光纤通信技术5光中继传输
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第1章概述1、光纤通信的基本概念:利用光导纤维传输光波信号的通信方式。
光纤通信工作波长在于近红外区:0.8~1.8μm的波长区,对应频率: 167~375THz。
对于SiO2光纤,在上述波长区内的三个低损耗窗口,是目前光纤通信的实用工作波长,即0.85μm、1.31μm及1.55μm。
2、光纤通信系统的基本组成:(P2图1-3)目前采用比较多的系统形式是强度调制/直接检波(IM/DD)的光纤数字通信系统。
该系统主要由光发射机、光纤、光接收机以及长途干线上必须设置的光中继器组成。
1)在点对点的光纤通信系统中,信号的传输过程:由电发射机输出的脉码调制信号送入光接收机,光接收机将电信号转换成光信号耦合进光纤,光接收机将光纤送过来的光信号转换成电信号,然后经过对电信号的处理以后,使其恢复为原来的脉码调制信号送入电接收机,最后由信息宿恢复用户信息。
2)光发射机中的重要器件是能够完成电-光转换的半导体光源,目前主要采用半导体发光二极管(LED)和半导体激光二极管(LD)。
3)光接收机中的重要部件是能够完成光-电转换的光电检测器,目前主要采用光电二极管(PIN)和雪崩光电二极管(APD)。
特性参数:灵敏度4)一般地,大容量、长距离光纤传输 : 单模光纤+半导体激光器LD小容量、短距离光纤传输 : 多模光纤+半导体发光二极管LED5)光纤线路系统:功能:把来自光发射机的光信号,以尽可能小的畸变和衰减传输到光接收机。
组成:光纤、光纤接头和光纤连接器要求:较小的损耗和色散参数3、光纤通信的特点:优点:(1),传输频带宽,通信容量大。
(2)传输损耗小,中继距离长:石英光纤损耗低达0.19 dB/km,用光纤比用同轴电缆或波导管的中继距离长得多。
(3)保密性能好:光波仅在光纤芯区传输,基本无泄露。
(4)抗电磁干扰能力强:光纤由电绝缘的石英材料制成,不受电磁场干扰。
(5)体积小、重量轻。
(6)原材料来源丰富、价格低廉。
缺点:1)不能远距离传输;2)传输过程易发生色散。
光纤通信原理光纤通信原理光纤通信是使用光学原理传输信息的一种通信方式。
它通过将信息转换为光信号进行传输,利用光纤内核的全反射和色散来实现信号的传输和调制。
光纤通信采用的光源一般为半导体激光器,它发出的光信号能够在光纤中传输几十公里甚至几百公里,通过中继器的放大和再生,可实现高速远距离的传输。
光纤通信原理主要有以下几个方面:首先是光纤的结构和特性。
光纤由两部分组成:纤芯和包层,纤芯是信号传输的中心部分,直径约为几个微米到数十微米,包层则包裹在纤芯外面,其作用是使光在纤芯内部下传,不会泄漏出来,也可以减少光信号的扩散和色散。
选择合适的纤芯和包层的折射率和直径可以实现对光信号的不同传输和调制。
其次是光源和接收器。
光纤通信通常使用激光器作为光源,激光器能够发出高亮度的单色光,具有宽带,高速和低损耗等优点。
接收器一般采用半导体光探测器,能够将光信号转换为电信号输出,具有高响应速度和低噪声等优点。
然后是光信号的传输和调制。
光信号在纤芯中沿直线传输,当光线射入光纤时,会经过全反射和色散的作用,使光信号得以长距离传输。
光信号在传输过程中可能会受到一些限制,如衰减,色散和损失等,因此需要对信号进行调制和补偿。
常用的调制技术有幅度调制和相位调制,通过控制光源发出的光的功率,频率和相位等参数来实现调制。
调制后的光信号在传输过程中会被中继器放大和再生,以确保信号在长距离传输过程中保持稳定和不受干扰。
总之,光纤通信利用光学原理实现信号的传输和调制,其具有高速,低损耗,抗干扰能力强等优点,在现代通信中得到了广泛的应用,已成为通信领域的重要技术之一。
光纤通信重要知识点总结第一章1.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。
通信系统的传输容量取决于对载波调制的频带宽度,载波频率越高,频带宽度越宽。
2.光纤:由绝缘的石英(2)材料制成的,通过提高材料纯度和改进制造工艺,可以在宽波长范围内获得很小的损耗。
3.光纤通信系统的基本组成:以光纤为传输媒介、光波为载波的通信系统,主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。
光纤通信系统既可传输数字信号也可传输模拟信号。
输入到光发射机的带有信息的电信号,通过调制转换为光信号。
光载波经过光纤线路传输到接收端,再由光接收机把光信号转换为电信号。
系统中光发送机的作用是将电信号转换为光信号,并将生成的光信号注入光纤。
光发送机一般由驱动电路、光源和调制器构成,如果是直接强度调制,可以省去调制器。
光接收机的作用是将光纤送来的光信号还原成原始的电信号。
它一般由光电检测器和解调器组成。
光纤的作用是为光信号的传送提供传送媒介,将光信号由一处送到另一处。
中继器分为电中继器和光中继器(光放大器)两种,其主要作用就是延长光信号的传输距离。
为提高传输质量,通常把模拟基带信号转换为频率调制、脉冲频率调制或脉冲宽度调制信号,最后把这种已调信号输入光发射机。
还可以采用频分复用技术,用来自不同信息源的视频模拟基带信号(或数字基带信号)分别调制指定的不同频率的射频电波,然后把多个这种带有信息的信号组合成多路宽带信号,最后输入光发射机,由光载波进行传输。
在这个过程中,受调制的电波称为副载波,这种采用频分复用的多路电视传输技术,称为副载波复用技术。
目前大都采用强度调制与直接检波方式。
又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重,所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。
数字光纤通信系统基本上由光发送机、光纤与光接收机组成。
发送端的电端机把信息进行模数转换,用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件,则就会发出携带信息的光波,即当数字信号为“1”时,光源器件发送一个“传号”光脉冲;当数字信号为“0”时,光源器件发送一个“空号”。
光纤知识点(5-9章)第五章知识点1.数字传输体制有两种:是不同的传输体制协议。
SDH(同步数字传输体制)PDH(准同步数字传输体制)2. SDH对模型的下列几个方面做了规定:(1)网络节点接口(2)同步数字体系的速率(3)帧结构。
(1)网络节点接口传输设备:光缆传输系统设备;微波传输系统设备;卫星传输系统设备。
网络节点:只有复用功能(简单);复用、交叉连接多种功能(复杂)。
(2)速率:同步传输模块:STM-N,N=1、4、16 等。
STM-1 155.520Mbit/s 155Mbit/sSTM-4622.080Mbit/s 622Mbit/sSTM-16 2488.320Mbit/s 2.5Gbit/sSTM-64 9953.280Mbit/s 10Gbit/sSTM-256 39813.12Mbit/s 40Gbit/s(3)帧结构:SDH 帧为块状帧结构,共有9 行,270 列,以字节为单位。
一个STMN 帧有9 行,每行由270×N 个字节组成。
这样每帧共有9×270×N 个字节,每字节为8 bit。
帧周期为125μs,即每秒传输8000 帧。
对于STM1 而言,传输速率为9×270×8×8000=155.520 Mb/s 。
字节发送顺序为:由上往下逐行发送,每行先左后右。
(结构图见书127页,重点)3.STM-N 帧包括三个部分:SOH、AU-PTR、PAYLOAD(结构图见书127页,重点)(1)段开销SOH:RSOH,再生段开销:1~3 行。
MSOH,复用段开销:5~9 行。
区别:监管范围不同。
如:若光纤上传输2.5G 信号,RSOH 监控STM-16 整体的传输性能。
MSOH 监控每一个STM-1 的传输性能。
(2)管理指针AU-PTR:指示净负荷PAYLOAD 中信息的起始字节位置,便于接收端从正确的位置分解出有效传输信息。
《光纤通信》的复习要点《光纤通信》课程复习要点和重点浙江传媒学院陈柏年(2014年6⽉)第⼀章概述1、光纤通信:以光波作为信号载体,以光纤作为传输媒介的通信⽅式。
2、光纤通信发展历程:(1)光纤模式:从多模发展到单模;(2)⼯作波长:从短波长到长波长;(3)传输速率:从低速到⾼速;(4)光纤价格:不断下降;(5)应⽤范围:不断扩⼤。
3、光纤通信系统基本组成:(1)光纤,(2)光发送器,(3)光接收器,(4)光中继器,(5)适当的接⼝设备。
第⼆章光纤光缆⼀、光纤(Fibel)1、光纤三层结构:(1)纤芯(core),(2)包层(coating),(3)涂覆层(jacket)。
2、各类光纤的缩写和概念:SIF(突变型折射率光纤),GIF(渐变折射率光纤);DFF(⾊散平坦光纤)、DSF(⾊散移位光纤);MMF(多模光纤),SMF(单模光纤);松套光纤,紧套光纤。
⼆、光的两种传输理论(⼀)光的射线传输理论1、光纤的⼏何导光原理:光纤是利⽤光的全反射特性导光;纤芯折射率必须⼤于包层折射率,但相差不⼤。
2、突变型折射率多模光纤主要参数:★(1)光纤的临界⾓θc:只有在半锥⾓为θ≤θc的圆锥内的光束才能在光纤中传播。
★(2)数值孔径NA:⼊射媒质折射率与最⼤⼊射⾓(临界⾓)的正弦值之积。
与纤芯与包层直径⽆关,只与两者的相对折射率差有关。
它表⽰光纤接收和传输光的能⼒。
(3)光纤的时延差Δτ:时延差⼤,则造成脉冲展宽和信号畸变,影响光纤的容量,模间⾊散增⼤。
3、渐变型折射率多模光纤主要参数:(1)⾃聚焦效应:如果折射率分布恰当,有可能使不同⾓度⼊射的全部光线以同样的轴向速度在光纤中传输,同时达到光纤轴上的某点,即所有光线都有相同的空间周期。
(2)光纤的时延差Δτ:⽐突变型光纤要⼩,减⼩脉冲展宽,增加传输带宽。
(⼆)光纤波动传输理论★1、光纤模式:⼀个满⾜电磁场⽅程和边界条件的电磁场结构。
表⽰光纤中电磁场(传导模)沿光纤横截⾯的场形分布和沿光纤纵向的传播速度。
光纤通信网络传输技术分析摘要:现代化社会发展背景下,信息技术高速发展,尤其是网络技术、计算机技术等的广泛应用,进一步推动了社会生产效率的提升。
科学技术的高速发展,推动了网络通信行业的崛起与兴盛,尤其是在光纤通信网络传输技术方面的研究和应用日渐成熟,并在各行各业中得到广泛推广应用,获得良好的应用效果。
本文分析了光纤通信网络传输技术原理、优点、关键技术及在其他领域的应用。
关键词:光纤通信;网络传输;传输技术光纤稳定性、安全性较好,而且运行效率较高,可以利用该技术对传输信号数据进行有效性控制,构建完善的数据传输体系,形成通信一体化建设,因此在现代化通信系统发展中应用广泛,在未来发展中,该技术会逐渐实现超大容量信息传输,光弧子通信技术不断完善,促进其网络信号传输服务质量的持续性优化。
由此可见,加强光纤通信网络传输技术的研究深度至关重要。
1.光纤通信网络传输技术的原理光纤通信网络传输技术主要是以光导纤维为载体,对携带信号的光波进行有效性传输,实现信息传递的效果。
在光源的照射下向光纤入射携带信号的光波,并通过传感单元的电子元器件如激光传感器等对信号进行传递、编辑,减少外界因素的干扰,然后出射光波进入到光电探测器内,对信号进行进一步处理。
在应用实践中,主要是利用光缆进行信息传输,这些光缆主要是由大量的光纤聚集而成,可以保障信息传输速率,确保传递过程的稳定性和可靠性。
2.光纤通信网络传输技术的优点2.1保密性较强光纤通信网络传输技术在运行过程中,主要是利用光波对信息进行有效性传输,其保密性较强,不会出现信息泄露问题。
如果在传输过程中出现射线泄露问题,还可以利用光纤对其进行有效吸收,从而全面保障信号传输的保密性和可靠性。
在当下信息传输的最关键要求就是保密性,这是对信息传输技术的根本要求之一。
2.2容量大与以往所用的铜线或者电缆相比,光纤的传输带宽有着非常大的优势,所以其在具体应用中能够进行更大容量信息的传输,这样即便对于多种不同大量信息的传输也可以获得良好的传输效果,有效避免了传输混乱的问题,大大提高通信传输效率。