光纤通信系统对光纤的要求
光纤通信系统对光纤的要求
光纤通信系统是一种基于光纤传输信号的高速、长距离通信技术。在光纤通信系统中，光纤作为信号传输的媒介，承载着信息的传输和传播任务。因此，光纤通信系统对光纤的要求非常严格，包括光纤的材料、结构、性能等多个方面。本文将从这些方面详细介绍光纤通信系统对光纤的要求。
光纤通信系统对光纤的材料要求高。光纤的材料应具有较高的折射率，以便光信号能够在光纤内部进行高效传输。同时，光纤的材料还应具有较低的色散特性，以减小信号传输过程中的色散失真。常用的光纤材料包括硅、石英等。
光纤通信系统对光纤的结构要求严格。光纤应具有较小的损耗和较高的传输效率。为了降低损耗，光纤的结构应具有较低的衰减系数，以减少信号在传输过程中的能量损失。此外，光纤的结构还应具有较高的带宽，以支持高速数据传输。同时，光纤的结构还应具有良好的抗拉性能和耐环境干扰能力，以保证系统的可靠性和稳定性。
光纤通信系统对光纤的性能要求严格。光纤的性能包括插入损耗、回波损耗、带宽、色散等多个方面。插入损耗是指光信号在光纤中传输时所损失的信号功率，通常应小于0.3 dB/km。回波损耗是指光信号在光纤中传输时所发生的信号反射和散射，通常应小于-35 dB。带宽是指光纤所支持的最高传输速率，通常应大于10 Gbps。
色散是指光信号在光纤中传输时由于光频率不同而引起的信号失真，通常应小于17 ps/(nm·km)。这些性能指标直接影响着光纤通信系统的传输质量和距离。
光纤通信系统对光纤的维护和保护要求也很高。光纤在安装和使用过程中需要避免因弯曲、拉伸等操作导致光纤的断裂和损坏。因此，光纤通信系统中通常会采用光纤连接盒、光纤保护套管等设备来保护光纤的完整性和稳定性。
总结起来，光纤通信系统对光纤的要求包括材料、结构、性能和维护等多个方面。光纤的材料应具有较高的折射率和较低的色散特性，光纤的结构应具有较小的损耗和较高的传输效率，光纤的性能应符合一系列的指标要求，光纤的维护和保护应得到重视。只有满足了这些要求，光纤通信系统才能实现高速、长距离的信号传输，为人们提供更加便捷和高效的通信服务。
光纤通信知识点归纳
第1章概述 1、光纤通信的基本概念：利用光导纤维传输光波信号的通信方式。 光纤通信工作波长在于近红外区：0.8～1.8μm的波长区，对应频率: 167～375THz。 对于SiO2光纤，在上述波长区内的三个低损耗窗口，是目前光纤通信的实用工作波长，即0.85μm、1.31μm及1.55μm。 2、光纤通信系统的基本组成：（P2图1-3） 目前采用比较多的系统形式是强度调制/直接检波（IM/DD）的光纤数字通信系统。该系统主要由光发射机、光纤、光接收机以及长途干线上必须设置的光中继器组成。 1）在点对点的光纤通信系统中，信号的传输过程：由电发射机输出的脉码调制信号送入光接收机，光接收机将电信号转换成光信号耦合进光纤，光接收机将光纤送过来的光信号转换成电信号，然后经过对电信号的处理以后，使其恢复为原来的脉码调制信号送入电接收机，最后由信息宿恢复用户信息。 2）光发射机中的重要器件是能够完成电-光转换的半导体光源，目前主要采用半导体发光二极管(LED)和半导体激光二极管（LD)。 3）光接收机中的重要部件是能够完成光-电转换的光电检测器，目前主要采用光电二极管（PIN）和雪崩光电二极管（APD）。特性参数：灵敏度 4）一般地，大容量、长距离光纤传输: 单模光纤+半导体激光器LD 小容量、短距离光纤传输: 多模光纤+半导体发光二极管LED 5）光纤线路系统： 功能：把来自光发射机的光信号，以尽可能小的畸变和衰减传输到光接收机。组成：光纤、光纤接头和光纤连接器 要求：较小的损耗和色散参数 3、光纤通信的特点： 优点：（1），传输频带宽，通信容量大。（2）传输损耗小，中继距离长：石英光纤损耗低达0.19 dB/km，用光纤比用同轴电缆或波导管的中继距离长得多。（3）保密性能好：光波仅在光纤芯区传输，基本无泄露。 （4）抗电磁干扰能力强：光纤由电绝缘的石英材料制成，不受电磁场干扰。（5）体积小、重量轻。（6）原材料来源丰富、价格低廉。 缺点：1）不能远距离传输；2）传输过程易发生色散。 4、（1）光纤通信在通信网中的未来发展趋势：GFP、ASON、全光网 （◊波分复用技术（WDM）◊相干光通信◊超长波长光纤通信◊光集成技术 接 收发 射
光纤通信系统对光纤的要求
光纤通信系统对光纤的要求 光纤通信系统是一种基于光纤传输信号的高速、长距离通信技术。在光纤通信系统中，光纤作为信号传输的媒介，承载着信息的传输和传播任务。因此，光纤通信系统对光纤的要求非常严格，包括光纤的材料、结构、性能等多个方面。本文将从这些方面详细介绍光纤通信系统对光纤的要求。 光纤通信系统对光纤的材料要求高。光纤的材料应具有较高的折射率，以便光信号能够在光纤内部进行高效传输。同时，光纤的材料还应具有较低的色散特性，以减小信号传输过程中的色散失真。常用的光纤材料包括硅、石英等。 光纤通信系统对光纤的结构要求严格。光纤应具有较小的损耗和较高的传输效率。为了降低损耗，光纤的结构应具有较低的衰减系数，以减少信号在传输过程中的能量损失。此外，光纤的结构还应具有较高的带宽，以支持高速数据传输。同时，光纤的结构还应具有良好的抗拉性能和耐环境干扰能力，以保证系统的可靠性和稳定性。 光纤通信系统对光纤的性能要求严格。光纤的性能包括插入损耗、回波损耗、带宽、色散等多个方面。插入损耗是指光信号在光纤中传输时所损失的信号功率，通常应小于0.3 dB/km。回波损耗是指光信号在光纤中传输时所发生的信号反射和散射，通常应小于-35 dB。带宽是指光纤所支持的最高传输速率，通常应大于10 Gbps。
色散是指光信号在光纤中传输时由于光频率不同而引起的信号失真，通常应小于17 ps/(nm·km)。这些性能指标直接影响着光纤通信系统的传输质量和距离。 光纤通信系统对光纤的维护和保护要求也很高。光纤在安装和使用过程中需要避免因弯曲、拉伸等操作导致光纤的断裂和损坏。因此，光纤通信系统中通常会采用光纤连接盒、光纤保护套管等设备来保护光纤的完整性和稳定性。 总结起来，光纤通信系统对光纤的要求包括材料、结构、性能和维护等多个方面。光纤的材料应具有较高的折射率和较低的色散特性，光纤的结构应具有较小的损耗和较高的传输效率，光纤的性能应符合一系列的指标要求，光纤的维护和保护应得到重视。只有满足了这些要求，光纤通信系统才能实现高速、长距离的信号传输，为人们提供更加便捷和高效的通信服务。
光纤通信重要知识点总结
光纤通信重要知识点总结 第一章 1.任何通信系统追求的最终技术目标都是要可靠地实现最大可能的信息传输容量和传输距离。通信系统的传输容量取决于对载波调制的频带宽度，载波频率越高，频带宽度越宽。 2.光纤：由绝缘的石英（SiO2）材料制成的，通过提高材料纯度和改进制造工艺，可以在宽波长范围内获得很小的损耗。 3.光纤通信系统的基本组成:以光纤为传输媒介、光波为载波的通信系统，主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。光纤通信系统既可传输数字信号也可传输模拟信号。输入到光发射机的带有信息的电信号，通过调制转换为光信号。光载波经过光纤线路传输到接收端，再由光接收机把光信号转换为电信号。系统中光发送机的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。光发送机一般由驱动电路、光源和调制器构成，如果是直接强度调制，可以省去调制器。 光接收机的作用是将光纤送来的光信号还原成原始的电信号。它一般由光电检测器和解调器组成。光纤的作用是为光信号的传送提供传送媒介，将光信号由一处送到另一处。中继器分为电中继器和光中继器（光放大器）两种，其主要作用就是延长光信号的传输距离。为提高传输质量，通常把模拟基带信号转换为频率调制、脉冲频率调制或脉冲宽度调制信号，最后把这种已调信号输入光发射机。还可以采用频分复用技术，用来自不同信息源的视频模拟基带信号（或数字基带信号）分别调制指定的不同频率的射频电波，然后把多个这种带有信息的RF信号组合成多路宽带信号，最后输入光发射机，由光载波进行传输。在这个过程中，受调制的RF电波称为副载波，这种采用频分复用的多路电视传输技术，称为副载波复用技术。目前大都采用强度调制与直接检波方式。又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重，所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。 数字光纤通信系统基本上由光发送机、光纤与光接收机组成。发送端的电端机把信息进行模数转换，用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件LD，则LD就会发出携带信息的光波，即当数字信号为“1”时，光源器件发送一个“传号”光脉冲；当数字信号为“0”时，光源器件发送一个“空号”。光波经低衰耗光纤传输后到达接收端。在接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机再进行数模转换，恢复成原来的信息。这样就完成了一次通信的全过程。 4.光纤通信的优点:1通信容量大,一根仅头发丝粗细的光纤可同时传输1000亿个话路2中继距离长,光纤具有极低的衰耗系数，配以适当的光发送与光接收设备，可使其中继距离达数百千米以上,因此光纤通信特别适用于长途一、二级干线通信。3.保密性能好4.适应能力强 5.体积小、重量轻、便于施工维护 6.原材料资源丰富，节约有色金属和能源，潜在价格低廉,制造石英光纤的原材料是二氧化硅（砂子），而砂子在自然界中几乎是取之不尽、用之不竭的 5.光发射机:功能是把输入的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。光发射机由光源、驱动器和调制器组成。光源是光发射机的核心。光发射机的性能基本上取决于光源的特性，对光源的要求是输出光功率足够大，调制频率足够高，谱线宽度和光束发散角尽可能小，输出功率和波长稳定，器件寿命长。 6.实现光源调制的方法:直接调制和外调制。直接调制是用电信号直接调制半导体激光器或发光二极管的驱动电流，使输出光随电信号变化而实现的。这种方案技术简单，成本较低，容易实现，但调制速率受激光器的频率特性所限制。外调制是把激光的产生和调制分开，用独立的调制器调制激光器的输出光而实现的。外调制的优点是调制速率高，缺点是技术复杂，成本较高，因此只有在大容量的波分复用和相干光通信系统中使用。 6.光纤线路:光纤线路的功能是把来自光发射机的光信号，以尽可能小的畸变（失真）和衰减传输到光接收机。光纤线路由光纤、光纤接头和光纤连接器组成。光纤是光纤线路的主体，接头和连接器是不可缺
光纤通信的基本组成
光纤通信的基本组成 光纤通信是一种利用光纤传输光信号来进行信息传输的通信方式。它的基本组成主要包括光源、调制器、传输介质、接收器和控制电路。 光源是光纤通信系统的重要组成部分。光源主要是用来产生高强度的光信号，常见的光源有激光器和LED。激光器是产生高纯度、相干性好的光信号，具有很强的定向性和单色性，适合远距离传输；而LED则是产生较弱的光信号，适用于短距离通信。 调制器用于将要传输的信息信号转换成适合光纤传输的光信号。调制器的作用是改变光信号的强度、频率或相位，常见的调制技术包括强度调制、频率调制和相位调制。 传输介质是光信号传输的通道，光纤是光纤通信系统中最常用的传输介质。光纤是一种由纯净的玻璃或塑料制成的细长柔软的材料，具有较高的折射率和全内反射特性，能够有效地传输光信号。光纤通信系统中常用的光纤有单模光纤和多模光纤，其主要区别在于光信号在光纤中的传输方式不同。 接收器是光纤通信系统接收光信号并将其转换为电信号的装置。接收器主要包括光电探测器和解调器。光电探测器用于将光信号转换为电信号，常见的光电探测器有光电二极管和光电倍增管等。解调
器用于对接收到的电信号进行解调和恢复，将其转换成原始的信息信号。 控制电路是光纤通信系统中用于控制和管理信号传输的电路。控制电路主要包括时钟信号产生电路、时序控制电路和误码监测电路等。时钟信号产生电路用于产生时钟信号，保证信号的同步性；时序控制电路用于控制信号的传输顺序和速率；误码监测电路用于检测传输中是否发生误码，保证传输的可靠性。 光纤通信的基本组成包括光源、调制器、传输介质、接收器和控制电路。光纤通信系统通过这些组成部分的相互配合，实现了光信号的传输和信息的通信。在日常生活中，光纤通信已经广泛应用于电话、互联网、电视等领域，成为现代通信技术的重要组成部分。随着技术的不断发展，光纤通信系统也在不断完善和创新，为人们的通信提供更加高效和可靠的方式。
光纤通信知识点
光纤通信优点光纤通信之所以受到人们的极大重视，这是因为和其它通信手段相比，具有无以伦比的优越性。1、通信容量大从理论上讲，一根仅有头发丝粗细的光纤可以同时传输1000 亿个话路。虽然目前远远未达到如此高的传输容量，但用一根光纤同时传输24 万个话路的试验已经取得成功，它比传统的明线、同轴电缆、微波等要高出几十乃至上千倍以上。一根光纤的传输容量如此巨大，而一根光缆中可以包括几十根甚至上千根光纤，如果再加上波分复用技术把一根光纤当作几根、几十根光纤使用，其通信容量之大就更加惊人了。 2、中继距离长由于光纤具有极低的衰耗系数(目前商用化石英光纤已达0.19dB/km 以下)，若配以适当的光发送与光接收设备，可使其中继距离达数百公里以上。这是传统的电缆(1.5km)、微波(50km)等根本无法与之相比拟的。因此光纤通信特别适用于长途一、二级干线通信。据报导，用一根光纤同时传输24 万个话路、100 公里无中继的试验已经取得成功。此外，已在进行的光孤子通信试验，已达到传输120 万个话路、6000 公里无中继的水平。因此，在不久的将来实现全球无中继的光纤通信是完全可能的。 3、保密性能好光波在光纤中传输时只在其芯区进行，基本上没有光“泄露”出去，因此其保密性能极好。 4、适应能力强适应能力强是指，不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀，可挠性强(弯曲半径大于25 厘米时其性能不受影响)等。 5、体积小、重量轻、便于施工维护光缆的敷设方式方便灵活，既可以直埋、管道敷设，又可以水底和架空。 6、原材料来源丰富，潜在价格低廉制造石英光纤的最基本原材料是二氧化硅即砂子，而砂子在大自然界中几乎是取之不尽、用之不竭的。因此其潜在价格是十分低廉的。 光纤的重量轻，光缆的重要比电缆轻得多，例如18管同轴电缆1m的重量为11kg，而同等容量的光缆1m重只有90g，这对于在飞机、宇宙飞船和人造卫星上使用光纤通信更具有重要意义。还有，光纤柔软可挠，容易成束，能得到直径小的高密度光缆。 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。 目前正处于100G至400G过渡阶段 我国在传输链路方面，2013年最大段落容量达12T，100G开始大规模部署并成为骨干网主导，预计到2017年最大段落容量将达40T，400G将迎来大需求。 新疆G.654.E陆用试验，提供了为400Gbit/s高速大容量光纤通信 2014年单模光纤超大容量光传输再次刷新全国纪录，一根光纤可容纳24亿人同时通话，而大小仅相当于一根头发丝。武汉邮电科学研究院烽火科技集团首次在一根普通单模光纤上实现了100.23Tb/s传输80公里的超大容量光传输，相当于12亿对人（即24亿人）在一根光纤上同时通话或1秒钟传输4000部25G大小、分辨率为1080P 的蓝光超清电影，再次刷新我国光传输最高纪录。 2016年6月建成海底光缆将美国和日本相连，这一光缆系统的传输速率比电缆调制解调器快1000万倍。2016年跨太平洋的光缆系统建成并于6月30日启用：全长约9000公里，带宽高达60Tbps，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。 光纤通讯是光导纤维传送信号的一种通讯手段。光纤通讯的特点是通讯容量大，比电通讯容量大千万倍，在两根光纤上可以传递万路电话，或上千路电视；保密性能好，抗干扰性很强。 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。 从它们只是讲的角度不同，光纤通讯主要讲的手段，光纤通信说的是技术方面的东西。 加州大学圣地亚哥分校的研究人员打破了无中继器情况下光信号传播距离的障碍，在仅使用标准放大器的情况下，使得信息在光纤中的传输距离突破了12000公里（近7500英里）！ 在光纤中，传输信息通过多种沟通渠道传输从而产生不同的频率带，而利用“频率梳”使光流信息的变化频率同步，即所谓的光纤传播“光载波”（“optical carriers”），这样就可以提前补偿同一光纤中多个通信通道间的串扰，同时还能够确保传输通道间的串扰可见。
光纤通信基础知识
光纤通信基础 光纤通信是以光波为信号载体，以光导玻璃纤维为传输媒质的一种通信方式，在现代通信网中起着举足轻重的作用。 道、噪声源、反变换器和信宿6个部分。模型中各部分的功能如下： (1)信源：是指发出信息的信息源，或者说是信息的发出者。 (2)变换器：变换器的功能是把信源发出的信息变换成适合在
信道上传输的信号。 (3)信道：信道是信号传输媒介的总称。 (4)反变换器：反变换器是变换器的逆变换。 (5)信宿：是指信息传送的终点，也就是信息接收者。 (6)噪声源：噪声源并不是一个人为实现的实体，但在实际通 此时传输终端设备为电缆传输终端设备，相应的通信系统为电缆通信系统。若采用光缆作传输媒质时，此时的传输终端设备就为光端机，相应的通信系统就称为光纤通信系统，或称为光缆传输系统。若采用微波作载体，用微波中继站作信号转接，此时传输
终端设备就是微波端站，相应的通信系统就称为微波通信系统。若仍采用微波作载体，用卫星作中继站，此时传输终端设备是卫星地面站(地球站)，相应的通信系统就称为卫星通信系统。 图1-2实际通信系统的一般结构 由此可见，无论是电缆通信系统、光纤(缆)通信系统，还是 有线电视网等。 按服务区域范围分为：本地电信网、长途电信网、移动通信网、国际电信网等。 按传输媒介种类分为：架空明线网、电缆通信网、光缆通信网、卫星通信网、用户光纤网、等。
按交换方式分为：电路交换网、分组交换网等。 按结构形式分为：网状网、星形网、环形网、栅格网、总线网等。 按信息信号形式分为：模拟通信网、数字通信网、数字/模拟混合网等。 总线形和环形网在计算机通信中应用较多，在这种网中一般传输速率较高。它要求各节点和总线终端节点有较强的信息识别和处理能力。 除了图1－4的基本拓扑结构外，还有链形拓扑和栅格拓扑等，
光纤参数对光通信的影响
光纤参数对光通信的影响 光电信息科学系光信息科学与技术专业 122662011055 施少智指导教师苏宝玺杨文琴 【摘要】光纤通信技术的问世与发展给世界通信业带来了革命性的变革。特别是经历近年的研究开发光纤、光缆、器件系统的品种不断更新性能逐渐完善,已使光纤通信成为信息高速公路的传输平台。为了满足现代通信系统的需求，需对系统的传偷性能进行规划和设计。本文介绍光纤的种类及发展史，并通过实验验证光纤的衰减、色散、数值孔径及连接错位对光通信的影响以及对其进行改善，以这些信息作为指南，对于实施光纤通信设计的人员十分有用，同时，也有利于系统分析人员对系统的质量及效果进行预判。 Abstract:With the advent of optical fiber communication technology to the world telecommunication industry has brought the revolutionary change。Especially in recent years, the research and development of optical fiber, optical cable, device varieties constantly updated performance of the system gradually perfect, the optical fiber communication has also become the information superhighway transmission platform.In order to meet the requirements of modern communication system, need to steal transfer performance of system planning and design. This paper introduces the history of optical fiber, and expounds the attenuation, dispersion of the fiber, the influence of the numerical aperture of optical communication.With this information as a guide, for the implementation of optical fiber communication design personnel is very useful, at the same time, also is helpful for the system analyst on the system of the quality and effect of anticipation. 【关键词】光纤通信系统；光纤参数；光纤损耗；光纤色散；光纤数值孔径 Key Word： Fiber Optical Communication System；parameters of optical fiber； fiber loss； optical fiber dispersion
光纤通信及光网络技术
摘要 光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力通信控制系统中，进行工业监测、控制，而且在军事领域的用途也越来越为广泛。光纤通信技术作为信息技术的重要支撑平台，在未来信息社会中将起到十分重要的作用。 关键词：光纤通信技术接入网技术光纤通信网
Abstract The optical fiber communication not only can be used in the main lines of communication，also can be used in electric power communication control systems，industrial monitoring，control，and in the military area USES for more and more widely. Optical fiber communication technology as an important support platform of information technology in the future information society，will play very important role. Key words：optical fiber communication technology access network optical fiber communication network
目录 绪论 (1) 1 光纤通信系统概述 (3) 1.1 光纤通信技术定义 (3) 1.2 光纤通信技术优势 (3) 1.2.1频带极宽，通信容量大 (3) 1.2.2损耗低，中继距离长 (4) 1.2.3抗电磁干扰能力强 (4) 1.2.4光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设 (4) 1.2.5保密性能好 (4) 1.3 光纤接入技术 (5) 2 光纤通信技术的发展及前景 (7) 2.1 光纤通信的历史 (7) 2.2 光纤技术的发展前景 (7) 2.2.1 向超高速系统的发展 (7) 2.2.2 向超大容量WDM系统的演进 (7) 2.2.3 开发新代的光纤 (8) 2.2.4 全光网络 (8) 3 组建光通信网的合理途径 (9) 3.1 通信网业务重心转移和容量扩大 (9) 3.2 通信网从电的TDM发展至光的WDM (9) 3.2.1 发展必要性 (9) 3.2.2 通信网扩大其容量 (10) 3.2.3 WDM的结构 (11) 3.2.4 IP与ATM、WDM的配合 (12) 4 光纤网络的发展 (13) 4.1光纤网络的发展现状和发展需求 (13) 4.2 光纤网络的新技术 (14) 4.2.1 光纤高速传输技术 (14) 4.2.2 宽带接入 (14)
光纤设计方案
光纤设计方案 光纤是一种高速、高效、可靠的通信传输介质，具有广泛应用的潜力。为了实现高速、高质量的光纤通信，必须从设计方案的角度进行考虑和规划。本文将从地形、传输距离、光源、光纤质量和光纤数量五个方面介绍光纤的设计方案。 一、地形因素 在光纤设计中，地形因素是必须考虑的因素之一。在地面通信系统中，信号随着距离的增加逐渐弱化，发生信号衰减的地方通常称为衰减区域。在山区或高原地带的光纤通信系统中，地形陡峭，信号会受到强烈的衰减影响，导致信号质量降低，传输速度减慢。 为了减小地形因素对光纤通信系统的影响，可以选择使用高质量的光纤，选择适当的信号放大器和路线，或选择更高的光功率来传输信号。 二、传输距离 传输距离是另一个需要考虑的因素。电信公司通常使用光纤将许多转发器相互连接，形成一个巨大的网络。在这些网络性地方，需要设计适当的光纤传输距离。 传输距离通常是光纤设计方案中最为关键的因素之一。为了满足不同的传输距离需求，可以使用不同的光纤类型。例如，
单模光纤适合传输距离较长的情况，而多模光纤适合在短距离内传输信号。 另外，为了提高光纤通信系统的传输效率和减少信号衰减，可以使用信号放大器和设备距离优化等技术。 三、光源品质 在光纤设计中，光源品质也是需要考虑的因素之一。在光纤通信系统中，光源是信号发送的核心，而光纤是信号传输的媒介。 光源品质可以影响信号的传输速度、质量以及整个通信系统的可靠性。为了保证光源品质，需要选择适当的光源类型和品牌，在制造和生产过程中严格的质量控制，保证光源的质量。 进行质量控制时，需要对光源的功率、波长、光谱宽度、频域、相干长度、调制速度和频响等指标进行考虑，以确保信号的稳定性和传输质量。 四、光纤质量 光纤质量也是光纤设计方案不可忽视的因素。在制造和生产光纤时，需要保证光纤的光学、机械、物理性能。在使用中，光纤容易被磨损或损坏，会导致信号传输中的错误和失真。 为了解决光纤质量问题，需要采取一系列的措施。例如，设计合适的光纤调节器，采用高强度和耐磨损的外包材料，使用特殊的保护涂层或套管。 五、光纤数量
光纤通信系统
光纤通信系统 第一章 1、实现光纤通信的关键器件与技术是什么？ 答：（1）低损耗、宽带宽的光纤。 （2）高可靠性、长寿命的光源及高响应的光检测器件。 （3）光测量及光纤连接技术。 2、光纤通信使用光源的波长范围是什么？ 答：在近红外区内，即0.8~1.8um。 第二章 5、光纤的损耗机理及危害是什么？ 答：损耗机理：主要有吸收损耗、散射损耗及辐射损耗。 吸收损耗与光纤材料有关。散射损耗与光纤材料及光波导中的结构缺陷、非线性效应有关，这两种损耗是光纤材料固有的。辐射损耗则与光纤几何形状的扰动有关。 危害：由于损耗的存在，在光纤中传输的光信号，不管是模拟信号还是数字脉冲，其幅度都要减小。光纤损耗是光纤传输系统中中继距离的主要限制因素之一。 6、光纤的色散机理及危害是什么？ 答：色散机理：由于光纤中所传信号的不用频率成分或不同模式成分，在传播的过程中因群速度不同互相散开，并且造成它们到达光纤终端的时间各不相同，从而引起传输信号波形失真、脉冲展宽。光线的色散，主要有材料色散、波导色散和模式色散。 危害：由于信号的各频率成分和各模式成分的传输速度不同，当它在光纤中传输一定的距离后，将互相散开，致使光脉冲展宽。若脉冲展宽过大将会造成码间干扰，从而使误码率增加，通信质量下降。由于脉冲宽度与频带宽度成反比，脉冲展宽越大，表示带宽能力越小。 7、光缆的主要结构是什么？答：光纤芯线、护套和加强部件。 第三章 3、半导体激光器发光的基本条件是什么？
答：向半导体P-N结注入电流，实现粒子数反转分布，产生受激辐射，再利用谐振腔的正反馈，实现光放大而产生激光振荡输出激光。 4、能级跃迁有那几种形式？ 答：热跃迁、光跃迁（自发发射、受激辐射、受激吸收）。 5、半导体激光器的工作电压是正向还是反向？ 答：正向。 8、比较半导体激光器和发光二极管的异同。 答：不同之处：(1)工作原理不同，半导体激光器是受激辐射，再利用谐振腔的正反馈。而发光二极管是自发辐射，不需要光学谐振腔，没有阈值。(2)发光二极管工艺简单、成本低、可靠性好。适用于短距离、低码速的数字光纤通信系统，或者是模拟光纤通信系统。半导体激光器适用于长距离大容量的光纤通信系统。 相同之处：使用的半导体材料相同，结构相似。 11、光电探测器的主要特性是什么？ 答：（1）要有高的光电转化效率，或者具有高的增益因子。 （2）对应于使用波长的光波，要有高的灵敏度，即响应度要高。 （3）要有足够宽的带宽，即检测器输出的电信号能不失真地反映出接受的光信号。 （4）要求稳定、可靠、便宜。 12、光电探测器的工作电压是正向还是反向？ 答：反向。 16、试说明APD和PIN在性能上的主要区别。 答：PIN光电二极管响应频率高，可高达10GHZ，响应速度快，供电电压低，工作十分稳定。 APD雪崩二极管灵敏度高，响应快，但需要上百伏的工作电压，而且性能和入射光功率有关，当入射光功率大时，增益引起的噪声大，带来电流失真。 17、无源光器件的种类有哪些？ 答：无源光器件大致可分为连接用的部件和功能性部件两大类。 连接用的部件有各种光连接器，它们不仅可用做光纤和光纤的连
光纤通信
填空题； 1. 光纤通信是以光波为载波，以光纤为传输介质的通信方式。 2. 目前光纤通信常用的窗口有： 0.85um ， 1.31um ， 1.55um 。 3. 光纤的主要材料是：石英（slo）2。 4. 光纤中，导引模的截止条件为： w=0 或 u=0 。 5. 单模光纤中不存在模间色散，仅存在模内色散，具体来讲，可分为材 料色散，和波导色散。 6. 在单模光纤中，由于光纤的双折射特性使两个正交偏正振分量以不同的群速 度传输，也将导致光脉冲展宽，这种现象称为偏振模色散。 7. 单模传输条件是归一化参量 v<2.405 。 8. 光缆大体上由缆芯，加强原件和护层三部分组成。 9. 散射损耗与光纤材料及光纤中的结构缺陷有关。 10. 数值孔径越大，光纤接收光线的能力就越强，光纤与光源的耦合效率就越 高。 11. 光纤固定接头的方法有熔接法， v型槽法和套管法。 12. 影响两光纤对接损耗的结构参数有数值孔径, 折射率分布， 和纤芯直径。 13. 光纤与光纤的连接方法有两大类，一类是活动连接，另一类是固定连接。 14. 影响光纤耦合器性能的主要因素有插入损耗，附加损耗 , 分光比， 和间隔度。 15. 在一根光纤中同时传输多个不同波长的光载波信号称为光波分复用。 1. 段开销可分为再生段开销和复用段开销。 2. 构成SDH网络的基本网络单元成为网元。该设备有 TM ， ADM ， DXC ， 和 REG 四种。 4. PIN二极管的特点包括耗尽层很宽，偏置电压很小及附加噪声。 5.衡量光电监测性能的主要技术指标有以下几项：暗电流，响应度，响 应特性，雪崩倍增因子，渡越时间，光灵敏度，光谱效应。 6. 数字接收机的灵敏度定义为接收机工作于信号质量/误码率的BER所要求 的最小平均接收功率。 7. LD是一种阈值器件，它通过受激发光，具有输出功率高输出光发射 角窄，与单模光纤耦合功率高，辐射光线谱线窄等优点。 8. 温度升高时，LED光源线宽变宽峰值波长向长波长方向移动。 9. 光与物质相互作用存在三种不同的基本过程，即光子自发辐射，受激吸 收，和受激辐射。 判断题； 1. V值越大，能传播的模式越多。对 2. 大多数单模光波系统的光纤，其V参数都设计在4.0~4.2之间。错 3. 吸收损耗与光纤材料有关。对 4. 辐射损耗是由光纤几何形状的微观和宏观扰动引起的。对 5. 数值孔径越大，则光纤从光源吸收的光能量就越少。错 6. 数值孔径与纤芯和包层的折射率分布有关，而与光纤的直径无关。对 7. 光纤连接器的插入损耗定义为连接器输出功率与输入功率比的分贝数。对 8. 光纤耦合器的插入损耗指穿过耦合器的某一通道所引入的功率损耗。对
光纤通信技术
光纤通信技术 摘要：光纤通信是利用光波作为信息载体、以光纤作为传输介质的通信方式。 在光纤通信网络中，载波的光波频率比电波的频率高得多，传输介质的光纤比同 轴电缆或导波管的损耗低得多，因此光纤通信的容量比微波通信大几十到几百倍。光通信符合了高速度、大容量、高保密等要求，光通信网络的发展及应用必将成 为行业内的热点。 关键词：光纤通信；光网络 光纤通信是一种以光波为传输媒质的通信方式。光波与无线电波都属于电磁波，但是光波的频率高于无线电波，而且波长又短于无线电波。所以，光通信具 有传输频带宽、通信容量大传输损耗小、中继距离长、抗电磁干扰能力强的特点。 1、光纤通信的概念 1.1光纤通信实用光波范畴 光纤通信是利用光导纤维（光纤）传输光波信号的通信方式，光波是一种电 磁波，通过电磁感应来传播。光纤通信实用工作在近红外区域。波长：0.8-1.8 μm，頻率167－375THz。 1.2光纤的基本结构 光纤的基本结构一般是双层或多层的同心圆柱体，如下图所示。中心部分是 由纯石英玻璃拉制而成的纤芯；纤芯的外面是包层。 2、光纤的损耗 光纤中的光波在传输一段距离以后能量会衰减，导致光功率会下降，这就是 光纤的损耗。 光纤损耗用损耗系数α（λ）表示（可简写为α），单位为dB/km，即单位长 度（km）的光功率损耗（dB）值。 2.1吸收损耗 与光纤材料有关，包括1、紫外吸收——随波长减小而逐渐变大；2、红外吸收——红外吸收形成了石英光纤工作波长的上限；3、杂质吸收典型的是氢氧根离子（OH﹣）吸收。紫外吸收和红外吸收均属于本征吸收。 2.2散射损耗 典型的散射损耗——瑞利散射，其大小与光波长的4次方成反比，因而对短 波长窗口的影响较大。 根据散射损耗所为线性散射损耗和非线性散射损耗。线性散射损耗主要包括 瑞利散射引起的损耗功率与传播模式的功率是否呈线性关系，散射损耗又分损耗 和材料不均匀引起的散射损耗。瑞利散射是由光纤材料的折射率随机性变化而引 起的。 2.3光纤损耗与波长的关系 光纤的损耗与波长的关系如下图所示： 石英玻璃光纤的损耗谱具有三个主要特征：1、损耗随波长的增大而成降低趋势；2、损耗吸收峰与典型的杂质吸收——氢氧根离子（OH-）有关；3、红外吸收形成了石英光纤工作波长的上限。 光纤的第1低损耗窗口位于0.85μm附近，第2低损耗窗口位于1.31μm附近
描述光纤在光纤通信系统中的位置
描述光纤在光纤通信系统中的位置 光纤通信系统是一种利用光纤传输信息的通信技术，广泛应用于现代通信领域。在光纤通信系统中，光纤扮演着至关重要的角色，它的位置可以从多个维度来描述。 从整个通信系统的角度来看，光纤位于通信网络的核心位置。通信网络可以分为局域网、城域网和广域网等多个层次，而光纤作为信息传输的主要媒介，连接着各个层次的网络设备和终端用户。光纤通过传输光信号来实现高速、大容量的数据传输，使得通信网络能够稳定、高效地运行。 从传输链路的角度来看，光纤位于光纤通信系统的传输层。在光纤通信系统中，光信号通过光纤传输到达目的地。传输层包括光纤、光纤放大器、光纤连接器等组成的传输链路，起到将光信号从发送端传输到接收端的作用。光纤具有低损耗、宽带宽等优点，能够实现长距离、高速率的信号传输。 从光纤通信系统的硬件组成来看，光纤位于光纤通信系统的基础设施中。基础设施包括光纤主干网、光分纤箱、光接入网等部分。光纤主干网是连接各个城市、地区的光纤网络，承载着大量的通信流量；光分纤箱是将光纤信号分配给不同的用户或终端设备；光接入网则是将光纤信号接入到用户家庭或办公室中。光纤作为基础设施的一部分，为整个光纤通信系统的正常运行提供了物质基础。
光纤在光纤通信系统中的位置不仅仅局限于上述几个方面，还涉及到光纤的应用场景和技术应用等方面。例如，在光纤通信系统中，光纤还可以用于光纤传感、光纤测温、光纤光栅等应用。光纤传感技术利用光纤的特性来实现对温度、压力、变形等物理量的测量；光纤测温技术利用光纤的光学特性来实现对温度的测量；光纤光栅技术则利用光纤的光栅结构来实现光信号的分析和处理。 总的来说，光纤在光纤通信系统中的位置是至关重要的。它既是通信网络的核心组成部分，又是传输链路的重要组成部分，同时还是光纤通信系统的基础设施之一。光纤的应用还不仅限于传输信号，还可以在光纤传感、光纤测温等领域发挥重要作用。随着科技的不断发展和创新，光纤通信系统在未来将会继续发挥重要的作用，而光纤也将继续在其中扮演着重要的角色。
光纤标准和技术指标
光纤标准和技术指标 经过了几十年的发展，人们已经可以生产出各种各样的光纤。不同种类的光纤，由于其传输特性不同，会有不同的适用范围 按光在光纤中的传输模式划分，可分为多模和单模光纤两种。常用多模光纤的直径为125μm，其中芯径一般在50～100μm之间。在多模光纤中，可以有数百个光波模在传播。多模光纤一般工作于短波长（0.8μm）区，损耗与色散都比较大，带宽较小，适用于低速短距离光通信系统中。多模光纤的优点在于其具有较大的纤芯直径，可以用较高的耦合效率将光功率注入到多模光纤中。 常用单模光纤的直径也为125μm，芯径为8～12μm。在单模光纤中，因只有一个模式传播，不存在模间色散，具有较大的传输带宽，并且在1 550 nm波长区的损耗非常低（约为0.2～0.25 dB/km），因而被广泛应用于高速长距离的光纤通信系统中。使用单模光纤时，色度色散是影响信号传输的主要因素，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性都有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。单模光纤一般必须使用半导体激光器激励。 按最佳传输频率窗口划分，可分为常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。常规型单模光纤的最佳传输频率在 1 310 nm附近，而色散位移光纤的最佳传输频率在1550nm附近。 按折射率分布的情况化分，可分为阶跃折射率（SI）光纤和渐变折射率（GI）光纤。阶跃折射率光纤从芯层到包层的折射率是突变的。多模阶跃折射率光纤的成本低，模间色散高，适用于短距离低速通信。多模渐变折射率光纤从芯层到包层的折射率是逐渐变小，可使高阶模按正弦形式传播，这样能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高。现在所使用的多模光纤多为渐变折射率光纤。 目前，国际上单模光纤的标准主要是ITU－T的系列：G.650“单模光纤相关参数的定义和试验方法”、G.652“ 单模光纤和光缆特性”、G.653“色散位移单模光纤和光缆特性”、G.654“截止波长位移型单模光纤和光缆特性”、G.655“非零色散位移单模光纤和光缆特性”及G.656“用于宽带传输的非零色散位移光纤和光缆特性”。ITU －T对多模光纤的标准是G.651“50／125μm多模渐变折射率光纤和光缆特性”。 国际电工委员会也颁布了系列标准IEC 60793，我国的光纤标准包括国家标准GB/T15912系列和信息产业部颁布的通信行业标准YD/T系列。 （1）单模光纤。 ● 普通单模光纤 普通单模光纤是指零色散波长在1 310 nm窗口的单模光纤，又称色散未移位光纤或普通光纤，国际电信联盟（ITU－T）把这种光纤规范为G.652光纤。 G.652属于第一代单模光纤，是1310 nm波长性能最佳的单模光纤。当工作波长在1310 nm时，光纤色散很小，色散系数D在0～3.5 ps/nm·km，但损耗较大，约为0.3～0.4 dB/km。此时，系统的传输距离主要受光纤衰减限制。在1 550 nm波段的损耗较小，约为0.19～0.25 dB/km，但色散较大，约为20 ps／nm·km。传统上在G.652上开通的PDH系统多是采用1310nm零色散窗口。但近几年开通的SDH系统则采用1550nm的最小衰减窗口。另外，由于掺铒光纤放大器（Erbium Doped Fiber Amplifier，EDFA）的实用化，密集波分复用（DWDM）也工作于1550nm窗口，使得1550nm窗口己经成为G.652光纤的主要工作窗口。
光纤通信技术
1、光纤通信容量 世界光纤通信的容量不断扩大。商用电时分复用TDM系统的速率已达10Gb／s；而TDM 40Gb／s系统已进入现场实用，估计近两年可有商品供应。由于受电子器件速率极限的限制，TDM速率的进一步再提高将是十分困难的。而波分复用WDM技术的不断发展，使其成为网络升级、增加容量的最佳选择方案。WDM试验系统容量最高记录一年来每隔几个月就被刷新一次。2000年3月，OFC2000会议上，美国朗讯发布3.28Tb／s————WDM试验系统，该系统速率3.28Tb／s＝82×40Gb／s（C波段40波分复用，L波段42波分复用），信道间隔100GHz，传输距离300km（真波光纤），中间两级放大。2000年9月，德国西门子OPTISPHER网络公司又公布7.04Tb／s————WDM系统，该系统传输速率7.04Tb／s＝176×40Gb／s，传输距离50km。2001年初阿尔卡特发布10.24Tb／s————WDM系统，该系统速率10.24Tb／s＝256×40Gb／s（C、L两波段），传输距离100km（特锐光纤），采用了分布拉曼放大和残余边带技术及极化复用，使频带利用率达1.28bit／s／Hz。2001年3月，OFC2001年会上，日本NEC公司又发布了当前世界上最高记录，该系统速率为10.92Tb／s＝273×40Gb／s（采用S、C、L三个波段），传输距离117km（纯硅芯大有效面积光纤PSCF两段），采用了分布拉曼放大与集中光纤放大以及极化复用，频带利用率0.8bit／s／Hz。 现在商用最高容量光纤传输系统为1.6Tb／s系统，朗讯和北电网络两公司提供的该类产品都采用160×10Gb／s方案结构。容量3.2Tb／s实用化系统的开发已具备条件。 2、光纤技术进展 为了适应光纤通信的不断发展，近年来光纤技术也有了长足进展。 2.1 为了减小接续衰耗，各种光纤的模场直径、包层直径、芯包同心度误差、宏弯损耗等技术指标都比过去更严格了，标志着预制棒和拉丝技术水平都有很大提高。 2.2 光纤的抗拉强度也大为提高，筛选应力最低值由0.35Gpa提高到0.69Gpa。这意味着光纤寿命增大了，也使得在接入网中用的光纤可多次接头而不易断了。 2.3 G.652光纤，除了适用于传输速率最高为2.5Gb／s的G.652.A外又多了两种性能更高的G.652.B和G.652.C光纤，PMD值达到一定要求，因此传输速率可达到10Gb／
光纤的传输特性
光纤的传输特性 光纤的传输特性主要包括光纤的损耗特性，色散特性和非线性效应。 光纤的损耗特性 *************************************************************概念：光波在光纤中传输，随着传输距离的增加光功率逐渐下降。 衡量光纤损耗特性的参数：光纤的衰减系数〔损耗系数〕，定义为单位长度光纤引起的光功率衰减，单位为dB／km。其表达式为： 式中求得波长在λ 处的衰减系数； Pi 表示输入光纤的功率， Po 表示输出光功率， L 为光纤的长度。 （1）光纤的损耗特性曲线 •损耗直接关系到光纤通信系统的传输距离，是光纤最重要的传输特性之一。自光纤问世以来，人们在降低光纤损耗方面做了大量的工作，1.31μm光纤的损耗值在0．5dB/km以下，而1.55μm的损耗为0.2dB/km以下，接近了光纤损耗的理论极限。总的损耗随波长变化的曲线，叫做光纤的损耗特性曲线—损耗谱。
•从图中可以看到三个低损耗“窗口〞：850nm波段—短波长波段、1310nm波段和1550nm波段—长波长波段。目前光纤通信系统主要工作在1310nm波段和1550nm波段上。 （2）光纤的损耗因素 光纤损耗的原因主要有吸收损耗和散射损耗，还有来自光纤结构的不完善。这些损耗又可以归纳以下几种： 1、光纤的吸收损耗 光纤材料和杂质对光能的吸收而引起的，把光能以热能的形式消耗于光纤中，是光纤损耗中重要的损耗。包括：本征吸收损耗；杂质离子引起的损耗；原子缺陷吸收损耗。 2、光纤的散射损耗 光纤部的散射，会减小传输的功率，产生损耗。散射中最重要的是瑞利散射，它是由光纤材料部的密度和成份变化而引起的。物质的密度不均匀，进而使折射率不均匀，这种不均匀在冷却过程中被固定下来，它的尺寸比光波波长要小。光在传输时遇到这些比光波波长小，带有随机起伏的不均匀物质时，改变了传输方向，产生散射，引起损耗。另外，光纤中含有的氧化物浓度不均匀以与掺杂不均匀也会引起散射，产生损耗。 3、波导散射损耗 交界面随机的畸变或粗糙引起的模式转换或模式耦合所产生的散射。在光纤中传输的各种模式衰减不同，长距离的模式变换过程中，衰减小的模式变成衰减大的模式，连续的变换和反变换后，虽然各模式的损失会平衡起来，但模式总体产生额外的损耗，即由于模式的转换产生了附加损耗，这种附加的损耗就是波导散射损耗。要降低这种损耗，就要提高光纤制造工艺。对于拉得好或质量高的光纤，根本上可以忽略这种损耗。 4、光纤弯曲产生的辐射损耗 光纤是柔软的，可以弯曲，可是弯曲到一定程度后，光纤虽然可以导光，但会使光的传输途径改变。由传输模转换为辐射模，使一局部光能渗透到包层或穿过包层成为辐射模向外泄漏损失掉，从而产生损耗。当弯曲半径大于5～10cm时，由弯曲造成的损耗可以忽略。 另外还可以按以下损耗机理分类：