当前位置：文档之家 › 自考 光纤通信技术 第1章 概述

自考 光纤通信技术 第1章 概述

  • 格式：ppt
  • 大小：589.50 KB
  • 文档页数：31

下载文档原格式

  / 31

合集下载

光纤通信技术

光纤通信技术

光纤通信技术标题：光纤通信技术：现代通信领域的巨大突破引言：在信息时代的高速发展中，光纤通信技术作为现代通信中最具前沿和重要的一项技术，正发挥着越来越重要的作用。

本文将从光纤通信技术的原理、应用和未来发展等方面进行详细介绍，以展示光纤通信技术在通信领域带来的巨大突破。

第一部分：光纤通信技术的原理光纤通信技术是一种利用光传输信息的通信方式。

其原理基于光波在光纤中的传播。

光纤是一种由光学玻璃或塑料制成的细长光导纤维，其核心是光的传播通道。

当光波射入光纤时，根据全反射原理，光波将沿着光纤内部的核心进行传播，损耗极小。

而光信号的传输速度非常快，甚至接近光速，因此可以实现高速、大容量的信号传输。

此外，光纤通信技术还通过采用不同波长的光信号来实现多路复用，进一步提高了通信效率。

第二部分：光纤通信技术的应用光纤通信技术在现代通信领域有着广泛的应用。

首先，在长距离通信方面，光纤通信技术能够实现高速、低损耗的信息传输，比传统的电信号传输方式更加可靠。

无论是陆地通信还是海底光缆，光纤通信技术的应用都可以大大提高通信质量和速度。

其次，在数据中心和互联网领域，光纤通信技术的大容量和高速度使得数据传输更加稳定，能够满足日益增长的网络数据需求。

此外，光纤通信技术还应用于医疗设备、航天技术和军事通信等领域，为这些领域的发展提供了关键的支持。

第三部分：光纤通信技术的未来发展光纤通信技术在过去几十年中取得了巨大的进步，但其发展潜力远未到达极限。

未来，随着信息技术的不断发展，光纤通信技术将继续迎来新的突破。

首先，随着光纤材料的研究进展，将会出现更高效的光纤材料，降低传输损耗，提高传输容量。

其次，随着纳米技术和量子技术的进一步研究，有望实现光量子通信，从而进一步提高通信的安全性和速度。

此外，人们还在研究如何将光纤通信技术应用于无线通信领域，以实现更快速、更广覆盖的无线通信。

结论：光纤通信技术作为现代通信领域的重要技术，通过其高速、大容量和低损耗的特点，极大地改变了人们的通信方式和生活方式。

光纤通信技术概述

光纤通信技术概述

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。

光纤通信技术Chapter课件1

光纤通信技术Chapter课件1
在受激散射过程中，新产生的斯托克斯光子与受激态粒子同原斯托克斯光子 与受激态粒子是同相位的。
因此，受激喇曼散射是在激励场和斯托克斯场的同时作用下产生的受激过程， 是非线性光学效应。
19
第1 章光纤的基本理论
受激喇曼散射的条件： 受激喇曼散射的阈值 受激喇曼散射的增益阈值
20
第1 章光纤的基本理论
1.6.1 受激散射效应 • 布里渊散射
在一般情况下，任何光学介质内部均存在着由大量质点统计热运动所形成的 自发的弹性力学的声波场，这种声波场可分解为无数多个单色简谐平面声波之和，每 一种单色平面声波场将引起介质密度随时间和空间的周期性变化，因此将引起对入射 光波的“衍射”效应，并且“衍射”光的频率将随声波场的速度和传播方向的不同而 产生变化，这就是普通布里渊散射的经典物理过程。
W 2 k02n22 2 a 0
k0n2
2 0
n2
传播常数与自由空间的一样，因此，LP01模式对波长没有限制，即没有截止现象。
11
第1 章光纤的基本理论
d. 单模光纤，保证LP01模式存在，阻止或截止其它高阶模式振荡，比较LP02和 LP11模式，得到只要使归一化频率V小于二阶模LP11模的归一化频率即可。
16
第1 章光纤的基本理论
喇曼散射量子理论的观点：
在拉曼散射过程中，光子与微观粒子（原子、分子、电子及声子等）发生非弹性碰
撞，结果是入射光子散射成为一个能量和方向都与入射光子不同的散射光子，同时相
应的引起了粒子由初始态向终止态的跃迁。这种跃迁包括两种过程：一种是初始处于
较低能级 上的粒Eb子，在散射后跃迁到较高的能级 (分子内能E增a 加），而散射光
Km K
m
Wr a

概论：光纤通信技术

概论：光纤通信技术

概论：光纤通信技术
3
1.1、光纤通信－基本概念
• 光纤通信：
– 利用光波为载波、以光导纤维作为传输 媒质的通信方式
• 载波：
– 位于电磁波谱的近红外区，范围为 1014～1015Hz
• 特点
– 潜在通信容量极大,带宽近1015Hz
概论：光纤通信技术
4
1.2、光纤通信—诞生历史
最早的光通信：
用于传递信息的烽火台
光通信的基本要素：
光源 —— 烽火
发送 —— 点火或燃烟
接收 —— 人的眼睛
传播媒介 —— 大气
传送信息 —— 有无敌情
协议 —— 有信号则救援
概论：光纤通信技术
5
贝尔的光电话原Hale Waihona Puke 示意图：贝 尔弧光灯
送 话 器
受话器
抛 物 面 镜 光探测器
概论：光纤通信技术
6
1.2、光纤通信—诞生历史
由于19世纪先后发明了电报、电话 等电信设备，使光通信方法受到冷 落。虽然人们意识到如果采用光波 作为载波，通信容量可望提高几个 数 量 级 ， 但 直 到 20 世 纪 50 年 代 末 仍然找不到通信所必须的相干光源 和合适的传输介质。
受激辐射式光频放大器
知识产权：古尔德 (激光一词的始创者)
汤 司（书面工作早于前者）
梅 曼（激光发明权无可争议）
激光器的发明是20世纪科学技术的一 项重大成就，它使人们终于有能力驾驭尺 度极小、数量极大、运动极混乱的分子和
原子的发光过程 概论：光纤通信技术
12
通信光纤
• 一个意外发现
希腊的一位制玻璃 工人意外地发现，光能 毫无散射地从玻璃棒的 一端传到另一端。这已 经初步揭示了光在玻璃上的传播规 律。

《光纤通信技术》课件第1章

《光纤通信技术》课件第1章
第1章 光纤通信概论
1.1 光纤通信发展历程 1.2 光纤通信的系统构成 1.3 光纤通信的特点 1.4 光纤通信新技术
1.1 光纤通信发展历程
1.1.1 光纤通信的产生与发展 1.目视光通信 人类社会发展中的远距离通信的主流是光通信，电气通信
的历史不过一百多年。从古埃及、古中国、古希腊和古罗马时 代至发明莫尔斯电报的数千年间，远距离通信主要为目视光通 信。三千多年前我国周朝就利用烽火台的火光传送敌情消息， 到了近现代，战争中用信号弹指挥作战、城市使用信号灯指挥 交通等传递信息的方式均可称为目视光通信。我们现在经常提 到的光纤通信与这些简单的视觉光通信完全不同，光纤通信是 由光通信逐步发展、演变而来的，是指以光波作载波传送信息 的通信方式。
2）光纤通信迅速发展 1974年贝尔实验室发明了制造低损耗光纤的方法，使光 纤损耗下降到1dB/km；而日本电话电报公司研制出了更低 损耗的光纤，损耗下降到0.5dB/km。美国于1976年在亚特兰 大成功地进行了码速为44.7Mb/s的光纤通信系统试验；日本 也于同年开始了64km、32Mb/s光纤通信系统的室内试验。
1.1.2 光纤通信发展趋势 1.宽带通信业务需求激增、光纤通信向超高速系统发展 光纤产品的大规模采用成为全球宽带通信网络飞速发展
的有力基础。网络的扩张又带来全球性传送业务的大增长， 这些业务需求包括Internet的蓬勃发展、大量的全球数据传 送，以及其他一些不断增长的先进业务。
视频娱乐节目：采用速率高达几十兆比特的数字电视， 提供同实物一样大的高分辨率、3D、真彩色视频娱乐节目。
3.实现光联网 波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量，但基本上是以点到点 通信为基础的系统，其灵活性和可靠性还不够理想。如果在光路上也能 实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能的话，无疑将增加新 的威力。 根据这一基本思路，光的分插复用器（OADM）和光的交叉连接设 备（OXC）均已在实验室研制成功，前者已投入商用。鉴于光联网具有 潜在的巨大优势，发达国家投入了大量的人力、物力和财力进行研究， 特别是美国国防部预研局（DARPA）资助了一系列光联网项目，如以 Be11core为主开发的“光网技术合作计划（ONTC）”，以朗讯公司为 主开发的“全光通信网”预研计划，“多波长光网络（MONET）”和 “国家透明光网络（NTON）”等，在欧洲和日本，也分别有类似的光 联网项目在进行。

《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历

《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历

《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历第一章：光纤通信概述1.1 光纤通信的定义与发展历程1.2 光纤通信的优势与局限性1.3 光纤通信的基本原理1.4 光纤通信的应用领域第二章：光纤与光纤器件2.1 光纤的制备与分类2.2 光纤的传输特性2.3 光纤的连接与耦合技术2.4 光纤通信系统中的关键器件第三章：光发送与接收技术3.1 光发送器的工作原理与分类3.2 光发射机的性能指标3.3 光接收器的工作原理与分类3.4 光接收机的性能指标第四章：光纤传输系统设计4.1 光纤传输系统的基本组成4.2 光纤传输损耗与色散4.3 光纤传输系统的性能评估4.4 光纤传输系统的设计步骤与方法第五章：光纤通信网络与技术5.2 光纤传输网（OTN）5.3 光纤接入网（FTTx）5.4 光纤交换技术与光互联网第六章：光纤通信系统的测试与维护6.1 光纤通信系统性能测试指标6.2 光纤通信系统测试设备与方法6.3 光纤通信系统维护与管理6.4 故障诊断与处理方法第七章：光纤通信技术在特定领域的应用7.1 光纤通信在数据通信中的应用7.2 光纤通信在电信网络中的应用7.3 光纤通信在有线电视网络中的应用7.4 光纤通信在其他领域的应用案例第八章：光纤通信技术的未来发展8.1 新型光纤材料与技术8.2 光子集成电路与光电子技术8.3 光纤通信网络的智能化与自动化8.4 量子光纤通信技术的发展第九章：光纤通信技术的工程实践9.1 光纤通信系统的设计与实施9.2 光纤通信设备的安装与调试9.4 工程案例分析与实践第十章：课程总结与复习10.1 光纤通信技术的关键概念与技术10.2 光纤通信系统的性能评估与优化10.3 光纤通信技术在现代通信网络中的应用10.4 课程复习与考试要点重点和难点解析一、光纤通信的定义与发展历程重点：光纤通信的基本原理、优势与局限性难点：光纤通信技术的发展历程及其对现代通信的影响二、光纤与光纤器件重点：光纤的制备与分类、光纤的传输特性难点：光纤的连接与耦合技术、光纤通信系统中的关键器件的工作原理与性能三、光发送与接收技术重点：光发送器的工作原理与分类、光接收器的工作原理与分类难点：光发射机的性能指标、光接收机的性能指标四、光纤传输系统设计重点：光纤传输系统的基本组成、光纤传输损耗与色散难点：光纤传输系统的性能评估方法、光纤传输系统的设计步骤与方法五、光纤通信网络与技术重点：光纤通信网络的分类与结构、光纤传输网（OTN）、光纤接入网（FTTx）、光纤交换技术与光互联网难点：光纤通信网络的设计与实施、光纤通信设备的安装与调试、光纤通信网络的运营与管理六、光纤通信系统的测试与维护重点：光纤通信系统性能测试指标、光纤通信系统测试设备与方法难点：光纤通信系统维护与管理、故障诊断与处理方法七、光纤通信技术在特定领域的应用重点：光纤通信在数据通信、电信网络、有线电视网络等领域的应用难点：光纤通信在其他领域的应用案例分析八、光纤通信技术的未来发展重点：新型光纤材料与技术、光子集成电路与光电子技术难点：光纤通信网络的智能化与自动化、量子光纤通信技术的发展九、光纤通信技术的工程实践重点：光纤通信系统的设计与实施、光纤通信设备的安装与调试难点：光纤通信网络的运营与管理、工程案例分析与实践十、课程总结与复习重点：光纤通信技术的关键概念与技术、光纤通信系统的性能评估与优化难点：光纤通信技术在现代通信网络中的应用、课程复习与考试要点全文总结和概括：本课程《光纤通信技术》涵盖了光纤通信的基本概念、技术原理、系统设计、网络应用以及未来发展等多个方面。

光纤通信技术


光的全反射与光纤的导光原理
光的全反射
当光线从一种介质射入另一种介质时，如果入射角大于某一临界角，光波将在第二种介质表面发生全 反射，即所有的光线都将被反射回第一种介质，而不会进入第二种介质。全反射是光纤导光的物理基 础。
光纤的导光原理
光线在光纤中传播时，由于光的全反射作用，光波被限制在光纤的纤芯中传播，从而实现光的定向传 输。光纤的导光原理是光纤通信中的核心技术之一。
光子集成电路与光子晶体光纤
总结词
光子集成电路和光子晶体光纤是光纤通信技术的两个重 要发展方向。
详细描述
光子集成电路是一种集成了多种光器件的光子回路，具 有高度集成、低能耗、高速传输等优点。而光子晶体光 纤则是一种新型的光纤结构，具有高非线性、高色散等 特性，为光通信带来了新的可能性。
光纤网络的可靠性、稳定性与安全性
光检测器与光接收机
光检测器
光检测器是光纤通信系统的接收端，用于将光信号转换为电信号。常用的光检 测器有光电二极管和雪崩光电二极管。
光接收机
光接收机是将光信号转换为电信号的设备，它包括光检测器、信号处理电路和 放大器等。
光纤与光缆
光纤
光纤是光纤通信系统的传输介质，用于传输光信号。光纤由纤芯和包层组成，纤 芯负责传输光信号，包层则起到保护和折射的作用。
物联网与智能交通
实时数据传输
光纤通信技术能够为智能 交通系统提供实时、可靠 的数据传输服务，支持交 通流量的监控和调度。
车辆安全与控制
光纤通信技术可以用于实 现车辆之间的信息交互， 提高车辆行驶的安全性和 控制精度。
智能停车系统
光纤通信技术可以支持智 能停车系统的建设，实现 车位信息的实时更新和车 辆快速定位。
光纤通信技术的发展历程

光纤通信技术第一章概述 (2)-精品文档


电信是利用有线、无线、光或者其他电磁系 统传输、发送或者接收代表符号、书写、影像和 声音或者其他任何性质情报的信号。通信是按照 约定传递信息；而电信是利用电磁系统（广义泛 指）传递代表媒体的信号。电磁系统完成信号传 递功能。因此，电磁系统广义泛指传输系统、复 用设备和交换设备的串接。在这本本科生教材中， 主要讨论的是光信号的传输问题。“电磁系统” 是狭义特指“光信号的传输系统”，而电磁系统 广义则指“实现光信号的传输与交换的光网络”。 通信是一个广义的概念，而电信则是一个狭义的 概念。图1-3揭示了通信涵盖了电信之间的关系。
光纤通信技术
目录
1 2 3 4 5 6 第一章 通信基础知识 第二章 光纤 第三章 光缆 第四章 光器件 第五章 光纤传输系统 第六章 光网络
第一章 通信基础知识
学习目标 1.了解通信技术发展简史。 2.掌握通信基本概念 3.掌握业务传输技术特点。 4.理解通信系统组成、分类和系统性能。 5.掌握光纤通信系统及其组成的光网络演进
2. 模/数变换 由于数字信号具有抗干扰、数字复接、便于 加密和集成度高诸多的优点，故其在现代通信系 统中得到广泛应用。然而许多信源输出的模拟信 号，如原始语音信号是模拟信号，若其要在数字 通信系统传输，首先必须将输入的模拟信号调制 变换为数字信号，即“模/数”变换。模/数变换 包括三个基本步骤：抽样、量化和编码。
1.2.2 信号 1. 信号及其分类 信号具有强度、频率、相位、能量等基本特征。 信号可以表示为时间的函数。按照信号在时间坐标 呈现连续变化或者阶跃变化，信号可以分为模拟信 号和数字信号。 模拟信号是幅度连续时变的信号。 模拟信号又称为连续信号，如图1-4（a）所示连续 信号的取值可用连续的时间函数表示。 数字信号是幅度阶跃时变信号。数字信号又称 为离散信号， 如图1-4（b）所示离散信号可用取 值有限个离散值连续的时间函数表示。

《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历

《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历第一章：光纤通信概述1.1 光纤通信的定义和发展历程1.2 光纤通信的优势和局限性1.3 光纤通信的应用领域1.4 光纤通信的发展趋势第二章：光纤的基础知识2.1 光纤的组成和结构2.2 光纤的种类和特性2.3 光纤的传输原理2.4 光纤的耦合和衰减第三章：光纤通信系统的组成3.1 光源和光发射器3.2 光接收器和解调器3.3 光放大器和光纤放大器3.4 光波分复用器和光开关第四章：光纤通信系统的性能评估4.1 系统性能指标4.2 信道容量和误码率4.3 系统噪声和损耗4.4 系统优化和升级第五章：光纤通信技术的应用5.1 光纤通信在通信领域的应用5.2 光纤通信在数据传输中的应用5.3 光纤通信在有线电视中的应用5.4 光纤通信在互联网和数据中心中的应用第六章：光纤通信系统的传输技术6.1 直接序列扩频传输技术6.2 频率分割复用传输技术6.3 时间分割复用传输技术6.4 波长分割复用传输技术第七章：光纤通信系统的网络架构7.1 点对点光纤通信网络7.2 星型光纤通信网络7.3 环型光纤通信网络7.4 光纤通信网络的规划和设计第八章：光纤通信系统的保护与恢复8.1 光纤通信系统的保护技术8.2 光纤通信系统的恢复技术8.3 故障检测与定位技术8.4 系统冗余设计第九章：光纤通信技术的最新进展9.1 光量子通信技术9.2 光纤激光器技术9.3 光纤传感器技术9.4 光纤通信技术的未来发展趋势第十章：实验与实践10.1 光纤通信系统的基本实验10.2 光纤通信系统的性能测试与评估10.3 光纤通信网络的搭建与维护10.4 实际案例分析与讨论第十一章：光纤通信系统的维护与管理11.1 光纤通信设备的维护与管理11.2 光纤通信网络的监测与维护11.3 光纤通信系统的安全与保护11.4 光纤通信技术的标准化与规范第十二章：光纤通信技术在特定领域的应用12.1 光纤通信在军事通信领域的应用12.2 光纤通信在航空航天领域的应用12.3 光纤通信在海洋探测领域的应用12.4 光纤通信在医疗健康领域的应用第十三章：光纤通信技术的国际化发展13.1 国际光纤通信技术的标准与协议13.2 跨国光纤通信网络的构建与运营13.3 国际合作与竞争在光纤通信领域的影响13.4 光纤通信技术在全球范围内的普及与发展第十四章：光纤通信技术的创新与研发14.1 新型光纤材料与技术的研发14.2 光纤通信设备的创新设计14.3 光纤通信系统的智能化与自动化14.4 光纤通信技术在未来的挑战与机遇第十五章：课程总结与展望15.1 光纤通信技术课程回顾15.2 光纤通信技术的关键问题和挑战15.3 光纤通信技术的未来发展趋势15.4 学生实践和研究的方向与建议重点和难点解析本文档详细介绍了《光纤通信技术》课程的教学大纲、教案和课程日历，涵盖了光纤通信的概述、基础知识、系统组成、性能评估、应用领域、传输技术、网络架构、保护与恢复、最新进展、实验与实践、维护与管理、特定领域应用、国际化发展、创新与研发以及课程总结与展望等十五个章节。

《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历

《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历第一章：光纤通信概述1.1 光纤通信的定义与发展历程1.2 光纤通信的优点与局限性1.3 光纤通信的应用领域第二章：光纤与光波导2.1 光纤的构造与类型2.2 光纤的传输原理2.3 光波导的类型与特点第三章：光纤通信器件3.1 光源与光发射器3.2 光接收器与光检测器3.3 光纤耦合器与光波分路器3.4 光放大器与光调制器第四章：光纤通信系统4.1 光纤通信系统的组成与工作原理4.2 光纤通信系统的性能评价指标4.3 光纤通信系统的分类与特点第五章：光纤通信技术的发展趋势5.1 高速光纤通信技术5.2 光纤通信网络技术5.3 新型光纤材料与器件5.4 光纤通信在5G及未来通信网络中的应用教学方法：1. 讲授：通过讲解、案例分析等方式，使学生掌握光纤通信的基本原理、技术及其应用。

2. 互动：鼓励学生提问、发表观点，提高课堂氛围，促进学生思考。

3. 实践：组织实验室参观、实践操作等活动，让学生亲身体验光纤通信技术的应用。

4. 讨论：组织小组讨论，培养学生团队合作精神，提高解决问题的能力。

教学评估：1. 平时成绩：考察学生出勤、课堂表现、作业完成情况等。

2. 期中考试：测试学生对光纤通信基本概念、原理和技术掌握程度。

3. 课程设计：要求学生完成一项与光纤通信相关的课程设计，培养实际操作能力。

4. 期末考试：全面考察学生对课程内容的掌握程度。

课程日历：第1周：光纤通信概述第2周：光纤与光波导第3周：光纤通信器件第4周：光纤通信系统第5周：光纤通信技术的发展趋势第六章：光纤通信系统的性能优化6.1 信号衰减与色散管理6.2 光纤非线性效应及其补偿6.3 光信号调制与解调技术第七章：光纤通信网络7.1 光纤通信网络的拓扑结构7.2 波分复用技术（WDM）7.3 光交换技术与光路由器7.4 光纤通信网络的规划与设计第八章：光纤通信技术的应用8.1 光纤通信在数据通信中的应用8.2 光纤通信在电信网络中的应用8.3 光纤传感器与光纤测量技术8.4 光纤医疗成像与治疗技术第九章：光纤通信技术的标准化与协议9.1 光纤通信标准化的意义与过程9.2 主要的光纤通信协议与标准9.3 光纤通信协议的发展趋势第十章：光纤通信技术的未来发展10.1 新型光纤材料与器件的研究10.2 量子光纤通信技术10.3 光纤通信在物联网中的应用10.4 光纤通信在未来通信网络中的挑战与机遇教学方法：6. 结合案例分析，深入探讨光纤通信系统的性能优化技术及其在实际应用中的作用。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

1.2 光纤通信网络的发展现状
ASON技术：是一种智能化的第三代光网络 技术。这种技术是通过能够提供自动发现和动 态连接建立功能的分布式（或部分分布式）控 制平面，基于OTN或SDH网络实现动态的、基 于信令和策略动态控制的一种网络技术。
1.2 光纤通信网络的发展现状
PON（无源以太网）技术：是以光纤为传 输媒质，具有高接入带宽、全程无源分光传输 的特点，在管理运维、带宽性能、综合业务提 供、带宽分配策略、组网灵活性等方面，较其 他接入技术具有明显的优势。
1.3 光纤通信网络的发展趋势
从调制编码解调来看，目前主要可采用直 接解调和相干解调两种方式，其中相干解调主 要采用数字信号处理（DSP）技术来实现，显 著降低了相干通信中对于激光器特性的要求。 （1）正交频分复用：鉴于OFDM的技术优势，将 其引入到光纤通信系统中是近年来的一个研究 热点。
• （2）光时分复用：OTDM能够克服因放大器级 联而带来的增益不平坦和光纤非线性的限制， 在未来采用全光交换和全光路由的网络中， OTDM技术的一些特点使其作为全光网络关键 技术之一更具吸引力，例如上下话路方便，可 适用于本地网和骨干网。
返回
1.2 光纤通信网络的发展现状
• 1.2.1 光网络的基本概念 • 1.2.2 光网络的组网技术现状
返回
1.2 光纤通信网络的发展现状
• 1.2.1 光网络的基本概念
光网络是光纤通信网络的简称，它是指以 光纤为基础传输链路所组成的一种通信体系结 构。换句话说，光网络就是一种基于光纤的电 信网。
1.2 光纤通信网络的发展现状
PTN（分组传送网）技术：是面向连接的、 以分组交换为核心的、承载电信级以太网业务 为主、兼容传统TDM、ATM等业务的综合传送 技术。
返回
1.3 光纤通信网络的发展趋势
• 1.3.1 发展趋势 • 1.3.2 关键技术
返回
1.3 光纤通信网络的发展趋势
• 1.3.1 发展趋势 随着互联网和视频业务的快速发展，特别 是无线智能手机的迅速普及，IP业务流量持续 强劲增长，运营商的骨干传送网所面对的压力 也越来越大，因此预计到2013年最大段落容量 将达10T，100G的需求将占据主导，并2015年 左右将进入规模部署阶段。
1.3 光纤通信网络的发展趋势
• 1.3.2 关键技术 3.光层调度技术 作为实现OTN光层调度的核心设备ROADM， ROADM采用可配置的光器件，从而实现OTN节 点中任意波长、波长组的上下、阻断和直通配 置。这样通过引入ROADM设备，可组建大规模 的PXC（光子交叉）网络，以实现OTN光层波 长交叉调度功能。 返回
1.2 光纤通信网络的发展现状
光网络兼顾“光”和“网络”两层含义： 即可通过光纤提供大容量、长距离、高可靠的 链路传输手段，同时在上述媒质基础上，可利 用先进的电子或光子交换技术，并引入控制和 管理机制，实现多节点间的联网以及基于资源 和业务需求的灵活配置功能。
1.2 光纤通信网络的发展现状
光网络是由光传输系统和在光域内进行交 换/选路的光节点构成，并且光传输系统的传输 容量和光节点的处理能力非常大，电层面的处 理通常是在边缘网络中进行的，边缘节点是通 过光通道实现与光网络的直接连通。图1-3所示 为基于WDM的多波长光网络总体结构图。光网 络常使用的设备有OTM（光终端复用器）、 OADM（光分插复用器）和OXC（光数字交叉 连接器）。
1.2 光纤通信网络的发展现状
第三代光网络将是以自动交换光网络（ASON） 为代表的智能光网络。智能化的ASON能够构建在 OTN或SDH之上，实现动态的、基于信令和策略驱 动的控制。
1.2 光纤通信网络的发展现状
从广义的角度看，光网络应该覆盖城域网 和接入网，由于这两种网络在网络中位置不同， 各自的技术特征也不同，因此可根据需求选择 不同的技术。通常城域骨干网中可供选择的技 术有SDH、DWDM、OTN、MSTP、ASON等， 接入网中常使用的技术包括SDH、CWDM、 MSTP、EPON、GPON、PTN等。
1.2 光纤通信网络的发展现状
图1-3 基于WDM的多波长光网络总体结构示意图
1.2 光纤通信网络的发展现状
光网路节点（ONN）是用户终端与光网络 的接口界面，可提供交叉连接和选路等功能， 用于控制、分配光信号的路径，从而实现源节 点和目的节点之间的光连接。网络中的光电转 换和电子处理器件主要集中在边缘节点用于业 务上路和下路操作。可见这种光网络不是一种 纯光的光网络，它的控制、管理以及处理仍然 是由电层来完成的。
• 图1-1 电磁波的种类和名称
1.1 光纤通信的基本概念
• 光导纤维（简称为光纤）本身是一种介质，目 前实用通信光纤的基础材料是SiO2，因此它是 属于介质光波导的范畴。 • 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。
1.3 光纤通信网络的发展趋势

（3）偏振复用：利用光在单模光纤中传输的偏振 特性，将传输波长的两个独立且相互正交的偏振 态作为独立信道分别用于传输两路信号，这样可 成倍提高系统容量和频谱利用率。
1.3 光纤通信网络的发展趋势
• 1.3.2 关键技术 2.全光缓存器 全光缓存器，是全光包交换网络中的关键 器件。目前“光缓存”可以分为两类：一类是 通过减慢光的传播速度所制作的慢光型全光缓 存器；另一类是通过延长光传输路径构建的， 包括光纤延迟线或光纤环型全光缓存器。
第1章
概
述
1.1 光纤通信的基本概念 1.2 光纤通信网络的发展现状 1.3 光纤通信网络的发展趋势
1.1 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称为光 纤通信。 • 光波属于电磁波的范畴。 • 属于光波范畴之内的电磁波包括紫外线、可见 光和红外线。
1.1 光纤通信的基本概念
1.2 光纤通信网络的发展现状
MSTP技术：基于SDH的多业务传送平台 （MSTP），利用已敷设的大量SDH运营网络， 能够同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接 入、处理和传送功能，并能提供统一的网管运 营平台。
1.2 光纤通信网络的发展现状
OTN技术：是以波分复用技术为基础、在 光层完成业务信号的传送、复用、选路、交换 和监控等，并保证其性能指标和生存性。从功 能上看，OTN能够在子网内实现透明的光传输， 而在子网边界处采用光/电/光（O/E/O）的3R再 生技术，从而构建起一个完整的光传送网。
1.3 光纤通信网络的发展趋势
城域光网络的发展呈现出以下趋势： • 网络结构逐步扁平化 • 接口以太化 • 传送内核分组化 • 融合化 • 双平面
返回
1.3 光纤通信网络的发展趋势
• 1.3.2 关键技术 1.大容量、超长距离传输技术 从调制格式和复用方式来看，可采用基于 偏振复用结合的多相位调制的调制方式，如偏 振复用四相相移键控（PDM-QPSK）、8/16相 相移键控（8PSK/16PSK）以及基于低速子波 复用的正交频分复用（OFDM），也可采用光 时分复用技术。
返回
1.2 光纤通信网络的发展现状
• 1.2.2 光网络的组网技术现状 从光网络的发展进程来看，光网络可以分 为三代。第一代是以光同步网（SDH）为代表 的，仅仅在光层面实现大容量的传输，而所有 的交叉连接、选路和其他智能化的操作都是在 电层面来完成。
1.2 光纤通信网络的发展现状
光传送网（OTN）和全光网络（AON）可 以认为是第二代光网络，OTN是在子网内实现 透明的光传输，而在子网边界处采用光/电/光 （O/E/O）的3R再生（包括光放大、时钟恢复 和光判决等）技术，以此构成光网络，而在 AON网络中，信号的传送、复用、选路、监控 和某些智能是在光层面上完成。
1.2 光纤通信网络的发展现状
SDH技术：是第一代光网络的应用技术， 它是由一系列的SDH网元构成，可通过光纤链 路实现同步信息的大容量、长距离、高可靠的 业务传送、复用、分插、交叉连接。但其中所 有的交叉连接和选路功能是在电层完成的。
1.2 光纤通信网络的发展现状
波分复用技术：在WDM系统中，可使多种 波长的信号可以同时在一根光纤中实现长距离 的传送，这种技术极大地提高了光纤的通信容 量。
1.2 光纤通信网络的发展现状
常使用的主要有EPON（以太无源光网络） 技术和GPON（吉比特无源光网络）技术。 EPON利用PON技术与以太网技术的有效结合， 将信息封装成以太网帧进行传输，从而实现基 于PON拓扑结构下的以太网接入，利于与现有 以太网的兼容。GPON技术是新一代光接入技 术，在抗干扰性、带宽特性、接入距离、维护 管理等方面均具有巨大优势。可更好地支持话 音、数据、视频等多业务流的接入。