一 : 光纤通信系统,光纤通信系统是什么意思
光纤通信系统(4)在长途光纤通信系统中，每隔一段距离需设置中继器，以把经过长距离传输衰减变得很微弱并畸变的光信号进行光检测变成电信号，经放大整形再生后驱动光源，产生光信号再送入光纤传输，这就是传统的光-电-光中继器(图1.2.2(a))。然而现在，光放大器．尤其是EDFA已经成熟，其增益高、输出功率大、噪声低、带宽大、码速穿透，完全可代替光-电-光中继器，正推动着光纤通信技术的革命——新一代全光通信技术(图1.2.2(b))。图1.2.2(c)为WDM系统的示意图，几个—几百、上千个波长在单根光纤中一起传独，用EDPA中继放大，使传输容量提高几倍—几百、上千倍，代表新一代高速大容量光纤通信技术的发展方向与研究热点。
若干个点-点通信系统组合就构成通信网(图1.2.3)，以提供异地用户之间通信。通信网又可分为公共通信网和专用通信网。公共通信网向全社会用户提供通信服务，如电话网及公共数据网等。专用通信网是为特定用户或单位服务的通信网，如铁路、电力、军事等部门的通信网及计算机网、州网等。这些网传统上都采用电缆或微波，但当今通信信息量剧增，它们已难以胜任，采用光纤通信技术已是大势所趋。
光纤通信技术的基本内容有：
(1)光纤传物理论与技术、光纤器件；
(2)信号传输原理、调制解调方式、信号编码及信道复用等；
(3)光源与光发送机；
(4)光检测器与光接收机；
(5)光纤通信系统的设计、结构及应用；
(6)光纤通信技术，如光放大器技术、WDM技术、全光网络技术
二 : 光纤通信系统
第三章
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光纤通信系统
? 第一节
? 第二节
? 第三节
? 第四节 ? 第五节
光纤通信的发展概况 光纤通信的特点 光纤通信的基本组成 光纤通信系统的分类 光纤通信的发展方向
主要内容
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光纤通信作为现代通信的主要支柱之 一，本章将概述国内外光纤通信技术发展 的历史、现状和前景． 它是以光波为载频，以光导纤维为传 输媒质的一种通信方式．光纤与以往的铜 导线相比，具有损耗低、频带宽、无电磁 感应等传输特点． 本章对光的性质、光在光纤中的传输 和光纤通信的特点等加以介绍．
第一节 光纤通信的发展概况
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光波的波长在微米级，频率为10＾14 HZ数 量级．由电磁波谱中可以看出，紫外线、可见光、 红外线均属于光波的范畴． 目前光纤通信使用的波长范围是在近红外区 内，即波长为0．8～1．8um．可分为短波长和长 波长波段，短波段是指波长为0．85um，长波长 段是指1．31um和1．55um，这是目前所采用的三 个通信窗口．
第二节 光纤通信的特点
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光纤通信与电通信方式的主要差异有 两点：一是用光波作为载波传输信号，二 是用光导纤维构成作为传输线路．因此， 在光纤通信中起主导作用的是产生光波的 激光器和传输光波的光导纤维． 光纤 通信与电通信比较的优缺点归纳如表２－ １所示．
表２－１光纤通信的优缺点
主要因素 光纤通信的优点
信息传输容量大 无电磁干扰 无短路引起的事故 不发生火花 接地设计容易
光纤通信的缺点
使用光引起的
需要光电交换部分 光直接放大难
使用光纤引起的
传输损耗小 传输频带宽 无电磁感应障碍 可忽略串音 重量轻 耐火．耐水 有可挠性 资源问题小 响应速度快 方向性好
电力传输困难 弯曲半径不易太小 需要高级切断接续技术 分路耦合不方便
使用光半导体元件引起的
第三节 光纤通信的基本组成
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光纤通信是以光波做载波，以光缆作 为传输的通信系统．目前实用的光纤通信 系统，普遍采用的是数字编码、强度调 制—直接检波通信系统．它由常规的电端 机、光端机、光中继器及光缆传输线路组 成，如图2—2所示．该系统分为三大部分： 光发送、光传输和光接收，光发送完成电 光转换任务，光传输部分的作用是把光信 号从发送端传到接收端，光接收完成光电 转换任务．
图２－２
光纤通信传输系统的基本组成
光发送部分
传输部分
光接收部分
光缆
光缆
电端机
光端机 光源
中继器
光端机
光检测器 电端机
光源
光检测器
一、光源和光电检测器
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1、光源 38页 在光纤通信系统中光源是光发送部分 的“心脏”，是实现光纤通
信的重要器件 之一．对光源的要求是：寿命长；有足够 的输出光功率；电光转换效率应不低于当 前半导体电子器件的转换率（约10﹪）；发 射波长必须在低损耗传输窗口附近；发光 面积和光束的发散角要小，谱线宽度要狭 窄．
二、目前广泛使用的光源有半导体发光二极管和半 导体激光器，半导体光源有如下特点： 1、体积小，发光面积可以与光纤相比较，从而有 较高的耦合效率； 2、发射波长适合在光纤中低损耗传输；可以用电 流直接进行强度调制； 3、可以用电流直接进行强度调制，即只要将信号 电流注入半导体激光器或发光二极管，就可以得 到光信号输出； 4、可靠性较高．
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ＬＤ和ＬＥＤ的比较 1、激光器优于发光二极管的方面是： 1）激光器的响应速度快，可用于较高的调制速度；
2）激光器的光谱较窄，应用于单模光纤时，光在光 纤中的传播引起的色散小，可用于大容量通信； 3）耦合到光纤中的功率高，传播的距离远。 LD不足于LED的方面是： 1）温度特性差； 2）易损坏，寿命短； 3）激光器的成本高，价格昂贵。发光二极管便宜； 4）LD的调制线不如LED． 所以大容量、远距离光纤通信宜用激光管；小容量、 近距离通信，用发光二极管．
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3、光电检测器
在光纤通信系统中，光电检测器是把光纤输入的光信号转为电信 号的光电子器件．它是光接收机的关键元件，对光接收机的灵敏 度和延长通信距离有着重要的影响。对光电检测器的基本要求是： 高效率，低躁声，有足够高的响应速度或足够的带宽，在工作波 长上有足够高的灵敏度，具有接收弱信号的能力；有良好的温度 特性和稳定性；工作电压尽量低，使用简单；体积小，寿命长．
光电检测器通常采用光电二极管．光电二极管利用半导体接受光 照之后激励电子而形成电流的性质．只要有微弱的光，就能检测 很大的电流． 光电检测器如真空光管，光电倍增管，半导体光电检测器等．半 导体光电检测器体积小，重量轻，价格便宜，使用方便，具有较 好的性能．因此，目前光纤通信常用的是半导体光电检测器，如 PN结光电二极管，PIN光电二极管和APD血崩光电二极管等．
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二、端机 1、电端机 电端机，是数字终端设备的简称，是组成光 纤通信系统不可少的部分．它包括PCM基群设 备和高次群复用设备．PCM基群设备是将模拟 的话音信号通过脉冲编码调制，即PCM，变成 数字信号．再通过数字复接技术，将多路PCM 信号变成一路基群信号进行传送，以及将收到的 PCM基群信号通过相反的处理还原成模拟话音 信号的
一种设备．
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2、光端机 73页 光线路终端设备，简称光端机．光端机主要由光发送支 路和光接收支路两部分组成．它的主要作用是：在发端 将电信号变换成光信号，将其注入光纤中；在收端将收 到的信号变换为原电信号．光端机方框图如图2—3所 示． 1）输入电路和输出电路在接收端，输出电路将光接收 机输出的单极性码还原成双极性码送入PCM电端 机．输出电路包括线路码型反变换和输出接口两大部 分．码型反变换是码型变换的逆过程，它把线路码型信 号变换为普通的信号后，再经输出接口还原成原始电信 号送入电端机．因此，输入电路是光端机的发送支路在 调制电路的信号处理剖分．输出电路是光端机接收支路 定时再生之后的信号处理部分．
光端机方框图
光发送支路 输入接口 线路码型变换 光发送 光纤
输入分配
公务电话 监控 电源 区间通信 输出倒换 光接收支路 输出接口 线路码型交换 告警 辅助电路
光接收 光纤
2）光发送机
光发送机是把将要传输的电信号 转化为光信号，再经光缆传输至远方 的设备．它主要由光源和调制电路组 成．光源采用半导体激光器和发光二 极管．光发送器原理图：
图２－４ 光发机原理方框图
数字信号入 调制电路
光纤 控制电路
（a) 光源为LD时 数字信号入 调制电路 LED （b）光源为LED时 光纤
LD
3）光接收机
81页
图２－５ 光接收机原理方框图
光检测 放大 均衡
裁决
自动增益控制
时钟提取
接收电路
裁决在生电路
辅助电路
（光缆线路监控）
为了保证光端机的正常工作及便于操作维护等，还有一些 辅助电路．辅助电路主要包括公务电话、告警、主备用 倒换和检测控制电路等，根据需要也可有各种各样的其 他功能．如区间通信、油机启动等，统称为辅助设备． 三、光中继器 85 1、 光线在生中继器，简称光中继器．工作原理： 来自光纤线路的微弱光数字信号进入光中继器的接收机 的光电检测器后转化为数字信号，经过放大、均衡、定 时判决、整形后又输入到光发送机中的驱动电路推动光 源，发出很强的光数字信号，再送入光缆线路，向前方 传输．中继器是起接力作用的装置，目前多采用光—电 ----光的形式． 2、掺铒光纤放大器 87
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四、光缆 光缆是实现光信号传输的通信线路，他由一定数量 的光纤按照一定方式组成缆心，外面包有护层，有的还 包覆外护层． 光缆与电缆在结构上的主要不同点在于光缆必须设 有加强构件，以承受机械拉伸负荷．光缆比电缆具有更 大的传输容量，中继段距离长，体积小，重量轻，无电 磁，干扰．目前光缆已经发展成长途干
线、市内中继、 近海及跨洋海底通信．以及局域网、专用网等的有线传 输线路骨干，正在开始向市内用户环路配线网的领域发 展，并为光纤到户、宽带综合业务数字网提供传输线 路．
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二、按光纤的模式分类 1、多模光纤通信系统，采用石英多模梯度光纤作为传输线，因 传输频率受到限制，一般应用于140Mbit/s以下的系统． 2 、单模光纤通信系统，采用石英单模光纤作为传输线，传输容 量大，距离长，目前建设的光纤通信系统都是这一类型的． 三、按传输信号的类型分类 1、光纤模拟通信系统，它是用模拟信号直接对光源进行强度调 制的系统． 2、光纤数字系统，它是用PCM数字电信号直接对光源进行强度 调制的系统．其通信距离长，传输质量高，是被广为采用的系 统．
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四、按传输的速率分类 1、低速光纤通信系统，一般传输信号为2Mbit/s或 8MBit/s． 2、高速光纤通信系统，它的传输信号速率为34Mbit/s， 140Mbit/s，以上的系统，有时把速率等于和高于 140Mbit/s的系统才称为高速光纤通信系统． 五、按应用范围分类 1、公用光纤通信系统，邮电部门应用的光纤系统称为公 用光纤通信系统．它包括光纤市话中继通信系统，光纤长 途通信系统，光纤用户环路系统． 2、专用光纤通信系统，指邮电部门以外的各部门应用的 光纤通信系统，例如电力、铁路、石油、广播电视，交通， 军事等的应用都称为专用光纤通信系统．
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第五节 光纤通信的发展方向
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光纤通信系统以它独特的优点被认为是通信史上一 次革命性的变革，光纤通信将在长途通信网与市话通信网 中代替现用的电缆通信网，这已为各国所公认．在未来的 信息社会中，交换大量信息的信息网络也将由光纤通信网 络来构成．目前，接入网工程已经在我国一些大城市开始 兴建和应用，大容量光缆和带状光缆为传输大容量的信息 提供了足够的信息通道，满足了人们日益增长的信息交流 的需要． 光纤通信作为一门新学科来讲，其发展的速度与潜力 在通信史上很少有其他技术可与之相比．目前，单模光纤 的生产已经完全实用化，它的传输频带达几十吉赫以 上．在1．31um的损耗是0．5dB/skm，在1．55um的损耗 是0．2—0．3dB/skm，已接近理论极限值．
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为适应远距离高速、宽带光纤通信传输的 需要，专用的光纤传输的集成电路和光纤放大器 的研究都有新的突破．相干光纤通信系统的研制 成功将使我们有可能把现有光纤通信容量提高几 个数量级，一次传送距离为几百公里的通信系统 可望建立；新的红外线材料的研究，有可能使光 纤的衰减再
减小两、三个数量级，这样可使一次 传输距离达到成千上万公里．这些方面的研制工 作正在进行，它们的实现不少是可望可及的．
三 : 光纤通信系统：光纤通信系统-概述，光纤通信系统-图书教材
光纤通信系统是以光为载波，利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介，通过光电变换，用光来传输信息的通信系统。随着国际互联网业务和通信业的飞速发展，信息化给世界生产力和人类社会的发展带来了极大的推动。光纤通信作为信息化的主要技术支柱之一，必将成为21世纪最重要的战略性产业。光纤通信技术和计算机技术是信息化的两大核心支柱，计算机负责把信息数字化，输入网络中去；光纤则是担负着信息传输的重任。当代社会和经济发展中，信息容量日益剧增，为提高信息的传输速度和容量，光纤通信被广泛的应用于信息化的发展，成为继微电子技术之后信息领域中的重要技术。
光纤通信的缺点_光纤通信系统 -概述
（www.61k.com）光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的1种通信方式。从原理上看，构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外，在应用中，光纤常按用途进行分类，可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用2种，而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤，并常以某种功能器件的形式出现。
光纤通信是利用光波作载波，以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式，被称之为“有线”光通信。当今，光纤以其传输频带宽、抗干扰性高和信号衰减小，而远优于电缆、微波通信的传输，已成为世界通信中主要传输方式。
1966年英籍华人高锟(Charles Kao)发表论文提出用石英制作玻璃丝(光纤)，其损耗可达20dB/km，可实现大容量的光纤通信。当时，世界上只有少数人相信，如英国的标准电信实验室(STL)、美国的Corning玻璃公司，Bell实验室等领导。2009年高锟因发明光纤获得诺贝尔奖。1970年，Corning公司研制出损失低达20dB/km，长约30 m的石英光纤，据说花费了3000千万美元。1976年Bell实验室在华盛顿亚特兰大建立了一条实验线路，传输速率仅45Mb/s，只能传输数百路电话，而用中同轴电缆可传输1800路电话。因为当时尚无通信用的激光器，而是用发光二极管(LED)做光纤通信的光源，所以速率很低。1984年左右，通信用的半导体激光器研制成功，光纤通信的速率达到144Mb/s，可传输1920路电话。1992年一根光纤传输速率达到2.5Gb/s，相当3万余路电话。1996年，各种波长的激光器研制成功，可实现多波长多通道的光纤通信，即所谓“波分复用”(WDM)技术，也就是在1根光纤内，传输多个不同波长的光信号。于是光纤通信的传输容量倍增。在2000年，利用WDM技术，一根光纤光纤传输速率达到640Gb/s。有人对高锟1976年发明了光纤，而2010年才获得诺贝尔奖有很大的疑问。事实上，从以上光纤发展史可以看出，尽管光纤的容量很大，没有高速度的激光器和微电子仍不能发挥光纤超大容量的作用。电子器件的速率才达到吉比特/秒量级，各种波长的高速激光器的出现使光纤传输达到太比特/秒量级(1Tb/s=1000 Gb/s)，人们才认识到“光纤的发明引发了通信技术的一场革命!”
1特点
①在单位时间内能传输的信息量大。90年代初光纤通信的实用水平的信息率为2.488Gbit/s，即一对单模光纤可同时开通35000个电话，而且它都还在飞速发展；②经济。光纤通信的建设费用随着使用数量的增大而降低；③体积小、重量轻，施工和维护等都比较方便；④使用金属少，抗电磁干扰、抗辐射性强，保密性好等。
2基本构成
常规的光纤通信系统的主要组成部分是光纤、光源和光检测器。光纤包括单模和多模光纤，光源包括半导体激光器和发光二极管。中、长距离系统采用单模光纤和半导体激光器，新开发的高速系统用分布反馈（DFB）激光器，短距离系统可以采用多模光纤和发光二极管。
常规的光纤通信系统系指发送端对光源进行强度调制，接收端用光电检测器对收到的光信号进行直接检测（IM/DD）的系统，又叫强度调制直接栓波光纤通信系统，它是90年代初实际使用主。其基本结构以2.488Gbit/s系统为例，如图2所示。
图的左方为发送端电的时分复用器，它把输入的155Mbit/s的数字信号复合为2.488Gbit/s的信号。该信号直接强度调制一只分布反馈激光器，再将已调光输出传送给单模光纤。图的右方先由光一电检测器把已调光直接检测，得出2.488Gbit/S的数字信号，再经时分解复器得出一组155Mbit/s的数字信号。
常规的光纤通信系统的中继设备如图3所示。
2.2 应用范围
光纤通信首先在电话局之间得到应用，构成光纤本地网，接着作为长途通信构成全国性的光纤网，它将成为宽带通信网的骨架。又发展海底光缆
系统作越洋通信或作短距离越岛、沿海岸等通信，著名的有横跨大西洋和太平洋的各海底光缆通信系统。例如1988年12月开始商用的最早1个横跨大西洋系统TAT—8，光缆里有3对光纤，2对使用，1对备用。每对信息率为280Mbit/s。全长6 700km，平均中继站间距为67knu波长1.3μm，采用常规的单模光纤。
各发达国家正在规划设计和建设光纤用户网，即光纤到户（FTTH）或光纤到马路边（FTTC）。其它的应用，如各种规模，在各种场合应用的光纤局域网等。
3技术领域
（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，就可以将人类古今中外全部文字资料传送完毕。400Gbit/s系统已经投入商业使用。光纤的损耗极低，在光波长为1.55μm附近，石英光纤损耗可低于0.2dB/km，这比任何传输媒质的损耗都低。因此，无中继传输距离可达几十、甚至上百公里。
(2)信号干扰小、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，便于铺设和运输；
(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。
(9）光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。
(10）分路、耦合不灵活。
(11）光纤光缆的弯曲半径不能过小（>20cm）
(12）有供电困难问题。
利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式．由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显着优点，光纤通信中的光波主要是激光，所以又称做激光－光纤通信．
4原理与应用
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．
随着信息技术传输速度日益更新，光纤技术已得到广泛的重视和应用。在多微机电梯系统中，光纤的应用充分满足了大量的数据通信正确、可靠、高速传输和处理的要求。光纤技术在电梯上的应用，大大提高了整个控制系统的反应速度，使电梯系统的并联群控性能有了明显提高。电梯上所使用的光纤通信装置主要由光源、光电接收器和光纤组成。
5光源
微机控制系统输出的信号为电信号，而光纤系统传输的是光信号，因此，为了把微机系统产生的电信号在光纤中传输，首先要把电信号转换为光信号。光源就是这样1种电光转换器件。
光源首先将电信号转换成光信号，再向光纤发送光信号。在光纤系统中，光源具有非常重要的地位。可作为光纤光源的有白炽灯、激光器和半导体光源等。半导体光源是利用半导体的 PN结将电能转换成光能的，常用的半导体光源有半导体发光二极管（LED）和激光二极管（LD） 。
半导体光源因其体积小、重量轻、结构简单、使用方便、与光纤易于相容等优点，在光纤传输系统中得到了广泛的应用。
6光电接收器
在光纤中传输的光信号在被微机系统所接收前，首先要还原成相应的电信号。这种转换是通过光接收器来实现的。光接收器的作用就是将由光纤传送过来的光信号转换成电信号，再把该电信号交由控制系统进行处理。 光接收器是根据光电效应的原理，用光照射半导体的 PN结，半导体的 PN结吸收光能后将产生载流子，因此产生 PN结的光电效应，从而将光信号转换成电信号。应用于光纤系统中的半导体接收器主要有半导体光电二极管，光电三极管、光电倍增管和光电池等。光电三极管不仅能把入射光信号变成电信号，而且能把电信号放大，从而能够与控制系统接口电路很好地匹配，所以光电三极管的应用最为广泛。
7光纤
光纤是光信号的传输通道，是光纤通信的关键材料。
光纤由纤芯、包层、涂敷层及外套组成，是1个多层介质结构的对称圆柱体。纤芯的主体是二氧化硅，里面掺有微量的其它材料，用以提高材料的光折射率。纤芯外面有包层，包层与纤芯有不同的光折射率， 纤芯的光折射率较高， 用以保证光信号主要在纤芯里进行传输。 包层外面是一层涂料，主要用来增加光纤的机械强度，以使光纤不受外来损害。光纤的最外层是外套，也是起保护作用的。
光纤的2个主要特征是损耗和色散。损耗是光信号在单位长度上的衰减或损耗，用db/km表示，该参数关系到光信号的传输距离，损耗越大，传输距离越短。多微机电梯控制系统一般传输距离较短，因此为降低成本，大多选用塑料光纤。光纤的色散主要关系到脉冲展宽。 在三菱电梯控制系统中， 光纤通信主要用于群控与单梯间的数据传送及两台并联的单梯之间的数据传送。三菱电梯所用的光纤装置主要由光源、光接收器和光纤组成，其中光源和光接收器被封装在光纤接插件的定插头内，光纤与动插头相连。
8工作过程
发送：CPU 通过专用 IC芯片将并行数据串行化，并根据通信格式插入相应位码（起始、停止、校验位等） ，由输出端 TXD将信号送入光纤接插件（即定插头） ，再由光纤接插件中的光源进行电—光转换，转换后的光信号通过光纤动插头向光纤发送光信号，光信号在光纤中向前传播。
接收：来自光纤的光信号经光纤接插件的动插头，向定插头的接收器发送，接收器将接受到的光信号进行光—电还原，从而得到相应的电信号，该电 信号送入到专用的 IC 芯片的RXD输入端，经专用 IC芯片将串行数据改为并行数据后，再向 CPU传送。
9应用领域
光纤通信的应用领域是很广泛的，主要用于市话中继线，光纤通信的优点在这里可以充分发挥，逐步取代电缆，得到广泛应用。还用于长途干线通信过去主要靠电缆、微波、卫星通信，现以逐步使用光纤通信并形成了占全球优势的比特传输方法；用于全球通信网、各国的公共电信网（如中国的国家一级干线、各省二级干线和县以下的支线）；它还用于高质量彩色的电视传输、工业生产现场监视和调度、交通监视控制指挥、城镇有线电视网、共用天线（CATV）系统，用于光纤局域网和其他如在飞机内、飞船内、舰艇内、矿井下、电力部门、军事及有腐蚀和有辐射等中使用。
光纤传输系统主要由：光发送机、光接收机、光缆传输线路、光中继器和各种无源光器件构成。要实现通信，基带信号还必须经过电端机对信号进行处理后送到光纤传输系统完成通信过程。
它适合于光纤模拟通信系统中，而且也适用于光纤数字通信系统和数据通信系统。在光纤模拟通信系统中，电信号处理是指对基带信号进行放大、预调制等处理，而电信号反处理则是发端处理的逆过程，即解调、放大等处理。在光纤数字通信系统中，电信号处理是指对基带信号进行放大、取样、量化，即脉冲编码调制（PCM ）和线路码型编码处理等，而电信号反处理也是发端的逆过程。对数据光纤通信，电信号处理主要包括对信号进行放大，和数字通信系统不同的是它不需要码型变换。
光纤通信的缺点_光纤通信系统 -图书教材
图书信息
书名：光纤通信系统
作者：马丽华蒙文
出版社：北京邮电大学出版社
出版时间：2009年09月
ISBN：9787563519477
开本：16开
定价：26.00 元
图书内容
《光纤通信系统》紧密结合光纤通信的最新发展，全面系统地介绍了光纤通信系统的基本原理、基本技术、系统设计方法，主要内容包括：光纤通信的组成、发展概况、特点以及发展趋势；光纤的传输原理和传输特性、光纤的非线性效应；光源器件的结构与发光机理、光发送机的组成与设计；光检测器件的结构和原理、光接收机的相关理论；光纤连接器、耦合器、光开关等光无源器件的作用、原理与类型；光放大器的一般概念、典型光放大器的原理与应用；色散补偿的概念与一般方法；波分复用系统原理、设计与器件；光纤通信系统性能指标与设计；相干光通信、光孤子通信，光交换技术、全光通信网、量子通信等光纤通信新技术以及应用。
《光纤通信系统》内容系统全面，材料充实丰富，可供通信工程专业本科生及相关专业的高年级学生使用，也可作为通信技术人员的参考书。
图书目录
第1章 导论
1.1 光纤通信的基本概念
1.2 光纤通信发展历史
1.2.1 光纤的发展
1.2.2 光纤通信系统的发展
1.3 光纤通信系统的基本组成
1.4 我国光纤通信的发展
1.4.1 我国光通信的历程
1.4.2 我国光纤通信现状
1.5 光纤通信的特点与应用
1.5.1 光纤通信的特点
1.5.2 光纤通信的应用
1.6 光纤通信发展趋势
1.6.1 光纤.光缆发展趋势
1.6.2 光纤通信系统高速化发展趋势
1.6.3 光纤通信网络发展趋势
小结
思考与练习
第2章 光纤与光缆
2.1 光纤的结构与分类
2.1.1 光纤的结构
2.1.2 光纤的分类
2.1.3 光纤的制造工艺
2.2 光纤的传输原理
2.2.1 射线理论分析光纤的传输原理
2.2.2 波动理论分析光纤的传输原理
2.3 光纤的传输特性
2.3.1 光纤的损耗特性
2.3.2 光纤的色散特性
2.3.3 光纤的非线性效应
2.4 单模光纤的种类及性能参数
2.4.1 光纤的主要性能参数
2.4.2 单模光纤种类
2.5 光纤接续
2.6 光缆
2.6.1 光缆的基本结构
2.6.2 光缆的分类
小结
思考与练习
第3章 光源和光发送机
3.1 光纤通信用光源
3.1.1 半导体光源的发光机理
3.1.2 半导体发光二极管
3.1.3 半导体激光二极管
3.2 光发送机
3.2.1 光发送机的基本组成
3.2.2 光发送机的主要技术要求
3.2.3 光发送机设计
3.3 光源与光纤的耦合
3.3.1 光源与光纤耦合效率的计算
3.3.2 影向光源与光纤耦合效率的主要因素及提高耦合效率的方法
小结
思考与练习
第4章 光检测器与光接收机
4.1 光检测器
4.1.1 光电探测原理
4.1.2 PD和PIN光电二极管
4.1.3 雪崩光电二极管
4.1.4 响应带宽
4.1.5 新型APD结构
4.1.6 MSM光电探测器
4.2 光接收机
4.2.1 光接收机的组成
4.2.2 光接收机的性能指标
4.2.3 光接收机的噪声和信噪比
4.2.4 光接收机误码率和灵敏度
4.2.5 光接收机性能
4.3 光中继器
小.结
思考与练习
第5章 光无源器件
5.1 光纤连接器
5.1.1 光纤连接器的性能
5.1.2 光纤连接器的一般结构
5.1.3 影响单模光纤连接损耗的因素
5.1.4 光纤连接器分类
5.1.5 光纤固定连接方式
5.2 光耦合器
5.2.1 光耦合器的性能参数
5.2.2 各种光耦合器
5.3 光开关
5.3.1 光开关的作用
5.3.2 光开关的种类
5.4 光调制器
5.5 光隔离器
5.6 光衰减器
5.6.1 光衰减器的分类及性能指标
5.6.2 光衰减器的工作原理
小结
思考与练习
第6章 光放大及色散补偿技术
6.1 光放大器的作用与一般特性
6.1.1 光放大器的作用
6.1.2 光放大器的工作性能
6.2 光放大器的分类
6.2.1 半导体光放大器
6.2.2 非线性光纤放大器
6.2.3 掺铒光纤放大器
6.3 掺铒光纤放大器
6.3.1 EDFA的结构与工作原理
6.3.2 EDFA的主要特性参数
6.3.3 EDFA的主要优缺点
6.3.4 EDFA在光纤通信系统中的应用
6.4 拉曼光纤放大器
6.4.1 拉曼光纤放大器的工作机理
6.4.2 拉曼光纤放大器的优缺点
6.4.3 拉曼光纤放大器的种类
6.5 色散补偿技术
6.5.1 色散补偿原理
6.5.2 无源色散补偿
6.5.3 前补偿技术
6.5.4 偏振模色散及其补偿技术
6.5.5 SPM及其补偿技术
小结
思考与练习
7.1 波分复用原理
7.1.1 光波分复用技术定义
7.1.2 光波分复用系统的基本形式
7.1.3 光波分复用技术特点
7.1.4 光波长区的分配
7.2 光波分复用器
7.2.1 光波分复用器的主要性能参数
7.2.2 光波分复用器的要求
7.2.3 光波分复用器的类型
小结
思考与练习
第8章 光纤通信系统性能与设计
8.1 2种数字传输体系
8.1.1 准同步数字体系
8.1.2 同步数字体系
8.2 系统的性能指标
8.2.1 误码性能
8.2.2 抖动性能
8.3 系统结构
8,3.1 点到点连接
8.3.2 广播和分配网
8.3.3 局域网
8.4 光纤损耗和色散对系统性能的影响
8.4.1 损耗限制系统
8.4.2 色散限制系统
8.5 光纤通信系统的设计
8.5.1 功率预算
8.5.2 上升时间预算
8.5.3 色散预算
8.5.4 系统功率代价
小结
思考与练习
第9章 光纤通信新技术
9.1 相干光通信技术
9.1.1 相干光通信的基本工作原理
9.1.2 相干光通信系统的组成
9.1.3 相干光通信的优点
9.1.4 相干光通信的关键技术
9.2 光孤子通信技术
9.2.1 光孤立子产生的机理
9.2.2 光孤子通信
9.2.3 光孤子通信优点及关键技术
9.2.4 光孤子通信应用前景
9.3 光交换技术
9.3.1 光交换技术的特点
9.3.2 空分光交换
9.3.3 时分光交换
9.3.4 波分光交换
9.4 全光通信网
9.4.1 全光通信网的概念
9.4.2 全光通信网的结构与特点
9.4.3 全光通信网的相关技术
9.4.4 OADM在中国高速信息示范网中的应用
9.5 量子通信
9.5.1 量子纠缠和量子隐形传态
9.5.2 量子密码术
9.5.3 量子密钥分配协议
9.5.4 量子通信的优点及应用前景
9.5.5 国内外量子通信研究现状及发展方向
小结
思考与练习
参考文献
……
光纤通信的缺点_光纤通信系统 -图书信息
书名:光纤通信系统
图书编号:1939810
出版社:科学出版社
定价:25.0
ISBN:703017293
作者:延凤平,裴丽,宁提纲
出版日期:2006-01-01
版次:1
开本:16开
简单介绍:
本书系统深入地介绍了光纤通信的基本原理和方法，增加了许多新内容，如EDFA,FRA,OTDM等，全书共分十二章。
目录:
丛书序
前言
第1章 引言
1.1光通信的历史回顾
1.1.1光通信器件的发展
1.1.2光纤通信系统的演进
1.2准同步数字体系与同步数字体系
1.2.1复接与分插
1.2.2准同步数字体系
1.2.3同步数字体系
1.2.4lO.92Tbit/s系统
1.3数字光纤通信系统的组成
1.3.1光发射机
1.3.2传输光纤
1.3.3光接收机
1.4光纤通信系统的特点
习题
第2章 光纤
2.1Maxwell方程组及边界条件
2.2介质平板波导中的模式理论
2.2.1模式的一般概念
2.2.2激光在平板波导中的传输特性
2.3光纤的结构
2.3.1光纤的物理结构
2.3.2折射率分布
2.4光纤中的模式理论
2.4.1模式的一般描述
2.4.2阶跃型折射率分布光纤中的波导方程
2.4.3阶跃型折射率分布光纤中的模式
2.4.4线偏振模式理论
2.5单模光纤
2.5.1模场直径
2.5.2单模光纤中的传输模式
2.6新型特种光纤
2.6.1各种稀土掺杂光纤
2.6.2光子晶体光纤
2.6.3其他介质光纤
2.7光纤制造
2.7.1预制棒制作
2.7.2拉丝
2.7.3新型低损耗光纤制造技术
2.8光纤的机械性能
2.9光缆
习题
第3章 光纤的传输特性
3.1光纤的损耗
3.1.1损耗产生的机理
3.1.2光纤的损耗谱表述
3.2光纤的色散
3.2.1色散的一般描述
3.2.2群时延
3.2.3模式色散
3.2.4材料色散
3.2.5波导色散
3.2.6偏振模色散
3.2.7单模光纤中脉冲展宽的一般描述
3.2.8光纤色散管理与色散补偿
3.3光纤的非线性
3.3.1非线性的产生机理
3.3.2自相位调制
3.3.3交叉相位调制
3.3.4四波混频
3.3.5受激散射
习题
第4章 光源
4.1激光的特性及基本光学规律
4.1.1激光产生的基本条件
4.1I2激光的基本特征
4.1.3Snell定律
4.2半导体物理基础
4.2.1能带
4.2.2本征及掺杂材料
4.2.3载流子及PN结
4.3发光二极管
4。3。1发光二极管结构及工作机理
4.3.2伏安特性
4.3.3量子效率
4.3.4发光二极管的调制
4.4激光二极管
4.4.1激光二极管结构及工作机理
4.4.2伏安特性及阈值条件
4.4.3外量子效率
4.4.4谐振频率选择
4.4.5激光二极管结构
4.4.6温度效应
4.5半导体激光器
4.5.1窄线宽半导体激光器
4.5.2面发射激光器
4.6光纤激光器
4.6.1工作机理
4.6.2特点
4.6.3光纤激光器构成及其应用
习题
第5章 功率的注入与耦合
5.1芯片到光纤的功率注入
5.1.1光源输出模式
5.1.2功率耦合计算
5.2用于改善耦合的透镜结构
5.2.1球面结构
5.2.2激光二极管到光纤的耦合
5.3光纤到光纤的耦合
5.3.1机械失配
5.3.2光纤相对数值孔径失配
5.3.3光纤端面处理
5.4光纤接续
5.4.1接续技术
5.4.2单模光纤的接续
5.5光纤连接器
5.5.1连接器分类
5.5.2连接器的回波损耗与插入损耗
习题
第6章 光电探测器
6.1光电二极管的物理特性
6.1.1PD的工作机理
6.1.2PIN光电探测器
6.1.3雪崩光电探测器
6.2光电探测器噪声
6.2.1噪声源
6.2.2信噪比
6.3探测器响应时间
6.3.1耗尽层光电流特征
6.3.2响应时间
6.4雪崩增益的温度效应及倍增噪声
6.5光电探测器的比较
6.5.1光电池
6.5.2光电三极管
6.5.3光电二极管与光电三极管的主要差别
6.5.4光电倍增管
6.5.5电荷耦合阵列探测器
习题
第7章 光接收机
7.1光接收机的基本构成
7.1.1光接收机结构
7.1.2误差源
7.1.3数字信号传输系统构成
7.2前置放大器
7.3数字接收机特征
7.3.1误差概率
7.3.2量子极限
7.4数字接收机的灵敏度
7.4.1接收机噪声
7.4.2散粒噪声
7.4.3灵敏度计算
7.5模拟接收机
习题
第8章 光纤通信系统设计
8.1点对点链路的设计
8.1.1功率预算
8.1.2上升时间预算
8.1.3色散预算
8.1.4系统的功率代价
8.2信道编码及线路码型
8.2.1非归零码
8.2.2归零码
8.2.3啁瞅归零码
8.2.4载波抑制归零码
8.2.5扰码
8.2.6线路码型
8.3前向纠错技术
8.3.1FEC码的构成
8.3.2编码增益和净编码增益
8.3.3FEC误码纠错能力
8.3.4FEC的应用
8.3.5超强FEC
习题
第9章 光无源器件
9.1光调制器
9.1.1基本概念
9.1.2电介质光调制器
9.1.3EA调制器
9.2光复用解复用器
9.2.1波分复用/解复用器
9.2.2复用器/解复用器的串扰
9.2.3时分复用/解复用器
习题
第lO章 光放大器
10.1基本概念
10.1.1增益系数
10.1.2增益与带宽
10.1.3放大器噪声
10.2掺铒光纤放大器
10.2.1增益谱
10.2.2放大器增益
10.2.3放大器噪声
10.3调制不稳定性
10.3.1分布放大
10.3.2周期性集总放大
10.3.3噪声放大
10.4拉曼光纤放大器
10.4.1光纤拉曼放大器的工作原理
10.4.2光纤中的受激拉曼散射
10.4.3光纤拉曼放大器特点
10.4.4光纤拉曼放大器的分类
10.4.5增益特性
10.4.6光纤拉曼放大器噪声特性
10.4.7宽带增益平坦拉曼光放大器设计的一般方法
10.4.8多波长泵浦拉曼光放大器的设计
10.5半导体光放大器
10.5.1信号放大特性
10.5.2行波光放大器的噪声特性
10.5.3信道间的串扰
习题
第11章 光网络
11.1基本光网络
11.1.1网络拓扑结构
11.1.2无源线形总线网络的性能
11.1.3星形结构网络的性能
11.2SONET/SDH
11.2.1传输格式及速率
11.2.2光接口
11.2.3SONET/SDH环
11.2.4SONET/SDH网络
11.3波长路由网络
11.3.1光上下话路复用
11.3.2光交叉连接
11.3.3波长变换器的性能评价
11.4wDM+EDFA系统的性能
11.4.1链路带宽
11.4.2用于特殊误码率的光功率要求
11.4.3通道间串扰
11.5光码分多址OCDMA技术
11.6全光包交换技术
11.6.1光包交换的网络结构
11.6.2OPS的节点结构
11.6.3OPS在城域网中的应用
11.7光突发交换
11.7.1OBS网络结构
11.7.2OBS协议
11.7.3OBS的特点
习题
第12章 光纤测量
12.1衰减测量
12.1.1截断技术
12.1.2插入损耗方法
12.1.3背向散射法
12.2色散测量
12.2.1模间色散
12.2.2时域模间色散测量
12.2.3频域模间色散测量
12.2.4色度色散
12.2.5偏振模色散
12.3OTDR的应用
12.3.1衰减测量
12.3.2光纤故障位置判定
12.4眼图分析
12.5光谱分析仪的应用
12.5.1光源的性能评价
12.5.2EDFA增益及噪声图测试
习题
参考文献
四 : 光纤通信系统
光纤通信 光纤通信系统
光纤通信 光纤通信系统
光纤通信 光纤通信系统
光纤通信 光纤通信系统
光纤通信 光纤通信系统
光纤通信 光纤通信系统
光纤通信 光纤通信系统
光纤通信 光纤通信系统
光纤通信 光纤通信系统
光纤通信 光纤通信系统
光纤通信 光纤通信系统
光纤通信 光纤通信系统
光纤通信 光纤通信系统
光纤通信 光纤通信系统
光纤通信 光纤通信系统
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光纤通信 光纤通信系统
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光纤通信 光纤通信系统
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