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光纖通信原理篇一

石英光纖最小損耗波長(zhǎng)為 1550nm

光纖通信常用的波長(zhǎng)為 1550nm 1310nm 850nm

光線色散有 模式色散 材料色散 波導(dǎo)色散 后兩者統(tǒng)稱色度色散

光纖的散射損耗有 瑞利散射 結(jié)構(gòu)缺陷散射

受激輻射、自發(fā)輻射，電子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)，過程中產(chǎn)生一個(gè)光子

led通常和多模光纖耦合，用于小容量短距離系統(tǒng)

ld通常和單模光纖耦合，用于大容量長(zhǎng)距離系統(tǒng)

光檢測(cè)器有pin（pin光電二極管）和apd（雪崩光電二極管）

高能級(jí)電子數(shù)>低能級(jí)電子數(shù)稱為反轉(zhuǎn)分布

高能級(jí)電子數(shù)<低能級(jí)電子數(shù)稱為常態(tài)分布

光能量在光纖中傳輸?shù)谋匾獥l件是纖芯折射率>包層折射率

數(shù)值孔徑（na）表示光纖接受和傳輸光的能力，na越大，光纖接受光的能力越強(qiáng)，從光源到光纖的耦合效率越高，na越大，纖芯對(duì)光能量的束縛越強(qiáng)，光纖抗彎曲性能越好，但經(jīng)光纖傳輸后產(chǎn)生的信號(hào)畸變變大，限制了信息的傳輸容量，所以要在適當(dāng)場(chǎng)合選擇適當(dāng)?shù)膎a

當(dāng)光通過受激輻射大于受激吸收的物質(zhì)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生放大作用。這種物質(zhì)稱為激活物質(zhì)。這時(shí)高能級(jí)原子數(shù)小于低能級(jí)原子數(shù)，所以稱為粒子（電子）數(shù)反轉(zhuǎn)分布

光纖色散產(chǎn)生的原因及其危害

光纖色散是由光線中傳輸?shù)墓庑盘?hào)的不同成分光的傳播時(shí)間不同而產(chǎn)生的危害有：限制模擬信號(hào)帶寬；使數(shù)字信號(hào)脈沖展寬，限制系統(tǒng)傳輸速率（容量）

光纖損耗產(chǎn)生的原因及其危害

光纖損耗包括吸收損耗和散射損耗

吸收損耗包括sio2材料引起的固有吸收和雜質(zhì)引起的吸收

散射損耗包括材料微觀密度不均勻引起的瑞利散射 和 光纖結(jié)構(gòu)缺陷（如氣泡）散射

光纖的損耗使系統(tǒng)的傳輸距離受到限制，大損耗不利于長(zhǎng)距離光纖通信

光與物質(zhì)之間的互相作用有哪些

三種相互作用包括 受激吸收 自發(fā)輻射 受激輻射

受激吸收：正常狀態(tài)電子處于低能級(jí)e1，在入射光作用下吸收光子能量躍遷到高能級(jí)e2

自發(fā)輻射：高能級(jí)e2電子不穩(wěn)定，無外界作用也會(huì)自動(dòng)躍遷到低能級(jí)e1上與空穴符合，釋放的能量轉(zhuǎn)化為光子輻射出去。

受激輻射：高能級(jí)e2電子受入射光作用被迫躍遷到低能級(jí)e1上與空穴復(fù)合釋放出光輻射

光檢測(cè)過程中都有哪些噪聲

主要包括光生信號(hào)電流和暗電流產(chǎn)生的散粒噪聲以及負(fù)載電阻產(chǎn)生的熱噪聲

熱噪聲來源于電阻內(nèi)部載流子的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)

散粒噪聲源于光子的吸收或光生載流子的產(chǎn)生，具有隨機(jī)起伏的特性

光生信號(hào)電流產(chǎn)生的散粒噪聲稱量子噪聲，功率與信號(hào)電流成正比，不可通過增加信號(hào)光功率提高信噪比 暗電流噪聲是無外界入射光作用下光檢測(cè)器中仍有少量載流子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的很弱的散粒噪聲 有信號(hào)光作用時(shí)主要考慮量子噪聲和熱噪聲，無信號(hào)光時(shí)主要考慮暗電流噪聲和熱噪聲

靈敏度是衡量光接收機(jī)性能的綜合指標(biāo)。靈敏度p的定義是，在保證通信質(zhì)量（限定誤碼率或信噪比）的條件下光接收機(jī)所需的最小平均接受光功率

min 單位是dbmpr=10lg[

min/0.001]

光纖通信系統(tǒng)包括實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的全部設(shè)施，主要偶傳輸系統(tǒng)，用戶終端，接入設(shè)備和交換設(shè)備四個(gè)部分組成。

光纖傳輸系統(tǒng)一般有光發(fā)射機(jī)，光傳輸線路，光接收機(jī)等功能部分的組成電端機(jī)

就是電信通信中采用的載波機(jī)、電信號(hào)手法設(shè)備、計(jì)算機(jī)終端盒其它常規(guī)電子通信設(shè)備的總稱。電端機(jī)在發(fā)送端的任務(wù)就是吧模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，在接收端則講光接收及處理后的信號(hào)送給用戶。

光發(fā)送機(jī)

由光源，驅(qū)動(dòng)電路和光調(diào)制器組成，光源是起核心。他利用電端機(jī)輸送載有信息的電信號(hào)通過光調(diào)制器對(duì)光源發(fā)出的連續(xù)廣播的振幅、相位或頻率進(jìn)行調(diào)制，從而輸出載有有用信息的光信號(hào)，再將該光信號(hào)耦合進(jìn)光纖傳輸線路。

光接收機(jī)

由光探測(cè)器，放大器和相應(yīng)的信號(hào)處理電路組成，光探測(cè)器是其核心部分，他把來自光纖的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。因?yàn)楣馓綔y(cè)其輸出的電流很微弱，必須經(jīng)放大器將信號(hào)進(jìn)行增益放大；均衡器對(duì)信號(hào)進(jìn)行整形，是輸出波形適合于判決，判決器和始終提取電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行再生，把均衡器輸出的波形信號(hào)恢復(fù)數(shù)字信號(hào)；由于在發(fā)射端對(duì)信號(hào)進(jìn)行了編碼，最后需要譯碼器將信號(hào)恢復(fù)到初始狀態(tài)。

就廣義而言，通信就是各種形式信息的轉(zhuǎn)移或傳遞。通常的具體做法是首先將擬傳遞的信設(shè)法加載(或調(diào)制)到某種載體上，然后再將被調(diào)制的載體傳送到目的地后，將信息從載體上解調(diào)出來。光纖通信系統(tǒng)中電端機(jī)的作用是對(duì)來自信息源的信號(hào)進(jìn)行處理，例如模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換多路復(fù)用等；發(fā)送端光端機(jī)的作用則是將光源(如激光器或發(fā)光二極管)通過電信號(hào)調(diào)制成光信號(hào)，輸入光纖傳輸至遠(yuǎn)方；接收端的光端機(jī)內(nèi)有光檢測(cè)器(如光電二極管)將來自光纖的光信號(hào)還原成電信號(hào)，經(jīng)放大、整形、再生恢復(fù)原形后，輸至電端機(jī)的接收端。對(duì)于長(zhǎng)距離的光纖通信系統(tǒng)還需中繼器，其作用是將經(jīng)過長(zhǎng)距離光纖衰減和畸變后的微弱光信號(hào)經(jīng)放大、整形、再生成一定強(qiáng)度的光信號(hào)，繼續(xù)送向前方以保證良好的通信質(zhì)量。目前的中繼器多采用光--電--光形式，即將接收到的光信號(hào)用光電檢測(cè)器變換為電信號(hào)，經(jīng)放大、整形、再生后再調(diào)制光源將電信號(hào)變換成光信號(hào)重新發(fā)出，而不是直接放大光信號(hào)。近年來，適合作光中繼器的光放大器(如摻鉺光纖放大器)已研制成功，這就使得采用光纖放大器的全光中繼及全光網(wǎng)絡(luò)將會(huì)變得為期不遠(yuǎn)。

光纖通信系統(tǒng)是用光作為信息的載體，以光纖作為傳輸介質(zhì)的一種通信方式。它首先要在發(fā)射端將需要傳送的電話，電報(bào)，圖像和數(shù)據(jù)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，即將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，再經(jīng)光纖傳輸?shù)浇邮斩�，接收端講收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，最后還原為消息。

光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成

光纖通信原理篇三

光纖通信課堂題目

有一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)，稱為同步傳送模塊stm-n。

2.準(zhǔn)同步數(shù)字體系的幀結(jié)構(gòu)中，如果沒有足夠的運(yùn)行和維護(hù)。

中stm-1的速率是

中stm-4的速率是

5.常用的sdh設(shè)備有：終端復(fù)用器、再生器和數(shù)字交叉連接設(shè)備等。

6.在sdh幀結(jié)構(gòu)中，au指針處于幀結(jié)構(gòu)左側(cè)1-9n

復(fù)用成sdh信號(hào)必須經(jīng)過映射、定位、復(fù)用三個(gè)步驟。

8.9.我國采用的pdh信號(hào)的基群是。

-4傳輸一幀所用的時(shí)間為125u/s

-n信號(hào)一幀的字節(jié)數(shù)為12.對(duì)stm-1信號(hào)來說，每秒可傳的幀數(shù)為

1.什么叫自愈？ 二纖雙向通道專用保護(hù)環(huán)是怎么實(shí)現(xiàn)自愈的？

的優(yōu)點(diǎn)？136頁

3.什么是段開銷？它可分為哪兩部分？138頁

143頁

光纖通信原理篇四

光纖傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)

(1)光纖喇曼放大器(fra)對(duì)光纖損耗進(jìn)行補(bǔ)償

在光纖傳輸中，喇曼放大器技術(shù)是最關(guān)鍵的光傳輸技術(shù),它可以將傳輸光纖本身變成一個(gè)放大器,也可以放大摻鉺光纖放大器(edfa)所不能放大的波段。它利用普通的傳輸光纖就能實(shí)現(xiàn)分布式放大，從而大大提高系統(tǒng)的光信噪比（osnr）。

fra利用光纖自身對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，信號(hào)在傳輸過程中的固有損耗可以在光纖內(nèi)部進(jìn)行補(bǔ)償,一種應(yīng)用較廣的被稱之為分布式光纖喇曼放大器(dfra)。對(duì)于長(zhǎng)距離光纖傳輸來說，利用喇曼放大器提高系統(tǒng)的osnr、增加系統(tǒng)中繼長(zhǎng)度、提高波分復(fù)用(wdm)系統(tǒng)的通道數(shù)和抑制光纖非線性效應(yīng)是其主要目的。

(2)前向糾錯(cuò)(fec)編碼減少誤碼率

在光傳輸系統(tǒng)中采用fec技術(shù),能夠減少系統(tǒng)的誤碼率,其編碼增益提供了一定的系統(tǒng)富余量，從而降低光鏈路中線性及非線性因素對(duì)系統(tǒng)性能的影響,對(duì)于有光放大器的系統(tǒng)，可以增加光放大器間隔、延長(zhǎng)傳輸距離、提高信道速率、減小單通道光功率。fec的實(shí)現(xiàn)方式有帶外fec系統(tǒng)和帶內(nèi)fec系統(tǒng)兩種。帶內(nèi)fec的增益一般為3db左右，而帶外的增益遠(yuǎn)高于帶內(nèi)，因此，長(zhǎng)距系統(tǒng)均采用帶外fec編碼。使用帶外fec時(shí)，總體改善情況可達(dá)7~9db，大大提高了系統(tǒng)的傳輸距離。

(3)碼型技術(shù)提升系統(tǒng)的傳輸性能

由于不同線路調(diào)制碼型的光信號(hào)在色散容限、自相位調(diào)制(spm)、交叉相位調(diào)制(xpm)等非線性的容納能力、頻譜利用率等方面各有特點(diǎn),對(duì)于超寬頻帶的長(zhǎng)距離wdm傳輸系統(tǒng)，非歸零(nrz)、歸零(rz)等碼型都有各自的特色。

nrz碼應(yīng)用簡(jiǎn)單、成本低、頻譜效率高，是目前sdh系統(tǒng)和wdm系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的碼型。由于碼元過渡不歸零，對(duì)傳輸損傷敏感，不適用于高速長(zhǎng)距離光信號(hào)的傳輸。

rz碼的主要缺點(diǎn)是信號(hào)頻譜寬度相對(duì)碼較大，增加調(diào)制器使系統(tǒng)變得復(fù)雜、成本高。為了進(jìn)一步提高碼的傳輸性能，近年來還出現(xiàn)了載頻抑制rz(cs-rz)和啁啾rz(crz)等碼型。在cs-rz碼中，相鄰碼元的電場(chǎng)振幅符號(hào)相反，從而達(dá)到降低光譜寬度的目的，在功率較高的情況下，不但增加了色散容限，而且有更強(qiáng)的抵抗spm和四波混頻(fwm)等光纖非線性效應(yīng)的能力。

crz碼采用了三級(jí)調(diào)制技術(shù)(rz幅度調(diào)制、相位調(diào)制和數(shù)據(jù)調(diào)制)，其相位調(diào)制器在發(fā)射端對(duì)rz脈沖的上升沿和下降沿上加入一定的啁啾量，抵抗非線性效應(yīng)的能力非常優(yōu)異。此外，crz碼還具有良好的抵抗偏振相關(guān)損耗(pdl)和偏振模色散(pmd)的能力，具有更高的傳輸穩(wěn)定性。

(4)色散補(bǔ)償延伸光傳輸?shù)木嚯x

色散是限制光纖傳輸距離的主要因素。色散補(bǔ)償包括色度色散補(bǔ)償和偏振模色散補(bǔ)償。色度色散補(bǔ)償?shù)姆绞桨�括色散補(bǔ)償器件和色散補(bǔ)償模塊。目前使用最多的是色散補(bǔ)償模塊(dcm)，通常用在edfa的兩級(jí)之間，用以補(bǔ)償?shù)牟鍝p。目前，對(duì)于動(dòng)態(tài)的色度色散補(bǔ)償方式也進(jìn)行了大量的研究，但是真正商用的產(chǎn)品尚不多。

從技術(shù)角度來看，利用長(zhǎng)距離光纖傳輸中的與結(jié)合的放大技術(shù)，及采用色散和非線性容限較高的碼型等長(zhǎng)距離光纖傳輸技術(shù)，都可以延長(zhǎng)光放段的傳輸距離，用于骨干網(wǎng)中部分長(zhǎng)跨距中，這是目前比較普遍的長(zhǎng)距離光纖傳輸技術(shù)應(yīng)用。