光通信原理与技术第6章1剖析

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光纤通信课件第6章 WDM

WDM系统的基本结构
光接收机：由光前置放大器(PA)放大经传输而衰减的主信道光信号。光分波器从主信道光信号中分出特定波长的光信号。接收机不但要满足一般接收机对光信号灵敏度、过载功率等参数的要求，还要能承受有一定光噪声的信号，要有足够的电带宽。
WDM系统的基本结构
光监控信道（OSC: Optical Supervisory Channel）：主要功能：监控系统内各信道的传输情况。在发送端，插入本结点产生的波长为λs（1510 nm）的光监控信号，与主信道的光信号合波输出。在接收端，将接收到的光信号分离，输出λs 波长的光监控信号和业务信道光信号。帧同步字节、公务字节和网管所用的开销字节等都是通过光监控信道来传送的。
WDM复用原理
波分复用的常规分类
➢ 光频分复用(OFDM)：光频(信)道间距很小的频分复用。 ➢ 密集波分复用(DWDM):光频(信)道间距小于10nm的波分
复用，D:Dense (密集) ➢ 粗波分复用(CWDM)：光频(信)道间距大于10nm 的波分复
用, C: Coarse (粗)，也称稀疏波分复用。 ➢ DWDM(1550波段)的标准信道间距：
WDM复用原理
WDM系统的基本构成：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)。复用器和解复用器一般是相同的(除非有特殊的要求)。
WDM复用原理
WDM系统的基本构成主要有以下两种形式：双纤单向传输：单向WDM传输：所有光通路同时在一根光纤上沿同一方向传送。在发送端将载有各种信息的、具有不同波长的已调光信号λ1,λ2,…,λn通过光复用器组合在一起，并在一根光纤中单向传输。在接收端通过光解复用器将不同波长的信号分开，完成多路光信号传输的任务。

光纤通信原理与技术课程教学大纲

《光纤通信原理与技术》课程教学大纲英文名称:Fiber Communication Principle and its Application学时:51 学分：3开课学期：第7学期一、课程性质与任务通过讲授光纤通信技术的基础知识,使学生了解掌握光纤通信的基本特点，学习光纤通信系统的三个重要组成部分：光源（光发射机）、光纤（光缆）和光检测器（光接收机)。

通过本课程的学习，学生将掌握光纤通信的基本原理、光纤通信系统的组成和系统设计的基本方法,了解光纤通信的未来与发展，为今后的工程应用和研究生阶段的学习打下基础。

二、课程教学的基本要求要求通过课堂认真听讲和实验课,以及课下自学，基本掌握光纤通信的基础理论知识和应用概况，熟悉光纤通信在电信、通信中的应用，为今后的工作打下坚实的理论基础。

三、课程内容第一章光通信发展史及其优点（1学时）第二章光纤的传输特性（2学时）第三章影响光纤传输特性的一些物理因素（5学时）第四章光纤通信系统和网络中的光无源器件(9学时）第五章光纤通信技术中的光有源器件（3学时)第六章光纤通信技术中使用的光放大器（4学时）第七章光纤传输系统（4学时)第八章光纤网络介绍（6学时）第九章光纤通信原理与技术实验(17课时)四、教学重点、难点本课程的教学重点是光电信息技术物理基础、电光信息转换、光电信息转换，光电信息技术应用,光电新产品开发举例。

本课程的教学难点是光电信息技术物理基础。

五、教学时数分配教学时数51学时，其中理论讲授34学时，实践教学17学时。

（教学时数具体见附表1和实践教学具体安排见附表2）六、教学方式理论授课以多媒体和模型教学为主，必要时开展演示性实验。

七、本课程与其它课程的关系1。

本课程必要的先修课程《光学》、《电动力学》、《量子力学》等课程2。

本课程的后续课程《激光技术》和《光纤通信原理实验》以及就业实习。

八、考核方式考核方式：考查具体有三种。

根据大多数学生学习情况和学生兴趣而定其中一种.第一种是采用期末考试与平时成绩相结合的方式进行综合评定.对于理论和常识部分采用闭卷考试，期末考试成绩占总成绩的55％，实验成绩占总成绩的30%，作业成绩及平时考勤占总成绩的15％；第二种是采用课程设计（含市场调查报告)和平时成绩相结合的方式，课程设计占总成绩的55%,实验成绩占总成绩的30％,作业成绩及平时考勤占总成绩的15％。

通信原理_第6章信道复用和多址技术.

特点：简单，信道利用率低,不稳定。最大吞吐量仅为容量的18.4%。
各种ALOHA方案网络吞吐量 S与提供负载 G的关系如图。
具有捕获效应的S-ALOHA 0.54

归一化信道吞吐量(S)
0.45 0.36 0.27 0.18 0.09 0.00 0.00 0.5

(a) 工作示意图。4个地球站，其中一个为基准站。
基准站任务：为其他各站发射定时信号。基准站也可由某一地球站兼任。帧周期(帧)：所有地球站在卫星内占有的整个时间间隔。分帧（子帧）:每个地球站占有的时隙帧。 (b) 帧结构。帧周期为125μs）或其整倍数。帧:由所有分帧和一个基准站分帧组成。分帧的长度可以一样也可以不一样。由前置码和数据两部分组成。

在FDMA中，是指各地球站占用转发器的频段；

在TDMA中，是指各站占用的时隙；
在CDMA中，是指各站使用的正交码组。
20/48
6.3.1 频分多址

FDMA按频率划分，把各站发射的信号配置在卫星频带内的指定位置上,各中心频率留有保护频带。示意图。
保护频带

转发器频带分配
f A fB
3/48

6.1.1 频分复用
低通滤波器调制器 MOD 带通滤波器 BPF 带通滤波器 BPF 解调器 DEM 低通滤波器 LPF
f1 (t )
LPF
f1 (t )
01
f 2 (t )
消息输入 LPF MOD BPF

f S (t )
主调制器 MOD 信道主解调器 DEM BPF

波分复用的两波道间隔为10 ~ 100nm。当间隔为1 ~ 10nm，甚至1nm以下时，称为密集波分复用（DWDM）。

《光纤通信》原荣第三版第6章复习思考题参考答案

第6章复习思考题参考答案6-1 EDFA的工作原理是什么？有哪些应用方式答：现在我们具体说明泵浦光是如何将能量转移给信号的。

若掺铒离子的能级图用三能级表示，如图6.3.2（a）所示，其中能级E1代表基态，能量最低，能级E2代表中间能级，能级E3代表激发态，能量最高。

若泵浦光的光子能量等于能级E3与E1之差，掺杂离子吸收泵浦光后，从基态E1升至激活态E3。

但是激活态是不稳定的，激发到激活态能级E3的铒离子很快返回到能级E2。

若信号光的光子能量等于能级E2和E1之差，则当处于能级E2的铒离子返回基态E1时就产生信号光子，这就是受激发射，使信号光放大获得增益。

图6.3.2（b）表示EDFA的吸收和增益光谱。

为了提高放大器的增益，应尽可能使基态铒离子激发到能级E3。

从以上分析可知，能级E2和E1之差必须是相当于需要放大信号光的光子能量，而泵浦光的光子能量也必须保证使铒离子从基态E1跃迁到激活态E3。

图6.3.2 掺铒光纤放大器的工作原理EDFA可作为光发射机功率增强放大器、接收机前置放大器，或者取代光-电-光中继器作为在线光中继器使用。

在光纤系统中可延长中继距离，特别适用于长途越洋通信。

在公用电话网和CA TV分配网中，使用EDFA补偿分配损耗，可做到信号无损耗的分配。

另外，EDFA可在多信道系统中应用，因为EDFA的带宽与半导体光放大器（SOA）的一样都很宽（1~5 THz），使用光放大器可同时放大多个信道，只要多信道复合信号带宽比放大器带宽小就行。

EDFA具有相当大的带宽（∆λ = 20~40 nm，或∆f = 2.66~5.32 THz），这就意味着可用来放大短至皮秒级的光脉冲而无畸变。

从光波系统的应用观点出发，EDFA的潜在应用在于它们可放大ps级的脉冲而不发生畸变的能力。

6-2 EDFA有几种泵浦方式？哪种方式转换效率高？哪种噪声系数小答：使用0.98 μm和1.48 μm的半导体激光泵浦最有效。

光纤通信原理和技术PPT课件

波长（µm）系统类型
0.85
IM/DD
光纤多模
BL(Gb/s·km) 年代
2
1978
1.3
IM/DD
单模
第1章绪论
1.1 光通信发展史 1.2 国内外光纤通信技术发展概况 1.3 光纤通信系统的基本构成
第1章绪论
1.1 光通信发展史
1.1.1 现代通信的发展
人类社会出现后，人与人之间就需要信息交流。原始社会人们可以靠声音（语言）、肢体动作（肢体语言）或面部表情等交流信息，这就是原始的通信，是人们面对面的交流。
60年代最好的光纤传输衰减为1000dB/km，即传输1km，光功率降到原来的1/10100≈0，因而这种光纤不可能用作通信媒质。当时没有人相信光纤可以用于通信，也没有人从事光纤用于通信的研究。英藉华人学者高锟博士的贡献在于理论上证明这样大的传输衰减是由于光纤中杂质吸收和散射引起的。如将光纤提纯，则传输衰减可以降到可在通信中实用的程度（最初提出的指标是20dB/km）[1].这一贡献具有深远意义，完全改变了通信容量不适应社会发展的需求，推动了信息社会更快地到来。由于这一贡献，高锟博士获得了2009年诺贝尔物理学奖。
第1章绪论
2.半导体激光器性能的突破
1960年发明的第一个激光器是红宝石(固体)激光器，不久（1961年）半导体激光器研制成功，但当时需要在低温(液氮) 下脉冲工作。后来采用异质结技术使激光器可在常温下连续工作，但开始只有数小时甚至数分钟的寿命，由于寿命极短不能实用化。经过一段时间的努力，才研制成功可实用的半导体激光器。现在的半导体激光器的性能有了极大的提高，其寿命可达106小时，甚至达108小时，功率可达10 毫瓦量级 (泵浦激光器可达几百毫瓦),可调谐范围几百GHz,线宽低到 1―10MHz(外腔激光器能达几十kHz)，适用于各种光通信系统，为光纤通信实用化打下了基础。激光器价格也在不断下降，干线通信系统所用激光器已降到千美元量级；几十美元，甚至几美元的半导体激光器可用于接入网系统。

光纤通信原理全套讲解课件

如果今后采用非石英光纤，并工作在超长波长(＞2μm)，光纤的理论损耗系数可以下降到10-3～10-5dB/km，此时光纤通信的中继距离可达数千，甚至数万公里。
3. 抗电磁干扰能力强
我们知道，电话线和电缆一般是不能跟高压电线平行架设的，也不能在电气铁化路附近铺设。
4. 保密性能好
对通信系统的重要要求之一是保密性好。然而，随着科学技术的发展，电通信方式很容易被人窃听：只要在明线或电缆附近 (甚至几公里以外)设置一个特别的接收装置，就可以获取明线或电缆中传送的信息。更不用去说无线通信方式。
2.1 光纤的结构与类型 2.2 光纤的射线理论分析 2.3 均匀光纤的波动理论分析 2.4 光缆
2.1 光纤的结构与类型
2.1.1 光纤的结构
光纤(Optical Fiber，OF)就是用来导光的透明介质纤维，一根实用化的光纤是由多层透明介质构成的，一般可以分为三部分：折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和外面的涂覆层，如图2.1所示。
第一章概述
1.1 光纤通信的发展与现状 1.2 光纤通信的主要特性 1.3 光纤通信系统的组成和分类
1.1 光纤通信的发展与现状
1.1.1 早期的光通信
到了1880年，贝尔发明了第一个光电话，这一大胆的尝试，可以说是现代光通信的开端。
在这里，将弧光灯的恒定光束投射在话筒的音膜上，随声音的振动而得到强弱变化的反射光束，这个过程就是调制。
反射定律：反射光线位于入射光线和法线所决定的平面内，反射光线和入射光线处于法线的两侧，并且反射角等于入射
角，即：θ1′＝θ1。
折射定律：折射光线位于入射光线和法线所决定的平面内，折射光线和入射光线位于法线的两侧，且满足：

光通信原理与技术分析

光通信原理与技术分析摘要：光通信是一种高速、高带宽、低损耗的通信技术，它利用光纤作为传输介质将信号转换成光脉冲进行传输。

本文将介绍光通信的基本原理、技术特点和应用前景，同时分析了目前光通信技术面临的挑战和未来发展趋势。

关键词：光通信、光纤、光脉冲、高速传输、低损耗在信息技术高速发展的背景下，人们对通信技术的要求越来越高。

传统的通信技术已经不能满足人们对高速、高带宽、低延迟的需求。

而光通信作为一种新型的通信技术，具有高速传输、低损耗、抗干扰等优点，被广泛应用于各个领域。

本文将详细介绍光通信的基本原理、技术特点和应用前景，同时分析了光通信技术面临的挑战和未来发展趋势。

1光通信的基本原理1.1 光通信的概念和背景光通信是利用光信号进行信息传输的通信技术。

它利用光纤作为传输介质，将信息转换成光脉冲进行传输，并在接收端将光信号转换成电信号，从而实现信息的传输。

随着信息技术和通信技术的发展，光通信技术的应用越来越广泛，已成为现代通信技术的重要组成部分。

1.2 光通信的工作原理和基本组成光通信的基本工作原理是将信息通过电信号转换成光信号，利用光纤作为传输介质进行传输，最后再将光信号转换成电信号。

光通信的基本组成包括光源、调制器、光纤传输系统、光检测器和解调器等。

光源产生光信号，调制器将电信号转换成光信号，光纤传输系统将光信号进行传输，光检测器将光信号转换成电信号，解调器将电信号还原成原始信号。

这些组成部分共同构成了光通信系统。

2光通信的技术特点2.1 高速传输光通信是一种基于光传输的通信技术，具有高速传输的特点。

与传统的电信号传输技术相比，光通信利用光纤作为传输介质，能够实现Gb/s级别的数据传输速率，比传统的电信号传输速率快得多。

这使得光通信技术成为高速、高带宽通信的首选技术，被广泛应用于高速数据传输、视频传输、云计算等领域。

光通信的高速传输能力源于光纤的特性。

光纤具有非常小的传播损耗和色散，能够在长距离传输中保持信号的稳定性和可靠性。

光纤通信6第六章光纤通信系统与工程

28
第6章光纤通信系统与工程
对光纤线路码型的要求
① 易于从信号码流中提取时钟分量。要求减少码流中长连“0’和长连“1”个数； ② 码流中直流分量较稳定，以利于接收端的判决。要求码流中“0’’、“‘l”分布均匀；
③ 要求码型有一定规律性，便于对终端站和各中继
站进行不间断业务的误码检测。
29
第6章光纤通信系统与工程
11
第6章光纤通信系统与工程
3.两种数字体系
系列码率（Mb/s) 话路数北美日本体制
PDH
一次群 1.544 24 二次群 6.312 × 4=96 三次群 32.064(日) 44.736(美) × 5=480(日) × 7=672(美) 34.368 × 4=480 四次群 97.728 271.176 × 3=1440 × 3=4032 五次群 397.2 × 4=5760
为了建立世界性的统一标准， ITU－T完成了有关SDH的31个标准：
比特率、网络节点接口、复用结构、复用设备、网络管理、线路系统和光接口、SDH信息模型、网络结构和抖动性能、误码性能、网络保护结构
等
在世界范围内就SDH的基本软硬件问题也达成了一致协议。
16
第6章光纤通信系统与工程
4.光中继器在光纤通信线路上，光纤的吸收和散射导致光信号衰减，光纤的色散将使光脉冲信号畸变，导致信息传输质量降低，误码率增高，限制了通信距离。
6
第6章光纤通信系统与工程
2. PCM端机实现模拟信号到数字信号
转换(A/D转换)，完成PCM
编码，并且按照时分复用的方式把多路信号复接、
合群，从而输出高比特率
的数字信号。 PCM编码包括取样、量化、编码三个步骤。这个过程可以通过下图来说明。

通信原理(第3版)(黄葆华)章 (6)

第6章模拟信号的数字传输终
由上述分析可知,为使取样后的信号中包含原模拟信号的全部信息,或者说为了能从取样后信号的频谱 M s ( f )中恢复 M ( f )取样速率必须大于或等于信号最高频率的 2 倍, 即 f s ≥ 2 f H 。通常称 f s = 2 f H为奈奎斯特取样速率, 它是取样的最低速率;称 T s =1/ f s为奈奎斯特取样间隔,它是所允许的最大取样间隔。
第6章模拟信号的数字传输终图 6.2. 4 带通信号的取样频谱图
第6章模拟信号的数字传输终
由图 6.2. 4 可以看出: (1 )可以用低通信号取样定理所规定的取样速率对带通信号进行取样,所不同的是,恢复原带通信号 m (t )时要用带通滤波器(带通滤波器的传输特性如图 6. 2. 4 频谱图中虚线所示)。由于带通信号的最高频率 f H通常很高,所以此时的取样速率 f s ≥2 f H非常高,实现起来相当困难,甚至无法实现。 (2 )取样后的频谱图上有许多空隙没有充分利用,也就是说, f s没有必要选得那样高,只要取样后的频谱不出现重叠并能用滤波器取出原信号的频谱即可。
第6章模拟信号的数字传输终
由于信号是均匀分布的,取样值落在每个区间(相邻横实线间)的概率相等,所以量化后的信号中各量化电平是等概出现的, 即 Q 个电平中每个电平的出现概率都是 1 / Q ,因此量化后的信号实际上是一个有 Q 个取值的离散随机变量,用 X 表示。其取值及相应的概率如下
第6章模拟信号的数字传输终由第 3 章式( 3－2－5 )和式( 3－2－9 )可得信号功率为
第6章模拟信号的数字传输终
第6章模拟信号的数字传输终
6. 1 引言 6. 2 脉冲编码调制( PCM ) 6. 3 增量调制( ΔM ) 6. 4 时分复用( TDM ) 习题本章知识点小结

光纤通信第6章光放大器

光功率(dB)
光纤拉曼放大器
同向泵浦
WDM耦合器
反向泵浦
6.3.1 分布式拉曼放大器工作原理和特性
2. 拉曼增益和带宽

斯托克斯（Stokes）频差（ΩR= ωP- ωs）在SRS过程中扮演着重要角色。由分子振动能级确定的ΩR 值决定了SRS的频率（或波长）范围。
1530~1564nm 之间的C波段

6.3 光纤拉曼放大器FRA

人们对FRA的兴趣来源于这种放大器可以提供整个波长波段的放大。通过适当改变泵浦激光波长，就可以达到在任意波段进行宽带光放大，甚至可在1270～1670nm整个波段内提供放大。特别是高功率二极管泵浦激光器的迅猛发展，又为FRA的实现奠定了坚实的基础。
第六章光放大器
概述

光纤通信系统的传输距离受光纤损耗或色散限制。

因此，传统的长途光纤传输系统，需要每隔一定的距离，就增加一个再生中继器，以便保证信号的质量。

光放大器出现之前，光纤通信的中继器采用光－电－光(O-E-O)变换方式。
光放大器（O-O）

WDM系统光－电－光(O-E-O)变换方式
0

v0
1.46
增益带宽宽（约为70nm），有能力放大超窄光脉冲。
TW- SOA的特性
3. 缺点
SOA对极化态非常敏感（增益偏振相关性）。不同极化模式，具有不同的增益G，横电模（TE）和横磁模（TM）极化增益差可能达到5~8dB 起因：由于半导体有源层的横截面呈扁长方形，对横向（长方形的宽边方向）和竖向（长方形的窄边方向）的光场约束不同，光场在竖向的衍射泄漏强于横向，因而竖向的光增益弱于横向。因此光信号的偏振方向取横向时的增益大，取竖向时的增益小。解决方法：采用宽、厚可比拟的有源层设计；

第6章现代通信原理与技术西安电子科技大学(张辉曹丽娜编著第二版)解析

第 6 章模拟信号的数字传输
第 6 章模拟信号的数字传输
6.1 抽样定理 6.2 脉冲幅度调制(PAM) 6.3 脉冲编码调制（PCM） 6.4 自适应差分脉冲编码调制（ADPCM） 6.5 增量调制（ΔM）
第 6 章模拟信号的数字传输
目前用的最普遍的波形编码方法有脉冲编码调制(PCM) 和增量调制（ΔM）。采用脉码调制的模拟信号的数字传输系统如图 6 - 1 所示，首先对模拟信息源发出的模拟信号进行抽样，使其成为一系列离散的抽样值，然后将这些抽样值进行量化并编码，变换成数字信号。
第 6 章模拟信号的数字传输图 6 – 7 fH=nB时带通信号的抽样频谱
第 6 章模拟信号的数字传输由此可知：当fH=nB时，能重建原信号m(t)的最小抽样频
fs 2B
(2)若最高频率不为带宽的整数倍,即
（6.1-11）
f H nB kB, 0 k 1 (6.1 - 12)
此时fH/B=n+k，由定理知，m是一个不超过n+k的最大整数，显然，m=n，所以能恢复出原信号的最小抽样速率为
fs
2 fH m
2(nB kB) n
2B(1 k ) n
（6.1-13）
式中, n是一个不超过fH/B的最大整数, 0＜k＜1。
第 6 章模拟信号的数字传输
根据式（6.1 - 13）和关系fH=B+fL画出的曲线如图 6 - 8 所示。由图可见，fs在2B~4B范围内取值，当fL》B时，fs趋近于 2B。这一点由式（6.1-13）也可以加以说明，当fL>>B时，n 很大，所以不论fH是否为带宽的整数倍，式（6.1 - 13）可简
ms (t) m(nTs ) (t nTs ) n

几何相位_聚焦_反偏振_发散_概述及解释说明

几何相位聚焦反偏振发散概述及解释说明1. 引言1.1 概述引言部分旨在向读者引入本文的主要内容和讨论的几何相位、聚焦、反偏振和发散现象。

几何相位是一种光学中的重要概念，可以用于描述光波传播时的相位变化。

聚焦现象则涉及到光束在传播过程中被集中到一个点或区域的现象，其在光学成像和激光技术中具有广泛应用。

反偏振现象则研究了材料对于不同方向入射光的吸收、反射和透射特性随角度的变化情况，该现象在光学传输和显示等领域具有重要意义。

而发散现象指的是光束传播过程中由于光场强度分布不均匀导致的扩散效应，它对于光学传输和激光器性能都有重要影响。

1.2 文章结构本文共分为6个主要部分进行讨论。

首先，在第2部分我们将介绍几何相位的定义和原理，并探讨它在光学中的应用以及与波前调制技术之间的关系。

紧接着，在第3部分我们将讨论光束聚焦的基本原理，以及聚焦技术在光学成像和激光器中的应用，并分析聚焦效果对于光学实验和应用的影响。

第4部分将重点介绍反偏振现象的原理、特点和研究进展，并讨论不同材料与结构对反偏振性能的影响评估以及优化方法。

接下来，在第5部分中我们将概述发散现象，并讨论光束发散机制与参数的关系研究，同时探讨发散现象对于光学传输和激光器性能的影响以及相应的应对策略。

最后，在第6部分中我们将总结各章节要点，并对几何相位、聚焦、反偏振和发散现象的整体认识进行回顾并展望未来发展前景。

1.3 目的本文旨在提供有关几何相位、聚焦、反偏振和发散现象的综合概述，包括其定义、原理、在光学中的应用以及与其他相关技术之间的关系等方面内容。

通过深入剖析这些现象，我们将探索它们在光学传输、成像和激光器性能中的重要作用，并讨论对其进行优化和提高的方法和策略。

最终，本文旨在帮助读者全面了解几何相位、聚焦、反偏振和发散现象，并为相关领域的研究和应用提供参考依据。

2. 几何相位：2.1 定义和原理：几何相位是光波传输过程中的一种相位形式，它与波的传播路径相关。

光纤通信的简介

现代通信技术辅导6第六章光纤通信一、知识点∙光纤通信概述。

∙光纤与光缆。

∙光纤通信系统。

二、重点难点内容（一）光纤通信概述本节介绍光纤通信的概念、发展、实用工作窗日以及光纤通信的特点。

光纤即为光导纤维的简称。

光纤通信是以光纤为传输媒质，以光信号为信息载体的通信方式。

1. 光纤通信的发展史1966年，英籍华人高馄指出：如果能够减少玻璃中的杂质含量，就可以制造出损耗低于20dB/km 的光纤。

1970 年是使光纤通信发展出现跨越的一年，美国康宁公司研制出了损耗系数为20dB / km的光纤。

同年，美贝尔公司研制出使用寿命长达几小时的半导体激光器，光纤通信从此进入飞速发展。

通过以上的发展时期可以把光纤通信的发展归纳为三个阶段：1966～1976年：从基础研究到商业应用的开发时期；1976～1986 年：以提高传输速率和增加传输距离为目的和大力推广的发展阶段；1986～1996年：以实现超大容量超长距离为目标，全面深入开展新技术的援救阶段。

2.目前光纤通信的实用工作波长光纤通信传输的信号是光波信号，光波是人们熟悉的电磁波，其波长在微米级，频率为1014Hz ～1015Hz数量级。

根据电磁波潜可知，紫外线、可见光、红外线均属于光波的范畴，μm ～1.8μm。

可分为短波长目前光纤通信使用的波长范围是在近红外区，即波长为0.8μm，长波长波段是指波长为1.31μm和波段和长波长波段，短波长波段是指波长为0.85μm，这是目前光纤通信所采用的只个工作波长，也叫工作窗口。

1.553.光纤通信的特点目前光纤通信己经成为通信中的最主要的传输技术，以下优点。

( l ) 传输频带宽，通信容量大由信氨论知道，载波频率越高，通信容量越大。

它与其他通信传输系统相比，具有目前光纤通信使用的光载波频率在1014Hz ～1015Hz数量级，比常用的微波频率高104倍～105倍，因而，通信容量原则上比微披通信高104倍～105 倍。

( 2 ) 传输衰减小，传输距离长普通传输线的传输损耗，主要是由铜线的电阻以及导线间电容的漏电引起的，要想降低损耗，就得增大传输线的尺寸。

通信原理(第六版)第6章教程

即可得到随机序列s(t)的功率谱密度，即
Ps ( f ) = Pu ( f ) + Pv ( f ) = f S P (1 − P ) G1 ( f ) − G2 ( f )
+
m = −∞
2
∑
∞
f S [ PG1 (mf S ) + (1 − P )G2 (mf S )] δ ( f − mf S )
设一个二进制的随机脉冲序列如下图所示：
9
第6章数字基带传输系统
图中 Ts －码元宽度 g1(t)和g2(t) －分别表示消息码“0”和“1”，为任意波形。设序列中任一码元时间Ts内g1(t)和g2(t)出现的概率分别为P和 (1-P)，且认为它们的出现是统计独立的，则该序列可表示为
s (t ) =
−∞
N
=
n=− N
∑a∫
n
∞
−∞
[ g1 (t − nTS ) − g 2 (t − nTS )]e − j 2π f t dt
=
其中
G1 ( f ) =
n=− N
a n e − j 2 π f nTs [G1 ( f ) − G 2 ( f )] ∑
∞
N
∫
−∞ ∞
g1 (t ) e − j 2πft dt
N
的统计平均值仅在m = n时存在，故有
E[ U T ( f ) ] =
2 n =− N
∑
N
E[a ] G1 ( f ) − G2 ( f ) = (2 N + 1) P (1 − P ) G1 ( f ) − G2 ( f )
2 n 2
2
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第6章数字基带传输系统

《光纤通信原理》PPT课件

31
3-1-2 散射损耗
光线通过均匀透明介质时，从侧面是难以看到光线的，如果介质不均匀，如空气中漂浮的大量灰尘，我们便可以从侧面清晰地看到光束的轨迹。这是由于介质中的不均匀性使光线四面八方散开的结果，这种现象称之为散射。散射损耗是以光能的形式把能量辐射出光纤之外的一种损耗。散射损耗可分为线性散射损耗和非线性散射损耗。
红外吸收损耗对于波长大于2微米的光波表现得特别强烈，形成红外吸收带。
29
杂质吸收损耗
杂质吸收损耗可以随杂质浓度的降低而减小，直至清除。因此得到一个很宽的低损耗波长窗口，有利于波分复用（WDM）。
30
原子缺陷吸收损耗
原子缺陷吸收损耗可以通过选用合适的制造工艺，不同的掺杂材料及含量使之减小到可以忽略不记的程度。
2
1-1 光纤通信的发展与现状
1-1-1 早期的光通信几千年前，中国就有火光通信：烽火
台，它是世界上最早的光通信，因为它具有光通信的基本要素：光源、接受器、信息加在光波上和光通道。
1880年，贝尔发明了光电话，它是现代光通信的开端，但由于找不到实用的传输手段而夭折。
3
1-1-2 光纤通信
3、弯曲特性弯曲特性主要取决于纤芯与包层的相对折
射率差△ 以及光缆的材料和结构。实用光纤的最小弯曲半径一般为50~70毫米，光缆的最小弯曲半径一般为500~700毫米，等于或大于光纤最小弯曲半径的10倍。在以上条件下，光辐射引起的光纤附加损耗可以忽略，若小于最小弯曲半径，附加损耗则急剧增加。
1950年曾出现过导光用的玻璃纤维，但损耗高达1000db/Km，这天文数字的损耗量，使有人认为光纤传输无实际意义。
1960年，英籍华人高锟指出：如能将光纤中过渡金属离子减少到最低限度，有可能使光纤的损耗减少到1 db/Km，信息容量可能超过100MHz。