光纤通信综述
光纤通信概述通信原理论文(一)
光纤通信概述通信原理论文(一)光纤通信概述通信原理论文光纤通信是一种传输信息的方法，通过利用光纤传输光的方式来传输信息。
相较于传统的电缆传输方式，光纤传输方式有着更高的传输速度和更大的传输容量，因此已经被广泛应用于很多领域之中。
光纤通信的传输原理由两部分构成：信号的传输和光波的传输。
信号的传输是指电子信号通过光纤中的信号处理器进行数字化，然后通过调制器将其转换为光信号。
光信号的传输是指在光纤中的光信号的传输。
这两部分共同构成了光纤通信的传输原理。
光纤通信的传输速率是指可以在单位时间内传输的数据量。
它的速率一般用每秒钟传输的比特数（bps）来表示。
光纤通信的传输速率很高，可以达到1Gbps或更高。
由于传输速率越高，传输的数据量越大，因此光纤通信的传输容量也很大。
光纤通信的传输容量是指在单位时间内可以传输的最大数据量。
传输容量决定了光纤通信可以传输多少数据，传输速率决定了将这些数据传输到目的地所需的时间。
光纤通信主要有两个部分构成：发送端和接收端。
发送端是指发送信息的终端设备，它通常由一个数字到模拟转换器、一个调制器和一个激光二极管组成。
接收端是指接收信息的终端设备，它通常由一个接收器和一个放大器组成。
在光纤通信中，发送端的任务是将信号转换为光信号，并将其通过光纤发送到接收端。
接收端的任务是收集光信号并将其转换为电信号，然后将其发送到接收端的终端设备。
总的来说，光纤通信是一种高速、高容量的通信方式。
它的传输原理由信号的传输和光波的传输构成，传输速率和传输容量都很高。
通过发送端和接收端的协调工作，光纤通信可以将信息准确、快速地传输到目的地。
随着技术的不断改进，光纤通信在未来的通信领域中有着广阔的发展前景。
光纤通信综述 无名
光纤通信的发展综述作者：学号：班级：摘要由于光纤通信具有损耗低、传榆频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰．不易串音等优点，备受业内人士青昧，发展非常迅速，文章概述光纤通信技术的发展历程，并展望其发展趋势。
关键词光纤通信发展过程现状趋势引言近几年来, 我国通信随着“改革开放”的进程已进入高速发展的阶段, 光纤通信是现代化通信网的基础平台, 研究国际光纤通信的发展动态, 进一步研究我国光纤通信的发展战略, 展望未来的发展趋向具有重要的意义。
众所周知，光纤通信技术（optical fiber communications）是从光通信中脱颖而出，现已成为现代通信的主要支柱之一，在现代电信网中起着举足轻重的作用。
光纤通信作为一门新兴技术，其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的，也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。
一、光纤通信发展历程光纤通信是现代通信网的主要传输手段，它的发展历史只有一二十年，已经历三代：短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤．采用光纤通信是通信史上的重大变革，美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路，而致力于发展光纤通信．中国光纤通信已进入实用阶段．光纤通信的诞生和发展是电信史上的一次重要革命与卫星通信、移动通信并列为20世纪90年代的技术。
进入21世纪后，由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长，对大容量（超高速和超长距离）光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。
光纤通信就是利用光波作为载波来传送信息，而以光纤作为传输介质实现信息传输，达到通信目的的一种最新通信技术。
通信的发展过程是以不断提高载波频率来扩大通信容量的过程，光频作为载频已达通信载波的上限，因为光是一种频率极高的电磁波，因此用光作为载波进行通信容量极大，是过去通信方式的千百倍，具有极大的吸引力，光通信是人们早就追求的目标，也是通信发展的必然方向。
光纤通信概述与发展趋势
光纤的折射率分布
光纤通信概述和发展趋势
• 2.
• 按光纤中传输的模式数量，可以将光纤分为多 模光纤(Multi-Mode Fiber，MMF)和单模光纤(Single Mode Fiber，SMF)。 • 在一定的工作波上，当有多个模式在光纤中传 输时，则这种光纤称为多模光纤。
在1.31μm时约为0.4dB/km；在1.55μm时仅为0.2dB/km，已接近理论值( 理论极限为0.1dB/km)。
光纤通信概述和发展趋势
3.光纤损耗主要包括： • (1) 材料的吸收损耗 • 光纤材料吸收损耗包括紫外吸收、红外吸收和杂质吸收等，它是材料本
身所固有的，因此是一种本征吸收损耗。
光纤通信概述和发展趋势
• (3) 辐射损耗 • 当理想的圆柱形光纤受到某种外力作用时，会产生一定曲率半径的弯曲
，导致能量泄露到包层，这种由能量泄露导致的损耗称为辐射损耗。
光纤通信概述和发展趋势
3.4光纤的色散特性
1.什么是光纤色散
信号在光纤中是由不同的频率成分和不同模式成分携带的，这些不同 的频率成分和模式成分有不同的传播速度，从而引起色散。
光纤通信概述和发展趋势
• （2）G.653光纤。G.653光纤特点是零色散波长由G.652光纤的1.31μm位 移到1.55μm制得的光纤，故其称为色散位移光纤。G.653光纤同时实现 了1.55μm窗口的低衰减系数和小色散系数。但是当其用于带有掺铒光 纤放大器的波分复用系统中时，由于光纤芯中的光功率密度过大产生了 非线性效应，限制了G.653光纤在单信道速率10Gbit/s以上波分复用或密 集波分复用系统中的应用
光纤通信概述和发展趋势
3.3光纤的损耗特性
1.衰减系数
光纤通信综述报告
光纤通信综述报告摘要：光纤通信技术（optical fiber communications）从光通信中脱颖而出,已成为现代通信的主要支柱之一,在现代电信网中起着举足轻重的作用。
光纤通信作为一门新兴技术,其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的,也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。
关键词：光纤通信新技术新器件新材料仅在过去5年中，光纤技术领域取得了大量突破性进展，其中包括10Gbit/s网络的构建和单根光纤上每秒太比特容量的成功演示。
不久前，业内成功演示了40Gbit/s和80Gbit/s网络。
这些演示进一步突出了对速度更高、容量更大的网络的需求和期望。
一、光纤通信的发展史世界光纤通信发展史光纤的发明，引起了通信技术的一场革命，是构成21世纪即将到来的信息社会的一大要素。
1966年出生在中国上海的英籍华人高锟，发表论文《光频介质纤维表面波导》，提出用石英玻璃纤维（光纤）传送光信号来进行通信，可实现长距离、大容量通信。
于1970年损失为20db/km的光纤研制出来了。
据说康宁公司花费3000万美元，得到30米光纤样品，认为非常值得。
这一突破，引起整个通信界的震动，世界发达国家开始投入巨大力量研究光纤通信。
1976年，美国贝尔实验室在亚特兰大到华盛顿间建立了世界第一条实用化的光纤通信线路，速率为45Mb/s，采用的是多模光纤，光源用的是发光管LED，波长是0.85微米的红外光。
在上世纪70年代末，大容量的单模光纤和长寿命的半导体激光器研制成功。
光纤通信系统开始显示出长距离、大容量无比的优越性。
按理论计算：就光纤通信常用波长1.3微米和1.55微米波长窗口的容量至少有25000GHz。
自然会想到采用多波长的波分复用技术WDM （WavelengthDivisionMultiplex）。
1996年WDM技术取得突破，贝尔实验室发展了WDM技术，美国MCI公司在1997年开通了商用的WDM线路。
光纤通信概论课件
感谢您的观看
THANKS
光纤放大技术
总结词
简化网络结构
详细描述
光纤放大技术简化了网络结构，减少了中继 站的数量，降低了网络的复杂性和成本。这 有助于提高网络的可靠性和可维护性，降低 运营和维护成本。
光纤放大技术
总结词
推动光网络发展
详细描述
光纤放大技术是推动光网络发展的重要支撑 技术之一。它促进了光网络的规模应用和发 展，使得光网络成为现代通信网络的主流技
光的衍射
光波在传播过程中遇到障碍物或孔隙时，会绕过障碍物或孔隙继续传播的现象。 衍射是光波的波动性的另一重要表现，它也是光学仪器和光通信中常用的技术手 段。
光的全反射
• 光的全反射：当光从光密介质射向光疏介质时，如果入射角大 于某一临界角，光波将在界面上完全反射回光密介质，而不能 进入光疏介质的现象。全反射是光纤通信中的重要原理之一， 它使得光波能够在光纤中实现低损耗、长距离的传输。
光纤通信面临的挑战
技术成熟度
虽然光纤通信技术已经取得了长 足的进步，但在一些特殊环境和 应用场景中，技术成熟度仍需进
一步提高。
成本与投资
光纤通信系统的建设和维护成本较 高，需要大量的资金投入，同时也 需要探索更加有效的商业模式。
网络安全与隐私
随着光纤通信网络的普及，网络安 全和隐私保护问题也日益突出，需 要加强技术和管理措施，保障网络 的安全和用户的隐私。
军事领域
光纤通信在军事领域中具有保 密性好、抗电磁干扰等优点， 广泛应用于军事通信。
企业和校园网络
光纤通信也广泛应用于企业和 校园网络的建设，提供高速、 稳定的数据传输服务。
02
光纤通信系统组成
光源和光发送机
光源
光纤通信网络中的信号调制技术综述
光纤通信网络中的信号调制技术综述光纤通信技术作为一种快速、可靠、高效的信息传输手段，已经成为现代通信领域的重要组成部分。
而光纤通信网络中的信号调制技术，则是实现高速、远距离传输的关键。
本文将对光纤通信网络中常用的信号调制技术进行综述，包括强度调制、频率调制和相位调制三个方面。
首先，强度调制是最简单、最常用的一种调制技术。
它通过改变光信号的强度来表达信息。
其中，最常见的强度调制技术是直接调制和间接调制。
直接调制是通过改变激光器的注入电流来改变光信号的强度，实现二进制信号的传输。
间接调制则是通过改变光信号的其他特性，如电压、电流的变化，进而改变光信号的强度。
强度调制技术具有简单、成本低、易于实现的优势，但由于光信号强度受到光纤传输过程中的损耗和失真的影响，传输距离有一定限制。
其次，频率调制是通过改变光信号的频率来表达信息。
常见的频率调制技术有直接频率调制、间接频率调制和外差频率调制。
直接频率调制是通过改变激光器的激励电压或电流来改变激光输出的频率。
间接频率调制则是利用光信号通过电子器件的特性，实现对光信号频率的改变。
外差频率调制是通过将原始信号与本地振荡器产生的参考信号进行外差，得到频率调制后的信号。
频率调制技术具有传输距离远、抗噪声干扰能力强的特点，但其实现相对较为复杂，对设备要求较高。
最后，相位调制是通过改变光信号的相位来传输信息。
常见的相位调制技术有二进制相位调制和多进制相位调制。
二进制相位调制通过改变光信号相位的状态（0或π），来表示二进制信息的传输。
多进制相位调制则通过改变光信号相位的多个状态（如4个相位状态），来表示更多的信息。
相位调制技术具有传输速率高、抗干扰能力强的优势，但其实现相对较为复杂，对传输距离和调制解调器的要求也较高。
除了以上主要的信号调制技术外，还有一些复合调制技术在光纤通信网络中得到应用。
例如，直接调制和相位调制的复合技术可在一定程度上综合利用两种调制技术的优势，减小传输信号的失真和噪声干扰。
光纤通信总结
一 绪论1. 1966年英籍华裔学者高琨和霍克哈姆发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信——光纤通信的基础。
2. 光纤通信技术不断创新：光纤从多模发展到单模，工作波长从0.85μm 发展到1.31μm ，传输速率从几十Mb/s 发展到几十Gb/s 。
3. 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。
4. 电缆通信和微波通信的载波是电波，光纤通信的载波是光波。
5. 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，是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，这种调制的优点是调制速率高，缺点是技术复杂，成本较高。
6. 目前，使用光纤通信系统普遍采用直接调制——直接检测方式，光接收机最重要的特性参数是灵敏度。
7. 光纤通信系统包括电信号处理部分和光信号传输部分。
光信号传输部分主要由基本光纤传输系统组成，包括光发射机、光纤传输线路和光接收机三个部分。
光纤通信系统可以传输数字信号，也可以传输模拟信号。
二 光纤和光缆1、光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。
纤芯的折射率比包层稍高，损耗比包层更低，光能量主要在纤芯内传输。
包层为光的传输提供反射面和光隔离，并起一点的机械保护作用。
2、光纤类型：突变型多模光纤 、渐变性多模光纤、单模光纤 等等3、损耗限制系统的传输距离，色散则限制系统的传输带宽。
色散是在光纤中传输的光信号，由于不同成分的光的传播时间不同而产生的一种物理效应。
色散一般包括模式色散、材料色散和波导色散。
模式色散：是由于不同模式的传播时间不同而产生的，它取决于光纤的折射率分布，并和光纤材料折射率的波长特性有关。
材料色散：是由于光纤的折射率随波长而变化，以及模式内部不同波长成分的光，其传播时间不同而产生的。
光纤通信概述通信原理论文-V1
光纤通信概述通信原理论文-V1光纤通信概述及通信原理随着时代的进步，现代化的通信工具越来越成为人们生活中必不可少的一项。
而光纤通信作为现代通信技术的代表之一，快速发展并被广泛使用。
本文将对光纤通信的概念、原理、特点和优势等进行详细介绍。
一、光纤通信的概念和定义光纤通信是指利用光纤作为信号传输介质，通过调制光波来传送信息的一种通信方式。
光纤通信是一种先进的数字通信技术，它使大量信息能够通过同一根光纤传输，不仅传输距离长、传输速度快，而且抗干扰、保密性强。
二、光纤通信的原理1. 发送端发送端一般由调制器、激光器、驱动电路和热控制器等组成。
调制器将送入的电信号转换为模拟光信号，并将其输入到激光器中。
2. 光纤传输利用光纤作为信号传输介质，通过调制光波来传送信息。
光纤内部有一个非常高的折射率，从而使得光线可以有效地沿光纤传输。
另外，由于光速非常快，也是在光线传输方面优秀表现的一个方面。
3. 接收端接收端由检测器、前置放大器、数字处理器等组成。
检测器将光信号转换成电信号，前置放大器将信号放大，数字处理器则将信号整形、滤波并进行解码。
三、光纤通信的特点和优势1. 传输速度快相较于传统通信方式，光纤通信具有非常高的传输速度，能够实现Gb/s级别的高速传输，从而大大提高信息传输的效率。
2. 传输距离长光纤通信具有非常长的传输距离，一般可达到几十公里甚至更远。
而且即使是在传输距离非常远的情况下，它的传输质量也能够保持良好。
3. 阻止干扰光纤通信利用光传输信号，因此光信号不会伴随着磁场和电场，所以不易受到干扰。
4. 安全保密光纤通信的传输过程由于是利用光信号进行传输，难以被窃听和截获，从而保证信息的安全性。
总结：本文简要介绍了光纤通信的概念、原理、特点和优势。
通过阐述，希望能够更好地加深大家对于现代通讯技术的认知。
在未来，随着通信技术的不断发展与升级，“光纤通信”将会继续引领未来通信技术的发展趋势。
光纤通信系统中光调制技术综述
光纤通信系统中光调制技术综述随着信息技术的迅猛发展，光纤通信系统作为一种高速、大容量的信息传输方式，广泛应用于现代通信领域。
而光调制技术作为光纤通信系统中的重要环节，扮演着关键的角色。
本文将对光纤通信系统中的光调制技术进行综述，包括其基本原理、发展历程以及应用前景。
首先，我们来了解光调制技术的基本原理。
光调制技术是指通过改变光信号的某些特性来实现信息的传输和控制。
主要有三种基本的光调制技术：幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
幅度调制是通过改变光信号的振幅来传输信息；频率调制是通过改变光信号的频率来传输信息；相位调制则是通过改变光信号的相位来传输信息。
这些调制技术的选择将取决于不同应用场景和需求，以实现更高的数据传输速率和更低的误码率。
其次，我们来看一下光调制技术的发展历程。
20世纪50年代末，最早的光纤通信系统使用的是幅度调制技术，但受限于光信号的带宽和噪声等因素，传输距离和数据传输速率都较为有限。
随着科技的不断发展，频率调制和相位调制技术得到了广泛应用。
频率调制技术可以克服幅度调制技术中的带宽限制问题，实现更高的数据传输速率；相位调制技术则可以在光信号中携带更丰富的信息，提高信息传输的可靠性。
近年来，随着高速数字信号处理、光电器件技术的快速发展，光调制器的研究和应用也取得了重要突破，为光纤通信系统的进一步发展提供了基础。
最后，我们来讨论一下光调制技术的应用前景。
光调制技术在高速、大容量的光纤通信系统中扮演着重要角色。
光调制技术的不断创新和发展，为光通信系统提供了更高的数据传输速率和更稳定的信号传输质量。
光调制技术还被广泛应用于光传感器、光纤传感等领域，推动了信息通信技术的发展。
此外，随着数据中心、云计算等新兴应用的快速发展，对光纤通信系统的需求也越来越高，这将进一步促进光调制技术的创新和进步。
综上所述，光调制技术作为光纤通信系统的关键环节，在信息传输和控制中起着重要作用。
通过改变光信号的振幅、频率或相位，光调制技术可以实现高速、大容量的信息传输。
光纤通信综述
光纤通信综述
光纤通信是目前通信领域的一项重要技术。
它采用光纤狭窄的波导传输光信号，通过一定的信号调制方法，将音频、视频、数据等信息转换成光脉冲，通过光纤传输到另一端，然后将光信号转换成电信号，再经过解调处理恢复出原信号。
光纤通信传输距离长、带宽大、速度快、抗干扰性能强、安全性高、易扩容等特点，得到广泛应用。
光纤通信主要分为单模光纤和多模光纤两种类型。
单模光纤的传输性能更加优越，它能够实现更高速率的传输和更长距离的传输，其光纤的直径也较小，抗干扰性更高。
而多模光纤的直径较大，由于多次反射散射而导致不同光波产生干涉和衰耗，因此对于高速传输距离较短的场景更为适用。
光纤通信技术的发展经历了数十年的艰苦努力。
早期，光纤通信的成本极高，但随着技术的升级和推广，其成本逐渐降低。
现在，光纤通信技术已经广泛应用于移动通信、广电、有线电视等众多领域。
另外，随着智能制造、物联网等技术的广泛应用，对光纤通信的需求也越来越多。
尤其是在5G时代的到来，光纤通信
的应用愈发广泛。
同时，在大数据、人工智能等领域，光纤通信技术也得到了广泛的应用。
在国内，光纤通信的发展也非常迅速。
我国已成为全球最大的光纤生产国之一，同时也是光纤通信市场最具潜力的市场
之一。
通过大力发展和应用光纤通信技术，有望为信息化建设提供强有力的支撑，并推动社会经济的快速发展和进步。
总之，光纤通信技术的应用不断拓展和完善，也从不同方面促进经济和社会的发展。
未来，随着物联网、智能制造等新兴技术的不断出现，光纤通信技术将有更广泛的应用前景。
5.1.15.1光纤通信概述
一、光纤通信的定义
定义: 光纤即光导纤维的简称。 光纤通信：是以光波为载波，以光导纤维作为传输媒质的一种 通信方式.
为什么要采用光纤通信技术？. ·需要传输的信息量越来越大 ·对传输信息的质量要求越来越高
二、光纤通信的发展史
• 1、探索时期的光通信 • 原始形式的光通信: “烽火台”，“旗语”； • 1880年，美国人贝尔(Bell)发明了“光电话”； • 1960年，美国人梅曼(Maiman)发明了第一台红宝石激光器；
二、光纤通信的发展史
• 3光纤通信开始飞速发展
• 1980年,多模光纤通信系统投入商用。 • 1990年单模光纤通信系统进入商用化阶段。 • 2000年，总容量为320Gbit/s的密集型光波复用系统进入商用化。 • 光纤已成为宽带信息通信的主要媒质和现代通信网的重要基础设施。
三、光纤通信的工作波长来自四、光纤通信系统的基本组成
• (3)光接收机 • 作用是将光纤传送过来的光信号转变为电信号，然后进行进一步的处理。 • 光接收机的核心器件是光电检测器
四、光纤通信系统的基本组成
• (3)光中继器 • 对衰减了的光信号进行放大,恢复失真了的波形。 • 一类是光——电——光间接放大的光中继器 • 另一类是对光信号直接放大的光放大器，如掺铒光纤放大器(EDFA)。
五、光纤通信的特点
• 1.传输频带宽,通信容量大 • 2 中继距离长 • 3. 抗电磁干扰
五、光纤通信的特点
• 4信道串扰小、保密性好 • 5. 原材料资源丰富,节省有色金属 • 6. 体积小、重量轻、便于敷设和运输
本节结束
二、光纤通信的发展史
• 2 现代光纤通信
• 1966年，英籍华裔学者高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表了关于传
光纤通信原理详解
光纤通信原理详解一、光纤通信概述在当今信息时代中，光纤通信作为一种高速、高带宽的通信方式，已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
本文将详细解析光纤通信的原理和相关技术，以帮助读者更好理解和应用这一技术。
二、光纤通信的基本原理光纤通信的基本原理是利用光的传播特性，将信息通过光的传输来实现。
光纤通信系统主要包括三个关键部分：光源、光纤传输和光检测。
1. 光源光源是光纤通信系统中的重要组成部分，它产生光信号，将信息转换为光的形式，然后通过光纤进行传输。
目前，常用的光源主要有发光二极管（LED）和激光器。
激光器具有高亮度、大功率和窄发射谱宽等特点，被广泛应用于光纤通信中。
2. 光纤传输光纤作为信息传输的媒介，其核心组成部分是光纤芯和光纤包层。
光信号通过光纤的全内反射现象，在光纤内部传输。
光纤的传输特点是低损耗、高容量和抗电磁干扰。
3. 光检测光检测是指将传输过来的光信号转换为电信号的过程。
光纤通信中常用的光检测器有光电二极管（PD）和光电倍增管（PM）。
通过光检测器将光信号转换为电信号后，可以进行解码和处理，完成对信息的还原。
三、光纤通信的工作原理光纤通信的工作可以分为发送和接收两个过程。
1. 发送过程在发送过程中，信息先经过调制器进行调制处理，将信号转换为光的形式。
然后，通过光纤传输，光信号在光纤内部通过全内反射原理进行传播。
在传输过程中，光信号会受到一定的衰减和色散现象，因此会通过光纤放大器进行增强处理，以保证信号的传输质量。
最后，通过光纤尾部的连接器或光耦合器将光纤与接收端连接，完成发送过程。
2. 接收过程接收过程中，首先通过接收端的连接器或光耦合器将光纤与接收设备连接，接着光信号通过光纤进入光检测器。
光检测器将光信号转换为相应的电信号，经过解调和处理后，将信息还原为原始信号。
最后，经过相应的调理和处理，将信号发送给终端设备，完成接收过程。
四、光纤通信的优势与应用光纤通信相比传统的铜线通信具有明显的优势，主要体现在以下几个方面：1. 高速传输：光纤通信的数据传输速率非常高，功率损耗较小，可以满足大容量、高速率的信息传输需求。
光纤通信综述
一、概述随着社会信息技术的发展,3G网络的实施,4G网络的开发与研究,IPTV三网融合、物联网等的实施和提出,对现有的网络提出了革命性的要求,人类对于信号传输带宽的需求一直在以惊人的速度增长。
移动性、无线化、数字化和宽带化是当今信息业发展的趋势,超高速、超大容量成为信息传送追求的主要目标。
光纤通信(Optical Fiber Communications)技术是利用光波作为载波来传递信息的技术。
当今，光纤以其传输频带宽、抗干扰性高和信号衰减小，而远优于电缆、微波通信的传输，已成为世界通信中主要传输方式。
在20世纪60年代初期，由于人们无法解决光的散射等问题，光通信一直没有重大的发展。
直到20世纪60年代中期，情况才发生改变，而改变这一现状的正是一位中国人-高锟。
1966年，高锟发表了关于通信传输新介质的论文，提出可以利用光导纤维进行信息传输的可能性和技术途径，这才奠定了光通信的基础。
1970年，美国康宁公司按照高锟的思路造出了损耗为20dB/km的石英光纤，使得光纤的研制取得重大突破。
1972年，该公司生产的高纯石英多模光纤的损耗下降到4dB/km。
到了20世纪80年代初，单模光纤在波长1.55um的损耗已经下降到0.2dB/km，而目前G.654光纤在1.55um波长附近损耗仅0.1510.2dB/km，接近光纤的理论极限。
由于高锟在开创光纤通信历史上的卓越贡献，2009年10月6日被授予了诺贝尔物理学奖。
光纤通信(Optical Fiber Communications)技术是利用光波作为载波来传递信息的技术。
当今，光纤以其传输频带宽、抗干扰性高和信号衰减小，而远优于电缆、微波通信的传输，已成为世界通信中主要传输方式。
在20世纪60年代初期，由于人们无法解决光的散射等问题，光通信一直没有重大的发展。
直到20世纪60年代中期，情况才发生改变，而改变这一现状的正是一位中国人-高锟。
1966年，高锟发表了关于通信传输新介质的论文，提出可以利用光导纤维进行信息传输的可能性和技术途径，这才奠定了光通信的基础。
光纤通信概述及光纤和光缆基础知识介绍
光纤通信概述及光纤和光缆基础知识介绍一、光纤通信概述光纤通信是一种基于光纤传输信息的技术，它利用光的特性实现信号的传输和处理。
与传统的铜线和无线通信相比，光纤通信具有更高的带宽、更低的信号衰减和更远的传输距离等优点，因此成为国际上普遍采用的通信方式之一。
光纤通信系统通常由三部分组成：光源、传输介质和接收器。
其中，光源产生光信号，光纤负责传输；光接收器接收信号并将其转化为电信号。
光源可以是半导体激光器、发光二极管等，而光接收器则可以是光电二极管、光二极管等。
光纤通信系统具有以下优点：1.高速传输：光纤的传输速度很快，可达到每秒数十亿位的传输速率，远高于传统的铜线通信。
2.信号衰减小：由于光纤中传播的是光信号，而光信号的衰减比电信号小很多，因此在长距离传输时，光纤的信号衰减相对较小，传输质量更好。
3.安全可靠：由于光信号无法被窃听和干扰，因此光纤通信更安全可靠。
二、光纤和光缆基础知识介绍1. 光纤光纤是将光束导入硅基、石英等材料中传播的一种技术。
一般由芯、包层和包覆层组成。
芯是载流介质，包层是用来防止信号泄漏的介质，包覆层是用来保护光纤的外层。
光纤的类型主要有多模光纤和单模光纤两种。
多模光纤的芯的直径一般为50或62.5微米，单模光纤的芯的直径只有几个微米左右。
单模光纤的优点在于传输质量更好，由于芯的直径小，所以功率损失更少，传输距离也更远，但造价也较高。
2. 光缆光缆是用来保护和传输光纤的一种材料。
它主要由光纤、护套、铠装层和防水层等组成。
光缆的护套一般由PVC、LSZH和PE等材料构成，不同的护套材料具有不同的特性，一般用于不同的场合。
光缆比较脆弱，需要特别的保护，因此在光缆的外层一般要铺设防水层、铠装层等来进行保护。
其中的防水层主要作用是保护光缆不能被水泡，铠装层则是为了防止外力对光缆的影响。
三、总结光纤通信是一种现代化的通信技术，它具有高速传输、信号衰减小和安全可靠等优点。
光纤通信系统由光源、传输介质和接收器三部分组成。
第一章光纤通信概述
高 锟----光纤通信发明家（左）
2009 年获 得诺 贝尔 物理 学奖
1998年在英国接受IEE授予的奖章 第一章光纤通信概述
1970年，光纤研制取得了重大突破
1970年，在高锟理论的指导下，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。
第四阶段（1996年-至今） 开展研究光纤通信新技术第。一章光纤通信概述
通信波段划分及相应传输媒介
频率 Hz
101 102 103 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015
频段 划分
电力、电话
传 输 介 质
无线电、电视
微波
AM无线电 FM无线电 卫星/微波 同轴电缆 双铰线
第一章光纤通信概述
早期光通信
旗语（世界各国海军通用的语言） 不同的旗子，不同的旗组表达着不同的意思。 郑和下西洋
交通信号灯、机场上的跑道标志灯
第一章光纤通信概述
1880年，美国人贝尔发明了 “光电话”
第一章光纤通信概述
Bells Photophone
1880 - Photophone Receiver
为0.29dB/km。
➢1981年多模光纤活动连接器进入实用
➢1984年 武汉、天津34Mb/s市话中继光传输系统工程建成(多
模)
➢1990年，研制出G.652标准单模光纤，最小衰减达0.35dB/km
1992年降至0.26dB/km
第一章光纤通信概述
光纤技术发展概况
➢ 1991年，研制出G.653色散位移光纤。最小衰减达
光纤通信系统的传输容量取决于光纤特性、光源特性和调 制特性。适用光纤共有约200nm宽的低损耗区，理论上可提供 相当于300THz的频带宽度。第一章光纤通信概述
光纤通信概述
光纤通信概述
光纤通信是一种利用光纤传输信息的通信技术。
光纤是一种特殊的纤维，由高纯度的玻璃或塑料制成，具有非常高的折射率，可以将光信号进行高效传输。
光纤通信通过将信息转换为光信号，并在光纤中进行传输，最后再将光信号转换回电信号来实现数据的传送。
光纤通信具有许多优点。
首先，它具有非常高的传输带宽，能够支持大量的数据传输。
其次，光纤通信具有很低的传输损耗，可以实现长距离的传输而不会出现明显的信号衰减。
此外，光纤通信还具有抗电磁干扰、安全性高等特点，适用于各种应用场景，如电话通信、互联网接入、数据中心互连等。
光纤通信系统主要包括光源、调制器、光纤传输介质、光纤连接器和接收器等组成部分。
光源产生光信号，调制器将电信号转换为光信号。
光纤作为传输介质传输光信号，光纤连接器用于连接光纤。
接收器将光信号转换为电信号，最终实现信息的接收和解码。
在光纤通信中，常用的调制技术有强度调制、频率调制和相位调制等。
光纤通信系统还需要采用光纤放大器来增强光信号的强度，以确保信号能够在长距离传输时保持稳定。
总而言之，光纤通信作为一种高效、高带宽的通信技术，已经成为现代通信领域的重要基础设施，推动了信息社会的发展和进步。
光纤通信介绍
缺点：成本较高需要高精度设备
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
优点：传输距离远、损耗低、抗干 扰能力强
应用场景：适用于长距离、高速、 大容量的数据传输
多模光纤通信
定义：多模光纤通信是指利用多条传播路径传输信号的光纤通信方式。
特点：多模光纤通信具有传输容量大、传输距离长、传输质量稳定等优点。
应用场景：多模光纤通信广泛应用于高速通信网络、数据中心、云计算等领域。 发展趋势：随着技术的发展多模光纤通信将不断优化提高传输速率和稳定性满足不断增长的通 信需求。
未来发展：随着光子集成和光电子集成技术的不断进步光纤通信系统的性能将得到进一步提升应 用领域也将不断扩大
新型光纤材料和器件
光纤材料：硅基材 料、塑料聚合物等
光纤器件：光放大 器、光调制器、光 滤波器等
新型光纤材料和器 件的应用场景：数 据中心、云计算、 物联网等
未来发展趋势：小 型化、集成化、智 能化
光纤波导理论
光纤通信的基本原 理
光纤的结构和材料
光的全反射现象
光纤波导的传输特 性
光纤的传输特性
光纤传输速率高 可实现高速数据 传输。
光纤传输损耗低 传输距离远。
光纤传输不受电 磁干扰具有很高 的抗干扰能力。
光纤传输保密性 好不易被窃听。
光纤通信的应用
电信通信网络
光纤通信在电信通信网络中发挥着 重要作用提供高速、大容量的数据 传输。
THNK YOU
汇报人：
电视广播：光纤通信 可以传输大量的视频 和音频信号广泛应用 于电视广播信号传输。
远程医疗：光纤通信 可以提供高速、高质 量的数据传输支持远 程医疗的发展。
物联网：光纤通信可 以满足物联网设备之 间的通信需求促进物 联网的发展和应用。
光纤通信概述(光纤通信课件)
四、 光纤通信系统的组成
（三）光纤
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。
四、 光纤通信系统的组成
（四）光接收机
光接收机
的作用是进行光/电转换，即将由光纤传来的 微弱光信号转换为电信号，经放大处理后，恢复 成发射前的电信号。 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，由电端机解复用后再进行数/模转换， 恢复成原来的模拟信息。
一、光纤通信的发展史
（三）光纤通信发展的里程碑
高锟 华裔物理学家
生于中国上海，祖籍江苏金山（今上海市金山区）， 拥有英国、美国国籍并持中国香港居民身份，目前 在香港和美国加州山景城两地居住。高锟为光纤通 讯、电机工程专家，华文媒体誉之为“光纤之父”、 普世誉之为“光纤通讯之父”（Father of Fiber Optic Communications），曾任香港中文大学校长。 2009年，与威拉德·博伊尔和乔治·埃尔伍德·史密斯 共享诺贝尔物理学奖。
五、光纤通信的特点与应用
（二）光纤通信的应用
4.特殊通信手段。如石油、煤矿等部门易燃易爆环境下使用的 光缆及飞机、导弹等内部的光缆系统。 5.各种专用通信网。如电力、公路、铁路等部门通信、 指挥调度、监控的光缆系统。 6.有线电视的干线及分配网；工业电视系统；自动控制系统的 数据传输。
光纤通信文献综述分布式光纤传感技术的应用
分布式光纤传感技术的应用文献综述学院:电气工程学院专业:通信工程名字:学号:摘要:在光纤传感领域当中,分布式传感技术在国内外都是研讨的热点,并得到广泛的应用。
论文首先对光纤传感技术进行概述,并讲述分布式光纤传感技术的原理和特点,对基于不同效应的光纤传感技术进行对比论证;其后介绍该技术在不同领域的应用;最后对分布式光纤传感技术将来的发展和展望进行阐述。
关键词:光纤传感器;光纤通信;分布式光纤1.引言近年来,随着光纤通信技术的发展,光纤传感技术因而逐步形成。
这是一种用作测量外界物理信息的新型传感技术,它的载体为光波,传输媒质为光纤。
光纤传感是利用光纤对外界环境因数十分敏感,如温度、压力、磁场电场等环境因素的变化,从而引起光波参量的变化,比如相位、强度、频率和偏振态等。
通过测量光波参数的变化,就可以知道其外界各种物理量的大小,这就是光纤传感器应用的基本原理。
基于光纤传感技术的光纤传感器具有许多优点,光纤是非金属材料,因此光纤具有很高的绝缘性;光纤在传输信息的过程中,对电磁场的抗干扰能力很强;其互感器体积小,能够比较方便的与计算机控制系统连接。
因此,在各个范畴都有对光纤传感技术的研究与应用,成为传感技术的先驱,推动着该领域的进一步发展[5]。
分布式光纤传感器不仅具备普通光纤传感器的优点[2],如抗电磁干扰性好、无辐射干扰性和化学稳定性好等,而且还可以沿着光纤同时得到被测场在空间和时间上的延续分布信息[7]。
分布式光纤传感器的种类有很多,主要有基于瑞利散射的传感技术、基于拉曼散射的传感技术、基于布里渊效应的传感技术和基于光偏振特性的传感技术等。
2.分布式光纤传感技术的基本原理根据信号的性质,分布式光纤传感技术可以分为4类:分别是基于瑞利散射的传感技术、基于拉曼效应的传感技术、基于布里渊效应的传感技术和基于前向传输模耦合的传感技术,下面将对前3种技术进行介绍。
2.1基于瑞利效应的分布式光纤传感技术瑞利散射是入射光与介质中的微观粒子产生弹性碰撞所引起的,散射光的频率与入射光的频率相同。
- 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)。
一、概述随着社会信息技术的发展,3G网络的实施,4G网络的开发与研究,IPTV三网融合、物联网等的实施和提出,对现有的网络提出了革命性的要求,人类对于信号传输带宽的需求一直在以惊人的速度增长。
移动性、无线化、数字化和宽带化是当今信息业发展的趋势,超高速、超大容量成为信息传送追求的主要目标。
光纤通信(Optical Fiber Communications)技术是利用光波作为载波来传递信息的技术。
当今，光纤以其传输频带宽、抗干扰性高和信号衰减小，而远优于电缆、微波通信的传输，已成为世界通信中主要传输方式。
在20世纪60年代初期，由于人们无法解决光的散射等问题，光通信一直没有重大的发展。
直到20世纪60年代中期，情况才发生改变，而改变这一现状的正是一位中国人-高锟。
1966年，高锟发表了关于通信传输新介质的论文，提出可以利用光导纤维进行信息传输的可能性和技术途径，这才奠定了光通信的基础。
1970年，美国康宁公司按照高锟的思路造出了损耗为20dB/km的石英光纤，使得光纤的研制取得重大突破。
1972年，该公司生产的高纯石英多模光纤的损耗下降到4dB/km。
到了20世纪80年代初，单模光纤在波长1.55um的损耗已经下降到0.2dB/km，而目前G.654光纤在1.55um波长附近损耗仅0.1510.2dB/km，接近光纤的理论极限。
由于高锟在开创光纤通信历史上的卓越贡献，2009年10月6日被授予了诺贝尔物理学奖。
光纤通信(Optical Fiber Communications)技术是利用光波作为载波来传递信息的技术。
当今，光纤以其传输频带宽、抗干扰性高和信号．衰减小，而远优于电缆、微波通信的传输，已成为世界通信中主要传输方式。
在20世纪60年代初期，由于人们无法解决光的散射等问题，光通信一直没有重大的发展。
直到20世纪60年代中期，情况才发生改变，而改变这一现状的正是一位中国人-高锟。
1966年，高锟发表了关于通信传输新介质的论文，提出可以利用光导纤维进行信息传输的可能性和技术途径，这才奠定了光通信的基础。
1970年，美国康宁公司按照高锟的思路造出了损耗为20dB/km的石英光纤，使得光纤的研制取得重大突破。
1972年，该公司生产的高纯石英多模光纤的损耗下降到4dB/km。
到了20世纪80年代初，单模光纤在波长1.55um的损耗已经下降到0.2dB/km，而目前G.654光纤在1.55um波长附近损耗仅0.1510.2dB/km，接近光纤的理论极限。
由于高锟在开创光纤通信历史上的卓越贡献，2009年10月6日被授予了诺贝尔物理学奖。
目前，随着数据业务的爆炸性增长，通信道路越来越拥挤，光通信将成为唯一的出路。
因此，现在世界上所有新建的通信干线均采用光纤。
波分复用(WDM)系统也在海底光缆系统上使用，Tyco全球网大西洋部分有对光纤，目标容量为每对光纤传输64个10Gb/s WDM信道。
2002年阿10.2Tb/s(25642.7Gb/s)L波段成功进行了距离为尔卡特在C波段和3100km的传输实验。
根据OFC2009年报道，NTT 2007年演示了一个线路容量为10Tb/s的系统[NThB1]，该系统采用DWDM的DQPSK调制，每个信道数据速率为111Gb/s，实现了48pb/s·km的传输。
该系统经过为要求的BER9.2dBQ3600km传输后，所有信道的参数大于，比还要好。
9.1dB．我国的光通信技术研究大概从1974年。
并在进入80年代后，我国的光纤通信的关键技术开始达到国际先进水平。
烽火通信于2005年也3.2Tb/s(8040Gb/s) DWDM的800km进行了传输实验，引领我国光通信技术的发展。
另外，国内的华为，中兴等通信领域的重头在近年来开始大范围的光通信技术的研发实验，使得我国光通信技术更是站上时代的前沿。
在近日举行的“2012年中国光通信发展与竞争力论坛”上，华为一举获得了“2012年中国光通信最杰出企业大奖”、“2011-2012年度全球光传输与网络接入设备最具竞争力企业10强”、“2011-2012年度中国光通信最具综合竞争力企业10强”、“2011-2012年度中国光传输与网络接入设备最具竞争力企业10强”、“2011-2012年度中国光通信市场最具品牌竞争力企业10强”五项大奖。
这再次突显了我国通信传统强军在全球光通信市场中所占据的主导地位。
FOFDM,其不同于传统的ofdm，只需用传统ofdm一半的带宽，通常fofdm系统的搭建，要用到dft或者dct。
本系统中我们采用的是dct 调制。
DDO-FOFDM系统常规的强度调制和直接检测的光FOFDM长距离基带传输系统的原理框图如下图所示。
该系统中主要分为五个部分：FOFDM信号产生模块、光发送模块、光纤链路模块、光接收模块和OFDM信号处理模块。
伪随机比特序列，即需要发送的信息比特，进行串并转换并实现相应的ASK调制，对子载波进行反离散余弦变换，紧接着对信号进行并串BPSK和转换和添加循环前缀，最后经数模转换器转换为模拟电FOFDM信号,循环前缀则能消除符号间干扰。
在光发射端，生成的基带电OFDM信号经过一个光马赫曾德尔强度调制器（MZM）被直接调制加载到光载波上，产生基带的光载OFDM信号，然后经过一个功率放大器放大后由光纤传输至光接收端。
在接收端，光电二极管将接收到的光信号检测并转换成模拟的基带电FOFDM信号，经由低通滤波后，信号被模数转换器转换为数字FOFDM信号。
最后通过数字信号处理模块，对接收的数字信号进行FOFDM解调。
其中，OFDM解调主要包括：移除循环前缀、串并转换、离散余弦变换、均衡、ASK或BPSK解调、并串转换，得到传输的信息比特，并完成信息比特的误码分析。
单边带调制单边带调制，是一种可以更加有效的利用电能和带宽的调幅技术。
单边带调制根据调制信号的频谱样式可分为以下三类，如图2.1所示。
第一类是原型单边带:这种调制方法在传输消息时只利用了其中一个边带；第二类是残留单边带：该类调制方法在发送一个边带的同时，还会发送另外一个边带小部分信号。
第三类是独立边带：该方法的做法是系统依然发送两个边带，但是这两个边带会被调制不同信息。
单边带调制从载频发送电平的大小的角度划分又分为三类。
第一类为载频全抑制制:只发送边带信号，不发送载频信号。
第二类为导频制：除了发送边带信号外，还发送一个低电平的载频信号作“导频”用。
第三类为兼容单边带制：即载频电平全发送的原型单边带。
单边带调制和解调的方法有多种，其中最常用的是滤波法。
用滤波法实现单边带调制，是分双边带信号形成和无用边带抑制两步完成的。
双边带信号由平衡调制器形成。
由于调制器的平衡作用，载频电平被抑制到很低。
对无用边带的抑制，是由紧跟在平衡调制器后面的边带滤波器完成的。
当需要形成多路独立边带信号时，就需要有相应数目的单边带信号产生器，它们具有不同的载频和不同中心频率的边带滤波器。
然后把这些占有不同频段的单边带信号线性相加，便可得到多路独立边带信号。
单边带信号的解调，除了载频全发送的兼容单边带和残留单边带可以用包络检波外，其他各类单边带的解调只能用单边带产生的相反过程来完成，即仍用平衡调制器完成单边带信号频谱向基带的平移，并通过紧跟在调制器后面的低通滤波器，提取有用的基带信号，抑制无用的边带信号。
光单边带调制．光通信系统中传统的调制技术一般是产生光双边带信号(Optical Double Sideband，ODSB)，这占用了较大的光纤带宽且容易受到光纤色散的限制。
因此，在后来的研究中，单边带调制技术在光通信得到了人们的重视。
相对于双边带调制，光单边带(O ptical Single Sideband，)调制的优势主要体现在以下几点。
OSSB(1) OSSB调制格式延长了色散限制的传输距离，使得频带的利用率在双边带调制格式的基础上有了很大的提高，达到一倍之多，这大大增加了系统容量。
(2) OSSB调制的检测相对简单，可以使用直接或者自差的探测方法，频谱上没有回叠现象的产生，保留了大部分的相位信息。
而这是双边带调制做不到的。
(3) OSSB的调制方法对系统的器件的噪声指数会有所缓和。
产生单边带信号最常用的方法如之前所陈述，即是滤波法。
当然还有另外一种实现单边带调制的方法，即移相法。
该方法的主要思想是对双边带信号的时域波形进行希尔伯特变换。
它通过对周期信号引入以移相网络加以实现。
其原理如图2.1所示。
a. 原型单边带b. 残留单边带c. 独立单边带fcfcfcf. 兼容单边带导频制载频全抑制制d. e.fcfcfc单边带调制频谱图 2.1 图当前有很多研究都放在了光单边带调制上，也提出了很多具体的方案，其中最为典型的可以归纳为以下三种。
第一种移相法实现。
最早提出使用移相法实现光单边带调制的是Graham H. Smith等人，他们应用双臂的马赫曾德尔强度调制器成功实现了单边带调制。
该方案的本质其实是在电域内利用希尔伯特变换实现光单边带调制。
总的来说，利用双臂马赫曾德尔强度调制器实现光单边带调制是通过RF信号在双臂的混合耦合实现的。
此方案中，由于混合耦合的两个电信号经历不同的路径，长度不同，延时不同，很难实现理想的90度相移，所以边带的抑制效果并不明显。
后来也有文献提出了在双臂集成上做文章，通过改变电极的结构实现，但这实现起来较为困难。
2001年，A. Loayssa等人又提出利用单臂马赫曾德尔调制器实现单边带的方法。
2002年，K. Tanaka等人提出利用全光Hilbert变换器产生单边带调制的高速宽带系统。
第二种是滤波法实现。
以光纤布拉格光栅(FBG)、阵列波导光栅(Array Waveguide Grating)等元件作为光滤波器滤掉一个边带形成单边带信号，1997年J. Park首次提出利用光栅滤波法实现单边带调制[42]，FBG作为陷波滤波器滤除一个边带，可达到22dB的边带抑制比。
2005年，J. Capmany等人提出了利用连续放置串联的两个同样的FBG光栅阵列来产生高质量单边带信号的方法，使得边带产生效率有了极大的提高。
第三种是通过非线性实现。
该方法利用半导体光放大器中的自相位调制和交叉相位调制效应来产生单边带。
这一方案中电吸收调制光源的光波长与信号光的波长是不相同的，在半导体光放大器后面，用滤波器将其滤除。
．输入信号-90度+输出上边带信号-输出下边带信号-90度图 2.2 相移法产生单边带信号原理图兼容单边带调制原理希尔伯特变换希尔伯特变换是信号分析与信号处理中的重要理论工具与依据，在通信理论中一般用来构造解析信号。
本文研究的兼容单边带系统模型的构建的基础也正是希尔伯特变换。
希尔伯特变换可以提供90度的相位变化但是不影响频谱分量的幅度，即，对一个信号实施希尔伯特变换仅只是对该信号进行了正交移相，使得它成为自身的正交对[45]。