光通信基础知识
光通信基础知识
网络光纤光缆 GSM网络基础光通信系统概述光通信系统
光纤知识光通信系统光缆知识一GSM网络结构 GSM系统的组成
GSM的网络结构一GSM网络结构 GSM系统的组成网
络子系统NSS 组成基站子系统BSS 操
作维护子系统OSS 移动台MS 1 GSM系统的组成网
络子系统NSS 移动业务交换中心MSC 归属位置寄存器HLR 组成访问位置寄存器VLR 鉴权中心AUC 设备识别寄存器EIR 注大容
量网络中一个NSS可包含若干个MSCVLR和HLR 1
GSM系统的组成网络子系统NSS MSC 网络的核心功能系统的电话交
换功能接口功能为移动用户提
供一系列业务支持移动性能和其他网络功能类型
MSC GMSC网关MSC与其他网络互连
TMSC汇接MSC长途转接注GMSC和TMSC可完成MSC的基本功能 1 GSM
系统的组成网络子系统NSS HLR静态数据库中央数据库功能存储该
HLR管理的所有移动用户的相关数据存储用户信息入网信息业务
信息等用户的位置信息两个号码MSISDNIMSI 注管理移动用户的重要
数据库 VLR动态数据库功能进入其控制区域内已登记移动用户的相
关信息提供建立呼叫接续的必要条件 1 GSM系统的组成网络子系统
NSS AUC安全性管理功能存储鉴权信息加密密钥防止无权用户接入
系统并保证无线接口的移动用户的信息安全注AUC属于HLR的一个功能单元 EIR移动设备安全功能存储国际移动设备识别码IMEI防止非法设备入网使用注目前我国的GSM系统均未安装EIR 1 GSM系统的组成基站子系统BSS BSS负责无线收发和无线资源管理组成基站控制器BSC基站收发信机BTS BSC功能各种接口管理无线资源和无线参数管理包括BSC区内切换移动台功率控制等BTS功能由BSC控制并服务于某小区的无线收发信设备实现BSC与无线信道间的转接BTS与MS间的无线传输及相关的控制注一个MSC监控一个或多个BSC每个BSC控制多个BTS 1 GSM系统的组成操作维护子系统OSS OSS功能包括移动用户管理由HLR完成移动设备管理由EIR完成网络操作和维护由OMC完成包括对BSSNSS进行操作维护管理移动台MS 用户使用的设备提供与用户间的接口注MS需插入SIM卡用户识别模块才能正常使用紧急呼叫除外 2GSM的网络结构无线覆盖区域结构光通信系统通信传输网常用的物理媒体光纤微波电缆以光纤为通信载体可提供高速往外通道的光纤传输网已成为目前通信传输网的主要部分一个基本的光纤通信系统由三大部分构成光发射设备光纤光缆光接收设备光通信系统
概述 1光纤通信光波为载波光导纤维为传输介质的通信方式 2光纤通信的特点 1 优点传输频带极宽通信容量很大传输衰减小距离远信号串扰小传输质量高抗电磁干扰保密性好光纤尺寸小重量轻便于运输和敷设耐化学腐蚀适用于特殊环境原材料资源丰富节约有色金属 2 缺点光纤弯曲半径不宜过小光纤的切断
和连接操作技术要求较高分路耦合操作繁琐光通信系统
概述 3光缆线路特点 1 光缆线路的中继距离长 2 光缆线路一般无需进行充气维护因为绝大部分光缆均为充油光缆即缆芯中均充满了石油膏 3 光缆接头装置及剩余光缆的放置必须按规定方法进行以保证光纤应有的曲率半径尽可能地减少光信号衰减 4 在水泥管孔中布放多条光缆时均需加塑料子管保护 5 光纤的接续方法与接续设备均比电缆线路复杂技术含量更高光通信系统
通信光纤 1光纤 1 光纤的结构光纤由两种不同折射率的玻璃材料拉制而成多模纤芯的标称直径为50μm或625μm单模光纤纤芯的标称模称直径为9～10μm 光通信系统
通信光纤光通信系统
通信光纤 2 光纤的分类按光纤的材料分石英光纤塑料光纤正在研究试用阶段按光纤剖面折射率分布分阶跃型光纤渐变型光纤见下图按传输的模式分多模光纤单模光纤按ITU-T建议分G651 渐变型多模光纤 G652 普通单模光纤 G653 色散位移光纤G654 1550nm性能最佳光纤 G655 光纤非零色散位移光纤光通信系统
通信光纤光通信系统
通信光纤 3G652D光纤的发展与应用
G652光纤可细分为ABCD四个子类maxbook118com为常规单模光纤其水峰处衰减未作优化maxbook118com为低水峰单模光纤永久地降低水峰的衰减几种G652光纤的主要性能区别 1G652CD规定
了1383NM衰减特性并经氢老化试验使OH漂移出长波长大于1700nm 不在光通信系统的工作波长范围内 2maxbook118comPMDQ链maxbook118com 3maxbook118com降低了水峰衰减相对于 G652C 降低了偏振模色散光通信系统
通信光纤 4单模光纤的光波段划分光通信系统
通信光纤 5G652D光纤的应用G652D光纤在CWDW系统中的应用1城域网中G652D光纤CWDM非常具有吸引力由于G652D 光纤开通了全波段使用因此适合于信道间隔大的CWDM能显著降低系统成本目前一些主流光传输设备供应商纷纷推出了商用的CWDM 系统支持8波并可升级到18波系统只有低水峰光纤G652D才能支持18波CWDM系统2G652D光纤在DWDM系统中的应用低水峰光纤为城域DWDM系统提供了更高的灵活性优化波段分配比如将25Gbs光通道安排在SC及L波段而将10Gbs光通道安排在E波段由于E波段的色度色散较小相当于C波段色散的一半左右10Gbs光通道的色散受限距离将延长一倍即160公里以上这样系统不需要色散补偿保证系统的透明性 3G652D光纤在用户接入网中的应用G652D光纤在最后一公里的用户接入网中同样大有可为如基于PON技术系统目前国外运营商已经普遍采用G652D光纤并逐步淘汰G652ABC光纤而国内市场目前已经有部分运营商开始指定使用G652D光纤但用量还不是很大光通信系统
通信光纤 6关于在传输网络建设中的光纤选择等方面的相关建议一maxbook118com纤的传输应用选择目前应用于长
途骨干和城域网的光纤maxbook118com种光纤对于基于25Gbs及其以下速率的WDM系统G652光纤是最佳选择G652BCD和G655光纤均能支持基于10Gbs及更高速率的WDM系统G652CD光纤在城域网中的优势明显
通常G652单模光纤在C波段15301565nm和L波段15651625nm的色散较大一般为1722psnm·km在开通高速率系统及基于单通路高速率的WDM系统时可采用色散补偿光纤DCF来进行色散补偿但DCF同时引入较大的衰减因此它常与光放大器一起工作DWDM波长范围越宽补偿困难越大
G655光纤的基本设计思想是在1550nm窗口工作波长区具有合理的较低的色散足以支持10Gbs的长距离传输而无需色散补偿同时其色散值又保持非零特性具有一个起码的最小数值足以抑制非线性影响适宜开通具有足够多波长的WDM系统光通信系统
通信光纤二后续传输网络建设中的光纤选择建议1中国移动传输网络光纤应用现状经过多年不懈努力目前中国移动的省际传输网络及绝大多数省市内的传输网络均已具备相当的规模现有的省际传输网络按城域可分为东部环及西部环其中东部环传输网络的光纤以G655光纤为主西部环传输网络的光纤以G652B光纤为主省市内的传输网络则大多以G652B光纤为主只有部分省市采用G655光纤2后续传输网络建设中的光纤选择建议根据现有传输网络中的光纤使用情况以及目前的光纤技术发展水平和其所使用的范围等方面因素提出以下光纤选择建议干线传输网省际传输
网络东部环传输网络的后续建设建议仍以G655光纤为主西部环传输网络的后续建设maxbook118com光纤为主在主干层面上可适当考虑采用G655光纤各省市内的传输网络可根据现有的网络所使用的光纤种类优maxbook118com光纤及G655光纤光通信系统
通信光纤城域网目前城域网的主流光纤是常规单模G652AB光钎1383nm区的衰减峰即水峰使其在E波段运用不理想为了打开光传输的E波段可采用低水峰G652CD光纤其在1260nm到1625nm区所有的波段都具有可用性由于G652光纤的色散系数较高10Gbs系数的色散距离限制在70Km左右较长的环网将需要色散补偿块DCM当这种模块用于超长距离时他们会导致系统价格的上升和具有较大的衰减色散的限制使G652光纤适用于70Km以下的传输距离G655光纤对于超过70Km的传输应用是一个较好的选择新一代的G655光纤将在城域网中具有理想的工作性能提供了从1440nm到1625nm包括CSL波段的DWDM可用性由于其色散系统数比G652光纤小于一半所以可能提供两倍于G652光纤的色散受限距离
光通信系统
通信光纤建议根据不同的传输距离选择不同的光纤170-200KM的城域骨干网如果不考虑10Gbs以上的应用maxbook118com光纤如果考虑40Gbs以上的应用和10Gbs以上的全光网应用建议采用符合G655规范的光纤PMDQ的链路值要求尽可能地低 220-70KM的城域接入网如果不考虑40Gbs以上的应用建maxbook118com光纤如果考虑40Gbs以上的应用和全光网应用建议
采用符合G655规范的光纤PMDQ的链路值要求尽可能地低光通信系统
通信光缆一常用光缆的分类 1按缆芯结构分按缆芯结构分类层绞式光缆中心管式光缆和骨架式光缆层绞式光缆将几根至十几根或更多根光纤或光纤带子单元围绕中心加强件螺旋绞合S绞或SZ绞成一层或几层的光缆中心管式光缆是将光纤或光纤带无绞合直接放到光缆中心位置而制成的光缆骨架式光缆是将光纤或光纤带经螺旋绞合置于塑料骨架槽中构成的光缆光通信系统
通信光缆光通信系统
通信光缆一常用光缆的分类 2按线路敷设方式分主要可分为架空光缆管道光缆直埋光缆水底光缆 1 架空光缆是指借助吊挂钢索或自身具有抗拉元件悬挂在己有的电线杆塔上的光缆2 管道光缆是指在城市地下穿入用于保护的子管等内的光缆 3 直埋光缆是指光缆线路经过市郊或农村时直接埋入规定深度和宽度的缆沟的光缆 4 水底光缆是穿越江河湖海水底的光缆光通信系统通信光缆一常用光缆的分类 3按缆中光纤状态分按光纤在光缆中是否可自由移动的状态光缆可分为松套光纤光缆和紧套光纤光缆松套光纤光缆的特点是光纤在光缆中有一定自由移动空间这样的结构有利于减少外界机械应力或应变对涂覆光纤的影响紧套光纤光缆的特点是光缆中光纤无自由移动空间紧套光纤是在光纤预涂覆层外直接紧贴一层合适的塑料紧套层紧套光纤光缆直径小重量轻易剥离敷设和连接但高的拉伸应力会直接影响光纤的衰减等
性能光通信系统
通信光缆一常用光缆的分类 4按使用环境与场合分根据使用环境与场合光缆主要分为室外光缆室内光缆及特种光缆三大类光通信系统
通信光缆一常用光缆的分类 5按网络层次分长途光缆干线光缆市内光缆中继线路接入网光缆用户线路光通信系统通信光缆二光缆结构中所用材料及性能通常除了光纤外构成光缆的材料可分为三大类 l 高分子材料松套管材料聚乙烯护套料无卤阻燃护套料聚乙烯绝缘料阻水油膏阻水带聚酯带 2 金属-塑料复合带钢塑复合带铝塑复合带 3 中心加强件磷化钢丝不锈钢丝玻璃钢圆棒等光通信系统
通信光缆三常用光缆的结构光缆的结构通常是根据其应用条件和环境确定的习惯上分为室外光缆室内光缆及特种光缆三大类 1室外光缆室外光缆常用的基本结构有层绞式中心管式和骨架式每种基本结构中既可放置分离光纤亦可放置带状光纤光通信系统
通信光缆 1层绞式光缆的结构优点是光缆中容纳的光纤数量多光缆中光纤余长易控制光缆的机械环境性能好它适宜于直埋管道敷设也可用于架空敷设 2层绞式光缆结构的缺点是光缆结构工艺设备较复杂生产工艺环节较繁琐材料消耗多等光通信系统
通信光缆 1中心管式光缆的优点是光缆结构简单制造工艺简捷光缆截面小重量轻很适宜架空敷设也可用于管道或直埋敷设
2中心管式光缆的缺点是缆中光纤芯数不宜过多如分离光纤为12芯光纤束为36芯光纤带为216芯松套管挤塑工艺中松套管冷却不够成品光缆中松套管会出现后缩光缆中光纤余长不易控制等光通信系统通信光缆 1骨架式光纤带光缆的优点是结构紧凑缆径小光纤芯密度大上千芯至数千芯施工接续中无需清除阻水油膏接续效率高干式骨架光纤带光缆适用于在接入网局间中继有线电视网络中作为传输馈线 2骨架式光纤带光缆的缺点是制造设备复杂需要专用的骨架生产线工艺环节多生产技术难度大等光通信系统
通信光缆三常用光缆的结构 2室内光缆室内光缆均为非金属结构故无须接地或防雷保护室内光缆采用全介质结构保证抗电磁干扰各种类型的室内光缆都容易开剥紧套缓冲层光纤构成的绞合方式取决于光缆的类型为便于识别室内光缆的外护层多为彩色且其上印有光纤类型长度标记和制造厂家名称等与室外光缆的结构特点所不同的是室内光缆尺寸小重量轻柔软耐弯便于布放易于分支及具有阻燃性等光通信系统
通信光缆三常用光缆的结构 3特种光缆 1 电力光缆是指用于高压电力通信系统的光缆以及铁路通信网络的光电综合光缆光纤对电磁干扰不敏感将光缆直接悬挂在电杆或铁塔上或缠绕在高压电力的相线上安装的光缆抗拉强度能承受自重风力作用和冰凌的重量并有合适的结构措施来预防枪击或撞挂等破坏 2水底光缆水底光缆需要将光缆进行钢丝铠装以便提供足够的抗拉强度一般水底光缆要求是在缆芯中填充阻水油膏在缆芯外加金属护套密封 3 阻
燃光缆在一些特殊场合如高层住宅地铁矿井船舶飞机中使用的光缆都应考虑阻燃化光通信系统
通信光缆四光缆的型号根据原邮电部部颁标准YD／T908－2000光缆的型号由形式代号和规格代号两部分组成即光缆的型号＝形式代号十规格代号 l光缆的形式代号光通信系统
通信光缆四光缆的型号①分类的代号 GY-通信用室野外光缆 GM-通信用移动式光缆 GJ-通信用室局内光缆 GS-通信用设备内光缆 GH-通信用海底光缆 GT-通信用特殊光缆②加强件的代号加强构件指护套以内或嵌入护套中用于增强光缆抗拉力的构件金属加强构件无符号 F-非金属加强构件光通信系统
通信光缆四光缆的型号③缆芯和光缆派生结构特征代号 D-光纤带结构 J-光纤紧套被覆结构 C-骨架槽结构X-缆中心管 T-油膏填充式结构 R-充气式结构 C-自承式结构B-扁平形状 E-椭圆形状 Z-阻燃光纤松套被覆结构无符号层绞结构无符号干式阻水结构无符号光通信系统
通信光缆四光缆的型号④护套代号 Y-聚乙烯护套 V-聚氯乙烯护套 U-聚氨脂护套 A-铝-聚乙烯粘结护套简称A护套 S-钢-聚乙烯粘结护套简称S护套 W-夹带平行钢丝的钢-聚乙烯粘结护套简称W护套 L-铝护套 G-钢护套 Q-铅护套光通信系统
通信光缆四光缆的型号⑤外护层代号及意义光通信系统
通信光缆四光缆的型号 2 光纤规格代号
光纤的规格由光纤数和光纤类别组成如果同一根光缆中含有两种或两种以上规格光纤数和类别的光纤时中间应用＋号联接光纤代号格式见上图①光纤数目代号用光缆中同类别光纤的实际有效数目的数字表示②光纤类别代号光纤类别应采用光纤产品的分类代号表示用大写A表示多模光纤大写B表示单模光纤再以数字和小写字母表示不同种类类型的光纤光通信系统
通信光缆四光缆的型号光纤产品分类代号表光通信系统
通信光缆四光缆的型号光纤产品分类代号表光通信系统
通信光缆四光缆的型号 3 光缆型号示例例1 光缆型号为GYTA53－12A1 其表示意义为松套层绞结构金属加强件铝－塑粘接护层皱纹钢带铠装聚乙烯外护套室外用通信光缆内装12根渐变型多模光纤例 2 光缆型号为GYDXTW－144B1 其表示意义为中心管式结构带状光纤金属加强件全填充型夹带增强聚乙烯护套室外用通信光缆内装144根常规单模光纤G652 光通信系统
通信光缆五光缆的端别及纤序光缆中光纤单元单元内光纤导线组对及组对〕内的纤芯采用全色谱或领示色谱来识别光缆的端别与光纤序号一般识别方法是面对光缆截面由领示光纤或导线或填充线以红－绿或蓝－黄等顺时针为A端逆时针为B端光通信系统
通信光缆五光缆的端别及纤序光纤纤序排列主要有下
列几种方式以下以A端截面为例 1 以红绿领示电导线或填充线中间的光纤为1纤顺时针数为23 2 以红绿领示色紧套松套单芯骨架单芯其红色为1纤绿色为2纤顺时针数为 34 3 以红绿或蓝黄领示色松套双芯红或蓝为1 管绿或黄为6管红或蓝一绿或黄顺时针计数纤序为光通信系统
通信光缆五光缆的端别及纤序光纤纤序排列主要有下列几种方式以下以A端截面为例 4 以蓝黄领示单元松套6芯蓝色为一单元组黄色为二单元组单元管内6芯光纤全色谱纤序为①判断端别因领示色管由蓝－黄是顺时针故为光缆的A端②排定纤序蓝色套管中的蓝橙绿棕灰白6纤对应1～6号纤紧扣蓝松套管的白松套管中的蓝橙绿棕灰白对应7～12号纤依此类推直至黄松套管中的白色光纤为第30号光纤光通信系统
通信光缆光通信系统
通信光缆光通信系统
通信光缆光通信系统
通信光缆光通信系统
通信光缆光通信系统
通信光缆白红或黑白红或黑白红或黑白红或黑白红或黑白红或黑纤色 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 纤序绿或黄白白白白本色红或蓝管色 6 5 4 3 2 1 管序白灰棕绿橙蓝白灰棕绿橙蓝纤色 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 纤序二黄一蓝单元 GYTA光缆 GYTA光缆的结
构是将单模或多模光纤套入由高模里的聚脂材料做成的松套管中套
管内填充防水化合物缆芯的中心是一根金属加强芯对于某些芯数的
光缆来说金属加强芯外还需挤上一层聚乙烯PE松套管和填充绳围
绕中心加强芯绞合成紧凑的圆形缆芯缆芯内的缝隙充以阻水填充物
涂塑铝带 APL 纵包后挤制聚乙稀护套成缆中心管式W护套光缆GYXTW GYXTW光缆的结构是将单模成多模光纤套入由高模量的聚酯
材料做成的松套管中套管内填充防水化合物松套管外用一层双面镀
铬涂塑钢带纵包钢带和松套管之间加阻水材料以保证光缆的紧凑和
纵向阻水两侧放置两根平行钢丝后聚乙烯 PE 护套成缆层绞式A
护套光纤带光缆 GYDTA GYDTA光缆的结构是将光纤带套入由高模
量的聚脂材料做成的松套管中套管内填充防水化合物缆芯的中心是
一根金属加强芯对于某些芯数的光缆来说金属加强芯外还需挤上一
层聚乙烯 PE 松套管和填充绳围绕中户帅口强芯绞合成撬凑的圆
形缆芯缆芯内的缝隙充以阴水填充物涂塑铝带 APL 纵包后挤制聚乙
烯护套成缆非金属加强芯A护套纵包钢带铠装PE护套光缆 GYFTA53 GYFTA53光缆的结构是将单模或多模光纤套入由高模量的聚脂材料做
成的松套管中套管内填充防水化合物缆芯的中心是一根非金属加强
芯 FRP 对于某些芯数的光缆来说非金属加强芯外还需挤上一层聚乙
烯 PE 松套管和填充绳围绕中心加强芯绞合成紧凑的圆形缆芯缆
芯内的缝隙充以阻水填充物涂塑铝带 APL 纵包后挤上一层聚乙烯内
护套双面镀铝涂塑钢带 PSP 纵包后挤制聚乙烯外套成缆 4单模光纤
的选用选用原则 1工作波长因素 G652光纤在1550nm窗口衰减小
但其在1550nm窗口色散大不利于高速系统的长距离传输 G653光纤在1550nm窗口色散为零但其在波分复用时会出现四波混频效应故被限用于单信道高速系统 G655光纤在1550nm窗口衰减小色散低大大减少四波混频效应故其可用于远距离波分复用高速系统新建系统在传输速率和价格允许的条件下应优选G655光纤扩容系统将原系统的
G652光纤的工作波长选择到1550nm波长可用色散补偿光纤来解决色散问题 2衰减和非线性因素对采用波分复用和光纤放大器的高速系统较优maxbook118com光纤光通信系统
通信光纤光通信系统
通信光纤G652D光纤的衰减光谱曲线1625-1675 U 1565-1625 L 1530-1565 C 1460-1530 S 1360-1460 E 1260-1360 O 波长范围nm 波段工作波段区别 1 G652AOC 2 G652BOCL 3 G652COESCL 4 G652DOESCL 光通信系统光缆知识阻水带肋标撕裂绳聚乙烯护套加强芯光纤带涂塑铝带骨架芯铜导线 - 单钢带皱纹纵包 5 - 粗圆钢丝 4 聚乙烯套 3 细圆钢丝 3 聚氯乙烯套 2 双钢带 2 纤维层 1 - 1 无 0 无 0 外被层材料代号铠装层方式代号外护层代号及意义二氧化硅 140 100 突变折射率 A2a 二氧化硅 140 100 渐变折射率 A1d 二氧化硅 125 85 渐变折射率 A1c 二氧化硅 125 625 渐变折射率 A1b 二氧化硅 125 50 渐变折射率 A1a 材料包层直径 mm 纤芯直径 mm 特性分类代码多模光纤二氧化硅非零色散位移型 B4 二氧化硅色散位移型 B2 二氧化硅截止波长位移型 B12 二氧化硅非色散位移型 B11 或B1
材料名称分类代码单模光纤二○○七年九月主要内容 GSM网络基础省间中心北京省间中心广州省中心南宁县间中心桂林县中心阳朔省间中心省间中心上海省中心杭州县间中心宁波县中心余姚一级干线一级干线二级干线本地网线路C3 站站站站本地网线路C4 长途干线本地网线路 1我国线路网结构 2长途通信线路系统组成终端站南宁有人中继站王灵无人中继站无人中继站无人中继站有人中继站终端站桂林分路站柳州有人中继站中继段 3本地网通信线路系统组成地区中心县中心2 县中心3 县中心4 县中心5 县中心6 县中心1 站点5 站点4 站点2 站点1 站点3 站点7 站点8 站点6 站点9 站点10 省中心 C3层 C4层光通信系统概述调制光源光电检测放大恢复输入电信号输出电信号光发射机光纤光缆光接收机光纤通信系统的基本构成光通信系统光纤知识 D 纤芯n1 包层n2 D 为光纤纤芯直径或模场直径光纤的基本结构一次涂覆层油膏松套管 PBT 光纤松套光纤光纤一次涂覆层缓冲层二次涂覆层紧套光纤 1 光纤的结构 n1 n2 n1 n2 N r n2 a阶跃型单模光纤 b 阶跃型多模光纤 c渐变型多模光纤阶跃型光纤渐变型光纤 2光纤的导光原理 n1为纤芯折射率 n2为包层折射率 1 2 阶跃型光纤的导光原理 n2 n1 光通信系统
通信光纤 3单模光纤的主要参数 1 几何特性模场直径9～10μm偏差小于10％模场同心度误差不得大于1μm实际商用小于05μm 2 弯曲损耗宏弯损耗G652
在1550nm100圈直径为60mm的光纤所增加的损耗不得大于
1dBmaxbook118com 3 衰减表明了光纤对光能的传输损耗是对光纤
质量评定和确定光纤通信系统中继距离的重要依据产生衰减的原
因光吸收光散射常用光纤平均衰减 G652光纤B1 1310nm波长衰减
平均值≤036 dBkm 1550nm波长衰减平均值≤022 dBkm G655光纤
B4 1550nm波长衰减平均值≤022 dBkm 光通信系统
通信光纤光通信系统
通信光纤 4色散光纤数字通信中由于光纤中的信号是由
不同的频率成分和不同的模式成分来携带的这些不同的频率成分和
不同的模式成分的传输速率不同从而引起色散是影响光纤带宽限制
光纤传输容量的参数采用色散补偿光纤来降低色散种类模间色散单
模光纤无模间色散波长色散材料色散波导色散折射剖
面色散色散表示方法群时延差常用光纤色散系数 G652光纤B1 1
在1288～1339nm范围内色散系数不大于35 psnmkm 21550nm波长的
色散系数不大于18 psnmkm G655光纤B401psnmkm≤Dλ≤100psnmkm 光通信系统
通信光纤 5 截止波长λcc 单模光纤通常存在某一波
纤就只能传播一种模式基模的光而在该波长之下光纤可传输多种
模式包含高阶模的光规定截止波长的目的确保单模传输条件防止
模式噪声的影响参考数据 ITU-T G652光纤在长2m光纤上的截止
波长控制范围1100～1280nm在长22m光缆上小于1260nm 满足一种
指标即可 G655光纤未作规定但应小于1480nm 光通信系统
通信光纤 6 光纤的机械特性拉力强度由光纤表面的微裂纹决定筛选应力069GPa 静态疲劳微裂纹水分和一定的应力
7 光纤的非线性效应在带有掺铒放大器密集波分复用大容量超高速的光纤通信系统中由于大的光功率引起信号与光纤的相互作用而产生各种非线性效应
非线性效应种类自相位调制效应 SPM 受激拉曼散射 SRS 四波混频 FWM 光通信系统
通信光纤 Sheet5
GYXS-12D
GYXS-8D
GYXY-12D
GYXY-8D
长飞公司中心管式光缆结构示意图
tube filling 松套管填充物
loose tube 松套管
steel wire 金属加强元件
PE sheath 聚乙烯
fibre 光纤
Dimensions
Items
名称
descriptions
说明
strength member
material
材料
steel wire
镀锌钢丝
二根
加强元件
diameter
直径
150 mm
外径
loose tube
PBTP
松套管
20 mm inside 内径
30 mm outside 外径
sheath
PE 聚乙烯护套
thickness
厚度
nominal 33 mm
标称值
average 30 mm
平均值
minimum 27 mm
最小值
cable diameter 光缆外径
appro 96 mm
cable weight 光缆重量appro 80 kgkm
Dimensions
钢丝
120 mm
moisture barrier
armouring
PSP 双面涂塑皱纹钢带铠装层
015 mm corrugatedsteel tape 钢带005 mm coating each side 双面 PSP 涂塑皱纹钢带
steel wire 金属加强芯
water blocking ring 阻水环
28 mm inside 内径
40 mm outside 外径
nominal 25 mm
average 22 mm
minimum 20 mm
appro 110 mm
appro 135 kgkm
appro 100 mm
appro 110 KgKm
类型非铠装光缆 GYXY-nD1 n 2～8纤water blocking ring
阻水环 1个m
20 mm inside
内径
30 mm outside
类型金属铠装光缆 GYXS-nD1 n 2～8纤用途管道架空
moisture barrier 防水层
阻水环个m
用途管道架空直埋
类型金属铠装光缆 GYXS-nD1 n 10～12纤
空间光通信技术简介 空间光通信又称为激光无线通信或无线光通信。根据用途又可分为卫星光通信和大气光通信两大类。自从60年代激光器问世开始，人们就开研究激光通信，这时的研究也主要集中在地面大气的传输中，但因各种困难未能进入实际应用。低损耗光纤波导和实用化半导体激光器的诞生为激光通信的实际应用打开了大门，目前光纤通信已经遍布世界各国的各个城市。由于对无线通信的需求的增长，再有卫星激光通信的快速发展，自从90年代开始，人们又开始重新对地面无线光通信感兴趣，进行了大量的研究，并且开发出可以实用的商业化产品。 一、开展空间光通信研究的意义及应用前景 1.作为卫星光通信链路地面模拟系统的技术组成部分 卫星光通信链路系统在上卫星前必须有地面模拟演示系统，以保障电子系统、光学系统、机械自动化控制系统等各子系统的良好工作。在链路捕捉完成以后，与以太网相连的无线光通信系统借助于光链路的桥梁，源源不断地输送以太网上的信息，这是考验光链路稳定性能的重要指标。 2.为低轨道卫星与地面站间的卫星光通信打下良好的技术基础 低轨道卫星与地面站的通信会受到天气的影响，选择干旱少雨地区建立地面站在相当程度上缓解了这一矛盾，再通过地面站之间的光纤网可以把卫星上信息送到所需地点，这从技术上牵涉到空间光通信网与光纤网连接问题，这方面问题已经基本得到解决。 3.空间光通信具有巨大的潜在市场和商业价值 ●可以克服一些通常容易碰到的自然因素障碍 当河流、湖泊、港湾、马路、立交桥和其它自然因素阻碍铺设光纤时，无线光通信系统可跨越宽阔的河谷，繁华的街道，将两岸或者岛屿与陆地连接起来。 ●提供大容量多媒体宽带网接入 用无线光通信系统作为接入解决方案，不需耗资、耗时地铺设光纤就能满足对办公大楼或商业集中区大容量接入的需要。 ●可为大企业、大机关提供部大容量宽带网 无线光通信系统能在企业、机关围为建筑物与建筑物之间的大容量连接提供一种开放空间传送的解决方案。 ●为公安、军队等重要部门提供高速宽带通信。 ●支持灾难抢救的应急系统 无线光通信系统可为灾难抢救提供一种大容量的临时通信解决方案 ●为一时性大规模的重要活动提供临时的大规模通信系统 例如，奥运会和其他体育运动会、音乐会、大型会议以及贸易展览会等专门活动往往需要大容量宽带媒体覆盖。无线光通信系统能提供一种迅速、经济而有效的解决方案，不受原有通信系统的带宽限制，也不用再去办理光纤铺设许可证。 二、空间光通信的优势 1.组网机动灵活 无线光通信设备将来可广泛适用于数据网（Ethernet，Token Ring，Fast Ethernet，FDDI，ATM,STM-x等）、网、微蜂窝及微微蜂窝（E1/T1—E3/T3，OC-3等）、多媒体（图像）通信等领域。可以把这些网上信息加载在光波上，在空气中直接传输出去，这种简便的通信方式对于频率拥挤的环境是非常理想的，例如：城市、大型公司、大学、政府机构、办公楼群等。
Fiber Optic Communications Review Guideline This guideline is aimed to provide a list of concepts covered in this course. It is advised that students should obtain a thorough understanding of the concepts, and test your understanding by answering related questions and homework problems. Chapter 1-4 ●Optical Fiber Basics ?Critical angle ?Acceptance angle ?NA ?Causes for transmission attenuation ?V-number calculation ?Estimation of mode numbers ?Bandwidth & bit rate ●Measurement ?dB and dBm ●Dispersion ?Intermodal ?Intramodal ◆Chromatic D(λ) ◆Waveguide ◆PMD ?Dispersion compensation fiber ?Dispersion->Pulse spread -> Bandwidth ●Three wavelengths: ?Unbounded wavelength λ=v/f ?Guided wavelength λg=λ/[1-(fc/f)2]1/2 ?Cutoff wavelength λc=v/fc ●Phase and group velocity ●Modes and power distributions ?LP Modes ?Mode classification Chapter 5-6 ?Single mode fiber basics ?MFD ?Cutoff wavelength ?Waveguide dispersion and dispersion flattening ?Loss(causes etc.)
自由空间光通信的现状与发展趋势 自由空间光通信的现状与发展趋势（一） 1 前言 20世纪90年代后期，随着全光接入网的发展，人们对传输速率的要求越来越高；随着通信范围的延伸，人们对快捷通信链路建立的兴趣进一步提高。自由空间光通信技术因其具有独到的优势，在固定无线宽带技术中，能为宽带接入的快速部署提供一种灵活的解决方案，又得到了极大的关注。其应用范围已从军用和航天逐渐迈入民用领域，其技术本身也在不断的完善中。 自由空间光通信可在以下一些范围发挥重要作用。1）可以作为光纤通信和微波通信冗余链路的备份；2）可以应用于移动通信基站间的互连，无线基站数据回传；3）应用于城域网的建设以及最后一公里接入；4）在技术上或经济上不宜敷设光缆的地区，在不宜采用或限制使用无线电通信的地方；5）在军事设施或其他要害部门需要严格保密的场合6）在企业内部网互连和数据传输。 2 自由空间光通信的基本原理及其特点
自由空间光通信系统（FSO）是以大气作为传输媒质来进行光信号的传送的。只要在收发两个端机之间存在无遮挡的视距路径和足够的光发射功率，通信就可以进行。 系统所用的基本技术是光电转换。在点对点传输的情况下，每一端都设有光发射机和光接收机，可以实现全双工的通信。光发射机的光源受到电信号的调制，并通过作为天线的光学望远镜，将光信号经过大气信道传送到接收端的望远镜。高灵敏度的光接收机，将望远镜收到的光信号再转换成电信号。由于大气空间对不同光波长信号的透过率有较大的差别，可以选用透过率较好的波段窗口。光的无线系统通常使用850nm或1550nm的工作波长。同时考虑到1500nm的光波对于雾有更强的穿透能力，而且人眼更安全，所以1550nm波长的FSO系统具有更广阔的使用前景。 自由空间光通信与微波技术相比，它具有调制速率高、频带宽、不占用频谱资源等特点；与有线和光纤通信相比，它具有机动灵活、对市政建设影响较小、运行成本低、易于推广等优点。自由空间光通信可以在一定程度弥补光纤和微波的不足。它的容量与光纤相近，但价格却低得多。它可以直接架设在屋顶，由空中传送。既不需申请频率执照，也没有敷设管道挖掘马路的问题。使用点对点的系统，在确定发收两点之间视线不受阻挡的通道之后，一般可在数小时之内安装完
光纤通信基础知识 基本光纤通信系统 最基本的光纤通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。其中数据源包括所有的信号源，它们是话音、图象、数据等业务经过信源编码所得到的信号；光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，先后用过的光波窗口有0.85、1.31和1.55。光学信道包括最基本的光纤，还有中继放大器EDFA等；而光学接收机则接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图象、数据等信息。下面是光通信系统图。 光通信系统图 数字光纤通信系统 光纤传输系统是数字通信的理想通道。与模拟通信相比较，数字通信有很多的优点，灵敏度高、传输质量好。因此，大容量长距离的光纤通信系统大多采用数字传输方式。 电发射端机 主要任务是PCM编码和信号的多路复用。 多路复用是指将多路信号组合在一条物理信道上进行传输，到接收端再用专门的设备将各路信号分离出来，多路复用可以极大地提高通信线路的利用率。 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（pulsecodemodulation），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。
抽样是指从原始的时间和幅度连续的模拟信号中离散地抽取一部分样值，变换成时间和幅度都是离散的数字信号的过程。 抽样所得的信号幅度是无限多的，让这些幅度无限多的连续样值信号通过一个量化器，四舍五入，使这些幅度变为有限的M种（M为整数），这就是量化。由于在量化的过程中幅度取了整数，所以量化后的信号与抽样信号之间有一个差值（称为量化误差），使接收端的信号与原信号间有一定的误差，这种误差表现为接收噪声，称为量化噪声。码位数M越多，分级就越细，误差越小，量化噪声也越小。 编码是指按照一定的规则将抽样所得的M种信号用一组二进制或者其它进制的数来表示，每种信号都可以由N个2二进制数来表示，M和N满足M=2N。例如如果量化后的幅值有8种，则编码时每个幅值都需要用3个二进制的序列来表示。需要注意的是，此处的编码仅指信源编码，这和后面提到的信道编码是有所区别的。 现以话音为例来说明这个过程。我们知道话音的频率范围是300～3,400Hz，在抽样的时候，要遵循所谓的奈奎斯特抽样率，实际中按8,000Hz的速率进行抽样。为了保证通话的质量，在长途干线话路中采用的是8位码（28=256个码组）。这样量化值有256种，每一种量化值都需要用8位二进制码编码，那么每一个话路的话音信号速率为8×8＝64kbps。 奈奎斯特抽样定理：要从抽样信号中无失真地恢复原信号，抽样频率应大于2倍信号最高频率。 多路复用技术包括：频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）、波分多路复用（WDM）、码分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）。 时分多路复用：当信道达到的数据传输率大于各路信号的数据传输率总和时，可以将使用信道的时间分成一个个的时间片（时隙），按一定规则将这些时间片分配给各路信号，每一路信号只能在自己的时间片内独占信道进行传输，所以信号之间不会互相干扰。 频分多路复用：当信道带宽大于各路信号的总带宽时，可以将信道分割成若干个子信道，每个子信道用来传输一路信号。或者说是将频率划分成不同的频率段，不同路的信号在不同的频段
1概论 1、光纤通信的主要优点是什么？ 1频带宽、传输容量人；2损耗小、中继距离长；3重量轻、休积小； 4抗电磁十扰性能好；5泄漏小、保密性好；6节约金属材料，有利于资源合理使用。 2、光纤通信系统有哪几个基木组成部分？ 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 3、什么是NRZ和RZ码？ NRZ：非归零码RZ：归零码 NRZ码的信号带宽仅为RZ的一半 NRZ的占空比等于1, RZ的占空比小于或等于0.5 2光纤和光缆 1、用光线光学方法简述光纤的导光原理。 光波从折射率较大的介质入射到折射率较小的介质时，当入射角大于临界角时，在 边界处发生全反射。 2、光纤的种类有哪些？什么叫多模光纤？什么叫单模光纤？它们的尺寸及使用场合有什么不同？多模光纤有哪两种？单模光纤又有哪几种？ 种类：按折射率分布的变化来分为阶跃光纤和渐变折射率光纤；按其中传播的光波模式数量分为单模光纤和多模光纤。 多模单模：如果光纤只支持一个传导模式，则称该光纤为单模光纤。支持多个传导模式的光纤称为多模光纤 尺寸：单模光纤芯径小（10um左右）,多模光纤芯径大（62.5um或50u m）。单模光纤传输适合高速大容量长距离传输。多模光纤适用于低速短距离传输。 多模光纤有阶跃多模光纤和渐变多模光纤。 单模光纤有G.652光纤、G653光纤、G654光纤、G.655光纤、全波光纤和色散补偿光纤 3、光纤数值孔径的定义是什么？其物理意义是什么？ 用数值孔径NA表示光线的最大入射角（）max；NA = sin 0 max= — 2/ NA =（2△庐,A =咗二阻= 2nr n. NA表示光纤接收和传输光的能力。NA（或（）max）越人，光纤接收光的能力越强,
一. 1 光纤通信的基础：利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信。 光纤通信的载波是光波。光纤通信用的近红外光（波长为0.7-1.7um）频率约为300THZ 频带宽度约为200THZ,在常用的1.31um和1.55um两个波长窗口频带宽度也在20THZ以上. 2 光纤通信的优点：（1）容许频带很宽，传输容量很大（2）损耗很小，中继距离很长且误码率很小（3）重量轻，体积小（4）抗电磁干扰性能好（5）泄漏小，保密性能好（6）节约金属材料，有利于资源合理使用. 二 1 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. 纤芯和包层的折射率若分别为n1和n2，光能量在光纤中的传输的必要条件：n1>n2 2 按折射率分类：突变型，浙变型按传输模式分：多模光纤，单模光纤 光纤的三种基本类型： （1）突变型多模光纤：纤芯直径2a=50-80um，光线以拆线形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变大. 适用于小容量，短距离传输. （2）渐变型多模光纤：纤芯直径2a为50um，光线以正弦形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变小，适用中等距离传输，中等容量 （3）单模光纤：纤芯直径只有8-10um，光线以直线型状沿纤芯中心轴线方向传播. 信号畸变小，适合长距离传输方式. 3 光纤传输原理：全反射 数值孔径NA=√（n1*n1-n2*n2)=n1√2△纤芯和包支的相对折射率差△=（n1-n2)/n1 NA表示光纤接收和传输光的能力，NA越大，光纤接收光的能力越强，从光源到光纤的耦合效率越高。NA越大，经光纤传输后产生的信号畸变越大，因而限制了信息传输容量. 时间延迟：θ不大时：τ=n1L/c=(n1L/c )*(1+θ1的平方/2) c为光速 最大入射角θc和最小入射角0： △τ=θc的平方L/2n1c=(NA*NA)L/2n1c=△n1L/c 4 自聚焦效应：不同入射角相应的光线，虽然经历的路程不同，但是最终都会聚在P点上渐变型多模光纤具有自聚焦效应，不仅不同入射角相应的光线会聚集在同一点上，而且这此光线的时间延迟也近似相等。 5 归一化频率：V=√（n1*n1-n2*n2)*2πa/λ 对于光纤传输模式有模式截止，模式远离截止 6 M是模式总数 M=（g/g+2)(akn1)的平方△=（g/g+2)V*V/2 单模传输条件：V=√（n1*n1-n2*n2)*2πa/λ<=2.405 临界波长（截止波长）λc λ<λc 多模传输>单模传输 7 光纤传输特性：（1）损耗（2）色散 色散是在光纤中传输的光信号，包括：
光通信中的重要技术及发展趋势 [摘要] 随着信息化社会的到来,通信技术也得到了日新月异的发展。在过去的几年中,人们对传输速率的要求越来越高,使用高速率数据传输的用户数量每年都在递增,而光通信技术在过去几年中也有了长足的发展,光纤通信凭借其传输高速率的数据,成为广域通信网的骨干网络,如今在广域通信网中绝大部分是通过光纤传输的。本文主要讨论在光通信中的主要技术以及未来光通信的几个发展趋势。 [关键词] 光通信光接入光交换全光网无线光通信 随着用户对接入带宽要求的日益增加以及三网融合后对数字高清信号的传送,对运营商接入侧及骨干核心传输有了更高的要求,而光通信在其中起了举足轻重的作用,光通信技术的发展决定了电信业的未来方向,近几年,不论在接入层以及核心层,光通信技术都有了长足的发展。 1.在接入层: 1.1无源光网络(PON) 无源光网络主要用于解决宽带最终用户接入终端局的问题,由于这种接入技术使得接入网的局端(OLT)与用户(ONU)之间只需光纤、光分路器等光无源器件,不需租用机房和配备电源,因此被称为无源光网络。无源光网络以其容量大、传输距离长、较低成本、全业务支持等优势成为热门技术。目前已经逐步商用化的无源光网络主要有TDM-PON(APON、EPON、GPON)和WDM-PON。 无论是核心网、传输网还是接入网,其发展的首要因素就是业务,是终端用户的需求。从业务发展现状来看,高带宽的消耗业务逐步涌现,带宽提速成为迫切需求,而PON以其容量大、传输距离长、较低成本、全业务支持等优势成为宽带接入的热点,它在提供业务组合的同时,实现了高可靠性和高性能,已经成为了下一代光接入网的发展方向。 1.2无线光通信技术 从光纤骨干网到用户之间的”最后一英里”,如果铺设光缆,不仅花费大而且耗时;许多无线通信技术可以解决”最后一英里”的问题,但是这些技术需要向无线电管理委员会申请频率执照,不仅要使用户支付大量的频率占用费,而且申请也要花费数月的时间。无线光通信因为无需频率申请,机型小方便架设,能够简单的解决最后一英里的问题,为宽带接入的快速部署提供一种灵活的解决方案。 无线光通信系统是以大气作为传输媒质来进行光信号的传送的。只要在收发两个端机之间存在无遮挡的视距路径和足够的光发射功率,就可以进行通信。一个无线光通信系统包括三个基本部分:发射机、信道和接收机。在点对点传输的
什么是光通信技术 光通信是一种以光波为传输媒质的通信方式。光波和无线电波同属电磁波，但光波的频率比无线电波的频率高，波长比无线电波的波长短。因此，它具有传输频带宽、通信容量大和抗电磁干扰能力强等优点。 光波按其波长长短，依次可分为红外线光、可见光和紫外线光。红外线光和紫外线光属不可见光，它们同可见光一样都可用来传输信息。光通信按光源特性可分为激光通信和非激光通信；按传输媒介的不同，可分为有线光通信和无线光通信（也叫大气光通信）。常用的光通信有： 大气激光通信。信息以激光束为载波，沿大气传播。它不需要敷设线路，设备较轻，便于机动，保密性好，传输信息量大，可传输声音、数据、图像等信息。大气激光通信易受气候和外界环境的影响，一般用作河湖山谷、沙漠地区及海岛间的视距通信。 光纤通信。是一种有线通信，光波沿光导纤维传输。光源可以是激光器（又称半导体激光二极管），也可以是发光二极管。光纤通信传输衰减小、容量大、不受外界干扰、保密性好，可用于大容量国防干线通信和野战通信等。 蓝绿光通信。是一种使用波长介于蓝光与绿光之间的激光，在海水中传输信息的通信方式，是目前较好的一种水下通信手段。 红外线通信。是利用红外线（波长300 ～0.76 微米）传输信息的通信方式。可传输语言、文字、数据、图像等信息，适用于沿海岛屿间、近距离遥控、飞行器内部通信等。其通信容量大、保密性强、抗电磁干扰性能好，设备结构简单，体积小、重量轻、价格低。但在大气信道中传输时易受气候影响。 紫外线通信。是利用紫外线（波长0.39 ～60 × 10 微米）传输信息的通信方式。其基本原理与红外线通信相似，与红外线通信同属非激光通信。 因为激光是一种方向性极强的相干光，沿光纤传输是目前最理想的恒参信道。从发展的观点看，激光通信特别是光纤通信将被广泛采用。mvt_lotte发表于2009-4-29 09:55:00
高等职业教育光通信技术专业教学基本要求 专业名称光通信技术 专业代码590306 招生对象 （1）普通高中毕业生； （2）“中职毕业生”（职高、中专、技校毕业生），电子通信、计算机等其他与通信相近的专业。 学制与学历 三年制，专科 就业面向 本专业毕业学生主要就业方向有在通信运营商、光通信设备及光通信器件制造商、通信工程设计、施工以及其他通信产业链上相关单位。 1.初始岗位群 （1）光纤光缆维护岗位； （2）光通信工程的施工与监理岗位； （3）光通信器件和设备制造和加工岗位； （4）光纤通信产品质量检测和分析岗位； （5）光纤通信产品技术支持和市场营销岗位； 2、发展岗位群 （1）光纤通信网络管理和维护岗位； （2）光通信工程的设计岗位； （3）光纤通信产品生产和质检部门经理岗位； （4）光通信设备及器件技术支持和销售经理岗位； 培养目标与规格 一、培养目标 本专业主要面向通信运营商、通信设备及器件制造商、通信工程安装以及其他相关单位，培养从事光纤光缆维护、光纤通信网络管理和维护、光通信器件和设备制造加工以及质量检
测、光通信工程的设计、施工、监理能力、光纤通信产品技术支持和市场营销，德、智、体、美全面发展，具备良好职业技能和职业道德，并具有职业生涯发展基础的高素质应用型高技能专门人才。 二、培养规格 1.基本素质 根据通信行业对移动通信技术专业基层岗位的要求，学生应该具备以下基本素质： 2.能力结构 专业能力 基本能力
3.专业素质 职业证书 通信行业的职业资格、技术认证种类繁多，根据本专业的特点，可选择行业中具有权威性的主要的职业资格证书有工业和信息化部通信行业职业技能鉴定指导中心以及市级以上劳动局颁发的光通信机务员、光缆线务员、制图员、电子设备装接工等工种中级及以上证书，以及行业知名企业颁发的相关认证证书，如华为光传输认证证书等，建议组织学生考取其中一种或多种，见表1。 表1职业岗位与对应职业资格证书关系 毕业生满足要求的工作年限后，也可考取通信工程监理员、通信网络管理员、电信业务 营业员、项目管理员等证书。 课程体系与核心课程（教学内容） 一、课程体系结构 光纤通信专业课程体系结构参考方案见图1。 二、专业岗位任职要求 本专业岗位任职要求见表2。 1. 具有该岗位群特定的专业基础，可扩展性好 2. 岗位适应能力强，能从事多种与通信技术相关的工作岗位； 3.能利用所学的通信技术知识分析和解决实际问题； 4. 知识迁移和继续学习能力强，有可持续发展能力； 5. 了解相关法律法规
光纤通信基础复习题及答案 1．光通信的发展大致经历几个阶段？ 光通信的发展大致经历如下三个阶段 可视光通信阶段：我国古代的烽火台，近代战争中的信号弹、信号树，舰船使用的灯塔、灯光信号、旗语等，都属于可视光通信。 大气激光通信阶段：光通信技术的发展应该说始于激光器的诞生。1960年美国人梅曼发明了第一台红宝石激光器，使人们开始对激光大气通信进行研究。激光大气通信是将地球周围的大气层作为传输介质，这一点与可视光通信相同。但是，激光在大气层中传输会被严重的吸收并产生严重的色散作用，而且，还易受天气变化的影响。使得激光大气通信在通信距离、稳定性及可靠性等方面受到限制。 光纤通信阶段：早在1950年，就有人对光在光纤中的传播问题开始了理论研究。1951年发明了医用光导纤维。但是，那时的光纤损耗太大，达到1000 ，即一般的光源在光纤中只能传输几厘米。用于长距离的光纤通信几乎是不可能。1970年，美国康宁公司果然研制出了损耗为20的光纤，使光纤远距离通信成为可能。自此，光纤通信技术研究开发工作获得长足进步，目前，光纤的损耗已达到0.5（1.3μm）0.2（1.55μm）的水平。 2. 光纤通信技术的发展大致经历几个阶段？ 第一阶段（1966～1976）为开发时期. 波长: λ= 0.85, 光纤种类: 多模石英光纤, 通信速率: 34～45, 中继距离: 10. 第二阶段（1976～1986）为大力发展和推广应用时期.
波长: λ= 1.30, 光纤种类: 单模石英光纤, 通信速率: 140～565, 中继距离: 50～100. 第三阶段（1986～1996）以超大容量超长距离为目标,全面推广及开展新技研究时期. 波长：λ= 1.55, 光纤种类: 单模石英光纤, 通信速率: 2.5～10, 中继距离: 100～150. 3.光通信基本概念： 光通信：利用光波进行信息传输的一种通信方式。 光纤通信：利用光导纤维作为光波传输介质的一种通信方式。 光波导：传输光波的介质。例如光纤。 光纤通信的三个窗口: 0.85 1.30 1.55. 4.推导光纤数值孔径公式 称之为光纤的数值孔径。是反映光纤扑捉光线能力大小的一个参数。 = √n12- n22 图2-3 光波在光纤子午截面内的传播 由图可知:
光模块基础知识 一、公司光模块及命名规则介绍 ?1. GBIC部分 GBIC是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件。GBIC设计上可以为热插拔使用。GBIC是一种符合国际标准的可互换产品。采用GBIC接口设计的千兆位交换机由于互换灵活，在市场上占有较大的市场分额。 GBIC是光纤的转接设备。 GBIC是千兆位接口转换器的简称。本公司生产的GBIC产品一头是一个通用的GBIC头，另一头可以是走光信号的SC，也可以是走电信号的RJ45。 1) 1.25G/bps 双纤/ BIDI模块 2) 连接器SC，RJ45 3) VCSEL / FP / DFB / CWDM 发射激光器 4) 符合RoHS 标准 5) +5V电源供电 ?2. SFP部分
? SFP可以简单的理解为GBIC的升级版本。SFP模块(体积比GBIC模块减少一半，可以在相同面板上配置多出一倍以上的端口数量。由于SFP模块在功能上与GBIC基本一致，因此，也被有些交换机厂商称为小型化GBIC(Mini-GBIC)。 ? 1) SFP 双纤模块 ? 2) 连接器LC ? 3) VCSEL / FP / DFB / CWDM 发射激光器 ? 4) 符合RoHS 标准 ? 5) 符合SFF-8472协议 ? 6) +3.3V电源供电 ?SFP/GBIC系列命名规则 ? 说明:此命名规则只适用于公司内部,销售对外使用时,不需区分外壳以及TOSA类型(绿色部份),且应根据客户应用不同,分为Fiber Channel、SDH/SONET等标准,对内模块不需做此划分，详见datasheet。 ?3. BIDI部分
自由空间光通信技术的 发展现状与未来趋势 易成林 (华中科技大学武昌分校,湖北武汉430070) 摘 要:自由空间光通信(Free2Space Optical Columniation,简称FSO)是一种通过激光在大气信道中实现点对点、点对多点或多点对多点间语音、数据、图像信息的双向通信技术,介绍了自由空间光通信的国内外研究现状,分析了应用现状和未来发展趋势。 关键词:自由空间;光通信技术;现状;趋势 中图分类号:F623 文献标识码:A 文章编号:167223198(2007)0920263202 1 自由空间光通信的研究现状 1.1 基于光电探测器直接耦合的FSO系统 早在30多年前,自由空间光通信曾掀起了研究的热潮,但当时的器件技术、系统技术和大气信道光传输特性本身的不稳定性等诸多客观因素却阻碍了它的进一步发展。与此同时,随着光纤制作技术、半导体器件技术、光通信系统技术的不断完善和成熟,光纤通信在20世纪80年代掀起了热潮,自由空间光通信一度陷入低谷。然而,随着骨干网的基本建成以及最后一公里问题的出现,以及近年来大功率半导体激光器技术、自适应变焦技术、光学天线的设计制作及安装校准技术的发展和成熟,自由空间光通信的研究重新得到重视。 在国外,FSO系统主要在美英等经济和技术发达的国家生产和使用。到目前为止,FSO己被多家电信运营商应用于商业服务网络,比较典型的有Terabeam和Airfiber公司。在悉尼奥运会上,Terabeam公司成功地使用FSO设备进行图像传送,并在西雅图的四季饭店成功地实现了利用FSO设备向客户提供10OMb/s的数据连接。该公司还计划4年内在全美建设100个FSO城市网络。而Airfiber公司则在美国波士顿地区将FSO通信网与光纤网(SON ET)通过光节点连接在一起,完成了该地区整个光网络的建设。 目前商用的FSO系统(见图1)通常采用光源直接输出、光电探测器直接耦合的方式,这种系统有以下几点缺点: (l)半导体激光器出射光束在水平方向和垂直方向的发散角不同,且出射光斑较粗,因此我们需要先将出射光束整形为圆高斯光束再准直扩束后发射,这样发射端的光学系统就较为复杂,体积也会相应增大。 (2)在接收端,光斑经光学天线会聚之后直接送入PD 转化为电信号。通常,我们需要提供点到点的,双向的通信系统,这样,FSO系统的每个终端都包括了激光器,探测器,光学系统,电子元器件和其中有源器件所需要的电源。这种系统的体积通常比较大,重量大,成本也比较高。从FSO 系统终端的内部结构图中可以看出,完成一个简单的点到点的链路需要6个OE转换单元。随着人们对带宽的需求越来越高,PD的成本也越来越高,6个O E转换单元大大增加了成本闭。 (3 )FSO终端设备一般安装于楼顶,如果终端中含有大量的有源设备,会给我们的安装带来了很多不方便。 (4)系统的可扩展性很小。如果用户所需要的带宽增加,那么封装在一起的整个FSO系统终端都需要被新的终端取代,安装新设备的过程需要再次对准,整个升级过程所需要的时间很长,给人们带来巨大的损失。 图1 基于PD直接接受的FSO系统 1.2 基于光纤耦合技术的FSO系统 光纤输出、光纤输入的自由空间光通信系统(见图2 ),激光器输出的高斯光束耦合至光纤再经准直出射,传输一定距离后,光束通过合适的聚焦光学系统聚焦在光纤纤芯上,沿着光纤传输后经PD接收还原信号。这样我们通过在发射和接收端都采用光纤连接的方式,只需要在楼顶放置光学天线系统,而将其他的控制系统通过光纤放置于室内就可以实现点到点的连接,整个系统结构简单,易于安装。 图2 基于光纤的FSO系统 这种新型的FSO系统具有以下优点:①减少了不必要的E一O转换,一条链路现在只需要2个O E接口即可,大大降低了成本。②光学系统较为简单,光纤出射的光束一般为圆高斯光,不需要整形,简化了光学系统,减小了体积,易于安装。③易于升级及维护,当用户的带宽增加时,我们只需要对放置在室内的系统进行升级即可,免去了复杂繁琐的对准过程。④基于光纤耦合的空间光通信系统能够很 — 3 6 2 —
３８２上海大学学报（自然科学版）第１３卷 ｌｎｋｒｎａｔｉｏｎａｌＭｉｅｒｏｍａｃｈｉｎｅＳｙｍｐｏｓｉｕｍ．２０００：１４１—１４８．ｔｒａｎｓｍｉｓｍｏｎ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ０１１ＭｉｃｒｏｗａｖｅＴｈｅｏｒｙ［４］ＷＡＬＳＨＣ，ＲＯＮＤＩＮＥＡＵＳ，ＪＡＮＫＯＶＩＣＭ，ｅｔａ１．ＡａｎｄＴｅｃｈＴ｜ｆｉｑｕｅｓ，２００６，５４（１）：１－８ｅｏｎｆｏｒｍａｌ１０ＧＨｚｒｅｅｔｅｎｒｍｆｏｒｗｉｒｅｌｅｓｓｐｏｗｅｒｉｎｇｏｆ［７］蔡鹏，杨雪霞，徐得名．用于整流天线的！Ｚｌ径耦台圆极ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ脯ＢＢｏｒｅｌｅｅｔｒｏｎｉｃＢ［ｃ３／／ＩＥＥＥＭＴｒ－Ｓ化微带天线的设计与实验［Ｊ］．微波学报，２００５（５）：３４一ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＭｉｃｒｏｗａｖｅＳｙｍｐｏｓｉｕｍＤｉｇｅｓｔ２００５：１４３—１４６．３６． ［５］ＺＢＩＴＯＵＪ，ＬＡＴＲＡＣＨＭ，ＴＯＵＴＡｌＮＳＨｙｂｒｉｄｎｃｋｍ［８］ＸＵＪ Ｓ，ＸＵＣＬ，ＸＵＤＭ，ｅｔａｌＤｉｏｄｅｌａｒｇｅ－ｓｉｇｎａｌ ａｎｄｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ姗ｂｉａｓｍｉｃｉｏｗａｖｅｒｅｃｔｉｆｉｅｒ［Ｊ］ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｍｅ惦ｕ陀ｍｅｎｔｆｏｒｈｉｇｈ－ｐｏｗｅｒｍｃｋｎｎ曲［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓＯｌａＭｉｃｒｏｗａｖｅＴｈｅｏｒｙａｎｄＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ＭｉｃｒｏｗａｖｅａｎｄＯｐｔｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬｅｔｔｅｒｓ，２００５，４５：２４９?２００６，５４（１）：１４７—１５２．２５１． ［６］ＫＥＮＹＪ，ＣＨＡＮＧＫ５８－ＧＨｚｃｉｒｃｕｌａｒｌｙｐｏｌａｒｉｚｅｄｄｕａｌ一（编辑：刘志强）ｄｉｏｄｅｒｅｃｔｅｎｎｎａｎｄｍｃＩｅｎｒｍａｒｒａｙｆｏｒｎｆｉｃｒｏｗａｖｅｐｏｗｅｒ １ｅ＾≈，；ｅｑｅ＾口’社们１ｅｔｅｌｗ卅ｔｅ＾ｅ‘ｃ‘ｅ啦‘ｅ＾ｅ，口ｅｔｅ＾∞—ｅｌｏｔ４＾≈，＝ｅ７口ｅ＾ｃ＾ｅ７口ｃｔｃ＾ｅ＾￥‘ｏ’ｅ＾ｃ＾ｅ‘ｃ＾ｃ＾ｃ＾ｅ‘ｃ＾ｅ＾粤ｔｅｌｅ＾≈＾Ｆ－啦－上海大学通信与信息工程学院学科介绍? 特种光纤及光通信技术 在国家自然科学基金、９７３项目、教育部重点项目、上海市光科技重大专项、纳米重大专项、重点基础项目及企事业项目的支持下，主要在特种光纤理论与技术方面进行研究，在波片光纤、保圆光纤及其实现的大电流光纤传感器方向处于国际领先地位，是国内唯一用“特种光纤”命名的市级重点实验室．光波与微波结合、光通信器件的研究也已获得国内先进的成果．在激光（偏振）混沌理论和光保密通信技术方面及光纤传感器的研究领域也进行了深入、扎实的研究，取得了阶段性的成果． 一、研究团队 黄宏嘉院士、黄肇明教授、王子华教授、王廷云教授、姚寿铨教授、季敏宁教授等． 二、研究方向 （１）特种光纤技术．在新型特种光纤方面，开展力求在国际上领先、并拥有自主知识产权的原创性研究．完善特种光纤和光纤偏振光学的基础理论，研制学术价值高和应用前景好的新型特种光纤；进一步优化特种光纤制作工艺、提高特种光纤的性能指标．以特种光纤为研究主题，以应用该类光纤构成的器件和系统为研究开发对象，研究的特种光纤包括：波片光纤、保圆光纤、纳米放大光纤、光子晶体光纤、紫外光纤、抗辐射光纤等． （２）光纤传感器及传感网络．本方向主要利用光电技术研究工业、农业、国防、环境、生物等领域的光纤传感器与网络．利用研制的特种光纤。研制和开发能应用于电力系统的光纤高压大电流传感器．利用光纤的二次加工技术，研究光纤渐逝波温度传感器和系统的网络检测技术，研究渐逝波声发射技术．研究光纤陀螺、光纤弱磁场传感器、光纤浓度检测技术等使其在机械、热工、电磁、生物等领域得到应用．在信号处理方面，研究光电信号的谱分析方法、虚拟化的ＬａｂＶｉｅｗ信息采集以及弱光电信号检测技术． （３）光子器件与光网络传输系统．深入研究光纤拉曼放大器和ＳＯＡ波长变换器，寻求低价位的实现方法与途径．在进一步研究晶体器件、光子晶体光纤及器件的同时，开展光逻辑开关器件以及双包层有源光纤等方面的理论研究．以超净实验室为基础，使其作为无源光子器件的研发平台与测试平台．逐步完善光子器件研究的仿真测试平台．深入研究激光（偏振）混沌理论和光保密通信技术以及光孤子通信等． 三、主要研究项目 国家自然科学基金项目：光纤波片的宽带特性和抗温度微扰特性的实验研究、具有高双折射率的光子晶体光纤的研制与保偏特性的研究、双包层光纤激光器泵浦吸收效率的波动分析、半导体薄膜内包层光纤放大机理与传输的研究、抗辐射光纤的材料辐射特性及制备技术研究、混沌光通信技术． 教育部博士点基金项目：纳米半导体光纤渐逝波放大技术研究． 教育部重点科研项目：高性能紫外光纤免疫制作技术研究． 上海市科委重点项目：宽带光纤波片制造技术及其应用、自动化港口运动无线光通信关键技术． 上海市重点基础项目：耦合式高灵敏度光纤渐逝波传感机理的研究． 万方数据
自由空间激光通信技术概述 06061118 刘晓彪 摘要：本文对自由空间激光通信技术经行了大体上的介绍，具体分析了其中的关键技术和研究重点，并对这一前沿技术的未来发展趋势经行了展望。 关键词：激光通信 自由传输 大气信道 空间激光通信系统是指以激光光波作为载波，大气作为传输介质的光通信系统。自由空间激光通信结合了光纤通信与微波通信的优点，既具有大通信容量、高速传输的优点，又不需要铺设光纤，因此各技术强国在空间激光通信领域投入大量人力物力，并取得了很大进展。 一、传输原理 大气传输激光通信系统是由两台激光通信机构成的通信系统，它们相互向对方发射被调制的激光脉冲信号（声音或数据），接收并解调来自对方的激光脉冲信号，实现双工通信。受调制的信号通过功率驱动电路使激光器发光，从而使载有语音信号的激光通过光学天线发射出去。另一端的激光通信机通过光学天线将收集到的光信号聚到光电探测器上，然后将这一光信号转换成电信号，再将信号放大，用阈值探测方法检出有用信号，再经过解调电路滤去基频分量和高频分量，还原出语音信号，最后通过功放经耳机接收，完成语音通信。当开关Ｋ掷向下时，可传递数据，进行计算机间通信，这相当于一个数字通信系统。它由计算机、接口电路、调制解调器、大气传输信道等几部分组成。接口电路将计算机与调制解调器连接起来，使两者能同步、协调工作；调制器把二进制脉冲变换成或调制成适宜在信道上传输的波形，其目的是在不改变传输结果的条件下，尽量减少激光器的发射总功率；解调是调制的逆过程，把接收到的已调制信号进行反变换，恢复出原数字信号将其送到接口电路；同步系统是数字通信系统中的重要组成部分之一，其作用是使通信系统的收、发端有统一的时间标准，步调一致。 二、关键技术分析 一）高功率激光器的选择 激光器用于产生激光信号，并形成光束射向空间。激光器的好坏直接影响通信质量及通信距离，对系统整体性能影响很大，因而对它的选择十分重要。空间光通信具有传输距离长，空间损耗大的特点，因此要求光发射系统中的激光器输出功率大，调制速率高。一般用于空间通信的激光器有三类：二氧化碳激光器。输出功率最大(>10kw)，输出波长有10.6m和9.6m，但体积较大，寿命较短，比较适合于卫星与地面间的光通信。 Nd:YAG激光器。波长为1064nm，能提供几瓦的连续输出，但要求高功率的调制器并保证波形质量，因此比较难于实现，是未来空间通信的发展方向之一。采用半导体泵浦的固体激光器，若使半导体发射谱线与Nd:YAG激光器吸收谱线一致，可减少热效应，改善激光光束质量，提高激光源综合性能。这种激光器适合用于星际光通信。 二极管激光器（LD）。LD具有高效率、结构简单、体积小、重量轻等优点，并且可以直接调制，所以现在的许多空间光通信系统都采用LD作为光源。例如波长为800～860nm的ALGaAs LD和波长为970～1010nm的InGaAs LD。由于ALGaAs LD具有简单、高效的特点，并且与探测、跟踪用CCD阵列具有波长兼容性，在空间光通信中成为一个较好的选择。 二）快速、精确的捕获、跟踪和瞄准（ATP）技术 这是保证实现空间远距离光通信的必要核心技术。系统通常由以下两部分组成： 1、捕获（粗跟踪）系统。它是在较大视场范围内捕获目标，捕获范围可达±1°～±20°或更大。通常采用CCD阵列来实现，并与带通光滤波器、信号实时处理的伺服执行机构共同完成粗跟踪，即目标的捕获。粗跟踪的视场角为几mrad，灵敏度约为10pW，跟踪精度为几十mrad； 2、跟踪、瞄准（精跟踪）系统。该系统是在完成目标捕获后，对目标进行瞄准和实时跟踪。通常采用四象限红外探测器（QD）或Q-APD高灵敏度位置传感器来实现，并配以相应伺服控制系统。精跟踪
光通信技术现状及其发展趋势探讨 前言：光通信是以光导纤维（即光纤）为传输媒质，以光波作为载波的一种通信方式。光通信涉及的技术领域包括光器件、光传输、光信号处理、光交换技术、光网络技术以及光网络的融合技术等等。光通信正朝着高速率、大容量。长距离、网络化、智能化的方向发展。本文主要对光通信技术现今的发展状况，以及在今后的发展趋势进行了简要的阐述。 一、目前光通信技术的发展现状 1.1密集播分复用技术 密集波分复用技术简称DWDM，是光纤数据的一种传输技术，该种技术是利用激光的波长，按照比特位并行传输或字符串行传输方式在光纤内传送数据。DWDM是光网络的重要组成部分，它可以让IP协议、ATM和同步光纤网络、同步数字序列协议下承载的电子邮件、视频、多媒体、数据和语音等数据都通过统一的光纤层传输。在被开发后，基于其能在很大的程度上提高了光纤系统对于信息数据的传输量，而被广泛关注与应用。 1.2光纤接入网技术
光纤接入网，指的是在接入网过程中，利用光纤为核心的传输媒质，以此来实现用户数据信息传递的形式。光纤接入网并不是传统意义方面光纤传输系统，实际上是针对接入网环境中，所设计的较为特殊的光纤传输网络。光纤接入网主要有以下几方面的特点，其一是网络覆盖范围一般较小，在实际应用过程中不需要中继器，基于众多用户的信息数据共享光纤，导致光功率及波长的配比，存在需要利用光纤放大器来进行功率补偿的状况。其二是满足各种宽带业务的传输，并且传输质量好、数据信息传递的可靠性较高。其三是光纤接入网所应用的范围较为广阔。其四是，该项技术投放使用的过程中投资成本大，在网络管理方面较为复杂，在远端供电方面较难。 1.3 EDFA技术 EDFA是掺铒光纤放大器的缩写，是对数据信号光放大的有源光器件。基于EDFA工作时的波长为1550nm，与光纤的较低损耗波段较为一致，并且该种技术研发至今比较成熟，在实际中得到广泛的应用。掺铒光纤就是EDFA的核心元件，掺铒光纤主要将石英光纤当做基质材料，在其纤芯当中融入了相应比例稀土原素铒离子。在一定的泵浦光注入到掺铒光纤中时，铒离子从低能级直接被激发到高能级，基于铒离子在高能级时寿命较短，这就使得较快以非辐射跃迁的状态，直接到较高能级上，与此同时在该能级以及低能级间迅速形成粒
光纤通信复习重点 题型：填空、选择、判断（30'、问答（40'、计算（30' 第一章概论 1.2.2 光纤通信的优点（少^） 1）容许频带很宽，传输容量很大 2）损耗很小，中继距离很长，且误码率很小 3）重量轻，体积小 4）抗电磁干扰性能好 5）泄露小，保密性能好 6）节约金属材料，有利于资源合理使用 1.3 光纤通信系统的基本组成 发射U ______ 基本光纤传输系统_ 接收 电信号光信号光信号电信号 作用： 1）信息源：把用户信息转换为原始电信号，这种信号称为基带信号 2）电发射机：把信息源传递过来的模拟信号转换成数字信号（PCM 3）光发射机：把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术吧光信号最大限度地注入光纤线路。 4）光纤线路：把来自光发射机的光信号，以尽可能小的失真和衰减传输到光接收机。 5）光接收机：把从光纤线路输出、产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号， 并经其后的电接收机放大和处理后恢复成基带电信号。光接收机由光检测器、放 大器和相关电路组成，光检测器是光接收机的核心。光接收机最重要的特性参数数灵敏度； 6）电接收机：把接收的电信号转换为基带信号，最后由信息宿恢复用户信息；说明：光发射机之前和光接收机之后的电信号段，光纤通信所用的技术和设备和电缆通信相同，不同的只是由光发射机、光纤线路和光接收机所组成的基本光纤传输系统代替了电缆传输； 注：计算题3个，全来自第二第三章的课后习题 第二章光纤和光缆 2.1.1 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。（相对折射率差 典型值△ = （n 1-n2）/n1，△越大，把光能量束缚在纤芯的能力越强，但信息传输
空间激光通信技术研究 研究背景： 随着信息传输量呈指数级增长,目前以微波通信为主的卫星通信已经不能满足用户对容量和数据传输速率的需求,空间激光通信以其高容量、窄波束、轻载荷的技术优势呈现方兴未艾的发展态势。作为全球最早开展激光通信技术研究的国家,美国在20世纪60年代中期就实施了空间光通信方面的研究计划。进入20世纪90年代后,随着激光技术和关键器件的基础研究取得突破,空间激光通信的应用研究和工程试验工作开始加速。美国、欧洲、日本等制定了多项有关自由空间激光通信的研究计划,对自由空间激光通信系统所涉及到的各项关键技术展开了全面研究,并开展了多次在轨实验验证。我国在“九五”期间开展了空间激光通信的基本概念和理论研究,其后在关键技术、样机设计、地面试验、在轨试验方面均逐步取得重大进展,为未来空间应用奠定了一定的理论、技术和工程试验基础。在空间激光通信领域,虽然与发达国家相比,我们还存在一些差距,但我国关键技术攻关的技术路线是与国外基本保持同步的。只要充分发挥后发优势,纳入国家创新体系集智攻关,在未来空间宽带网络中充分利用空间激光通信技术,不仅是可行的,而且大有作为。 发展我国空间激光宽带网络,主要由以下几个方面的需求。首先是高速数据传输需求。2020年前后,大多数信息获取类
卫星数据传输速率在2 Gbit/s 以上,最高要求8 Gbit/s以上。2030 年航天器数据传输速率将向更高发展,微波手段已经难以满足需求。其次是空间高速组网需求。天基信息系统包括环境监测、通信卫星、中继卫星、导航定位等应用卫星系统,轨道包括地球静止轨道、倾斜大椭圆轨道和太阳同步轨道等多种轨道形式。随着航天技术发展,各应用卫星系统之间信息交互的数据量越来越大,轨道内、轨道间卫星之间组网运行的需求日益迫切,急需构建天基一体、信息融合、互连互通的天基信息网。利用激光作为载体,是实现大容量高速组网运行的最佳手段。最后是技术发展推动需求。利用微波进行高速数据传输存在3个突出问题:1)频带受限,传输速率难有较大突破,目前微波传输的最高速率是Gbit/s 级,不能满足空间宽带组网的需要;2)轨道频率资源紧张,申请协调难度大,在已分配的GEO卫星222 个轨位中,美国占145 个,中国仅占19个;3)频谱拥挤重叠,频率干扰严重,频谱协调难度加大。考虑到现实情况,采用微波技术构建我国覆盖全球的空间宽带网络,在频率和轨道资源上都存在较大困难。激光通信具有高带宽、高传输速率等优点,可有效克服微波传输存在的上述突出问题,是空间宽带组网的最佳技术途径。 目前,我国已经在空间激光通信领域取得了一定成果,利用国家创新体系推动相干激光通信、星地激光通信大气效应、激光通信组网等关键技术取得突破,加快我国空间激光通信