光纤通信中的光发射机与光接收机

第一章 概述1 用光导纤维进行通信最早在哪一年由谁提出? 1966年由英籍华人高锟提出。

2 光纤通信有哪些优点?频带宽、传输容量大；损耗小、中继距离长；重量轻、体积小； 抗电磁干扰性能好；泄漏小、保密性好；节约金属材料，有利于资源合理使用。

3 光纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分作用。

点对点光纤通信系统通常由光发射机、光纤、光中继器和光接收机四部分组成，如下图所示：光放大器光纤信息光发射机的作用是把电信号转变为光信号注入光纤传输，它通常由复用器、调制器和光源组成。

复用器的作用是把多路信息信号复用为时分复用（TDM ）信号或频分复用（FDM ）信号。

调制器的作用是用复用信号直接调制（IM ）激光器（LD ）的光强，或通过外调制器调制 LD 的相位。

光源是把电信号转换为光信号，以便在光纤中传输。

光接收机的作用是把经光纤传输后的微弱光信号转变为电信号，对其放大并解调出原基带信号。

光中继器的作用是对经光纤传输衰减后的信号进行放大。

光中继器有光-电-光中继器和全光中继器。

如需对业务进行分出和插入，可使用光-电-光中继器；如只要求对光信号进行放大，则可以使用光放大器。

光纤是光信号传输的介质。

4 简述通信网络的分层结构。

P125 简述通信网络的发展过程。

P8第二章 光纤和光缆1 用光线光学方法简述多模光纤导光原理。

当入射角超过临界角时，没有透射光，只有反射光，这就是多模光纤波导传输光的原理。

2 作为信息传输波导，实用光纤有哪两种基本类型？多模光纤和单模光纤3 什么叫多模光纤？什么叫单模光纤？如果光纤只支持一个传导模式，则称该光纤为单模光纤。

相反，支持多个传导模式的光纤称为多模光纤。

4 光纤传输电磁波的条件有哪2个？光纤传输电磁波的条件除满足光线在纤芯和包层界面上的全反射条件外，还需满足传输过程中的相干加强条件。

5 造成光纤传输损耗的主要因素有哪些？哪些可以改善的？最小损耗在什么波长范围内？引起光纤衰减的原因是光纤对光能量的吸收损耗、散射损耗和辐射损耗。

1、光纤通信的优缺点是什么？优点:通信容量大；中继距离长；抗电磁干扰；传输误码率低；适应能力强；保密性好；使用寿命长。

缺点：有些光器件比较昂贵；光纤的机械强度差；不能传送电力。

2、光纤通信系统有哪几部分组成？简述各部分作用。

光纤通信由光发射机、接收机和光纤三个部分组成。

发射机又分为电发射机和光发射机，相应的，接收机也分为光接收机和电接收机。

电发射机的作用是将信源发出的基带信号变换为适合于信道传输的电信号，包括多路复接、码型变换等；光发射机的作用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的注入光纤线路。

光纤线路把来自于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。

光接收机把从光纤线路输出的产生畸变和衰减的微弱光信号还原为电信号。

电接收机的作用一是放大，而是完成与电发射机相反的变换，包括码型反变换和多路分接等。

3、目前光纤通信为什么采用以下三个工作波长：λ1=0.85μm，λ2=1.31μm，λ3=1.55μm？答：λ1=0.85μm，λ2=1.31μm，λ3=1.55μm附近是光纤损耗较小或最小的波长“窗口”，相应的损耗分别为2~3dB/km、0.5dB/km、0.2dB/km，而且在这些波段前有成熟的光器件。

4、光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向发展？答：长波长、单模光纤比短波多模光纤具有更好的传输特性。

（1）单模光纤没有模式色散，不同成分光经过单模光纤的传播时间不同的程度显著小于经过多模光纤时不同的程度。

（2）有光纤损耗和波长的关系曲线知，随着波长增大，损耗呈下降趋势，且在1.55μm处有最低损耗值：而且1.13μm和1.55μm处的色散很小。

故目前长距离光纤通信一般都工作在1.55μm。

5、光纤色散产生的原因及其危害是什么？答：光纤色散是由光纤中传输的光信号的不同成分的光的传播时间不同而产生的。

危害：若信号是模拟调制的，色散将限制带宽；若信号是数字脉冲，色散将使脉冲展宽，限制系统传输速率。

实验二光发射机与光接收机实验学号：XXX 姓名：XXX一、实验目的1.了解光源的调制的原理2.学习光发送模块的电路原理3.了解光接收机的组成4.了解光收端机灵敏度的指标要求二、实验内容1.介绍光源的调制方法2.介绍光发射电路的框图3.了解光接收机的组成三、实验仪器1.光纤通信实验系统1 台2.示波器1台3.光纤跳线1根4.万用表5.光功率计四、实验原理1、光发射机、光调制。

根据调制与光源的关系，光调制可以分为直接调制和间接调制两大类。

直接调制方法仅适用于半导体光源（LD和LED），这种方法是把要传送的信息转变为电信号注入LD或LED，从而获得相应的光信号，所以是采用电源调制方法。

直接调制后的光波电场振幅的平方与调制信号成一定比例关系，是一种光强度调制（IM）的方法。

间接调制是利用晶体的光电效应、磁光效应、声光效应等性质来实现对激光辐射的调制，这种调制方式既适应于其他类型的激光器。

间接调制最常用的外调制的方法，即在激光形成以后加载调制信号。

对某些类型的激光器，间接调制也可以采用内调制的方法，即在激光器的谐振腔内放置调制元件，用调制信号控制调制元件的物理性质，将改变谐振腔的参数，从而改变激光输出特芯以实现其调制。

光源的调制方法及所利用的物理效应如下表所示。

光源的各种调制方法本实验系统采用的是直接调制的方法。

2、模拟信号调制与数字信号调制模拟信号调制是直接用连续的模拟信号（如话音、电视等信号）对光源进行调制从而使LED 或LD的输出光功率跟随模拟信号变化，如下图所示：由于光源，尤其是激光器的非线性比较严重，所以目前模拟光纤通信系统仅仅用于对线性要求较低的地方，要实现大容量的频分复用还比较困难，仅自一些小系统中使用。

对一些容量较大、通信距离较长的系统，多采用对半导体激光器进行数字调制的方式。

数字调制主要是用数字信号的“1”和“0”来控制激光的“有”和“无”，如下图所示：与LED 相比，LD 的调制问题要复杂得多。

DCWIndustry Observation产业观察173数字通信世界2024.03随着通信技术的飞速发展，我国于1992年开通第一个光纤通信系统，正式步入超远距离传输、超高效率传播的光纤通信时代。

近年来，光纤通信成为现代信息技术的主要方式之一[1]。

光纤通信技术主要是指光导纤维通信技术。

利用光导纤维的低损耗、大容量、远中继、易耦合等特性，实现了对光波信号的加载与传输。

1 光纤通信技术原理1.1 光纤概述光纤，就是光导纤维，又叫作介质圆波导，它的典型结构为多层同轴圆柱体[2]，主要由折射率较高的纤芯与折射率较低的包层组成，最外面还有一层起到保护作用的涂覆层。

即由外而内依次为涂覆层、包层、纤芯。

光导纤维由高纯二氧化硅制成，也就是我们常说的石英玻璃。

并且在纤芯内部添加诸如磷、锗、氟化物等物质，以此提高纤芯内部折射率。

同时在包层中掺入少量氧化硼，以此降低发生在包层中的折射率，最终使得发生在纤芯中的折射率na 大于发生在包层中的折射率nb ，从而达到发生全反射的效果。

1.2 光发射机工作原理光纤通信技术解决了将电信号加载到光源上的问题。

光发射机作为光端机的一种，大多数采用直接调制的方法。

它的作用是将电端机送来的电信号调制成相应的光信号送入光纤中传输。

目前我国的光发射端机的性能要求为入纤光功率要为0.01～10 mW ，稳定性为5%～10%，消光比一般小于0.1。

其中，消光比的定义如下：光发射机一般由电路模块、驱动模块、温控模块、监测模块、保护控制模块五部分组成。

具体如图1所示。

电信号进入电路模块，经过译码、扰码、编码等过程，电信号被变成适合在光纤线路中传输的线路码型，最终经过一系列处理将电信号转变为光信号在光纤中传输。

其中，温控模块用来调整温度；监测模块用来检测光信号；保护控制模块用来调控与反馈信号。

浅析光纤通信技术的原理及发展趋势项秋实，王 淼，谢东辰，周泽鑫（江苏师范大学，江苏 徐州 221116）摘要：文章重点分析了光纤通信技术的基本原理，在此基础上给出了光纤通信系统的工作原理图，以期探究光纤通信技术的优化方案，并对其今后的发展趋势做出预测，为现代光纤通信的发展提供理论性参考。

光纤tx和rx的正常数值光纤传输是一种基于光信号传输的通信方式，其中TX（Transmitter）是光发射机，TX模块发射光信号给光纤，而RX（Receiver）是光接收机，RX模块接收光纤传输的信号。

TX和RX的正常数值取决于各种因素，包括光纤规格、距离、信号强度等。

首先，我们来谈谈光纤的规格。

光纤按照不同的模式分成单模光纤（Single Mode Fiber, SMF）和多模光纤（Multimode Fiber, MMF）。

SMF是一种只允许一条光线在其中传输的光纤，而MMF则允许多条光线在其中传输。

由于SMF的传输距离较长，衰减较小，因此通常用于长距离传输。

而MMF适用于短距离传输，因为它的衰减较大。

对于单模光纤而言，TX的典型数值为1310nm或1550nm。

这意味着TX模块会发射波长为1310nm或1550nm的光信号。

这些波长的选择是基于它们在光纤中传输时的最佳性能，包括衰减和色散等方面。

从标准的或典型的数值来看，TX的输出功率通常在0到-10 dBm之间（dBm是一种用于表示光功率的单位）。

RX的数值取决于光纤接收机的灵敏度。

灵敏度是指光接收器能够接收的最小光功率。

如果光信号的功率小于灵敏度，则光信号无法正确被接收。

对于单模光纤而言，常见的灵敏度为-24至-20 dBm之间。

换句话说，平均灵敏度通常在-24 dBm到-20 dBm之间。

当然，要了解TX和RX的正常数值，我们还需要考虑传输距离和信号强度等因素。

一般而言，随着传输距离的增加，信号强度也会下降。

在传输过程中，光信号经历衰减和色散等损耗。

因此，为了确保正常的光纤传输，我们需要通过合适的光纤衰减补偿模块来保持信号强度和质量。

此外，值得注意的是，光纤传输的数值还取决于具体应用场景和所使用的光纤设备。

不同的设备和应用可能有不同的要求和标准。

因此，在实际应用中，需要根据具体的光纤网络设备和要求来确定TX和RX的正常数值。

综上所述，光纤传输中TX和RX的正常数值取决于多种因素，包括光纤规格、距离、信号强度等。

光发射机和光接收机工作原理光发射机和光接收机是光通信系统中的重要组成部分，它们通过光信号的发送和接收实现了光通信的功能。

下面我将从工作原理的角度来详细解释光发射机和光接收机的工作原理。

首先，让我们来看看光发射机的工作原理。

光发射机通常由激光二极管或者激光器组成。

当电流通过激光二极管或激光器时，它们会产生光子。

这些光子被激发到一个能量级别，然后被释放出来，形成了光信号。

这个光信号经过光纤或者空气传输到远端的光接收机。

接下来，让我们来看看光接收机的工作原理。

光接收机通常由光探测器组成，光探测器可以是光电二极管或者光电探测器。

当光信号到达光接收机时，光信号被光探测器接收，然后被转换成电信号。

这个电信号经过放大和处理后，就可以被解码成原始的数据信号。

总的来说，光发射机的工作原理是将电信号转换成光信号，而光接收机的工作原理是将光信号转换成电信号。

这样就实现了光通信系统中的信号发送和接收功能。

这种光通信系统具有传输速度快、抗干扰能力强等优点，因此在现代通信系统中得到了广泛的应用。

除此之外，光发射机和光接收机的工作原理还涉及到光学器件的选择、电路设计、信号处理等方面的知识。

例如，光发射机需要考虑激光二极管或激光器的工作参数选择，光接收机则需要考虑光探测器的灵敏度和带宽等参数。

同时，光通信系统中的光纤传输、光信号调制解调等技术也是光发射机和光接收机工作原理的重要组成部分。

综上所述，光发射机和光接收机是光通信系统中的重要组成部分，它们通过光信号的发送和接收实现了光通信的功能。

光发射机将电信号转换成光信号，而光接收机将光信号转换成电信号，从而实现了光通信系统中的信号发送和接收功能。

希望这个回答能够全面地解释了光发射机和光接收机的工作原理。

光纤通讯系统中的关键技术分析及研究在现代通信中，光纤通讯系统是一种广泛应用的先进通信技术。

随着人们对通信速度和带宽要求的不断提高，光纤通讯系统也在不断发展和升级。

本文将探讨光纤通讯系统中的关键技术以及相关技术研究。

一、光纤通讯系统的基本技术1. 光纤通讯传输原理光纤传输系统是利用光纤波导的特性，将光信号通过光纤传输。

光纤传输系统中，光源产生光信号，经过光电调制器调制，成为数字信号，通过光纤纤芯传输，经过光电解调器可将光信号转换为数字信号进行解码。

2. 光纤通讯系统的组成光纤通讯系统主要由发射机、光纤、接收机三部分组成。

发射机是光信号的发射源，光纤是信号的传输介质，接收机是将光信号转换成电信号的设备。

3. 光纤通讯系统的优点与传统通信方式相比，光纤通讯具有高速、高带宽、长距离、安全可靠等优点。

光纤通讯还可以避免电磁干扰和电波干扰，可以满足高质量、高清晰度的通信需求。

二、光纤通讯系统中的关键技术1. 光纤光缆制造技术光纤通讯系统中最重要的组成部分是光纤，光纤作为光学信号的传输媒介，要求具有高纯度、低损耗、低散射等特性。

目前，高品质、高可靠性的光纤制造技术已进入成熟阶段，能够满足高要求的通讯需求。

2. 光纤连接技术光纤连接技术是将不同的光纤通过连接器连接在一起，在光纤通讯系统中具有重要作用。

光纤连接技术要求高精度、高可靠性，对连接器的质量要求也很高。

常用的光纤连接技术有机械式连接和焊接连接等方式。

3. 光纤放大增益技术光纤放大增益技术是指在光纤通讯系统中，经过一定距离光信号会衰减，需要通过光纤放大器增加光信号的强度以达到传输的要求。

常用的光纤放大器有光纤激光器、半导体光纤放大器等类型。

4. 光纤通信的编解码技术编解码技术是将数字信息转换为模拟信号，或将模拟信号转为数字信号的一种技术。

在光纤通信中，通过编解码技术可以将数字数据压缩和还原，并可以加密数字数据以实现保密传输。

三、光纤通讯系统的技术研究1. 光纤通信网络的优化技术研究光纤通信系统的高速率和高传输效率要求网络拓扑具备较高的可扩展性和容错性能。