光孤子通信
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1) 为了得到较高的信噪比,对光接收机中的前置放大器的要求是______。
A. 高增益B. 低噪声C. 低增益、低噪声D. 高增益、低噪声2) 对于半导体激光器,当外加正向电流达到某一值时,输出光功率将急剧增加,这时输出的光为______,这个电流称为______电流。
A. 自发辐射光,阈值B. 自发辐射光,阀值C. 激光,阈值D. 激光,阀值3) SDH线路码型一律采用______。
A. HDB3码B. AIM码C. NRZ码D. NRZ码加扰码4) 在SiO2单模光纤中,材料色散与波导色散互相抵消,总色散等于零时的光波长是______。
A. 0.85 μmB. 1.05 μmC. 1.27 μmD. 1.31 μm5) 在阶跃型光纤中,导波的传输条件为______。
A. V>0B. V>VcC. V>2.40483D. V<Vc6) DFA光纤放大器作为光中继器使用时,其主要作用是______。
A. 使信号放大并再生B. 使信号再生C. 使信号放大D. 降低信号的噪声7) 目前,掺铒光纤放大器的小信号增益最高可达______。
A. 40 dB左右B. 30 dB左右C. 20 dB左右D. 10 dB左右8) 对于2.048 Mb/s的数字信号,1 UI的抖动对应的时间为______。
A. 488 nsB. 2048 nsC. 488 μsD. 2048 μs9) 通常,影响光接收机灵敏度的主要因素是______。
A. 光纤色散B. 噪声C. 光纤衰减D. 光缆线路长度10) 在薄膜波导中,导波的基模是______。
A. TE0B. TM0C. TE1D. TM12. 写出下列缩写的中文全称(共10分,每题1分)1)GVD (群速度色散)2)STS (同步转移信号)3)ISDN (综合业务数字网)4)AWG (阵列波导光栅)5)OC (光载波)6)WGA (波导光栅路由器)7)GIOF (渐变折射率分布)8)OTDM (光时分复用)9)SCM副载波调制(SCM,Subcarrier modulation)。
1) 为了得到较高的信噪比,对光接收机中的前置放大器的要求是______。
A. 高增益B. 低噪声C. 低增益、低噪声D. 高增益、低噪声2) 对于半导体激光器,当外加正向电流达到某一值时,输出光功率将急剧增加,这时输出的光为______,这个电流称为______电流。
A. 自发辐射光,阈值B. 自发辐射光,阀值C. 激光,阈值D. 激光,阀值3) SDH线路码型一律采用______。
A. HDB3码B. AIM码C. NRZ码D. NRZ码加扰码4) 在SiO2单模光纤中,材料色散与波导色散互相抵消,总色散等于零时的光波长是______。
A. 0.85 μmB. 1.05 μmC. 1.27 μmD. 1.31 μm5) 在阶跃型光纤中,导波的传输条件为______。
A. V>0B. V>VcC. V>2.40483D. V<Vc6) DFA光纤放大器作为光中继器使用时,其主要作用是______。
A. 使信号放大并再生B. 使信号再生C. 使信号放大D. 降低信号的噪声7) 目前,掺铒光纤放大器的小信号增益最高可达______。
A. 40 dB左右B. 30 dB左右C. 20 dB左右D. 10 dB左右8) 对于2.048 Mb/s的数字信号,1 UI的抖动对应的时间为______。
A. 488 nsB. 2048 nsC. 488 μsD. 2048 μs9) 通常,影响光接收机灵敏度的主要因素是______。
A. 光纤色散B. 噪声C. 光纤衰减D. 光缆线路长度10) 在薄膜波导中,导波的基模是______。
A. TE0B. TM0C. TE1D. TM12. 写出下列缩写的中文全称(共10分,每题1分)1)GVD (群速度色散)2)STS (同步转移信号)3)ISDN (综合业务数字网)4)AWG (阵列波导光栅)5)OC (光载波)6)WGA (波导光栅路由器)7)GIOF (渐变折射率分布)8)OTDM (光时分复用)9)SCM副载波调制(SCM,Subcarrier modulation)。
光纤通信最新技术对光纤通信而言,超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标。
目前主要的光纤通信技术有以下几种:一:波分复用技术波分复用(WDM)是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器,Multiplexer)汇合在一起,并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术;在接收端,经解复用器(亦称分波器或称去复用器,Demultiplexer)将各种波长的光载波分离,然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。
这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术,称为波分复用。
WDM波分复用并不是一个新概念,在光纤通信出现伊始,人们就意识到可以利用光纤的巨大带宽进行波长复用传输,但是在20世纪90年代之前,该技术却一直没有重大突破,其主要原因在于TDM的迅速发展,从155Mbit/s到622Mbit/s,再至[|2.5Gbit/s系统,TDM速率一直以过几年就翻4倍的速度提高。
人们在一种技术进行迅速的时候很少去关注另外的技术。
1995年左右,WDM系统的发展出现了转折,一个重要原因是当时人们在TDM10Gbit/s技术上遇到了挫折,众多的目光就集中在光信号的复用和处理上,WDM系统才在全球范围内有了广泛的应用。
随着波分复用技术从长途网向城域网扩展,粗波分复用CWDM 应运而生。
CWDM的波长间隔一般为20nm,以超大容量、短传输距离和低成本的优势,广泛应用于城域光传送网中。
目前为了进一步提高光通信系统的传输速率和容量,还提出了将波分复用和光时分复用OTDM相结合的方式。
把多个OTDM信号进行波分复用。
从而大大提高传输容量。
只要WDM和OTDM两者适当的结合,就可以实现Tbit/s以上的传输,并且也应该是一种最佳的传输方式,因此它也成为未来高速、大容量光纤通信系统的发展方向。
实际上大多数超过3bit/s的传输实验都采用WDM和OTDM相结合的传输方式。
二:光纤接入技术随着通信业务量的增加,业务种类也不断丰富,人们不仅需要传统的话音服务,而对高速数据、高保真音乐、互动视像等业务的需求越来越迫切。
光纤通信技术总结一绪论1.1966年英籍华裔学者高琨和霍克哈姆发表了关于传输介质新概念的论文,指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径,奠定了现代光通信——光纤通信的基础。
2.光纤通信技术不断创新:光纤从多模发展到单模,工作波长从0.85?m发展到1.31?m,传输速率从几十Mb/s发展到几十Gb/s。
3.任何通信系统追求的最终技术目标都是要可靠地实现最大可能的信息传输容量和传输距离。
4.电缆通信和微波通信的载波是电波,光纤通信的载波是光波。
5.直接调制是用电信号直接调制半导体激光器或发光二极管的驱动电流,是输出光随电信号变化而实现的,这种方案技术简单、成本较低、容易实现,但调制速率受激光器的频率特性所限制。
外调制是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,这种调制的优点是调制速率高,缺点是技术复杂,成本较高。
6.目前,使用光纤通信系统普遍采用直接调制——直接检测方式,光接收机最重要的特性参数是灵敏度。
7.光纤通信系统包括电信号处理部分和光信号传输部分。
光信号传输部分主要由基本光纤传输系统组成,包括光发射机、光纤传输线路和光接收机三个部分。
光纤通信系统可以传输数字信号,也可以传输模拟信号。
二光纤和光缆1、光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。
纤芯的折射率比包层稍高,损耗比包层更低,光能量主要在纤芯内传输。
包层为光的传输提供反射面和光隔离,并起一点的机械保护作用。
2、光纤类型:突变型多模光纤、渐变性多模光纤、单模光纤等等 3、损耗限制系统的传输距离,色散则限制系统的传输带宽。
色散是在光纤中传输的光信号,由于不同成分的光的传播时间不同而产生的一种物理效应。
色散一般包括模式色散、材料色散和波导色散。
模式色散:是由于不同模式的传播时间不同而产生的,它取决于光纤的折射率分布,并和光纤材料折射率的波长特性有关。
材料色散:是由于光纤的折射率随波长而变化,以及模式内部不同波长成分的光,其传播时间不同而产生的。
光孤子自从1973年被Has egawa和Tapp ert提出以后,引起了人们广泛研究。
空间光孤子是光束在传播过程中由非线性效应平衡衍射效应的结果,空间光孤子一直是非线性光学研究前沿。
光孤子在全光网络,光通信以及光逻辑器件方面有着非常重要的应用,在Snyde r和Mit chell开创性地提出强非局域下空间光孤子模型后,有关强非局域非线性介质中的孤子研究在近几年一直是热点。
Guo等在理论上提出和论证了在强非局域下孤子传输会出现大相移现象,为逻辑门和光开关的实现提供了一个强有力的理论指导。
但是Snyd er模型为简化的理想模型,在真实的物理系统中,光束的传输将变得更加复杂,而且理论和数值模拟表明,高阶孤子不能够稳定传输。
在不同非局域程度下,不同非线性介质中的光孤子的传输性质以及孤子间的相互作用的研究已取得了很大的成果定义孤子(Solito n)又称孤立波,是一种特殊形式的超短脉冲,或者说是一种在传播过程中形状、幅度和速度都维持不变的脉冲状行波。
有人把孤子定义为:孤子与其他同类孤立波相遇后,能维持其幅度、形状和速度不变。
孤子这个名词首先是在物理的流体力学中提出来的。
1834年,美国科学家约翰·斯科特·罗素观察到这样一个现象:在一条窄河道中,迅速拉一条船前进,在船突然停下时,在船头形成的一个孤立的水波迅速离开船头,以每小时14~15km的速度前进,而波的形状不变,前进了2~3km才消失。
他称这个波为孤立波。
其后,1895年,卡维特等人对此进行了进一步研究,人们对孤子有了更清楚的认识,并先后发现了声孤子、电孤子和光孤子等现象。
从物理学的观点来看,孤子是物质非线性效应的一种特殊产物。
电子科技大学光电信息学院课程论文课程名称新技术专题任课教师于军胜吴志明周晓军刘永学期2012—2013(2)学生姓名骆骏学号20100510600232013年6 月25日光孤子通信技术摘要:介绍了光孤子的产生、光孤子通信的基本原理及其关键技术,展望了光孤子通信的前景。
关键词: 孤子;光孤子通信; 光纤; 掺饵光纤放大器; 前景1.引言我们正处在信息时代,人类所产生的信息每几个月就要翻一番,大量信息的传输正在逐渐耗尽现有的带宽。
光纤通信系统因其信道容量大、传输速率高、传输距离不受限而倍受青睐。
光孤子由于能保持形状无畸变地沿光纤传输,所以成为光纤通信的理想载波脉冲,可望用于未来超长距离大容量的传输系统中,因此光孤子通信系统被认为是第5代光纤通信系统,是21世纪最有发展前途的通信方式。
2.光孤子的产生2.1光孤子的发现发现孤子现象源于1834年,英国海军工程师Scott Russell注意到,在一条窄河道中,迅速拉一条船前进,当船突然停下来时,就会在船头形成一个孤立的水波迅速离开船头,并以14~15 km/h的速度前进,而波的形状、幅度维持不变,前进了2~3 km才消失,这就是著名的孤立波现象。
孤立波是一种特殊形态的波,仅有一个波峰,可以在很长的传输距离内保持波形不变。
但直到1964年,人们才从孤立波现象中得到启发,引入了“孤子”概念。
所谓孤子,是指像粒子那样的孤立的波包,能始终保持波形和速度不变,具有在互相碰撞后,仍能保持各自的形状和速度的特性。
当这种现象出现在光波中时就称为光孤子。
2.2光孤子形成原理1973年,Hasegawa和Tappert首次从理论上推断,无损光纤中能形成光孤子。
他们认为,当光脉冲在光纤中传播时,光纤的色散使得光脉冲中不同波长的光传播速度不一致,结果导致光脉冲展宽,限制了传输容量和传输距离。
但当光纤的入纤功率足够大时,光纤中会产生非线性现象,它使传输中的光脉冲前沿群速度变大,后沿群速度变小,其结果是使脉冲缩窄。
光孤子通信的基本原理
光孤子通信是一种基于光孤子现象的通信技术。
光孤子是一种特殊的光脉冲,它在传输过程中保持形状不变,即使在遇到光纤的弯曲、断裂等故障时也能保持稳定传播。
光孤子通信的基本原理可以分为以下几个步骤:
1. 信号产生:首先,发送端将需要传输的数据转换为电信号,然后通过电光转换将电信号转换为光信号。
2. 信号传输:然后,光信号在光纤中传输。
在这个过程中,光信号可能会遇到各种故障,如光纤的弯曲、断裂等,但这些故障不会改变光信号的形状,因此光信号能够稳定传播。
3. 信号检测:接着,接收端接收到光信号,然后通过光电转换将光信号转换为电信号。
4. 数据恢复:最后,接收端通过解调等技术将电信号转换为原始的数据。
光孤子通信的优点是抗干扰能力强,传输质量高,适合长距离、大规模的数据传输。
但是,它也需要先进的光电转换和解调技术,而且传输速度受到光纤特性和设备性能的限制。
第1章概述1-1、什么是光纤通信?参考答案:光纤通信(Fiber-optic communication)是以光作为信息载体,以光纤作为传输媒介的通信方式,其先将电信号转换成光信号,再透过光纤将光信号进行传递,属于有线通信的一种。
光经过调变后便能携带资讯。
光纤通信利用了全反射原理,即当光的注入角满足一定的条件时,光便能在光纤内形成全反射,从而达到长距离传输的目的。
1-2、光纤通信技术有哪些特点?参考答案:(1)无串音干扰,保密性好。
(2)频带极宽,通信容量大。
(3)抗电磁干扰能力强。
(4)损耗低,中继距离长。
(5)光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设。
除以上特点之外,还有光纤的原材料资源丰富,成本低;温度稳定性好、寿命长等特点。
1-3、光纤通信系统由哪几部分组成?简述各部分作用。
参考答案:光纤通信系统最基本由光发送机、光接收机、光纤线路、中继器以及无源器件组成。
其中光发送机负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号,光纤线路负责传输信号,而光接收机负责接收光信号,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。
(1)光发送机:由光源、驱动器和调制器组成,实现电/光转换的光端机。
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。
(2)光接收机:由光检测器和光放大器组成,实现光/电转换的光端机。
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,送到接收端的电端机去。
(3)光纤线路: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: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进行整形。
(5)无源器件:包括光纤连接器、耦合器等,完成光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合。
光缆学习心得体会篇一:光纤通信学习心得光纤通信学习心得总结现在进入大数据时期,光纤通信以传输速度快,通信容量大,中继距离长,保密性好等优势慢慢成为现现在的要紧传输方式。
作为一名大三学生,进行了为期一学期的光纤通信学习,在郝教授的悉心教诲下,我对光纤通信学习心得作出如下总结。
早在中国古代就用“烽火台”报警,欧洲人用旗语传送信息。
1880年,美国贝尔发明了用光波作载波传送话音的“光”。
贝尔光是现代光通信的雏形。
1960年,梅曼发明第1台红宝石激光器,给光通信带来了新希望。
同期,美国麻省理工学院利用He-Ne激光器和CO2激光器进行了大气激光通信实验。
1966年,英籍华人高锟和霍克哈姆发表了关于传输介质新概念论文,指出用光纤进行信息传输可能性和技术途径,奠定了现代光通信——光纤通信基础。
光纤通信进展能够大致分为三个时期:第一时期(1966~1976),这是从基础研究到商业应用的开发时期。
第二时期(1976~1986),这是以提高传输速度和增加传输距离为研究目标和大力推行应用的大进展时期。
第三时期(1986~1996),这是以超大容量超长距离为目标、全面深切开展新技术研究的时期。
光纤通信有很多优势:比如允许频带很宽、传输容量专门大、损耗很小、中继距离很长且误码率很小、重量轻、体积小、抗电磁干扰性能好、泄漏小、保密性能好、节约金属材料、有利于资源合理利用等。
若是把通信线路比作马路,那么应该说是通信线路的频带越宽,允许传输的信息越多,通信容量就越大。
载波频率越高,频带宽度越宽。
光通信利用的传输媒质-光纤,能够在宽波长范围内取得很小的损耗。
目前,光纤通信系统利用的光纤多为石英光纤,此类光纤在μm波长区损耗可低到/km,比已知其他通信线路损耗都低得多,故由其组成的光纤通信系统中继距离也较其它介质组成系统长得多。
光纤通信抗干扰缘故一是光纤属绝缘体,不怕雷电和高压;二是传输频率极高光波,各类干扰源频率一样都较低,干扰不了高频光。
1) 为了得到较高的信噪比,对光接收机中的前置放大器的要求是______。
A. 高增益B. 低噪声C. 低增益、低噪声D. 高增益、低噪声2) 对于半导体激光器,当外加正向电流达到某一值时,输出光功率将急剧增加,这时输出的光为______,这个电流称为______电流。
A. 自发辐射光,阈值B. 自发辐射光,阀值C. 激光,阈值D. 激光,阀值3) SDH线路码型一律采用______。
A. HDB3码B. AIM码C. NRZ码D. NRZ码加扰码4) 在SiO2单模光纤中,材料色散与波导色散互相抵消,总色散等于零时的光波长是______。
A. 0.85 μmB. 1.05 μmC. 1.27 μmD. 1.31 μm5) 在阶跃型光纤中,导波的传输条件为______。
A. V>0B. V>VcC. V>2.40483D. V<Vc6) DFA光纤放大器作为光中继器使用时,其主要作用是______。
A. 使信号放大并再生B. 使信号再生C. 使信号放大D. 降低信号的噪声7) 目前,掺铒光纤放大器的小信号增益最高可达______。
A. 40 dB左右B. 30 dB左右C. 20 dB左右D. 10 dB左右8) 对于2.048 Mb/s的数字信号,1 UI的抖动对应的时间为______。
A. 488 nsB. 2048 nsC. 488 μsD. 2048 μs9) 通常,影响光接收机灵敏度的主要因素是______。
A. 光纤色散B. 噪声C. 光纤衰减D. 光缆线路长度10) 在薄膜波导中,导波的基模是______。
A. TE0B. TM0C. TE1D. TM12. 写出下列缩写的中文全称(共10分,每题1分)1)GVD (群速度色散)2)STS (同步转移信号)3)ISDN (综合业务数字网)4)AWG (阵列波导光栅)5)OC (光载波)6)WGA (波导光栅路由器)7)GIOF (渐变折射率分布)8)OTDM (光时分复用)9)SCM副载波调制(SCM,Subcarrier modulation)。