光纤通信调研报告

光纤通信综述报告

前言：孙老师，您好！在您给我们从光纤的历史、光纤通信的特点、光纤通信的应用给我们介绍了光纤通信之后，我对光纤通信有了一个更深层次的认识，也引发了我对光纤通信的兴趣，下面就是我结合您给我们讲的知识和我课外了解、收集的材料写的关于光纤通信的综述报告。

摘要： 光纤通信技术（optical fiber communications）从光通信中脱颖而出,已成为现代通信的主要支柱之一,在现代电信网中起着举足轻重的作用。光纤通信作为一门新兴技术,其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的,也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。

一、光纤通信的发展史

1、世界光纤通信发展史

光纤的发明，引起了通信技术的一场革命，是构成21世纪即将到来的信息社会的一大要素。

1966年出生在中国上海的英籍华人高锟，发表论文《光频介质纤维表面波导》，提出用石英玻璃纤维（光纤）传送光信号来进行通信，可实现长距离、大容量通信。 1970年损失为20db/km的光纤研制出来了。据说康宁公司花费3000万美元，得到30米光纤样品，认为非常值得。这一突破，引起整个通信界的震动，世界发达国家开始投入巨大力量研究光纤通信。

1976年，美国贝尔实验室在亚特兰大到华盛顿间建立了世界第一条实用化的光纤通信线路，速率为45mb/s。

在上世纪70年代末，大容量的单模光纤和长寿命的半导体激光器研制成功。光纤通信系统开始显示出长距离、大容量无比的优越性。

1996年wdm技术取得突破，贝尔实验室发展了wdm技术，美国mci公司在1997年开通了商用的wdm线路。光纤通信系统的速率从单波长的2.5gb/s和10gb/s爆炸性地发展到多波长的tb/s(1tb/s=1000gb/s)传输。当今实验室光系统速率已达10tb/s，几乎是用之不尽的，所以它的前景辉煌。

2、中国光纤通信发展史

1973年，世界光纤通信尚未实用。邮电部武汉邮电科学研究院（当时是武汉邮电学院）就开始研究光纤通信。由于武汉邮电科学研究院采用了石英光纤、半导体激光器和编码制式通信机正确的技术路线，使我国在发展光纤通信技术上少走了不少弯路，从而使我国光纤通信在高新技术中与发达国家有较小的差距。

1978年改革开放后，光纤通信的研发工作大大加快。上海、北京、武汉和桂林都研制出光纤通信试验系统。

1982年邮电部重点科研工程“八二工程”在武汉开通。该工程被称为实用化工程，要求一切是商用产品而不是试验品，要符合国际ccitt标准，要由设计院设计、工人施工，而不是科技人员施工。从此中国的光纤通信进入实用阶段。

在20世纪80年代中期，数字光纤通信的速率已达到144mb/s，可传送1980路

电话，超过同轴电缆载波。

2014年3.2tbps超大容量的光纤通信系统在上海至杭州开通，是至今世界容量

最大的实用线路。

二、光纤通信的原理及其优点

光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后

调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并

通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后

恢复原信息．

光纤通信之所以发展迅猛,主要缘于它具有以下优点:

(1)通信容量大、传输距离远;一根光纤的潜在带宽可达20thz。采用这样的

带宽，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。

(2)信号串扰小、保密性能好;

(3)抗电磁干扰、传输质量佳,电通信不能解决各种电磁干扰问题，唯有光

纤通信不受各种电磁干扰。

(4)光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输;

(5)材料来源丰富,环境保护好，有利于节约有色金属铜。

(6)无辐射,难于窃听,因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。

(7)光缆适应性强,寿命长。

(8)质地脆，机械强度差。

三、 光纤通信的应用

·公用网：市话局间中继、长途干线系统（国际、 一级、二级）、移动网

·专用网：铁道、电力、军事、石油、高速、金融、公安等

·广电网：hfc图像传输（catv）

·计算机网：wan、man、frn、ddn

·用户接入网：fttc、fttb、ftth、ftto

四、光通信器件的介绍

光通信器件是光通信的关键部分，分为有源器件、无源器件，其中有源器件包

括激光器及组件、光纤放大器（以掺铒光纤放大器为主）、发送器、接收器等；无源

器件可分为波分复用器、光开关、连接器、衰减器、准直器 隔离器等。

。

五、光纤通信的发展趋势及前景

（1）新一代光纤：随着社会发展的需要已经出现了两种不同的新型光纤，即非零色散光纤（g.655）

和全波光纤。

（2）超高速系统：传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用（tdm）方式进行，而如今要满足

社会发展需要，光纤通信应该按照光的时分复用方式进行。

（3）超大容量wdm系统：如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一路光纤上传送，则可

大大增加光纤的信息传输容量，这就是波分复用(wdm)的基本思路。

（4）全光网络：wdm波分复用技术的实用化，提供了利用光纤带宽的有效途径，使大容量光纤传

输技术取得了突破性进展。点到点之间的光纤传输容量的提高，为高速大容量宽带综合业务网的

传输提供了有效途径，而传输容量的飞速增长对现存看交换系统的发展产生了压力。全光网络是

指信号只是在进出网络时才进行电/光和光/电的变换，而在网络中传输和交换的过程中始终以光

的形式存在。因为在整个传输过程中没有电的处理，所以pdh、sdh、atm等各种传送方式均

可使用，提高了网络资源的利用率。

六、感悟

光纤通信的应用给人们带来了一场信息的革命。是整个社会进入了一个信息高速发展的时代。而

光纤通信带给我们的不仅仅是高速，还有更为客观的前景，它将带给我们无尽的方便。电话网络系统，电视网络系统和计算机网络系统在不远的未来，即将由光纤通信的发展而更好的结合，那将是光纤通信给人们带来的第二次震撼。

致谢：通过您富有激情的讲解，我更深刻的了解到光纤通信相关的技术和发展前景，谢谢您，

孙老师！

课程综述

课程名称光纤通信任课教师张倩班级07通信一班姓名王倩学号0705071035日期2014年11月11日

第二篇：光纤通信

第五章：

1.光纤通信是以光波为载波、光导纤维（简称光纤）为传输媒质的一种通信方式。 光纤通信的特点：① 传输频带宽，通信容量大。② 传输损耗低，中继距离长。

③ 抗电磁干扰。④ 保密性强，无串话干扰。⑤ 线径细（0.1mm），重量轻。⑥ 资源丰富。 光纤的分类:（1）根据光纤横截面上折射率分布的不同，分为阶跃型光纤和渐变型光纤。

（2）根据光纤中传输模式（模式是指电磁场的分布形式）数量的不同，分为单模光纤和多模光纤。

光纤的传输特性：（1.损耗：光波在光纤中传输，光功率随着传输距离的增加而减小，这种现象称为光纤的传输损耗。光纤的传输损耗是影响系统传输距离的重要因素。(请你关注Www.)光纤自身的损耗主要有吸收损耗和散射损耗。此外，光源与光纤的耦合损耗、光纤之间的连接损耗等也是光纤传输损耗的因素。

（2.色散：光脉冲信号经光纤传输，到达输出端会发生时间上的展宽，这种现象称为色散。色散的大小用时延差（δτ）表示。

光纤的色散主要有模式色散、材料色散和波导色散。

3.光纤通信系统的组成：光发射端机、光纤、光中继器、光接收端机组成。

光中继器的功能：re-amplifying 再放大（光放大器的功能）；re-timing 再定时 （消除时间抖动）；re-shaping 再整形 （消除波形畸变）

通过这3个r，得到接近于发射端的光信号的copy，从而延长传输距离，提高信号质量。 波分复用系统的概念：wdm在一芯光纤中同时传输多波长光信号。

两种形式：1、.双纤单向传输：单向wdm是指所有光波长同时在一根光纤上沿同一方向传送2、.单纤双向传输：双向是指不同光波长在一根光纤上同时向两个不同的方向传输，但是两个方向所用的波长相互分开，以实现两个方向的全双工通信。

4.阶跃型光纤和渐变型的区别：阶跃型光纤：单包层光纤，纤芯和包层折射率都是均匀分布，折射率在纤芯和包层的界面上发生突变；渐变型光纤：单包层光纤，包层折射率均匀分布，纤芯折射率随着纤芯半径增加而减少，是非均匀连续变化的；

5.简述光纤的导光原理：是利用了光的全反射的原理。因光在不同物质中的传播速度是不同的，所以光从一种物质射向另一种物质时，在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且，折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时，折射光会消失，入射光全部被反射回来，这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的（即不同的物质有不同的光折射率），相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。

6.edfa：edfa是英文“erbium-doped optical fiber amplifer”的缩写,意即掺铒光纤放大器。 edfa的应用形式

(1) 中继放大器：置于光纤线路中，用于延长传输距离。

(2) 前置放大器：置于光接收机前，用于放大微弱光信号。

(3) 后置放大器：置于光发射机后，用于提高发射光功率

7.光发射机和光接收机的作用：

光发射机是实现电/光转换的光端机。由光源、驱动器、调制器和控制电路组成。

其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。

光接收机是实现光/电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。

其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后，再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端。

第三篇：光纤通信

光纤通信课堂题目

1. sdh有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块stm-n。

2. 准同步数字体系的帧结构中，如果没有足够的运行和维护。

3. sdh中stm-1的速率是

4. sdh中stm-4的速率是

5. 常用的sdh设备有：终端复用器、再生器和数字交叉连接设备等。

6. 在sdh帧结构中，au指针处于帧结构左侧1-9n

7. pdh复用成sdh信号必须经过映射、定位、复用三个步骤。

8.

9. 我国采用的pdh信号的基群是。

10.stm-4传输一帧所用的时间为125u/s

11.stm-n信号一帧的字节数为12.对stm-1信号来说，每秒可传的帧数为

1. 什么叫自愈？ 二纤双向通道专用保护环是怎么实现自愈的？

2. sdh的优点？136页

3. 什么是段开销？它可分为哪两部分？138页

143页

第四篇：光纤通信

1、 什么是光纤色散？光纤色散主要有几种类型？其对光纤通信系统有何影响？

由于光纤中所传信号的不同频率成分， 或信号能量的各种模式成分， 在传输过程中，因群速度不同互相散开，引起传输信号波形失真，脉冲展宽的物理现象称为色散。光纤色散的存在使传输的信号脉冲畸变，从而限制了光纤的传输容量和传输带宽。从机理上说，光纤色散分为材料色散，波导色散和模式色散。前两种色散由于信号不是单一频率所引起，后一种色散由于信号不是单一模式所引起。

2、 分别说明g.652 、g.653光纤的性能及应用。

g.652 称为非色散位移单模光纤， 也称为常规单模光纤， 其性能特点是：(1) 在1310nm波长处的色散为零。(2)在波长为1550nm附近衰减系数最小，约为0.22db/km，但在1550nm附近其具有最大色散系数，为17ps/(nm?km)。(3)这种光纤工作波长即可选在1310nm波长区域，又可选在1550nm波长区域，它的最佳工作波长在1310nm区域。 g.652光纤是当前使用最为广泛的光纤。

----g.653 称为色散位移单模光纤。色散位移光纤是通过改变光纤的结构参数、折射率分布形状，力求加大波导色散，从而将零色散点从1310nm位移到1550nm，实现1550nm处最低衰减和零色散波长一致。这种光纤工作波长在1550nm区域。它非常适合于长距离单信道光纤通信系统

第五篇：光纤通信

光纤通信

通信工程中常用光源的生产厂家有北京凯德瑞福通信设备有限公司，fiber公司，济南天秦洋通信设备有限公司，南京中仪电力通信设备有限公司，北京恒基百通科技发展有限公司等。而在价格上光源则差距很大，有垂直腔面发射激光器（vcsels），成本很低（1.25gb/s10多美元），波导腔边发射激光器，其价格为数百至数千美元不等，10 gb/sdfb+ea激光器（$1000-3000），244gb/svcsel（$5-15）,还有622mb/sfp腔激光器（￥1000-3000）。性能方面，由于光纤通信系统中的传输媒介是光纤，因此，作为光源的发光器件，应满足以下基本要求：1.体积小，发光面积应与光纤芯径的尺寸相匹配，而且光源和光纤之间应有较高的耦合效率。2. 发射的光波波长应适合光纤的两个低损耗波段，即短波长0.8~0.9um和波长 1.2~1.6um。3.可以直接进行光强度调制，而且与调制器的连接应该是很方便的。4.可靠性高，工作寿命长，稳定性好，互换性好。5.发射的光功率应足够大，并且响应速度要快。6. 温度特性要好。当温度变化时，其输出光功率及工作波长的变化在允许的范围内。应用方面，光源器件是光纤通信设备的核心，它的作用时间电信号转换成光信号。光纤通信中常用的光元器件有半导体激光二极管（ld，或称半导体激光器）和半导体发光二极管（led）两种。

光检测器的生产厂家有湖南省光冲湾通信技术有限公司，宁波罗诚光电通信设备有限公司，夏普电子（上海）有限公司，本子电子（深圳）有限公司。光检测器的价格十分便宜，在性能及应用上，adp与pin还是有很大区别的。性能方面，apd的用途取决于许多性能指标。主要的几个性能指标为量子效率（表示apd吸收入射光子并产生原始载流子的效率）和总漏电流（为暗电流、光电流与噪声之和）。暗电噪声包括串联和并联噪声，其中串联噪声为霰弹噪声，它大致正比于apd的电容，而并联噪声则与apd的体暗电流和表面暗电流的波动有关。此外，还存在用噪声系数f表示的超额噪声，它是随机的apd倍增过程中所固有的统计噪声。而应用上虽然一般的p-i-n结光电二极管不像apd那样具有增益，但是它的光生电流随光强变化的线性度较好，而且量子效率也更高，同时结构简单、速度高（可达到30ghz）、工作电压低、偏置电路简单以及成本低廉等，所以它在音频和视频光盘播放机以及光纤通信系统中有着非常广泛的应用。

光端机的生产厂家有东莞一业电子有限公司，深圳市深创远数码技术有限公司，北京林佳伟业电子科技有限公司，北京正方时代信息系统有限公司，上海北网通信设备有限公司（北京），杭州来邦通信技术有限公司。在价格与性能方面，模拟光端机实现的方式要比数字光端机简单些，而且调制解调芯片目前市场上的价格十分低廉，所以系统造价相对便宜些。数字光端机相对比较复杂，技术含量较高。它所使用的模数、数模转换芯片，复接和分接芯片以及可编程逻辑芯片目前市场价都比较昂贵。数字光端机具有传输信号质量高，没有模拟调频、调相、调幅光端机多路信号同传时交调干扰严重、容易受环境干扰影响、传输质量低劣、长期工作稳定性差的缺点，因此许多大型重点工程已普遍采用数字光端机。光端机的应用非常广泛，在高速公路、银行、电力、电信等的监控领域都要求对视频信号进行远程的传输，目前主要的解决方法是利用光端机将视频信号或将视频信号转化为数字信号通过光纤进行,光纤有单纤和多纤之分，这两种光纤由于能提供的带宽以及接不同而使实际应用的解决方案有很大的不同。

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