光通信概念
光通信和光模块
光通信和光模块一、光通信的概念及发展历程光通信是指利用光作为信息传输的媒介，将信息从一个地方传送到另一个地方。
它是一种高速、大容量、低损耗的通信方式，被广泛应用于互联网、电视、电话等领域。
光通信的发展历程可以分为以下几个阶段：1. 光纤出现阶段：20世纪60年代，人们开始研究光纤，但由于技术限制和成本问题，应用范围有限。
2. 光纤商业化阶段：20世纪70年代末期，随着技术的不断进步和成本的降低，光纤开始被商业化应用。
3. 光网络阶段：20世纪90年代初期，随着互联网的普及和需求不断增加，光网络逐渐成为主流。
4. 全光网络阶段：21世纪初期，全光网络开始普及，并逐渐取代了传统的电信网络。
二、光模块的概念及分类光模块是指将激光器、探测器、调制器等元件封装在一起形成的集成组件。
它是光通信系统中的重要组成部分，可以实现光信号的发送和接收。
根据不同的封装方式和功能，光模块可以分为以下几类：1. 激光器模块：将激光器封装在一起，用于发送光信号。
2. 探测器模块：将探测器封装在一起，用于接收光信号。
3. 光电转换模块：将激光器和探测器封装在一起，用于实现光电转换。
4. 调制器模块：将调制器封装在一起，用于调制发送的光信号。
三、常见的光模块及其应用1. SFP（Small Form-factor Pluggable）模块：是一种小型化、高速率、可插拔式的光纤收发器。
它广泛应用于数据中心、企业网络、存储网络等领域。
2. QSFP（Quad Small Form-factor Pluggable）模块：是一种四通道高速率、可插拔式的光纤收发器。
它主要应用于数据中心和高性能计算等领域。
3. CFP（C Form-factor Pluggable）模块：是一种大型化、高速率、可插拔式的光纤收发器。
它主要应用于光网络、数据中心等领域。
4. XFP（10 Gigabit Small Form-factor Pluggable）模块：是一种小型化、高速率、可插拔式的光纤收发器。
光通信概论
第一节光通信发展史在近代各种通信手段中，光纤通信是最有发展前途的通信方式之一。
光纤通信这门课程，所涉及的基础知识面十分广泛，不仅涉及到物理学中近代光学和电磁学的一些基本理论，而且还涉及到通信原理中诸如调制-解调方式、数字脉冲信号传输等方面的技术基础理论，以及电子电路基础理论等。
光纤（或称为光导纤维）是一种由高纯度的二氧化硅材料制作的介质传输线，以光载波载送信息，以光纤作为传输媒介传送光载信息的传输方式，称为光纤通信。
光纤通信是七十年代初期发展起来的一门新技术，目前已被广泛地应用到人类社会的各个领域，并且与微波通信、卫星通信构成了全球通信的三大体系之一。
然而，人们探求最有效的用光传送信息，却经历了漫长的岁月。
古代用烽火台的火光传送敌情，实质上就是一种大气空间的光通信。
类似这类极为原始的光通信方式一直沿用至今，例如用红绿灯向驾驶员传送交通指挥信息，目前仍被广泛采用，但它所能传送的信息量非常有限。
实际上人们从未停止过对光通信技术作更高级更完美的追求。
值得重视的是1880年A.G.Bell所发明的光学电话。
他采用普通光源发出的自然光作载波，在200m的大气空间的通信距离上完成了语言信息的传送实验。
因此，光学电话一度引起人们的极大关注，该项研究工作一直进行到20世纪，但进展不大，一直停留在短距离通信，低通信容量的水平上，无法像微波通信那样作为一种有效的通信手段加以利用。
主要原因由两点：其一，没有找到理想的强相干光源，采用普通光源发出的光波，频率成分复杂，振动方向杂乱，不具备通常使用的无线电波的性质，因而无法将它作为光载波进行调制；其二，没有找到合适的传送光的介质，光在大气空间传输，远不及无线电波稳定，严重受气象条件的影响，通信距离和通信可靠性都受到限制。
除外层空间人造卫星之间采用空间光通信外，地面上的大气空间的光通信没有发展前途。
1960年T.H.Maiman研制成功了第一只红宝石激光器，从此获得了理想的强相干光源。
光通信相关概念
光通信相关概念
光通信是一种以光波为载波、以光纤为传输介质的通信方式。
它可以实现高速、高效、可靠的信息传输，是现代通信网络的重要组成部分。
在光通信中，光波是信息的载体，而光纤则是传输光波的媒介。
光波是一种电磁波，具有波长、频率、偏振态等属性。
在光通信中，使用的光波波长范围通常在微米到毫米之间，频率高达THz级别。
光波在光纤中传输时，由于光纤的折射率大于周围环境的折射率，光波会被限制在光纤内部传播，从而避免了光波在空气中的散射和吸收，实现了远距离的信息传输。
光纤是由玻璃或塑料制成的细长管子，通常由多根光纤组成光缆。
光纤内部涂有一层光学薄膜，可以控制光的反射和传播。
在光通信中，信息被调制到光波上，然后通过光纤传输到目的地。
在接收端，光波被解调并还原成原始信息。
光通信具有高带宽、耐高温、抗电磁干扰、信号串扰小、低功耗等特点，非常适合用于长距离、大容量的信息传输。
随着信息技术的发展，光通信技术也在不断进步和升级，如高速光传输设备、长距离光传输设备、智能光网络等。
除了传统的通信网络外，光通信还被广泛应用于数据中心、视频安防监控、智能电网、物联网、医疗传感等领域。
在这些领域中，光通信技术可以提高数据传输速度、增强信号质量、降低功耗等方面的优势。
总之，光通信是一种非常重要的通信方式，具有广泛的应用前景和市场前景。
随着技术的不断进步和应用领域的不断扩展，光通信将会在未来发挥更加重要的作用。
光通信技术的研究与发展
光通信技术的研究与发展随着互联网的快速发展和技术的不断更新迭代，光通信技术已经成为了互联网传输领域的重要一环，无论是家用宽带还是数据中心的互联网传输，都离不开光纤通信。
而在未来的高速度、高可靠性要求下，光通信技术将会扮演更加重要的角色。
那么，光通信技术究竟是什么？它的发展又是如何的呢？一、光通信技术的概念光通信技术指的是利用激光器或发光二极管器件将信息转换成光信号，并用光纤作为信道的通信技术。
其中，激光器或发光二极管发射的光经由光纤进行传输，再由光电转换器将光信号转换为传统的电信号，使得信息能够在大范围、高速度、高质量、长距离上进行传输。
光通信技术的范围涵盖了从家庭宽带到全球数据中心，从移动通信到卫星通信等领域。
二、光通信技术的历史光通信技术的发展历史可以追溯到20世纪50年代后期至60年代初期。
当时，光通信技术主要采用的是通过静电引力吸附在玻璃管内的微波导和玻璃纤维。
然而，由于制造难度大、损耗大、成本高等因素，其应用受到很大限制。
直到20世纪70年代，光通信技术开始进入实际应用领域。
当年，美国贝尔实验室成功地制造了世界上第一条光纤，频带达到1GHz，速率达到45Mbps，并在1977年进行了全球首次光通信试验，成功实现了20英里范围内的光通信。
如此之后，光通信便迅速地发展起来。
三、光通信技术的应用目前，光通信技术已经广泛应用于各个领域。
1. 家庭宽带：光纤宽带的推广，将互联网传输速度从几十兆提升到千兆或以上，提高了用户的上网体验。
2. 数据中心：数据中心间的大数据传输，需要高速、高质量、高效的传输通道，而光纤通信就是一种理想的解决方案，其大数据传输的速度有望达到1TB/s。
3. 移动通信：在未来5G移动通信技术中，光通信将会扮演重要角色，实现各个设备之间的高速传输与连接。
4. 卫星通信：在卫星通信领域，利用光在真空中的传播特性，可以实现更快的传输速度以及更高的带宽。
四、光通信技术的研究发展方向随着社会的发展，光通信技术也在不断改进和升级中。
光通信概念
光通信概念光通信是一种利用光传输信息的技术。
它通过携带信息的光信号传输数据，具有高速、大容量、低延迟等优点，被广泛应用于现代通信领域。
下面将介绍光通信的概念及其相关内容。
一、光通信的概念光通信是一种利用光传输信息的通信技术，其基本原理是通过发送和接收器件转换光信号和电信号。
光通信系统一般由光源、光纤、光开关、接收器等组成。
光源产生光信号，经过光纤传输到目标地，再通过接收器将光信号转换为电信号。
光通信具有传输速度快、抗干扰能力强、安全可靠等优势，因此在现代通信领域得到了广泛应用。
二、光通信的基本原理光通信的基本原理是利用光的电磁波特性传输信息。
光信号在光纤中的传输是基于光的全内反射原理。
光通信系统中的光源产生光信号，并经过调制生成具有不同频率或幅度的光脉冲信号。
该光信号经过光纤传输到接收端，接收器将其转换为电信号进行解调和复原。
三、光通信的应用领域1. 长距离通信：光通信系统具有传输速度快、信号损耗小的优势，因此在长距离通信中得到广泛应用。
例如，长距离光纤通信、激光通信等。
2. 数据中心：随着大数据和云计算的发展，数据中心的通信需求大幅增长。
光通信技术的高速传输能力和大容量优势，使其成为数据中心之间互联的首选技术。
3. 移动通信：移动通信网络需要支持大容量、高速的数据传输。
光通信技术可以提供高速的传输能力，支持移动通信网络的快速发展。
4. 光存储器：光通信可以应用于光存储器领域，实现大容量、高速的数据存储。
光存储器具有非易失性和高密度存储的特点。
5. 光传感器：光通信技术可以应用于光传感器领域，用于光学成像、光学测量、光学传感等领域。
四、光通信的发展趋势1. 高速化：随着通信需求的增加，对传输速度的要求也越来越高。
未来光通信系统将不断提升传输速率，以满足各种应用需求。
2. 大容量化：数据量的爆发式增长对通信系统的容量提出了巨大挑战。
光通信技术通过多波长复用和波分复用技术，实现了大容量的通信传输。
3. 高可靠性：光纤通信系统在自然灾害和人为干扰下具有较高的可靠性。
光纤通信系统
激光器的发明和应用，使沉睡了80年的光 通信进入一个崭新的阶段。
大气光通信 激光器一问世，人们就模拟无线电通信进
行了大气激光通信的研究。
实验证明：用承载信息的光波，通过大气 的传播，实现点对点的通信是可行的，但是通 信能力和质量受气候影响十分严重。
1970年，光纤研制取得了重大突破
• 1970年，美国康宁(Corning)公司研制 成功损耗 20dB/km 的石英光纤。把光纤通 信的研究开发推向一个新阶段。
• 1972年，康宁公司高纯石英多模光纤 损耗降低到 4 dB/km。
• 1973年，美国贝尔(Bell)实验室的光 纤损耗降低到 2.5dB/km。
由于当时没有理想的光源和传输介 质， 这种光电话的传输距离很短，并没 有实际应用价值，因而进展很慢。
然而，光电话仍是一项伟大的发明， 它证明了用光波作为载波传送信息的可 行性。
因此，可以说贝尔光电话是现代光 通信的雏型。
红宝石激光器
• 1960年，美国人梅曼(Maiman)发明了第一 台红宝石激光器， 给光通信带来了新的希望。
1000 km内中继器 个数
20
小同轴
960
4
250
中同轴
1800
6
1600
光缆
1920
30
33
光缆
14000(1Gb/s)
84
11
光缆
6000(445MB/S)
134
7
2. 损耗很小，中继距离很长且误码率很小。
目前，实用的光纤通信系统使用的光纤多为 石英光纤，此类光纤在1.55μm波长区的损耗可 低到0.18dB/km，比已知的其他通信线路的损 耗都低得多，因此，由其组成的光纤通信系统 的中继距离也较其它介质构成的系统长得多。
光通信概念
光通信概念光通信是一种通过光信号进行信息传输的通信技术，它利用光波在光纤中传播的特性，实现高速、大容量的数据传输。
光通信技术在现代通信领域有着广泛的应用，包括互联网、电话、电视等多个领域。
光通信的基本原理是将信息转化为光信号，并通过光纤进行传输。
在光通信中，信息可以是数字信号（比如电脑数据）或模拟信号（比如电话声音）。
光信号通过激光器产生，并通过调制器对其进行调制，使其携带上信息。
调制器可以采用不同的调制方式，如脉冲振幅调制（PAM）、脉冲位置调制（PPM）、脉冲间距调制（PWM）等。
经过调制后的光信号进入光纤中传输。
光纤是一种具有高折射率的细长光导纤核，由一个或多个细长的光导纤芯和包围其周围的护套组成。
光信号通过光纤的全反射特性，在光纤中以光波的形式传播。
光纤能够提供低传输损耗、高透光率和对电磁干扰的抗干扰能力。
光信号在光纤中传播时，会遇到一系列的衰减和色散问题。
衰减是指光信号在传输过程中能量的损失，其主要原因是光的吸收和散射。
而色散则是因为光波在光纤中传播速度不同而引起的信号失真。
为了解决这些问题，光纤通常采用光纤放大器来补偿传输损耗，并采用光纤补偿器来抵消光波传播速度差异。
在接收端，光信号会经过光检测器转换为电信号，然后通过解调器进行解调，将其还原为信息。
光检测器常用的原理包括光电效应原理和光学谐振效应原理。
解调器根据调制方式的不同，采用相应的解调算法还原原始信号。
光通信技术具有许多优点。
首先，光通信可以提供比电磁波传播更高的传输带宽，实现更大容量的数据传输。
其次，光通信具有较低的信号衰减和抗电磁干扰能力，使其适用于长距离传输。
另外，与传统的电磁通信相比，光通信使用的能量更低，对环境污染更小。
需要指出的是，光通信也存在一些挑战和限制。
首先，光通信设备的成本较高，安装和维护成本也较高。
其次，光通信对环境条件较为敏感，如温度、湿度等因素会对光纤的传输性能产生影响。
此外，光通信技术的应用还受到地理条件和传输距离的限制。
光传输技术基础知识
7560
30240 120960 483840
同步数字体系—SDH概论
三、SDH概况 （2）SDH设备的种类 SDH设备可以分为4种：终端复用器(TM)、分插复用器(ADM)、再生器 (REG)和数字交叉连接设备(DXC)。
TM
TM
DXC
STM- N
DXC
STM- N
ADM
STM- n
STM- N STM- N STM- N
△
△
F1
D3 K2 D6 D9 D12
*
*
A U - P T R (管理单元指针)
M S O H
9 行
D4 D7 D10
S1
M1
E2
*
*
9 列
* 国内使用字节
△传输媒质指示字节
空格：国际使用字节
同步数字体系—段开销
一、段开销 1. A1、A2： 帧定位字节 （F6 28 H）； 2. J0： 再生段跟踪字节，使收、发能正确对接； 3. B1：再生段比特间插奇偶校验字节(BIP-8)； 4. D1~ D3：再生段数据通信通道，可传送再生段运行数据； 5. D4 ~ D12：复用段数据通信通道，可传送复用段运行数据； 6. E1、E2：公务联络字节； 7. F1：使用者通道字节，用于维护的数据/音频通道； 8. B2：复用段比特间插奇偶校验字节(BIP-N×24)；
注：M＜N
同步数字体系—SDH概论
三、SDH概况 （2）SDH设备的种类—分插复用器（ADM） 分/插复用器用于SDH传输网络的转接站点处，例如链的中间结点或环上 结点，是SDH网上使用最多、最重要的一种网元，它是一个三端口的器件 。
STM-N
w ADM
光纤fiber介绍
二、光纤通信发展简史
1976年日本电报电话公司研制成功发射波长 为1.3 μm的铟镓砷磷(InGaAsP)激光器， 1979年美国电报电话(AT&T)公司和日本电报 电话公司研制成功发射波长为1.55 μm的连续 振荡半导体激光器。 由于光纤和半导体激光器的技术进步，使 1970 年成为光纤通信发展的一个重要里程碑。
二、光通信发展简史
2000多年前，中国古代开始用“烽火台”报警，这是一种目视光通 信。
二、光通信发展简史
1880年 贝尔发明了一种利用光波作载波传输话音信息的“光 电话”，他用可见光在数百米的距离上以无线方式进 行了传输话音的“光电话”实验。然而受到当时技术 条件的限制，这种形式的光通信一直未能发展到实用 阶段。究其原因有二：一是没有可靠的、高强度的光 源；二是没有稳定的、低损耗的传输介质。在此后的 几十年间未能突破，直到1960年才有实质性发展。
1. 光发射机（光端机）
光端机的图例 GD/MF8HS-IIIC 上盖板图
电源 收无光 失步 误码 2M中断 对告 环回 呼叫 截铃
GD/MF8HS-IIIC 后面板图
- DC48V +
.
音频接口
数据接口
2M：入4 入3 入2 入1
光发
2M：出4 出3 出2 出1
. .
光收
1. 光发射机（光端机）
6、光纤的原材料资源丰富，用光纤可节约金属 材料
光纤的材料主要是石英(二气化硅)，地球上有取之不
尽用之不竭的原材料，而电缆的主要材料是铜，世界 上铜的储藏量并不多，用光纤取代电缆，则可节约大 量的金属材料，具有合理使用地球资源的重大意义。 光纤除具有以上突出的优点外，还具有耐腐蚀力强、 抗核幅射、能源消耗小等优点，其缺点是质地脆、机 械强度低，连接比较困难，分路、耦合不方便，弯曲 半径不宜太小等。这些缺点在技术上都是可以克服的， 它不影响光纤通信的实用。近年来，光纤通信发展很 快，它已深刻地改变了电信网的面貌，成为现代信息 社会最坚实的基础，并向我们展现了无限美好的未来。
光纤通信
第一张光纤通信1.光纤通信基本概念根据使用的电磁波频率范围，可将通信技术分为电通信和光通信两类。
电通信：使用的电磁波频率较低，通常分为有线通信和无线通信。
光通信：指一切运用光作为载体而传输信息的所有通信方式的总称。
光纤通信：指单纯的依赖光纤作为媒质来传送光波信息的通信方式。
光纤通信的基本特征：使用发光器件产生的光作为信息载体。
目前使用光导纤维（SiO2）作为传输光波信号的通信介质，它工作在近红外区，波长：0.8—1.8μm，频率：167—375THz。
2.光纤通信系统的组成由电发射机、光发射机、光接收机、电接收机和由光纤构成的光缆等组成。
电发射机输出的调制信号送入光发射机，光发射机主要有驱动电路和光源，其作用是用电发射机输入的电信号对光源进行调制，使光源产生出与电信号相对应的光信号进入光纤，由光纤构成的光缆实现光信号的传输。
光接收机主要有光电检测器和放大电路，当光信号通过光纤到达光接收机时，光电检测器把光信号转换为相应的电信号，经过放大和信号处理后进入电接收机。
在远距离光纤通信系统中，为了补偿光纤的损耗并消除信号失真与噪声的影响，光缆经过一定距离须加装光中继器。
光中继器由两种结构形式：一种是光-电-光-中继器，由光检测器、电信号放大器、判决再生电路、驱动器和光源等组成。
作用是：将光信号变成电信号，经过放大和再生，然后再变换成光信号送入下一段光纤中传输。
另一种是用光纤放大器实现在线光信号放大。
3.光纤通信的特点：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。
4.纤通信的发展趋势1）时分复用(TDM)方式向超高速系统发展2）波分复用(WDM)方式向密集化方向发展3）新型光纤不断发展4）向宽带光纤接入网方向发展5）新型器件和高新技术在光纤通信系统的应用6）全光通信网络5.光纤：从材料上分为石英光纤、多组分玻璃光纤、氟化物光纤、塑料光纤等。
光通信
光通信器件是构建光通信系统与网络的基础，高速光传输设备、长距离光传输设备和智能光网络的发展、升 级以及推广应用，都取决于光通信器件技术进步和产品更新换代的支持。因此，通信技术的更新与升级将促使光 通信器件不断发展进步。
历史
1
烽火台语
4
光**
5
“走弯路”
新疆呼图壁县境内的烽火台每当我们提到烽火台，就会自然而然地想到长城，实际上烽火台筑在长城沿线的 险要处和交通要道上。一旦发现敌情，便立刻发出警报：白天点燃掺有狼粪的柴草，使浓烟直上云霄；夜里则燃 烧加有硫磺和硝石的干柴，使火光通明，以传递紧急军情。上图为新疆呼图壁县境内的烽火台，在呼图壁县境内 共有5个烽火台，其中3个已毁，烽火台长宽均约4米，高约5米，筑台年月不详。
贝尔用弧光灯或者太阳光作为光源，光束通过透镜聚焦在话筒的震动片上。当人对着话筒讲话时，震动片随 着话音震动而使反射光的强弱随着话音的强弱作相应的变化，从而使话音信息“承载”在光波上（这个过程叫调 制）。在接收端，装有一个抛物面接收镜，它把经过大气传送过来的载有话音信息的光波反射到硅光电池上，硅 光电池将光能转换成电流（这个过程叫解调）。电流送到听筒，就可以听到从发送端送过来的声音了。
了解F1的旗语吧： 白色旗表示跑道上有缓慢移动的车辆 红色旗表示比赛已停止 黑色旗表示指定的赛车下次通过修理站时要停车 黄底红道旗意思是告诉车手跑道较滑 黑白对角旗表示是非运动员行为 黄旗表示有危险
光通信的出现比无线电通信还早。波波夫发送与接收第一封无线电报是在1896年，以发明**而著名的贝尔， 在1876年发明了**之后，就想到利用光来通**的问题。1880年，他利用太阳光作光源，大气为传输媒质，用硒晶 体作为光接收器件，成功地进行了光**的实验，通话距离最远达到了213米。1881年，贝尔宣读了题为《关于利 用光线进行声音的产生与复制》的论文，报导了他的光**装置。在贝尔本人看来：在他的所有发明中，光**是最 伟大的发明。
光通信概念
光通信概念光通信是指利用光学原理传输信息的通信技术。
它通过光纤作为传输媒介，将信息转换成光信号进行传输，并在接收端将光信号转换为电信号进行解码和处理。
相比传统的电信号传输方式，光通信具有传输速度快、信号传输损耗低、抗干扰能力强等优势。
在今天的高速数据传输和通信领域，光通信已经成为主流的技术。
首先，光通信的基本原理是光信号的传输。
光通信中采用的光源是光发射二极管或激光器，通过电流的作用产生光，并将光信号通过光纤传输。
而接收端则采用光电二极管或光探测器将光信号转换为电信号，再进行解码和处理。
光通信通过光纤的传输媒介，实现了信号传输的远距离和高速率。
其次，光通信的应用范围非常广泛。
首先，在电信领域，光通信被广泛应用于光纤通信网络。
光纤通信网络可以实现大容量数据传输和长距离传输，满足了现代互联网和通信需求的快速发展。
其次，在数据中心和云计算领域，光通信可以实现服务器之间的快速连接和大数据的高效传输。
同时，在医疗、工业、航天等领域，光通信也有着广泛的应用。
再次，光通信技术的进步带来了许多创新和发展。
例如，光纤网络的速度越来越快，从最初的几兆比特每秒到今天的数百兆比特甚至数十亿比特每秒。
此外，随着光通信技术的不断革新，光纤通信网络已经发展到了第五代（5G）无线通信的水平，实现了更快的速度和更稳定的连接。
此外，光通信技术的发展也促进了光纤通信设备的升级和完善。
光纤的材料和制造工艺不断改进，使得光纤传输的损耗更小、传输距离更远，并且可以同时承载多路信号。
光通信设备的体积变得更小、功耗更低，提供了更高的集成度和更可靠的性能。
总结起来，光通信是一种基于光学原理的通信技术，利用光纤作为传输媒介，将信息转换成光信号进行传输。
光通信的应用范围广泛，包括光纤通信网络、数据中心、云计算以及其他领域。
光通信技术的不断进步带来了许多创新和发展，包括光纤网络速度的提高、设备的升级和完善。
光通信的发展为现代通信和数据传输的快速发展提供了强有力的支持。
光纤通信的概念
光纤通信的概念
▪ 通信（communication） :从广义般是指电 信（telecommunication）。
▪ IEEE（电气和电子工程师协会）对电信的定义
是借助诸如电话系统、无线电系统或电视系统这 样的设备，在相隔一定距离的条件下进行的信息 交换。
光纤通信的概念
人们通常把应用石英光纤的有线光通信简称为 光纤通信（optical fiber communication）
光通信 ≠ 光纤通信
光纤通信的概念
点对点光纤通信链路示意图
光纤通信的概念
DWDM系统器件
一个完整的DWDM系统。其通常包含光收发器、光耦合器、光 复用/解复用器、光纤放大器、光上/下分路器、光交叉波分复用 器、光色散补偿装置、光偏振控制装置、光开关、光波长转换器 以及其他光通信器件、处理电路模块等
现代光纤通信技术
光纤通信的概念
电通信（electrical communication） 广义的电通信指的是一切运用电波作为载体而传送信 息的所有通信方式的总称，而不管传输所使用的介质 是什么。 电通信又可分为有线电通信和无线电通信。
光通信（optical communication） 广义的光通信指的是一切运用光波作为载体而传送信 息的所有通信方式的总称，而不管传输所使用的介质 是什么。 光通信也可以分为利用大气进行通信的无线光通信和 利用石英光纤或塑料光纤进行通信的有线光通信。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数据传输的可靠性是通过数据链路层和网络层的点对点和传输层的端对端保证的。
点对点是基于MAC地址或者IP地址，是指一个设备发数据给另外一个设备，这些设备是指直连设备包括网卡，路由器，交换机。
端对端是网络连接，应用程序之间的远程通信。
端对端不需要知道底层是如何传输的，是一条逻辑链路。
端到端与点到点是针对网络中传输的两端设备间的关系而言的。
端到端传输指的是在数据传输前，经过各种各样的交换设备，在两端设备问建立一条链路，就像它们是直接相连的一样，链路建立后，发送端就可以发送数据，直至数据发送完毕，接收端确认接收成功。
点到点系统指的是发送端把数据传给与它直接相连的设备，这台设备在合适的时候又把数据传给与之直接相连的下一台设备，通过一台一台直接相连的设备，把数据传到接收端。
端到端传输的优点是链路建立后，发送端知道接收设备一定能收到，而且经过中间交换设备时不需要进行存储转发，因此传输延迟小。
端到端传输的缺点是直到接收端收到数据为止，发送端的设备一直要参与传输。
如果整个传输的延迟很长，那么对发送端的设备造成很大的浪费。
端到端传输的另．一个缺点是如果接收设备关机或故障，那么端到端传输不可能实现。
点到点传输的优点是发送端设备送出数据后，它的任务已经完成，不需要参与整个传输过程，这样不会浪费发送端设备的资源。
另外，即使接收端设备关机或故障，点到点传输也可以采用存储转发技术进行缓冲。
点到点传输的缺点是发送端发出数据后，不知道接收端能否收到或何时能收到数据。
在一个网络系统的不同分层中，可能用到端到端传输，也可能用到点到点传输。
如Internet网，IP 及以下各层采用点到点传输，IP层以上采用端到端传输。
端对端，点对点，只是称为问题，本质区别很小端对端，主要服务于Application Layer,是说两台主机（终端），跨过网络直接连接点对点，是说两台主机（终端）在局域网中传输。
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 拉曼光纤放大器（Raman Fiber Amplifier, RFA)掺铒光纤放大器(EDFA)的出现及商品化是通信史上的一个里程碑。
它取代传统的光-电-光中继方式，实现了一根光纤中多路光信号的同时放大，成功应用于波分复用(WDM)光通信系统，极大增加了光纤中可传输的信息容量和输距离。
拉曼光纤放大器可放大任意波长。
拉曼光纤放大器（Raman Fiber Amplifier，RFA)，是利用强激光在光纤中传输时的三阶非线性效应—受激拉曼散射效应（SRS：Stimulated Raman Scattering）来工作的。
原理：如果一个弱信号光与一个强泵浦光同时在一根光纤中传输，并且弱信号光的波长在泵浦光的拉曼增益带宽内，则强泵浦光的能量通过SRS耦合到光纤硅材料的振荡模中，然后又以较长的波长发射，该波长就是信号光的波长，从而使弱信号光得到放大，获得拉曼增益。
在激光器中，外部能量通常会以光或电流的形式输入到产生激光的增益介质之中，把处于基态的电子，激励到较高的能级高能态（人们用“泵浦”一词形容这一过程(如同把水从低处抽往高处))，物理学家将这种状态称为激发态(excited state)。
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 频带传输就是利用模拟通信信道传输数字信号的方法频带传输是在计算机网络系统的远程通信中把数字信息调制成模拟音频信号后再发送和传输，到达接收端时再把音频信号解调成原来的数字信号的传输技术。
是一种利用调制器对传输信号进行频率交换的传输方式，信号调制的目的是为了更好的适应信号传输通道的频率特性，传输信号经过调制处理也能克服基带传输同频带过宽的缺点，提高线路的利用率，一举两得。
但是调制后的信号在接收端要解调还原，所以传输的收发端需要专门的信号频率变换设备，传输设备费用相应增加。
远距离通信信道多为模拟信道，例如，传统的电话（电话信道）只适用于传输音频范围（300-3400Hz）的模拟信号，不适用于直接传输频带很宽、但能量集中在低频段的数字基带信号。
频带传输就是先将基带信号变换（调制）成便于在模拟信道中传输的、具有较高频率范围的模拟信号（称为频带信号），再将这种频带信号在模拟信道中传输。
在采用频带传输方式时要求收发两端都安装调制解调器（Modem）。
利用频带传输不仅解决了数字信号可利用电话系统传输的问题，而且可以实现多路复用，以提高传输信道的利用率。
[1]计算机网络的远距离通信时经常借助于电话系统通常采用的是频带传输。
基带信号与频带信号的转换是由调制解调技术完成的。
--------------------------------------------------------------信源（信息源，也称发送端）发出的没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，其特点是频率较低，信号频谱从零频附近开始，具有低通形式。
根据原始电信号的特征，基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号（相应地，信源也分为数字信源和模拟信源。
）其由信源决定。
频带信号(即是带通信号)：在通信中，由于基带信号具有频率很低的频谱分量,出于抗干扰和提高传输率考虑一般不宜直接传输,需要把基带信号变换成其频带适合在信道中传输的信号，变换后的信号就是频带信号其主要用于网络电视和有线电视的视频广播。
为什么光纤通信比微波通信快？光的波速=波长*频率光能E=hv（频率）h为普朗克常量因为”光波”比”微波””短波”频率更高，所以它的搭载能力，抗干扰能力更强。
“电磁波的频率越高，就能携带越多的信息”这句话并不准确，准确的说：带宽越大能携带的信息越多（电磁波的频率越高，可以得到的带宽越大）。
真正能携带信息的不是频率，而是带宽（频带宽度），例如一个FM台，100MHz 频率，带宽200kHz，只能传送音乐；一个1频道的电视台，频率49.45MHz，但是给它的带宽是8MHz，就能传送视频加音频。
但是如果电磁波本身频率只有1MHz，是怎么也不能给出8MHz带宽的。
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 路由器（Router）又称网关设备（Gateway）是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。
当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器的路由功能来完成。
因此，路由器具有判断网络地址和选择IP路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网，路由器只接受源站或其他路由器的信息，属网络层的一种互联设备。
路由和交换机之间的主要区别就是交换机发生在OSI参考模型第二层（数据链路层），而路由发生在第三层，即网络层。
OSI（Open System Interconnect），即开放式系统互联。
一般都叫OSI参考模型，是ISO（国际标准化组织）组织在1985年研究的网络互联模型。
该体系结构标准定义了网络互连的七层框架（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层），即ISO开放系统互连参考模型。
第7层应用层：OSI中的最高层。
为特定类型的网络应用提供了访问OSI环境的手段。
应用层确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要。
应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远程操作，而且还要作为应用进程的用户代理，来完成一些为进行信息交换所必需的功能。
它包括：文件传送访问和管理FTAM、虚拟终端VT、事务处理TP、远程数据库访问RDA、制造报文规范MMS、目录服务DS等协议；应用层能与应用程序界面沟通，以达到展示给用户的目的。
在此常见的协议有:HTTP，HTTPS，FTP，TELNET，SSH，SMTP，POP3等。
第6层表示层：主要用于处理两个通信系统中交换信息的表示方式。
为上层用户解决用户信息的语法问题。
它包括数据格式交换、数据加密与解密、数据压缩与终端类型的转换。
第5层会话层：在两个节点之间建立端连接。
为端系统的应用程序之间提供了对话控制机制。
此服务包括建立连接是以全双工还是以半双工的方式进行设置，尽管可以在层4中处理双工方式；会话层管理登入和注销过程。
它具体管理两个用户和进程之间的对话。
如果在某一时刻只允许一个用户执行一项特定的操作，会话层协议就会管理这些操作，如阻止两个用户同时更新数据库中的同一组数据。
第4层传输层：—常规数据递送－面向连接或无连接。
为会话层用户提供一个端到端的可靠、透明和优化的数据传输服务机制。
包括全双工或半双工、流控制和错误恢复服务；传输层把消息分成若干个分组，并在接收端对它们进行重组。
不同的分组可以通过不同的连接传送到主机。
这样既能获得较高的带宽，又不影响会话层。
在建立连接时传输层可以请求服务质量，该服务质量指定可接受的误码率、延迟量、安全性等参数，还可以实现基于端到端的流量控制功能。
第3层网络层：本层通过寻址来建立两个节点之间的连接，为源端的运输层送来的分组，选择合适的路由和交换节点，正确无误地按照地址传送给目的端的运输层。
它包括通过互连网络来路由和中继数据；除了选择路由之外，网络层还负责建立和维护连接，控制网络上的拥塞以及在必要的时候生成计费信息。
第2层数据链路层：在此层将数据分帧，并处理流控制。
屏蔽物理层，为网络层提供一个数据链路的连接，在一条有可能出差错的物理连接上，进行几乎无差错的数据传输（差错控制）。
本层指定拓扑结构并提供硬件寻址。
常用设备有网桥、交换机；第1层物理层：处于OSI参考模型的最底层。
物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明的传送比特流。
常用设备有（各种物理设备）网卡、集线器、中继器、调制解调器、网线、双绞线、同轴电缆。
数据发送时，从第七层传到第一层，接收数据则相反。
上三层总称应用层，用来控制软件方面。
下四层总称数据流层，用来管理硬件。
除了物理层之外其他层都是用软件实现的。
数据在发至数据流层的时候将被拆分。
在传输层的数据叫段，网络层叫包，数据链路层叫帧，物理层叫比特流，这样的叫法叫PDU（协议数据单元）[2]--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 再生器由于光纤固有损耗的影响，使得光信号在光纤中传输时，随着传输距离的增加，光波逐渐减弱。