第1章 光纤通信概述
光纤通信第5版课后习题答案要点
光纤通信第5版课后习题答案要点《光纤通信第5版课后习题答案详细解析》。
在学习光纤通信的过程中，课后习题可是帮助咱们巩固知识的好帮手呢。
不过有时候，有些习题可能会让咱们绞尽脑汁也想不出答案。
别担心，下面我就来给大家分享一下光纤通信第5版课后习题的答案要点，还会讲讲为啥是这样的答案哦，让咱们一起把这些知识点搞清楚！第一章光纤通信概述。
习题1：简述光纤通信的优点。
答案：光纤通信有好多优点呢。
比如说传输损耗低，就像长途运输，损耗小就意味着能传得更远，不用频繁地“加油”（补充信号）。
举个例子哈，传统的电缆传输可能传个几十公里信号就弱得不行了，但是光纤能传几百公里都还很清晰。
再比如说带宽大，能同时传输好多好多信息，就像高速公路有很多车道一样，能容纳大量的车辆（数据）通行。
还有抗干扰能力强，它不受电磁干扰，就像在嘈杂的环境中，它能安静地传输自己的信号，不会被其他干扰影响。
原因：光纤的材料和传输原理决定了它的这些优点。
光纤是用玻璃或者塑料等材料制成的，光在里面传播损耗比较小。
而且它是通过光信号传输信息的，和电磁信号不“打架”，所以抗干扰能力强。
带宽大是因为光的频率很高，能携带大量的信息。
习题2：光纤通信系统由哪些部分组成？答案：光纤通信系统主要由光发送机、光纤、光接收机这几个部分组成。
光发送机就像是一个“快递打包员”，把要传输的信息打包成光信号，然后通过光纤这个“快递通道”送出去。
光纤就像一条专门的道路，让光信号在里面快速传输。
光接收机呢，就像是“快递收件员”，把光信号接收下来，再把里面的信息取出来。
原因：这几个部分各司其职，缺一不可。
光发送机负责把电信号转换成光信号，因为光纤只能传输光信号呀。
光纤提供了传输的路径，保证光信号能准确地到达目的地。
光接收机则要把光信号再变回电信号，这样我们才能使用这些信息。
第二章光纤和光缆。
习题1：光纤的结构是怎样的？答案：光纤一般由纤芯、包层和涂覆层组成。
纤芯就像是光纤的“心脏”，光信号主要在纤芯里面传播。
光纤通信
2.2 用射线理论分析光纤的导光原理
分析光纤导光原理有两种基本的研究方法 • 射线理论法（简称为射线法，又称几何光 学法） • 波动理论法（又称波动光学法）
1．均匀平面波的一般概念
• 均匀平面波的一般概念
– 平面波是指在与传播方向垂直的无限大平面的 每个点上，电场强度E的幅度相等、相位相同， 磁场强度H的幅度也相等、相位也相同。 – 或者说，这种波的等幅、等相位面是无限大的 平面。
– 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。
2.1.2 光纤的分类
渐变型光纤
– 如果纤芯折射率n1随着半径加大而逐渐减小， 而包层中折射率n2是均匀的，这种光纤称为渐 变型光纤，又称为非均匀光纤。
式中，P11为全“1”码时的平均光功率；P00为 全“0”码时的平均光功率。一般要求EXT≥10dB 。
3.0.1
（3）调制特性要好
光发送机
除此之外，还要求电路尽量简单、成本低、稳定
性好、光源寿命长等。
3.0.2 光发送机的基本组成
数字光发送机的基本组成包括均衡放大、码
型变换、复用、扰码、时钟提取、光源、光源的
光纤通信 第一章 概述
第一章 绪论
第二章 光纤
第三章 光纤收发系统 第四章 SDH通信系统 第五章 光通信系统现代应用
光纤通信 第一章 概述
1.1 光纤通信的发展概况 1.2 光纤通信系统组成
1.3 光纤通信系统中的 光纤光缆和器件 1.4 光纤通信的特点 1.5光纤通信的发展趋势
1.1光纤通信的发展概况
二、光纤通信的发展史
波长 第一代 第二代 第三代 第四代 0.85um 1.31um 1.55um 频分、波分 新技术 备注 500MB/S 85GB/S 1000GB/S 2000GB/S
光纤通信知识点归纳
第1章概述1、光纤通信的基本概念：利用光导纤维传输光波信号的通信方式。
光纤通信工作波长在于近红外区：0.8～1.8μm的波长区，对应频率: 167～375THz。
对于SiO2光纤，在上述波长区内的三个低损耗窗口，是目前光纤通信的实用工作波长，即0.85μm、1.31μm及1.55μm。
2、光纤通信系统的基本组成：（P2图1-3）目前采用比较多的系统形式是强度调制/直接检波（IM/DD）的光纤数字通信系统。
该系统主要由光发射机、光纤、光接收机以及长途干线上必须设置的光中继器组成。
1）在点对点的光纤通信系统中，信号的传输过程：由电发射机输出的脉码调制信号送入光接收机，光接收机将电信号转换成光信号耦合进光纤，光接收机将光纤送过来的光信号转换成电信号，然后经过对电信号的处理以后，使其恢复为原来的脉码调制信号送入电接收机，最后由信息宿恢复用户信息。
2）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发光二极管(LED)和半导体激光二极管（LD)。
3）光接收机中的重要部件是能够完成光-电转换的光电检测器，目前主要采用光电二极管（PIN）和雪崩光电二极管（APD）。
特性参数：灵敏度4）一般地，大容量、长距离光纤传输 : 单模光纤+半导体激光器LD小容量、短距离光纤传输 : 多模光纤+半导体发光二极管LED5）光纤线路系统：功能：把来自光发射机的光信号，以尽可能小的畸变和衰减传输到光接收机。
组成：光纤、光纤接头和光纤连接器要求：较小的损耗和色散参数3、光纤通信的特点：优点：（1），传输频带宽，通信容量大。
（2）传输损耗小，中继距离长：石英光纤损耗低达0.19 dB/km，用光纤比用同轴电缆或波导管的中继距离长得多。
（3）保密性能好：光波仅在光纤芯区传输，基本无泄露。
（4）抗电磁干扰能力强：光纤由电绝缘的石英材料制成，不受电磁场干扰。
（5）体积小、重量轻。
（6）原材料来源丰富、价格低廉。
缺点：1）不能远距离传输；2）传输过程易发生色散。
第一章 光纤通信概述
光通信
≠
光纤通信
5
§ 1.2光纤通信的发展与现状
原始的光通信： 以 “烽火狼烟”为号----骊山烽火台 杜甫有诗云： “烽火连三月，家书抵万金” 军事应用
6
1880年，贝尔发明了第一个光电话
弧光灯 抛物镜 透镜 硅电池 话筒 透镜 受话器
贝尔电话系统
7
贝尔电话在晴好天气通信距离可达 数公里、甚至几十公里，是现代光通
§1.3现代光纤通信技术
光纤通信技术特点
传输容量大。
44
45
10-14 10-12 10-10 10-8 10-6 宇 宙 线 Γ 射 线 χ 紫 射 线 外 可 见 光
10-4 10-2
100
102
104 波长/m
红
外
微
波
无 线 电 108 106 104 频率/Hz
1022 1020 1018 1016 1014
中继距离L
SDH，WDM 无中继：80～ 120Km 技术2.5Gb/s EDFA：1500Km WDM网络， 单波长 10,40,160G b/s 信道数: 8,16,64,128,1022 超长传输距 离:27000Km(Loop) 6380(Line)
单模
单模
目前 WDM光网络；全光分组交换；光时分复用；光孤子通信； 研究 新型的光器件 内容 43
23
1.2光纤通信的主要特性
1.2.1 光纤通信的优点 1、光纤的容量大
衰减 (dB/km)
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
短距离应用 140 THz
长距离应用
20000GHzChannels 50 THz = 1,000
光纤通信第1章概论.pptx
1.2.3 光纤通信的应用 1·3 光纤通信系统的基本组成
1.3.1 发射和接收 1.3.2 基本光纤传输系统 1.3.3 数字通信系统和模拟通信系统
1.1 光纤通信发展的历史和现状
1.1.1 探索时期的光通信
原始形式的光通信:中国古代用“烽火 台”报警，欧洲人用旗语传送信息。 1880年，美国人贝尔(Bell)发明了用 光波作载波传送话音的“光电话”。贝 尔光电话是现代光通信的雏型。
第三阶段(1986~1996年)，这是以超大容
量超长距离为目标、全面深入开展新技术研
究的时期。
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1.1.3
1976年美国在亚特兰大进行的现场试验， 标志着光纤通信从基础研究发展到了商业应用 的新阶段。
此后，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0.85 μm发展到1.31 μm和1.55 μm(短波长向长波长），传输速率从 几十Mb/s发展到几十Gb/s。
1976年，日本电报电话公司研制成功发 射波长为1.3 μm的铟镓砷磷(InGaAsP) 激光器。
1977 年，贝尔实验室研制的半导体激光 器寿命达到10万小时。
1979年美国电报电话(AT&T)公司和日 本电报电话公司研制成功发射波长为 1.55 μm的连续振荡半导体激光器。
由于光纤和半导体激光器的技术进步，使 1970 年成为光纤通信发展的一个重要里程碑。
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1.2.2 光纤通信的优点
容许频带很宽，
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，
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节约金属材料， 有利于资源合理使用
《光纤通信网》课件第1章
（3）光交换节点将取代电交换。由于采用波分复用技 术使得传输速率极大提高，因此原有电交换节点的速率成了 整个网络的瓶颈，将被光交换机取代。所谓光交换是指对光 纤传送的光信号直接进行交换。光交换在光域中完成光交换 功能，而无需将光信号转换成电信号，输入、输出都是光信 号，因而光交换有效地减少了延时，增大了系统的吞吐量。
（2）传输损耗小，中继距离长。目前单模光纤在 1310nm波长窗口损耗约为0.35dB/km，1550nm窗口损耗约为 0.2dB/km。而且在相当宽的频带内各频率的损耗几乎一样， 因此用光纤比用同轴电缆或波导管的中继距离长得多。波长 为1550nm的色散位移单模光纤通信系统，若传输速率为 2.5Gb/s，则中继距离可达150km；若传输速率为10Gb/s，则 中继距离可达100km；若采用光纤放大器、色散补偿光纤， 则中继距离还可增加。
（4）相干光通信是未来的光纤通信方式。它与传统的强度 调制－直接检测（IM－DD）系统相比，主要差别在于其接收机 采用外差式接收或零差接收，在接收机中增加了本振光源和光混 频器，具有混频增益的特性，从而使得系统的接收灵敏度极高， 而且具有出色的波长选择性。这些优点使得相干光通信必将在波 分复用系统，尤其是密集波分复用系统中发挥巨大的作用。相干 光通信对光源的谱宽、光源的频率稳定性以及光的偏振（极化） 特性，光纤的损耗、色散、偏振状态都提出了十分苛刻的要求， 因而目前尚未实用化。随着时间的推移，上述问题必将得到解决。 不久的将来，人们就可以像现在调节无线电接收机那样，通过调 节光接收机的本振光源波长，即可从众多的信息通道中极为方便 地调出所需要的任何信息。
通信设备的重量轻和体积小，对其在军事、航空和宇宙 飞船等方面的应用具有特别重要的意义。
总之，光纤通信不仅在技术上具有很大的优越性，而且 在经济上亦具有巨大的竞争能力，因此在通信领域中将发挥 越来越重要的作用。
光纤通信系统
式中Δ=(n1-n2)/n1为纤芯与包层相对折射率差。
最大时延差近似为：
L 2 L n1L 2 c ( NA) 2n1c 2n1c c
2.1.3 光纤的传输特性
损耗和色散是光纤的两个主要的传输特性。
（1）光纤的损耗
所谓损耗是指光 纤每单位长度上的衰 减，单位为dB／km。 所有的损耗机理可以 分为两种不同的情况： 一是石英光纤的固有 损耗机理。二是由于 材料和工艺所引起的 非固有损耗机理。
原材料资源丰富,节约有色金属
1.3 光纤通信系统的基本组成
一个基本的光纤通信系统由三大部分构成：光发射设备、 光纤光缆、光接收设备。
驱动电路 调制器 光源 中继器 光纤 光纤 判决器 光电二 极管 放大器
光发射机
光接收机
系统中光发射机的作用是将电信号转换为光信号，并将生 成的光信号注入光纤。光接收机的作用是将光纤送来的光信号 还原成原始的电信号。
渐变型光纤的模式色散
2.2 介质平板波导
2.2.1 基本波导方程式
（1）波动方程
法拉第电磁感应定律：
E B t H D t
D 0
安培环路定律：
高斯定律： 磁通连续性定律：
B 0
其中
D 0 E P; B 0 H
（2）波动方程式
材料色散DM是由于光纤的折射率随波长而改变， 实际光源不是纯单色光，模内不同波长成分的光，其时 间延迟不同而产生的。 这种色散取决于材料折射率的波长特性和光源的 谱线宽度。
单模光纤的 材料色散和波导 色散在适当的波 长可以互相抵消， 而得到零频率色 散。此结论从右 图中就可以看出。
第1章光纤通信概述
500路x40Gb/s=20Tb/s
0.3dB 0.2dB
近乎无限的带宽（没有光纤就没有当今的信息高 速公路) 低损耗（<0.2dB/km)，（传输距离远） 无电磁干扰，信号传输质量高，保密性好 耐化学腐蚀 光纤尺寸小，重量轻，便于传输和铺设； 低价 （光纤是石英玻璃拉制成形,原材料来源丰 富，并节约了大量有色金属）
2020年5月11日8时3分
高速宽带DWDM光传输的容量潜力
2020年5月11日8时3分
什么是光纤通信？
通信系统：将信息从一处传到另一处的全部技术设备和信 道（传输媒介）的总和。
无线通信：微波、卫星…… 传输媒介
有线通信: 铜线电缆、光纤光缆
光纤通信：利用光纤光缆传输光波信号的通信方式。 优点：价格便宜，线路损耗低、频带宽。是现代通信网的 骨干。
2020年5月11日8时3分
频段 电力、电话 划分
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
红外
可见光
光纤
107 106 105 104 103 102 101 100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6
自由空间波长，m
2020年5月11日8时3分
电磁频谱：电磁波的波长范围
2020年5月11日8时3分
1960年，大气光波通信
图1.2 红宝石激光器[美国梅曼(Maiman)，1960]
《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
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 ，oc f （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
第一章 光纤通信概述1、 基本概念光纤通信：利用光导纤维传输光波信号的通信方式工作波长：目前光纤通信的实用工作波长在近红外区，即0.8—1.8um 的波长区。
对于SiO2光纤，有三个低损耗窗口，是目前光纤通信的实用工作波长，即850nm(用于多模),1310nm （单模），1550nm （单模）。
2、系统的基本组成（物理组成及各部分作用）强度调制/直接检波（IM/DD ）的光纤数字通信系统。
主要由光发射机、光纤、光接收机以及长途干线上必须设置的光中继器组成。
光发射机：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半导体激光器（LD ）或半导体发光二级管（LED ）是能够完成电-光转换的半导体光源。
光接收机：将光纤送过来的光信号转换成电信号，然后经过对电信号的处理以后，使其恢复为原来的脉码调制信号送入电接收机。
光接收机中的重要器件光电二极管（PIN ）和雪崩二极管（APD ）是能够完成光-电转换的光电检测器。
光中继器：保证通信质量。
有两种形式：光-电-光转换形式的中继器和光信号上直接放大的光放大器。
3、优越性（体现在哪里）①传输频带宽，通信容量大②传输损耗小，中继距离长③在某些条件下，抗电磁干扰能力强④光纤线径细，重量轻，制作光纤的资源丰富4、 技术的现状（PDH 、SDH 、WDM 、光电收发器、EPON ）PDH 、SDH 、WDH 用于语音传输，光电收发器、EPON 用于数据传输 PDH ：用于低容量，近距离SDH ：用于中等距离，较大容量WDM ：用于远距离现在涌现出的EPON 已经商用5、 发展的发展方向（GFP 、ASON 和全光网等）第二章 光导纤维1、 光纤的结构和分类结构：石英材料做成的横截面很小的双层同心圆柱体，线芯、包层和涂敷层。
分类：按横截面折射率分布划分：阶跃型光纤和渐变性光纤；按纤芯中传输模式的多少划分：单模光纤（适用于大容量长距离光纤通信）和多模光纤（存在模色散，带宽窄，制造、耦合及连接都比单模光纤容易）2、 用射线理论分析光纤的导光原理（阶跃、渐变），推出几个重要的参数和指标阶跃：相对折射指数差：△=2122212/)(n n n - 数值孔径：∆=-==2sin 12221max n n n NA φ渐变：最佳折射指数分布：可以消除模式色散的n(r)分布。
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1.6.1 SDH技术
SDH系统的优点有： 1、统一不同的数字通信系统标准，采用统一的网络节点接口 （NNI），有利于国内、国际通信的互连和发展更高速率的通信
2、增强通信网运行、维护、监控和管理功能，有利提高通信网可 靠性和效益
3、简化复接/分接技术，简化设备构成 4、提高通信网的灵活性和对各种业务的适应性，便于组成自愈网， 使现代化通信网提高到新水平
1.4.1 光纤通信的传输过程
光纤通信过程：光发送端机将已调制的光波送入光导纤维，经光导纤维传送至 光接收端机。光接收端机是将信号变换成电信号的光接收机。光信号经过光纤 传输到达接收端，首先经光电二极管（PLN）或雪崩光电二极管（APD）检波变 为电脉冲，然后经放大、均衡、判断等适当处理，恢复为送入发送端时的电信 号，再送至接收电端机。
频 率 波 长 名 称 紫 外线 可 见光 线 (光 纤通 用 信 ） 近 红外 线 远 红外 线 亚 毫米 波 1 m m 10 m m 1 00 m m 1 m 1 0m 1 00m 毫 米波 (EHF) 厘 米波 (SHF) 分 米波 (UHF) 米 (VHF) 波 短 (HF) 波 中 (MF) 波
1 00 THz 1 0 THz 1 THz 1 00 GHz 1 0 GHz 1 GHz 1 00 MHz 1 0 MHz 1 MHz
1 m 1 0 m 1 00m
目录
1.1 光纤通信的发展概况
1.2 光波波谱
1.3 光纤通信特点和系统分类 1.4 光纤通信系统的基本构成 1.5 长途与本地网通信网的结构和特点 1.6 SDH与DWDM
3、本地光纤通信网组网方式主要采用星型、环状，部分经济发达的地 区已建成了网状的本地网光缆传输网络。 目前，结合传输技术的发展，本地网光纤通信网也采用了大量的SDH设 备，组建具备自愈能力的光纤通信网。
目录
1.1 光纤通信的发展概况
1.2 光波波谱
1.3 光纤通信特点和系统分类 1.4 光纤通信系统的基本构成 1.5 长途与本地网通信网的结构和特点 1.6 SDH与DWDM
1.4.2 光纤通信基本组成部分的工作情况
5、光发送机的的作用是将输入的电信号变成光信号送入光纤进行传 输。光发送机主要是由光源器件和使光源器件工作的调制、驱动电路 两大部分组成。
驱动电路 光输出
光
源
通道耦合器
调制器
电信号输入
1.4.2 光纤通信基本组成部分的工作情况
6、光接收机的作用是将光纤传来的光信号变成电信号，放大后进行定时再 生，恢复成数字信号。光接收机主要性能参数：接收灵敏度、光接收机的动 态范围。光接收机主要包括：光检测器、前置放大器、主放大器、均衡器、 时钟提取电路、取样判决器以及自动增益控制(AGC)电路。
用户 终端
交换 局
传输 系统
交换 局
传输 系统
交换 局
用户 终端
通信网组成
1.5.1 通信网概述
2、通信网结构：分拓扑结构和制式结构 拓朴结构分星形、总线形、环形、链形、网状等。 体制结构分传统结构（市内通信网、长途通信网、国际通信网、农村 通信网）和现行结构（国际通信网、长途通信网、本地通信网）。 国际通信网为不同国家间的用户服务，由三级交换中心和相应的传输 线路构成。 长途通信网为国内不同城市间的用户服务，由四级交换中心构成。 本地通信网是在同一长途编号区的服务区域内，由端局和汇接局两个 等级的交换中心构成的网络。分为大、中城市本地网，市内网和农村网 三种类型。
电子电路 电信号输出 光输入 耦合器 光电检测器 解调器
1.4.2 光纤通信基本组成部分的工作情况
7、备用系统与辅助设备。辅助设备包括监控管理系统、公务通信系 统、自动倒换系统、告警处理系统、电源供给系统等。
8、评价光纤数字通信的重要指标是误码特性和抖动特性。
目录
1.1 光纤通信的发展概况
1.2 光波波谱
1.1
光纤通信的发展概况
3．光纤通信发展的三个阶段 第一阶段（1966～1976年），从基础研究到商业应用的开发时期，实现 了短波长（0.85μ m）低速率（45或34Mb/s）多模光纤通信系统，无中 继距离约10km； 第二阶段（1976～1986年），大发展时期，光纤从多模发展到单模，工 作波长从短波长发展到长波长（1.31和1.55 μ m）,实现了1.31μ m、传 输速率140～565Mb/s的单模光纤传输系统（PDH），其无中继距离为 50～100km； 第三阶段（1986年～），全面深入开展新技术研究，实现了1.55 μ m单 模光纤通信系统（SDH），速率达2.5 ～ 10Gb/s,无中继距离为100～ 150km；1996年后，研发波分复用光纤通信系统（WDM），每波长传输速 率10G或40G及光波网络。
1.4.2 光纤通信系统各组成部分的工作情况
1、光源的功能是把电信号转换为光信号，常采用半导体激光器(LD)或半导体 发光二极管（LED）。 2、光电检测器是把光纤输出的光信号转换为电信号的光电子器件。目前光纤 通信常采用半导体光电检测器，如PN结光电二极管，PIN光电二极管和APD雪崩 光电二极管等。 3、电端机将模拟的话音信号通过脉冲编码调制，变成数字信号，再通过数字 复接技术，将多路PCM信号变成一路基群信号进行传送，及将收到的PCM基群信 号通过相反的处理还原成模拟话音信号的一种设备。主要任务是PCM编码和信 号的多路复用。 4、光中继器将来自光纤线路的微弱光数字信号由光电检测器转化为数字信号， 经放大、均衡、定时判决、整形后又输入到光发送机的驱动电路推动光源，发 出光数字信号，再送入光缆线路，向前方传输 。
1.6.2 DWDM技术
2、DWDM系统的基本形式 光波分复用器和解复用器是WDM技术中的关键部件，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)。从原理上讲，这种器件是互易的(双向可逆) DWDM系统的基本构成主要有以下两种形式：双纤单向传输和单纤双向传输。 3、DWDM系统主要由五部分组成：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，
1.7 光纤通信新技术
1.3
光纤通信的特点和系统分类
主要内容：
1.3.1 光纤通信的主要优点。 1.3.2 光纤通信的主要缺点。 1.3.3 光纤通信系统主要分类。
1.3.1 光纤通信的优点
1.频带宽、通信容量大。 2.损耗低，传输距离远。 3.信号串扰小，保密性能好。
4.抗电磁干扰，传输质量佳。
目录
1.1 光纤通信的发展概况
1.2 光波波谱
1.3 光纤通信特点和系统分类 1.4 光纤通信系统的基本构成 1.5 长途与本地网通信网的结构和特点 1.6 SDHD与DWDM
1.7 光纤通信新技术
1.2
光波波谱
光波是电磁波，光纤使用的波长范围是在近红外区内。新一代光纤已突破了 三个低衰耗窗口的瓶径，实现了全波段使用（1260nm-1625 nm）
1.7 光纤通信新技术
1.7
光纤通信新技术
本节内容：
1.7.1 光纤技术与下一代通信网的发展。 1.7.2 光纤通信新技术。
1.7.3 自动交换光网络（ASON）传输技术的发展
1.7.1 光纤技术与下一代通信网的发展
1.7 光纤通信新技术
1.6
SDH和DWDM技术
主要内容：
1.6.1 SDH技术概述。 1.6.2 DWDM技术概述。
1.6.1 SDH技术
同步数字系列SDH即Synchronous digital hierarchy是为实现在物
理传输网络中传送经适当配置的信息而标准化的数字传输结构体系。 SDH不仅适合于点对点传输，而且适合于多点之间的网络传输。 SDH设备包括：终端复用器TM、分插复用器 ADM、再生器 REG、数字交 叉连接设备 DXC。 SDH终端的主要功能是：复接/分接和提供业务适配。 SDH终端的复接/ 分接功能主要由TM设备完成。
1.6.2 DWDM技术
1.DWDM的概念
光波分复用(WDM： Wavelength Division Multiplexing)技术是在一 根光纤中同时传输多个波长光信号的一项技术。
光波分复用（WDM）的基本原理是：在发送端将不同波长的光信号组合 起来(复用)，并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收 端又将组合波长的光信号分开(解复用)，并作进一步处理，恢复出原 信号后送入不同的终端，因此将此项技术称为光波长分割复用，简称 光波分复用技术。 在同一窗口中信道间隔较小的波分复用称为密集波分复用(DWDM： Dense Wavelength Division Multiplexing)。
5.光缆尺寸小、重量轻，便于敷设和运输。 6.材料来源丰富，环境适应性强。
1.3.2 光纤通信的缺点
1.光纤性质脆，需涂覆保护 2.光纤切断和连接需用高精度技术和仪表器具 3.分路耦合不方便
4.光纤不能输送中继器所需要的电能
5.弯曲半径不宜太小。
1.3.3 光纤通信系统的分类
一、按波长分类 1.短波长光纤通信系统；2.长波长光纤通信系统；3.超长波长光纤通信系统。 二、按光纤的模式分类 1. 多模光纤通信系统；2.单模光纤通信系统。 三、按传输信号的类型分类 1.光纤模拟通信系统；2.光纤数字通信系统。 四、按传输的速率分类 1.PDH通信系统；2.SDH同步光通信系统；3.DWDM密集波分通信系统。
目录
1.1 光纤通信的发展概况
1.2 光波波谱
1.3 光纤通信特点和系统分类 1.4 光纤通信系统的基本构成 1.5 长途与本地网通信网的结构和特点 1.6 SDH与DWDM
1.7 光纤通信新技术
1.4
光纤通信系统的基本构成
主要内容：
1.4.1 光纤通信的传输过程。 1.4.2 光纤通信系统各组成部分的工作情况。