纤通信的概念
什么是光纤？
光导纤维。 可以传导光的玻璃纤维。是一种传输介质。 定义：光纤是一种具有把光封闭在其中并进行
传输的介质传输线（介质光波导）。 什么是光纤通信？
光纤通信则是用光波作为载波携带信息，以光 纤作为传输介质传送光波信号的一种通信方式。 定义：利用光导纤维（光纤）传输光信号的通 信方式，称为光纤通信。
传输速率达1Gb/s
这一代光纤通信广泛地应用于长途干线和跨洋海 底通信中。
第四代光纤通信阶段：
80年代期后，进入了使用特种光纤在1.55μm （1550nm、193THZ）波段上传输的第四代光纤通 信阶段。
1.55μm （1550nm）是石英光纤的最低损耗窗口， 为0.2dB/km，传输速率可达10Gb/s，中继距离为 80～150公里。
关电路组成。 ➢ 光接收机最重要的特性参数是灵敏度。
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。
光纤通信(第三版)教学教材
光纤通信(第三版)教学教材光纤通信(第三版)
第一章
1用光导纤维进行通信最早在哪一年由谁提出？
用光导纤维进行通信最早在1966年由英籍华人高锟提出 2光纤通信有哪些优点？
光纤通信的优点是：
频带宽、传输容量大；
损耗小、中继距离长；
重量轻、体积小；
抗电磁干扰性能好；
泄漏小、保密性好；
节约金属材料，有利于资源合理使用。
3简述通信网络的份层结构. 4比较光在空气和光纤中传输的速度，哪个传输得快？
光在光纤中传输的速度比在空气中传输得慢，慢n 倍，n 是光纤纤芯折射率。 5简述抗反射膜的工作原理
/复接层层) /网络层 OADM: OXC ：o 光分插复用光交叉连接
当光入射到光电器件的表面时总会有一些光被反射回来，除增加耦合损耗外，还会对系统
产生不利的影响，为此需要在器件表面镀一层电介质材料，以便减少反射 6简述电介质镜的工作原理
电介质镜由数层折射率交替变化的电介质材料组成，从界面上反射的光相长干涉，使反射光增强，如果层数足够多，波长为的反射系数接近1
7简述分光镜的工作原理
两个三角棱镜A 和C 被一层低折射率薄膜B 分开，此时A 中的一些光线穿过薄膜B 进
入C ，然后从立方棱镜出去。由于A 镜斜面阻止全反射的作用，导致产生透射光束，因此入射光束被分成两束。两种光束能量分配的比例取决于薄膜层厚度和它的折射率。
8说明为什么布拉格衍射的条件是sin d m θλ=?
假定入射光束是平行波，因此裂缝变成相干光源。并假定每个裂缝的宽度a 比把裂缝分开的距离d 更小，从两个相邻裂缝以角度θ发射的光波间的路经差是d sin θ
光通讯技术 第1章 概述
第1章 概述
(1) 通信容量大。 由于光纤的可用带宽较大， 一 般在10 GHz以上， 使光纤通信系统具有较大的通信容 量。 而金属电缆存在的分布电容和分布电感实际起到 了低通滤波器的作用， 使传输频率、 带宽以及信息承 载能力受到限制。 现代光纤通信系统能够将速率为几 十 Gb/s以上的信息传输上百英里， 允许大约数百万条 话音和数据信道同时在一根光缆中传输。 实验室里， 传输速率达Tb/s级的系统现已研制成功。 光纤通信巨 大的信息传输能力， 使其成为了信息传输的主体。
1989年， ITU-T（国际电信联盟电信委员会）制 定了155 Mb/s、 622 Mb/s、 2.5 Gb/s等ＳＤＨ速率标准。 现在， 10 Gb/s 系统也已商用化。
第1章 概述
自1982年以后， 光纤通信迅速发展， 促进了光纤 的应用和产业化， 光纤的需求量呈指数规律上升。 无 论是在陆地， 还是在海底都敷设了光纤， 光纤甚至已 经延伸到了我们的办公桌和家中。 光纤之所以在世界 各国的各个领域得到广泛的应用， 成为高质量信息传 输的主要手段， 是因为光纤与传统的金属同轴电缆相 比， 具有如下的优点：
第1章 概述
第1章 概述
1.1 光通信的基本概念 1.2 光纤通信的优点 1.3 光纤通信的系统组成 1.4 光纤通信的回顾与展望 1.5 光波技术基础 习题一
第1章 概述
1.1 光通信的基本概念
光纤通信第三版pdf完全版本光纤通信原理与技术
光纤通信第三版pdf完全版本光纤通信原理与技术光纤通信第三版pdf完全版本提供下载，来⾃⽹络。
相关信息：
【作者】（美）Gerd Keiser
【格式】超星转成的pdf
【译者】李⽟权等
【 ISBN 】7-5053-7637-3
【出版社】电⼦⼯业出版社
【系列名】国外电⼦通信教材
【出版⽇期】2002年7⽉
【版别版次】2002年7⽉第⼀版第⼀次印刷
【简介】
本书是⼀本系统介绍光纤通信知识的专著。全书共分为13章，内容涉及光纤传输原理和传输特
性、半导体光源和光检测器的⼯作原理及⼯作特性、数字光纤通信系统和模拟光纤通信系统、
光放⼤器的⼯作原理和性能、WDM系统原理、光⽹络以及光纤通信系统测量。本书理论体系严
谨，内容深⼊浅出，并且紧密联系实际，是通信⼯程及相关专业⾼年级本科⽣、研究⽣的⼀本
好教材，也是通信⼯程师的⼀本很好的参考书。
【⽬录】
第1章光纤通信总览
1.1 基本的⽹络信息速率
1.2 光纤光学系统的演进
1.3 光纤传输链路的基本单元
1.4 仿真与建模⼯具
1.4.1 仿真和建模⼯具的特征
1.4.2 编程语⾔
1.4.3 PTDS仿真和建模⼯具
1.5 本书的使⽤和扩展
1.5.1 参考资料
1.5.2 CD—ROM中的仿真程序
1.5.3 光⼦学实验室
1.5.4 基于Web的资源
参考⽂献
第2章光纤：结构、导波原理和制造
2.1 光的特性
2.1.1 线偏振
2.1.2 椭圆偏振和圆偏振
2.1.3 光的量⼦特性
2.2 基本的光学定律和定义
2.3 光纤模式和结构
2.3.1 光纤分类
2.3.2 射线和模式
2.3.3 阶跃折射率光纤结构
光纤通信第四版课后答案张德民胡庆
光纤通信课后答案
第一章基本理论
1、阶跃型折射率光纤的单模传输原理是什么?
答:当归一化频率V小于二阶模LP11归一化截止频率，即
O<V<2.40483时，此时管线中只有一种传输模式，即单模传输。
2、管线的损耗和色散对光纤通信系统有哪些影响?
答:在光纤通信系统中，光纤损耗是限制无中继通信距离的重要
因素之一，在很大程度上决定着传输系统的中继距离;光纤的色散引
起传输信号的畸变，使通信质量下降，从而限制了通信容量和通信距离。
3、光纤中有哪几种色散?解释其含义。
答: (1）模式色散:在多模光纤中存在许多传输模式，不同模式
沿光纤轴向的传输速度也不同，到达接收端所用的时间不同，而产生了模式色散。
(2）材料色散:由于光纤材料的折射率是波长的非线性函数，从
而使光的传输速度随波长的变化而变化，由此引起的色散称为材料色散。
(3）波导色散:统一模式的相位常数随波长而变化，即群速度随
波长而变化，由此引起的色散称为波导色散。
5、光纤非线性效应对光纤通信系统有什么影响?
答:光纤中的非线性效应对于光纤通信系统有正反两方面的作用，一方面可引起传输信号的附加损耗，波分复用系统中信道之间的串话
以及信号载波的移动等，另一方面又可以被利用来开发如放大器、调制器等新型器件。
6、单模光纤有哪几类?
答:单模光纤分为四类:非色散位移单模光纤、色散位移单模光纤、截止波长位移单模光纤、非零色散位移单模光纤。
7、光缆由哪几部分组成?
答:加强件、缆芯、外护层。
*、光纤优点:巨大带宽(200THz)、传输损耗小、体积小重量轻、抗电磁干扰、节约金属。*、光纤损耗:光纤对光波产生的衰减作用。
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AM无线电 FM无线电 卫星/微波 同轴电缆 双铰线
红外 可见光
光纤
107 106 105 104 103 102 101 100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6
自由空间波长（m）
通信波段及传输介质
1.1光纤通信系统及关键技术
1.1.1光纤通信的概念及当前光纤通信基本系统 1.光纤通信的概念：
课程性质和目的
性质: 本门课程为专业选修课，共50学时，其中课堂
教学44学时，实验教学6学时，学分3。 目的： ➢ 了解光纤通信系统构成及其关键技术； ➢ 理解和掌握光纤传光、激光产生、信号调制、放
大、探测、光纤通信系统及光同步数字传输网等 基本原理; ➢ 培养分析和解决光纤通信系统的调试、安装等实 际问题的能力，为今后学习和工作奠定基础。
• 通信工程师：这个层次要求学生完全掌握通信基础知识， 对通信设备能安装、调试、维护升级和改进。能参与设计 和开发新型通信设备。了解本专业的发展前沿，具有一定 的科学研究和实际工作能力。
能力结构
（1）了解通信工程学科理论前沿发展趋势，具备对通信系 统和通信网络设计、开发、调试、工程应用和维护的基本 能力；
2、本章主要内容 1.1光纤通信系统及关键技术 1.2光纤通信技术优缺点 1.3光纤通信的发展历程
自由空间频率（Hz）
101 102 103 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015
频段 电力、电话 划分
传 输 介 质
无线电、电视
微波
本门课程包括的主要内容
第一章 概述 第二章 光纤的传输理论 第三章 光源与光发送机 第四章 光检测器与光接收机 第五章 光纤通信系统与通信网 第六章 光缆的连接与测试
➢ 教 材：
李丽君，徐文云，《光纤通信》，第一版，北京 大学出版社，2019年。
➢ 推荐参考书：
1、顾畹仪，李国瑞，《光纤通信系统》，第一版， 北京邮电大学出版社， 2019年。
n2 n1 φ
max
Φmax=arcsin(NA)
N An12n2 2n1 2Δ
➢ 光纤的性质
• 光纤的损耗 损耗特性与光的工作波长有关,在三个工作窗口有相对 小的损耗: 第一窗口光工作波长0.85μm,损耗稍大。 第二窗口光工作波长1.31μm,损耗中等。 第三窗口光工作波长1.55μm,损耗最小。
1. 光纤技术
➢ 光纤的结构
• 纤芯：折射率较高，用来传送光； • 包层：折射率较低，与纤芯一起形成全反射； • 涂覆层：保护光纤。
纤芯 包层
涂覆层
Fig 1.4 光纤结构示意图
菲涅耳定律：n1sinθ1=n2sinθ2
n1
θ1 θ1
n2
θ2
n1
θ1 θ1
n2
θ2
n1<n2
n1>n2
结论：若要实现全反射，则必须有 n1>n2，θ1 > θc时发生全反射 θc为临界角
2、陈才和，《光纤通信》，第一版，北京工业技术 出版社， 2019年。
3、李履信，沈建华，《光纤通信系统》，第一版， 机械工业出版社，2019年。
4、[美] 约瑟夫·C ·帕勒里斯，《光纤通信》， 第五版，电子工业出版社，2019年。
第一章 概 论
1、学习目的和要求: 了解光纤通信系统组成、光纤通信发展中的重 要历程以及光纤通信的特点等; 掌握光纤通信的概念和光纤通信系统框图。
“通信专业人才”市场需求
• 加工制造人员：这主要是给各个通信电子产品制造企业培 养一线懂技术，懂原理的高素质技术型工人。目前，我国 精加工制造业质量在世界水平中并不高，主要是因为我国 一线工人的文化素质偏低，只懂操作，不懂技术。所以， 就此考虑这方面的就业前景最为看好。
• 一般管理人员：这个层次的人员是企事业或部门中的一般 管理人员，维护和管理单位的通信和网络设备。这部分工 作要求学生对通信基础知识有较为深刻的理解，能独立维 修和管理设备。能给单位提供良好的通信技术支持。
光纤通信是利用近红外线区波长l微米左右的光 波作为信息的载波信号，把电话、电视、数据等电 信号调制到光载波上，再通过光导纤维(简称光纤) 传输信息的一种通信方式。
2.当前光纤通信基本系统
电子、
光、电
信
光
放大
子
信
息
发送端 Fiber 器
Fiber 接收端
息
机
机
Fig1.1 当前典型的点--点光纤通信链路的基本框图
（2） 具有工程计算、电子线路的设计及制作能力； （3） 能阅读和绘制电子产品线路图并分析工作原理； （4）具备听、说、读、写的能力和翻译外文资料的基本能
力； （5）具备计算机的基本操作和编程的能力，熟悉并掌握常
用办公软件和专业软件； （6） 获得较好的工程实践训练，具有一定的科研和实际工
作能力； （7）具有一定组织管理和对外联系业务的能力； （8）掌握文件检索、资料查询的基本方法。
• 光纤的色散 由于光纤所传输信号中不同模式或不同频率成分因传 输速度的不同而引起传输信号发生畸变的一种物理现象。
• 光纤中的成缆 干线缆(架空光缆,直埋光缆,海底光缆,复合光缆……) 96芯以下局内光缆 芯数少，比干线缆柔软的用户缆 ， 根据需要几百芯或几千芯,纤芯为带状光纤等。
6
衰减（dB/km）
1.1.2 光纤通信关键技术
• 发送器： 发送器的核心是一个光源，其主要功能就是将一个 信息信号从电子格式转换为光格式。可采用发光二 极管(LED)或激光二极管(LD)作为光源。
• 光纤： 光纤通信系统中的传输介质是光纤。
• 接收器： 光接收器的关键设备是光检测器，其主要功能就是 把光信息信号转换回电信号(光电流)。当今光纤通 信系统中的光检测器是个半导体光电二极管(PD)。
5
第一窗口
4
3
2
1
0。4 0。2
wenku.baidu.com
C 波段
1525~1565nm 第二窗口
第三窗口
0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.57 1.62
波长——λ（μm）
L波段
Fig 1.5 普通石英光纤的衰减随波长变化示意图
Fig 1.6 光缆的结构
➢ 常用单模光纤
• G.652光纤
– 即常规单模光纤，在1310nm波长工作时，理论色散值为零； 在1550nm波长工作时，传输损耗最低，但色散系数较大。单 通路速率达到STM-64时，需要采取色散调节手段。