第七讲(光纤通信技术)教学教案
光纤通信技术教案
第1章 光纤通信概述1.1光纤通信的基本概念 1.光纤通信光纤通信是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信的目的。
2.光波特性 （1）光速：① 在真空中：v f =λ，o c f =λ （8c 310m/s =⨯） ② 在介质中：v c/n = （n 是折射率） （2）光是电磁波：TM 、TE 、TEM （3）光具有二重性① 波动性（宏观）：光具有反射、折射、衍射和干涉等。
② 粒子性（微观）：光具有能量、 动量和质量等。
3.电磁波谱1.1光纤通信的特点 1.优点（1）传输频带宽，通信容量大 （2）传输损耗小 （3）抗电磁干扰 （4）光纤线径细、重量轻 （5）制作光纤的资源丰富 2.缺点（1）光纤弯曲半径不宜过小（2）光纤的切断和连接操作技术要求高 （3）分路、耦合操作繁琐1.3 光纤通信系统的基本组成目前光纤通信系统多采用强度调制/直接检波（IM/DD）。
1.光发射机光发射机的主要作用是将电信号转换成光信号耦合进光纤。
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激光器（LD）或半导体发光二极管（LED）。
2.光接收机光接收机中的重要部件是能够完成光/电转换任务的光电检测器，目前主要采用光电二极管（PIN）和雪崩光电二极管（APD）。
3.光中继器光纤通信中光中继器的形式主要有两种，一种是光-电-光转换形式的中继器，另一种是在光信号上直接放大的光放大器。
1.4 光纤通信的发展趋势1.向超高速光纤系统发展2.向超大容量WDM系统发展3.向光传送网方向发展4.向G.655光纤发展5.向宽带光纤接入网方向发展（FTTH）第2章光导纤维2.1 光纤的结构和分类2.1.1 光纤的结构1.纤芯层（1）位置：光纤的中心部位，折射率为n1。
（2）尺寸：单模光纤的直径d1=2a=4μm～10μm，多模光纤的直径d1=50μm。
（3）材料：高纯度SiO2，掺有极少量的掺杂剂。
2.包层（1）位置：位于纤芯的周围，折射率为n2。
光纤通信技术电子教案
光纤通信技术电子教案一、教学目标1. 让学生了解光纤通信的基本概念、原理和特点。
2. 使学生掌握光纤通信系统的组成及其关键部件。
3. 培养学生了解光纤通信的应用领域和未来发展趋势。
二、教学内容1. 光纤通信概述光纤通信的定义光纤通信的发展历程光纤通信的优势与不足2. 光纤的工作原理光波的产生与传输光纤的导光原理光纤的衰减与色散3. 光纤通信系统组成光源光发送器光纤光接收器光放大器4. 光纤通信技术的关键技术光波的分波和解波光信号的调制与解调光信号的放大与传输5. 光纤通信的应用领域通信网络数据传输有线电视医疗、工业与科研领域三、教学方法1. 采用讲授法，讲解光纤通信的基本概念、原理和特点。
2. 利用多媒体演示，展示光纤通信系统的组成及其工作原理。
3. 案例分析，让学生了解光纤通信在实际应用中的具体实例。
4. 开展小组讨论，探讨光纤通信技术的未来发展。
四、教学评价1. 课堂问答，评估学生对光纤通信基本概念的理解。
2. 课后作业，检验学生对光纤通信系统组成的掌握。
3. 小组报告，评估学生对光纤通信应用领域的了解。
4. 课程论文，让学生深入研究光纤通信技术的某一方向。
五、教学资源1. 教案、课件和讲义。
2. 多媒体演示素材。
3. 光纤通信相关案例资料。
4. 光纤通信技术发展论文集。
六、教学活动1. 导入新课：通过展示光纤通信在现代社会中的重要作用，引发学生对光纤通信技术的好奇心和兴趣。
2. 理论讲解：详细讲解光纤通信的基本概念、原理和特点，引导学生理解光纤通信的基本知识。
3. 演示实验：进行光纤通信原理的演示实验，让学生直观地了解光波在光纤中的传输过程。
4. 案例分析：分析光纤通信在实际应用中的具体实例，让学生了解光纤通信技术的实际应用价值。
5. 小组讨论：组织学生进行小组讨论，探讨光纤通信技术的未来发展及其对社会的潜在影响。
七、教学安排1. 第1-2课时：讲解光纤通信的基本概念、原理和特点。
2. 第3-4课时：讲解光纤的工作原理及其光纤的导光原理。
光纤通信技术课程设计
光纤通信技术课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握光纤通信技术的基本原理、应用和发展趋势。
通过本课程的学习，学生将能够：1.知识目标：理解光纤通信的基本原理，包括光的传播、光纤的构造和特性、光信号的调制和解调等；掌握光纤通信系统的基本组成，包括光源、光纤、光接收器等；了解光纤通信技术的应用领域和未来发展趋势。
2.技能目标：能够使用光学仪器和设备进行光纤通信实验；具备分析和解决光纤通信系统中出现的问题的能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对新技术的敏感性和好奇心，使学生认识到光纤通信技术在现代社会中的重要性和前景，提高学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括光纤通信的基本原理、光纤通信系统的组成、光纤通信技术的应用和发展趋势。
具体包括以下章节：1.光纤通信概述：介绍光纤通信的定义、特点和应用领域。
2.光的传播：讲解光在光纤中的传播原理，包括光纤的构造和特性、光的传播模式等。
3.光信号的调制和解调：介绍光信号的调制方法和解调原理，包括强度调制、相位调制、频率调制等。
4.光纤通信系统：讲解光纤通信系统的基本组成，包括光源、光纤、光接收器等，以及各部分的作用和功能。
5.光纤通信技术的应用：介绍光纤通信技术在各个领域的应用，如通信、电力、交通等。
6.光纤通信技术的未来发展：讲解光纤通信技术的发展趋势，如高速光纤通信、光纤到户等。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
具体如下：1.讲授法：通过讲解光纤通信的基本原理、概念和应用，使学生掌握光纤通信技术的基本知识。
2.讨论法：学生就光纤通信技术的相关问题进行讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解和掌握光纤通信技术的应用。
4.实验法：让学生亲自动手进行光纤通信实验，提高学生的实践能力和解决问题的能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本课程将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用国内外优秀的光纤通信技术教材，如《光纤通信原理》等。
《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历
《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历一、教学大纲1.1 课程简介《光纤通信技术》是一门介绍光纤通信的基本原理、技术及其应用的课程。
通过本课程的学习，使学生掌握光纤通信的基本概念、光纤的传输特性、光纤通信系统的组成及其关键技术，了解光纤通信的发展趋势和应用领域。
1.2 教学目标（1）了解光纤通信的基本概念及其发展历程。
（2）掌握光纤的传输特性，包括损耗、色散、非线性效应等。
（3）熟悉光纤通信系统的组成，包括发射、传输、接收等部分。
（4）掌握光纤通信的关键技术，如波分复用、光放大器、光纤传感器等。
（5）了解光纤通信的应用领域及发展趋势。
1.3 教学内容（1）光纤通信的基本概念及发展历程（2）光纤的传输特性（3）光纤通信系统的组成（4）光纤通信的关键技术（5）光纤通信的应用领域及发展趋势二、教案2.1 教案设计本课程采用讲授、实验、讨论等多种教学方法，结合教材、PPT、网络资源等教学资源，以提高学生的学习兴趣和参与度。
2.2 课时安排（1）光纤通信的基本概念及发展历程：2课时（2）光纤的传输特性：3课时（3）光纤通信系统的组成：2课时（4）光纤通信的关键技术：4课时（5）光纤通信的应用领域及发展趋势：2课时三、课程日历3.1 第1周：光纤通信的基本概念及发展历程（1）第1课时：介绍光纤通信的定义、分类及其发展历程（2）第2课时：介绍光纤通信的优点及缺点3.2 第2周：光纤的传输特性（1）第1课时：光纤的组成及结构（2）第2课时：光纤的传输原理（3）第3课时：光纤的损耗与色散3.3 第3周：光纤通信系统的组成（1）第1课时：发射器与接收器（2）第2课时：光纤与光缆（3）第3课时：波分复用技术3.4 第4周：光纤通信的关键技术（1）第1课时：光放大器（2）第2课时：光纤传感器（3）第3课时：光开关与光调制器（4）第4课时：光传输网络3.5 第5周：光纤通信的应用领域及发展趋势（1）第1课时：光纤通信在通信领域的应用（2）第2课时：光纤通信在数据通信中的应用（3）第3课时：光纤通信在有线电视中的应用（4）第4课时：光纤通信的发展趋势六、教学资源6.1 教材《光纤通信技术》教材，作者：X，出版社：X。
光纤通信技术电子教案
光纤通信技术电子教案一、教学目标1. 让学生了解光纤通信的基本概念、原理和特点。
2. 使学生掌握光纤通信系统的组成及其工作原理。
3. 培养学生对光纤通信技术的应用和发展趋势的认识。
二、教学内容1. 光纤通信的基本概念1.1 光与光纤1.2 光纤通信的优点与局限2. 光纤通信系统的基本组成2.1 光源2.2 光发送器2.3 光纤2.4 光接收器2.5 光放大器3. 光纤通信的工作原理3.1 模拟光纤通信系统3.2 数字光纤通信系统4. 光纤通信技术的应用4.1 通信网络4.2 数据传输与存储4.3 医疗、工业及其他领域的应用5. 光纤通信技术的发展趋势5.1 高速光纤通信5.2 光纤到户（FTTH）5.3 光载无线通信（OWC）三、教学方法1. 采用多媒体教学，结合图片、动画和视频，直观地展示光纤通信的原理和应用。
2. 利用实验设备和模型，让学生亲身体验光纤通信的过程，提高学生的实践能力。
3. 开展小组讨论，引导学生思考光纤通信技术在现实生活中的应用和发展前景。
四、教学评价1. 课堂问答：评估学生对光纤通信基本概念的理解。
2. 实验报告：评估学生在光纤通信实验中的操作能力和对原理的掌握。
3. 小组报告：评估学生在小组讨论中的参与程度和思考深度。
五、教学资源1. 多媒体课件：包括图片、动画、视频等教学素材。
2. 实验设备：光纤通信实验仪、光纤等。
3. 参考书籍：光纤通信技术、光电子学等。
4. 网络资源：相关论文、新闻报道、技术动态等。
六、教学安排1. 课时：共计32课时，分别为4个学时/周，共8周。
2. 教学计划：周次内容安排学时第1周光纤通信的基本概念 4第2周光纤通信系统的基本组成 4第3周光纤通信的工作原理 4第4周光纤通信技术的应用 4第5周光纤通信技术的发展趋势 4第6周实验一：光纤通信系统实验 4第7周小组讨论：光纤通信在现实生活中的应用 4第8周总结与复习 4七、教学注意事项1. 确保学生掌握光纤通信的基本概念，以便能够理解后续的教学内容。
光纤通信技术电子教案
光纤通信技术电子教案第一章：光纤通信概述1.1 光纤通信的定义与发展历程1.2 光纤通信的优势与局限1.3 光纤通信在我国的应用与发展前景第二章：光纤与光波导2.1 光纤的制备与种类2.2 光波导的原理与结构2.3 光纤的传输特性与损耗第三章：光纤通信器件3.1 光源与光发射器3.2 光接收器与光检测器3.3 光开关、光调制器与光放大器第四章：光纤通信系统4.1 光纤通信系统的组成与工作原理4.2 光纤通信的传输技术4.3 光纤通信的复用技术第五章：光纤通信网络5.1 光纤通信网络的类型与结构5.2 光纤传输网络的技术与发展5.3 光纤通信网络的应用领域第六章：光纤通信系统的性能评估6.1 系统性能指标6.2 信道容量与误码率6.3 系统性能优化第七章：光纤通信技术的应用7.1 电信领域7.2 数据通信与互联网7.3 光纤在有线电视中的应用第八章：光纤通信技术的挑战与发展8.1 光纤的非线性效应8.2 信号衰减与色散问题8.3 未来光纤通信技术的发展趋势第九章：光纤通信技术的标准化与协议9.1 光纤通信标准概述9.2 主要的通信协议9.3 我国在光纤通信标准制定中的贡献第十章：实验与实践10.1 光纤通信实验设备与实验方法10.2 光纤通信系统性能测试实验10.3 光纤通信技术应用案例分析重点和难点解析一、光纤通信的定义与发展历程重点：光纤通信的基本概念、光纤通信的发展历程及其重要里程碑。
难点：理解光纤通信与传统通信方式的差异以及光纤通信技术的发展趋势。
二、光纤与光波导重点：光纤的制备、种类及其传输特性。
难点：光波导的工作原理以及光纤的传输损耗。
三、光纤通信器件重点：光纤通信系统中使用的关键器件及其功能。
难点：理解不同类型的光源、光接收器、光开关、光调制器以及光放大器的工作原理。
四、光纤通信系统重点：光纤通信系统的组成、工作原理以及传输与复用技术。
难点：掌握光纤通信系统的传输特性、信道容量以及误码率等性能评估指标。
光纤通信技术电子教案
光纤通信技术电子教案一、教学目标1. 了解光纤通信的基本概念、原理和特点。
2. 掌握光纤通信系统的基本组成部分及其工作原理。
3. 熟悉光纤通信技术的应用领域和未来发展趋势。
二、教学内容1. 光纤通信的基本概念光纤通信的定义光纤通信的优点2. 光纤通信的原理光波的传播特性光纤的传输特性3. 光纤通信系统的基本组成部分光源光发送器光纤光接收器光放大器4. 光纤通信的工作原理光发送器的工作原理光纤的传输过程光接收器的工作原理5. 光纤通信技术的应用领域长途通信局域网光纤到户特殊应用三、教学方法1. 讲授法：讲解光纤通信的基本概念、原理和特点。
2. 案例分析法：分析光纤通信系统的实际应用案例。
3. 讨论法：引导学生探讨光纤通信技术的未来发展。
四、教学资源1. 教材：光纤通信技术。
2. 多媒体课件：演示光纤通信系统的原理和应用。
3. 网络资源：查找光纤通信技术的最新发展动态。
五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对光纤通信基本概念的理解。
2. 课后作业：巩固学生对光纤通信原理和系统的掌握。
3. 小组讨论：评估学生对光纤通信技术应用领域的了解。
4. 课程报告：考察学生对光纤通信技术未来发展的思考。
六、教学重点与难点1. 教学重点：光纤通信的基本概念和原理。
光纤通信系统的基本组成部分及其工作原理。
2. 教学难点：光波的传播特性和光纤的传输特性。
光发送器、光接收器以及光放大器的工作原理。
光纤通信技术的未来发展。
七、教学安排1. 课时：共计4学时。
2. 教学方式：讲授法、案例分析法、讨论法。
3. 教学过程：第一阶段：讲解光纤通信的基本概念和原理（0.5学时）。
第二阶段：分析光纤通信系统的组成部分及其工作原理（1学时）。
第三阶段：介绍光纤通信技术的应用领域和未来发展趋势（0.5学时）。
第四阶段：案例分析与讨论（1学时）。
第五阶段：课堂问答与作业布置（0.5学时）。
八、教学案例1. 案例一：长途通信中的光纤通信系统。
2. 案例二：光纤到户的应用实例。
光纤通信传输技术教案.
知识点光纤通信传输技术一、教学目标：了解各种光纤传输技术。
二、教学重点、难点：SDH的速率、SDH网络结构、WDM的概念。
三、教学过程设计：1.知识点说明光纤传输技术以SDH为基础，先后发展了WDM、OTN、PTN等技术。
2.知识点内容1）SDH的中文含义是同步数字系列，SDH中的帧结构是9×270×N的同步传送模块（STM），N取正整数1、4、16、64、256，STM-1的速率是155.52Mbit/s，其余各级的速率分别是STM-1的N倍。
2）SDH网的网络结构有环形网、线形网、网孔形网等，分别由不同的网元组成。
3）波分复用（WDM ）就是让不同波长的光信号同在一根光纤上传输而互不干扰。
波长间隔更紧密的WDM为密集波分复用（DWDM），通常为几个nm。
4）WDM系统主要由光发射机、光中继放大、光接收机、光监控信道和网络管理系统组成。
5）光传送网（OTN）是基于波分复用技术，由一组通过光纤链路连接在一起的光网元组成的网络，能够提供基于光通道的用户信号的传送、复用、路由、管理、监控以及保护。
6）分组传送网（PTN）是以分组传送为基础、以分组交换为核心，支持多业务承载，并具备完善的保护和OAM管理功能的面向连接端到端的传送技术。
PTN网络定位为城域网传输，如用于承载电信运营商的无线回传网络、以太网专线以及IPTV等多媒体数据业务。
3.知识点讲解7）每一部分内容的讲解均要从基本概念入手，简化原理，重视应用。
8）SDH从其传输速率到网络单元类型以及我国SDH网络结构组成几个方面进行讲解。
9）WDM说明其概念和优点，以及系统结构组成。
10）OTN、PTN注重基本概念和网络应用方面。
四、课后作业或思考题：1、SDH的中文含义是。
2、STM-16的传输速率是（）A. 155 Mbit/sB. 622 Mbit/sC. 2.5Gbit/sD. 10Gbit/s3、光传送网（OTN）是基于技术，由一组通过光纤链路连接在一起的光网元组成的网络。
《光纤通信技术》课程教学大纲
精心整理《光纤通信技术》课程教学大纲适用专业： 通信工程 编写日期： 2015.10 适用对象： 本科 执笔： 刘世安 学时数：48审核：一、本课程的性质、任务和基本要求《光纤通信技术》课程是通信工程专业的一门专业必修课。
光纤通信已成为现代通信的支柱，“信息高速公路”。
1、光纤结构和类型教学内容要点：（1）光纤结构（2）光纤类型 2、光纤传输原理教学内容要点：（1）几何光学方法（2）光纤传输的波动理论 3、光纤传输特性教学内容要点：（1）光纤色散（2）光纤损耗（3）光纤标准和应用 4、光缆教学内容要点：（1）光缆基本要求（2）光缆结构和类型（3）光缆特性5、光纤特性测量方法教学内容要点：（1）损耗测量（2）带宽测量（3）色散测量（4）截止波长测量（三）通信用光器件1、光源教学内容要点：（1）半导体激光器工作原理和基本结构（2）半导体激光器的主要特性（3）发光二极管（4）半导体光源性能和应用2和应用31231②模拟基带直接光强调制光纤传输系统教学内容要点：（1）特性参数（2）光端机（3）系统性能③副载波复用光纤传输系统教学内容要点：（1）参数特性（2）光端机（3）光链路性能2、数字光纤通信系统①系统的性能指标教学内容要点：（1）参考模型（2）主要性能指标（3）可靠性②系统的设计教学内容要点：（1）中继距离受损耗的限制（2）中继距离受色散的限制（3）中继距离和传输速率（六）SDH技术1、SDH概述教学内容要点：（1）PDH存在的问题（2）SDH的概念和特点2、SDH的帧结构和复用步骤教学内容要点：（1）SDH的帧结构（2）SDH的复用结构（3）映射、定位和复用的概念（4）SDH的复用步骤3、4、5、67、8、9、1、教学内容要点：（1）掺铒光纤放大器工作原理（2）构成和特性2、光波分复用原理教学内容要点：（1）光波分复用原理（2）WDM系统的基本结构（3）光滤波器与光波分复用器3、光交换技术教学内容要点：（1）空分光交换（2）时分光交换（3）波分光交换4、光孤子通信教学内容要点：（1）光孤子的形成（2）光孤子通信系统的构成和性能5、光通信技术教学内容要点：（1）相干检测原理（2）调制和解调（3）误码率和接收灵敏度6、光时分复用技术教学内容要点：（1）光时分复用7、波长变换技术教学内容要点：（1）波长变换（八）光纤通信网络1、SDH传送网五、实验课学时分配表六、教学方法建议1、教学大纲的基本内容要认真执行。
光纤通信技术课程设计
光纤通信技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解光纤通信的基本原理，掌握光纤的构造、分类和特性；2. 掌握光纤通信系统中光源、光检测器、光纤放大器等关键器件的工作原理；3. 了解光纤通信系统的组成、应用领域及其优缺点。
技能目标：1. 能够分析光纤通信系统的性能指标，如带宽、误码率等；2. 学会使用光纤通信设备，进行简单的光纤连接、熔接和测试操作；3. 能够运用所学知识，设计简单的光纤通信方案，解决实际问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对光纤通信技术及其应用的兴趣，激发学生的探索精神和创新意识；2. 增强学生对我国光纤通信技术发展的了解，提高学生的民族自豪感；3. 通过学习光纤通信技术，培养学生团队合作意识，提高沟通协调能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在使学生在掌握光纤通信基本知识的基础上，提高实践操作能力和创新能力。
课程目标具体、可衡量，便于教师进行教学设计和评估。
通过本课程的学习，学生将能够全面了解光纤通信技术，为今后的学习和工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 光纤通信基本原理- 光纤的结构、分类及其特性；- 光在光纤中的传输原理；- 光纤的损耗与色散。
2. 光纤通信系统关键器件- 光源：LED、LD、FP激光器等；- 光检测器：PIN光电二极管、APD等；- 光放大器：EDFA、拉曼放大器等。
3. 光纤通信系统的组成与应用- 光发射机、光接收机、光纤、光缆等组成部分；- 光纤通信系统的应用领域及优缺点；- 典型光纤通信系统案例分析。
4. 光纤通信性能指标与测试- 带宽、误码率、信噪比等性能指标；- 光纤连接、熔接技术；- 光纤通信设备测试方法。
5. 光纤通信技术实践- 光纤连接、熔接、测试操作实践；- 设计简单的光纤通信方案；- 分析实际应用中的光纤通信问题。
教学内容依据课程目标，结合教材章节进行选择和组织，保证科学性和系统性。
教学大纲明确，涵盖光纤通信技术的基本理论、关键器件、系统组成、性能指标、测试方法及实践应用等方面，旨在帮助学生全面掌握光纤通信技术知识。
《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历
《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历第一章：光纤通信概述1.1 光纤通信的定义与发展历程1.2 光纤通信的优点与局限性1.3 光纤通信的应用领域第二章：光纤与光波导2.1 光纤的构造与类型2.2 光纤的传输原理2.3 光波导的类型与特点第三章：光纤通信器件3.1 光源与光发射器3.2 光接收器与光检测器3.3 光纤耦合器与光波分路器3.4 光放大器与光调制器第四章：光纤通信系统4.1 光纤通信系统的组成与工作原理4.2 光纤通信系统的性能评价指标4.3 光纤通信系统的分类与特点第五章：光纤通信技术的发展趋势5.1 高速光纤通信技术5.2 光纤通信网络技术5.3 新型光纤材料与器件5.4 光纤通信在5G及未来通信网络中的应用教学方法：1. 讲授：通过讲解、案例分析等方式，使学生掌握光纤通信的基本原理、技术及其应用。
2. 互动：鼓励学生提问、发表观点，提高课堂氛围，促进学生思考。
3. 实践：组织实验室参观、实践操作等活动，让学生亲身体验光纤通信技术的应用。
4. 讨论：组织小组讨论，培养学生团队合作精神，提高解决问题的能力。
教学评估：1. 平时成绩：考察学生出勤、课堂表现、作业完成情况等。
2. 期中考试：测试学生对光纤通信基本概念、原理和技术掌握程度。
3. 课程设计：要求学生完成一项与光纤通信相关的课程设计，培养实际操作能力。
4. 期末考试：全面考察学生对课程内容的掌握程度。
课程日历：第1周：光纤通信概述第2周：光纤与光波导第3周：光纤通信器件第4周：光纤通信系统第5周：光纤通信技术的发展趋势第六章：光纤通信系统的性能优化6.1 信号衰减与色散管理6.2 光纤非线性效应及其补偿6.3 光信号调制与解调技术第七章：光纤通信网络7.1 光纤通信网络的拓扑结构7.2 波分复用技术（WDM）7.3 光交换技术与光路由器7.4 光纤通信网络的规划与设计第八章：光纤通信技术的应用8.1 光纤通信在数据通信中的应用8.2 光纤通信在电信网络中的应用8.3 光纤传感器与光纤测量技术8.4 光纤医疗成像与治疗技术第九章：光纤通信技术的标准化与协议9.1 光纤通信标准化的意义与过程9.2 主要的光纤通信协议与标准9.3 光纤通信协议的发展趋势第十章：光纤通信技术的未来发展10.1 新型光纤材料与器件的研究10.2 量子光纤通信技术10.3 光纤通信在物联网中的应用10.4 光纤通信在未来通信网络中的挑战与机遇教学方法：6. 结合案例分析，深入探讨光纤通信系统的性能优化技术及其在实际应用中的作用。
光纤通信技术教案
光纤通信技术教案第1章光纤通信概述光纤通信的基本概念 1.光纤通信光纤通信是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信的目的。
2.光波特性光速：①在真空中：v??f，c??of ②在介质中：v?c/n 光是电磁波：TM、TE、TEM 光具有二重性①波动性：光具有反射、折射、衍射和干涉等。
②粒子性：光具有能量、动量和质量等。
3.电磁波谱光纤通信的特点1.优点传输频带宽，通信容量大传输损耗小抗电磁干扰光纤线径细、重量轻制作光纤的资源丰富 2.缺点光纤弯曲半径不宜过小光纤的切断和连接操作技术要求高分路、耦合操作繁琐光纤通信系统的基本组成目前光纤通信系统多采用强度调制/直接检波。
1.光发射机光发射机的主要作用是将电信号转换成光信号耦合进光纤。
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激光器或半导体发光二极管。
2.光接收机光接收机中的重要部件是能够完成光/电转换任务的光电检测器，目前主要采用光电二极管和雪崩光电二极管。
3.光中继器光纤通信中光中继器的形式主要有两种，一种是光-电-光转换形式的中继器，另一种是在光信号上直接放大的光放大器。
光纤通信的发展趋势 1.向超高速光纤系统发展 2.向超大容量WDM系统发展 3.向光传送网方向发展 4.向光纤发展 5.向宽带光纤接入网方向发展第2章光导纤维光纤的结构和分类光纤的结构 1.纤芯层位置：光纤的中心部位，折射率为n1。
尺寸：单模光纤的直径d1=2a=4μm～10μm，多模光纤的直径d1=50μm。
材料：高纯度SiO2，掺有极少量的掺杂剂。
2.包层位置：位于纤芯的周围，折射率为n2。
尺寸：直径d2=2b=125mm 材料：同上，使得n1＞n2，以便光信号封闭在纤芯中传输。
3.涂覆层位置：位于光纤的最外层尺寸：涂覆后的光纤外径约为作用：保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤。
光纤的分类 1.按照光纤折射率分布不同来分阶跃型光纤纤芯折射率n1沿半径方向保持一定，包层折射率n2沿半径方向也保持一定，而且纤芯和包层的折射率在边界处呈阶梯型变化的光纤称为阶跃型光纤，又称为均匀光纤。
光通信技术课程设计
光通信技术课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解光通信技术的基本原理和应用，掌握光纤通信的基本概念、光纤的传输特性以及光通信系统的组成。
在知识目标方面，学生需要能够描述光纤通信的基本原理，解释光纤的传输特性，了解光通信系统的组成及工作原理。
在技能目标方面，学生需要能够分析光纤通信系统的性能，评估光纤通信技术的优缺点，并能够设计简单的光通信系统。
在情感态度价值观目标方面，学生需要培养对光通信技术的兴趣和好奇心，认识到光通信技术在现代社会中的重要性和应用前景。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括光纤通信的基本原理、光纤的传输特性以及光通信系统的组成。
首先，学生将学习光纤通信的基本原理，了解光信号在光纤中的传输过程。
其次，学生将学习光纤的传输特性，包括光纤的折射率、损耗、色散等，并能够分析这些特性对光通信系统性能的影响。
最后，学生将学习光通信系统的组成，包括光源、光纤、光接收器等，并了解光通信系统的工作原理。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法。
首先，将采用讲授法，系统地介绍光通信技术的基本原理和应用。
其次，将采用讨论法，引导学生探讨光纤通信技术的优缺点及其在现代社会中的应用。
接着，将采用案例分析法，分析具体的光通信系统案例，帮助学生更好地理解光通信技术的实际应用。
最后，将采用实验法，让学生亲自动手进行光通信实验，加深对光通信技术的理解和掌握。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，将选择和准备适当的教学资源。
教材方面，将选用《光通信技术》一书作为主教材，辅以相关的参考书籍和资料。
多媒体资料方面，将准备光纤通信系统的工作原理示意图、光纤的传输特性示意图等，以帮助学生更好地理解光通信技术。
实验设备方面，将准备光纤通信实验装置，让学生能够亲自动手进行实验，加深对光通信技术的理解和掌握。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观地评估学生的学习成果。
光纤通信技术电子教案
光纤通信技术电子教案第一章：光纤通信概述1.1 光纤通信的定义与特点1.2 光纤通信的发展历程1.3 光纤通信的应用领域第二章：光纤与光波导2.1 光纤的基本原理与结构2.2 光纤的分类与性能2.3 光波导的类型与制备方法第三章：光纤通信系统的基本组成3.1 光源与光发射器3.2 光接收器与光检测器3.3 光纤传输系统与光纤通信设备第四章：光纤通信的关键技术4.1 光纤的耦合与连接技术4.2 光放大器与光滤波器4.3 光开关与光调制技术第五章：光纤通信系统的性能评估5.1 系统损耗与色散分析5.2 误码率与信道容量5.3 光纤通信系统的优化与升级第六章：光纤通信系统的应用6.1 数据通信与互联网6.2 电话通信与光纤电话6.3 广播与有线电视光纤传输第七章：光纤网络技术7.1 光纤传输网络的基本结构7.2 光纤接入网技术7.3 光纤传输网的构建与优化第八章：光电子器件8.1 光发射器件8.2 光接收器件8.3 光开关与光调制器件第九章：光纤通信技术的未来发展9.1 光纤通信技术的新发展9.2 光电子集成技术与光芯片9.3 量子通信与光纤通信的结合第十章：实验与实践10.1 光纤通信实验设备与方法10.2 光纤通信系统的搭建与调试10.3 光纤通信技术在实际应用中的案例分析第十一章：光纤通信系统的维护与管理11.1 光纤通信设备的日常维护11.2 光纤网络的故障诊断与处理11.3 光纤通信系统的安全管理与维护第十二章：光纤通信技术的标准与规范12.1 国际光纤通信技术标准简介12.2 国内光纤通信技术标准与规范12.3 光纤通信设备认证与质量检测第十三章：光纤通信技术在特定领域的应用13.1 光纤通信在军事通信中的应用13.2 光纤通信在电力系统中的应用13.3 光纤通信在医疗通信中的应用第十四章：光纤通信技术的产业化与市场分析14.1 光纤通信产业的发展现状与趋势14.2 光纤通信设备的市场分析14.3 光纤通信技术在国内外市场的竞争格局第十五章：复习与练习15.1 光纤通信技术的主要概念与技术指标15.2 光纤通信系统的基本组成与工作原理15.3 光纤通信技术在实际应用中应注意的问题重点和难点解析本文档是关于光纤通信技术电子教案的内容，涵盖了光纤通信的基本概念、关键技术、系统性能评估、应用领域、网络技术、光电子器件、未来发展、实验实践、维护管理、技术标准、产业化与市场分析以及复习练习等方面。
光纤通讯课程设计
光纤通讯课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握光纤通讯的基本原理、技术和应用。
通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.知识目标：•掌握光纤的基本概念、结构和性质；•理解光纤通讯的原理和关键技术；•了解光纤通讯在现代通信领域的应用。
2.技能目标：•能够描述光纤的传输过程和特性；•能够分析光纤通讯系统的性能和优势；•能够识别和解决光纤通讯中的常见问题。
3.情感态度价值观目标：•培养对光纤通讯技术的兴趣和好奇心；•认识到光纤通讯技术在现代社会中的重要性和影响力；•培养学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.光纤的基本概念和结构：介绍光纤的定义、分类和基本结构，包括光纤的芯层、包层和涂层等。
2.光纤的传输原理：讲解光纤的传输过程、传输模式和传输损耗等，包括单模光纤和多模光纤的传输特性。
3.光纤通讯的关键技术：介绍光纤通讯系统中的调制解调技术、放大器和滤波器等关键部件，以及信号传输和噪声分析等。
4.光纤通讯的应用：探讨光纤通讯在现代通信领域的应用，如光纤到户、光纤网络和光纤传感器等。
5.光纤通讯技术的最新发展：介绍光纤通讯技术的最新进展和未来发展趋势，如光电子器件、光开关和光计算等。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法：1.讲授法：通过教师的讲解，引导学生了解光纤通讯的基本概念和原理。
2.案例分析法：通过分析实际案例，让学生掌握光纤通讯系统的性能和应用。
3.实验法：通过实验操作，让学生亲自体验光纤通讯技术的实际应用和操作过程。
4.讨论法：通过小组讨论，培养学生的团队合作能力和创新思维。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择一本合适的教材，如《光纤通讯原理与应用》。
2.参考书：提供相关的参考书籍，如《光纤通讯技术》和《光纤网络原理》。
3.多媒体资料：制作教学PPT、动画和视频等，以直观的方式展示光纤通讯的原理和应用。
光纤通信电子教案
光纤通信电子教案一、教学目标1.了解光纤通信的基本原理和应用领域。
2.认识光纤通信的优势和劣势，并比较与其他通信方式的差异。
3.掌握光纤通信的组成部分、工作原理和传输方式。
4.了解光纤通信的发展历程和未来发展趋势。
二、教学重点1.光纤通信的基本原理和应用领域。
2.光纤通信的组成部分、工作原理和传输方式。
三、教学难点1.与传统通信方式的比较。
2.发展历程和未来发展趋势。
四、教学方法1.讲授法：通过讲解光纤通信的基本原理和应用领域，引导学生了解光纤通信的重要性。
2.实验法：通过构建简单的光纤通信实验装置，让学生亲自体验光纤通信的工作原理和传输方式。
3.讨论法：引导学生分组进行讨论，比较光纤通信与传统通信方式的差异，探讨光纤通信的未来发展趋势。
五、教学过程第一节：光纤通信的基本原理和应用领域（30分钟）1.引入：通过举例引入光纤通信的应用场景，如互联网、电视传输等。
2.讲解光纤通信的基本原理：光纤通信是一种利用光纤传输光信号进行通信的方式，利用光的折射和全反射原理实现信号的传输。
3.探究光纤通信的应用领域：分组讨论，比较光纤通信与传统的有线和无线通信方式的优劣，从而引出光纤通信在大容量传输、高速传输、抗干扰等方面的应用。
第二节：光纤通信的组成部分、工作原理和传输方式（40分钟）1.光纤通信的组成部分：讲解光纤通信的三个主要部分，光源、光纤和接收器。
2.光纤通信的工作原理：通过图示和实例，讲解光信号的发射、传输和接收的过程。
3.光纤通信的传输方式：讲解单模光纤和多模光纤的区别，以及它们在不同应用场景中的使用。
第三节：光纤通信的发展历程和未来发展趋势（30分钟）1.光纤通信的发展历程：通过时间轴和图表等形式，展示光纤通信的发展历史和里程碑事件。
2.光纤通信的未来发展趋势：引导学生进行讨论，探讨光纤通信在5G通信、物联网、智能家居等领域中的应用前景。
六、教学评价1.参与度评价：观察学生在实验和讨论环节的参与情况，评价学生对光纤通信的理解程度。
光纤通信技术基础教学设计
光纤通信技术基础教学设计1. 引言随着信息时代的发展，通信技术的应用越来越广泛。
其中，光纤通信技术因其高速、高带宽、抗干扰能力强等优势，已经成为数字通信的主流技术。
因此，学习光纤通信技术已经成为现代通信人才的重要需求。
本文旨在探讨光纤通信技术基础教学的设计。
2. 目标与要求本教学设计的主要目标是使学生掌握光纤通信技术的基础知识和基本应用。
具体要求如下：1.熟悉光纤通信原理和基本概念；2.理解光纤通信系统的组成和工作原理；3.掌握光纤通信的常用设备和器件；4.熟悉光纤通信的典型应用。
3. 教学内容根据目标和要求，本教学设计的内容包括以下四个方面：3.1 光纤通信原理和基本概念1.光在光纤中的传播方式；2.常见的光纤类型及其特点；3.光纤各部分的组成和作用；4.光纤的损耗和色散；5.光纤通信的产生背景和发展趋势。
3.2 光纤通信系统的组成和工作原理1.光纤通信系统的组成和功能；2.光源、光纤、接收器等各设备的功能和特点；3.光纤通信系统的传输方式和信号处理方法。
3.3 光纤通信的常用设备和器件1.常见的光纤设备和器件，例如放大器、光开关、耦合器等；2.光纤设备和器件的性能参数和应用场景。
3.4 光纤通信的典型应用1.光缆通信系统的应用；2.光纤传感器的应用；3.光纤仪表的应用；4.光纤医疗器械的应用；5.光纤军用通信系统的应用。
4. 教学方法与手段为了有效实现以上教学目标和内容，本教学设计采用如下教学方法和手段：4.1 理论讲解针对光纤通信的基础原理和各设备的工作原理、性能参数等，采用课堂讲解的方式进行。
4.2 实验演示为了让学生更好地理解光纤通信的原理和应用，采用实验演示的方式进行。
比如，搭建一个基本的光纤通信系统，展示各设备的配置和通信过程，让学生观察和体验。
4.3 复习巩固针对每个教学模块，安排相应的作业和练习，加强学生的理论知识和实践能力。
5. 教学评估为了评估学生的教学效果，本教学设计采用多种评估方式，如作业、实验实践、考试等。
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SC型连接器
SC型光纤连接器外壳呈矩形，所采用的 插针与耦合套筒的结构尺寸与FC型完全 相同，其中插针的端面多采用PC型或APC 型研磨方式；紧固方式是采用插拔销闩 式，不须旋转。
此类连接器价格低廉，插拔操作方便， 介入损耗波动小，抗压强度较高，安装 密度高。
数据通信原理 软件学院 2006
ST型光纤连接器
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发光二极管
半导体发光二极管(Light-emitting Diode， LED)，通常应用GaAlAs（镓铝砷）和 InGaAsP（铟镓砷磷）材料，可以覆盖整个 光纤通信系统使用波长范围，典型值为 0.85μm、1.31μm及1.55μm。
按照器件输出光的方式，可以将发光二极管 分为三种类型结构：表面发光二极管、边发 光二极管及超辐射发光二极管。
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MU型光纤连接器
MU(Miniature unit Coupling)光 纤连接器是以SC型连接器为基 础研发的世界上最小的单芯光 纤连接器。
MU连接器系列包括用于光缆连 接的插座型光连接器(MU-A系 列)、具有自保持机构的底板连 接器(MU-B系列)以及用于连接 LD/PD模块与插头的简化插座 (MU-SR系列)等。 该连接器采用1.25mm直径的套管和自保持机构，其优 势在于能实现高密度安装。
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缆芯
在光缆的构造中，缆芯是主体，其结构是否合 理，与光纤的安全运行关系很大。
一般来说，缆芯结构应满足以下基本要求：光 纤在缆芯内处于最佳位置和状态，保证光纤传 输性能稳定，在光缆受到一定的拉力、侧压力 等外力时，光纤不受外力影响；其次缆芯内的 金属线对也应得到妥善安排，并保证其电气性 能；另外缆芯截面应尽可能小，以降低成本和 节省敷设空间。
熔融拉锥法就是将两根(或两根以上)除去 涂覆层的光纤以一定的方式靠拢，在高 温加热下熔融，同时向两侧拉伸，最终 在加热区形成双锥体形式的特殊波导结 构，实现传输光功率耦合的一种方法。
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光耦合器
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光缆
光缆的构造一般分为缆芯和护层两 大部分。
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波导的研究
在大气光通信 受阻之后，人 们将研究的重 点转入到地下 光波通信的实 验，先后出现 过反射波导和 透镜波导等地 下通信的实验。
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光源与光探测器
光纤通信系统中使用的光源经历了从发光二极 管到半导体激光器的进步。
目前，半导体激光器不仅可以在室温下工作， 而且其直接调制速率可以达到10Gbit/s乃至更 高，逐渐满足了高效率、高速率、低噪声、大 功率、长寿命等要求。
V形槽结构
球透镜耦合结构 自聚焦透镜耦合
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光纤连接器性能指标
光学性能，主要是插入损耗和回波损耗。 插入损耗，即连接损耗，因连接器的导入而引起的链路有效光功
率的损耗，不大于0.5dB； 回波损耗，连接器对链路光功率反射的抑制能力，其典型值应不
少于25dB； 互换性和重复性，指对同一类型光纤能任意组合使用，并可多次
光纤与光源的逐年进步解决了衰减和色散问题， 其结果是增加了光纤系统的通信容量。
光探测器也达到了GHz的响应灵敏度。
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光放大器
90年代初，光放大器的问世引起了光纤 通信技术的重大变革，这在光通信史上 具有里程碑的意义。
光放大器节省了光电变换的中继过程， 而且实现了波长透明、速率透明和调制 方式透明的光信号放大，从而诞生了采 用波分复用（WDM）技术的新一代光纤 系统商用化。
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护层
光缆护层同电缆护层的情况一样，是由 护套和外护层构成的多层组合体。
光缆护层的作用是进一步保护光纤，使 光纤能适应在各种场地敷设，如架空、 管道、直埋、室内、过河、跨海等。
对于采用外周加强元件的光缆结构，护 层还需提供足够的抗拉、抗压、抗弯曲 等机械特性方面的能力。
ST型光纤连接器外壳呈圆 形，所采用的插针与耦合 套筒的结构尺寸与FC型完 全相同，其中插针的端面 多采用PC型或APC型研磨 方式；紧固方式为螺丝扣。
此类连接器适用于各种光纤网络，操作简便，且 具有良好的互换性。
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MT-RJ连接器
• MT-RJ带有与RJ-45型LAN电 连接器相同的闩锁机构， 通过安装于小型套管两侧 的导向销对准光纤，为便 于与光信号收发机相连， 连接器端面光纤为双芯(间 隔0.75mm)排列设计，是 主要用于数据传输的高密 度光连接器。
光纤活动连接器是实现光纤之间活动连接的光 无源器件，它还具有将光纤与其他无源器件、 光纤与系统和仪表进行活动连接的功能。
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光纤连接器内部结构
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光纤连接器常用结构
套管结构：套管结构的连接器由插针和套筒组 成。
双锥结构：双锥结构连接器是利用锥面定位。 V型槽结构： V形槽结构的光纤连接器是将两个
重复使用，由此而导入的附加损耗一般小于0.2dB； 抗拉强度，不低于90N； 工作温度，在-40℃～70℃的温度下能正常使用； 插拔次数，能插拔1000次以上。
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FC型光纤连接器
FC是Ferrule Connector的缩写，表明其外部加强 方式是采用金属套，紧固方式为螺丝扣。最早， FC类型的连接器，采用的陶瓷插针的对接端面 是平面接触方式(FC)。
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光纤配线架
光纤配线架(ODF，Optical Fiber Distribution Frame)是光传输系统中一个 重要的配套设备，它主要用于光缆终端 的光纤熔接、光连接器安装、光路的调 接、多余尾纤的存储及光缆的保护等， 它对于光纤通信网络安全运行和灵活使 用有着重要的作用。
插针放入V形槽基座中，再用盖板将插针压紧， 利用对准原理使纤芯对准。 球面定芯结构：球面定心结构由两部分组成， 一部分是装有精密钢球的基座，另一部分是装 有圆锥面(相当于车灯的反光镜)的插针。 透镜耦合结构：透镜耦合又称远场耦合，它分 为球透镜耦合和自聚焦透镜耦合两种。
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光纤通信系统的组成
光纤通信系统是以光波为载体，光 导纤维为传输介质的通信系统。
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光纤通信系统的组成
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。
LED一般用于低速系统。
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发光二极管的工作原理
当给LED外加合适的正向电压时，Pp结之 间的势垒(相对于空穴)和Np结之间的势垒 (相对于电子)降低，大量的空穴和电子分 别从P区扩散到p区和从N区扩散到p区(由 于双异质结构，p区中外来的电子和空穴 不会分别扩散到P区和N区)，在有源区形 成粒子数反转分布状态，最终克服受激 吸收及其他衰减而产生自发辐射的光输 出。
光纤配线架作为光缆线路的终端设备拥 有以下4项基本功能：固定功能、熔接功 能、调配功能以及存储功能。
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壁挂式光纤配线架
壁挂式光纤配线架可直接固定于墙体上，一般 为箱体结构，适用于光缆条数和光纤芯数都较 小的场所。机架式光纤配线架可直接安装在标 准机柜中，适用于较大规模的光纤网络。
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光信号的调制
把信号加到光源上的方法有多种： 内调制，直接调节光源的电流；
外调制，采用 电光调制器，一 般采用电吸收调 制器，和光源集 成在一块芯片上。
调制部分
激光部分
集成电吸收调制
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光纤连接器
光纤连接器的作用是使两根光纤的纤芯对准， 保证90%以上的光能够通过。
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LC型光纤连接器
LC型光纤连接器是著名的 Bell研究所研究开发出来的， 采用操作方便的模块化插 孔(RJ)闩锁机理制成。该连 接器所采用的插针和套筒 的尺寸是普通SC、FC等所 用尺寸的一半，为1.25m， 提高了光配线架中光纤连 接器的密度。
目前，在单模SFF方面，LC类型的连接器实际已经占 据了主导地位，在多模方面的应用也增长迅速。
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光纤通信的主要特性
质地脆，机械强度低； 弯曲半径不宜过小； 连接困难，切断不易； 分路和耦合不方便；
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光发送器
光发送器的主要核心是光源。 常用光源主要有：
发光二极管； F-P腔半导体激光器； 分布反馈式（DFB）半导体激光器； 分布布拉格反射式（DBR)半导体激光 器；
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机架式光纤配线架
机架式配线架又分为两 种，一种是固定配置的 配线架，光纤耦合器被 直接固定在机箱上；另 一种采用模块化设计， 用户可根据光缆的数量 和规格选择相对应的模 块，便于网络的调整和 扩展。
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光纤耦合器
光耦合器是将光信号进行分路或合路、 插入、分配的一种器件。
根据系统的工作波长，分为短波长光纤 通信系统，长波长光纤通信系统和超长 波长光纤通信系统；
根据调制信号的类型，分为模拟光纤通 信系统和数字光纤通信系统；
根据光源的调制方式，分为直接调制光 纤通信系统和间接调制光纤通信系统。
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光纤通信的主要特性
频带宽，通信容量大； 损耗低，中继距离长； 抗电磁干扰； 无串扰，保密性好； 线径细，重量轻，柔软； 原材料资源丰富，节约金属资源。