《光纤通信》第三章通信用光器件小结

第一篇：《光纤通信》第三章通信用光器件小结

《光纤通信》第三章通信用光器件小结

浙江传媒学院陈柏年

1、光纤通信系统中所常用的光器件有半导体光源、半导体光检测器以及无源光器件。

2、光源器件作用是将电信号转换成光信号送入光纤。常用的光源器件有LD和LED两种。

3、LD由工作物质、激励源和光学谐振腔组成。

4、LED与LD的区别是前者没有光学谐振腔，它的发光仅限于自发辐射，从而使所发的光为荧光，是非相干光。

5、半导体光电检测器的作用是将电信号转换成光信号。常用的光电检测器有PIN和APD两种。

6、无源光器件，常用的无源光器件有光连接器、光衰减器、光耦合器、光隔离器、光环形器、光波长转换器、光开关、光滤波器和光纤光栅等。

第二篇：2014年中国光通信器件未来技术趋势

2014年中国光通信器件未来技术趋势

智研数据研究中心网讯：

内容提要：核心光器件和芯片技术研发是我国在光通信急需提升的一大领域。国际经验表明，高端光器件产品将是未来光器件行业的发展方向。

光器件产业是近年光通信发展势头最为迅猛的领域,技术走向集中在面向智能光网络的光电子器件和日益高速化的光器件，未来通信手段中光通信将成为主流，包括近期硅光子技术成就芯片间数据传输最快速度，趋势所在。

高速光通信关键器件和芯片技术”主要技术内容包含：窄线宽可调光源、调制及驱动器件、集成相干接收机、高速率模数转换芯片、高速信号处理算法处理芯片和增强型FEC芯片、成帧及复接芯片、40Gb/s和100Gb/s客户侧模块等。

“宽带光通信技术”主要技术内容包含：高速光传输技术;光电交换技术和光网络控制平面技术;以无源光网络(PON)为代表的宽带光接入技术。

光通信器件行业整体差距表现为关键工艺技术能力和工艺平台水平与国外相比存在较大的差距，同时高端光电子器件方面的差距日益明显。

内容选自智研数据研究中心发布的《2014-2020年中国激光器件市场研究及投资前景分析报告》

第三篇：《光纤通信》第四章光端机小结

《光纤通信》第四章光端机小结

浙江传媒学院陈柏年

1．光发射机与光接收机统称为光端机。光发射机实现E/O，光接收机实现O/E转换。

2．数字光发射机基本组成包括均衡放大、码型变换、复用、扰码、时钟提取、光源、光源的调制（驱动）电路、光源的控制电路（ATC和APC）及光源的监测和保护电路等。

3．对光源进行强度调制的方法分为两类，即直接调制（内调制）和间接调制（外调制）。通常直接调制适用于速率小于2.5Gbit/s的系统。间接调制适合于高速大容量的系统。

4．数字光接收机主要包括光电检测器、前置放大器、主放大器、均衡器、时钟提取电路、取样判决器以及自动增益控制（AGC）电路。

5．光接收机的噪声主要来自光接收机内部噪声：包括光电检测器的噪声和光接收机的电路噪声。光电检测器的噪声包括量子噪声、暗电流噪声、漏电流噪声和APD的倍增噪声；电路噪声主要是前置放大器的噪声。

6．数字光接收机主要指标有光接收机的灵敏度和动态范围。

7．光中继器的主要功能有：补偿衰减的光信号；对畸变失真的信号波形进行整形。有两种类型的中继器，传统的光电中继器和全光中继器。

8．在PDH光纤通信系统中，常使用的线路编码有分组码mBnB，1B2B（CMI、双相码）和插入码。在SDH光纤通信系统中广泛使用的是加扰的NRZ码。

第四篇：通信原理小结-模版

六、总结

回答下面三个问题：

（1）分析AMI码和HDB3码为什么会使信号消除直流分量且频带压缩。

答：直流信号就是一个平的信号，其幅度和相位是恒定的，只有0频率，没有其他频率分量，在频域上看在0频率上是一个冲激响应；而AMI和HDB3码是正负交替的电平，其统计均值为0，其频谱在0频率上的频响幅度为0。

（2）AMI码和HDB3码相比各有什么优缺点？为什么HDB3码编码时延比AMI码大，有多大影响？

答：1）AMI码优点：没有直流分量，且高低频分量少，能量集中在频率为1/2码处；编解码电路简单，且可利用传号极性交替这一规律观察误码情况。

缺点：当原信码出现长连“0”时，信号的电平长时间不跳变，造成提取定时信号的困难。2）HDB3码优点：除了具有AMI码的优点外，同时还将连“0”码限制在三个以内，使得接收时能保证定时信息的提取。缺点：编码时比较复杂。

3）因为HDB3码的编码比较复杂，所以花费的时间多一点，而AMI码的编码电路很简单，所以花费的时间短。所以，HDB3码编码时延比AMI码大。

（3）还有哪些常用传输码型，与AMI码和HDB3码相比有哪些优缺点？

答：常用的码型还有双向码、密勒码、CMI码和块编码。

双相码的优点是：在每个码元间隔的中心点都存在电平跳变，且没有直流分量。缺点是占用带宽加倍，使频带利用率降低。

CMI码的优点是易于实现，含有丰富的定时信息。

块编码的优点是可以确保码型的同步，有纠错能力。缺点是增加带宽。

第五篇：通信原理小结

总是上课时算是比较认真的，但是半期的时候还是没有搞懂它是干什么的，甚至到期末了，也只有零星的一点编码呀，带宽呀，调制啦，这样一些概念，但这些技术在一个通信系统中又是出于什么样的位置，该怎样应用这些技术组成一个通信系统，对此我还是一概不知。然而经过期末前的复习，我感觉自己对通信系统总算有个印象了，所以想把那些零碎的名词做一些解释，并且用我自己的学习过程以及对通信系统的了解来说明这些技术的应用。

上面是我画的认为比较完整的通信系统的简单流程图，对此我做一翻解释。

首先日常生活中的信号总是模拟的，我们把这些信号通过滤波等处理，得到带限的信号，这里以基带信号singnal为例子,signal 经过采样保持电路，我们就得到pam信号，如图，这样的信号就是离散信号了。

离散信号经过量化归属到个档次的幅度中比如我们有2v,4v,6,v,8v四个档次的归类，并且规定1v~3v之间的pam离散信号就归类到2v的档次中去,一次类推，通过比较给每个pam信号进行归类，这就是量化。

之后将量化了的信号进行编码，编码是一种认为规定的过程比如我们规定2v用00表示，4v用01表示，6v用10表示，而8v用11来表示,这样就把阶梯信号和二进制信号有了一种对应关系，顺着这种对应关系，我们可以得到刚才量化了的信号的二进制代码，这就是pcm编码得到了可以在存储器中存储的数字信号。

以上从模拟到数字信号的一种转变就是我们常说的a/d转换。至于我们平时要求的转换比特率的求法可以从它的转换过程得出计算方法。一个pam信号对应一个档次，而一个档次对应几个比特的数字是在编码中体现的，例子中就是一个档次对应两个比特，假设这种对应关系是1对n个比特，对模拟信号的采样率是f,也就是1秒钟有f个pam信号，这f个pam信号就要被转换成f*n个比特，所以比特率就是f*n了。

对于完成转换的数字信号，我们如何处理呢？有的是被放进存储器中存储了，有的是到cpu中进行计算，加密等处理了。

通常为了达到通信目的，我们就要将数字信号传递并且转换成模拟信号，毕竟在生活中模拟信号才是我们可以识别的。

所以我们从存储器中读取数字信号，这些信号是基带信号，不容易传输，经过数字调制系统就可以转换成高频信号而被发送设备以各种形式比如微波，光信号传播出去。发送这些高频信号的速度关系到发送的比特率注意与前面的转换的比特率有不同。假如整个发送端可以发送四中波形a,b,c,d，它们可以分别表示发送了00，01，10，11信号，那么我们就说发送一个符号（即波形）就是发送了两个比特了。由此得到符号率与比特率的关系b=n*d.d是符号率baud/s, b是比特率bit/s, n表示一个符号与n个比特对应。

接收设备将这些信号转换成电信号，通过解调器，就可以还原基带信号，同样可以将它们放进存储器存储，这可以理解成网络视频在我们的电脑上的缓存。缓存中的信号通过解码器，也就是与编码器功能相反的器件将数字序列转换成各种量化的台阶（档次）信号。

最后将台阶信号进行填充恢复，我们就又可以原来的输入的模拟波形了，由此我们完成一次通信。

如果模拟信号不需要数字化，那么我们可以进行模拟调制，同样可以发送出去，这个过程要简单很多。

当然，这里所讲的只是我们学习中所涉及的一些概念，完整的通信系统还有更多要考虑的，这只是我觉得通信过程的关键的骨架问题。

还有几个概念是对它们的理解和总结，希望可以和大家分享。

1.二进制比特率与信息量中的比特率。

因为我们假定二进制信号是等概率发生的，也就是p=0.5，而信息量的定义是这样的i=-log2(p)bit,通过此式，我们可以计算发送的一个二进制符号的信息量i=-log2(0.5)bit=1 bit,所以我们通常说一个0或者1就是一个比特了。

2.方波的带宽问题。

由上图我们可以注意到，一个持续时间为t的方波，它的频谱是一个sinc函数，零点带宽是1/t，即时间的倒数。当然，方波的带宽是无限大的，因此这样的波形在现实中是很难实现的，我们只能给方波提供一定的带宽，就是说得到的肯定只能是经过了过滤的波形。

在这里我们可以联系到吉布斯现象。我们可以这样理解：频率越大，就说明变化越快，而方波的转折点处就是一个极快的变化也就是有频带的高频部分构成，而经过带限的滤波之后，高频被滤去，得到的波形在转折点处就变化慢下来，于是在需要变化快的地方（如方波的转折点）变化慢，由此产生吉布斯现象。

3.升余弦滚降滤波器。

我们知道升余弦滚降滤波器是防止码间串扰而设计的。码间串扰是指各个时间点上发送的符号并非准确的方波，而是在规定的时间内仍有余波，于是对下一个时刻发送的符号产生影响，最后可能因为影响的叠加效果而使后果严重，得到相反的采样结果。注意我们这里讲的码间串扰都是发生在基带频率上的。因此升余弦滚降滤波器也是在基带上的应用。

下图是升余弦滚降滤波器的原理图，上半部分是滤波器的频谱相应图，下半部分是滤波结果在时间域上的波形图。

我们可以这样思考，发送的基带波形是在一定的带限内的，假如说要求发送的符号率是d，那么图下半部分中可知1/2f0=1/d，所以f0=1/(2*d),或者说d=2* f0,由下半图我们可以看出我们发送的符号的频率是2* f0，这串符号在频谱上的表示（上半图）是个带宽为f0的信号，这个就是采样定理中说的当波形用sinc函数来表示时，符号率是该波形的带宽的两倍，也就是升余弦滚降滤波器在r=0的时候的特性。

当然，我们这里表示的只是发送一个符号的波形的带宽，但是我们可以这样想象，一个系统在任何时候发送符号是使用的带宽f0都是固定的，在1时间段内发送的波形的带宽在f0以内，那么我们完全有理由相信在2时间段内发送的波形的带宽必然在f0以内，所以这样可以理解多个符号组成的波形的带宽是在f0以内的。

从下半图我们可以看到，随着r的增加，符号波形在一个周期段以外的衰减就会加快，这里我们就可以看到它对码间串扰的影响会减小，这个就是升余弦滚降滤波器的作用，但是我们必须清楚的看到，符号率是不变的2* f0,而系统的绝对带宽在增加。根据升余弦滚降滤波器的定义我们得到这样一个关系d=2* f0/(1+r)。从以上的分析过程我们可以认为1/2*f0就是发送的数字信号的周期，也就是对于同样周期的信号我们需要不同的带宽，这个带宽就是发送的数字信号的带宽，而与原始的模拟波的带宽无关。

4.调制的一些想法。

在学习调制的过程中，我一直搞不清什么是调制信号，什么是载波。最后总算明白，原来（一般来讲）调制就是将低频信号（调制信号）携带的信息在另外一个高频的信号（载波）上表现出来，表现的方法可以是改变载波的幅度或者相位或者频率等。当我们看到调制完成的波形是，发现它与载波有不同的幅度或者相位或者频率，从这里的变化我们极可以判断处调制信号有那些信息。载波就是用来携带低频信号要表达的意思的高频信号。之所以用高频是因为在一般情况下高频信号便于传输。

以上是我在学习通信原理中觉得关键要明白的只是点，这样知识才可以融会贯通。