光纖通信調(diào)研報告.doc

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光纖通信調(diào)研報告 目錄 第一篇：光纖通信綜述報告 第二篇：光纖通信 第三篇：光纖通信 第四篇：光纖通信 第五篇：光纖通信 正文 第一篇：光纖通信綜述報告 光纖通信綜述報告 前言：孫老師，您好！在您給我們從光纖的歷史、光纖通信的特點、光纖通信的應用給我們介紹了光纖通信之后，我對光纖通信有了一個更深層次的認識，也引發(fā)了我對光纖通信的興趣，下面就是我結合您給我們講的知識和我課外了解、收集的材料寫的關于光纖通信的綜述報告。 摘要： 光纖通信技術（optical fiber munications）從光通信中脫穎而出,已成為現(xiàn)代通信的主要支柱之一,在現(xiàn)代電信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。光纖通信作為一門新興技術,其近年來發(fā)展速度之快、應用面之廣是通信史上罕見的,也是世界新技術革命的重要標志和未來信息社會中各種信息的主要傳送工具。 一、光纖通信的發(fā)展史 1、世界光纖通信發(fā)展史 光纖的發(fā)明，引起了通信技術的一場革命，是構成21世紀即將到來的信息社會的一大要素。 1966年出生在中國上海的英籍華人高錕，發(fā)表論文《光頻介質(zhì)纖維表面波導》，提出用石英玻璃纖維（光纖）傳送光信號來進行通信，可實現(xiàn)長距離、大容量通信。 1970年損失為20db/km的光纖研制出來了。據(jù)說康寧公司花費3000萬美元，得到30米光纖樣品，認為非常值得。這一突破，引起整個通信界的震動，世界發(fā)達國家開始投入巨大力量研究光纖通信。 1976年，美國貝爾實驗室在亞特蘭大到華盛頓間建立了世界第一條實用化的光纖通信線路，速率為45mb/s。 在上世紀70年代末，大容量的單模光纖和長壽命的半導體激光器研制成功。光纖通信系統(tǒng)開始顯示出長距離、大容量無比的優(yōu)越性。 1996年wdm技術取得突破，貝爾實驗室發(fā)展了wdm技術，美國mci公司在1997年開通了商用的wdm線路。光纖通信系統(tǒng)的速率從單波長的2.5gb/s和10gb/s爆炸性地發(fā)展到多波長的tb/s(1tb/s1000gb/s)傳輸。當今實驗室光系統(tǒng)速率已達10tb/s，幾乎是用之不盡的，所以它的前景輝煌。 2、中國光纖通信發(fā)展史 1973年，世界光纖通信尚未實用。郵電部武漢郵電科學研究院（當時是武漢郵電學院）就開始研究光纖通信。由于武漢郵電科學研究院采用了石英光纖、半導體激光器和編碼制式通信機正確的技術路線，使我國在發(fā)展光纖通信技術上少走了不少彎路，從而使我國光纖通信在高新技術中與發(fā)達國家有較小的差距。 1978年改革開放后，光纖通信的研發(fā)工作大大加快。上海、北京、武漢和桂林都研制出光纖通信試驗系統(tǒng)。 1982年郵電部重點科研工程“八二工程”在武漢開通。該工程被稱為實用化工程，要求一切是商用產(chǎn)品而不是試驗品，要符合國際ccitt標準，要由設計院設計、工人施工，而不是科技人員施工。從此中國的光纖通信進入實用階段。 在20世紀80年代中期，數(shù)字光纖通信的速率已達到144mb/s，可傳送1980路 電話，超過同軸電纜載波。 XX年3.2tbps超大容量的光纖通信系統(tǒng)在上海至杭州開通，是至今世界容量 最大的實用線路。 二、光纖通信的原理及其優(yōu)點 光纖通信的原理是：在發(fā)送端首先要把傳送的信息(如話音)變成電信號，然后 調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上，使光的強度隨電信號的幅度(頻率)變化而變化，并 通過光纖發(fā)送出去；在接收端，檢測器收到光信號后把它變換成電信號，經(jīng)解調(diào)后 恢復原信息． 光纖通信之所以發(fā)展迅猛,主要緣于它具有以下優(yōu)點: (1)通信容量大、傳輸距離遠;一根光纖的潛在帶寬可達20thz。采用這樣的 帶寬，只需一秒鐘左右，即可將人類古今中外全部文字資料傳送完畢。 (2)信號串擾小、保密性能好; (3)抗電磁干擾、傳輸質(zhì)量佳,電通信不能解決各種電磁干擾問題，唯有光 纖通信不受各種電磁干擾。 (4)光纖尺寸小、重量輕,便于敷設和運輸; (5)材料來源豐富,環(huán)境保護好，有利于節(jié)約有色金屬銅。 (6)無輻射,難于竊聽,因為光纖傳輸?shù)墓獠ú荒芘艹龉饫w以外。 (7)光纜適應性強,壽命長。 (8)質(zhì)地脆，機械強度差。 三、 光纖通信的應用 公用網(wǎng)：市話局間中繼、長途干線系統(tǒng)（國際、 一級、二級）、移動網(wǎng) 專用網(wǎng)：鐵道、電力、軍事、石油、高速、金融、公安等 廣電網(wǎng)：hfc圖像傳輸（catv） 計算機網(wǎng)：wan、man、frn、ddn 用戶接入網(wǎng)：fttc、fttb、ftth、ftto 四、光通信器件的介紹 光通信器件是光通信的關鍵部分，分為有源器件、無源器件，其中有源器件包 括激光器及組件、光纖放大器（以摻鉺光纖放大器為主）、發(fā)送器、接收器等；無源 器件可分為波分復用器、光開關、連接器、衰減器、準直器 隔離器等。 五、光纖通信的發(fā)展趨勢及前景 （1）新一代光纖：隨著社會發(fā)展的需要已經(jīng)出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖，即非零色散光纖（g.655） 和全波光纖。 （2）超高速系統(tǒng)：傳統(tǒng)光纖通信的發(fā)展始終按照電的時分復用（tdm）方式進行，而如今要滿足 社會發(fā)展需要，光纖通信應該按照光的時分復用方式進行。 （3）超大容量wdm系統(tǒng)：如果將多個發(fā)送波長適當錯開的光源信號同時在一路光纖上傳送，則可 大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復用(wdm)的基本思路。 （4）全光網(wǎng)絡：wdm波分復用技術的實用化，提供了利用光纖帶寬的有效途徑，使大容量光纖傳 輸技術取得了突破性進展。點到點之間的光纖傳輸容量的提高，為高速大容量寬帶綜合業(yè)務網(wǎng)的 傳輸提供了有效途徑，而傳輸容量的飛速增長對現(xiàn)存看交換系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生了壓力。全光網(wǎng)絡是 指信號只是在進出網(wǎng)絡時才進行電/光和光/電的變換，而在網(wǎng)絡中傳輸和交換的過程中始終以光 的形式存在。因為在整個傳輸過程中沒有電的處理，所以pdh、sdh、atm等各種傳送方式均 可使用，提高了網(wǎng)絡資源的利用率。 六、感悟 光纖通信的應用給人們帶來了一場信息的革命。是整個社會進入了一個信息高速發(fā)展的時代。而 光纖通信帶給我們的不僅僅是高速，還有更為客觀的前景，它將帶給我們無盡的方便。電話網(wǎng)絡系統(tǒng)，電視網(wǎng)絡系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)在不遠的未來，即將由光纖通信的發(fā)展而更好的結合，那將是光纖通信給人們帶來的第二次震撼。 致謝：通過您富有激情的講解，我更深刻的了解到光纖通信相關的技術和發(fā)展前景，謝謝您， 孫老師！ 課程綜述 課程名稱光纖通信任課教師張倩班級07通信一班姓名王倩學號0705071035日期XX年11月11日 第二篇：光纖通信 第五章： 1.光纖通信是以光波為載波、光導纖維（簡稱光纖）為傳輸媒質(zhì)的一種通信方式。 光纖通信的特點：① 傳輸頻帶寬，通信容量大。② 傳輸損耗低，中繼距離長。 ③ 抗電磁干擾。④ 保密性強，無串話干擾。⑤ 線徑細（0.1mm），重量輕。⑥ 資源豐富。 光纖的分類:（1）根據(jù)光纖橫截面上折射率分布的不同，分為階躍型光纖和漸變型光纖。 （2）根據(jù)光纖中傳輸模式（模式是指電磁場的分布形式）數(shù)量的不同，分為單模光纖和多模光纖。 光纖的傳輸特性：（1.損耗：光波在光纖中傳輸，光功率隨著傳輸距離的增加而減小，這種現(xiàn)象稱為光纖的傳輸損耗。光纖的傳輸損耗是影響系統(tǒng)傳輸距離的重要因素。(請你關注)光纖自身的損耗主要有吸收損耗和散射損耗。此外，光源與光纖的耦合損耗、光纖之間的連接損耗等也是光纖傳輸損耗的因素。 （2.色散：光脈沖信號經(jīng)光纖傳輸，到達輸出端會發(fā)生時間上的展寬，這種現(xiàn)象稱為色散。色散的大小用時延差（δτ）表示。 光纖的色散主要有模式色散、材料色散和波導色散。 3.光纖通信系統(tǒng)的組成：光發(fā)射端機、光纖、光中繼器、光接收端機組成。 光中繼器的功能：re-amplifying 再放大（光放大器的功能）；re-timing 再定時 （消除時間抖動）；re-shaping 再整形 （消除波形畸變） 通過這3個r，得到接近于發(fā)射端的光信號的copy，從而延長傳輸距離，提高信號質(zhì)量。 波分復用系統(tǒng)的概念：wdm在一芯光纖中同時傳輸多波長光信號。 兩種形式：1、.雙纖單向傳輸：單向wdm是指所有光波長同時在一根光纖上沿同一方向傳送2、.單纖雙向傳輸：雙向是指不同光波長在一根光纖上同時向兩個不同的方向傳輸，但是兩個方向所用的波長相互分開，以實現(xiàn)兩個方向的全雙工通信。 4.階躍型光纖和漸變型的區(qū)別：階躍型光纖：單包層光纖，纖芯和包層折射率都是均勻分布，折射率在纖芯和包層的界面上發(fā)生突變；漸變型光纖：單包層光纖，包層折射率均勻分布，纖芯折射率隨著纖芯半徑增加而減少，是非均勻連續(xù)變化的； 5.簡述光纖的導光原理：是利用了光的全反射的原理。因光在不同物質(zhì)中的傳播速度是不同的，所以光從一種物質(zhì)射向另一種物質(zhì)時，在兩種物質(zhì)的交界面處會產(chǎn)生折射和反射。而且，折射光的角度會隨入射光的角度變化而變化。當入射光的角度達到或超過某一角度時，折射光會消失，入射光全部被反射回來，這就是光的全反射。不同的物質(zhì)對相同波長光的折射角度是不同的（即不同的物質(zhì)有不同的光折射率），相同的物質(zhì)對不同波長光的折射角度也是不同。光纖通訊就是基于以上原理而形成的。 6.edfa：edfa是英文“erbium-doped optical fiber amplifer”的縮寫,意即摻鉺光纖放大器。 edfa的應用形式 (1) 中繼放大器：置于光纖線路中，用于延長傳輸距離。 (2) 前置放大器：置于光接收機前，用于放大微弱光信號。 (3) 后置放大器：置于光發(fā)射機后，用于提高發(fā)射光功率 7.光發(fā)射機和光接收機的作用： 光發(fā)射機是實現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)換的光端機。由光源、驅(qū)動器、調(diào)制器和控制電路組成。 其功能是將來自于電端機的電信號對光源發(fā)出的光波進行調(diào)制，成為已調(diào)光波，然后再將已調(diào)的光信號耦合到光纖或光纜去傳輸。 光接收機是實現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換的光端機。它由光檢測器和光放大器組成。 其功能是將光纖或光纜傳輸來的光信號，經(jīng)光檢測器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，然后，再將這微弱的電信號經(jīng)放大電路放大到足夠的電平，送到接收端。 第三篇：光纖通信 光纖通信課堂題目 1. sdh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(shù)字體系的幀結構中，如果沒有足夠的運行和維護。 3. sdh中stm-1的速率是 4. sdh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(shù)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(cè)1-9n 7. pdh復用成sdh信號必須經(jīng)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。 10.stm-4傳輸一幀所用的時間為125u/s 11.stm-n信號一幀的字節(jié)數(shù)為12.對stm-1信號來說，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環(huán)是怎么實現(xiàn)自愈的？ 2. sdh的優(yōu)點？136頁 3. 什么是段開銷？它可分為哪兩部分？138頁 143頁 第四篇：光纖通信 1、 什么是光纖色散？光纖色散主要有幾種類型？其對光纖通信系統(tǒng)有何影響？ 由于光纖中所傳信號的不同頻率成分， 或信號能量的各種模式成分， 在傳輸過程中，因群速度不同互相散開，引起傳輸信號波形失真，脈沖展寬的物理現(xiàn)象稱為色散。光纖色散的存在使傳輸?shù)男盘柮}沖畸變，從而限制了光纖的傳輸容量和傳輸帶寬。從機理上說，光纖色散分為材料色散，波導色散和模式色散。前兩種色散由于信號不是單一頻率所引起，后一種色散由于信號不是單一模式所引起。 2、 分別說明g.652 、g.653光纖的性能及應用。 g.652 稱為非色散位移單模光纖， 也稱為常規(guī)單模光纖， 其性能特點是：(1) 在1310nm波長處的色散為零。(2)在波長為1550nm附近衰減系數(shù)最小，約為0.22db/km，但在1550nm附近其具有最大色散系數(shù)，為17ps/(nm?km)。(3)這種光纖工作波長即可選在1310nm波長區(qū)域，又可選在1550nm波長區(qū)域，它的最佳工作波長在1310nm區(qū)域。 g.652光纖是當前使用最為廣泛的光纖。 ----g.653 稱為色散位移單模光纖。色散位移光纖是通過改變光纖的結構參數(shù)、折射率分布形狀，力求加大波導色散，從而將零色散點從1310nm位移到1550nm，實現(xiàn)1550nm處最低衰減和零色散波長一致。這種光纖工作波長在1550nm區(qū)域。它非常適合于長距離單信道光纖通信系統(tǒng) 第五篇：光纖通信 光纖通信 通信工程中常用光源的生產(chǎn)廠家有北京凱德瑞福通信設備有限公司，fiber公司，濟南天秦洋通信設備有限公司，南京中儀電力通信設備有限公司，北京恒基百通科技發(fā)展有限公司等。而在價格上光源則差距很大，有垂直腔面發(fā)射激光器（vcsels），成本很低（1.25gb/s10多美元），波導腔邊發(fā)射激光器，其價格為數(shù)百至數(shù)千美元不等，10 gb/sdfb+ea激光器（$1000-3000），244gb/svcsel（$5-15）,還有622mb/sfp腔激光器（￥1000-3000）。性能方面，由于光纖通信系統(tǒng)中的傳輸媒介是光纖，因此，作為光源的發(fā)光器件，應滿足以下基本要求：1.體積小，發(fā)光面積應與光纖芯徑的尺寸相匹配，而且光源和光纖之間應有較高的耦合效率。2. 發(fā)射的光波波長應適合光纖的兩個低損耗波段，即短波長0.8~0.9um和波長 1.2~1.6um。3.可以直接進行光強度調(diào)制，而且與調(diào)制器的連接應該是很方便的。4.可靠性高，工作壽命長，穩(wěn)定性好，互換性好。5.發(fā)射的光功率應足夠大，并且響應速度要快。6. 溫度特性要好。當溫度變化時，其輸出光功率及工作波長的變化在允許的范圍內(nèi)。應用方面，光源器件是光纖通信設備的核心，它的作用時間電信號轉(zhuǎn)換成光信號。光纖通信中常用的光元器件有半導體激光二極管（ld，或稱半導體激光器）和半導體發(fā)光二極管（led）兩種。 光檢測器的生產(chǎn)廠家有湖南省光沖灣通信技術有限公司，寧波羅誠光電通信設備有限公司，夏普電子（上海）有限公司，本子電子（深圳）有限公司。光檢測器的價格十分便宜，在性能及應用上，adp與pin還是有很大區(qū)別的。性能方面，apd的用途取決于許多性能指標。主要的幾個性能指標為量子效率（表示apd吸收入射光子并產(chǎn)生原始載流子的效率）和總漏電流（為暗電流、光電流與噪聲之和）。暗電噪聲包括串聯(lián)和并聯(lián)噪聲，其中串聯(lián)噪聲為霰彈噪聲，它大致正比于apd的電容，而并聯(lián)噪聲則與apd的體暗電流和表面暗電流的波動有關。此外，還存在用噪聲系數(shù)f表示的超額噪聲，它是隨機的apd倍增過程中所固有的統(tǒng)計噪聲。而應用上雖然一般的p-i-n結光電二極管不像apd那樣具有增益，但是它的光生電流隨光強變化的線性度較好，而且量子效率也更高，同時結構簡單、速度高（可達到30ghz）、工作電壓低、偏置電路簡單以及成本低廉等，所以它在音頻和視頻光盤播放機以及光纖通信系統(tǒng)中有著非常廣泛的應用。 光端機的生產(chǎn)廠家有東莞一業(yè)電子有限公司，深圳市深創(chuàng)遠數(shù)碼技術有限公司，北京林佳偉業(yè)電子科技有限公司，北京正方時代信息系統(tǒng)有限公司，上海北網(wǎng)通信設備有限公司（北京），杭州來邦通信技術有限公司。在價格與性能方面，模擬光端機實現(xiàn)的方式要比數(shù)字光端機簡單些，而且調(diào)制解調(diào)芯片目前市場上的價格十分低廉，所以系統(tǒng)造價相對便宜些。數(shù)字光端機相對比較復雜，技術含量較高。它所使用的模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，復接和分接芯片以及可編程邏輯芯片目前市場價都比較昂貴。數(shù)字光端機具有傳輸信號質(zhì)量高，沒有模擬調(diào)頻、調(diào)相、調(diào)幅光端機多路信號同傳時交調(diào)干擾嚴重、容易受環(huán)境干擾影響、傳輸質(zhì)量低劣、長期工作穩(wěn)定性差的缺點，因此許多大型重點工程已普遍采用數(shù)字光端機。光端機的應用非常廣泛，在高速公路、銀行、電力、電信等的監(jiān)控領域都要求對視頻信號進行遠程的傳輸，目前主要的解決方法是利用光端機將視頻信號或?qū)⒁曨l信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號通過光纖進行,光纖有單纖和多纖之分，這兩種光纖由于能提供的帶寬以及接不同而使實際應用的解決方案有很大的不同。 光纖通信 光纖通信的特點 光纖通信 對光纖通信認識 光纖通信的認識 第 14 頁 共 14 頁