光纤通信刘增基西安电子科技大学出版社共71页
常用光电子器件介绍
主要光电子器件介绍【内容摘要】光自身固有的优点注定了它在人类历史上充当不可忽略的角色，本文从几种常见的光电子器件的介绍来展示光纤通信技术的发展。
【关键词】光纤通信光电子器件【正文】光自身固有的优点注定了它在人类历史上充当不可忽略的角色，随着人类技术的发展，其应用越来越广泛，优点也越来越突出。
将优点突出的光纤通信真正应用到人类生活中去，和很多技术一样，都需要一个发展的过程。
从宏观上来看，光纤通信主要包括光纤光缆、光电子器件及光通信系统设备等三个部分，本文主要介绍几种常见的光电子器件。
1、光有源器件1)光检测器常见的光检测器包括：PN光电二极管、PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）。
目前的光检测器基本能满足了光纤传输的要求，在实际的光接收机中，光纤传来的信号及其微弱，有时只有1mW左右。
为了得到较大的信号电流，人们希望灵敏度尽可能的高。
光电检测器工作时，电信号完全不延迟是不可能的，但是必须限制在一个范围之内，否则光电检测器将不能工作。
随着光纤通信系统的传输速率不断提高，超高速的传输对光电检测器的响应速度的要求越来越高，对其制造技术提出了更高的要求。
由于光电检测器是在极其微弱的信号条件下工作的，而且它又处于光接收机的最前端，如果在光电变换过程中引入的噪声过大，则会使信噪比降低，影响重现原来的信号。
因此，光电检测器的噪声要求很小。
另外，要求检测器的主要性能尽可能不受或者少受外界温度变化和环境变化的影响。
2)光放大器光放大器的出现使得我们可以省去传统的长途光纤传输系统中不可缺少的光－电－光的转换过程，使得电路变得比较简单，可靠性也变高。
早在1960年激光器发明不久，人们就开始了对光放大器的研究，但是真正开始实用化的研究是在1980年以后。
随着半导体激光器特性的改善，首先出现了法布里－泊罗型半导体激光放大器，接着开始了对行波式半导体激光放大器的研究。
另一方面，随着光纤技术的发展，出现了光纤拉曼放大器。
光纤通信刘增基西安电子科技大学出版社 ppt课件
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光发射机 1 光发射机 2 光发射机 3
光发射机 N
EDFA
1 光接收机 2 光接收机 3 光接收机
N 光接收机
光功率 光功率
BER
波长
波长
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接收光功率
30
增益平坦/均衡技术(1)
1. 滤波器均衡： 采用透射谱与掺杂光纤增益谱反对称的滤波器使
增益平坦, 如：薄膜滤波、紫外写入长周期光纤光栅、 周期调制的双芯光纤等。 只能实现静态增益谱的平 坦，在信道功率突变时增益谱仍会发生变化。
• 光放大器（O-O）
– 多波长放大、低成本，只能实现1R中继ppt课件3光放大器的原理
• 光放大器的功能：提供光信号增益，以补偿光 信号在通路中的传输衰减，增大系统的无中继 传输距离。
• 在泵浦能量（电或光）的作用下，实现粒子数 反转（非线性光纤放大器除外），然后通过受 激辐射实现对入射光的放大。
输入光功率较小时，G是一常数，即输出光功率PS,OUT与输入光功率PS,IN 成正比例。G0光放大器的小信号增益。
G0
3dB Pout,sat
饱和输出功率：放大器增益降至小 信号增益一半时的输出功率。
饱和区域
当PS,IN增大到一定值后， 光放大器的增益G开始 下降。增益饱和现象。
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增益G与输入光波长的关系
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一、光放大器的增益
• 增益G是描述光放大器对信号放大能力的参数。定义为：
G(dB)
10log10
Ps,out Ps,in
输出信号光功率 输入信号光功率
• G与光放大器的泵浦功率、掺杂光纤的参数和输入光信号 有很复杂的关系。
光纤通信的新技术
光纤通信的新技术班级电信（一）班学号姓名2010年10月光纤通信的新技术摘要：光纤通信发展的目标是提高通信能力和通信质量，降低价格，满足社会需要。
进入20世纪90年代以后，光纤通信成为一个发展迅速、技术更新快、新技术不断涌现的领域。
如光放大技术，光波分复用技术，光交换技术，光孤子通信，相干光通信，光时分复用技术和波长变换技术等。
关键词:光纤通信新技术特点1光放大技术1.1光纤放大器光放大器有半导体光放大器和光纤放大器两种类型。
半导体光放大器的优点是小型化，容易与其他半导体器件集成；缺点是性能与光偏振方向有关，器件与光纤的耦合损耗大。
光纤放大器的性能与光偏振方向无关，器件与光纤的耦合损耗很小，因而得到广泛应用。
1.2掺铒光纤放大器（EDFA）的优点工作波长正好落在光纤通信最佳波段；增益高；噪声系数小；频带宽。
1.3掺铒放大器的应用EDFA的应用可分为三种形式：中继放大器；前置放大器；后置放大器。
2光波分复用技术随着人类社会信息时代的到来，对通信的需求呈现加速增长的趋势。
发展迅速的各种新型业务(特别是高速数据和视频业务)对通信网的带宽(或容量)提出了更高的要求。
为了适应通信网传输容量的不断增长和满足网络交互性、灵活性的要求，产生了各种复用技术。
在光纤通信系统中除了大家熟知的时分复用(TDM)技术外，还出现了其他的复用技术，例如光时分复用(OTDM)、光波分复用(WDM)、光频分复用(OFDM)以及副载波复用(SCM)技术。
2.1光波分复用原理2.11WDM的概念光波分复用(WDM： Wavelength Division Multiplexing)技术是在一根光纤中同时传输多个波长光信号的一项技术。
2.12WDM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)。
光隔离器
光隔离器——光网络中的重要无源器件刘金华B21014100 10级光信息摘要：目前光通信技术向高速、大容量方向发展，但是由于某些关器件，如LD及光放大器等对来自连接器、熔接点、滤波器等的反射光非常敏感，并导致性能恶化使光路中出现反射，从而影响到信息的准确传递。
由此出现了一种只允许光线沿光路正向传输的非互易性无源器件——光隔离器。
本文主要是介绍了不同种类的光隔离器的结构及其工作原理、在不同领域中应用和其未来的发展。
Direction of optical communication technology to high-speed, large-capacity development, but due to some switching devices, such as LD and optical amplifier light reflected from the connector, welding points, filters are very sensitive and cause performance deterioration of the optical pathin reflection, and thus affect the accurate transmission of information. Thereby which only allows the light along the optical path of the forward transmission non-reciprocity passive device - optical isolator. This paper introduces the structure and operating principle of the different types of optical isolator, in different areas of the application and its future development.关键词：种类结构工作原理前景引言:在光网络中，无源器件主要用于把光信号分类或解复用后再送到适当的输出端口。
光纤通信课程教案
光纤通信课程教案（2009—2010学年第二学期）课程名称：光纤通信授课学时：48学时授课班级：07通信工程任课教师：韦文生温州大学教案（首页）课程编号授课班级07通信工程学生人数课程名称光纤通信技术公共基础课（）；学科基础课（）；专业基础课程（✓）；课程类型基础选修课（）；专业选修课（）；公选课（）考试（✓）授课方式理论（✓）实验（）实习（）考核方式考查（）课程总学时48 学分 3学时分配课堂讲授48 学时；实践课程学时教材名称《光纤通信技术》教学参考书１、刘增基等编著《光纤通信》，西安电子科技大学出版社，2002。
２、杨祥林等编著《光纤通信系统》，国防工业出版社，2000。
３、Gerd Keiser著，李玉权等译《光纤通信》电子工业出版社，2002。
5、顾畹仪等编著《光纤通信系统》，北京邮电大学出版社，1999。
授课教师韦文生职称副教授学科工科授课时间周三第3、4节课/周五第3、4节课授课地点1A-305/6第四章光端机（6学时）一、教学目的及要求：使学生了解光端机的结构、组成和工作原理，重点介绍了光发射机、光接收机和线路编码的主要概念。
二、教学重点及难点：本章重点：光端机的基本组成、发送机的性能指标、接收灵敏度与动态范围的定义及计算。
本章难点：光接收机的噪声分析。
三、教学手段：板书与多媒体课件演示相结合四、教学方法：课堂讲解、提问五、作业：课外作业：4-1 4-2 6-5 4-6 4-7 4-8 4-9六、参考资料：《光纤通信》刘增基第四章。
《光纤通信》杨祥林第五章第六章《光纤通信》Gerd Keiser著，李玉权等译第七章七、教学内容与教学设计：教学内容教学设计备注【导入】（2分钟）导入2分钟回顾上节课的主要内容，借以引出这节课的主要内容。
[提问]提问引出本章的教学内容。
【讲授新课】（96分钟）第4章光端机4.1光发射机数字光发射机的功能是把电端机输出的数字基带电信号转换为光信号，并用耦合技术有效注入光纤线路，电/光转换是用承载信息的数字电信号对光源进行调制来实现的。
光纤通信技术-第三章-光源与光发射系统-电子教案 (3)
10.什么是张弛振荡？简述张弛振荡产生的原因。
11.什么是码型效应？如何消除码型效应。
12.什么是自脉动现象？自脉动现象有哪些特点？
13.光源的间接调制方法有哪些？
14.光纤通信系统对光发射机的基本要求有哪些？
15.光发射机为什么要进行自动温度控制？
16.光纤通信系统对光源器件的基本要求有哪些？
17.简述激光器的结发热效应。
18.何谓激光器的偏置电流？应如何选择偏置电流？
120.构成激光器必须具备的条件有哪些？
21.在光纤通信系统中，光源为什么要加正向电压？
22.简述半导体激光器的特性。
23.简述F-P腔半导体激光器的结构。
24.光发射机主要有哪些部分组成？简述各部分的作用。
4、课后作业：6。
3.4新型半导体激光器
重点介绍分布式反馈激光器的结构特点，引出在此特点基础上的发光原理，并指明它所具有的独特优点；简要介绍耦合腔半导体激光器与量子阱激光器的结构与特点。
3.5光源的调制
重点介绍光源的直接数字调制以及可能产生的效应：电光延迟、张弛振荡、自脉动、码型效应等。简要介绍光源的三种间接调制方式，包括：声光调制、热光调制和磁光调制。
3.6光发射机
首先介绍通信系统对光发射机的基本要求；重点介绍光发射机的组成与功能，包括：输入电路、光源和控制电路。
1：计划学时：2学时
2：讲授要求：
注意区分新型激光器与F-P腔激光器在结构和性能上的不同，使学生能够对前后学习的知识有一个连贯性的认识；详细介绍光发射机的三个组成部分，使学生清楚各部分的主要功能。
课程
光纤通信技术
章节
第三章
学期
2013/2014学年第一学期
(完整版)[光纤通信]西电第二版课后习题答案
![(完整版)[光纤通信]西电第二版课后习题答案](https://img.taocdn.com/s3/m/3dc093b158fb770bf68a5526.png)
1．光纤通信的优缺点各是什么？答：优点有：带宽资源丰富，通信容量大；损耗低，中继距离长；无串音干扰，保密性好；适应能力强；体积小、重量轻、便于施工维护；原材料来源丰富，潜在价格低廉等。
缺点有：接口昂贵，强度差，不能传送电力，需要专门的工具、设备以及培训，未经受长时间的检验等。
2．光纤通信系统由哪几部分组成？各部分的功能是什么？答：光纤通信系统由三部分组成：光发射机、光接收机和光纤链路。
光发射机由模拟或数字电接口、电压—电流驱动电路和光源组件组成。
光源组件包括光源、光源—光纤耦合器和一段光纤（尾纤或光纤跳线）组成。
模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配（限制输入信号的振幅）作用。
光源是LED 或LD ，这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。
电压—电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口，用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。
光源—光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。
光接收机由光检测器组件、放大电路和模拟或数字电接口组成。
光检测器组件包括一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤—光检波器耦合器、光检测器和电流—电压转换器。
光检测器将光信号转化为电流信号。
常用的器件有PIN 和APD 。
然后再通过电流—电压转换器，变成电压信号输出。
模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。
光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继器等组成。
光纤光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套管组成。
光缆线路盒：光缆生产厂家生产的光缆一般为2km 一盘，因而，如果光发送与光接收之间的距离超多2km 时，每隔2km 将需要用光缆线路盒把光缆连接起来。
光缆终端盒：主要用于将光缆从户外（或户内）引入到户内（或户外），将光缆中的光纤从光缆中分出来，一般放置在光设备机房内。
光纤连接器：主要用于将光发送机（或光接收机）与光缆终端盒分出来的光纤连接起来，即连接光纤跳线与光缆中的光纤。
6．简述WDM 的概念。
西安电子科技大学研究生院 研究生课程教学大纲
课程名称（中文）通信网络理论基础课程编号01068课程名称（英文）Fundamentals of Communication Networks学分 3 适用学科、专业通信与信息系统课程类别硕士课课内学时数46 授课方式讲课考试方式笔试（闭卷）教材名称出版单位作者Data Networks (Second Edition) Prentice Hall,1992 D. Bertsekas R. Gallager信息网络理论基础西安电子科技大学出版社，2001李建东参考书名称出版单位作者计算机网络（第二版）电子工业出版社，1999 谢希仁通信网络基础人民邮电出版社，1999 王承恕任课教师姓名李建东、盛敏开课单位信息科学研究所上机时数课程性质学位课大纲撰写人姓名刘增基、李建东教学目标：使学生深入理解和掌握通信网络共性的基本原理和概念、常用的通信网络的模型和分析方法。
为研究和设计不同类型的通信网络打下坚实的基础。
教学内容：（包括教学计划）：近年来通信网络取得了飞速的发展, 从电话网到ISDN及BISDN,从LAN,WAN到Internet, 从AMPS, GSM,IS-95到IMT2000及PCN等等.本课程主要讨论这些网络共性的基本原理和概念,常用的通信网络的模型和分析方法，包括点对点的传输协议、多址协议、路由算法、流量和拥塞控制、拓扑设计等。
教学内容：（续前）：1. 通信网络概论(6学时)2. 通信网络的业务模型(6学时)3. 点对点的传输协议(6学时)4. 网络的时延模型(6学时)5. 多址协议(6学时)6. 路由算法(6学时)7. 流量和拥塞控制(6学时)8. 网络拓扑设计(4学时)。
光纤通信电子教案
教师备课基本要求1、备课是教学的基本环节，任课教师在备课过程中应根据教学大纲，结合教材特点，针对授课对象的具体情况，认真组织教学内容。
2、认真钻研教材，广泛参阅文献资料，抓住基本概念、基本理论、基本技能和每个章节的基本要求，确定教学重点和难点，科学、合理地安排教学内容。
3、不断更新和充实教学内容，注意结合社会实际，反映本学科发展的科学技术新成就，并能体现自己的相关研究成果和学术观点。
4、注重从学生实际出发，科学、合理设计各种教学方法、手段和板书，充分体现以学生为中心，启发学生思考，引导学生掌握学习方法。
5、教学安排及学时分配应与教学日历同步，合理、得当。
6、每次教案应包括教学目的、教学重点、教学难点、教学过程、教学方法和适量的作业布置等项目，并向学生推介的必要参考书目。
7、无论是手写教案还是电子教案均按规定格式编写。
8、教学文件齐全，整体教案应包括“备课基本要求、教学大纲、教学日历、授课表、学生平时考核表、教案”，且按此顺序进行装订。
课程名称光纤通信使用教材光纤通信技术主编孙学康出版社人民邮电出版社出版时间2008年5月专业班级0712401~02授课时数总64 课时;理论: 48课时;实践: 16课时;其他: 课时; 授课教师授课时间2009年至2010年学年度第二学期主要参考文献1.张宝富等编《光纤通信》西安电子科技大学出版社2007年2.[美]Djafar K.Mynbaev编《光纤通信技术》机械工业出版社2002年3.吴彦文等编《光网络的生存性技术》北京邮电大学出版社2002年4.刘增基等编《光纤通信》西安电子科技大学出版社2005年教师备课纸第 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。
光纤通信_第二版_刘增基_参考答案
1-1光纤通信的优缺点各是什么？答 与传统的金属电缆通信、磁波无线电通信相比，光纤通信具有如下有点：（1）通信容量大。
首先，光载波的中心频率很高，约为2×1014Hz ，最大可用带宽一般取载波频率的10%，则容许的最大信号带宽为20000 GHz （20 THz ）；如果微波的载波频率选择为20 GHz ，相应的最大可用带宽为2GHz 。
两者相差10000倍。
其次，单模光纤的色散几乎为零，其带宽距离（乘）积可达几十GHz*km ；采用波分复用（多载波传输）技术还可使传输容量增加几十倍至上百倍。
目前，单波长的典型传输速率是10 Gb ／s ，一个采用128个波长的波分复用系统的传输速率就是1.28 Tb ／s 。
（2）中继距离长。
中继距离受光纤损耗限制和色散限制，单模光纤的传输损耗可小于0.2 dB ／km ，色散接近于零。
（3）抗电磁干扰。
光纤由电绝缘的石英材料制成，因而光纤通信线路不受普通电磁场的干扰，包括闪电、火花、电力线、无线电波的干扰。
同时光纤也不会对工作于无线电波波段的通信、雷达等设备产生干扰。
这使光纤通信系统具有良好的电磁兼容性。
（4）传输误码率极低。
光信号在光纤中传输的损耗和波形的畸变均很小，而且稳定，噪声主要来源于量子噪声及光检测器后面的电阻热噪声和前置放大器的噪声。
只要设计适当，在中继距离内传输的误码率可达10-9甚至更低。
此外，光纤通信系统还具有适应能力强、保密性好以及使用寿命长等特点。
当然光纤通信系统也存在一些不足：(1) 有些光器件(如激光器、光纤放大器)比较昂贵。
(2) 光纤的机械强度差。
为了提高强度，实际使用时要构成包含多条光纤的光缆，在光缆中要有加强件和保护套。
(3) 不能传送电力。
有时需要为远处的接口或再生的设备提供电能，光纤显然不能胜任。
为了传送电能，在光缆系统中还必须额外使用金属导线。
(4) 光纤断裂后的维修比较困难，需要专用工具。
1-2 光纤通信系统由哪几部分组成?简述各部分作用。
大学物理实验：光纤光学与半导体激光器的光电特性实验
实验39 光纤光学与半导体激光器的电光特性实验二十世纪六七十年代，光纤通信技术和半导体激光器取得了突破性的进展。
光纤通信具有容量大、频带宽、损耗低、传输距离远、不受电磁场干扰等优点，因此光纤通信已成为现代社会最主要的通信手段之一。
半导体激光器是近年来发展最为迅速的一种激光器，由于它体积小、重量轻、效率高、成本低，所以其在光通信、光存储、光陀螺、激光打印、激光测距以及雷达等方面获得了广泛的应用。
【实验目的】（1）了解半导体激光器的电光特性和光纤的基本结构。
（2）掌握作图法获得半导体激光器阈值电流的方法。
（3）掌握光纤的耦合效率和数值孔径的概念及其测量方法。
（4）初步了解光纤通信原理。
【实验仪器】GX1000光纤实验仪，导轨，半导体激光器+二维调整架，光纤夹+三维光纤调整架，光纤，光接收器+二维调整架，激光功率指示计，十二档功率计光探头+一维位移架，音源等。
【实验原理】１．半导体激光器的电光特性当半导体激光器的驱动电流小于某值时，输出光功率很小，一般我们认为输出的不是激光，只有当驱动电流大于一定值（I 0），使半导体增益系数大于阈值时，才能产生激光，驱动电流I 0称之为阈值电流。
半导体激光器的驱动电流与光输出功率的关系如图39-1所示。
２．光纤的结构一般裸光纤具有纤芯、包层及涂覆层（保护层）的三层结构，如图39-2所示。
①纤芯：由掺有少量其他元素（为提高折射率）的石英玻璃构成。
②包层：由石英玻璃构成，但由于成分的差异它的折射率比纤芯的折射率略微低一些，以形成全反射条件。
③涂覆层：为了保护光纤，在包层外涂覆了塑料或树脂保护层，增加了光纤的强度和抗弯性。
光主要在纤芯中传播。
３．光纤的耦合及耦合效率光纤的耦合是指将激光从光纤输入端面输入光纤，以使激光可沿光纤进行传输。
由于光纤有效传输直径（芯层）过于细小，无法用肉眼来衡量耦合的情况。
为此，我们可以从光纤的输出端通过观察输出光的强弱和光斑的情况来判断耦合情况的好坏。
[工程科技]光纤的模式理论2
![[工程科技]光纤的模式理论2](https://img.taocdn.com/s3/m/b53678d3aef8941ea76e055f.png)
当可认为 0 时，可化为标量波动方程
2 E 2 E 2 t 2 H 2 H 2 t
如入射为单色波，时空分离后，可得亥姆霍兹方程
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波动方程
亥姆霍兹方程（Helmholtz equation）是一条描述电磁波的椭圆偏微 分方程，以德国物理学家亥姆霍兹的名字命名。亥姆霍兹方程通常出现在 涉及同时存在空间和时间依赖的偏微分方程的物理问题的研究中。因为它 和波动方程的关系，亥姆霍兹方程出现在物理学中电磁辐射、地震学和声 学研究等问题中。 如：电磁场中的
14
积分形式的麦克斯韦方程组及其物理意义
D H dl I t d
D d Q B d 0 B d E dl t
电荷可以单独存在，电场是有源的 磁荷不可以单独存在，磁场是无源的 变化的磁场产生电场 变化的电场产生磁场
光纤模式的激励（光的入射） 光纤中的模式分布（光线传播轨迹） 模式的传播速度（光线的时延） 模式沿光纤横截面的场分布 光信号的传输损耗 光信号的畸变 模式的偏振特性 模式的耦合
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模式——电磁场场形
模式：是波导结构的固有电磁共振属性的表征。
一给定光纤波导中能够存在的模式及其性质是已确定
了的，而外界激励源只能激励起光纤中允许存在的模 式而不会改变模式的固有性质。
y
Fy
F
x r cos y r sin
F
Fr
r x 2 y 2 arctg( y / x)
(2.11)
6
射线方程的解
由图2.5的入射光得到 dr/dz=tanθi≈θi≈θ0/n(r)≈θ0/n(0) 把这个近似关系代入式 (2.11) 得到
光纤通信系统中常用的调制方法
光纤通信系统中常用的调制方法一．光纤通信概况1.发展1966年，美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表论文，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的大门，引起了人们的重视。
1970年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB ／km的光纤，光纤通信时代由此开始。
由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业内人士青睐，发展非常迅速。
光纤通信系统的传输容量从1980年到2000年增加了近一万倍，传输速度在过去的10年中大约提高了100倍。
2.基本组成光纤通信系统是以光为载波，利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介，通过光电变换，用光来传输信息的通信系统。
最基本的光纤通信系统由光发射机、光纤线路和光接收机组成，具体如下图所示二．光调制与解调1.基本概念类似于电通信中对高频载波的调制与解调，在光通信中叶对光信号进行调制与解调。
不管是模拟系统还是数字系统，输入到光发射机带有信息的电信号，都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，再由接收机通过解调把光信号转换为电信号。
2.常用的调制方式根据调制和光源的关系，光调制可分为直接调制和间接调制两类。
直接调制方法是把要传送的信息转变为电信号注入LD或LED，从而获得相应的光信号，是采用电源调制的方法。
间接调制是利用晶体的光电效应、磁光效应、声光效应等性质来实现对激光辐射的调制，有电光调制、磁光调制、声光调制、电吸收效应和共振吸收效应等。
本文将详细介绍现在常用的是电光调制和声光调制两种。
三、调制方式的详细介绍1.直接调制（1）调制原理直接对光源进行调制，通过控制半导体激光器的注入电流的大小来改变激光器输出光波的强弱。
传统的 PDH 和 2.5Gbit/s 速率以下的 SDH 系统使用的 LED 或 LD 光源基本上采用的都是这种调制方式。
(2)优缺点a.优点：结构简单、损耗小、成本低。
光电检测技术
光电检测技术在光纤通信中的应用摘要：光电检测技术是光学与电子学相结合而产生的一门新兴检测技术。
它主要利用电子技术对光学信号进行检测，并进一步传递、储存、控制、计算和显示。
光电检测技术从原理上讲可以检测一切能够影响光量和光特性的非电量。
它可通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息，然后用光电探测器件将光学信息量变换成电量，并进一步经过电路放大、处理，以达到电信号输出的目的。
然后采用电子学、信息论、计算机及物理学等方法分析噪声产生的原因和规律，以便于进行相应的电路改进，更好地研究被噪声淹没的微弱有用信号的特点与相关性，从而了解非电量的状态。
微弱信号检测的目的是从強噪声中提取有用信号，同时提高测速系统输出信号的信噪比。
关键词：光电二级管雪崩光电二极管光电检测光电效应信噪比光纤通信技术：光纤通信的发展极其迅速，至1991年底，全球已敷设光缆563万千米，到1995年已超过1100万千米。
光纤通信在单位时间内能传输的信息量大。
一对单模光纤可同时开通35000个电话，而且它还在飞速发展。
光纤通信的建设费用正随着使用数量的增大而降低，同时它具有体积小，重量轻，使用金属少，抗电磁干扰、抗辐射性强，保密性好，频带宽，抗干扰性好，防窃听、价格便宜等优点。
中国研究开发光纤通信正处于十年动乱时期，处于封闭状态。
国外技术基本无法借鉴，纯属自己摸索，一切都要自己搞，包括光纤、光电子器件和光纤通信系统。
就研制光纤来说，原料提纯、熔炼车床、拉丝机，还包括光纤的测试仪表和接续工具也全都要自己开发，困难极大。
武汉邮电科学研究院，考虑到保证光纤通信最终能为经济建设所用，开展了全面研究，除研制光纤外，还开展光电子器件和光纤通信系统的研制，使中国至今具有了完整的光纤通信产业。
在光纤通讯技术中光电检测极其重要。
目标信号光电转换器或其它转换装置下转换成脉冲光波，然后通过光纤利用光在光疏光密介质发生全反射定理进行传播，到达终端后通过光电传感器检测、识别，最终到达目的地或终端。
《光纤通信与光纤传感技术》课程教学大纲.
《光纤通信与光纤传感技术》课程教学大纲课程名称：光纤通信与光纤传感技术英文名称：Optical Fiber Communication and Sensing Technology课程类型: 专业课总学时：64 讲课学时：52 实验学时：12学分：4适用对象：通信工程、光信息科学与技术、电子科学与技术等专业本科先修课程：《通信系统原理》、《电磁场与微波技术》一、课程性质、目的和任务光纤通信与光纤传感技术课程是光信息科学与技术专业和电子科学与技术专业的一门专业主干课。
其目的是使学生了解光纤通信系统的基本组成，掌握光纤的传光原理；光源、光检测器的工作原理和工作特性；掌握光发射机、光接收机的各部分组成、结构及工作原理；掌握光纤传感技术理论基础和光纤传感调制技术，掌握光纤温度传感器、机械量传感器、光纤光栅传感器的原理、解调方法。
掌握光纤通信基本实验技能，培养学生分析问题与解决问题的能力，培养学生的动手能力，为毕业后从事光纤通信和光纤传感专业工作打下必要的基础。
二、教学基本要求1．掌握用几何光学方法和波动理论分析光纤的传光原理；掌握光纤传输特性及测量方法。
2．掌握光源、光检测器的工作原理和工作特性；了解光无源器件的工作原理和工作特性。
3．掌握光发射机、光接收机的各部分组成、结构及工作原理；掌握光接收机中的噪声及信噪比、接收灵敏度的推导计算。
4．了解数字光纤通信系统(PDH和SDH)、系统的性能指标及系统的设计；掌握光纤通信系统的测量。
5．掌握EDFA（掺铒光纤放大器）组成、结构及工作原理；掌握光波分复用技术、相干光通信技术；了解光交换技术、光孤子通信等；了解全光通信网络。
6．掌握光纤传感技术理论基础和光纤传感调制技术。
7．掌握光纤温度传感器、机械量传感器、光纤光栅传感器的原理、解调方法。
三、教学内容及要求第一章：概述掌握光纤通信基本概念、光纤通信系统基本组成。
第二章：光纤和光缆了解光纤和光缆的结构和类型, 掌握采用几何光学方法和波动理论分析光纤的传输原理；了解光纤传输特性，包括光纤色散、光纤损耗及光纤非线性光学效应；了解光纤传输特性的测量。
FTTX网络OLT节点规划与部署
6
越城区 皋埠支局 71 530
1.2.2 OLT 节点服务区划分
服务语 音数/线 57 655 46 064 10 747
7 285 33 407 18 224
服务数 据数/线 20 290 17 773 3 303 1 820 9 415 3 800
PON 需求 预测/口 3 839 2 375
大规模应用以后，视机楼条件和管道资源情况选择 是否将 OLT 逐步下移[7]。
另外，为了网络更加扁平化，充分发挥网元设
备“大容量、少局所”的优势，在接入层和汇聚层采
用 OTN 组网，由 OTN 完成接入层 OLT 到 ONU 网
络连接；接入层业务安全保护机制加强。OLT 汇聚
接入层数据上行至汇聚层 OTN，再上联至城域核心
km OLT 节点覆盖户数/
户
500 4.08 16 700
1000 3.49 24 300
3 000 2.42 35 100
6 000 1.92 44 200
10 000 1.62 52 400
表 4 OLT 覆盖半径
区域分类 城市中心区域 城市普通区域
城市郊区 发达乡镇 欠发达乡镇及农村
住户密度 10000 户/km2 6000 户/km2 ≤3000 户/km2 ≤500 户/km2 ≤100 户/km2
OLT 合理覆盖范围 1.5 km≤R≤2 km 2 km≤R≤2.5 km 2.5 km≤R≤5 km 5 km≤R≤10 km 10 km≤R≤15 km
2 OLT 节点部署方案
（1）方案一 OLT 部署于汇聚机房（如图 1 所示） 网络扁平化已经成为光纤接入网发展趋势，随
着 FTTx 的高分光比、长距离技术成熟，OLT 的网络 位置越来越高，用户无需为 OLT 覆盖范围内的新建 DSLAM 再建汇聚网。一般 OLT 节点设置在大容量传 输和数据汇聚节点，具备较好的局房和管道资源条 件。根据现网的情况，OLT 节点部署传输汇聚机房 是汇聚中心的较佳选择方案之一[6]。