光纤通信总结

光纤是通信网络的优良传输介质，光纤通信是以很高频率(1014Hz数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信，光纤通信的问世使高速率、大容量的通信成为可能，目前它已成为最主要的信息传输技术。一学期的光纤通信选修课结束了，我也有一些心得与体会

一、光纤通信的概况

19xx年，美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表论文，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的大门，引起了人们的重视。19xx年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB／km的光纤，光纤通信时代由此开始。由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业内人士青睐，发展非常迅速。光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。目前，光纤通信技术已有了长足的发展，新技术也不断涌现，进而大幅度提高了通信能力，并不断扩大了光纤通信的应用范围。

二、光纤接入技术。

光纤接入网是信息高速公路的“最后一公里”。实现信息传输的高速化，满足大众的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。目前，国内的技术可以为用户提供FE或GE的带宽，对大中型企业用户来说，是比较理想的接入方式。

三、光纤通信技术的发展趋势

近几年来，随着技术的进步，电信管理体制的改革以及电信市场的逐步全面开放，光纤通信的发展又一次呈现了蓬勃发展的新局面，以下在对光纤通信领域的主要发展热点作一简述与展望。

(一)向超高速系统的发展。从过去20多年的电信发展史看，网络容量的需求和传输速率的提高一直是一对主要矛盾。传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用(TDM)方式进行，每当传输速率提高4倍，传输每比特的成本大约下降30％～40％：。目前商用系统其速率在xx年时间里增加了20xx倍，比同期微电子技术的集成度增加速度还快得多。高速系统的出现不仅增加了业务传输容量，而且也为各种各样的新业务，特别是宽带业务和多媒体提供了实现的可能。

(二)向超大容量WDM系统的演进。采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽，

然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用了不到1％，99％的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一极光纤上传送，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。采用波分复用系统的主要好处是：1．可以充分利用光纤的巨大带宽资源，使容量可以迅速扩大几倍至上百倍；2．在大容量长途传输时可以节约大量光纤和再生器，从而大大降低了传输成本：3．与信号速率及电调制方式无关，是引入宽带新业务的方便手段；

4．利用WDM网络实现网络交换和恢复可望实现未来透明的、具有高度生存性的光联网。

(三)实现光联网。光的分插复用器(OADM)和光的交叉连接设备(OXC)均已在实验室研制成功，前者已投入商用。实现光联网的基本目的是：1．实现超大容量光网络；2．实现网络扩展性，允许网络的节点数和业务量的不断增长；3．实现网络可重构性，达到灵活重组网络的目的；4．实现网络的透明性，允许互连任何系统和不同制式的信号；5．实现快速网络恢复，恢复时间可达100ms。鉴于光联网具有上述潜在的巨大优势，发达国家投入了大量的人力、物力和财力进行预研。光联网已经成为继SDH电联网以后的又一新的光通信发展高潮。

(四)新一代的光纤。近几年来随着IP业务量的爆炸式增长，电信网正开始向下一代可持续发展的方向发展，而构筑具有巨大传输容量的光纤基础设施是下一代网络的物理基础。传统的G.652单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势，开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。目前，为了适应干线网和城域网的不同发展需要，已出现了两种不同的新型光纤，即非零色散光纤(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤)。

(五)光接入网。过去几年间，网络的核心部分发生了翻天覆地的变化，无论是交换，还是传输都已更新了好几代。不久，网络的这一部分将成为全数字化的、软件主宰和控制的、高度集成和智能化的网络。接入网中采用光接入网的主要目的是：减少维护管理费用和故障率：开发新设备，增加新收入；配合本地网络结构的调整，减少节点，扩大覆盖；充分利用光纤化所带来的一系列好处：建设透明光网络，迎接多媒体时代。

第二篇：光纤通信总结

第一章

短波长：0.85um  

长波长：1.31um和1.55um

λ=c/f      m/s

光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤为传输介质的一种通信方式。

组成:

1)        光发射机  进行光/电转换，把数字化的电脉冲信号码流转换成光脉冲信号码流并输入到光纤中进行传输。

2)        光中继器  补偿光能的衰减，恢复信号脉冲的形状。

3)        光纤   把来自光发射机的光信号，以尽可能小的畸变和衰减传输到光接收机。

4)        光接收机   进行光/电转换，将由光纤传来的微弱光信号转换为电信号，经放大处理后，恢复成发射前的电信号。

光纤通信的特点：

1)        传输频带宽，通信容量大

2)        中继距离长

3)        信道串扰小，保密性能好

4)        适应能力强

5)        体积小、重量轻、便于施工和维护

6)        原材料来源丰富，潜在价格低廉

第二章

光纤的结构：纤芯  包层  涂覆层

1阶跃和渐变 2 紧套和松套

折射率n=c/v 

相对折射率差：

数值孔径NA： NA==

最大数值孔径:  =

归一化频率V2.405：

V==

光纤色散传输容量

光纤损耗传输距离

散射损耗指在光纤中传输的一部分光由于散射而改变传输方向，从而使一部分光不能到达收端所产生的损耗。

时延差指不同频率的信号，传输同样的距离，所需要的时间之差。

光缆的组成：缆芯 护层 加强芯

第三章

通信用光器件分为有源和无源两大类。

光源的作用：将电信号转换成光信号并送入光纤线路中进行传输。

粒子反转分布：想要物质能够产生光的放大，就必须使受激辐射大于受激吸收，也就是N2>N1，这种粒子数的反常态分布称。。。。。。。

△E=E2-E1=hf，h=6.628*10^-34J·S

激光振荡器必须具备的部件有产生激光的工作物质、工作物质处于粒子数反转分布状态的激励源、能够完成频率选择及反馈作用的光学谐振腔。

半导体激光器发射波长：hf=Eg（禁带宽度eV）、入=1.24/Eg(eV) um

温度特性：激光器的阈值电流和输出光功率随温度变化的特性。阈值电流随温度的升高而加大，一般每升10度，Ith增大5%~25%。随着激光器使用时间的增加，阈值电流也会逐渐加大。

发光二极管和半导体激光器的区别：LED没有光学谐振腔，不能形成激光。LED的发光仅限于自发辐射，所发出的是荧光是非相干光，由于不是激光振荡，所以没有阈值。

光电检测器：完成光信号到电信号的转换功能。

光电二极管（PIN-PD）短距，小容量；雪崩光电二极管（APD）长距，大容量。

PIN二极管的特性：响应度：R=Ip/Pin(A/W)

量子效率：R=eη/hf=eg入/hc=入g/1.24 e=1.6*10^-19J  h=6.628*10^-34JS

暗电流：由于热激励，在无光情况下，光电检测器仍有电流输出。

APD培增因子：g=I0/Ip I0为有雪崩倍增时光电流平均值，Ip为无倍增效应时光电流平均值。

噪声特性：PIN光电二极管的噪声：量子噪声和暗电流噪声，APD管还有倍增噪声。

无源光器件：未发生光电能量转换的部件。

光耦合器的作用：把一个输入的光信号分配给多个输出，或把多个输入的光信号组合成一个输出。

光隔离器：保证光波只能正向传输的器件。

光放大器的主要功能：放大光信号，以补偿光信号在传输过程中的衰减，增加传输系统无中继距离。

半导体光放大器（SOA）和光纤放大器（FOA）

第四章

光接收机的基本组成：光电检测器、放大器、均衡器、再生电路、自动增益控制

第五章

SDH概念：一套可进行同步信息传输、服用、分插和交叉连接的标准化数字信号的结构等级。

SDH的速率：f b=9*270*8*800=155.520Mbit/s(STM-1)

SDH帧结构：能够满足对支路信号进行同步数字服用和交叉连接；支路信号在帧内的分布是均匀的、有规律和可控的，便于接入和取出；对PDH1.544Mbit/s系列和2.048Mbit/s系列信号，都具有统一的方便性喝实用性。

3个区域：段开销区域、信息净负荷区域、管理单元指针区域

第八章

光孤子是指经过长距离传输而保持形状不变的光脉冲