光纤通信_课程论文2010更新

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1、光纤通信技术的应用与发展趋势【摘要】光纤通信是以光波作为载波，以光导纤维作为传输介质进行信息传输的一种通信方式，是现代通信网的主要传输手段。光纤技术发展以来，在电网通信调度系统等领域中得到了迅速的应用和发展，本文阐述光纤通信技术原理及其特征，并对光纤通信技术现状进行分析描述，探讨了光纤通信技术的未来发展趋势。【关键词】光纤通信、特征、发展趋势、光纤传输系统、波分复用、光纤接入技术、光联网、光接入网【引言】我国于20世纪70年代初就开始了光纤通信的基础研究，随着技术的进步，市场需求的增长，现代社会对通信的依赖越来越大，网络的

2、生存性显得至关重要，通信发展和运行环境的变化对光纤通信提出了更高的要求。新技术不断涌现，大幅提高了通信能力，并使光纤通信的应用范围不断扩大。一、光纤通信技术原理及传输系统1、光纤通信的原理在发送端首先将欲传送的信息（如声音、图像和数据等）变为电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，转换成光信号，并通过光纤传输到信宿；在接收端，检测器收到光信号后把光信号进行光／电转换，经解调后恢复原信息。可见，光纤通信与电缆通信相比，主要有两点不同，其一传输信号使用光信号而非电信号；其二传输介质选用光纤而非电缆。2、基本光纤传输系统1、光发

3、射机光发射机的功能是把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。光发射机由光源、驱动器和调制器组成，光源是光发射机的核心。目前广泛使用的光源有半导体发光二极管(LED)和半导体激光二极管(也称激光器)（LD)，以及谱线宽度很小的动态单纵模分布反馈(DFB)激光器和固体激光器。光发射机把电信号转换为光信号的电/光转换是通过电信号对光的调制实现的。2、直接调制和间接调制直接调制是用电信号直接调制激光器或发光二极管的驱动电流，使输出光随电信号频率变化。这种方案技术简单，成本较低，容易实现，但调制速率受激

4、光器的频率特性所限制。间接调制(外调制)把激光的产生和调制分开，用独立的调制器调制激光器的输出光而实现的。目前有多种调制器可供选择，最常用的是电光调制器。这种调制器是利用电信号改变电光晶体的折射率，使通过调制器的光参数随电信号变化而实现调制的。外调制的优点是调制速率高，缺点是技术复杂，成本较高，因此，只有在大容量的波分复用和相干光通信系统中使用。3、光接收机光接收机最重要的特性参数是灵敏度。灵敏度是衡量光接收机质量的综合指标，它反映接收机调整到最佳状态时，接收微弱光信号的能力。灵敏度主要取决于组成光接收机的光电二极管和放大

5、器的噪声，并受传输速率，光发射机的参数和光纤线路的色散的影响，还与系统要求的误码率或信噪比有密切关系，所以灵敏度也是反映光纤通信系统质量的重要指标。二、光纤通信技术特征光纤通信迅速发展进而成为未来通信领域的发展方向，具有以下一些特征：(1)通信容量大，传输距离远，光纤的损耗极低，适于高速宽带信息的传输，能够在高速通信干线以及宽带综合业务的通信网中发挥作用。在光波长为l.55um附近，石英光纤损耗可低于0．2dB／km，这比目前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)信号串扰小，保密性强，抗

6、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。(3)光纤直径小，重量轻，制造原料丰富，抗腐蚀。(4)无辐射，光纤传输的光波不能跑出光纤以外，所以难于窃听。(5)光纤通信的运用频带中，光纤对每一频率的损耗相同，无需中继站和接收端，使用幅度均衡措施。(6)光纤接头不放电、不产生电火花，使得光纤通信便于在易燃易爆的环境中工作而不受干扰，光缆适应性强，寿命长。总之，光纤通信不仅在技术上具有很大的优越性，而且在经济上具有巨大的竞争能力，因此其在信息社会中将发挥越来越重要的作用。三、光纤通信技术发

7、展的现状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。1、波分复用技术波分复用（WavelengthDivisionMultiplexing,WDM)技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源。根据每一信道光波的频率(或波长)不同，将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器(合波器)，将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端,再由一波分复用器(分波器

8、)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立，从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。自从上个世纪末,波分复用技术出现以来，由于它能极大地提高光纤传输系统的传输容量，迅速得到了广泛的应用。1995年以来,为了解决超大容量、超高速率和超长中继距离传输问题，密集波分