光纤通信系统的基本构成共23页
光纤通信系统的组成和各部分的作用
光纤通信系统的组成和各部分的作用光纤通信系统，听起来就很高大上，让人想起那些神秘的实验室和高科技的设备。
但实际上，它就像我们家里的电话线一样，只是传输速度更快，更稳定，而且可以传输更多的信息。
今天，我就来给大家讲讲光纤通信系统的组成和各部分的作用，让大家对它有更深入的了解。
我们来看看光纤通信系统都有哪些部分。
一般来说，它包括了光源、光缆、调制器、解调器和接收器等几个部分。
这些部分各有各的作用，下面我们就来一一了解一下。
1.1 光源光源就是用来产生光的设备。
在光纤通信系统中，光源通常采用的是激光。
激光的特点是非常亮且单色，而且方向性非常强。
这样一来，就可以保证光线只会沿着光纤的方向传播，不会发生散射。
而且，激光的功率非常高，可以产生非常强烈的光线。
这样一来，就可以实现高速的数据传输。
1.2 光缆光缆就是用来传输光信号的电缆。
在光纤通信系统中，光缆通常由玻璃或塑料制成，里面充满了折射率不同的材料。
这样一来，当光线从光源发出后，就会经过光缆内的材料多次反射和折射，最终被传输到目的地。
虽然光缆看起来很脆弱，但实际上它的强度非常高，可以承受很大的压力和拉力。
而且，光缆的直径非常小，可以减少能量的损失，提高传输速度。
1.3 调制器调制器就是用来改变光信号的频率和幅度的设备。
在光纤通信系统中，调制器通常采用的是频移键控(FSK)或正弦载波相移键控(PSK)等方法。
这样一来，就可以将数字信号转换成模拟信号，然后通过光缆传输出去。
为了防止信号被干扰或丢失，我们还会在调制器的前面加上一些纠错码和保护码。
2.1 解调器解调器就是用来恢复原始数字信号的设备。
在光纤通信系统中，解调器通常采用的是频移键控(FSK)或正弦载波相移键控(PSK)等方法。
这样一来，就可以将模拟信号转换成数字信号，然后通过处理器进行处理。
为了防止信号被干扰或丢失，我们还会在解调器的后面加上一些纠错码和保护码。
2.2 接收器接收器就是用来接收光信号并将其转换成电信号的设备。
光纤通信系统的基本构成课件资料
3.1 光纤通信用光源
对通信用光源的要求如下： (1)发射的光波长应和光纤低损耗“窗口”一致， 即中心波长应在0.85m、 1.31 m和1.55 m附近。 光谱单色性要好，即谱线宽度要窄，以减小光纤 色散对带宽的限制。 (2)电/光转换效率要高，即要求在足够低的驱动电 流下，有足够大而稳定的输出光功率，且线性良 好。发射光束的方向性要好，即远场的辐射角要 小，以利于提高光源与光纤之间的耦合效率。
3.5 3.0
ÂÊ P / mW ¦ ¹ ö ³ Êä
2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 0 150 50 I th100 ¹ ¤ ×÷ µç Á÷ I / mA (a)
¦ÂÊ P / mW ¹ ö ³ ÃæÊä µ¥
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
0 20 40 60 80 ¹ ¤ ×÷ µç Á÷ I / mA (b)
3.1 光纤通信用光源
(3)允许的调制速率要高或响应速度要快，以满足 系统的大传输容量的要求。 (4)器件应能在常温下以连续波方式工作，要求温 度稳定性好，可靠性高，寿命长。 (5)此外，要求器件体积小，重量轻，安装使用方 便，价格便宜。 以上各项中，调制速率、谱线宽度、输出光功率和 光束方向性，直接影响光纤通信系统的传输容量和 传输距离，是光源最重要的技术指标。
3.1.1.5 温度特性 激光器输出光功率随温度而变化有两个原因（1）激 光器的阈值电流Ith随温度升高而增大（2）外微分 量子效率d随温度升高而减小。 温度升高时，Ith增大， d减小， 输出光功率明显下 降， 达到一定温度时，激光器就不激射了。 当以直流电流驱动激光器时，阈值电流随温度的变 化更加严重。当对激光器进行脉冲调制时，阈值 电流随温度呈指数变化，长波长激光器输出光功 率对温度的变化更加敏感。
光纤通信知识演示文稿资料课件
目录
• 光纤通信概述 • 光纤通信原理 • 光纤通信系统组成 • 光纤通信的应用 • 光纤通信的未来发展
01
光纤通信概述
光纤通信定义
光纤通信是一种利用光波在光纤中传输信息的一种通信方式。它通过将电信号转 换为光信号，在光纤中传输，并在接收端将光信号转换回电信号，实现信息的传 递。
光纤通信系统主要由光源、光纤、光检测器和传输介质等部分组成。其中，光纤 是核心部分，负责传输光信号。
光纤通信发展历程
01
02
03
04
1960年代
光纤通信的初步探索和研究阶 段，人们开始认识到光纤在通
信领域的应用潜力。
1970年代
实验阶段，开始进行光纤通信 实验，验证其可行性和优势。
1980年代
商用阶段，光纤通信开始进入 商用领域，逐渐应用于长途和
光的调制方式
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强度调制
通过改变光源的输出强度 来传递信息。在强度调制 中，信息被编码为光信号 的明暗变化，即光强。
频率调制
息被编码为光信号的波长 变化。
相位调制
通过改变光的相位来传递 信息。在相位调制中，信 息被编码为光信号的相位 变化。
光的解调方式
光功率放大器
用于放大光信号的功率，提高传输距 离和接收机的接收灵敏度。
05
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调制器
用于将电信号调制到光信号上，使光 信号的幅度、相位或频率随电信号变 化。
光中继器
功能
光中继器用于放大和 整形光信号，补偿光 纤传输中的损耗和色 散，延长通信距离。
组成
光中继器主要由光接 收机、光放大器和光 发送机组成。
保护层用于保护光纤不受外界环境的影响 和损伤，保证光信号的传输质量和稳定性 。
光纤通信系统组成1
光接收机组成框图
前端
光信号 光电 探测 前置 放大
线性通道
主放 大器 均衡 滤波
பைடு நூலகம்
时钟提取与数据再生 判 决 器
输出
AGC电路
时钟恢复
性能指标:接收灵敏 度、信噪比
对信号进行高 增益放大与整 形
光接收机的前端
光信号 光检测器 前置放大器
偏压控制
前端：由光电探测器和前置放大器组成。 作用：将耦合入光电探测器的光信号转换为电流
第9章 光纤通信系统简介
9.1 光纤通信系统的基本组成
9.2 光复用技术
9.3 光纤通信系统的分类
9.3 光纤通信的发展现状
9.4 光纤通信新技术
9.1 光纤通信系统组成和基本原理
光纤通信概念 光纤通信是光波为载波，光纤为传输介质的通信方 式。光纤只能传输光信号，不能传输电信号，通信 系统在发送端必须先把电信号变成光信号，在接收 端再把光信号变为电信号，即电/光和光/电转换。
2、光接收机：
光接收机的功能：是把从光纤线路输出、产生畸变
和衰减的微弱光信号转换为电信号，并经放大和处
理后恢复成发射前的电信号。 光接收机组成：由光探测器、放大器和相关电路组 成，光探测器是光接收机的核心。 对光探测器的要求是响应度高、 噪声低和响应速
度快。
光纤通信系统常用探测器： PIN 光电二极管和雪崩 光电二极管APD 短波长段：Si-APD 长波长段：Ge-APD； InGaAsP-APD；PIN 接收方式：直接检测方式/外差检测方式 直接检测的设备简单、经济，是当前实用光纤 通信系统普遍采用的接收方式。 外差检测方式能大幅度提高光接收机的灵敏度， 但设备比较复杂，对光源的频率稳定度和光谱宽 度要求很高。
光纤通信系统的基本组成
部分电磁波频谱图
X-射线 X-Rays 伽玛射线
Gamma
Rays
可见光 Visible
紫外线 UV
红外线 IR
微波 Microwave
无线电 Radio
10－11
10－9
10－7
10－5
10－3
10－1
10
103
波长Wavelength(cm)
电磁波频谱图
1.2.2 光纤通信的优点
• 容许频带很宽，传输容量很大； • 损耗很小，中继距离很长且误码率很小； • 重量轻、体积小； • 抗电磁干扰性能好； • 泄漏小，保密性能好； • 节约金属材料,有利于资源合理使用。
光纤通信系统的基本组成
(1) 光发信机
光发信机是实现电/光转换的光端 机。它由光源、驱动器和调制器组成。
其功能是将来自于电端机的电信号 对光源发出的光波进行调制，成为已调 光波，然后再将已调的光信号耦合到光 纤或光缆去传输。
(2) 光收信机
光收信机是实现光/电转换的光端机。 它由光检测器和光放大器组成。
(4) 中继器
中继器由光检测器、光源和判决再生 电路组成。
它的作用有两个：一个是补偿光信号 在光纤中传输时受到的衰减；另一个是对 波形失真的脉冲进行整形。
(5) 无源器件
由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工 艺和光缆施工条件的限制，且光纤的拉制 长度也是有限度的（如1Km)。 因此一条 光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。 于是，光纤间的连接、光纤与光端机的连 接及耦合，对光纤连接器、耦合器等无源 器件的使用是必不可少的。
第1章 概 论
教学内容 ：
1.1 光纤通信发展的历史和现状 1.2 光纤通信的优点和应用 1.3 光纤通信系统的基本组成
光纤通信系统的组成与工作原理
光纤通信系统的组成与工作原理光纤通信系统的组成包括光源、信号调制器、光纤传输介质、接收器等几个重要部分。
光源是产生光信号的装置，常用的光源包括激光器和发光二极管。
信号调制器是将需要传输的信息信号转换成光信号的装置，常用的信号调制器包括电调制器和光调制器。
光纤传输介质是将光信号传输到目标地点的装置，通常由光纤和光纤连接器组成。
接收器是将光信号转化为电信号的装置，常用的接收器包括光电探测器。
光纤通信系统的工作原理是利用光在光纤中的传输传播特性进行信息传输。
光在光纤中的传输是通过光纤的全反射实现的。
光纤由一个纤维芯和一个包层构成，纤维芯是光信号传输的通道，包层则用于保护纤维芯并使光信号在光纤内部能够发生全反射。
光在光纤中的传输是通过光纤的发射端输入光信号，通过光纤的传输和全反射，最终到达光纤的接收端。
光信号的传输是通过光纤的全反射实现的。
在光纤的发射端，光源会产生一束光信号，将光信号通过信号调制器转换成需要传输的信息信号。
然后，光信号经过光纤传输，在传输过程中光信号会发生全反射，即光信号会在光纤的界面上发生反射而不会发生折射。
由于光纤的纤维芯具有很高的折射率，使得光信号能够一直传输下去，几乎没有损耗。
最后，光信号到达光纤的接收端，通过接收器将光信号转化为电信号，以便进行后续处理和解码。
光纤通信系统相比于传统的铜缆通信系统具有很多优点。
首先，光纤通信系统传输速度快，传输容量大，能够满足大量数据的传输需求。
其次，光纤通信系统的传输距离远，信号衰减小，可靠性高。
此外，光纤通信系统对电磁干扰的抗干扰能力强，适用于各种复杂的环境条件。
最后，光纤通信系统体积小、重量轻，便于安装和维护。
综上所述，光纤通信系统是一种通过光纤传输信息的通信系统。
其由光源、信号调制器、光纤传输介质、接收器等组成，利用光在光纤中的传输传播特性进行信息传输。
光纤通信系统具有传输速度快、传输容量大、传输距离远、抗干扰能力强等优点。
随着科技的发展，光纤通信系统在通信领域的应用越来越广泛。
光纤通信系统的基本构成共25页
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
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光纤通信系统的组成及各部分功能
光纤通信系统的组成及各部分功能1. 光源（Light source）：光源是将电能转化为光能的装置，其主要功能是产生具有特定频率和波长的光信号。
常用的光源有雷射器、电晕放电光源、发光二极管等。
不同光源产生的光信号有不同的功率和光频谱特性。
2. 光纤（Optical fiber）：光纤是将光信号进行传输的介质，它由一根细长的光学纤维组成，具有高折射率和低传输损耗的特点。
光纤主要有芯、包层和包覆层组成，其主要功能是将光信号通过全内反射的方式进行传输。
3. 光纤连接器（Optical fiber connector）：光纤连接器是用于连接光纤的装置，它将光纤的末端与光接收器或光源进行连接，以保证光信号的传输质量和稳定性。
光纤连接器一般包括光纤连接头和接插件两部分。
4. 光纤传输系统（Optical fiber transmission system）：光纤传输系统是指将光信号在光纤中进行传输的装置和设备，它包括光纤放大器、光纤衰减器、光纤耦合器、光纤收发器、光纤开关等。
光纤传输系统的主要功能是对光信号进行放大、传输、分光和选择等处理。
5. 光接收器（Optical receiver）：光接收器是将光信号转化为电信号的装置，其主要功能是将光信号转换为电流信号，并经过放大、滤波等处理，以恢复原始信号。
光接收器一般由光电转换器、放大器、滤波器和接收电路等组成。
6. 光纤终端设备（Optical fiber terminal equipment）：光纤终端设备是指使用光纤进行通信的终端设备，包括光纤通信交换机、光纤调制解调器、光纤路由器、光纤终端机等。
光纤终端设备的主要功能是进行信号调制、解调、编码、解码和路由等操作，以实现数据的传输和交换。
除了以上主要组成部分外，光纤通信系统还包括光纤分配系统、光纤保护系统和光纤安全系统等。
光纤分配系统用于将光信号分配到不同的用户或设备上；光纤保护系统用于提供光路备份和故障切换功能，以确保通信的可靠性；光纤安全系统用于加密和保护传输的数据，以防止数据泄露和攻击。
光纤通信系统结构及各部分功能
光纤通信系统结构及各部分功能光纤通信系统结构及各部分功能引言光纤通信是一种利用光纤作为传输介质进行数据通信的技术。
它具有巨大的传输带宽和较低的传输损耗，因此被广泛应用于各个领域，包括互联网、电信和电视传输等。
光纤通信系统由多个部分组成，各部分协同工作，实现高效的数据传输。
本文将深入探讨光纤通信系统的结构和各部分的功能，并分享对该主题的一些观点和理解。
一、光纤通信系统的结构光纤通信系统主要由三个基本组成部分构成：光发射器、光纤传输介质和光接收器。
在这个简单的结构背后，有许多重要的辅助部分和功能组件来保证系统的正常运行和数据的有效传输。
1. 光发射器光发射器是一个关键组件，它将电信号转换为可传输的光信号。
主要包括激光器和调制器两个部分。
激光器负责产生高强度、单色性和方向性良好的光源，而调制器则负责将电信号调制到光信号上，以便在光纤中传输。
2. 光纤传输介质光纤传输介质作为光信号传输的通道，在系统中起到至关重要的作用。
光纤主要由二氧化硅等材料制成，能够实现光信号的高速传输和低损耗。
它具有高带宽、抗干扰性强和体积轻小等优点，适合长距离的信号传输。
3. 光接收器光接收器是将接收到的光信号转换为电信号的装置。
它由光探测器和解调器组成。
光探测器负责将光信号转换为电信号，解调器则负责将电信号恢复为原始的传输数据。
二、光纤通信系统各部分功能除了上述基本的组成部分，光纤通信系统还包括其他关键的部分，每个部分都有自己特定的功能。
1. 发送端处理和调制功能发送端的处理和调制功能确保原始电信号能够被正确地转换为可以传输的光信号。
这个过程包括信号的放大、调制和编码等步骤。
放大确保信号强度足够，调制使信号能够携带更多的信息，而编码则保证信号的可靠传输和解析。
2. 光纤传输和光信号放大功能光纤传输和光信号放大功能包括了一系列的步骤和设备，确保光信号在光纤中稳定传输和放大。
这些步骤包括选择适当的光纤类型、优化光纤布线和使用光纤放大器等。
ZY3200201002 光纤通信系统的基本组成
第一章光纤通信概述
模块2 光纤通信的基本组成（ZY3200201002）
【模块描述】本模块包含光纤通信的基本组成。
通过对光通信系统的组成框图的介绍，掌握光纤通信系统的基本组成和工作机制。
【正文】
所谓光纤通信，就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信之目的。
典型的数字光纤通信系统方框图如图ZY3200201002-1所示。
光纤通信系统中电端机的作用是对来自信息源的信号进行处理，例如模拟/数字转换、多路复用等；发送端光端机的作用是将光源( 如激光器或发光二极管 )通过电信号调制成光信号，输入光纤传输至远方；接收端的光端机内有光检测器(如光电二极管)将来自光纤的光信号还原成电信号，经放大、整形、再生恢复原形后，输至电端机的接收端。
模拟信息模拟信息
图ZY3200201002-1光纤通信系统方框图
对于长距离的光纤通信系统还需中继器，其作用是将经过长距离光纤衰减和畸变后的微弱光信号经放大、整形、再生成一定强度的光信号，继续送向前方以保证良好的通信质量。
目前的中继器多采用光-电-光形式，即将接收到的光信号用光电检测器变换为电信号，经放大、整形、再生后再调制光源将电信号变换成光信号重新发出，而不是直接放大光信号。
目前，采用光放大器(如掺铒光纤放大器)作为全光中继及全光网络已逐步进入商用。
【思考与练习】
1．画出光纤通信系统的方框图。
2．光纤通信系统中，中继器的作用是什么？。
光纤通信系统的组成和各部分的功能
光纤通信系统的组成和各部分的功能一、光纤通信系统的概述光纤通信系统是一种使用光纤传输信号的通信系统。
它由多个部分组成，每个部分都有着不同的功能和作用。
本文将深入探讨光纤通信系统的组成和各部分的功能，以便更好地理解和应用光纤通信技术。
二、光纤通信系统的组成光纤通信系统主要由以下几个部分组成：1. 光源光源是光纤通信系统的起点，它产生光信号并将其传输到光纤中。
光源的种类有很多，常见的有激光器和发光二极管。
激光器产生的光信号准直性好、单色性强，适用于长距离传输；而发光二极管则适用于短距离通信，成本较低。
2. 光纤光纤是光信号的传输介质，它由光纤芯和包层组成。
光纤芯是光信号传输的核心部分，其负责光信号的传输；而包层则用来保护光纤芯，减小光的损耗。
光纤具有传输距离远、带宽大、抗干扰能力强等优点，是现代通信的重要组成部分。
3. 光电转换器光电转换器的作用是将光信号转换成电信号，或者将电信号转换成光信号。
在发送端，光电转换器将电信号转换成光信号并输入光纤；在接收端，光电转换器将光信号转换成电信号，以供接收设备使用。
常见的光电转换器有光电二极管和光电探测器。
4. 光纤放大器光纤放大器是用于放大光信号的设备，它能够增加光信号的强度，使其能够在光纤中传输更远的距离。
常见的光纤放大器有掺铒光纤放大器和掺镱光纤放大器。
5. 光纤衰减器光纤衰减器是用来减小光信号强度的装置，它可以在光信号传输过程中调整光信号的强度，以便适应不同的传输距离和传输条件。
6. 光纤连接器和光纤接头光纤连接器和光纤接头是用来连接光纤的部件，它们能够保证光信号的传输质量。
光纤连接器主要用于连接不同光纤之间，而光纤接头则用于连接光纤与光电转换器等设备之间。
7. 光纤交换机和光纤路由器光纤交换机和光纤路由器是用于控制和管理光纤通信系统的设备。
光纤交换机用于在局域网内建立连接和切换光纤信号，而光纤路由器则用于在广域网中转发光纤信号。
三、各部分的功能和作用各部分在光纤通信系统中都有着不同的功能和作用。
光纤通信系统的基本组成
1.3.2基本光纤传输系统
基本光纤传输系统作为独立的“光信道”单元，若配置
适当的接口设备，则可以插入现有的数字通信系统或模拟通
信系统， 或者有线通信系统或无线通信系统的发射与接收之 间光发射机、光纤线路和光接收机，若配置适当的光器件，
可以组成传输能力更强、功能更完善的光纤通信系统。例如，
在光纤线路中插入光纤放大器组成光中继长途系统，配置波 分复用器和解复用器，组成大容量波分复用系统，使用耦合
1.3光纤通信系统的基本组成
光纤通信系统可以传输数字信号，也可以传输模拟信号。 用户要传输的信息多种多样，一般有话音、图像、数据或多媒 体信息。 为叙述方便，这里仅以数字电话和模拟电视为例。 图 1.4 示出单向传输的光纤通信系统，包括发射、接收和作为
广义信道的基本光纤传输系统。
发 射 信 息 源 电 发 射 机 电信号 输入 光 发 射 机
器或光开关组成无源光网络，等等。
下面简要介绍基本光纤传输系统的三个组成部分。
1. 光发射机 光发射机的功能是把输入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。目前广泛使用的光源有半
为提高传输质量，通常把这种模拟基带信号转换为频率调 制(FM)、脉冲频率调制 (PFM) 或脉冲宽度调制 (PWM) 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(FDM) 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(RF)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(SCM)。
光纤通信系统组成及各部分功能
光纤通信系统组成及各部分功能要写一篇关于光纤通信系统的文章，我们先来了解一下系统的基本组成和每个部分的功能。
光纤通信系统就像是现代信息传递的“高速公路”，能把各种数据以超快的速度传送到世界各地。
咱们就来看看这条“高速公路”是怎么建造和运作的吧。
1. 光纤通信系统的基本组成1.1 光源说到光纤通信，首先得提光源。
光源是整个系统的“发动机”，负责发射光信号。
它的工作原理其实就像你家里的手电筒，按下开关就有光。
不过，光纤通信中的光源可要高大上得多，一般使用激光二极管或发光二极管（LED）。
它们能够发出非常稳定和强烈的光束，这样信号才能在光纤里“飞速奔驰”。
光源的质量直接决定了通信的速度和距离。
也就是说，你要是用的是顶级光源，信号传输就像火箭一样快，不容易掉链子。
1.2 光纤光纤是整个系统的“传输管道”。
可以想象成一根细细的玻璃管，里面的光信号就像高速列车一样在里头“飞驰”。
光纤有两种主要的类型：单模光纤和多模光纤。
单模光纤就像是一条窄窄的高速公路，只允许一条车道通行，适合长距离传输；而多模光纤就像宽阔的高速公路，车道多，适合短距离传输。
光纤的材质和结构都经过精心设计，确保信号传输过程中不会发生太多的损耗和干扰。
总之，光纤在传输信号方面可是“大显身手”。
2. 接收和解码2.1 光接收器接收到的光信号需要被“接住”，这时候就需要光接收器了。
光接收器的工作就像是信号的“接力员”，把光信号转换成电信号。
它的作用其实跟相机的传感器有点类似，负责捕捉光信号并将其转化为我们能理解的电子信号。
接收器的质量也很重要，好的光接收器可以让信号更清晰，减少误码的概率。
换句话说，它就像是“信号的守护神”，确保信息准确无误地到达目的地。
2.2 解码器光信号转化成电信号后，还需要解码器来进一步处理。
解码器的工作就是把这些电信号“翻译”成我们能理解的数字或者数据。
想象一下，它就像是外语翻译官，把外文的“谜团”破解成我们能听懂的语言。