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光纖通信原理篇一

石英光纖最小損耗波長為 1550nm

光纖通信常用的波長為 1550nm 1310nm 850nm

光線色散有 模式色散 材料色散 波導色散 后兩者統稱色度色散

光纖的散射損耗有 瑞利散射 結構缺陷散射

受激輻射、自發輻射，電子從高能級躍遷到低能級，過程中產生一個光子

led通常和多模光纖耦合，用于小容量短距離系統

ld通常和單模光纖耦合，用于大容量長距離系統

光檢測器有pin（pin光電二極管）和apd（雪崩光電二極管）

高能級電子數>低能級電子數稱為反轉分布

高能級電子數<低能級電子數稱為常態分布

光能量在光纖中傳輸的必要條件是纖芯折射率>包層折射率

數值孔徑（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，從光源到光纖的耦合效率越高，na越大，纖芯對光能量的束縛越強，光纖抗彎曲性能越好，但經光纖傳輸后產生的信號畸變變大，限制了信息的傳輸容量，所以要在適當場合選擇適當的na

當光通過受激輻射大于受激吸收的物質時，會產生放大作用。這種物質稱為激活物質。這時高能級原子數小于低能級原子數，所以稱為粒子（電子）數反轉分布

光纖色散產生的原因及其危害

光纖色散是由光線中傳輸的光信號的不同成分光的傳播時間不同而產生的危害有：限制模擬信號帶寬；使數字信號脈沖展寬，限制系統傳輸速率（容量）

光纖損耗產生的原因及其危害

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 光纖結構缺陷（如氣泡）散射

光纖的損耗使系統的傳輸距離受到限制，大損耗不利于長距離光纖通信

光與物質之間的互相作用有哪些

三種相互作用包括 受激吸收 自發輻射 受激輻射

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

自發輻射：高能級e2電子不穩定，無外界作用也會自動躍遷到低能級e1上與空穴符合，釋放的能量轉化為光子輻射出去。

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

光檢測過程中都有哪些噪聲

主要包括光生信號電流和暗電流產生的散粒噪聲以及負載電阻產生的熱噪聲

熱噪聲來源于電阻內部載流子的不規則運動

散粒噪聲源于光子的吸收或光生載流子的產生，具有隨機起伏的特性

光生信號電流產生的散粒噪聲稱量子噪聲，功率與信號電流成正比，不可通過增加信號光功率提高信噪比 暗電流噪聲是無外界入射光作用下光檢測器中仍有少量載流子的隨機運動產生的很弱的散粒噪聲 有信號光作用時主要考慮量子噪聲和熱噪聲，無信號光時主要考慮暗電流噪聲和熱噪聲

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

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光纖通信原理篇二

光纖通信系統包括實現點對點通信的全部設施，主要偶傳輸系統，用戶終端，接入設備和交換設備四個部分組成。

光纖傳輸系統一般有光發射機，光傳輸線路，光接收機等功能部分的組成電端機

就是電信通信中采用的載波機、電信號手法設備、計算機終端盒其它常規電子通信設備的總稱。電端機在發送端的任務就是吧模擬信號轉換成數字信號，在接收端則講光接收及處理后的信號送給用戶。

光發送機

由光源，驅動電路和光調制器組成，光源是起核心。他利用電端機輸送載有信息的電信號通過光調制器對光源發出的連續廣播的振幅、相位或頻率進行調制，從而輸出載有有用信息的光信號，再將該光信號耦合進光纖傳輸線路。

光接收機

由光探測器，放大器和相應的信號處理電路組成，光探測器是其核心部分，他把來自光纖的光信號轉換為電信號。因為光探測其輸出的電流很微弱，必須經放大器將信號進行增益放大；均衡器對信號進行整形，是輸出波形適合于判決，判決器和始終提取電路對信號進行再生，把均衡器輸出的波形信號恢復數字信號；由于在發射端對信號進行了編碼，最后需要譯碼器將信號恢復到初始狀態。

就廣義而言，通信就是各種形式信息的轉移或傳遞。通常的具體做法是首先將擬傳遞的信設法加載(或調制)到某種載體上，然后再將被調制的載體傳送到目的地后，將信息從載體上解調出來。光纖通信系統中電端機的作用是對來自信息源的信號進行處理，例如模擬／數字轉換多路復用等；發送端光端機的作用則是將光源(如激光器或發光二極管)通過電信號調制成光信號，輸入光纖傳輸至遠方；接收端的光端機內有光檢測器(如光電二極管)將來自光纖的光信號還原成電信號，經放大、整形、再生恢復原形后，輸至電端機的接收端。對于長距離的光纖通信系統還需中繼器，其作用是將經過長距離光纖衰減和畸變后的微弱光信號經放大、整形、再生成一定強度的光信號，繼續送向前方以保證良好的通信質量。目前的中繼器多采用光--電--光形式，即將接收到的光信號用光電檢測器變換為電信號，經放大、整形、再生后再調制光源將電信號變換成光信號重新發出，而不是直接放大光信號。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絡將會變得為期不遠。

光纖通信系統是用光作為信息的載體，以光纖作為傳輸介質的一種通信方式。它首先要在發射端將需要傳送的電話，電報，圖像和數據進行光電轉換，即將電信號轉變為光信號，再經光纖傳輸到接收端，接收端講收到的光信號轉變成電信號，最后還原為消息。

光纖通信系統的構成

光纖通信原理篇三

光纖通信課堂題目

有一套標準化的信息結構等級，稱為同步傳送模塊stm-n。

2.準同步數字體系的幀結構中，如果沒有足夠的運行和維護。

中stm-1的速率是

中stm-4的速率是

5.常用的sdh設備有：終端復用器、再生器和數字交叉連接設備等。

6.在sdh幀結構中，au指針處于幀結構左側1-9n

復用成sdh信號必須經過映射、定位、復用三個步驟。

8.9.我國采用的pdh信號的基群是。

-4傳輸一幀所用的時間為125u/s

-n信號一幀的字節數為12.對stm-1信號來說，每秒可傳的幀數為

1.什么叫自愈？ 二纖雙向通道專用保護環是怎么實現自愈的？

的優點？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

光纖傳輸的關鍵技術

(1)光纖喇曼放大器(fra)對光纖損耗進行補償

在光纖傳輸中，喇曼放大器技術是最關鍵的光傳輸技術,它可以將傳輸光纖本身變成一個放大器,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現分布式放大，從而大大提高系統的光信噪比（osnr）。

fra利用光纖自身對信號進行放大，信號在傳輸過程中的固有損耗可以在光纖內部進行補償,一種應用較廣的被稱之為分布式光纖喇曼放大器(dfra)。對于長距離光纖傳輸來說，利用喇曼放大器提高系統的osnr、增加系統中繼長度、提高波分復用(wdm)系統的通道數和抑制光纖非線性效應是其主要目的。

(2)前向糾錯(fec)編碼減少誤碼率

在光傳輸系統中采用fec技術,能夠減少系統的誤碼率,其編碼增益提供了一定的系統富余量，從而降低光鏈路中線性及非線性因素對系統性能的影響,對于有光放大器的系統，可以增加光放大器間隔、延長傳輸距離、提高信道速率、減小單通道光功率。fec的實現方式有帶外fec系統和帶內fec系統兩種。帶內fec的增益一般為3db左右，而帶外的增益遠高于帶內，因此，長距系統均采用帶外fec編碼。使用帶外fec時，總體改善情況可達7~9db，大大提高了系統的傳輸距離。

(3)碼型技術提升系統的傳輸性能

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

nrz碼應用簡單、成本低、頻譜效率高，是目前sdh系統和wdm系統中應用最廣泛的碼型。由于碼元過渡不歸零，對傳輸損傷敏感，不適用于高速長距離光信號的傳輸。

rz碼的主要缺點是信號頻譜寬度相對碼較大，增加調制器使系統變得復雜、成本高。為了進一步提高碼的傳輸性能，近年來還出現了載頻抑制rz(cs-rz)和啁啾rz(crz)等碼型。在cs-rz碼中，相鄰碼元的電場振幅符號相反，從而達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，而且有更強的抵抗spm和四波混頻(fwm)等光纖非線性效應的能力。

crz碼采用了三級調制技術(rz幅度調制、相位調制和數據調制)，其相位調制器在發射端對rz脈沖的上升沿和下降沿上加入一定的啁啾量，抵抗非線性效應的能力非常優異。此外，crz碼還具有良好的抵抗偏振相關損耗(pdl)和偏振模色散(pmd)的能力，具有更高的傳輸穩定性。

(4)色散補償延伸光傳輸的距離

色散是限制光纖傳輸距離的主要因素。色散補償包括色度色散補償和偏振模色散補償。色度色散補償的方式包括色散補償器件和色散補償模塊。目前使用最多的是色散補償模塊(dcm)，通常用在edfa的兩級之間，用以補償的插損。目前，對于動態的色度色散補償方式也進行了大量的研究，但是真正商用的產品尚不多。

從技術角度來看，利用長距離光纖傳輸中的與結合的放大技術，及采用色散和非線性容限較高的碼型等長距離光纖傳輸技術，都可以延長光放段的傳輸距離，用于骨干網中部分長跨距中，這是目前比較普遍的長距離光纖傳輸技術應用。