通信原理论文(中英文版)

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Optimized Pulse Shaping for Intra-channel Nonlinearities Mitigation in a 10 Gbaud

Dual-Polarization 16-QAM System

Beno?t Chatelain1, Charles Laperle2, Kim Roberts2, Xian Xu1, Mathieu Chagnon1, Andrzej Borowiec2, Fran?ois Gagnon3, John C. Cartledge4, and David V. Plant1

1McGill University, Montreal, Quebec, Canada, H3A 2A7 2Ciena Corporation, Ottawa, Ontario, Canada, K2H 8E9

3école de technologie supérieure, Montreal, Quebec, Canada, H3C 1K3 4Queen’s University, Kingston, Ontario, Canada, K7L 3N6 Email: benoit.chatelain@mail.mcgill.ca

Abstract: An optimized pulse shape is shown to reduce intra-channel nonlinear effects in a 10 Gbaud dual-polarization 16-QAM EDFA-amplified system without optical dispersion compensation.

OCIS codes: (060.2330) Fiber optics communications; (060.4080) Modulation

1. Introduction

Intra-channel nonlinear distortion is an important source of signal degradation in optical communication systems using advanced modulation formats such as quadrature amplitude modulation (QAM). Its main impact is to reduce the maximal power that can be launched into the fiber, thereby limiting optical signal-to-noise ratio (OSNR) levels at the receiver, reducing system margins and reducing the maximum propagation distance that can be achieved. In this paper, the nonlinear tolerance of an optimized pulse and a root-raised cosine (RRC) pulse is compared in terms of bit error rate (BER) performance, for varying propagation distances and launch powers. Experimental results show that the optimized pulse considerably reduces intra-channel nonlinear effects in a long haul, 10 Gbaud

dual-polarization (DP) 16-QAM system relying on erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs) and G.652 fiber (no optical dispersion compensation).

The improved nonlinear tolerance of the return-to-zero (RZ) pulse shape was recently highlighted in [1], for a 112 Gb/s DP-quadrature phase shift keying (QPSK) system without optical dispersion compensation. Comparing the RZ pulse to the non return-to-zero (NRZ) pulse, the authors reported an increase in single channel maximum propagation distance of 18%. However, the improved nonlinear tolerance achieved using the RZ pulse comes at the expense of increased spectral content. For instance, the bandwidth of a 50% RZ pulse is twice the bandwidth of the NRZ pulse or the RRC pulse with a roll-off factor (α) of 1. The use of a RZ pulse thus reduces spectral efficiency by a factor of two, and for a system using digital signal processing at the transmitter and receiver, at the Nyquist rate, it doubles the required bandwidth and sampling frequency of the digital-to-analog converters (DACs) and analog-to-digital converters (ADCs).

(a)

(b)

Figure 1. Impulse (a) and frequency (b) responses of the RRC and optimized pulses.

In comparison to the RRC pulse, the optimized pulse shape presented in [2] was shown to improve the nonlinear performance of DP-QPSK systems without optical dispersion compensation and to increase the maximum transmission distance by as much as 22%. The specialized pulse was obtained by numerical optimization, with the primary objective formulated to reduce its width, but constrained to have a bandwidth equal to the bandwidth of a NRZ or RRC pulse (α = 1). Therefore, the optimized pulse can be used without penalizing spectral efficiency and without using higher speed DACs and ADCs. Fig. 1 exhibits the time and frequency characteristics of the optimized and RRC pulses. It can be seen that the optimized pulse is narrower than the RRC pulse with α = 1, and that its first-null bandwidth is equal to the baud rate. It is also apparent that the reduced width of the optimized pulse translates in higher energy content for frequencies between 6 GHz and 10 GHz. Through dispersion, the higher energy frequencycomponents produce a propagating pulse and a propagating waveform that is more broadened, with lower peak power excursions. Since intra-channel nonlinear distortion is proportional to peak power, the optimized pulse makes the system more tolerant to nonlinear effects. In this work and as in [2?5], the RRC pulse is used as the reference pulse for its ability to minimize pulse-induced intersymbol interference (ISI) and to minimize out-of-band power.

2. Experimental Setup

Fig. 2 illustrates the experimental setup. The symbol sources consist of random symbol sequences of length 214 and were followed by pulse shaping finite impulse response (FIR) filters. DACs with 6-bit resolution drive the in-phase-quadrature (I-Q) modulators associated with the two polarizations. The emitting wavelength was set to 1547.715 nm. A polarization scrambler (PS) was inserted after the polarization beam combiner (PBC) in order to randomly rotate the polarization state. A fiber link consisting of 15 spans of 80 km G.652 fiber was used, together with EDFAs at each span. At the receiver, a noise source was used to adjust the OSNR. The optical spectrum analyzer (OSA) served the purposes of measuring the OSNR. A coherent front-end integrates polarization beam splitters, optical hybrids, a local oscillator and photodetectors [6]. It provides four signals corresponding to the in-phase and quadrature components of the two polarizations. These baseband signals were sampled using a 50 GSa/s oscilloscope with 8-bit ADCs and post-processed in a personal computer. The linewidth of the transmitter and receiver lasers was 100 kHz, and their frequency offset was below 200 MHz. The same clock reference was used for the DACs and ADCs. The receiver signal processing functions include matched filtering and chromatic dispersion compensation (CD-1) by FIR filters, polarization recovery by a 13-tap fractionally spaced (T/2) butterfly equalizer (EQ), carrier offset removal and carrier phase recovery by a second order phase lock loop (PLL) and finally, detection. The constant modulus algorithm (CMA) is used for the equalizer coefficients pre-convergence. Once the signal is recovered, the system switches to a decision-directed modulus algorithm (DDMA) [7]. Two symbol pattern periods, totaling 215 symbols for each polarization, were used to produce BER statistics.

In what follows, the system performance is studied using either the RRC pulse or the optimized pulse presented in Fig. 1 as transmit FIR filters and receive matched filters.

Figure 2. Experimental setup.

3. Results and Discussion

Fig. 3 displays the electrical eye diagrams of the signal in-phase component taken at the transmitter, after the FIR pulse shaping filter. The inner eye openings of the optimized 16-QAM sequence eye diagram are reduced compare to those in the eye diagram obtained using the RRC pulse, indicating, as mentioned in [2], that the optimized pulse may be more sensitive to timing jitter. Fig. 3 (b) further shows that the eye diagram obtained with the optimized pulse is very similar to the eye diagram that would be obtained using an RZ pulse, and that the optimized pulse sequence returns close to a zero level between each symbol period. Since the RRC and the optimized pulses are designed to be used as matched filter, it is expected to visualize on the eye diagrams at the transmitter a certain amount of ISI. The RRC and optimized pulses produce a filtered sequence with zero pulse-induced ISI only at the receiver, after matched filtering.

Fig. 4 (a) reports the measured BER in a back-to-back configuration for a system using RRC filters and for a system using optimized filters. The linear performance of the RRC and optimized pulses is very similar and for the considered range of OSNR, the minimal and maximal penalty is 2.5 dB and 6.5 dB, respectively. Fig. 4 (b) and (c) show propagation results for 800 km and for 1200 km. At 800 km and considering a BER threshold of 8×10-3, the optimized pulse reduces the OSNR penalty by 0.6 dB and 2.8 dB, for launch powers of –2 dBm and 0 dBm, respectively. At 1200 km and for a launch power of –2 dBm an improvement of 1.2 dB is observed. At 1200 km and for a launch power of 0 dBm, the system with optimized pulse shaping almost reaches the BER threshold, while the system using RRC pulses is limited to a BER of 1.8×10-2. At this level, the optimized pulse outperforms the RRC pulse by 4.3 dB. It should be noted that the introduction of soft-decision forward error correction (FEC) [8] would be required to be able to operate at the considered BER threshold.

(a) (b)

Fig.3. Measured 16-QAM eye-diagrams at the transmitter when using: (a) the RRC filter, and (b) the optimized filter.

(a)

(b)

(c)

Figure 4. BER vs OSNR (noise bandwidth = 0.1 nm) for back-to-back (a), 800 km (b) and 1200 km (c).

For systems using multi-bit DACs operating at the Nyquist rate, the main advantage of the optimized pulse approach is that it is implemented at no extra hardware or computational cost, since the optimized pulse shaping function replaces the existing shaping filters. Yet another option would be to synthesise the optimized pulse transfer function by analog filters, thus enabling the use of simpler 2-bit DAC structures clocked at the baud rate.

4. Conclusion

The characteristics of an optimized pulse shape specifically designed to increase the nonlinear tolerance of long-haul optical transport systems were described. The specialized pulse was used in a 10 Gbaud DP-16-QAM transmission experiment and was demonstrated to significantly reduce the impact of intra-channel nonlinearities.

The authors would like to acknowledge the NSERC/Bell Canada Industrial Research Chair Program.

5. References

[1] E. Torrengo, S. Makovejs, D. S. Millar, I. Fatadin, R. I. Killey, S. J. Savory, P. Bayvel, “Influence of pulse shape in 112Gbit/s WDM PDM-QPSK transmission,” accepted to IEEE Photon. Tec hnol. Lett., (2010).

[2] B. Chatelain, C. Laperle, D. Krause, K. Roberts, M. Chagnon, X. Xu, A. Borowiec, F. Gagnon, J. C. Cartledge,

D. V. Plant, “SPM-tolerant pulse shaping for 40 Gb/s and 100 Gb/s dual-polarization QPSK systems,” accepted to IEEE Photon. Technol. Lett., (2010).

[3] M. Nakazawa, S. Okamoto, T. Omiya, K. Kasai, M. Yoshida, “256-QAM (64 Gb/s) coherent optical transmission over 160 km with an optical bandwidth of 5.4 GHz,” IEEE Photon. Technol. Lett., 22, 185–187 (2010).

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[5] H. Goto, K. Kasai, M. Yoshida, M. Nakazawa, “Polarization-multiplexed 1 Gsymbol/s, 128 QAM (14 Gbit/s) coherent optical transmission over 160 km using a 1.4 GHz Nyquist filter,” in Proc. OFC/NFOEC 2008.

[6] K. Roberts, M. O’Sullivan, K.-T. Wu, H. Sun, A. Awadalla, D. J. Krause, C. Laperle, “Performance of

dual-polarization QPSK for optical transport syst ems,” J. Lightw. Technol., 27, 3546–3559, (2009).

[7] C. A. R. Fernandes, G. Favier, J. C. M. Mota, “Decision directed adaptive blind equalization based on the constant modulus algorithm,” Signal, Image and Video Processing, 1, 333–346, (2007).

[8] K. On ohara, Y. Miyata, T. Sugihara, K. Kubo, H. Yoshida, T. Mizuochi, “Soft decision FEC for 100G transport systems,” in Proc. OFC/NFOEC 2010.

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我国光纤通信技术论文 2020年4月

我国光纤通信技术论文本文关键词:光纤通信,我国,论文,技术 我国光纤通信技术论文本文简介:1光纤通信技术的主要特点 1.1损耗低,传输距离远与普通的通信相比,光纤的损耗率要低得多。目前,光纤的损耗可以低达0.2dB/km。中继光放大器间距可达100多km,而传统的铜电缆中继放大器间距仅为几百米到几千米。因此,除了用户到小站间仍使用铜电缆,其他通信网中包括电视网、跨海洋的网络全部使用 我国光纤通信技术论文本文内容: 1光纤通信技术的主要特点 1.1损耗低,传输距离远 与普通的通信相比,光纤的损耗率要低得多。目前,光纤的损耗可以低达0.2dB/km。中继光放大器间距可达100多km,而传统的铜电缆中继放大器间距仅为几百米到几千米。因此,除了用户到小站间仍使用铜电缆,其他通信网中包括电视网、跨海洋的网络全部使用光纤通信。光纤通信在

长距离传输中的优势非常明显。目前光纤通信的最长通信距离达到10000m以上。 1.2抗干扰能力强 与其他光缆相比,光纤通信具有非常明显的优点———抗电磁干扰能力极强。光纤通信设备的主要成分是SiO 的应用给光纤通信技术带来无可比拟的优势。由于石英具有极强的抗腐蚀性和绝缘性,因此,应用到光纤通讯设备上使其同样具有较强的抗干扰能力。光纤通信不会受到太阳黑子活动、电离层变化、雷电以及人为释放的电磁等方面的干扰,这一特性使得光纤可以应用到军事领域中。 1.3安全性和保密性高 因为光纤主要依靠光波的全反射原理进行传输,光信号完全被限制在包层内,光波泄露的现象很少发生。而且一个光缆内的很多光纤线之间也不会相互干扰,因此,光通信的抗干扰能力很强,保密性和安全性非常高。此外,光纤的重量很轻、体积较小,这样既节省空间又使得设备的安装非常方便。另外,用来制作光纤通信设备的原材料越来越丰富,而且价格低廉,稳定性好,同时受环境温度影响小,使

光纤通信技术论文

光纤通信技术 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。 光纤通信就是利用光导纤维传输信号,以实现信息传递的一种通信方式。光导纤维通信简称光纤通信。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。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。光纤通信具有以下特点:(1)通信容量大、传输距离远。 (2)信号串扰小、保密性能好; (3)抗电磁干扰、传输质量佳。 (4)光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输; (5)材料来源丰富,环境保护好,有利于节约有色金属铜。 (6)无辐射,难于窃听, (7)光缆适应性强,寿命长。 (8)质地脆,机械强度差。 (9)光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。 (10)分路、耦合不灵活。 (11)光纤光缆的弯曲半径不能过小(>20cm) (12)有供电困难问题。 就光纤通信技术本身来说,应该包括以下几个主要部分:光纤光缆技术、光交换技术传输技术、光有源器件、光无源器件以及光网络技术等。 光纤光缆技术 光纤技术的进步可以从两个方面来说明: 一是通信系统所用的光纤; 二是特种光纤。早期光纤的传输窗口只有3个,即850nm(第一窗口)、1310nm(第二窗口)以及1550nm(第三窗口)。近几年相继开发出第四窗口(L波段)、第五窗口(全波光纤)以及S波段窗口。其中特别重要的是无水峰的全波窗口。这些窗口开发成功的巨大意义就在于从1280nm到1625nm的广阔的光频范围内,都能实现低损耗、低色散传输,使传输容量几百倍、几千倍甚至上万倍的增长。这一技术成果将带来巨大的经济效益。另一方面是特种光纤的开发及其产业化,这是一个相当活跃的领域。 光复用技术 复用技术是为了提高通信线路的利用率,而采用的在同一传输线路上同时传输多路不同信号而互不干扰的技术。光复用技术种类很多,其中最为重要的是波分复用(WDM)技术和光时分复用(OTDM)技术。光波分复用(WDM)技术是在一芯光纤中同时传输多波长光信号的一项技术。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来,并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输,在接收端将组合波长的光信号分开,并作进一步处理,恢复出原信号后送入不同的终端。波分复用当前的商业水平是273个或更多的波长,研究水平是1022个波长(能传输368亿路电话),近期的潜在水平为几千个波长,理论极限约为15000个波长(包括光的偏振模色散复用,OPDM)。而光时分复用(OTDM)技术指利用高速光开关把多路光信号在时域里复用到一路上的技术。光时分复用(OTDM)的原理与电时分复用相同,只不过电时分复用是在电域中完成,而光时分复用是在光域中进行,即将高速的光支路数据流(例如10Gbit/s,甚至40Gbit/s)直接复用进光域,产生极高比特率的合成光数据流。

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通信原理论文 作者_______________ 学号________________________ 系部____________________________________________ 专业_____________________________________________ 题目__________________ 通信原理__________________ 指导教师_________________________________________ 评阅教师_________________________________________

完成时间: 2014

毕业设计(论文)中文摘要 (题目):通信原理 摘要通信信号调制类型的自动识别广泛应用于信号确认、干扰辨识、无线电侦听、电子对抗和信号监测等领域。本文首先对各种通信信号进行了理论分析, 在此基础上针对模拟调制信号和数字调制信号采用了基于决策论方法的调制方式识别算法.讨论了判决门限的选择并利用MATLA软件进行了计算机仿真。在信噪比为10dB时庇对模拟调制和数字调制的识别成功率均不低于99%本文的调制识别算法是基于决策论方法应该方法具有运算量小:弔识别效果好等优点。最后本文对模拟调制信号的瞬时频率、调幅系数和调频系数以及数字调制信号的瞬时频率和码元速率均做了理论分析与参数提取并且进行了计算机 仿真通过计算机仿真结果证明了该方法的可行性。

毕业设计(论文)外文摘要 目录 1.1研究背景 (4) 1.2发展概况 (5)

1.3调制样式识别过程的框架结构 (7) 1.4本文特点与组织方向 (8) 2.1模拟通信信号 (9) 2.1.1调幅信号(AM (9) 2.1.2双边带信号(DSB) (10) 2.1.3单边带信号(SSB) (10) 2.2数字通信信号 (12) 2.2.1幅度键控调制(ASK) (12) 2.2.1.1二进制振幅键控信号(2-ASK) (12) 2.2.2相移键控调制(PSK) (13) 2.2.2.1二进制相移键控信号(2-PSK) (13) 2.2.2.2M进制数字相位调制信号 (13) 2.2.3正交幅度调制信号(QAM) (14) 2.2.4频移键控信号(FSK) (14) 3.1引言 (15) 3.2模拟调制类型识别的特征参数 (15) 3.3模拟调制类型识别算法 (16) 致谢 (18) 参考文献 (18) 1.1研究背景 随着通信技术的发展,无线通信环境日益复杂。通信信号在很宽的频带上采用了多种调制方式,同时这些信号的调制参数也不尽相同。对未知信号调制方式的识别可提供信号的结构、特性等有用信息,如何有效地识别和监视这些信号,在军事和民用领域都是重要的研究课题。通信信号调制方式识别和参数估计是通信情报的重要内容,它是对敌方通信进行干扰、侦听的前提。如果能够提取出截获信号的调制方式,就可以更有效地集

光纤通信论文毕业设计

光纤通信 专业: 通信技术班级: 0701 姓名: 学号: 完成日期: 2009 年11 月30 日

摘要本文简要介绍了光纤通信发展的历史及现状,较全面的向大家展现了制作"光缆开剥与接续"多媒体课件的过程。与此同时,还对课件制作过程中使用的工具和器材及作者的心得体会作了基本介绍,希望能给读者以启发. 一、前言 光纤通信自问世以来,通过其通信容量大、传输距离长、抗电磁干扰、保密性好、重量轻、资源丰富等优点,已经广泛应用于市内局间中继,长途通信和海底通信等公用通信网以及铁道、电力等专用通信网,同时在公用电话、广播和计算机专用网中得到应用.并已逐渐用于用户系统.光缆将取代过去用户系统无法实现宽频信息传输的传统线路,这样便可提供高质量的电视图像和高速数据等新业务,以满足人们广泛的生活和业务的需要. 光缆线路,是光纤通信系统组成的重要部分.光缆线路的建设质量是确保光通信系统性能良好和长期稳定的关键,而光缆开剥接续则是光缆线路施工中工程量大,技术要求复杂的一道重要工序,其质量好坏直接影响线路的传输质量和寿命,光缆开剥、接续、封合的快慢将影响整个工期的进程,对于20

芯以上光缆的接续不仅要求施工人员技术熟练,而且要求施工组织严密,在保证质量的前提下,确保施工的时间。 . 二、光纤通信的发展概况及动向 2-1发展概况 光波是人们最熟悉的电磁波,其波长在微米级,频率为100000亿HZ数量级.由电磁波谱中可以看出,紫外线、可见光、红外线均属于光波的范畴.目前光纤通信使用的波长范围是在近红外区内,即波长为0.8-1.8um可分短波长波段和长波长波段,短波长波段是指波长为0.85um,长波长波段是指1.31um和1.51um,这是目前采用的三个通信窗口. 利用光导纤维作为光的传输介质的光纤通信其发展只有二、三十年的历史,它的发展以1960年美国人Mainman发明的红宝石激光器和1966年英籍华人高琨博士提出利用SIO2石英玻璃可制成低损耗光纤的设想为基础,直到1970年美国康宁公司研制出损耗为20db/km的光纤,才使光纤进行远距离传输成为可能.自此以后,光纤通信在世界范围内展开并得到迅猛发展,在短短的一、二十年的时间中,以从0.85um短波长多模光纤发展到1.31um-1.55um的长波长单模光纤,同时开发出许多新型光电器件,激光器寿命已达十万小时甚至百万小时,许多国家相继建成了长距离的光纤通信系统.

数据通信原理论文

桂林电子科技大学职业技术学院 数据通信原理论文 光纤同轴混合网、电缆调制解调器在实际中的应用学生姓名蒋成 所在系部电子信息工程系 专业班级通信技术 学号 1112210209 指导教师刘焯峰

阐述 光纤同轴混合网和电缆调制解调器的发展历程,重点讨论HFC接入网及Cable Modem的特点和优势, 分析上下行传输调制解调技术的特点以及QAM和QPSK的技术规范,指出了现阶段光纤同轴混合网和电缆调制解调器在实际应用中不足。 有线电视网目前在全世界已有超过9.4亿的用户,我国有线电视网自90年代初发展至今,全国覆盖面已达50%,电视家庭用户数有8000多万,并以每年近1000万用户的速度增加,以成为世界上第一大有线电视网。随着计算机技术、通信技术、网络技术、有线电视技术及多媒体技术的飞速发展,尤其在Internet的推动下,传统的三大信息网络(电信网、计算机网、有线电视网)所开展的业务正在相互渗透、相互融合。用户对信息交换和网络传输都提出了新的要求,希望融合CATV网络、计算机网络和电信网为一体的呼声越来越高。电缆调制解调器(Cable Modem)技术的出现,大大加快了HFC网络的建设速度。因此,利用HFC网络结构建立一种经济实用的宽带综合信息服务网的方案也由此而生。 介绍 HFC是Hybrid Fiber-Coax的缩写,是指采用光纤传输系统与同轴电缆分配网相结合的宽带传输平台。随着技术的发展,HFC网又常常被赋予新的含义,特指利用混合光纤同轴来进行宽带数字通信的CATV网络。目前依据CATV网络的信号流向将HFC网络分为单向HFC和双向HFC两种,但由于单向HFC只能运营广播业务,而双向HFC则可以运营各种数字业务,通常把双向HFC网络称为HFC,而将单向HFC称为CATV。 Cable Modem名为电缆调制解调器,又名线缆调制解调器。它是近几年随着网络应用的扩大而发展起来的,主要用于有线电视网进行数据传输。Cable Modem本身不单纯是调制解调器,它集Modem、调谐器、加/解密设备、桥接器、网络接口卡、虚拟专网代理和以太网集线器的功能于一身。它无须拨号上网,不占用电话线,可提供随时在线的永久连接。服务商的设备同用户的Modem之间建立了一个虚拟专网连接,Cable Modem提供一个标准的 10BaseT或10/100BaseT以太网接口同用户的PC设备或以太网集线器相联。 1.DOCSIS标准 1998年有线电视实验室(CableLabs)就提供了DOCSIS的正式程序以保证各个不同的厂家出来的产品有兼容性。在1998年3月,国际电信联盟接受DOCSIS标准,作为Cable Modem

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。

通信原理期末考试试题及答案 (1)

通信原理期末考试试题及答案 一、填空题(总分24,共12小题,每空1分) 1、数字通信系统的有效性用 传输频带利用率 衡量,可靠性用 差错率 衡量。 2、模拟信号是指信号的参量可 连续 取值的信号,数字信号是指信号的参量可 离散 取值的信号。 3、广义平均随机过程的数学期望、方差与 时间 无关,自相关函数只与时间间隔有关。 4、一个均值为零方差为2n σ的窄带平稳高斯过程,其包络的一维分布服从瑞利分布, 相位的一维分布服从均匀分布。 5、当无信号时,加性噪声是否存在? 是 乘性噪声是否存在? 否 。 6、信道容量是指: 信道传输信息的速率的最大值 ,香农公式可表示为:)1(log 2N S B C +=。 7、设调制信号为f (t )载波为t c ωcos ,则抑制载波双边带调幅信号的时域表达式为 t t f c ωcos )(,频域表达式为)]()([2 1c c F F ωωωω-++。 8、对最高频率为f H 的调制信号m (t )分别进行AM 、DSB 、SSB 调制,相应已调信号的带宽分别为 2f H 、 2f H 、 f H 。 9、设系统带宽为W ,则该系统无码间干扰时最高传码率为 2W 波特。 10、PSK 是用码元载波的相位来传输信息,DSP 是用前后码元载波的 相位差 来传输信息,它可克服PSK 的相位模糊缺点。 11、在数字通信中,产生误码的因素有两个:一是由传输特性不良引起的 码间串扰,二是传输中叠加的 加性噪声 。 12、非均匀量化的对数压缩特性采用折线近似时,A 律对数压缩特性采用 13 折线近似,μ律对数压缩特性采用15 折线近似。

二、简答题(总分18,共4小题) 1、随参信道传输媒质的特点?(3分) 答:对信号的衰耗随时间变化、 传输的时延随时间变化、 多径传播 2、简述脉冲编码调制的主要过程。(6分) 抽样是把时间连续、幅值连续的信号变换为时间离散,幅值连续的脉冲信号;量化是把时间离散、幅值连续的脉冲信号变换为幅值离散、时间离散的多电平脉冲信号;编码是把幅值、时间均离散的多电平脉冲信号用一组数字序列表示。 3、简单叙述眼图和系统性能之间的关系?(6分) 最佳抽样时刻对应眼睛张开最大时刻;对定时误差的灵敏度有眼图斜边的斜率决定;图的阴影区的垂直高度,表示信号幅度畸变范围;图中央横轴位置对应判决门限电平;抽样时刻上,上下阴影区的间隔距离之半为噪声容限。 4、简述低通抽样定理。(3分) 一个频带限制在(0,f H )内的时间连续信号m(t),如果以H 21f T 的时间 间隔对它进行等间隔抽样,则m(t)将被所得到的抽样值完全确定 2、设信息序列为100000000001100001,试编为AMI 码和HDB3码(第一个非零码编为+1),并画出相应波形。(6分) 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 AMI HDB3AMI HDB3 +1 0 0 0+V-B 0 0-V 0 0+1-1+B 0 0+V-1 +1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0-1+1 0 0 0 0-1 +1 0 0 0+1-1 0 0-1 0 0+1-1+1 0 0+1-1

光纤通信分析论文

光纤通信分析论文 一、光波分复用(WDM)技术 光波分复用(WavelengthDivisionMultiplexing,WDM)技术是在一根光纤中同时同时多个波长的光载波信号,而每个光载波可以通过FDM或TDM方式,各自承载多路模拟或多路数字信号。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来(复用),并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输,在接收端又将这些组合在一起的不同波长的信号分开(解复用),并作进一步处理,恢复出原信号后送入不同的终端。因此将此项技术称为光波长分割复用,简称光波分复用技术。 WDM技术对网络的扩容升级,发展宽带业务,挖掘光纤带宽能力,实现超高速通信等均具有十分重要的意义,尤其是加上掺铒光纤放大器(EDFA)的WDM对现代信息网络更具有强大的吸引力。 二、WDM系统的基本构成 WDM系统的基本构成主要分双纤单向传输和单纤双向传输两种方式。单向WDM 是指所有光通路同时在一根光纤上沿同一方向传送,在发送端将载有各种信息的具有不同波长的已调光信号通过光延长用器组合在一起,并在一根光纤中单向传输,由于各信号是通过不同波长的光携带的,所以彼此间不会混淆,在接收端通过光的复用器将不同波长的光信号分开,完成多路光信号的传输,而反方向则通过另一根光纤传送。双向WDM是指光通路在一要光纤上同时向两个不同的方向传输,所用的波长相互分开,以实现彼此双方全双工的通信联络。目前单向的WDM 系统在开发和应用方面都比较广泛,而双向WDM由于在设计和应用时受各通道干扰、光反射影响、双向通路间的隔离和串话等因素的影响,目前实际应用较少。 三、双纤单向WDM系统的组成 以双纤单向WDM系统为例,一般而言,WDM系统主要由以下5部分组成:光发射机、光中继放大器、光接收机、光监控信道和网络管理系统。 1.光发射机 光发射机是WDM系统的核心,除了对WDM系统中发射激光器的中心波长有特殊的要求外,还应根据WDM系统的不同应用(主要是传输光纤的类型和传输距离)

光纤通信论文

浅谈光纤光缆技术的未来前景 学院电子信息学院 年级大三 专业电信 日期2017.6 姓名张辂 学号1428403044

摘要 (1) 一、有源光纤 (2) (一)色散补偿光纤(Dispersion Compesation Fiber,DCF) (2) (二)光纤光栅(Fiber Grating) (2) (三)多芯单模光纤(Multi-Coremono-Mode Fiber,MCF) (3) 二、光有源器件的进展 (3) (一)集成器件 (3) (二)垂直腔面发射激光器(VCSEL) (3) (三)窄带响应可调谐集成光子探测器 (3) (四)基于硅基的异质材料的多量子阱器件与集成(SiGe/Si MQW) (3) 三、光无源器件 (4) 四、光复用技术 (4) 五、光放大技术 (4) 参考文献 (6)

当今世界,是信息的世界。“得信息者得天下”,已经成为世界各国的共识。作为个人,在这个“互联网+”的大数据时代中,为了生计也不得不获取各种各样的信息。在这样的背景下,信息高速公路建设已成为世界性热潮。而光纤通信技术作为信息高速公路的核心和支柱,自然而然的被推到了时代的前线,成为各国大力发展的重要目标。 光纤通信是一个巨大的系统工程。它的各个组成部分互为依存、互相推动,共同向前发展。就光纤通信技术本身来说,应该包括以下几个主要部分:光纤光缆技术、传输技术、光有源器件、光无源器件以及光网络技术等。 本文将着重就光纤光缆技术极其相关的光有源器件和光无源器件做一定的介绍,共同探讨光纤光缆技术的未来前景。 关键词:光纤、通信、前景。 Abstract Today’s world is an informational world.“The one who wins the information wins the whole world”has becomes a common view worldwide. As for the individual,living in the Age of“Internet+”and Big Data, we have to gain various sorts of information in order to make a living.In this context,the information highway construction has become a worldwide craze.As the core of the information highway and the pillar of the optical fiber communication technology has become a top priority. Optical fiber communication industry is a huge systematic project. Its components are interdependent and mutually promote,together forward. On optical fiber communications technology themselves,it should include the following major components:fiber optical cable technology,transmission technology,optical active devices,optical passive devices and optical network technology. This paper will focus on the optical fiber cable technology and the related optical active devices and optical passive devices,and discuss the future of the optical fiber cable technology together. Keywords:optical fiber,communication,prospect.

通信原理课程论文

目录

前言 随着信息技术的发展,通讯在人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用。进入21世纪以后,信息的传递更是越来越广泛和快捷,现代通讯的发展方向是数字化,因为数字通信不仅能实现人与人、人与机器、机器与机器之间的通信和数据交换功能。PCM 编码就是一种将模拟信号数字化以及数字信号模拟化的实现过程,编码过程就是将模拟信号经过抽样、量化后变为数字信号的过程,译码是其反变换。本文通过仿真软件MATLAB 强大的仿真功能实现了其编译码的过程,通过编译码图形对比分析了误差,并提出了进一步缩小误差的方案。PCM 原理常应用于现代语音通信中。 工程概况 PCM 的概念是在1937年法国工程师维纳斯提出。PCM ——脉冲编码调试是一种将模拟信号经过抽样、量化、编码变换成数字信号的编码方式。PCM 通信系统的基本组成是先对模拟信号进行抽样、量化、编码,经过信道和新稻种的干扰后再进行译码再经过低通滤波器输出信号。 脉冲编码调制(pulse code modulation ,PCM)是概念上最简单、理论上最完善的编码系统,是最早研制成功、使用最为广泛的编码系统,但也是数据量最大的编码系统。PCM 的编码原理比较直观和简单,下图为PCM 系统的原理框图: 图中,输入的模拟信号m(t)经抽样、量化、编码后变成了数字信号(PCM 信号),经信道传输到达接收端,由译码器恢复出抽样值序列,再由低通滤波器滤出模拟基带信号m(t)。通常,将量化与编码的组合称为模/数变换器(A/D 变换器);而译码与低通滤波的组合称为数/模变换器(D/A 变换器)。前者完成由模拟信号到数字信号的变换,后者则相反,即完成数字信号到模拟信号的变换。 PCM 在通信系统中完成将语音信号数字化功能,它的实现主要包括三个步骤完成:抽样、量化、编码。分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。根据CCITT 的建议,为改善小信号量化性能,采用压扩非均匀量化,有两种建议方式,分别为A 律和μ律方式,我国采用了A 律方式,由于A 律压缩实现复杂,常使用 13 折线法编码,采用非均匀量化PCM 编码。 正文 3.1 设计目的和设计意义 3.1.1设计目的 1.进一步学习PCM 编译码器原理; 抽样 量化 编码 信道 干扰 m(t) m s (t) m sq (t) A/D 变换 译码 低通滤波 m sq (t) m(t)

通信技术类论文投稿范文(两篇)

下面是两篇通信技术类论文投稿范文,第一篇论文介绍了光纤通信技术的应用,这种高质量的传输方式在不同的领域都得到了应用,论文进行了详细阐述。第二篇论文介绍了光纤通信在电力传输损耗的解决措施,分析了光纤通信在电力传输中产生损耗的原因并给出了相关解决措施。 通信电源技术 《光纤通信技术的应用》 【摘要】光纤通信技术是一种将光纤电缆作为传输介质的高质量传输方式,其已经在不同领域得到了不同程度的应用。在电力通信领域、智能交通领域、广播电视领域以及互联网领域光纤通信都不可或缺。现文章主要针对光纤通信技术及其应用开展论述。 【关键词】光纤通信;智能交通;电力行业 光纤通信技术的使用提高了信息传递的效率,不论是传输质量,传输容量还是传输速度都得到了改善。光纤通信质量轻、损耗低、安全可靠、抗干扰性强,在不同领域都已经普及应用,特别是在服务与生产行业的应用十分普遍。 一、光纤通信技术 光纤通信是将光作为信息的承受载体,将光纤作为传输的通信方式[1]。光纤作为一种新型的传输介质,其损耗相对于同轴电缆或导波管来说要低出许多。因此,在实际使用过程中光纤通信的容量要对于微波通信来说要大出几十倍。如图1所示为光纤结构图。光纤通信技术在实际使用过程中拥有其独特的特点:

第一,通信容量较大。光纤通信在使用过程中由于传输速度与质量相对于其他电缆与铜线来说拥有显著的优势。光纤通信技术利用光源调制的特殊性、调制的方式以及光纤是色散特性使得明显改善了光纤通信的质量。同时,光纤通信在运用时中单波长光纤通信系统可以最大程度的发挥光纤通信的效用,显著提升其传输容量。 第二,传输损耗较低。一般石英光纤损耗大约在0-20dB/km左右,这一水平的传输损耗远远低于其他介质[2]。因此,可以判断石英光纤损耗是一种明显的低消耗材料。在跨度更多的无中继距离传输中可以显著减少损耗。伴随着中继站数量的不断减少,系统的成本与复杂性得到了降低,光纤通信在长途传输的过程中可以发挥最大的使用效益,降低经济成本。 第三,保密性良好。光纤通信中的广播可以提升光波导结构的各项效果。光纤通信技术能够将信号完整的封存在光波导结构当中,有可能泄露的射线都将被不透明包皮吸收。这一方式不会导致光波泄露,同时光纤在传输过程中也不会出现串音干扰,光纤通信的内容将拥有较高的保密性。 二、光纤通信技术的应用 2.1光纤通信技术在电力通信中的应用 电力通信工作主要是为对电网进行日常运营管理,以保证电网能够正常顺利运作。在电网工作中电力通信是其中的技术基础,其能够为电网正常提供电力以及电力系统的正常应用提供充分的保障。光纤通信技术一般是在电力通信的架空、地埋等不同方式来敷设光缆,从

光纤通信技术特点分析论文

光纤通信技术特点分析论文 论文关键词:光纤通信技术,特点,应用 论文摘要: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。本文探讨了光纤通信技术的主要特征及应用。 1.光纤通信技术 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。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;(3)信号的传输和放大;(4)信号的分离;(5)信号的接收。 2.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。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。 (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。 (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

通信原理期末考试

盐城工学院 通信原理复习资料 一、基本概念 第一章 1、模拟通信系统模型 模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统 2、数字通信系统模型 数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统 3、数字通信的特点 优点: (1)抗干扰能力强,且噪声不积累 (2)传输差错可控 (3)便于处理、变换、存储 (4)便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 (5)易于集成,使通信设备微型化,重量轻 (6)易于加密处理,且保密性好 缺点: (1)需要较大的传输带宽 (2)对同步要求高 4、通信系统的分类 (1)按通信业务分类:电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统 (2)按调制方式分类:基带传输系统和带通(调制)传输系统 (3)调制传输系统又分为多种调制,详见书中表1-1 (4)按信号特征分类:模拟通信系统和数字通信系统 (5)按传输媒介分类:有线通信系统和无线通信系统 (6)按工作波段分类:长波通信、中波通信、短波通信 (7)按信号复用方式分类:频分复用、时分复用、码分复用 5、通信系统的主要性能指标:有效性和可靠性 有效性:指传输一定信息量时所占用的信道资源(频带宽度和时间间隔),或者说是传输的“ 速 模拟通信系统模型 信息源 信源编码 信道译码 信道编码信 道数字调制 加密 数字解调解密 信源译码 受信者 噪声源 数字通信系统模型

度”问题。 可靠性:指接收信息的准确程度,也就是传输的“质量”问题。 (1)模拟通信系统: 有效性:可用有效传输频带来度量。 可靠性:可用接收端最终输出信噪比来度量。 (2)数字通信系统: 有效性:用传输速率和频带利用率来衡量。 可靠性:常用误码率和误信率表示。 码元传输速率R B:定义为单位时间(每秒)传送码元的数目,单位为波特(Baud) 信息传输速率R b:定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数,单位为比特/秒 6、通信的目的:传递消息中所包含的信息 7、通信方式可分为:单工、半双工和全双工通信 8、信息量是对信息发生的概率(不确定性)的度量。一个二进制码元含1b的信息量;一个M进制码元含有log2M比特的信息量。等概率发送时,信息源的熵有最大值。 第二章 1、确知信号:是指其取值在任何时间都是确定的和可预知的信号,通常可以用数学公式表示它在任何时间的取值。 2、确知信号的类型 (1)按照周期性区分:周期信号和非周期信号 (2)按照能量区分:能量信号和功率信号: 特点:能量信号的功率趋于0,功率信号的能量趋于∞ 3、确知信号在频域中的性质有四种,即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。 4、确知信号在时域中的特性主要有自相关函数和互相关函数。 5、自相关函数反映一个信号在不同时间上取值的关联程度。能量信号的自相关函数R(0)等于信号的能量;功率信号的自相关函数R(0)等于信号的平均功率。 第三章 1、随机过程是一类随时间作随机变化的过程,它不能用确切的时间函数描述。 2、随机过程具有随机变量和时间函数的特点,可以从两个不同却又紧密联系的角度来描述: ①随机过程是无穷多个样本函数的集合②随机过程是一族随机变量的集合。 3、随机过程的统计特性由其分布函数或概率密度函数描述。 4、高斯过程的概率分布服从正态分布,它的完全统计描述只需要它的数字特征。 5、瑞利分布、莱斯分布、正态分布是通信中常见的三种分布:正弦载波信号加窄带噪声的包络一般为莱斯分布;当信号幅度大时,趋近于正态分布;幅度小时,近似为瑞利分布。 6、窄带随机过程:若随机过程ξ(t)的谱密度集中在中心频率f c附近相对窄的频带范围?f 内,即满足?f << f c的条件,且f c 远离零频率,则称该ξ(t)为窄带随机过程。 第四章 1、信道分类: (1)无线信道-电磁波(含光波) (2)有线信道-电线、光纤 2、无线信道(电磁波)的传播主要分为地波、天波和视线传播三种。 3、有线信道主要有明线、对称电缆和同轴电缆三种。 4、信道模型的分类:调制信道和编码信道。

光纤通信技术论文

光纤通信技术论文 光纤通信技术 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。 光纤通信就是利用光导纤维传输信号,以实现信息传递的一种通信方式。光导纤维通信简称光纤通信。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。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。光纤通信具有以下特点: (1)通信容量大、传输距离远。 (2)信号串扰小、保密性能好; (3)抗电磁干扰、传输质量佳。 (4)光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输; (5)材料来源丰富,环境保护好,有利于节约有色金属铜。 (6)无辐射,难于窃听, (7)光缆适应性强,寿命长。 (8)质地脆,机械强度差。 (9)光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。 (10)分路、耦合不灵活。 (11)光纤光缆的弯曲半径不能过小(>20cm) (12)有供电困难问题。 就光纤通信技术本身来说,应该包括以下几个主要部分:光纤光缆技术、光交 换技术传输技术、光有源器件、光无源器件以及光网络技术等。 光纤光缆技术 光纤技术的进步可以从两个方面来说明: 一是通信系统所用的光纤; 二是特种光纤。早期光纤的传输窗口只有3个,即850nm(第一窗口)、1310nm(第二窗口)以及1550nm(第三窗口)。近几年相继开发出第四窗口(L波段)、第五窗口(全波光纤)

光纤论文

掺饵光纤放大器简述 【引言】: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,以成为现代通信的主要支柱之一。本文主要介绍掺饵光纤放大器的基本结构和工作原理 【关键字】:光纤放大器掺饵光纤放大器原理发展 光纤放大器(Optical Fiber Ampler,简写OFA)是指运用于光纤通信线路中,实现信号放大的一种新型全光放大器。根据它在光纤线路中的位置和作用,一般分为中继放大、前置放大和功率放大三种。同传统的半导体激光放大器(SOA)相比较,OFA不需要经过光电转换、电光转换和信号再生等复杂过程,可直接对信号进行全光放大,具有很好 的“透明性”,特别适用于长途光通信的中继放大。可以说,OFA为实现全光通信奠定了一项技术基础。 当前光纤通信系统工作在两个低损耗窗口:1.55μm波段和1.31μm波段。选择不同的掺杂元素,可使放大器工作在不同窗口。 (1)掺饵光纤放大器(EDFA) EDFA工作在1.55μm窗口,该窗口光纤损耗系数1.31μm 窗低(仅0.2dB/km)。已商用的EDFA噪声低,增益曲线好,放大器带宽大,与波分复用(WDM)系统兼容,泵浦效率高,工作性能稳定,技术成熟,在现代长途高速光通信系

统中备受青睐。目前,“掺铒光纤放大器(EDFA)+密集波分复用(DWDM)+非零色散光纤(NZDF)+光子集成(PIC)”正成为国际上长途高速光纤通信线路的主要技术方向。 (2)掺镨光纤放大器(PDFA) PDFA工作在1.31μm波段,已敷设的光纤90%都工作在这一窗口。PDFA对现有光通信线路的升级和扩容有重要的意义。目前已经研制出低噪声、高增益的PDFA,但是它的泵浦效率不高,工作性能不稳定,增益对温度敏感,离实用还有一段距离。 掺铒光纤放大器(EDFA即在信号通过的纤芯中掺入了铒离子Er3 + 的光信号放大器。)是1985年英国南安普顿大学首先研制成功的光放大器,它是光纤通信中最伟大的发明之一。 掺铒光纤是在石英光纤中掺入了少量的稀土元素铒(Er)离子的光纤,它是掺铒光纤放大器的核心。从20世纪80年代后期开始,掺铒光纤放大器的研究工作不断取得重大的突破。WDM技术、极大地增加了光纤通信的容量。成为当前光纤通信中应用最广的光放大器件。 EDFA的基本结构,它主要由有源媒质(几十米左右长的掺饵石英光纤,芯径3-5微米,掺杂浓度(25-1000)x10-6)、泵浦光源(990或1480nm LD)、光耦合器及光隔离器等组成。信号光与泵浦光在铒光纤内可以在同一方向(同向泵浦)、相反方向(反向泵浦)或两个方向(双向泵浦)传播。当信号光与泵光同时注入到铒光纤中时,铒离子在泵光作用下激发到高能级上,三能级系统),并很快衰变到亚稳态能级上,在入射信号光作用下回到基态时发射对应于信号光的光子,使信号得到放大。其放大的自发发射(ASE)谱,带宽很大(达20-40nm),且有两个峰值,分别对应于1530nm和1550nm。

通信原理论文

通信原理论文 通信系统:用以完成信息传输过程的技术系统的总称。现代通信系统主要借助电磁波在自由空间的传播或在导引媒体中的传输机理来实现,前者称为无线通信系统,后者称为有线通信系统。当电磁波的波长达到光波范围时,这样的电信系统特称为光通信系统,其他电磁波范围的通信系统则称为电磁通信系统,简称为电信系统。由于光的导引媒体采用特制的玻璃纤维,因此有线光通信系统又称光纤通信系统。一般电磁波的导引媒体是导线,按其具体结构可分为电缆通信系统和明线通信系统;无线电信系统按其电磁波的波长则有微波通信系统与短波通信系统之分。另一方面,按照通信业务的不同,通信系统又可分为电话通信系统、数据通信系统、传真通信系统和图像通信系统等。由于人们对通信的容量要求越来越高,对通信的业务要求越来越多样化,所以通信系统正迅速向着宽带化方向发展,而光纤通信系统将在通信网中发挥越来越重要的作用。 信道通信专业术语)是信号的传输媒质,可分为有线信道和无线信道两类。有线信道包括明线、对称电缆、同轴电缆及光缆等。无线信道有地波传播、短波电离层反射、超短波或微波视距中继、人造卫星中继以及各种散射信道等。如果我们把信道的范围扩大,它还可以包括有关的变换装置,比如:发送设备、接收设备、馈线与天线、调制器、解调器等,我们称这种扩大的信道为广义信道,而称前者为狭义信道。 首先进行信号调制,调制的目的为了减少在传输时的耗损,人们一般是先对传输信号进行特殊处理,然后再传递。把原始的待传信号托附到高频振荡的过程称为调制,调制技术主要用来将模拟或数字信号转换成特殊的模拟信号。载波通常是信号发生器产生的高频正弦波。信号调制分以下几种: 双边带调幅(AM)信号调制: 属模拟信号的幅度调制的一种方法,基带信号调制后会在坐标轴Y轴两边分成两个部分,双边带调制会把原来的振幅利用算法分解成两个频率相对较高的部分,以便传输,接收端利用调制技术可以把信号解调为原始信号如果输入的基带信号没有直流分量,且是理想带通滤波,则得到的输出信号便是无载波分量的双边带信号,或称双边带抑制载波(DSB-SC)信号,简称DSB信号。单边带调制,是一种可以更加有效的利用电能和带宽的调幅技术。单边带调制与残留边带调制(VSB)有密切的关系。调幅技术输出的调制信号带宽为源信号的两倍。残留边带调制,残留边带滤波器的传输函数在载频附近必须具有互补对称性,它可以看作是对截止频率为的理想滤波器的进行“平滑”的结果,习惯上,称这种“平滑”为“滚降”。显然,由于“滚降”,滤波器截止频率特性的“陡度”变缓,实现难度降低,但滤波器的带宽变宽。在残留边带调制中,除了传送一个边带外,还保留了另外一个边带的一部分。对于具有低频及直流分量的调制信号,用滤波法实现单边带调制时所需要的过渡带无限陡的理想滤波器,在残留边带调制中已不再需要,这就避免了实现上的困难。 脉冲编码调制:是一种对模拟信号数字化的取样技术,将模拟语音信号变换为数字信号的编码方式,特别是对于音频信号。PCM 对信号每秒钟取样8000 次;每次取样为8 个位,总共64 kbps。PCM主要经过3个过程:抽样、量化和编码。抽样过程将连续时间模拟信号变为离散时间、连续幅度的抽样信号,量化过程将抽样信号变为离散时间、离散幅度的数字信号,编码过程将量化后的信号编码成为一个二进制码组输出。

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