光纖通信調(diào)研報(bào)告.doc

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光纖通信調(diào)研報(bào)告 目錄 第一篇：光纖通信綜述報(bào)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(bào)告 光纖通信綜述報(bào)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(diǎn)、光纖通信的應(yīng)用給我們介紹了光纖通信之后，我對(duì)光纖通信有了一個(gè)更深層次的認(rèn)識(shí)，也引發(fā)了我對(duì)光纖通信的興趣，下面就是我結(jié)合您給我們講的知識(shí)和我課外了解、收集的材料寫的關(guān)于光纖通信的綜述報(bào)告。 摘要： 光纖通信技術(shù)（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(shù),其近年來發(fā)展速度之快、應(yīng)用面之廣是通信史上罕見的,也是世界新技術(shù)革命的重要標(biāo)志和未來信息社會(huì)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(shù)的一場(chǎng)革命，是構(gòu)成21世紀(jì)即將到來的信息社會(huì)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(dǎo)》，提出用石英玻璃纖維（光纖）傳送光信號(hào)來進(jìn)行通信，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)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(fèi)3000萬美元，得到30米光纖樣品，認(rèn)為非常值得。這一突破，引起整個(gè)通信界的震動(dòng)，世界發(fā)達(dá)國家開始投入巨大力量研究光纖通信。 1976年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室在亞特蘭大到華盛頓間建立了世界第一條實(shí)用化的光纖通信線路，速率為45mb/s。 在上世紀(jì)70年代末，大容量的單模光纖和長(zhǎng)壽命的半導(dǎo)體激光器研制成功。光纖通信系統(tǒng)開始顯示出長(zhǎng)距離、大容量無比的優(yōu)越性。 1996年wdm技術(shù)取得突破，貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)展了wdm技術(shù)，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(zhǎng)的2.5gb/s和10gb/s爆炸性地發(fā)展到多波長(zhǎng)的tb/s(1tb/s1000gb/s)傳輸。當(dāng)今實(shí)驗(yàn)室光系統(tǒng)速率已達(dá)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(shí)用。郵電部武漢郵電科學(xué)研究院（當(dāng)時(shí)是武漢郵電學(xué)院）就開始研究光纖通信。由于武漢郵電科學(xué)研究院采用了石英光纖、半導(dǎo)體激光器和編碼制式通信機(jī)正確的技術(shù)路線，使我國在發(fā)展光纖通信技術(shù)上少走了不少彎路，從而使我國光纖通信在高新技術(shù)中與發(fā)達(dá)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(yàn)系統(tǒng)。 1982年郵電部重點(diǎn)科研工程“八二工程”在武漢開通。該工程被稱為實(shí)用化工程，要求一切是商用產(chǎn)品而不是試驗(yàn)品，要符合國際ccitt標(biāo)準(zhǔn)，要由設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)、工人施工，而不是科技人員施工。從此中國的光纖通信進(jìn)入實(shí)用階段。 在20世紀(jì)80年代中期，數(shù)字光纖通信的速率已達(dá)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(shí)用線路。 二、光纖通信的原理及其優(yōu)點(diǎn) 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(hào)，然后 調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上，使光的強(qiáng)度隨電信號(hào)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(cè)器收到光信號(hào)后把它變換成電信號(hào)，經(jīng)解調(diào)后 恢復(fù)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(diǎn): (1)通信容量大、傳輸距離遠(yuǎn);一根光纖的潛在帶寬可達(dá)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(hào)串?dāng)_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(shè)和運(yùn)輸; (5)材料來源豐富,環(huán)境保護(hù)好，有利于節(jié)約有色金屬銅。 (6)無輻射,難于竊聽,因?yàn)楣饫w傳輸?shù)墓獠ú荒芘艹龉饫w以外。 (7)光纜適應(yīng)性強(qiáng),壽命長(zhǎng)。 (8)質(zhì)地脆，機(jī)械強(qiáng)度差。 三、 光纖通信的應(yīng)用 公用網(wǎng)：市話局間中繼、長(zhǎng)途干線系統(tǒng)（國際、 一級(jí)、二級(jí)）、移動(dòng)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(jì)算機(jī)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(guān)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(fù)用器、光開關(guān)、連接器、衰減器、準(zhǔn)直器 隔離器等。 五、光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)及前景 （1）新一代光纖：隨著社會(huì)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(shí)分復(fù)用（tdm）方式進(jìn)行，而如今要滿足 社會(huì)發(fā)展需要，光纖通信應(yīng)該按照光的時(shí)分復(fù)用方式進(jìn)行。 （3）超大容量wdm系統(tǒng)：如果將多個(gè)發(fā)送波長(zhǎng)適當(dāng)錯(cuò)開的光源信號(hào)同時(shí)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(fù)用(wdm)的基本思路。 （4）全光網(wǎng)絡(luò)：wdm波分復(fù)用技術(shù)的實(shí)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(shù)取得了突破性進(jìn)展。點(diǎn)到點(diǎn)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(wù)網(wǎng)的 傳輸提供了有效途徑，而傳輸容量的飛速增長(zhǎng)對(duì)現(xiàn)存看交換系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生了壓力。全光網(wǎng)絡(luò)是 指信號(hào)只是在進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)時(shí)才進(jìn)行電/光和光/電的變換，而在網(wǎng)絡(luò)中傳輸和交換的過程中始終以光 的形式存在。因?yàn)樵谡麄€(gè)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(luò)資源的利用率。 六、感悟 光纖通信的應(yīng)用給人們帶來了一場(chǎng)信息的革命。是整個(gè)社會(huì)進(jìn)入了一個(gè)信息高速發(fā)展的時(shí)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(luò)系統(tǒng)，電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在不遠(yuǎn)的未來，即將由光纖通信的發(fā)展而更好的結(jié)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(guān)的技術(shù)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(jí)07通信一班姓名王倩學(xué)號(hào)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(dǎo)纖維（簡(jiǎn)稱光纖）為傳輸媒質(zhì)的一種通信方式。 光纖通信的特點(diǎn)：① 傳輸頻帶寬，通信容量大。② 傳輸損耗低，中繼距離長(zhǎng)。 ③ 抗電磁干擾。④ 保密性強(qiáng)，無串話干擾。⑤ 線徑細(xì)（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(chǎng)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(qǐng)你關(guān)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(hào)經(jīng)光纖傳輸，到達(dá)輸出端會(huì)發(fā)生時(shí)間上的展寬，這種現(xiàn)象稱為色散。色散的大小用時(shí)延差（δτ）表示。 光纖的色散主要有模式色散、材料色散和波導(dǎo)色散。 3.光纖通信系統(tǒng)的組成：光發(fā)射端機(jī)、光纖、光中繼器、光接收端機(jī)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(shí) （消除時(shí)間抖動(dòng)）；re-shaping 再整形 （消除波形畸變） 通過這3個(gè)r，得到接近于發(fā)射端的光信號(hào)的copy，從而延長(zhǎng)傳輸距離，提高信號(hào)質(zhì)量。 波分復(fù)用系統(tǒng)的概念：wdm在一芯光纖中同時(shí)傳輸多波長(zhǎng)光信號(hào)。 兩種形式：1、.雙纖單向傳輸：?jiǎn)蜗騱dm是指所有光波長(zhǎng)同時(shí)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(zhǎng)在一根光纖上同時(shí)向兩個(gè)不同的方向傳輸，但是兩個(gè)方向所用的波長(zhǎng)相互分開，以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)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：?jiǎn)伟鼘庸饫w，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：?jiǎn)伟鼘庸饫w，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(jiǎn)述光纖的導(dǎo)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(shí)，在兩種物質(zhì)的交界面處會(huì)產(chǎn)生折射和反射。而且，折射光的角度會(huì)隨入射光的角度變化而變化。當(dāng)入射光的角度達(dá)到或超過某一角度時(shí)，折射光會(huì)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(duì)相同波長(zhǎng)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(duì)不同波長(zhǎng)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(yīng)用形式 (1) 中繼放大器：置于光纖線路中，用于延長(zhǎng)傳輸距離。 (2) 前置放大器：置于光接收機(jī)前，用于放大微弱光信號(hào)。 (3) 后置放大器：置于光發(fā)射機(jī)后，用于提高發(fā)射光功率 7.光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)的作用： 光發(fā)射機(jī)是實(shí)現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)換的光端機(jī)。由光源、驅(qū)動(dòng)器、調(diào)制器和控制電路組成。 其功能是將來自于電端機(jī)的電信號(hào)對(duì)光源發(fā)出的光波進(jìn)行調(diào)制，成為已調(diào)光波，然后再將已調(diào)的光信號(hào)耦合到光纖或光纜去傳輸。 光接收機(jī)是實(shí)現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換的光端機(jī)。它由光檢測(cè)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(hào)，經(jīng)光檢測(cè)器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，然后，再將這微弱的電信號(hào)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(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)。 3. sdh中stm-1的速率是 4. sdh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 7. pdh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。 10.stm-4傳輸一幀所用的時(shí)間為125u/s 11.stm-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？ 2. sdh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 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(duì)光纖通信系統(tǒng)有何影響？ 由于光纖中所傳信號(hào)的不同頻率成分， 或信號(hào)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(hào)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?hào)脈沖畸變，從而限制了光纖的傳輸容量和傳輸帶寬。從機(jī)理上說，光纖色散分為材料色散，波導(dǎo)色散和模式色散。前兩種色散由于信號(hào)不是單一頻率所引起，后一種色散由于信號(hào)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(yīng)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(diǎn)是：(1) 在1310nm波長(zhǎng)處的色散為零。(2)在波長(zhǎng)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(zhǎng)即可選在1310nm波長(zhǎng)區(qū)域，又可選在1550nm波長(zhǎng)區(qū)域，它的最佳工作波長(zhǎng)在1310nm區(qū)域。 g.652光纖是當(dāng)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(jié)構(gòu)參數(shù)、折射率分布形狀，力求加大波導(dǎo)色散，從而將零色散點(diǎn)從1310nm位移到1550nm，實(shí)現(xiàn)1550nm處最低衰減和零色散波長(zhǎng)一致。這種光纖工作波長(zhǎng)在1550nm區(qū)域。它非常適合于長(zhǎng)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(shè)備有限公司，fiber公司，濟(jì)南天秦洋通信設(shè)備有限公司，南京中儀電力通信設(shè)備有限公司，北京恒基百通科技發(fā)展有限公司等。而在價(jià)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(dǎo)腔邊發(fā)射激光器，其價(jià)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(yīng)滿足以下基本要求：1.體積小，發(fā)光面積應(yīng)與光纖芯徑的尺寸相匹配，而且光源和光纖之間應(yīng)有較高的耦合效率。2. 發(fā)射的光波波長(zhǎng)應(yīng)適合光纖的兩個(gè)低損耗波段，即短波長(zhǎng)0.8~0.9um和波長(zhǎng) 1.2~1.6um。3.可以直接進(jìn)行光強(qiáng)度調(diào)制，而且與調(diào)制器的連接應(yīng)該是很方便的。4.可靠性高，工作壽命長(zhǎng)，穩(wěn)定性好，互換性好。5.發(fā)射的光功率應(yīng)足夠大，并且響應(yīng)速度要快。6. 溫度特性要好。當(dāng)溫度變化時(shí)，其輸出光功率及工作波長(zhǎng)的變化在允許的范圍內(nèi)。應(yīng)用方面，光源器件是光纖通信設(shè)備的核心，它的作用時(shí)間電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)。光纖通信中常用的光元器件有半導(dǎo)體激光二極管（ld，或稱半導(dǎo)體激光器）和半導(dǎo)體發(fā)光二極管（led）兩種。 光檢測(cè)器的生產(chǎn)廠家有湖南省光沖灣通信技術(shù)有限公司，寧波羅誠光電通信設(shè)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(cè)器的價(jià)格十分便宜，在性能及應(yīng)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(biāo)。主要的幾個(gè)性能指標(biāo)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(dòng)有關(guān)。此外，還存在用噪聲系數(shù)f表示的超額噪聲，它是隨機(jī)的apd倍增過程中所固有的統(tǒng)計(jì)噪聲。而應(yīng)用上雖然一般的p-i-n結(jié)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(qiáng)變化的線性度較好，而且量子效率也更高，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、速度高（可達(dá)到30ghz）、工作電壓低、偏置電路簡(jiǎn)單以及成本低廉等，所以它在音頻和視頻光盤播放機(jī)以及光纖通信系統(tǒng)中有著非常廣泛的應(yīng)用。 光端機(jī)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(yuǎn)數(shù)碼技術(shù)有限公司，北京林佳偉業(yè)電子科技有限公司，北京正方時(shí)代信息系統(tǒng)有限公司，上海北網(wǎng)通信設(shè)備有限公司（北京），杭州來邦通信技術(shù)有限公司。在價(jià)格與性能方面，模擬光端機(jī)實(shí)現(xiàn)的方式要比數(shù)字光端機(jī)簡(jiǎn)單些，而且調(diào)制解調(diào)芯片目前市場(chǎng)上的價(jià)格十分低廉，所以系統(tǒng)造價(jià)相對(duì)便宜些。數(shù)字光端機(jī)相對(duì)比較復(fù)雜，技術(shù)含量較高。它所使用的模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，復(fù)接和分接芯片以及可編程邏輯芯片目前市場(chǎng)價(jià)都比較昂貴。數(shù)字光端機(jī)具有傳輸信號(hào)質(zhì)量高，沒有模擬調(diào)頻、調(diào)相、調(diào)幅光端機(jī)多路信號(hào)同傳時(shí)交調(diào)干擾嚴(yán)重、容易受環(huán)境干擾影響、傳輸質(zhì)量低劣、長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，因此許多大型重點(diǎn)工程已普遍采用數(shù)字光端機(jī)。光端機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，在高速公路、銀行、電力、電信等的監(jiān)控領(lǐng)域都要求對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)程的傳輸，目前主要的解決方法是利用光端機(jī)將視頻信號(hào)或?qū)⒁曨l信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)通過光纖進(jìn)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(shí)際應(yīng)用的解決方案有很大的不同。 光纖通信 光纖通信的特點(diǎn) 光纖通信 對(duì)光纖通信認(rèn)識(shí) 光纖通信的認(rèn)識(shí) 第 14 頁 共 14 頁