数字光纤通信系统

浅谈数字光纤通信系统摘要当今世界，计算机与通信技术高度结合，光纤通信有了长足发展。

纵观当今电信的主要技术，光纤和光波的变革极大的提高着信息的传输容量。

因而传统的模拟信号的传输的信息容量已经远远不能满足当前生产生活的实际技术需求，从上世纪开始数字信号传输已经逐步取代模拟信号，成为当前电视、电话、网络中信息传输的主要方式。

本文就光纤通信网络中的数字光纤通信部分进行了简要的介绍以及分析，涉及数字光纤通信系统基本概念特点的解析，系统的组成结构，主要传输体制以及线路的编码方式。

关键字数字光纤通信系统准同步数字系列（PDH）同步数字系列（SDH）线路编码内容一．数字光纤通信系统概况光纤是数字通信的理想的传输信道。

与模拟通信相比，数字通信有许多优点，最主要的是数字系统可以恢复因传输损失导致的信号畸变，因而传输质量高。

大容量长距离的光纤通信系统几乎都是采用数字传输方式。

在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。

而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM（pulse code modulation），即脉冲编码调制。

这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生。

二．数字光纤通信系统组成数字光纤通信系统如图1所示，与模拟系统主要区别在于数字系统中有模数转换设备和数字复接设备，即为PCM端机。

1.模数转换设备。

它将来自用户的模拟信号转换为对应的数字信号。

数字复接设备则将多路低速数字信号按待定的方式复接成一路高速数字信号，以便在单根光纤中传输。

2.输入接口将来自PCM端机的数字基带信号适配成适合在光纤信道中传输的形态。

3. 光发送机将数字电信号转换为数字光信号，并将其反馈入光纤传输。

发送端一般采用强度调制方式实现数字电信号到数字光信号的转换，即通过直接调制或者间接调制，使得“1”码出现时发出光脉冲，而“0”码出现时不发光。

数字光纤通信系统的工作原理数字光纤通信系统是一种高速、高带宽的数据传输技术，其工作原理基于光学和电学的相互作用。

数字光纤通信系统主要由三部分组成：发射机、光纤传输线路和接收机。

发射机是数字光纤通信系统中的第一部分，它将电信号转换为光信号并将其发送到光纤传输线路上。

发射机主要由三个部分组成：激光器、调制器和驱动电路。

激光器是发射机的核心部件，它能够产生高强度、单色、相干的激光束。

调制器则是将电信号转换为激光脉冲的设备，它能够对激光束进行调制以便在传输过程中能够正确地识别出每一个二进制位。

驱动电路则是用来控制调制器的工作状态，以便让其按照正确的时间序列进行工作。

光纤传输线路是数字光纤通信系统中的第二部分，它是负责将激光脉冲从发射机传输到接收机的媒介。

在传输过程中，激光脉冲会在光纤中不断地反射和折射，以保证光信号能够稳定地传输到目的地。

光纤传输线路主要由两个部分组成：光纤和连接器。

光纤是数字光纤通信系统中最重要的部件之一，它具有非常高的抗干扰性和传输带宽。

在数字光纤通信系统中，常用的是单模光纤，它能够将激光脉冲通过一个非常小的核心直接传送到接收机中。

连接器则是用来连接不同段光纤的设备，它能够确保激光脉冲在传输过程中不会受到损失或干扰。

接收机是数字光纤通信系统中的第三部分，它负责将从传输线路上接收到的激光脉冲转换为电信号并将其输出。

接收机主要由两个部分组成：探测器和前置放大器。

探测器是接收机中最重要的部件之一，它能够将从传输线路上接收到的激光脉冲转换为电信号。

前置放大器则是用来增强探测器输出信号强度，并将其输出到后续的数字处理器中进行解码和处理。

总之，数字光纤通信系统是一种高速、高带宽的数据传输技术，其工作原理基于光学和电学的相互作用。

通过发射机将电信号转换为光信号并将其发送到光纤传输线路上，再通过接收机将从传输线路上接收到的激光脉冲转换为电信号并将其输出，从而实现了数字信息在长距离范围内的高速、稳定地传输。

~~~~~~学院课程设计报告课程名称：通信系统课程设计院部：电气与信息工程学院专业班级：学生姓名：指导教师：完成时间：2010 年12 月31日报告成绩：高速数字光纤通信系统的设计目录 (3)摘要 (4)关键词 (4)Abstract (5)第一章数字光纤通信系统的整体设计 (6)1.1数字光纤通信系统的简介 (6)1.2 数字光纤通信系统的基本设计思想 (7)1.3 数字光纤通信系统设计的方案分析 (7)第二章数字光纤通信系统的具体设计 (8)2.1 A—E的工程分站设计 (8)2.2 系统部件的选择 (8)2.2.1光源的选择 (8)2.2.2光纤的选择 (8)2.2.3光电检测器的选择 (9)2.2.4光接口规范的选择 (9)2.3 应用代码的选择 (9)2.4 衰耗预算 (10)2.4.1无光放大器系统的衰耗预算 (10)2.4.2带光放大器系统的衰耗预算 (10)2.5色散预算 (11)2.5.1码间干扰与频率啁啾的功率代价 (11)2.5.2色散相关参数的确定 (12)2.5.3色散的具体计算 (12)第三章数字光纤通信系统设计结果 (14)总结 (16)参考文献 (17)当今世界，计算机与通信技术高度结合，光纤通信有了长足发展。

纵观当今电信的主要技术，光纤和广波的变革极大的提高着信息的传输。

进入1993年以后，我国光纤通信已处于持续大反战时期。

其特征是大量新技术，特别是网络技术、高速介质接入网（HMAV）光时分复用接入（OTMMA）和波分复用接入（WDMA）、光孤子（solition）、掺铒光纤放大器（EDFA）、SDH产品等开发实用实用化开展大量、深入研究工作。

同时，各种专用光纤系统组成及其系统参数测量技术现状，无论是对光纤通信的业主、经销商，还是对光纤通信的广大用户都是重要的。

20世纪70年代末，光纤通信开始进入实用化阶段，各种各样的光纤通信系统如雨后春笋在世界各地建立起来，逐渐成为电信传送网的主要传送手段。

数字光纤通讯系统基本构成20 世纪 70 年月末，光纤通讯开始进入适用阶段，各样光纤通讯系统先后成立起来，但当前强度调制－直接检测 (IM-DD) 系统是最常用、最主要的方式，下边就我所理解的光纤系统做一下简要介绍。

数字光纤通讯系统的基本框图以下列图所示。

光发射端机光接收端机光缆光中继器光缆输入接口输出接口备用系统电发射机电接收机协助系统用户用户一、电发射机通讯中传输的很多信号都是模拟信号，如语音信号、图像信号等，电发射机的任务就是把模拟信号变换为数字信号（ A/D 变换），并用时分复用的方式把多路信号复接、合群，进而输出高比特率的数字信号。

PCM 包含抽样、量化、编码、传输、解码、低通等过程。

二、光发射机电发射机的输出电信号经输入接口进入光发射机。

输入接口的作用是保证电、光端机间信号的幅度、阻抗般配，还要进行合适的码型变换，以合适光发射机的要求。

如 PDH 的一、二、三次群 PCM 复接设施的输出码型是 HDB3 码，四次群是 CMI 码，在光发射机中，需要先变换成 NRZ 码。

光发射端机的构成以下列图所示。

数字信号线路编码调制电路光源光信号控制电路1、线路编码线路编码的作用是将传递码流变换成便于在光纤中传输接收及监测的线路码型。

线路编码的种类有：①扰码；②mBnB 码；③插入码。

我国 3 次群和 4 次群光纤通讯系统最常用的线路编码是5B6B 码。

2、调制电路光源的调制方式分直接调制和间接调制。

直接调制仅合用于半导体光源（ LD 和 LED ），它是把要传递的信息转变成电流信号注入 LD 和 LED ，进而获取相应的光信号，是一种电源调制方式。

直接调制分模拟调制和数字调制，模拟调制一般只好使用 LED ，数字调制可使用 LED 也可使用 LD 。

间接调制是利用晶体的电光效应、磁光效应、声光效应等性质来实现对激光辐射的调制，它既合用于半导体激光器，也适于其余种类激光器。

间接调制最常用的是外调制，即在激光形成此后加载调制信号，详细方法是在激光器谐振腔外的光路上搁置调制器。

数字光纤通信系统的组成数字光纤通信系统是一种高速数字数据传输系统，使用光纤传输数据，具有高速传输、信噪比高、阻抗稳定、抗干扰等优点，已经广泛应用于网络通信、数据中心、智能家居、医疗等领域。

数字光纤通信系统主要由三部分组成：传输设备、光纤线路和接收设备。

传输设备是数字光纤通信系统的核心部分，通常包括发射器和接收器两个组成部分。

发射器主要是将电信号转换成光信号，通过光纤线路传输；接收器则是将接收到的光信号转换成电信号，从而实现数字数据的传输。

发射器中的激光器是数字光纤通信系统中最重要的组件之一，它的性能直接影响到系统的传输速度和传输距离。

光纤线路是数字光纤通信系统的传输介质，它主要是由纤芯、包层、护套等组成。

纤芯是光纤线路中最关键的组件之一，它是光信号的传输通道，通常由高纯度玻璃、石英等材料制成。

包层则是包裹在纤芯外的一层材料，主要作用是保护纤芯，减少信号传输中的损耗。

护套则是包裹在包层外的一层材料，主要是为了保护线路，防止外界物理损伤。

接收设备是数字光纤通信系统中数据接收的最后一环，主要是将接收到的光信号转换成数字电信号，从而实现数据的解析和传输。

接收器通常包括光电探测器、放大器、解码器等组成部分，其中光电探测器是数字光纤通信系统中另一个重要的组件，它主要是将接收到的光信号转换成电信号，为后续的数据处理提供信号源。

综上所述，数字光纤通信系统的组成主要包括传输设备、光纤线路和接收设备三部分。

传输设备中的发射器和接收器是系统中最关键的组件之一，光纤线路是系统传输介质，而接收设备则是数据接收的最后一个环节，对于数据的完整性和准确性具有重要作用。

随着数字通信技术的不断更新和发展，数字光纤通信系统在未来的应用中将会发挥越来越重要的作用。

光纤通信系统的结构及各部分的作用一、引言光纤通信系统是指利用光纤作为传输介质的通信系统，具有高速、大带宽、抗干扰等优点，被广泛应用于现代通信领域。

本文将详细介绍光纤通信系统的结构及各部分的作用。

二、光纤通信系统的结构光纤通信系统主要由三部分组成：发送端、传输介质和接收端。

其中，发送端和接收端都包含了多个子模块。

1. 发送端发送端主要由以下几个子模块组成：（1）调制电路：将数字或模拟信号转换成适合光纤传输的电信号。

（2）激光器：产生高强度的激光束，将电信号转换成激光脉冲。

（3）调制器：将激光脉冲进行调制，使其能够传输数字或模拟信号。

（4）耦合器：将调制后的激光脉冲与光纤进行耦合，使其能够进入光纤中进行传输。

2. 传输介质传输介质即为光纤，是一种由玻璃或塑料材料制成的细长管道，用于传输光信号。

光纤主要由以下几个部分组成：（1）芯：光信号在其中传输的区域。

（2）包层：包裹芯的区域，用于保护芯。

（3）绝缘层：包裹包层的区域，用于保护整个光纤。

3. 接收端接收端主要由以下几个子模块组成：（1）解调器：将传输过来的激光脉冲进行解调，恢复出原始的数字或模拟信号。

（2）探测器：将激光脉冲转换成电信号。

（3）放大器：放大电信号以便进一步处理和使用。

三、各部分的作用1. 调制电路调制电路是将数字或模拟信号转换成适合光纤传输的电信号。

在数字通信中，调制电路通常采用PAM码或ASK码等技术；在模拟通信中，调制电路通常采用AM、FM或PM等技术。

调制电路的作用是将原始信号进行编码和调制，使其能够通过激光器产生激光脉冲。

2. 激光器激光器是产生高强度的激光束，将电信号转换成激光脉冲。

激光器的作用是将调制后的电信号转换成激光脉冲，以便进一步进行传输。

3. 调制器调制器是将激光脉冲进行调制，使其能够传输数字或模拟信号。

调制器的作用是将激光脉冲进行编码和调制，使其能够通过耦合器进入光纤中进行传输。

4. 耦合器耦合器是将调制后的激光脉冲与光纤进行耦合，使其能够进入光纤中进行传输。

数字光纤通信系统的组成数字光纤通信系统是一种高速、高效、可靠的通信系统，它由多个组成部分构成。

本文将从数字光纤通信系统的组成方面进行介绍。

数字光纤通信系统的组成主要包括光源、光纤、光探测器、光电转换器、调制器、解调器、放大器、滤波器、复用器和解复用器等。

光源是数字光纤通信系统的重要组成部分，它产生光信号并将其发送到光纤中。

光源通常采用激光器或发光二极管，它们能够产生高强度、高速度、高稳定性的光信号。

光纤是数字光纤通信系统的传输介质，它能够将光信号传输到目标地点。

光纤通常由玻璃或塑料制成，具有高强度、低损耗、高带宽等优点。

第三，光探测器是数字光纤通信系统的接收器，它能够将光信号转换为电信号。

光探测器通常采用光电二极管或光电倍增管，它们能够将光信号转换为电信号，并将其传输到后续的处理器中。

第四，光电转换器是数字光纤通信系统的重要组成部分，它能够将电信号转换为光信号。

光电转换器通常采用半导体材料制成，具有高速度、高效率、高稳定性等优点。

第五，调制器是数字光纤通信系统的信号处理器，它能够将数字信号转换为模拟信号，并将其发送到光源中。

调制器通常采用电光调制器或直接调制器，它们能够将数字信号转换为模拟信号，并将其发送到光源中。

第六，解调器是数字光纤通信系统的信号处理器，它能够将光信号转换为数字信号，并将其传输到后续的处理器中。

解调器通常采用光电调制器或直接解调器，它们能够将光信号转换为数字信号，并将其传输到后续的处理器中。

第七，放大器是数字光纤通信系统的信号增强器，它能够增强光信号的强度和稳定性。

放大器通常采用光纤放大器或半导体放大器，它们能够增强光信号的强度和稳定性，并将其传输到目标地点。

第八，滤波器是数字光纤通信系统的信号过滤器，它能够过滤掉无用的信号，并提高信号的质量。

滤波器通常采用光纤滤波器或半导体滤波器，它们能够过滤掉无用的信号，并提高信号的质量。

第九，复用器是数字光纤通信系统的信号复用器，它能够将多个信号合并为一个信号，并将其传输到目标地点。

数字光纤通信系统的基本组成随着科技的不断发展，数字通信已经成为现代社会中不可或缺的一部分。

数字光纤通信系统是一种高速、稳定、可靠的通信方式，被广泛应用于电信、互联网、家庭网络等领域。

本文将从基本组成的角度，对数字光纤通信系统进行详细介绍。

数字光纤通信系统的基本组成主要包括：光源、光纤、光纤连接器、光接收器、光衰减器、光网络设备等。

光源是数字光纤通信系统中最基本的组件之一，它能够产生稳定的光信号，为光纤传输提供光源。

光源主要包括激光器和发光二极管两种。

其中，激光器是最常用的光源之一，因为它能够产生高强度、高稳定性的光信号，保证了数字通信的高速和稳定性。

光纤是数字光纤通信系统中的核心组成部分，它是光信号在光通信中传输的载体。

光纤的主要材料是硅氧纤维，它的直径非常细微，只有几根人的头发那么细。

通过特殊的制造工艺，光纤可以承受高速、高稳定性的光信号传输，保证光信号的准确到达目的地。

光纤连接器是数字光纤通信系统中负责将两根光纤连接起来的工具。

光纤连接器的种类繁多，其中最常见的是FC、SC、ST等类型。

光纤连接器的质量直接影响光信号的传输质量，因此正确选择和安装光纤连接器至关重要。

光接收器是数字光纤通信系统中的重要组成部分，它的作用是将光信号转化为电信号。

光接收器一般由光电探测器、放大器和解调器等组成。

光电探测器能够将光信号转化为电信号，放大器则能够放大电信号，解调器则负责将电信号转化为数字信号。

光衰减器是数字光纤通信系统中用来控制光信号强度的设备之一。

由于光信号的强度过强会导致光电探测器失效，因此在传输光信号时需要通过设置光衰减器来控制光信号的强度，并保证光纤传输的稳定性。

光网络设备是数字光纤通信系统中的高层次组成部分，它主要包括光交换机、光路由器、光端口等。

这些设备可以实现对数字光纤通信系统的控制、管理和监测，保证数字光纤通信系统稳定、高效地工作。

在数字光纤通信系统中，每一个组成部分都起着至关重要的作用，它们相互配合、共同作用，才能组成一个完整、高效、稳定的数字光纤通信系统。

通信系统实验——数字光纤通信系统综合实验班级：学号：姓名：一、实验目的1）通过光纤通信系统的实验，加深理解光纤通信系统的基本工作原理。

2）熟悉光纤通信设备常用业务2Mbps通道的误码特性要求以及测试方法。

3）了解电话通话质量的高低与光信通信业务误码率之间的关系。

4）掌握数字光纤系统中继距离受损耗限制时的中继距离测算。

二、实验内容1）学习光纤实验系统基本原理，熟悉该系统光、电接口的连接方法及注意事项。

2）理解误码测试指标要求，完成2Mbps误码测试。

3）通过正确连接光纤实验系统，完成通话实验。

4）测试误码率变化时的通话效果，了解电话通话质量与误码率之间的关系。

5）测算数字光纤通信实验系统受损耗限制时的中继距离。

三、实验器材1）光纤数字通信实验系统1套2）A V2498A型光纤多用表1台3）A V5232C 2Mbps误码测试仪1部4）双FC法兰连接器1只5）10dB固定光衰减器1只6）2米FC/PC接头尾纤2根7）BNC同轴电缆2根8）电话机2部9）小盒子1个四、基本原理1）数字光纤通信系统面板图数字光纤实验系统面板与侧面板图分别见附图10-1与附图10-2。

2）数字光纤实验系统功能介绍该实验系统主要由音频接口单元、电信交换单元、数字复/分接单元、HDB3接口单元、线路编/译码单元及光发送/接收单元组成。

系统的功能框图见图10-3。

其中：（1）音频接口单元由二/四线转换电路和模数转换电路组成。

二/四线转换电路主要完成二、四线音频话音信号电平之间的相互转换。

模数转换电路主要完成模拟话音信号（通带：0——3.4kHz）与数字PCM编码信号之间的相互转换。

（2）电信交换单元由交换矩阵电路组成，主要完成话音信号的近端和远端交换功能。

近端指无需外部接线（如光纤连接），实验系统的两部电话通过内部交换可以拨打对方近端号码（812，814）；远端指话音转换成数字信号需要经过外部传输后，实验系统的两部电话才可以相互拨打对方的远端号码（816，818）。

《光纤通信系统》数字光纤传输测试系统实验概述光纤通信是利用光波作为载波，以光纤作为传输媒质实现信息传输，是一种最新的通信技术。

光纤是光导纤维的简称。

光纤通信是以光波为载频，以光导纤维为传输媒质的一种通信方式。

光纤通信使用的波长在近红外区，即波长800～1800nm，可分为短波长波段（850nm）和长波长波段（1310nm和1550nm），这是目前所采用的三个通信窗口。

通信发展过程是以不断提高载频频率来扩大通信容量，光是一种频率极高的电磁波（3×1014HZ），因此用光作载波进行通信容量极大，是过去通信方式的千百倍，具有极大的吸引力，是通信发展的必然方向。

光纤通信有许多优点：首先它有极宽的频带。

目前我国已完成了10Gbps的光纤通信系统，这意味着在125um的光纤中可以传输大约11万路电话。

其次，光纤的传输损耗很小，传统的同轴电缆损耗约在5dB/Km以上，站间距离不足10Km；而工作在 1.55um的光纤最低已达到0.2dB/Km的损耗，站间无中继传输可达100Km以上。

另外，光纤通信还具有抗电磁干扰、抗。

腐蚀、抗辐射等特点，它在地球上有取之不尽，用之不竭的光纤原材料—SiO2光纤通信可用于市话中继线，长途干线通信，高质量彩色电视传输，交通监控指挥，光纤局域网，有线电视网和共用天线（CATV）系统。

波分复用技术（WDM）的出现，使光纤传输技术向更高的领域发展，实现信息宽带、高速传输。

光纤通信将会在光同步数字体系（SDH）、相干光通信、光纤宽带综合业务数字网（B—ISDN）、用户光纤网、ATM及全光通信有进一步发展。

光纤通信系统主要由三部分组成：光发射机、传输光纤和光接收机。

其电/光和光/电变换的基本方式是直接强度调制和直接检波。

实现过程如下：输入电信号既可以是模拟信号（如视频信号、电话语音信号、正弦波或三角波信号），也可以是数字信号（如计算机数据、PCM编码信号、数字信号源信号）；调制器将输入的电信号转换成适合驱动光源器件的电流信号并用来驱动光源器件，对光源器件进行直接强度调制，完成电/光变换的功能；光源输出的光信号直接耦合到传输光纤中，经一定长度的光纤传输后送达接收端；在接收端，光电检测器对输入的光信号进行直接检波，将光信号转换成相应的电信号，再经过放大恢复等电信号处理过程，以弥补线路传输过程中带来的信号损伤（如损耗、波形畸变），最后输出和原始输入信号相一致的电信号，从而完成整个传送过程。