(完整word版)光纤通信技术及应用习题解答.doc
情境一巩固与提高：
一、填空题
1. 华裔学者高锟科学地预言了制造通信用的超低耗光纤的可能性，
并因此获得诺贝尔物理学奖。
2. 目前光纤通信所使用的光的波长为1260nm-1625 nm 。
3. 数字光纤通信系统由光发射机、光纤和光接收机
构成。
4. 光纤通信的 3 个低衰耗波长窗口分别是0.85um 、 1.31um 、
和1.55um 。
5. 非色散位移光纤零色散波长在1310 nm ，在波长为1550
nm 处衰减最小。
6. 光纤主要由纤芯和包层构成，单模光纤芯径一般为
8-10 μm ，多模光纤的芯径一般在50 μm 左右。
7. 光纤的特性主要分为传输特性、机械特性、温度特性
三种。
二、简答题
1.简述光纤通信的优点和缺点。
答：光纤通信的优点：
1)频带宽、通信容量大
2)损耗低、传输距离远
3)信号串扰小、保密性能好
4)抗电磁干扰、传输质量佳
5)尺寸小、重量轻、便于敷设和运输
6)材料来源丰富、环境适应性强
光纤通信的缺点：
1 ）光纤性质脆。需要涂覆加以保护
2 ）对切断的连接光纤时，需要高精度技术和仪表器具
3 ）光路的分路、耦合不方便
4 ）光纤不能输送中继器所需的电能
5 ）弯曲半径不宜过小
2.简述光全反射原理。
答：光全反射原理：当光从光密媒质（折射率相对较大）到光疏媒质的
交界面会发生全反射现象，即入射角达到一定值时，折射光线将与法线
成 90 °角，再增大会使折射光线进入原媒质传输。
3.简述光纤通信系统的基本组成。
答：光纤通信系统由光发射机、光纤、光接收机组成。光发射机的作用就是
进行电 / 光转换，并把转换成的光脉冲信号码流输入到光纤中进行传输。光源器
件一般是 LED 和 LD 。
光纤：完成光波的传输。
光接收机的作用就是进行光/ 电转换。光收器件一般是光电二极管PIN 和雪崩光电二极管 APD 。
4. 简述 G.652 、 G.653 、G.655 的特点和主要用途。
答： G.652 ：也称标准单模光纤，是指零色散点在1310nm附近的光纤；在
1550nm处，G.652光纤具有最低损耗特性。一般用于骨干网、城域网传送及
早期的通信干线。
G.653: 也称色散位移光纤，是指零色散点在1550nm附近的光纤；是因为相对于 G.652 ，零色散点发生了位移；所以叫做色散位移光纤。该光纤使用光纤放大器技术，可以将高功率光信号在单波道上传输得更远，是极好的单波道传输媒质。在骨干传输网上，利用G.653 光纤开通“长距离高速”系统。
G.655 ：也称非零色散位移单模光纤，将零色散点位置从1550nm附近移开一定的波长数，使零色散点不在1550nm附近的DWDM工作波长范围内。这样就大大减轻了零色散点处的“四波混频”效应的影响。一般用于单信道超高速、 DWDM系统中，一些海缆通信业使用G.655.
5.光缆按敷设方式和主要用途分类，分别有哪几种？
答：光缆按敷设方式和主要用途分为直埋、架空、管道、水缆（地沟）和海
缆。
6.如何识别光缆的 A 、B 端?
答：敷设光缆时必须按端别次序敷设，因此应识别光缆的端别。光缆与电缆
一样均分为 A 端与 B 端。光缆端别识别方法一般有三种。
(1)、按色谱识别。一般的识别方法是：面对光缆截面，由领示光纤（或导电
线或填充线），以红头绿尾（或蓝头黄尾）的顺序，顺时针为 A 端；逆时针为 B 端。
(2)、按米标识别。光缆表皮上标有表示光缆长度的米标，按要求配盘时已将
光缆 A 、B 端与米标对应。米标小的一端为 A 端，米标大的一端为 B 端。
(3) 、实际应用中，长途光缆线路走向，还可以以局（站）所处地理位置规定：
北（东）方向为 A 端；南（西）方向为 B 端。
三、综合题
图 1.37作业用光缆图
1．某公司采购了一批光缆，如图 1.37 所示，请说明该光缆基本结构特点。
答：由该光缆型号“GYSTA53“可看出，该光缆为通信室外用光缆，金
属加强构件，光纤松套被覆结构，层绞填充式结构，铝－聚乙烯粘结内护套，皱
纹钢带纵包，聚乙烯外护层。
2．一种光缆用于局外，结构为金属加强构件、填充式、钢—铝聚乙烯护套
和单钢带皱纹纵包聚乙烯护层，包含 24 根 G.652A 光纤，试写出它的规格型号。
答： GYTS53-24B1
情境二巩固与提高：
一、填空题
1．光缆线路的维护工作分为日常维护和技术维护两大类。
2．“三盯”指盯紧、盯死、盯到底。
二、不定项选择题
1．区别 OTDR 分辨率高低的主要指标有（ A B）。
A 脉宽B采样间隔C成缆因素 D 动态范围
2．光纤中由于物质密度不均匀造成的光散射，属于（B）。
A 结构散射B瑞利散射C费涅耳散射D布里渊散射
3．决定 OTDR 测量距离精确度的因素有（ABCD ）。
A时基准确性B抽样距离C折射率设置D光缆因素
三、简答题
1．光缆线路维护的目的是什么？
答：维护工作就是确保通信线路畅通，做好网络服务支撑。应坚持“预
防为主，防抢结合”的基本方针。维护工作的基本任务是：
1、保证设备完整良好，运行正常，各项性能符合维护技术指标；
2、预防障碍并尽快排除障碍，提高故障处理有效率；
3、在保证通信质量的前提下，挖掘资源潜力，合理使用维护费用，做
好服务支持；
4、做好维护档案资料的管理，保证资料完整、准确。
2．简述日常维护和技术维护的主要内容和周期。
答：日常维护：
1.巡回：每周 1-2 次，每月 4-8 次（每月徒步巡回至少1-2 次）。
注：不得漏巡；高速公路中线路巡回周期是2-3 次每月。
2.标石、标志牌： 1）除草、培土按需进行50cm 内务杂草、物
品
2）油漆、描字按年（可视具体情况缩短周期）
3.路由探测：按年（可结合徒步巡回进行）。
4.人孔检修：半年（高速公路的人孔检修按需进行）。
5.人孔抽水：按需。
杆路维护要点： 1）整理、更换挂钩，检修吊线（按年）。
2）清除光缆及吊线上杂物：（按需）。
3）杆路检修：按年（可结合巡回进行）。
技术维护：
1.中继段光纤通道后向散射信号曲线检查
主用光纤：按需进行。
备用光纤：长途半年一次；本地网一年一次。
2.光缆线路光纤衰减
主用光纤：按需进行。
备用光纤：一年一次。
3.光纤偏振模色散
4.直埋接头盒监测电极间绝缘电阻
长途半年一次，本地网按需。
5.防护接地装置地线电阻
半年，雨季前后需要各一次。
3．管道光缆线路维护的主要内容有哪些？
答：：管道光缆线路维护的主要内容有：
①定期检查人孔内的托架、托板是否完好，标志是否清晰醒目，光缆的外护套及其接头盒有无腐蚀、损坏或变形等异常情况。发现问题应及时处理。
②定期检查人孔内的走线排列是否整齐，预留光缆和接头盒的固定是否可靠。
③发现管道或人孔沉陷、破损及井盖丢失等情况，应及时通知产权单位采取措施进行修复。
④清除人孔内光缆上的污垢，根据需要抽除人孔内的积水。
4．试述架空光缆线路维护工作的内容。
答：①整理、添补或更换缺损的挂钩；清除光缆和吊线上的杂物。
②检查光缆的外护套及垂度有无异常情况，发现问题应及时处理；剪除影响线路的树枝，砍伐妨碍光缆线路安全的树木。
③检查吊线与电力线、广播线等其他线路交越处的防护装置是否齐全、有效及符合规定。
④逐个检修电杆、拉线及加固设备。
⑤检查架空光缆线路的接头盒和预留处的固定是否可靠。
5．简述开展护线宣传的目的、方式和内容。
答：开展护线宣传的目的：通过护线宣传活动，与当地政府、公安、媒体、市政规划等部门建立良好的合作关系，与群众建立互信互助的关系，创造和谐的护线环境。
开展护线宣传的方式：
1）在电视电台报刊等媒体上用新闻广告纪录短片点播海报等方式。
2）用网络、短信、彩铃等通讯手段。
3）在城镇、野外用大型广告牌、墙体广告、标语、宣传画/ 牌、高标桩、标石、线杆等。
4）重大节日或通讯保障的重要阶段，联合部队、公安、通信运营商通过宣传车播放宣传录音，散发宣传单、走访交流等。
5）举办大型文艺演出进行宣传。
6）召开座谈会、新闻发布会进行宣传。
7）“三盯”现场的警示保护宣传。
8）每年对光缆经过的院落、厂房、田地等区域的户主、业主进行登记，互通联系电话、定期回访。
9）发展沿线附件的义务宣传员，开展群众护线。
开展护线宣传的内容：
1）保护通信设施的有关法律，法规、法章。
2)依法严厉打击破坏、偷盗光缆等通信设施的违法犯罪行为的案例。
关于严厉打击盗窃、迫害公用通信设施违法活动的通告等方面的威慑性文件。
3）光缆、光纤通信传输的普及知识和光缆在社会经济生活中作用。
4）向相关部门、施工单位告知光缆位置走向和重要性文件。
6．对“三盯”现场人员有哪些要求？
答：1：熟悉线路路由、埋深，特殊危险地段埋深有消息登记，负责绘制“三盯”现场线路路由图、剖面图（一米一点）和光缆线路保护图。
2：熟悉施工管理人员和大型机械手，了解施工方案和变动情况，能准确及时掌握施工动向和进度要求，并及时做好“三盯”记录。
3：加强现场的巡回，发现警戒线内动土应及时制止并汇报，注重施工高峰、工程复工、收尾等时段的防护工作。
4：“三盯”人员和联络安全员应按要求坚守岗位、佩戴明显标志。
做好交接班工作。
7．“三盯”分几个等级？分别采用哪些看护方式？
答：分为三个等级
1 ．一级看护：当施工点或施工迹象点距光缆垂直距离在10 米以内时，
应实行 24 小时看护
2 ．二级看护：当施工点或施工迹象点距光缆垂直距离在10 — 20 米范
围内时，要采取施工方式看护
3 ．三级看护：当施工点或施工迹象点距光缆垂直距离在20 — 50 米范
围内时，要采取流动方式看护
8．阐述 OTDR 的工作原理。
答：机器内的脉冲发生器产生脉冲，驱动半导体激光器而发出光脉冲，入射
到被测光纤中，当光脉冲在光纤内传输时，会由于光纤本身的性质，连接器接合点，弯曲或其它类似的事件而产生散射、反射，其中一部分的散射和反射就会返
回到 OTDR 中。返回的有用信息由OTDR 的探测器来测量，在光接收装置中（光电检测器）变成电信号，经过放大和平均处理馈送到显示器，对波形进行显示。
它们就作为光纤内不同位置上的时间或曲线片断，从而看显示出光纤的特性。
9．简述用 OTDR 测试判断光缆线路障碍点的方法。
答： 1. 用OTDR测出障碍点到测试端的大致距离；
2.沿线路路由巡查，明显故障点即可查到；
3.对于不明显故障点可用实测的 OTDR 曲线与原始测试资料比较、分析，最
后得出故障点位置。
在查找故障点时为提高准确性一般使用双向测试法。
双向测试法是在两端中继站分别用 OTDR 进行测试，把两边测试结果进行综合分析，一般可准确判断出光纤的断点位置。
四、综合题
1．请说明图 2.34 中标石标号的含义，并说明此图中反映出维护工作存在什么不足？
图 2.34 标石实例图
答：（1）该标石含义是本中继段有596 个标石，此处是直线标石，标示光缆是直线走向。
（2）不足：此标石周围50cm 内有杂草、杂物，应及时清除。
2．图 2.35 是用 OTDR 测量所得的一条背向散射信号曲线。请说明其中测量所使用的参数值，并估算该条光纤的长度以及 A 点的接头损耗。
图 2.35 背向散射信号曲线实例图
答：测量所使用的参数值：
1 ）工作波长： 1550nm
2 ）折射率： 1.467000
3 ）脉冲宽度： 250ns
4 ）测量距离： 32Km
该条光纤的长度约为 B 点长度 ,即 13.1279Km.
由曲线可看出 ,A 点接头损耗为 0.234db.
情境三巩固与提高：
一、填空题
1 、同轴电缆由外向内分别为保护胶皮、金属屏蔽网线（接地屏蔽
线）、乳白色透明绝缘层和信号线。
2、在客户侧ODF 处一般与光接口匹配的光纤连接器类型是型或FC /PC
型和SC/PC 型。
3、配线架通常可分为ODF 、DDF 和
MDF 。
二、判断题
1、 DDF 标签的信息基本包括两部分：标识点的物理信息和逻辑信息。（正确）
2、将同轴电缆一头的信号芯线和屏蔽层短接，在同轴电缆另一头用万用表
测试信号芯线和屏蔽层之间的电阻，电阻应该约为无穷大。（错误）
3、清洁光纤连接器端口时每张无尘棉可擦拭多次。（错误）
三、简答题
1、制作 2M 同轴电缆接头应准备哪些工具？
答：应准备剥线钳、压线钳、30~40W的烙铁、斜口钳、万用表、剪刀等。
2、什么是对线？如何对线？
答：对同轴中继电缆进行测试，以判断电缆是否有虚焊、漏焊、短路，以及中继
电缆在 DDF （数字配线架）处的连接位置是否正确。这就是通常所说的对线。
将同轴电缆一头的信号芯线和屏蔽层短接（可以用短导线或镊子），在同轴电缆另一头用万用表测试信号芯线和屏蔽层之间的电阻，电阻应该约为0 欧姆；然后取消信号芯线和屏蔽层的短接，再在另一头用万用表测试，电阻应该为无穷大。这两项测试说明测试的两头是同一根电缆的两头，且此电缆正常。否则说明电缆中间存在断点或电缆接头处存在虚焊、漏焊、短路，或者这两头不是同一根电缆的两头。
3、光纤连接器的性能如何描述？
答：从根本上讲首先是光纤连接器的光学性能；另外为保证光纤连接器的正常使用，还要考虑光纤连接器的互换（同型号间）性能、机械性能、环境性能和寿命
（即最大可拔插次数）。
四、综合题
1、图 3.39 所示的连接器为什么类型？
图 3.39 某类型光纤连接器
答： SC/PC 型光纤连接器
2、说明下列 DDF 标签的含义
DDF6-2-12
广州天河 - 广州白云
Fr:DDF4-3-16
To:DDF8-3-12
答： DDF6-2-12 表明跳接点本端 DDF 机柜编号和连接器端子号是第 6 个DDF 机柜第 2 个模块的第 12 个连接端子；
广州天河 - 广州白云说明是所承载的业务方向是从天河局到白云局； Fr:DDF4-3-16 ：指跳接点业务源来自第 4 个 DDF 机柜的第 3 个模块的第
16个连接端子；
To:DDF8-3-12：指跳接点业务对端是第8个DDF机柜的第3个模块的第12个连接端子。
3、在因特网上找一找，当前支持光接口模块的交换机有哪些？
情境四巩固与提高：
一、填空题
1、按照技术分类光端机分PDH、SPDH、SDH。
2、光端机的典型物理接口有 BNC 接口、 RS-232 接口和 RJ-11 接口。
3、光端机的测试环境温度为5到40℃；相对湿度大概为
90% ；供电电压为DC -57到-40V。
4、光端机测试一般使用的仪表误码测试仪、数字传输分析仪、光衰
减器、光可变衰减器、光功率计。
二、判断题
1、在光端机测试中可以考虑使用插入衰减过大的光衰减器。（错）
2、模拟光端机传输视频图象、音频质量、数据的效果很容易达到很满
意的效果。（错）
3、光端机特别是作为前端设备的发射机通常安装于室内的设备箱中，现场
环境比较优良，所以防雷工作显得不是很重要。（错）
4、测试用的仪表均应通过国家一级计量单位校准。（错）
5、雷电的破坏方式主要分为直击雷、感应雷和地电位反击三种形式，对光
端机而言影响最严重的主要是直击雷。（错）
三、简答题
1、什么叫光端机？
答：光端机就是光信号传输的终端设备，本质是光电转化传输设备；放在光缆的两端，一收一发，顾名思义光端机；从广义上讲,基于光纤网络用于传输信号的光电转换设备都可以称为光端机。
2、光端机安装前的简单故障检查分析与排除包括什么项目？
答：（1）、电源指示灯不亮
1）检查电源线的连接，电源类型选择是否正确，是否有电压输入；
2）电压是否稳定，电压不稳会使光端机的电源无法工作；
3）电源适配器工作是否正常；
4）电源是否有良好的接地，光端机是否是良好的接地。
（2）、视频指示灯不亮，无视频输出
1）检查视频是否正确输入光发射机；
2）视频输入类型是否正确。
（3）、视频信号有干扰，图像雪花大
1）检查视频源，视频线接地是否良好；
2）视频线路是否衰减过强；
3）光端机的传输距离是否与光纤实际距离相符，光纤类型是否匹配；
4）光纤损耗是否过大或光纤传输距离太远。
（4）、数据指示灯不正确，数据无法通讯
1）数据接头接线是否正确，数据接头是否正确接入光端机；
2）数据信号是否正确；
3）光纤数据传输部分是否正常工作。
3、光端机的安装调试的大概内容是什么？
答：安装光端机时要做好现场的防护措施，防潮、防水、防尘，同时注
意现场的实际操作，必须配备合适的光纤使用，不能使用残缺故障的光纤，
如果不匹配，则会严重影响光端机传输质量，涉及光缆熔接时，也要注意测量光缆的光衰减或损耗在有效值范围内。
光端机的调试，主要是对光纤和数据通道的调试。由于光端机数据的可选类型较多，根据现场的实际需求不同，现场使用的光端机数据类型也不尽相同，在调试时一定要参照相应的说明书，按照说明书上的数据拨码和接口定义来进行数据接线。
四、综合题
1、模拟光端机与数字光端机的区别？
答：（ 1）、光纤上传输的信号方式不一样
（2）、模拟信号传输输入和输出处理方式不一样
（3）、处理方式的不同
详细内容见教材。
2、试描述电接口测试中的“电输入口允许频偏”大概步骤？
答： 1）调节 SDH 测试仪输出信号频偏至相应规范值，接收侧应无误码。
2）增加频偏（正方向），直到产生误码，再减少频偏，直到误码刚好消失，记录下此时的频偏，测出实际允许正频偏。
3）增加频偏（负方向），直到产生误码，再减少频偏，直到误码刚好消失，记录下此时的频偏，测出实际允许负频偏。
4）用数字频率计测出各支路的信号比特率。
3、下面的某测试框图（见图 4.21 ）是测试什么项目？其大概步骤是什么？
SDH 发
收本
线线
对
支
收
测支端端自
路路路路
试网网环
侧侧侧侧
仪收元元发
发
图4.21 某测试框图
答：该框图是测试误码测试项目，分两种：15 分钟误码性能和24 小时误码性能。步骤为：测试时按被测支路等级，SDH 测试仪选择适当的PRBS，从被测系统输入口发送测试信号，测试时间为15 分钟（或24 小时）。
在测试时间内应无误码。
情境五巩固与提高：
一、填空题
1、OptiX 2500+子架分分为三个部分，上部为接线区，中部为插板区，下部为走线区。
2、OptiX 155/622H是MADM（Multi Add/Drop Multiplexer）系统，可提供 10 路 ECC（ Embedded Control Channel）的处理能力，支持STM-1/STM-4
级别的线性网、环形网、枢纽型网络、环带链、相切环和相交环复杂网络拓扑。
3、OptiX 155/622H 系统以交叉单元为核心，由 SDH 接口单元、 PDH/ 以太网接口单元、交叉单元、时钟单元、主控单元、公务单元组成
二、判断题
1、OptiX 2500+ 系统的接口单元包括 SDH 接口单元、 PDH 接口单元、 DDN 接口单元、 ATM 接口单元、以太网接口单元等。（对）
2、保证 OptiX 传输设备工作的直流电压是-48V ±15 ％，允许的电压范围是
-38.4V ～ -57.6V 。（错）
3、例行维护的基本原则就是：在例行维护工作中及时发现、解决问题，防患于
未然。（对）
三、简答题
1、OptiX 2500+设备，单板的出线方式有哪两种？
答：直接由 IU 板位处理板的拉手条上引出（例如大部分SDH 处理板），和借助于LTU 板位引出（ PDH 处理板、部分以太网处理板、ATM 处理板）
2、传输设备日常维护分为哪几类？
答：（ 1）突发性维护；（2 ）日常例行维护；（3）周期性例行维护
四、综合题
1、日常维护基本操作包括哪些内容？
答：（ 1）、检查机房电源
（2）、检查机房温度、湿度
（3）、检查机房清洁度
（4）、查看机柜指示灯
（5）、查看单板指示灯
（6）、硬件操作
2、维护操作注意哪些事项？
答：（ 1）、操作激光器
（2）、光接口板的光接口和尾纤接头的处理
（3）、光接口板光接口和尾纤接头的清洗
（4）、光接口板环回操作注意事项
（5）、更换光接口板时的注意事项
（6）、防静电注意事项
（7）、电路板电气安全注意事项
（8）、注意电路板的防潮处理
（9）、电源维护注意事项
（10 ）、电路板机械安全注意事项
（11 ）、网管系统维护注意事项
（12 ）、更改业务配置注意事项
《光纤通信技术》模拟试题
《光纤通信技术》模拟试题 一、填空（共10题，每题3分） 1、均匀光纤的导光原理为全反射原理，它的数值孔径表示了光纤收集光线的能力。 2、单模光纤的色散包括材料色散和波导色散。 3、线极化波是指波的电场矢量空间取向不变，即合成矢量的端点的轨迹为一直线的波 ，以 LP 表示。 4、在弱波导光纤中，光射线几乎与光纤轴线平行，因此，弱波导光纤中的和分布是一种近似的TEM 波。 5、在研究光和物质相互作用时,爱因斯坦指出存在三种不同的基本过程: 自发辐射、受激吸收、受激辐射。 6、谐振腔的谐振条件是2 11ln 21r r L G +==内αα。 7、光纤通信系统所使用的光源与光纤色散相互作用，给系统引进了的干扰和噪声主要有三种，即码间干扰、模分配噪声、啁啾声。 8、发送机的消光比是全“0”码时的平均输出光功率与全“1”码时的输出光功率之比. 9、判决器和时钟恢复电路和起来构成码形成电路。 10、STM-N 帧结构分为三个区域：段开销区、净负荷区和管理单元指针。 11、平方律型折射指数分布光纤中总的模数量等于4 2 V 。 12、当物质中处于高能级上的粒子数大于处于低能级上的粒子数时，则物质处于粒子数反转状态。 13、光电检测器是利用材料的光电效应来实现光电转换的。 14、传输网主要由传输设备和网络节点构成的。 15、在SDH 帧结构中，段开销是用于传送网络运行、管理和维护的附加字节。 三、画图题（共1题，每题10分） 1、画出采用直接调制的数字光纤通信光发射端机的方框图。 见教材P 100 四、问答题：（共1题，每题15分） 1、什么是模分配噪声？它是如何产生的 五、计算题：（共3题。共35分） 1、.已知阶跃光纤的n 1=1.62，n 2=1.52, 试计算：相对折射率Δ （2）数值孔径 (1）22 221222162 .1252.162.12?-=-=?n n n (2)56.006.0262.121=??=?=n NA 2、计算STM-1帧结构中段开销SOH 的容量(速率)。
光纤通信技术论文
光纤通信技术论文 论光纤通信技术的特点和发展趋势 摘要：光纤通信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。光纤通信技术作为信息技术的重要支撑平台，在未来信息社会中将起到十分重要的作用。本文探讨了光纤通信技术的主要特征及发展趋势。 关键词：光纤通信技术特点发展趋势接入技术 引言 近年来随着传输技术和交换技术的不断进步，核心网已经基本实现了光纤化、数字化和宽带化。同时，随着业务的迅速增长和多媒体业务的日益丰富，使得用户住宅网的业务需求也不只局限于原来的语音业务，数据和多媒体业务的需求已经成为不可阻挡的趋势，现有的语音业务接入网越来越成为制约信息高速公路建设的瓶颈，成为发展宽带综合业务数字网的障碍。 1.光纤通信技术定义 光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信力式。在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光纤
通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路，光纤之间的中绕非常小，光波在光纤中传输，不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听，光纤的芯很细，由多芯组成光缆的直径也很小，所以用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤的问题。 2.光纤通信技术的特点 2.1 频带极宽，通信容量大。 光纤的传输带宽比铜线或电缆大得多。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的限制往往发挥不出带宽大的优势。因此需要技术来增加传输的容量，密集波分复用技术就能解决这个问题。 2.2 损耗低，中继距离长。 目前，实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤；此类光纤损耗可低于0.20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低，因此，由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其他介质构成的系统长得多。如果将来使用非石英极低损耗传输介质，理论上传输的损耗还可以降到更低的水平。这就表明通过光纤通信系统可以减少系统的施工成本，带来更好的经济效益。 2.3 抗电磁干扰能力强。
浅谈光纤通信技术的发展及其应用
浅谈光纤通信技术的发展及其应用 发表时间：2016-11-02T16:56:20.480Z 来源：《基层建设》2016年14期作者：张运器 [导读] 摘要：随着社会的发展和时代的进步，我国的综合国力逐渐增强，人们对通信的技术和质量也有了更高的要求。 广州市奇成通信技术服务有限公司 摘要：随着社会的发展和时代的进步，我国的综合国力逐渐增强，人们对通信的技术和质量也有了更高的要求。光纤通信作为新兴技术被广泛的应用在各国各行业的科技领域中，尤其是在电信网络中起着不可忽视的作用，在我国的通信行业中，光纤通信技术占据着主要的作用。光纤通信技术不仅能在通信主干路中得到应用，还能在电力通信的控制系统中得到应用，对工业进行控制和检测，为通信行业带来了很大的积极作用，为通信行业的发展和进步奠定了基础。 关键词：光纤通信技术；发展趋势；通信行业；应用 虽然光纤通信技术被广泛的应用在各国的通信行业中，但是光纤通信技术的使用历史并不是很长，早在二十世纪就有科学家对光纤通信进行了探索，但由于极高的造价导致研究不得不中断。光纤通信技术使通信行业得到了前所未有的发展，现阶段光纤通信的技术取得了得到了很大的提高，不断得到补充的新技术使我国通信行业的能力得到了极大的提高，使全国的大部分地区都实现了光纤通信技术的应用。只有良好的利用光纤通信，不断的提高光纤通信的技术才能使我国的通信行业得到长足的发展。 一、光纤通信的特点 光纤通信能够获得广泛的应用和发展主要是因为其具有多方面的特点，从而得到了更多人们和行业的重视。第一，光纤通信拥有很宽的传输频带，使通信的容量大大增加。和铜线、电缆等传输方式相比，光纤通信的带宽很大，现阶段我国还使用了密集波分复用的技术，此技术也使光纤的传输容量得到了极大提高。第二，拥有较长的中继距离，光纤通信的损耗很小，这个特点在传统的微波传输中难以得到体现。在较长的传输线路中，能够有效的将中继站数量控制在最小，使传输的成本得以降低。第三，拥有较好的保密性能并伴有强大的抗干扰能力。在进行光纤传输时，光波导结构会使光信号得到很好的限制，即使在特殊的地区渗漏的光波量也极小，使信号得到更好的保护。第四，光纤通信具有极高的传输质量。在外界环境等因素改变时，光纤通信不会受其影响，拥有很强的适应能力，使传输的信号以高质量被传输到需要的地方。第五，有效的节约了成本。制作光纤的原材料是石英玻璃，基础材料则为二氧化硅，这种原材料的价格较低，我国拥有丰富的原材料，使用这种材料能有效的节约金属的使用量，有效的节约了成本。第六，使用较灵活。光纤拥有很轻的重量，而且规格比较小，在进行光纤维护和施工时，传输和铺设都及其方便，并且能够在水底和架空时进行铺设。 二、光纤通信技术的发展 （一）由光入网的发展趋势 在我国光纤通信技术的发展过程中，由光入网一直是一个难题的，但在今后的光纤通信技术发展正，由光入网是其必须实现的发展趋势。通过技术的发展，由光入网趋势将在我国光纤通信技术中得以实现，将会成为网络中不可缺少的一项环节，由光入网将使通信行业实现网络化和智能化。另外，我国还有很多使用铜线进行通信的现象，铜线和光纤相比还存在很大的技术反差。在这种现在存在的同时，接入网络就显得尤为重要，是我国通信行业得到真正发展的一个非常重要的节点。通过实现光纤的接入网能使存在的问题得以解决。除了这种情况以外，还要适当的使各地的节点和与网络结构的适应度得到减少，这样能在一定程度上扩大覆盖率，从而使故障率和维修产生的费用都得到相应的减少。 （二）光纤通信技术的新一代光纤 由于社会的不断进步和发展，各行业都得到了不同程度的提高，业务量等数据都在不断的增长。电信网络也跟随着这一形式向下一个光纤通信技术的方向不断努力，这一新技术要遵循着可持续发展的目标。要想真正实现新一代的光纤技术就要拥有超大容量的光缆，光缆的组成为逛到纤维。大容量的光缆和传统的光缆相比具有很多的优点，不仅能够适应网络业务的超长距离，还要拥有良好的稳定性。根据这种要求，我国通信行业的技术人员已经研发出了新型的光纤，光纤具有不同的型号，例如，G.655光纤和全波光纤等。这样的光纤能够适合干线网和城域网的不同需要，根据不同需要制定不同的光纤，更有效的促进了其传输质量和速度，使光纤通信技术得到了真正的提高和发展。 （三）实现波分复用系统 在我国的通信行业中，传统的手段是利用电分复用系统对信号进行传输，随着时代的进步，这种传统的方法已经不能适应人们的需求，逐渐的对电分复用系统进行取代，波分复用系统将会得到人们的广泛应用。虽然波分复用系统得到了应用，但还是存在很多的问题。在进行200纳米光纤进行宽带传输时，利用率会极其低，使用了波分复用系统能有效的解决此类问题的发生，它能将很多个不同的波长使用同一时间进行同时传输，这样就使传输的容量得到提高。实现波分复用系统的优点具体表现在以下几个方面：第一，波分复用能有效的对信号功率和徐律进行脱钩处理，使通信不再受到传统关节点的影响。第二，波分复用系统能和光纤进行配合使用，从而使光纤的传输效率得到很大的提高，增加了资源的利用率。第三，运用波分复用系统能够节省大量的光纤，同时也使通信所产生的成本得到了减少。 三、光纤通信技术的应用 （一）光纤通信技术在电力通信行业中的应用 电力通信主要是要实现电网的商业化、现代化和自动化，电力通信是安全系统和自动化系统进行稳定工作的基础和前提，电力通信能够实现电力市场的现代化管理和运营商业化，为电力市场提供了很多的技术保障和支持。光纤通信技术在电力通信领域有着很大的应用，起初只是提供了传统的管道、架空和地埋等技术方法，对普通的电缆进行铺设这样能使电信部门的光纤通信网络逐渐实现系统化。随着光纤技术的不断进步和发展，光纤通信能够实现信号的大容量传输且损耗非常小，根据这种特点被电力通信部门应用，并受到了业界的一直好评。 （二）光纤通信技术在智能交通领域的应用 交通管理在我国越来越受到重视，智能交通的目的就是将交通管理和运营等方面的工作进行信息化管理，其核心的内容则是信息采集、信息的传输和信息的处理，通过对信息的综合运用能使交通系统实现准确且高效的运输管理体制。在智能交通中应用光纤通信技术主要是实现收费联网和监控等各录像数据和信息的传递，使交通系统更加稳定的运行，为公路等交通的安全和通常奠定了基础，进一步促进
光纤通信技术试题及答案2
试题2 《光纤通信技术》综合测试（二） 一、填空题 1、为了使光波在纤芯中传输，包层的折射率必须纤芯的折射率。 2、光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，它由、和三部分组成。 3、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长是：，， ；最低损耗窗口的中心波长是在： 。 4、光纤的色散分为色散 色散色散和色散。 5、光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是：，， ；产生激光的最主要过程是： 。 6、光源的作用是将变换为；光检测器的作用是将 转换为。 二、单项选择题 1 光纤通信指的是：[ ] A 以电波作载波、以光纤为传输媒 介的通信方式； B 以光波作载波、以光纤为传输媒 介的通信方式； C 以光波作载波、以电缆为传输媒 介的通信方式； D 以激光作载波、以导线为传输媒 介的通信方式。
2 光纤单模传输条件，归一化频率V应满足：[ ] A V>2.405 B V<2.405 C V>3.832 D V<3.832 3 使用连接器进行光纤连接时，如果接续点不连续，将会造成：[ ] A 光功率无法传输； B 光功率的菲涅耳反射； C 光功率的散射损耗； D 光功率的一部分散射损耗，或以 反射波形式返回发送端。 4 在激光器中，光的放大是通过：[ ] A 光学谐振腔来实现； B 泵浦光源来实现； C 粒子数反转分布的激活物质来 实现； D 外加直流来实现。 5 掺铒光纤的激光特性：[ ] A 主要由起主介质作 用的石英光纤决定； B 主要由掺铒元素决 定； C 主要由泵浦光源决 定； D 主要由入射光的工 作波长决定 6 下面说法正确的是：[ ] A 多模光纤指的是传输多路信号； B 多模光纤可传输多种模式； C 多模光纤指的是芯径较粗的光纤； D 多模光纤只能传输高次模。 7 下面哪一种光纤是色散位移单模光纤？[ ] A 光纤； B 光纤； C 光纤；
现代光纤通信技术
第一章通信网技术概述 1.1概述 1.2通信设备 构成通信网的最基本的设备是用户端设备、传输链路设备和转接交换设备。 1.3广域网分类 1.4通信协议 1.4.1 协议 通常将网络分层结构以及各层协议的集合称为网络体系结构。比较著名的网络体系结构有国际标准化组织ISO(International for Standardization)提出的开放系统体系结构OSI(Open System Interconnection);美国国防部提出的传输控制协议TCP/IP；国际电信联盟提出的公共数据网X系列协议；IBM公司提出的系统网络体系结构SNA等。 1.4.2 标准化组织 1. 国际标准化组织ISO 2. 国际电信联盟-电信标准化部ITU-T(International Telecommunication Union) 一直负责制定电信网的标准系列。 3. 因特网工程任务组IETF(Internet Engineering Task Force) 负责研究因特网的体系结构以及新一代因特网标准规范的研究和制定 第二章数字通信技术 第三章光纤通信技术 3.1 光纤通信 3.1.1光纤通信的发展 3.1.2 光纤通信的特点 1. 传输频带宽，通信容量大。由信息理论知道，载波频率越高，通信容量就越大。 2. 损耗低。目前实用的光纤均为石英系光纤，要减小损耗，主要是靠提高玻璃纤维的纯度。 3. 在运用频带内，光线对每一频率成分的损耗几乎一样。因此，系统中才去的均衡措施比传统的电信系统简单，甚至可以不必采用。 4. 光纤内传播的光能几乎不辐射，因此很难被窃听，也不会造成统一光缆中各光纤之间串扰 5. 不受电磁干扰。因为光纤是非金属的介质材料。 6. 线径细、重量轻，便于敷设。 7. 资源丰富。制作玻璃光纤的原料是适应，其来源十分丰富。 3.1.3 通信系统中主要技术指标 1.分贝dB 分贝dB 是以常用对数表示的两个电压或两个功率之比的一种计量单位。
《光纤通信技术》试题.doc
2014-2015年度《光纤通信技术》期末考试试题 1 .用图示的方法介绍现代数字光纤通信系统构成，并简述各主 要部分的功能？（10分） 1、答：X 光发送机 0 ?---------------------------- □----------------------------- □ （1）光发送机功能：将数字或者模拟电信号加载到光波上，并耦合进光纤中进行传输（2）光放大器功能：补偿光信号在通路中的传输衰减，增大系统的传输距离 （3）光接收机功能：将光信号转换回电信号，恢复光载波所携带的原信号 2 .用图示的方法介绍光发射机的构成，并简要说明各部分的功 能？简单阐述直接调制和外调制的区别？（10分） 3.请用图示的方法简述光纤的构成，比较单模与多模光纤的区另 U?光纤数值孔径是衡量光纤什么的特性物理量？对于光纤
输入信号光 掺钳光纤 光隔离器. + 八 光隔离器光滤波器！ Z\ 输出 !信号光 通信系统而言，是否光纤数值孔径越大越好？（10分） 4.由于光纤本身导致通信系统性能下降的因素有哪些？如何克 服？（10分） 5.用图示的方法说明掺钥光纤放大器EDFA的工作原理和构成, 各 部分的作用是什么？掺钳光纤放大器级联后增益不平坦情 况恶化，列举两种解决方法？（10分） 1.掺钳光纤放大器主要由一段掺钳光纤，泵浦光源，光隔离器，光耦合器构成5'。采用掺 银单模光纤作为增益物质，在泵浦光激发下产生粒子数反转，在信号光诱导下实现受激辐射放大；2'泵浦光和信号光一起由光耦合器注入光纤：2'光隔离器的作用是只允许光单向传输，用于隔离反馈光信号，提高性能。2， 滤波器均衡技术：采用透射谱与掺杂光纤增益谱反对称的滤波器使增益平坦° 2' 增益钳制技术:监测放大器的输入光功率，根据其大小调整泵浦源功率,从而实现增益钳制，是目前最成熟的方法° 2 6 .请简要阐述波分复用技术的工作原理，并用图示的方法说明？ （10 分） 7.简述受激布里渊散射与受激拉曼散射的概念？它们有什么区 另U? （io分） 8.请说出五种你所了解的无源光器件的名称，并简述其用途？ 光耦合器
光纤通信技术的发展与应用
光纤通信技术的发展与应用 一、光纤通信的应用背景 通信产业是伴随着人类社会的发展而发展的。追溯光通信的发展起源，早在三千多年前，我国就利用烽火台火光传递信息，这是一种视觉光通信。随后，在1880年贝尔发明了光电话，但是它们所传输的信息容量小，距离短，可靠性低，设备笨重，究其原因是由于采用太阳光等普通光源。之后伴随着激光的发现，1966年英籍华人高锟博士发表了一篇划时代性的论文，他提出利用带有包层材料的石英玻璃光学纤维，能作为通信媒质。从此，开创了光纤通信领域的研究工作。 二、光纤通信的技术原理 光纤即光导纤维，光纤通信是指利用光波作为载波，以光纤作为传输介质将要传输的信号从一处传至另一处的通信方式。其中，光纤由纤芯、包层和涂层组成。纤芯是一种玻璃材质，以微米为单位，一般几或几十微米，比发丝还细。由多根光纤组成组成的称之为光缆。中间层称为包层，根据纤芯和包层的折射率不同从而实现光信号传输过程中在纤芯内的全反射，实现信号的传输。涂层就是保护层，可以增加光纤的韧性以保护光纤。
光纤通信系统的基本组成部分有光发信机、光纤线路、光收信机、中继器及无源器件组成。光发信机的作用是将要传输的信号变成可以在光纤上传输的光信号，然后通过光纤线路实现信号的远距离传输，光纤线路在终端把信号耦合到收信端的光检测器上，通过光收信端把变化后的光信号再转换为电信号，并通过光放大器将这微弱的电信号放大到足够的电平，最终送达到接收端的电端完成信号的输送。中继器在这一过程中的作用是补偿光信号在光纤传输过程中受到的衰减，并对波形失真的脉冲进行校正。无源器件的作用则是完成光纤之间、光纤与光端机之间的连接及耦合。其原理图如图1所示： 通过信号的这一传输过程可以看出，信号在传输过程中其形式主要实现了两次转换，第一次即把电信号变成可在光纤中传输的光信号，第二次即把光信号在接收端还原成电信号。此外，在发信端还需首先把要传输的信号如语音信号变成可传输的电信号。 三、光纤通信的特点 1.抗干扰能力强。光纤的主要构成材料是石英，石英属绝缘材料的范畴，绝缘性好，有很强的抗腐蚀性。而且在实际应用过程中它受电流的影响非常小，因此抗电磁干扰的能力很强，可以不受外部环境的影响，也不受人为架设的电缆等的干扰。这一特性相比于普通无线
光纤通信技术试题1及答案
一、填空题（20分) 1、目前光纤通信所用光波得光波波长范围为:0、８～1、8μm,属于电磁波谱中得近红外区。 2、光纤得典型结构就是多层同轴圆柱体，它由、与三部分组成. 3、光纤通信中常用得三个低损耗窗口得中心波长就是: , ，；最低损耗窗口得中心波长就是在: 。 4、光纤得色散分为色散色散与色散。 5、光与物质得粒子体系得相互作用主要有三个过程就是：，，；产生激光得最主要过程就是: 。６、光源得作用就是将变换为；光检测器得作用就是将转换为. 二、单项选择题(15分） 1光纤通信指得就是：［Ｂ] A以电波作载波、以光纤为传输媒介得通信方式； B 以光波作载波、以光纤为传输媒介得通信方式; C 以光波作载波、以电缆为传输媒介得通信方式; D 以激光作载波、以导线为传输媒介得通信方式。 2 光纤单模传输条件，归一化频率V应满足：［Ｂ］ -－－-A—V>2、40５——--—－B－V〈２、405-——－－-C- V＞3、832————－D- Ｖ〈3、832 3 使用连接器进行光纤连接时,如果接续点不连续，将会造成:[Ｃ］ A 光功率无法传输； B 光功率得菲涅耳反射; Ｃ光功率得散射损耗； D 光功率得一部分散射损耗，或以反射波形式返回发送端。 4 在激光器中，光得放大就是通过：［Ｃ] A 光学谐振腔来实现; B 泵浦光源来实现； C粒子数反转分布得激活物质来实现; D 外加直流来实现. ５掺铒光纤得激光特性：［B] A主要由起主介质作用得石英光纤决定; B 主要由掺铒元素决定; C 主要由泵浦光源决定; D 主要由入射光得工作波长决定. 三、（15分)如图所示,用射线理论分析子午光线在阶跃光纤中得传输原理.
光纤通信技术特点和发展
光纤通信技术的特点和发展趋势 摘要：光纤通信是指利用光与光纤传递信息的一种方式，光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中，也可以在电力通信控制系统中发挥作用，既有经济优势又有技术优势，光纤通信由于超高速、低误码、高可靠，价格低廉，已成为信息的最重要传输手段和信息社会的重要基础设施。本文探讨光纤通信技术的优点和缺点以及光纤通信的发展和现状。 光纤通信在技术功能构成上主要分为：(1)信号的发射；(2)信号的合波；(3)信号的传输和放大；(4)信号的分离；(5)信号的接收。
关键词：光纤通信技术特点现状发展趋势 1、光纤通信技术 2、 光纤通信是利用光导纤维传输光信号，以实现信息传递的一种通信方式，属于有线通信的一种，光经过调变后便能携带信息，利用光波作载体，以光纤作为传输媒介，将信息从一处传至另一处，是光信息科学与技术的研究与应用领域。可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。光纤由内芯和包层组成，内芯一般为几十微米或几微米，比一根头发丝还细；外面层成为包层，包层的作用是保护光纤。实际上光纤通信系统使用的不是单根的光纤，而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆，由于玻璃材料是制作光纤的主要材料，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路，光波在光纤中传输，不会发生信息传播中的信息泄露现象，光纤很细，占用的体积小，这解决了实施的空间问题。光纤通信系统的组成，现代的光纤通信系统多半包括一个发射器，将电信号转换成光信号，再通过光纤将光信号传递。光纤多半埋在地下，连接不同的建筑物。系统中还包括数种光放大器，以及一个光接收器将光信号转换回电信号。在光纤通信系统中传递的多半是数位信号，来源包括计算机、电话系统，或是有线电
对高速光纤通信技术的应用与分析
对高速光纤通信技术的应用与分析 [摘要] 光纤维通信技术从光通信中脱颖而出，已成为现代通信的主要之一。本文就光强度调制——直接检波（IM/DD）光纤传输方式的几个主要技术课题：高速光源、光调制器、光检波器、光放大器以及光纤色散均衡进行了讨论。 [关键词] 高速光纤通信光纤传输技术 1.前言 随着光器件和LIC技术的不断发展,有效地利用了光纤的 1.3㎛与1.55㎛的低损耗、低色散特性,使565Mbit/s和相当于565Mbit/s及其以下的光纤通信系统得到普及。1987年左右,1.7Gbit/s(美国)、1.6 Gbit/s(旧本)系统也投入实用。 超高速光纤通信的传输方式,除目前广泛应用的光强度调制——直接检波(IM/DD)外,还提出了相干光通信、波分复用、光FDM(光频分复用)及光孤子通信等。由于IM/DD光通信方式简单,调制、解调比较容易,对器件要求比较低,所以在研究速率更高、距离更长的新通信方式的同时,仍在探讨IM/DD的通信潜力。由于近几年来超高速光器件和光电集成器件的研制成功,特别是EDFA(掺饵光纤放大器)的出现,扩大了IM/DD方式的传输能力,在传输速率和传输距离方面,年年取得新进展。从目前发表的实验数据看,传输速率可达到20 Gbit/s以上,传输距离超过1万km(2.5 Gbit/s)。 2.高速光传输的主要技术问题 光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。目前，高速长距离IM/DD光纤传输系统的基本构成和低速率IM/DD光纤传输系统大致相同。光发送端主要由线路码型变换器和光调制器组成,光接收端由光解调器和线路码型反变换器组成。为了延长传输距离,线路中途往往采用3R中继器。在低速率IM/DD系统中,用一般的LD或LED光源就能完成光强度调制,用PIN或一般的APD完成光解调。 在Gbit/s级高速传输时,常用的光器件不再适用,要采用高速光发送器件和光接收器件及光外调制器。并且在发送和接收端以及光纤传输线路中,根据需要,应用数量不同的EDFA(掺饵光纤放大器)。高速长距离光纤通信系统的主要技术课题是:(l)克服单模光纤波长色散的影响,这是保证脉冲波形不变形的必要条件;(2)发送信号高功率输出;(3)提高接收灵敏度。具体地说,与以下几项技术有关。 2.1光调制技术 光调制是产生光信号的手段,高速光信号产生方法有两种,一是用载有信息的电信号直接调制单频激光器DFB一LD的光强度,即直接强度调制的方法,一是载
光纤通信技术发展历程、特点及现状
本科学年论文 学 院 物理电子工程学院 专 业 电子科学与技术 年 级 2008级 姓 名 王震 论文题目 光纤通信技术发展历程、特点及现状 指导教师 张新伟 职称 讲师 成 绩 2012年1月10日 学号：
目录 摘要 (1) Abstract (1) 绪论 (1) 1光纤通信发展历程 (1) 1.1 世界光纤通信发展史 (1) 1.2 中国光纤通信发展史 (2) 2 光纤通信技术的特点 (3) 2.1 频带极宽，通信容量大 (3) 2.2 损耗低，中继距离长 (3) 2.3 抗电磁干扰能力强 (3) 2.4 无串音干扰，保密性好 (3) 3 不断发展的光纤通信技术 (3) 3.1 SDH系统 (3) 3.2 不断增加的信道容量 (3) 3.3 光纤传输距离 (4) 3.4 向城域网发展 (4) 3.5 互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势 (4) 4 结束语 (4) 参考文献 (4)
光纤通信技术发展历程、特点及现状 摘要：光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。光纤通信是以其传输频带宽、通信容量大、中继距离长、损耗低特点，并具有抗电磁干扰能力强，保密性好的优势，光纤通信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。光纤通信技术正朝着超大容量、超长距离传输和交换、全光网络方向发展。 关键词：光纤通信；发展历程；特点；发展现状 绪论 光纤通信技术已成为现代通信的主要通信方式，在现代信息网中起着非常重要的作用，随着信息技术的发展，大容量光纤通信网络的建设，光电子技术将起到越来越重要的作用。光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。有专家预测，21世纪将是“光子世纪”，十年内，光子产业可能会全面取代传统电子工业，成为本世纪最大的产业。光纤通信又进入了一个蓬勃发展的新时期，而这一次发展将涉及信息产业的各个领域，其范围更广，技术更新，难度更大，动力更强，无疑将对21世纪信息产业的发展和社会进步产生巨大影响。 1 光纤通信发展历程 1.1 世界光纤通信发展史 光纤的发明，引起了通信技术的一场革命，是构成21世纪即将到来的信息社会的一大要素。 1966年出生在中国上海的英籍华人高锟，发表论文《光频介质纤维表面波导》，提出用石英玻璃纤维（光纤）传送光信号来进行通信，可实现长距离、大容量通信。于1970年损失为20db/km的光纤研制出来了。据说康宁公司花费3000万美元，得到30米光纤样品，认为非常值得。这一突破，引起整个通信界的震动，世界发达国家开始投入巨大力量研究光纤通信。1976年，美国贝尔实验室在亚特兰大到华盛顿间建立了世界第一条实用化的光纤通信线路，速率为45Mb/s，采用的是多模光纤，光源用的是发光管LED，波长是0.85微米的红外光。在上世纪70
通信工程毕业论文光纤通信技术的现状及发展趋势
光纤通信技术的现状及发展趋势 摘要:光缆通信在我国已有20多年的使用历史,这段历史也就是光通信技术的发展史和光纤光缆的发展史。光纤通信因其具有的损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展非常迅速。目前,光纤光缆已经进入了有线通信的各个领域,包括邮电通信、广播通信、电力通信、石油通信和军用通信等领域。本文主要综述我国光纤通信研究现状及其发展。 关键词:光纤通信核心网接入网光孤子通信全光网络 光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。近年来,光纤通信技术得到了长足的发展,新技术不断涌现,这大幅提高了通信能力,并使光纤通信的应用范围不断扩大。 1 我国光纤光缆发展的现状 1.1 普通光纤 普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展,光中继距离和单一波长信道容量增大,G.652.A光纤的性能还有可能进一步优化,表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合ITUTG.654规定的截止波长位移单模光纤和符合G.653规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。 1.2 核心网光缆 我国已在干线(包括国家干线、省内干线和区内干线)上全面采用光缆,其中多模光纤已被淘汰,全部采用单模光纤,包括G.652光纤和G.655光纤。G.653光纤虽然在我国曾经采用过,但今后不会再发展。G.654光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量,它
在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤,不采用光纤带。干线光缆主要用于室外,在这些光缆中,曾经使用过 的紧套层绞式和骨架式结构,目前已停止使用。 1.3 接入网光缆 接入网中的光缆距离短,分支多,分插频繁,为了增加网的容量,通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中,由于管道内径有限, 在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径 和重量,是很重要的。接入网使用G.652普通单模光纤和G.652.C 低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用,目前在我国已有少量的使用。 1.4 室内光缆 室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。 并目还可能用于遥测与传感器。国际电工委员会(IEC)在光缆分类中所指的室内光缆,笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在中心局或其他电信机房内,布放紧密有序和位置相对固定。综合布线光缆布放在用户端的室内,主要由用户使用,因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。 1.5 电力线路中的通信光缆 光纤是介电质,光缆也可作成全介质,完全无金属。这样的全 介质光缆将是电力系统最理想的通信线路。用于电力线杆路敷设 的全介质光缆有两种结构:即全介质自承式(ADSS)结构和用于架空地线上的缠绕式结构。ADSS光缆因其可以单独布放,适应范围广,在当前我国电力输电系统改造中得到了广泛的应用。国内已能生 产多种ADSS光缆满足市场需要。但在产品结构和性能方面,例如 大志数光缆结构、光缆蠕变和耐电弧性能等方面,还有待进一步完善。ADSS光缆在国内的近期需求量较大,是目前的一种热门产品。 2 光纤通信技术的发展趋势 对光纤通信而言,超高速度、超大容量和超长距离传输一直是
光纤通信技术知识点简要(考试必备)
光纤通信. 1.光纤结构光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。纤芯的折射率比包层稍高，损耗比包层更低，光能量主要在纤芯内传输。包层为光的传输提供反射面和光隔离，并起一定的机械保护作用。设纤芯和包层的折射率分别为n1和n2，光能量在光纤中传输的必要条件是n1>n2。 2.光纤主要有三种基本类型: 突变型多模光纤,渐变型多模光纤, 单模光纤. 相对于单模光纤而言，突变型光纤和渐变型光纤的纤芯直径都很大，可以容纳数百个模式，所以称为多模光纤 3.光纤主要用途：突变型多模光纤只能用于小容量短距离系统。渐变型多模光纤适用于中等容量中等距离系统。单模光纤用在大容量长距离的系统。1.55μm 色散移位光纤实现了10 Gb/s容量的100 km的超大容量超长距离系统。色散平坦光纤适用于波分复用系统，这种系统可以把传输容量提高几倍到几十倍。三角芯光纤有效面积较大，有利于提高输入光纤的光功率，增加传输距离。偏振保持光纤用在外差接收方式的相干光系统，这种系统最大优点是提高接收灵敏度，增加传输距离。 4.分析光纤传输原理的常用方法：几何光学法.麦克斯韦波动方程法 5.几何光学法分析问题的两个出发点: 〓数值孔径〓时间延迟. 通过分析光束在光纤中传播的空间分布和时间分布. 几何光学法分析问题的两个角度: 〓突变型多模光纤〓渐变型多模光纤. 6.产生信号畸变的主要原因是光纤中存在色散，损耗和色散是 光纤最重要的传输特性：损耗限 制系统的传输距离, 色散则限制 系统的传输容量. 7.色散是在光纤中传输的光信 号，由于不同成分的光的时间延 迟不同而产生的一种物理效 应. 色散的种类：模式色散、材 料色散、波导色散. 8. 波导色散纤芯与包层的折射 率差很小，因此在交界面产生全 反射时可能有一部分光进入包 层之内，在包层内传输一定距离 后又可能回到纤芯中继续传输。 进入包层内的这部分光强的大 小与光波长有关，即相当于光传 输路径长度随光波波长的不同 而异。有一定谱宽的光脉冲入射 光纤后，由于不同波长的光传输 路径不完全相同，所以到达终点 的时间也不相同，从而出现脉冲 展宽。具体来说，入射光的波长 越长，进入包层中的光强比例就 越大，这部分光走过的距离就越 长。这种色散是由光纤中的光波 导引起的，由此产生的脉冲展宽 现象叫做波导色散。 9. 偏振模色散：实际光纤不可避 免地存在一定缺陷，如纤芯椭圆 度和内部残余应力，使两个偏振 模的传输常数不同，这样产生的 时间延迟差称为偏振模色散或 双折射色散。 10. 损耗的机理包括吸收损耗和 散射损耗两部分。吸收损耗是 由SiO2材料引起的固有吸收和 由杂质引起的吸收产生的。散射 损耗主要由材料微观密度不 均匀引起的瑞利散射和由光纤 结构缺陷(如气泡)引起的散射产 生的。瑞利散射损耗是光纤的固 有损耗，它决定着光纤损耗的最 低理论极限。 11.光线的损耗：（1）吸收损耗： a.本征吸收损耗：紫外吸收损 耗，红外吸收损耗b.杂质吸收损 耗c.原子缺陷吸收损耗（2）散 射损耗 a线性散射损耗：瑞利散 射，光纤结构不完善引起的散射 损耗（3）弯曲损耗 a.宏弯：曲 率半径比光纤的直径大得多的 弯曲 b.微弯：微米级的高频弯 曲，微弯的原因：光纤的生产过 程中的带来的不均；使用过程中 由于光纤各个部分热胀冷缩的 不同；导致的后果：造成能量辐 射损耗. 与宏弯的情况相同，模 场直径大的模式容易发生微弯 损耗 12. 柔性光纤的优点：1. 对光的 约束增强 2. 在任意波段均可实 现单模传输：调节空气孔径之间 的距离 3. 可以实现光纤色散的 灵活设计 4. 减少光纤中的非线 性效应5. 抗侧压性能增强 13. 光纤的制作要求（1）透明（2） 能将其拉制成沿长度方向均匀 分布的具有纤芯-包层结构的细 小纤维；（3）能经受住所需要 的工作环境。光纤是将透明材料 拉伸为细丝制成的。 14. 光纤预制棒简称光棒，是一 种在横截面上有一定折射率分 布和芯/包比的的透明的石英玻 璃棒。根据折射率的不同光棒可 从结构上分为芯层和包层两个 部分，其芯层的折射率较高，是 由高纯SiO2材料掺杂折射率较 高的高纯GeO2材料构成的，包 层由高纯SiO2材料构成。制作 方法: 外部气相沉积法；气相轴 相沉积法；改进的化学气相沉积 法；等离子化学气相沉积法。 15. 光缆基本要求：保护光纤固 有机械强度的方法，通常是采用 塑料被覆和应力筛选。光纤从高 温拉制出来后，要立即用软塑料 进行一次被覆和应力筛选，除去
光纤通信技术的特征
光纤通信技术的特征 光纤通信技术（opticalfibercommunications）从光通信中脱颖而出, 己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。 一、光纤通信技术 光纤即为光导纤维的简称,光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输媒介的一种通信方式。光纤通信的原理是：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。在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光纤通信的容量要比微波通信大几十倍。光纤是用玻璃材料构造的，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路，光纤之间的串绕非常小；光波在光纤中传输，不会因为光信号泄漏而担心传输的信息被人窃听；光纤的芯很细，由多芯组成光缆的直径也很小，所以用光缆作为传输信道，使传输系统所占空间小，解决了地下管道拥挤
的问题。 光纤通信在技术功能构成上主要分为:(1)信号的发射；(2)信号的合波；⑶信号的传输和放大；(4)信号的分离；⑸信号的接收。 二、光纤通信技术的特点 (2)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。 对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量, 特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。 (2)损耗低，中继距离长。在同轴电缆组成的系统中，最好的电缆 在传输800MHz信号时，每公里的损耗都在40dB以上。相比之下，光导纤维的损耗则要小得多，传输l.Blum的光,每公里损耗在0.35dB 以下。 若传输1.55um的光，每公里损耗更小，可达0.2dB以下。这就比同轴电缆的功率损耗要小一亿倍，使其能传输的距离要远得多。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离；对于一个长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂性可大大降低。此 外，光纤传输损耗还有两个特点，一是在全部有线电视频道内具有相
光纤通信技术在宽带接入网中的应用
光纤通信技术在宽带接入网中的应用 摘要：随着科学技术的日益发展，人与人之间的通信也越来越频繁，对速度，容量的要求也越来越高，传统的电缆通信已经慢慢满足不了人们的需求。在这种需求下，光纤通信技术在原有的传统通信技术中脱颖而出,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。本文首先解释了光纤通信的定义，以及它的特点和发展情况。重点论述了宽带接入的基本定义、常见的宽带接入方式及特点、宽带接入的发展及应用情况，最后以配合实例的方式介绍了光纤接入技术在宽待接入网中的应用。 关键词：光纤通信；宽带接入技术；宽带接入网。 1光纤通信技术的基本概念 所谓光纤通信技术，即以光纤为主要传播媒介，通过光学纤维传输信息的通信技术。自1970年美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km的光纤，光纤通信时代到来。与传统的电缆通信不同，它有许多电缆通信所不具备的优点。 1.1光纤通信的优点 1.1.1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。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量，特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps。 1.1.2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；若将来采用非石英系统极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离；对于一个长途传输线路，由于中继站数目的减少，系统成本和复杂性可大大降低。 1.1.3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。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。由于能免除电磁脉冲效应，光纤传输系还特别适合于军事应用。 1.1.4无串音干扰，保密性好。 在电波传输的过程中，电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰，而容易被窃听，保密性差。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，即使在转弯处，漏出的光波也十分微弱，即使光缆内光纤总数很多，相邻信道也不会出现串音干扰，同时在光缆外面，也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。由于以上优点，光纤刚一发明，就备受业内人士青睐，发展非常迅速，光纤通信系统的传输容量从1980年到2000年增加了近一万倍，传输速
光纤通信技术试题及答案doc
一、填空题（40分，每空1分） 1、光纤通信是光纤为传输媒质。以光波为载波的通信方式。 2、无源器件主要有光纤连接器、波分复用器、光调制器、光隔离器、光耦合器和光衰减器、光开关等。 3、单模光纤纤芯直径一般为 8~10um ，多模光纤纤芯直径为 50~80 um ，光纤包层直径一般为 125 um 。 4、光缆结构包括缆芯、铠装和护套。常用光缆有层绞式、骨架式、中心管式、带状式等结构。 5、光纤主要的传输特性是损耗和色散。 7、在光纤通信系统中，对光源的调制可分外调制和内调制两类。 8、掺铒光纤放大器应用方式有中继放大器、前置放大器和 后置放大器。 10、EDFA的泵浦结构方式有：a. 同向泵浦；b. ___反向泵浦____结构；c.双向泵浦结构。 11、SDH的主要复用步骤是映射、定位和复用。 12、光中继器实现方式有光-电-光形式中继放大器 和光放大器两种 1、为增大光接收机的接收动态范围，应采用（ B ）电路。 A．ATC B．AGC C．APC D．ADC 2、光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的原因是( A ) A.光源不能产生负信号光 B.将出现长连“1”或长连“0” C.编码器太复杂 D.码率冗余度太大 4、在光纤通信系统中，EDFA以何种应用形式可以显著提高光接收机的灵敏度( A ) A.作前置放大器使用 B.作后置放大器使用 C.作功率放大器使用 D.作光中继器使用 5、STM－4每秒可传输的帧数是( D ) A.1000 B.2000 C.4000 D.8000
6、STM-N一帧的字节数是( C )。 A.2709 B.274N9 C.270N9 D.261N9 7、在光纤通信系统中，当需要保证在传输信道光的单向传输时，采用( B )。 A.光衰减器 B.光隔离器 C.光耦合器 D.光纤连接器 8、决定光纤通信中继距离的主要因素是( B ) A.光纤的型号 B.光纤的损耗和色散 C.光发射机的输出功率 D.光接收机的灵敏度 9、下列哪一个不是SDH网的特点( D ) A.具有全世界统一的接口标准 B.大量运用软件进行系统配置的管理 C.复用映射结构灵活 D.指针调整技术降低了设备复杂性 10、将光限制在有包层的光纤纤芯中的作用原理是（ B ） A.折射 B.在包层折射边界上的全内反射 C.纤芯—包层界面上的全内反射 D.光纤塑料涂覆层的反射 三、简答题（20分） 1、简述掺铒光纤放大器（EDFA）工作原理。（9分） 1、在掺铒光纤（EDF）中，铒离子有三个能级：基态E1、亚稳态E2和激发态E3。 当泵浦光的光子能级等于E3和E1的能量差时，铒离子吸收泵浦光的光能从基态跃迁到激发态，但激发态不稳定，电子很快返回到E2，若输入的信号光的光子能量等于E 2和E1之间能量差，则电子从E2跃迁到E1，产生受激辐射光，故光信号被放大。 2、光纤通信有哪些优点？（6分） 2、①传输衰减小，传输距离长。 ②频带宽，通信容量大。 ③抗电磁干扰，传输质量好。 ④体积小、重量轻、便于施工。 ⑤原材料丰富，节约有色金属，有利于环保 ⑥易碎不易接续。 3、什么叫光纤损耗？造成光纤损耗的原因是什么？（5分） 3、当光在光纤中传输时，随着传输距离的增加，光功率逐渐减小，这种现象即称为光纤的损耗。损耗一般用损耗系数α表示。 （dB/km）（3分） 损耗产生的主要原因是光纤材料的吸收、散射作用和光纤在使用过程中由于连接、弯曲而导致附加光功率损失。（2分）