光纤通信系统

专业导论课程报告题目：光纤通信系统组成及其功能

学院信息工程学院

专业班级

学号

学生姓名

任课老师

完成日期2016年12月6日

光纤通信也作光纤通信，是指一种利用光与光纤传递资讯的一种方式，属于有线通信的一种。光经过调变后便能携带资讯。自1980年代起，光纤通信系统对于电信工业产生了革命性的作用，同时也在数位时代里扮演着非常重要的角色。光纤通信具有传输容量大，保密性好等许多优点。光纤通信现在已经成为当今最主要的有线通信方式。将需传送的信息在发送端输入到发送机中，将信息叠加或调制到作为信息信号载体的载波上，然后将已调制的载波通过传输媒质传送到远处的接收端，由接收机解调出原来的信息。

根据信号调制方式的不同，光纤通信可以分为数字光纤通信，模拟光纤通信。光纤通信的产业包括了光纤光缆，，光器件，光设备，光通信仪表，光通信集成电路等多个领域。

利用光纤作为通讯之用通常举经过下列几个步骤：

1.以发射器产生光讯号；

2.以光纤传递讯号，同时必须确保光讯号在光纤中

不会衰减或是严重变形。

3.以接收器接受光讯号，并且转换成电讯号。

光纤通讯的历史：自古以来人类对于长距离的通讯

需求就不曾削减。随着时间的前进，从烽火到电报，再到1940年的第一条同轴电缆正式服役，这些通讯系统的复杂度与精细度也不断的进步。但是这些通讯的方式各有其极限，使用电气讯号传递资讯虽然快捷，但是传输距离会因为电气讯号容易衰减而需要大量的中继器。微波通讯虽然可以使用空气做介质，可是也会受到载波频率的限制。到了二十世纪中叶，人们才了解使用光来传递资讯，能带来很多过去没有的显著好处。

然而，当时并没有同调性高的发光源，也没有适合作为传递光讯号的介质，所以光通讯一直只是一个概念。直到I960年代，雷射的发明才解决了第一项难题。1970年代康宁公司发展出高品质低衰减的光纤则解决了第二项问题，此时讯号在光纤中传递的衰减量的一次低于光纤通讯之父高馄所提出的每公里衰减20分贝的关卡，证明了光纤作为通信介质的可能性。与此同时使用砷化镓作为材料的半导体雷射也被发明出来，并且凭借着体积小的优势而大量运用于光纤通讯系统中。1976年，第一条速率为4407Mbit/s的光纤通信系统在美国亚特兰大的地下管道中诞生。

经过了五年的研发期，第一个商用的光纤通讯系统在

1980年问世。这个人类史上第一个光纤通讯系统使用波长800纳米的砷化镓雷射作为光源，传输的速率达到45Mb/s，每十公里需要一个中继器增强讯号。

第二代的商用光纤通讯系统也在1980年代初期就发展出来，使用波长1300纳米的磷化砷锢镓雷射。早期的光纤通讯系统虽然受到色散的问题而影响了讯号品质，但是1980年代末，EDFA的诞生, 堪称光通信历史的一个里程碑似的事件，它使光纤通讯可以直接进行光中继，使长距离高速传输成为可能，并促使了DWDM 的诞生。

第三代的光纤通讯系统改用波长1550纳米的雷射作为光源，而且讯号的衰减已经降至每公里0.2 分贝。之前使用的磷化砷锢镓雷射的光纤通讯系统常常遭遇到脉波延散问题，而科学家则设计出色散迁移光纤来解决这些问题，这种光纤在传递1550 纳米的光波时，色散几乎为零，因其可以将雷射光的光谱限制在单一纵模。这些技术上的突破使得第三代光纤通讯系统的传输速率达到2.5Gb/s，而且中继器的间隔可达到100公里远。

第四代光纤通讯系统引进了光放大器，进一步减少

中继器的需求，另外，波分复用技术则大幅度增加传

输速率。这两项技术的发展让光纤通讯系统的容量以每六个月增加一倍的方式大幅跃进，到了2001年时已经到达10Tb/s的惊人速率，足足是80年代光纤通讯系统的200之多。近年来，传输速率已经增加到了14Tb/s，每隔160公里才需要一个中继器。

第五代光纤通讯系统发展的重心'在于扩展波长分波多工器的波长操作范围。传统的波长范围，也就是一般俗称的"C band”约是1530纳米至1570纳米之间，新一代的无水光纤低损耗的波段则延伸到1300纳米至1650纳米之间。另外一个发展中的技术是引进光弧子的概念，利用光纤的非线性效应，让脉波能够抵抗色散而维持原本的波形。

1990至2000年间，光纤通讯产业受到互联网泡沫的影响而大幅成长。此外一些新兴的网络应用，如随选视讯使得互联网带宽的成长甚至超过摩尔定律所预期集成电路芯片中晶体管增加的速率。而自互联网泡沫破灭至2006年为止，光纤通讯产业透

过企业整并壮大规模，以及委外生产的方式降低成本来延续生命。

现在的发展前沿就是全光网络了，使光通信完全的代替电信号通讯系统，当然，这还有很长的路要走。

光纤通讯系统应用：光纤常被电话公司用于传递电话、互联网，或是有线电视的讯号，有时候利用一条光纤就可以同时传递上述的所有讯号。与传统的铜线相比，光纤的讯号衰减与遭受干扰的情形都改善很多，特别是长距离以及大量传输的使用场合中，光纤的优势更为明显。然而，在城市之间利用光纤的通讯基础建设通常施工难度以及材料成本难以控制，完工后的系统维运复杂度与成本也居高不下。因此，早期光纤通讯系统多半应用在长途的通讯需求中，这样才能让光纤的优势彻底发挥，并且抑制住不断增加的成本。

从2000年光通讯市场崩溃后，光纤通讯的成本也不断下探，目前已经和铜缆为骨干的通讯系统不相上下。

对于光纤通讯产业而言，1990年放大器正式进入商业市场的应用后，很多超长距离的光纤通讯才得以真正实现，例如越洋的海底电缆。到了2002年时，越洋海底电缆的总长已经超过25万公里，每秒能携带的资料量超过2.56Tb，而且根据电信业者的统计，这些数据从2002年后仍然不断的大幅成长中。

通过上述内容我认真了解光纤通讯系统的原理和应用，随着时代的发展和进步，光纤通讯系统随着人们的需求而不断的改进，发展。同时也认真了解了相关方面

的知识。光纤通讯系统需要发射器和接收器，以光纤来作为传递讯号进行传递，我们对发射器，传输过程的光缆线，接收器进行相应方面的改进从而达到了加强光通信的传输速率，以及减少了中继器的需求量。如今，光纤通讯系统追求的是全光社会，任重而道远。