第一篇：光纤通信1（共）
1.通过自主学习，①比较LD和LED,②比较PIN和APD.2.简述光纤通信系统的组成和各部分的功能。
3.通过本情景的学习，请总结通信用光器件有哪些？并分别叙述。
4.观看视频，光纤测试和光纤熔接，请回忆叙述总结工作步骤。
5.通过网络查找学习光纤测试和光纤熔接在工程中的应用。
一、①半导体激光器（LD）：适用于长距离大容量的光纤通信系统。
尤其是单纵模半导体激光器，在高速率、大容量的数字光纤通信系统中得到广泛
应用。
发光二极管（LED）：适用于短距离、低码速的数字光纤通信系统，或者是模拟光纤通信系统。其制造工艺简单、成本低、可靠性好。
②PIN光二极管：优点：噪声小、工作电压低。
缺点：没有倍增效应。PIN的光接收机灵敏度
不高，适宜用于短距通信。
APD光二极管：APD光二极管的最大优点是倍增效应，即输入同
样大小的光功率信号能获得比PIN光二极管多
几十倍的光电流，大大提高了光接收机的灵敏
度（比PIN光接收机提高约10dB以上）。
二、光纤通信系统的组成：数字光纤通信系统由光发射机、光纤和光
接收机组成。
光发射机功能：进行电/光转换，并把转换成的光脉冲信号码流
输入到光纤中进行传输。
光纤功能：完成光波的传输。
光接收机功能：进行光/电转换。光收器件一般是PIN和APD。
三、1、光电检测器：它将接收到的光信号转换成电信号。将信号（通
信信息）从光波中分离（检测）出来。
2、无源光器件：①连接用部件有：插针体、珐琅盘、耦合管等。②功能用部件有：分路器、耦合器、光合波分波
器、光衰减器、光开关和光
隔离器等。
3、光纤连接器件：
① FC型。其接头的对接方式为平面对接。
② PC型。是FC型的改进型。其对接面由平面变为拱型凸面。是我国最通用的规格。
③ SC型。其结构尺寸与FC型相同，端面处理采用拱型凸面或PC研磨方式。
④ DIN47256型。由德国开发。
⑤ 双锥型连接器。由美国贝尔实验室开发研制。
四、1、光纤熔接步骤：
①开剥光缆，并将光缆固定到接续盒内。注意不要伤到束管,开剥长度取1m左右，用卫生纸将油膏擦拭干净,将光缆穿入接续盒,固定钢丝时一定要压紧,不能有松动。
②分纤将光纤穿过热缩管。将不同束管，不同颜色的光纤分开，穿过热缩管。剥去涂覆层的光纤很脆弱，使用热缩管，可以保护光纤熔接头。
③打开熔接机电源，熔接前要根据系统使用的光纤和工作波长来选择合适的熔接程序。如没有特殊情况，一般都选用自动熔接程序。
④制作光纤端面。光纤端面制作的好坏将直接影响接续质量，所以在熔接前一定要做好合格的端面。用专用的剥线钳剥去涂覆层，再用沾酒精的清洁棉在裸纤上擦拭几次。
⑤放置光纤。将光纤放在熔接机的V形槽中，小心压上光纤压板和光纤夹具。
⑥移出光纤用加热炉加热热缩管。打开防风罩，把光纤从熔接机上取出，再将热缩管放在裸纤中心，放到加热炉中加热。
⑦盘纤固定。将接续好的光纤盘到光纤收容盘上，在盘纤时，盘圈的半径越大，弧度越大，整个线路的损耗越小。
⑧密封和挂起。野外接续盒一定要密封好，防止进水。
2、光纤测试：
①试样制备时应注意试样端面清洁、光滑并垂直于光纤轴。
②测量包层时，端面倾斜角应小于1°。控制端面损伤，使其对测量精度的影响最小。
③注意避免光纤的小弯曲。
④将被测光纤剥除被覆层，用专用光纤切割刀切割出平整的端面, 放入光纤样品盒中，样品盒中注入折射率稍高于光纤包层折射率的折射率匹配液。
⑤将光纤样品盒垂直放在光纤折射率分布测量仪的光源和光探测器之间，进行x-y方向的扫描测试。
⑥通过分析得到光纤折射率分布、包层直径、包层不圆度、芯/包层同心度误差的测试数据
五、1、光纤测试的应用，一般在工程中测试主要关心的就是光纤的衰减和长度。
单模光纤和多模光纤是不同的，主要是光纤的几何尺寸的差异决定了他们有不同的传输光导。在应用上，单模光纤的工作波长是1310nm,1550nm，多模主要用850nm，1300nm，一般在测试光纤的衰减时就会根据不同的光纤类型来选择他们对应的工作波长，同时各自的2个窗口是要都检测的。检测光纤衰减和长度的设备是OTDR。这个设备在测量衰减的同时，还会对被测光纤整个传输情况有个表征，可以看到其内部的事件点，比如说光纤的微弯或者断点等。
2、光纤熔接应用,主要用于光缆线路工程施工、线路维护、应急
抢修、光纤器件的生产测试以及科研院所的研究教学中。还有专门用来熔接带状光纤的带状光纤熔接机，和熔接皮线光缆、跳线。
第二篇：光纤通信（共）
一、1光纤主要由纤芯、包层和涂敷层构成。光纤的分类：石英系光纤、多组份玻璃、塑料包层光纤和全塑光纤。3根据光纤横截面上折射率分布的情况来分类：光纤可分为阶跃折射率型和渐变折射率型。
4根据光纤中的传输模式数量分类，光纤又可分为多模光纤和单模光纤。
5光纤损耗的机理：石英光纤的固有损耗,非固有损耗。
6光纤的色散从机理上说，色散可分为模式色散、材料色散以及波导色散。（多模光纤形成模式色散）
7实际上，在所有的导模中，只有HE11模式的截止频率为零，亦即截止波长为无穷大。HE11模式是任何光纤中都能存在、永不截止的模式，称为基模或主模。
二、1.最常用的光源是半导体激光器和发光二极管 2.能级的跃迁同时存在着光的自发发射、受激辐射和受激吸收3个过程与之对应的器件分别为：发光二极管、半导体激光器和发电二极管。
3.激射条件：有源区里产生足够的粒子数反转分布、存在光学谐振机制，并在有源区里建立起稳定的振荡。5.进场图样和远场图样表示横向光场的分布，激光器输出镜面上光强的分布图样称为它的近场图样，近场图由激光器的横模决定。7.在一些功率电流曲线有明显扭折的激光器中，常出现自脉动现象。8.第二个脉冲延迟时间减小，输出光脉冲的幅度和宽度增加，这种现象称为码型效应，消除码型效应的方法很多，最简单易行的方法是增加直流偏置电流
12电光效应：当把电压加到晶体的时候，可能使晶体的折射率发生变化，结果引起通过晶体的光波特征发生变化。
13声光效应：守超声波作用的晶体相当一个衍射光栅，光栅的条纹间隔等于声波波长λ，当光波通过此介质时，将被介质中的弹性波衍射，衍射光的强度、频率、方向都随超声场变化。
三、14在光接收机中，首先需要将光信号转换成电信号，即对光进行解调，这个过程是由光电检测器（光电二极管或雪崩光电二极管）来完成的。
15光接收机最主要的性能指标是接收机灵敏度。
16灵敏度主要取决于光电检测器的响应度以及检测器和放大器引入的噪声。
17由广电效应的条件可知，对任何一种材料制作的光电二极管，都有上截止波长，定义为：P139。
18前置放大器的设计：输入端偏置电阻越大，放大器的输入电阻越高，输出端噪声就越小。然而，输入电阻的加大，势必使输入端RC时间常数加大，使放大器的高频特性变差。
19前置放大器主要有以下3种类型：低阻型前置放大器，高阻型前置放大器，跨（互）阻型前置放大器。
21眼图分析法：从实验室里观察码间干扰是否存在的最直观，最简单的方法是眼图分析法。
四、9 PCM编码包括取样、量化、编码3个步骤。
10常用的光线路码型大体可以归纳为3类：扰码二进制、字变换码、插入型码。
11系统最主要的两大性能参数：误码性能和拌动性能。12除EDFA外，（按材料）半导体光放大器和光纤喇曼放大器。13光放大器按照工作原理可以将光放大器分为受激辐射光放大器、受激散射光放大器和参量放大器三大类。
14WDM复用系统中常用 的复用、解复用器大体可分为角色散型、干涉型、光纤方向耦合器型、光滤波器型等。5B6B码的优点是：冗余度较小。对于三和四次群，可以利用计算机的IC-PROM器件直接编、译码，电路设计得到简化。连“0”和连“1”数小，定时方便。可以实现运行误码监测。
5B6B的缺点是：速率受PROM的限制，而本身的电子电路较复杂。耗电较多，中继远供电源困难。辅助信息的传递较困难，用调顶的方式。
8光纤损耗产生的因素：纤芯和包层物质的吸收损耗，包括石英材料的本征吸收和杂质吸收;
外套损耗;光纤 弯曲所产生的辐射损耗;由于光纤表面的随机畸变或粗糙所产生的波导散射损耗;纤芯和包层材料的散射损耗，包括瑞利散射损耗以及光纤在强光场作用下诱发的受激喇曼散射和受激布里渊散射。
4.发光二极管发射谱线宽和发射角大，响应速度快，热特性输出功率随温度的身高而减小，优点是发光二极管寿命长、可靠性高、调制电路简单、成本低。
6.当电流脉冲注入激光器以后，输出光脉冲表现出衰减式的振荡，称为张弛振荡。频率一般在几百兆赫兹到2GHZ的量级。张弛振荡是激光器内部光电相互作用所表现出来的固有特性。
9.光调制可分为直接调制和间接调制两大类。直接调制方法仅适用于半导体光源（LD和LED）这种方法是把要传送的信息转变为电流信号注入LD或LED，从而获得相应信号，所以采用电源调制方法。间接调制是利用晶体的电光效应、磁光效应、声光效应等性质来实现对激光辐射的调制，这种调制方法既适应于半导体激光器，也适应于其他类型的激光器
10.偏置电流和调制电流大小的选择：（1）加大直流偏置电流使其逼近阈值，可以大大减小电光延迟时间，同时使张弛振荡得到一定程度的抑制（2）当激光器偏置在阈值附近时，较小的调制脉冲电流就能得到足够的输出光脉冲I0和I0+Im的值相差不大，从而可以大大减小码型效应的影响（3）加大直流偏置电流会使激光器消除比恶化（4）实验观察发现异质结激光器的散粒噪声效应表现出复杂的情况
11.激光器控制电路，温度的变化和器件的老化给激光器带来的不稳定主要表现为：激光器的阈值电流随温度呈指数规律变化并随器件的老化而增加，从而使输出光功率发生很大的变化。随着温度的身高的器件的老化，激光的外微分量子效率降低，从而使输出光信号变化。随着温度升高，半导体激光器的发射波长的峰值位置移向长波长。
20高斯近似计算公式及推倒过程：五个假设。假设判决时有最坏的码元组合、假设判决时无码间干扰，假设探测器的暗电流为零、假设光源的消光比EXT=0、判决电平。
第三篇：光纤通信（共）
光纤通信.txt“恋”是个很强悍的字。它的上半部取自“变态”的“变”，下半部取自“变态”的“态”。本文由bbsd236贡献
doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。光纤通信系统
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。光纤通信系统分为基本光纤系统和数字光纤系统。基本光纤通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。其中数据源 包括所有的信号源，它们是话音、图象、数据等业务经过信源编码所得到的信号；光 发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，先后用过的光波 窗口有 0.85、1.31 和 1.55。光学信道包括最基本的光纤，还有中继放大器 EDFA 等； 而光学接收机则接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的 话音、图象、数据等信息。光纤传输系统是数字通信的理想通道。与模拟通信相比较，数字通信有很多的优点，灵 敏度高、传输质量好。因此，大容量长距离的光纤通信系统大多采用数字传输方式。在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码，它由二进制数字信号 对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产 生的，称为 PCM（pulse code modulation），即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基 带信号，由 PCM 电端机产生。光纤通信系统设备（1）光发信机 光发信机是实现电/光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。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。电端机就是常规的电子通信设备。（2）光收信机 光收信机是实现光/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，送到接收端的电端汲去。（3）光纤或光缆 光纤或光缆构成光的传输通路。其功能是将发信端发出的已调光信号，经过光纤或光缆 的远距离传输后，耦合到收信端的光检测器上去，完成传送信息任务。（4）中继器 中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个：一个是补偿光信号在 光纤中传输时受到的衰减；另一个是对波形失真的脉冲近行政性。（5）光纤连接器、耦合器等无源器件 由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是 有限度的（如 1Km)。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是，光纤间的 连接、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的 光端机 光端机，就是光信号传输的终端设备。通常所说的光端机是 传输视频的非压缩光端机 光端机的典型物理接口如下： BNC 接口 BNC 接口是指同轴电缆接口，BNC 接口用于 75 欧同轴 电缆连接用，提供收（RX）、发（TX）两个通道，它用于非 图 1 光端机平衡信号的连接。
光纤接口 光纤接口是用来连接光纤线缆的物理接口。通常有 SC、ST、FC 等几种类型，它 们由日本 NTT 公司开发。FC 是 Ferrule Connector 的缩写，其外部加强方式是采用金 属套，紧固方式为螺丝扣。接口通常用于 10Base-F，接口通常用于 100Base-FX。ST SC RJ-45 接口 RJ-45 接口是以太网最为常用的接口，RJ-45 是一个常用名称，指的是由 IEC
（60）603-7 标准化，使用由国际性的接插件标准定义的 8 个位置（8 针）的模块化插孔或 者插头。RS-232 接口 RS-232-C 接口（又称 EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。它是 在 1970 年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终 端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和 数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”。该标准规定采用一 个 25 个脚的 DB25 连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信 号的电平加以规定。（目前多用 DB9）RJ-11 接口 RJ-11 接口就是我们平时所说的电话线接口。RJ-11
是用于西部电子公司（Western Electric）开发的接插件的通用名称。其外形定义为 6 针的连接器件。原名为 WExW，这里的 x 表示“活性”，触点或者打线针。例如，WE6W 有全部 6 个触点，编号 1 到 6, WE4W 界面只使用 4 针，最外面的两个触点(1 和 6)不用，WE2W 只使用中间 两针（即电话线接口用）光源 光源是光纤通信设备的核心，他的作用是将电信号转换成光信 号，并将此光信号送入光纤线路中进行传输。光纤通信中用到得官员 有半导体激光器和发光二极管两种，发光二极管用于短距离、低速光 纤通信系统，光纤通信干线的光源均为半导体激光器。
图 2 光源
半导体激光器 半导体激光器是用半导体材料作为工作物质的一类激光器，由 于物质结构上的差异，产生激光的具体过程比较特殊。常用材料有 砷化镓（GaAs）、硫化镉（CdS）、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。激 励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。半导体激光器件，可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。同质结激光器和单异 质结激光器室温时多为脉冲器件，而双异质结激光器室温时可实现 连续工作。光缆 光缆(optical fiber cable)主要是由光导纤维 图 3 半导体激光器（细如头发的玻璃丝）和塑料保护套管及塑料 外皮构成，光缆内没有金、银、铜铝等金属，一般无回收价值。光缆是一定数量的光纤按照 一定方式组成缆心，外包有护套，有的还包覆 图 4 光缆 外护层，用以实现光信号传输的一种通信线路。即:由光纤(光传输载体)经过一定的工艺而形成 的线缆 中继器 图 5 中继器
中继器（RP repeater）是连接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点之间物理信号 的双向转发工作。中继器是最简单的网络互联设备，主要完成物理层的功能，负责在两个节 点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度。由于存在损耗，在线路上传输的信号功率会逐渐衰减，衰减到一定程度时将造成信号失真，因此会导致接收错误。中继器就是为解决这一问题而设计的。它完成物理线路的连接，对衰 减的信号进行放大，保持与原数据相同。一般情况下，中继器的两端连接的是相同的媒体，但有的中继器也可以完成不同媒体的转接工作。从理论上讲中继器的使 用是无限的，网络也因此可以无限延长。事实上这是不可能的，因为网 络标准中都对信号的延迟范围作了具体的规定，中继器只能在此规定范 围内进行有效的工作，否则会引起网络故障。光电检测器 能将光能转换为电信号的一种光器件。图 6 光电检测器 光纤连接器 光连接器是光纤与光纤之间进行可拆卸（活 动）连接的器件，它是把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光 纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去，并使由于其介入 光链路而对系统造成的影响减到最小，这是光连接器的基本要求。在 一定程度上，光纤连接器也影响了光传输系统的可靠性和各项性能。耦合器 图 8 光纤连接器 光电耦合器是以光为媒介传输电 信号的一种电一光一电转换器件。它由 发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一 密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为 输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极 管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。光电耦合器的 图 7 光耦合器 种类较多，常见有光电二极管型、光电三极管型、光敏电阻 型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等。如下图 1（外形有金属圆壳封装，塑封 双列直插等）。
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
光纤通信系统包括实现点对点通信的全部设施，主要偶传输系统，用户终端，接入设备和交换设备四个部分组成。
光纤传输系统一般有光发射机，光传输线路，光接收机等功能部分的组成电端机
就是电信通信中采用的载波机、电信号手法设备、计算机终端盒其它常规电子通信设备的总称。电端机在发送端的任务就是吧模拟信号转换成数字信号，在接收端则讲光接收及处理后的信号送给用户。
光发送机
由光源，驱动电路和光调制器组成，光源是起核心。他利用电端机输送载有信息的电信号通过光调制器对光源发出的连续广播的振幅、相位或频率进行调制，从而输出载有有用信息的光信号，再将该光信号耦合进光纤传输线路。
光接收机
由光探测器，放大器和相应的信号处理电路组成，光探测器是其核心部分，他把来自光纤的光信号转换为电信号。因为光探测其输出的电流很微弱，必须经放大器将信号进行增益放大；均衡器对信号进行整形，是输出波形适合于判决，判决器和始终提取电路对信号进行再生，把均衡器输出的波形信号恢复数字信号；由于在发射端对信号进行了编码，最后需要译码器将信号恢复到初始状态。
就广义而言，通信就是各种形式信息的转移或传递。通常的具体做法是首先将拟传递的信设法加载(或调制)到某种载体上，然后再将被调制的载体传送到目的地后，将信息从载体上解调出来。光纤通信系统中电端机的作用是对来自信息源的信号进行处理，例如模拟／数字转换多路复用等；发送端光端机的作用则是将光源(如激光器或发光二极管)通过电信号调制成光信号，输入光纤传输至远方；接收端的光端机内有光检测器(如光电二极管)将来自光纤的光信号还原成电信号，经放大、整形、再生恢复原形后，输至电端机的接收端。对于长距离的光纤通信系统还需中继器，其作用是将经过长距离光纤衰减和畸变后的微弱光信号经放大、整形、再生成一定强度的光信号，继续送向前方以保证良好的通信质量。目前的中继器多采用光--电--光形式，即将接收到的光信号用光电检测器变换为电信号，经放大、整形、再生后再调制光源将电信号变换成光信号重新发出，而不是直接放大光信号。近年来，适合作光中继器的光放大器(如掺铒光纤放大器)已研制成功，这就使得采用光纤放大器的全光中继及全光网络将会变得为期不远。
光纤通信系统是用光作为信息的载体，以光纤作为传输介质的一种通信方式。它首先要在发射端将需要传送的电话，电报，图像和数据进行光电转换，即将电信号转变为光信号，再经光纤传输到接收端，接收端讲收到的光信号转变成电信号，最后还原为消息。
光纤通信系统的构成
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