光纤通信网络简介
光纤通信网络
光纤通信网络光纤通信网络已经成为现代通信领域的重要基础设施之一。
它以其高速、大带宽、低延迟等优势，推动了信息技术的快速发展，深刻改变了人们的生活和工作方式。
本文将探讨光纤通信网络的原理、应用和前景。
一、光纤通信网络的原理光纤通信网络是利用光的传输性能来传递信息的一种通信方式。
它基于光纤的物理特性，即利用光的全反射原理，将信息通过光的脉冲信号在光纤中传输。
光纤的核心部分是由高折射率的纯净玻璃或塑料制成，外层则是低折射率的包覆层来保护光信号。
通过光的反射和折射，信号能够在光纤中传输数千甚至数万公里而不会受到明显的衰减。
光纤通信网络主要由发光器、光纤、光纤放大器、光纤交叉连接设备和接收器等组成。
发光器将电信号转换为光信号，通过光纤传输到目标位置后，接收器将光信号转换为电信号，实现信息的传输。
二、光纤通信网络的应用1. 长途通信：光纤通信网络的高速和大带宽特性使其成为长途通信的首选。
相比传统的铜缆通信，光纤通信能够同时传输更多的信号，实现更高的数据传输率，大大提高了通信的效率。
2. 家庭宽带接入：随着互联网的普及和数字化生活的需求增加，家庭宽带接入已经成为许多家庭的必需品。
光纤通信网络提供了高速的宽带接入服务，能够满足家庭用户对高清视频、在线游戏和云服务等的需求。
3. 数据中心互联：数据中心是存储和处理大量数据的关键设施，而光纤通信网络可提供高速、稳定的数据互联服务，保证数据中心之间的快速通信和互联。
4. 移动通信基站：随着移动互联网的迅猛发展，移动通信基站需要承载越来越多的数据流量。
使用光纤通信网络可以大大提高基站的传输能力，实现更高的数据传输速率，满足用户对高速移动通信的需求。
三、光纤通信网络的前景光纤通信网络在未来的发展中有着广阔的前景。
首先，随着5G时代的到来，对网络速度和带宽的需求将大幅增加。
光纤通信网络以其高速和大带宽的特点，能够满足5G网络对传输能力的高要求。
其次，光纤通信网络具有低延迟的特性，这对于许多应用领域都至关重要，如虚拟现实、智能交通等。
光纤通信概述通信原理论文(一)
光纤通信概述通信原理论文(一)光纤通信概述通信原理论文光纤通信是一种传输信息的方法，通过利用光纤传输光的方式来传输信息。
相较于传统的电缆传输方式，光纤传输方式有着更高的传输速度和更大的传输容量，因此已经被广泛应用于很多领域之中。
光纤通信的传输原理由两部分构成：信号的传输和光波的传输。
信号的传输是指电子信号通过光纤中的信号处理器进行数字化，然后通过调制器将其转换为光信号。
光信号的传输是指在光纤中的光信号的传输。
这两部分共同构成了光纤通信的传输原理。
光纤通信的传输速率是指可以在单位时间内传输的数据量。
它的速率一般用每秒钟传输的比特数（bps）来表示。
光纤通信的传输速率很高，可以达到1Gbps或更高。
由于传输速率越高，传输的数据量越大，因此光纤通信的传输容量也很大。
光纤通信的传输容量是指在单位时间内可以传输的最大数据量。
传输容量决定了光纤通信可以传输多少数据，传输速率决定了将这些数据传输到目的地所需的时间。
光纤通信主要有两个部分构成：发送端和接收端。
发送端是指发送信息的终端设备，它通常由一个数字到模拟转换器、一个调制器和一个激光二极管组成。
接收端是指接收信息的终端设备，它通常由一个接收器和一个放大器组成。
在光纤通信中，发送端的任务是将信号转换为光信号，并将其通过光纤发送到接收端。
接收端的任务是收集光信号并将其转换为电信号，然后将其发送到接收端的终端设备。
总的来说，光纤通信是一种高速、高容量的通信方式。
它的传输原理由信号的传输和光波的传输构成，传输速率和传输容量都很高。
通过发送端和接收端的协调工作，光纤通信可以将信息准确、快速地传输到目的地。
随着技术的不断改进，光纤通信在未来的通信领域中有着广阔的发展前景。
光纤通信网
第9章光纤通信网经过几十年的发展，光纤通信技术已达到了较高的水平，在各类网络中都得到了广泛的应用。
传统的光纤通信技术主要满足点到点之间的高速传输，在光纤通信向网络化发展中存在着一些问题，就限制了光纤通信的进一步发展。
目前，光纤通信技术正向着高速化、网络化、全光化和集成化方向发展，以更加充分利用光纤的频带资源，适应信息社会的需要。
本章中将对光纤通信网包括SDH传送网、光纤接入网和WDM光网络的应用、发展情况作一介绍。
9.1 SDH传送网9.1.1 基本概念通常，网络可泛指提供通信服务的所有实体及其逻辑配置。
对网络的功能描述可以有不同的角度，一般地，从信息传递角度看网络就是传送网，也即传送网是完成信息传送功能的手段，是网络逻辑功能中完成传送有关功能的集合。
为了便于网络的规划、设计和管理，必须规范一个合适的网络模型，其应具有规定的结构和标准化的功能元件。
通常为使网络结构的描述变得灵活和简单，采用分层和分割的概念和方法。
例如，我国SDH传送网由长途网（又分一级干线和二级干线网），中继网和用户网组成。
从逻辑上看，可分别从纵向划分为层（包括电路层、通道层和传输媒质层）和横向划分为一个互连的子网络。
在对网络进行描述时，通常使用网络结构元件。
网络结构元件是用来描述传送网结构的基本元件，按其执行的功能划分为参考点、拓扑元件、传送实体和传送处理功能等4类基本功能元件。
1. 拓扑元件（T opological Component）拓扑元件是以同类型参考点之间的拓扑关系来描述传送网的一种结构元件，分为三类，即层网络、子网络和链路。
（1）层网络（Layer network）层网络又称传送层网络，是拓扑元件的一种．泛指能将一组相同类型的接入点连在一起、传送信息的逻辑实体。
在传送网的分层模型中，每一层网络均为其相邻的上一层网络提供传送服务。
提供传送服务的层称为服务者（server），使用传送服务的层称为客户（client），相邻的层网络之间构成客户与服务者的关系。
光纤通信网络
光纤通信网络光纤通信网络1. 什么是光纤通信网络光纤通信网络是一种利用光纤传输数据的通信网络。
它使用光纤作为传输媒体，通过光纤传输器件把信号转换成光信号进行传输，实现高速、大容量、低误码率的数据传输。
与传统的铜缆和无线网络相比，光纤通信网络具有更稳定、更快速、更可靠的传输性能。
2. 光纤通信网络的组成光纤通信网络主要由三部分组成：光纤传输媒体、光纤传输器件和光纤传输系统。
2.1 光纤传输媒体光纤传输媒体是指用于传输光信号的光纤，是光纤通信网络最重要的组成部分。
光纤是由玻璃或塑料等材料制成的细长柔韧的管状物，内部无空气，光线可以沿着光纤的轴线传输。
光纤的直径通常在几个毫米到百分之几毫米之间，可以传输数十Gbps以上的数据。
2.2 光纤传输器件光纤传输器件主要包括三种类型：发光器，接收器和光纤放大器。
发光器将电信号转换成光信号，把光信号输入到光纤中；接收器将光信号转换成电信号，接收光信号传输过来的数据；光纤放大器是用来放大光信号的，使光信号能够在光纤中传输的距离更远。
2.3 光纤传输系统光纤传输系统是整个光纤通信网络的核心部分，它包括了多个光纤传输设备的集成，用来实现数据从一个节点传输到另一个节点。
光纤传输系统的主要模块包括传输设备、光纤集线器、交换机和路由器等。
3. 光纤通信网络的优缺点3.1 优点光纤通信网络具有以下优点：（1）大容量：光纤传输带宽非常大，可以支持高速数据、音视频等大容量传输。
（2）低延迟：光纤传输速度非常快，延迟非常低，可以满足高速数据传输的要求。
（3）低失真：光纤传输过程中信号衰减极小，信号失真非常小。
（4）抗干扰：光纤通信网络可以减少外部干扰，提供更稳定的数据传输环境。
3.2 缺点光纤通信网络也存在一些缺点：（1）成本高：光纤的制造和安装成本十分昂贵，需要大量的投资。
（2）易破损：光纤很脆弱，容易受到损坏，一旦发生破损，需要进行高成本的维修和更换。
（3）局限性：光纤通信网络的覆盖范围有限，主要是在城市内普及，还未完全普及到农村和偏远的地区。
光纤通信网络的结构与技术
光纤通信网络的结构与技术在现代社会中，人们的生活离不开网络和通信。
而通信作为人类社会发展的历程中的一部分，经过了漫长的发展，最终形成了以光纤通信为代表的现代通信技术。
光纤通信无论是在速度还是质量上面都是无可比拟的，它的优越性表现在以下几个方面：一、光纤通信网络的结构光纤通信网络的结构包括传输线路、调制解调器、多路传输器、分配器、光纤放大器、光纤连接器和光纤收发器。
1. 传输线路：传输线路是光纤通信网络中传输数据的物理路径，它通过一定的方式连接路由器、交换机等设备。
传输线路通常使用光纤作为传输介质，已被证明是更可靠和高效的选择。
2. 调制解调器：调制解调器是一种设备，可以将电信号转换为光信号。
这是通过调制解调器中的光电转换器来实现的，它将光信号转换为电信号。
调制解调器是一个非常重要的组成部分，因为它将数据源和传输线路连接。
3. 多路传输器：多路传输器是一种能够同时传输多个信号的设备。
在光纤通信网络中，它起到了多个用户进行数据通信的作用。
4. 分配器：分配器是将传输线路分配到不同的用户之间的装置。
这种装置可以将传输线路分成多个信号，以支持多个用户同时使用一个传输线路的功能。
5. 光纤放大器：光纤放大器是一个提高光信号传输的装置。
这种装置可以保持光信号在远距离传输中的强度，提高光纤信号的质量和传输距离。
6. 光纤连接器：光纤连接器是一种能够将光纤连接在一起的装置。
它起到了光源和用户之间的桥梁作用。
连接器通常通过一些简便的手段相连，例如扭曲、旋转或按照一定的方式插入。
7. 光纤收发器：光纤收发器是将光信号转换为电信号的设备。
这种设备能够将数字信号灵活地传输到收发器之间，并且具有高速和高精度的特点。
二、光纤通信网络的技术光纤通信网络的技术有：1. 光波分复用技术：光波分复用技术是一种将多个信号在一个光线上进行传输的技术。
它通过将多个信号叠加在不同的波长上来传输数据，在数据传输的过程中，光信号被光波分复用技术进行隔离和解码。
光纤通信原理和基础知识
光纤通信原理和基础知识光纤通信是一种利用光纤传输信息的通信技术。
光纤是一种由高纯度玻璃或塑料制成的非导体材料，可以通过内部反射原理传输光信号。
相对于传统的铜线传输，光纤具有更大的带宽、更低的损耗、更长的传输距离和更高的抗干扰能力，因此被广泛应用于现代通信领域。
光纤通信的工作原理基于光的全反射现象。
当光线通过光纤的两侧，并以超过临界角的角度射入光纤中时，光线会在内部完全反射。
这样，光信号就可以沿着光纤进行传输，直到遇到终端设备或者光纤长度超过极限。
光纤通信的基础知识包括以下几个方面：1.光纤的构成：光纤主要由纤芯和包层组成。
纤芯是光信号传输的核心部分，由高纯度玻璃或者塑料制成。
包层是纤芯的保护层，通常由具有低折射率的材料制成，可以减小信号的损耗和干扰。
2.光纤的损耗：光信号在光纤中传输过程中会发生损耗，主要包括衰减损耗和色散损耗。
衰减损耗是光信号强度随着传输距离增加而逐渐减小的现象，通常使用分贝（dB）来表示。
色散损耗是由于光信号的频率不同而引起的，会导致信号失真。
3.光纤的带宽：带宽是指光纤传输信号的能力，通过单位时间内传输的数据量来衡量。
光纤的带宽比铜线更大，可以支持更高速率的数据传输。
4.光纤的连接方式：光纤的连接方式主要有插拔式连接和固定式连接。
插拔式连接通常使用光纤连接器，可以方便地插入和拔出。
固定式连接通常使用光纤接头或者光纤焊接，适用于长期固定的连接。
5.光纤的传输距离：光纤通信可以实现长距离的传输，最远甚至可以达到几百公里。
传输距离的限制主要取决于信号的衰减和光纤的噪声级别。
光纤通信综述
光纤通信综述
光纤通信是目前通信领域的一项重要技术。
它采用光纤狭窄的波导传输光信号，通过一定的信号调制方法，将音频、视频、数据等信息转换成光脉冲，通过光纤传输到另一端，然后将光信号转换成电信号，再经过解调处理恢复出原信号。
光纤通信传输距离长、带宽大、速度快、抗干扰性能强、安全性高、易扩容等特点，得到广泛应用。
光纤通信主要分为单模光纤和多模光纤两种类型。
单模光纤的传输性能更加优越，它能够实现更高速率的传输和更长距离的传输，其光纤的直径也较小，抗干扰性更高。
而多模光纤的直径较大，由于多次反射散射而导致不同光波产生干涉和衰耗，因此对于高速传输距离较短的场景更为适用。
光纤通信技术的发展经历了数十年的艰苦努力。
早期，光纤通信的成本极高，但随着技术的升级和推广，其成本逐渐降低。
现在，光纤通信技术已经广泛应用于移动通信、广电、有线电视等众多领域。
另外，随着智能制造、物联网等技术的广泛应用，对光纤通信的需求也越来越多。
尤其是在5G时代的到来，光纤通信
的应用愈发广泛。
同时，在大数据、人工智能等领域，光纤通信技术也得到了广泛的应用。
在国内，光纤通信的发展也非常迅速。
我国已成为全球最大的光纤生产国之一，同时也是光纤通信市场最具潜力的市场
之一。
通过大力发展和应用光纤通信技术，有望为信息化建设提供强有力的支撑，并推动社会经济的快速发展和进步。
总之，光纤通信技术的应用不断拓展和完善，也从不同方面促进经济和社会的发展。
未来，随着物联网、智能制造等新兴技术的不断出现，光纤通信技术将有更广泛的应用前景。
光纤通信与光网络
光纤通信与光网络光纤通信与光网络的出现与发展，标志着信息与通信技术进入了一个崭新的时代。
作为一种高速、高容量、低损耗的传输媒介，光纤通信与光网络在数据传输、通信、互联网等方面起着重要的作用。
本文将探讨光纤通信与光网络的基本原理、应用领域以及未来发展趋势。
一、基本原理光纤通信是利用光纤作为传输媒介，通过光的全反射原理将光信号传输到目标地点的通信方式。
在光纤通信中，光信号被转换成光脉冲，通过光纤中的光纤芯层进行传输，到达目标地点后再进行光信号的接收和解码。
光纤通信具有高带宽、低传输损耗、抗干扰能力强等优点，因此被广泛应用于长距离通信和高速宽带传输领域。
光网络是建立在光纤通信基础上的网络系统，通过光纤传输设备和光网络控制设备进行信息传递和处理。
光网络采用光纤传输技术，具有高速、大容量、低延迟等特点，能够满足日益增长的数据传输需求。
光网络可以分为光分布式网络和光分组网络两种形式，灵活性高、传输效率高，成为现代通信网络的重要组成部分。
二、应用领域光纤通信与光网络广泛应用于各个领域，为我们提供了高效的通信和数据传输服务。
以下是光纤通信与光网络在几个主要领域的应用：1. 电信领域：光纤通信和光网络在电信领域起着至关重要的作用，用于实现电话、宽带、移动通信等服务。
光纤通信的高带宽和低延迟特性，为用户提供了更快速、更稳定的通信体验。
2. 数据中心：在大型数据中心中，光纤通信和光网络被广泛应用于服务器之间的高速数据传输。
光纤通信的高速率和大容量特性，能够满足数据中心对高速互联和大容量数据传输的需求。
3. 科学研究：光纤通信和光网络在科学研究领域中扮演着重要角色。
科学家们利用光纤传输设备进行大规模数据收集和传输，加速了科学研究的进程，提高了实验数据的可靠性和准确性。
4. 医疗行业：光纤通信和光网络在医疗行业中广泛应用于医院的信息化建设和远程医疗。
通过光纤传输技术，医生和患者能够实现视频会诊、远程手术等医疗服务，提高了医疗资源的利用效率和医疗水平。
- 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、"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、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)。
按运行原理分类
时分复用无源光网络（TDM• 时分复用无源光网络（TDM-PON）:A/BPON、EPON、GPON 波分复用无源光网络（WDM• 波分复用无源光网络（WDM-PON）
传输链路
• 传输信号 放大信号、 • 放大信号、色散补偿 接收下行信号、 • 接收下行信号、电处理模块 调制、 • 调制、发送下行信号
5
终端节点
调制器/ 接收器
上行信号
2012-5-16
光网络分类
光核心网 光城域网 光接入网
K. Grober, J. P. Elbers, IEEE Communications Magazine, 46(1), p. 26-34, Jan. 2008.
接入网—— 接入网——瓶颈 ——瓶颈
用户对网络带宽的需求越 来越大： 来越大： 在线高清电影 视频电话/会议 大型3－D网络游戏 超大多媒体文件传输 ………. 现有常用接入网： 现有常用接入网：
矛 盾
网络服务 ADSL VDSL Coax
每个用户带宽 最大运行范围 2Mb/s (典型) 20 Mb/s (典型) 2Mb/s (典型) 5.5 km 1km 0.5km
18
2012-5-16
WDM－PON成本：潜在解决方案（ WDM－PON成本：潜在解决方案（2） 成本
注入锁定RSOA或FP-LD技术 注入锁定RSOA或FP-LD技术 RSOA
19
2012-5-16
WDM－PON成本：潜在解决方案（ WDM－PON成本：潜在解决方案（3） 成本
副载波调制及载波再使用技术
（10 Gb/s）
Xu Z. W., Wen Y. J., Zhong W. D.,et al.,Optics Experess, 15, 2953-2952, 2007
2012-5-16
作业
分析“Self-seeded reflective semiconductor optical amplifier based optical transmitter for up-stream WDM-PON link.” IET Optoelectron., 2007, 1, (2), pp. 77–81的运转原理及结论分析。 77–
7
2012-5-16
用户端网速为何仍然如此 ——慢！ 慢！
时 是 尽 啊 ？ 头 这 么 慢 的 速 ， 何
2012-5-16
慢！
网
8
用户带宽需求剧增
三 网 融 合
高 清 电 视
9
视 频 会 议
2012-5-16
接入带宽增长趋势
2012年 100Mb/s 2020年 1Gb/s
10
2012-5-16
20
2012-5-16
实例剖析
FPWDM—基于连续波注入锁定FP-LD的WDM-PON
2010.05. 13
HighHigh-speed WDM-PON using CW injection WDMlocked Fabry-Pérot laser diodes FabryExperimental principle and setup
22
Xu Z. W., Wen Y. J., Zhong W. D.,et al.,Optics Experess, 15, 2953-2952, 2007
2012-5-16
Experimental results
Injection locking FP－LD
23
Downlink transmission
3
2012-5-16
光网络的起源
科 学 巨 人 聚 会 —— —— —— —— 地 球 上 三 分 之 一 的 智 慧
4
2012-5-16
光通信网络组成部分
中心局端
调制、 • 调制、发送下行信号 • 接收上行信号 网管（误码、监控链路） • 网管（误码、监控链路） 发射机 调制器/ 接收器 下行信号
Chapter 3 光纤通信网络简介
罗正钱
助理教授
厦门大学电子工程系
2010.05. 13
内容概述
光纤通信网络构成
• 光通信网络组成部分 • 光通信网络分类
光纤接入网介绍
• 光纤接入网的分类 波分复用无源光网络（ • 波分复用无源光网络（P－LD的WDM
16
2012-5-16
的挑战： WDMWDM-PON的挑战：成本高昂
主要成本： 个光发射器， 主要成本：OLT端和ONU端每个用户需2个光发射器，2 个光接收模块。 个光接收模块。
17
2012-5-16
WDM－PON成本：潜在解决方案（ WDM－PON成本：潜在解决方案（1） 成本
宽带光源频谱分割技术
2012-5-16
光网络的起源
量子力学建立——激光理论 量子力学建立——激光理论 —— （～1930） （～1930） 1930 激光器诞生——光信号发射源 激光器诞生——光信号发射源 —— （1960） 1960） 光纤发明——光信号传输载体 光纤发明——光信号传输载体 —— （1978） 1978）
6
2012-5-16
光核心网现状
NTT
Technology
DQPSK 调制技术 每个波长110 每个波长110 Gb/s 调制速度 140 个波长的波分复 用技术 14Tbit/s 传输容量
M. Jinno, Y. Miyamoto and Y. Hibino, “Optical-transport networks in 2015”, Nature Photonics, 1(3), 157-159, Mar. 2007.
11
2012-5-16
光纤接入网
• OLT/CO:中心局端 • RN：远端节点
12
• ONU/ONT：光网络单元
2012-5-16
光纤接入网的机遇 光纤接入网的机遇
！！！ADSL 下行8 Mb/s 上行1 Mb/s “光进铜退” 光进铜退”
13
2012-5-16
光纤接入网分类
按光纤达到的位置分类
24
2012-5-16
Thanks!
25
2012-5-16
14
2012-5-16
TDM－PON简介
特点： TDMTDM-PON特点： 所需光源较少、 所需光源较少、成本低 多用户共享一个波长 每个用户享用带宽有限 （30～80 Mb/s） 算法复杂、网管难 算法复杂、 网络安全性较差
15
2012-5-16
WDM－PON简介
特点： WDMWDM-PON特点： 每个用户专享一个波长 每个用户带宽无限 （>10 Gb/s） 网络安全性好 成本高