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光纤通信技术概述
光纤通信技术是利用光纤作为传输介质，通过光信号的传输和调制来实现高速、长距离、大容量的信息传输。
光纤通信技术主要包括三个主要部分：光源、光纤和光接收器。
光源是产生光信号的装置，常见的光源包括激光器和发光二极管（LED）。
激光器具有高亮度、窄谱宽、方向性好等特点，适用于长距离通信。
而LED则具有低成本、大发光角度等特点，适用于短距离通信。
光纤是光信号的传输介质，由光纤芯和包层组成。
光纤芯是光信号传输的核心部分，通常由高纯度的二氧化硅制成，具有较高的折射率。
包层是光纤芯的外层，由低折射率的材料制成，用于保护光纤芯并使光信号在光纤内部反射传输。
光接收器是将光信号转换为电信号的装置，主要由光电二极管和放大电路组成。
光电二极管能将光信号转换为电流信号，然后经过放大电路进行放大和处理，最终得到可用于数据处理的电信号。
光纤通信技术具有以下优点：传输速度快、带宽大、传输距离远、抗干扰能力强、安全性高等。
因此，在现代通信领域得到广泛应用，包括互联网、电视、电话等各个方面。
光纤通信的优缺点：优点：1.通信容量大，2.中继距离长3.抗电磁干扰4.传输误码率极低缺点:1.有些光器件比较昂贵2.光线的机械强度差3.不能传输电力4.光线断裂后维修比较困难。
基本光纤传输系统组成：1：光发射机（光源[直接调制，间接调制]、驱动器、调制器）：把电信号转换为光信号的过程是通过电信号对光的调制实现的。
2，光纤线路（光纤，光线接头，光纤连接器）：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。
3.光接收机（光检测器，放大器，相关电路）：把从光纤线路传输，产生畸变和衰减的微弱光信号转变为电信号，并经其后的电接收机放大和处理后恢复成基带信号。
单模光纤：只能传输一个模式（两个偏振态兼并），所以称为单模光纤，信号畸变很小。
色散：（模式色散，材料色散，波导色散）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。
光纤损耗类型：吸收损耗：主要是由二氧化硅材料引起的固有吸收和由杂质引起的吸收产生的，散射损耗:主要有材料微观密度不均匀引起的瑞丽散射和光纤结构缺陷引起的散射产生的。
光线的损耗是系统的传输距离受到限制，大损耗不利于长距离光纤通信。
光与物质作用三种形式：受激吸收，自发辐射，受激辐射。
LD（半导体激光器）产生激光的条件：hf>=Eg光电效应：在PN结界面上由于电子和空穴的扩散运动，形成内部电场。
内部电场是电子和空穴产生与扩散运动相反的漂移运动，最终是能带发生倾斜，在PN结界面附近形成耗尽层，当入射光作用在PN结时，如果光子的能量大于带隙，便发生受激吸收，在耗尽层由于内部电场的作用电子向N区运动空穴向P区运动形成光生漂移电流，在耗尽层两侧是没有电场的中性区，由于热运动，部分光生电子和空穴通过扩散运动可能进入耗尽层然后在电场的作用下，形成光生扩散电流，当与P层和N层连接的电路开路时，便在两端产生电动势，这就是光电效应.光无源器件：连接器和接头，光耦合器，光隔离器和光环形器，光调制器，光开关。
光纤通信，是指将要传送的语音、图像和数据信号等调制在光载波上，以光纤作为传输媒介的通信方式1.本征：是光纤的固有损耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。
2.弯曲：光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉，造成的损耗。
3.挤压：光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。
4.杂质：光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光，造成的损失。
5.不均匀：光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。
6.对接：光纤对接时产生的损耗，如：不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8μm)，端面与轴心不垂直，端面不平，对接心径不匹配和熔接质量差等。
7.多模光纤：中心玻璃芯教粗(50或62.5μm)，可传多种模式的光。
但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。
例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。
因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。
8.单模光纤：中心玻璃芯教细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光。
因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但其色度色散起主要作用，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好9.常规型光纤：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如1300μm。
10.色散位移型光纤：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1300μm和1550μm。
11.突变型光纤：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。
其成本低，模间色散高。
适用于短途低速通讯，如：工控。
但单模光纤由于模间色散很小，所以单模光纤都采用突变型。
12.渐变型光纤：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小，可使高模光按正弦形式传播，这能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高，现在的多模光纤多为渐变型光纤。
13.电发射端机主要任务是PCM编码和信号的多路复用。
多路复用是指将多路信号组合在一条物理信道上进行传输，到接收端再用专门的设备将各路信号分离出来，多路复用可以极大地提高通信线路的利用率。
光纤通信基本概念
光纤通信基本概念：
①介质特性光纤由高纯度二氧化硅拉制而成中心为纤芯外围包裹着折射率略低的包层二者共同构成光波导结构；
②工作原理基于全反射原理当光线从高折射率介质射向低折射率介质且入射角大于临界角时会在界面处反射；
③光源选择通常采用发光二极管或激光器作为光源前者成本低廉但相干性较差后者则相反适用于长距离传输；
④调制技术将待发送信息加载到光载波上最简单直接的方式是强度调制即根据信号变化改变光源输出功率；
⑤传输损耗尽管光纤损耗远低于铜线但仍然存在主要有吸收散射两种类型其中弯曲辐射连接不良也会造成额外损失；
⑥中继放大每隔一段距离需插入光电转换器将信号恢复成电信号放大后再变回光信号继续向前传播；
⑦接收解调终端设备通过光电探测器将接收到的微弱光信号还原成原始电信号再经解调滤波送入计算机处理；
⑧多路复用为了提高带宽利用率通常采用波分复用技术即在同一根光纤中同时传输多个不同波长的光信号；
⑨应用领域凭借其大容量远距离抗干扰等优点广泛应用于长途干线城域网数据中心互联家庭宽带接入；
⑩安全防护由于光信号无法被普通窃听器材截获因此天然具备较高安全性但仍需注意物理层面的防护；
⑪发展现状近年来随着光纤预制棒拉丝技术不断进步单模光纤已成为主流并且向着更高性能方向发展；
⑫未来趋势展望未来光纤通信将朝着超高速超大容量方向迈进同时与无线传感网物联网等新兴领域深度融合。
光纤通信名词解释
光纤通信，也称为光纤通讯，是一种利用光与光纤传递资讯的方式，属于有线通信的一种。
光经过调变（modulation）后便能携带资讯，然后通过光纤传送至目的地。
光纤通信因其传输频带宽、容量大、损耗低、不受电磁干扰等优点而成为现代通信的主要支柱之一，在现代电信网中起着举足轻重的作用。
光纤即为光导纤维的简称，光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。
从原理上看，构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。
光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外，在应用中，光纤常按用途进行分类，可分为通信用光纤和传感用光纤。
传输介质光纤又分为通用与专用两种，而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤，并常以某种功能器件的形式出现。
光纤通信的概念随着信息技术的快速发展，人们对于通信的需求也越来越高。
而光纤通信作为一种高速、稳定、可靠的通信方式，已经成为了现代通信领域的重要组成部分。
本文将从光纤通信的概念、原理、应用、发展等方面进行阐述。
一、光纤通信的概念光纤通信是一种利用光纤作为传输介质，将信息以光信号的形式传输的通信方式。
光纤通信的本质是将信息信号转换成光信号，然后通过光纤进行传输，最后再将光信号转换成信息信号。
光纤通信的优点在于传输速度快、传输距离远、传输质量高、抗干扰能力强等。
二、光纤通信的原理光纤通信的核心在于光纤的传输原理。
光纤通信采用的是全内反射原理，即当光线从一种密度较高的介质射向密度较低的介质时，光线会被全部反射回来。
在光纤中，光线被反射的次数越多，传输距离就越远，传输质量也就越好。
因此，光纤通信的传输质量与光纤的品质和制作工艺有着密切的关系。
三、光纤通信的应用光纤通信的应用非常广泛，涉及到电信、网络、广播电视、医疗、工业、军事等多个领域。
其中，电信领域是光纤通信的主要应用领域，包括电话、宽带、移动通信等。
网络领域也是光纤通信的重要应用领域，包括数据中心、云计算、物联网等。
广播电视领域则是光纤通信的新兴应用领域，通过光纤的高速传输和高清画质，可以实现更加高效、精准的广播电视服务。
四、光纤通信的发展随着信息技术的不断发展，光纤通信也在不断的发展和完善。
首先，光纤通信的传输速度和传输距离不断提高，传输速度已经达到了数十个Gbps，传输距离也已经超过了数百公里。
其次，光纤通信的应用领域不断扩展，应用范围不断拓宽。
最后，光纤通信的技术不断革新，新型光纤材料和制作工艺不断涌现，使得光纤通信的质量和性能不断提高。
总之，光纤通信作为一种高速、稳定、可靠的通信方式，已经成为了现代通信领域的重要组成部分。
随着信息技术的不断发展，光纤通信的应用前景将会更加广阔，也将会为人们的生活和工作带来更多的便利和效益。
浅谈光纤通信技术光纤通信是指利用光纤作为传输介质，通过将信息转换成光信号，传输到目标地点进行通信的技术。
光纤通信以其高速、高带宽、低损耗、抗干扰等优点成为现代通信的基础。
本文就对光纤通信的原理、结构、特点和应用做简要探讨。
一、光纤通信的原理光纤通信的基本原理是使用发光器将电信号转换成光信号，经过光纤进行传输，再用光电转换器将光信号转换回电信号。
光纤是由玻璃或塑料等材料做成的，内部空心，光线从一端进入，沿着光纤的长度方向传输，最终从另一端输出。
光纤通信的原理和传统的电信号传输方法不同，电信号是利用电磁波进行传输，且电磁波在传输过程中会受到各种干扰。
而光纤通信采用的是光信号，它是利用光波在空气或水中传播的原理，且光波在传输过程中不会受到干扰。
光纤通信系统一般是由发光器、光纤、接收器三部分组成。
1. 发光器发光器是将电信号转换成光信号的装置。
常用的发光器有LED 发光二极管和半导体激光器两种。
LED 发光二极管输出的是普通的光信号，而半导体激光器输出的是相干光信号，所以半导体激光器的发光效率高，信号传输距离远。
2. 光纤光纤是用于光信号传输的根细的玻璃管道。
光纤的造型是一个中心空心的细长管道，管道内不需要空气，用受激辐射发射的光束产生的光信号在内壁的全反射下使光束得以延伸传输。
光纤的损耗是非常小的，目前在100公里以内的通讯线路上常常采用单模光纤进行数据传输。
3. 接收器接收器是将光信号转换成电信号的装置。
接收器一般采用光电二极管或光敏二极管。
当光信号进入接收器时，会被转换成电信号，这个过程称为光电转换。
1. 传输速度快光信号的传输速度非常快，其传输速度可达光速的 2/3，大约是每秒 20 亿个比特。
因此，光纤通信可以实现高速传输，成为高速互联网的主要手段。
2. 传输距离远光纤通信的传输距离可达几千公里以上，这是因为光信号的传输损耗很小。
假设在同一光纤中，采用LED 发光二极管的传输距离在 5 公里以内，采用半导体激光器的传输距离可达到 200 公里以上。
光纤通信系统的基本原理及发展现状
李伟
200840620314 光纤通信技术从光通信中脱颖而出,已成为现代通信的主要支柱之一,在现代电信网中起着举足轻重的作用。
光纤通信作为一门新兴技术,其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的,也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。
光纤通信是利用光纤和激光的特性来实现,利用激光的相干性和方向性,使用激光作为信息的载体在光纤中进行传输的通信方式。
在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。
从原理上看,该系统可分为三大部分：光发送，光传输和光接收。
光发送完成电光转换任务，光传输部分的作用是把光信号从发送端传到接收端，光接收完成光电转换任务。
强度在这点指光强，即单位面积上的光功率，强度调制是指用信号去直接调制光源的光强，使之随信号电流成线性变化，直接检波是指信号直接在接收机的光频上检测为电信号。
图中的电端机就是通常PCM 多路复用设备。
发送光端机是将电信号变换成光信号的光发射机，采用的光源是半导体激光器（LD）或半导体发光二极管（LED），它们的共同点都是通过加在正向偏置电流而使其发光的半导体二极管，其不同的是LD 发出的是激光，而LED 发出的是荧光。
光发送端机将已调制的光波送入光导纤维，经光导纤维传送至光接收端机。
光接收端机是将光信号变换成电信号的光接收机。
光信号经过光纤传输到达接收端，首先经过光电二极管（PIN）或雪崩光电二极管（APD）检波变为电脉冲，然后经放大，均衡，判决等适当处理，恢复为送入发送端时的电信号，再送至接收电端机。
以上就是整个光纤通信的全过程。
光纤通信技术的特点
(1) 频带极宽，通信容量大。
光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽，光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。
(2) 损耗低，中继距离长。
目前，商品石英光纤损耗可低于0～20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低；
(3) 抗电磁干扰能力强。
光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。
(4)无串音干扰，保密性好。
光波在光纤中传输，因为光信号被完善地限制在光波导结构中，而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收，无法窃听到光纤中传输的信息。
除以上特点之外，还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设；光纤的原材料资源丰富，成本低；温度稳定性好、寿命长。
由于光纤通信具有以上的独特优点，其不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力通信控制系统中，进行工业监测、控制，而且在军事领域的用途也越来越为广泛。
1976年美国在亚特兰大进行的现场试验,标志着光纤通信从基础研究发展到了商业应用的新阶段。
此后,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0.85μm发展到1.31μm和1.55μm,传输速度从几十Mb/s发展到几十Gb/s。
另一方面,随着技术的进步和大规模产业的形成,光纤价格不断下降,应用范围不断扩大。
从初期的市话局间中继到长途赶先进一步延伸到用户接入网,从数字电话到有线电视(CCTV),从单一类型信息的传输到多种业务的传输。
目前光纤已成为信息光带传输的主要媒质,光纤通信系统将成为未来国家信息基础设施的支柱。
下面是当今发展较快的迹象光纤通信技术。
1)光纤接入网技术。
10多年来,由于各种通信业务的迅猛发展,对通信容量的需求急剧增加,光纤干线的建设应运而生,各国先后建设成全国的光缆骨干网。
随后出现的问题是用户接入网仍保留着旧的铜缆网,不能适应发展需要,必须加以改造。
改造的方案很多,首先考虑到的是开发利用铜缆的潜力,进一步提高其宽带来满足一定时期的需要,然后再过度到光缆。
比如,当前不少国家都在采用的线对增容系统、高比特率数字用户环路、不对称数字用户环路、混合光纤与同轴电缆系统等都属于一些过渡性措施,应用广泛。
2)全光网技术。
光纤通信技术是以光纤代替电缆,以光波代替原来频率较低的电磁波发展起来的。
因此,至今在光纤通信系统上仍需用大量的电信设备,甚至本来的光信号源也要变换成电信号源,然后进入光纤通信系统。
在传输过程中的放大、交换及接入设备终端等基本上全是电设备。
这是由于电系统比较成熟、应用比较方便所造成的。
但这些电设备会带来许多限制和干扰因素,儿这些因素在光的系统中原来是可以避免的。
光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。
光纤从提出理论到技术实现和今天的高速光纤通信也不过几十年的时间。
20世纪90年代以来，我国光通信产业发展极其迅速，非凡是广播电视网、电力通信网、电信干线传输网等的急速扩展，促使光纤光缆用量剧增。
广电综合信息网规模的扩大和系统复杂程度的增加，全网的管理和维护，设备的故障判定和排除就变得越来越困难。
可以采用SDH ＋光纤或ATM＋光纤组成宽带数字传输系统。
该传输网可以采用带有保护功能的环网传输系统，链路传输系统或者组成各种形式的复合网络，可以满足各种综合信息传输。
对光纤通信而言，超高速度、超大容量、超长距离一直都是人们追求的目标，光纤到户和全光网络也是人们追求的梦想。
现在光通信网络的容量虽然已经很大，但还有许多应用能力在闲置，今后随着社会经济的不断发展，作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长，一定会超过现有网络能力，推动通信网络的继续发展。
因此，光纤通信技术在应用需求的推动下，一定不断会有新的发展。
