光纤通信教材课程
光纤通信原理ppt课件教学教程
1.3
传输频带宽，通信容量大。 中继距离远。 抗电磁干扰能力强，无串话。 光纤细，光缆轻。 资源丰富，节约有色金属和能源。 均衡容易。 经济效益好。 抗腐蚀、不怕潮湿。
发展前景十分广阔。
1.2
我国古代使用的烽火台就是大气光通信的最好例子。后来的手旗、 灯光甚至交通红绿灯等均可划入光通信的范畴。
近代光通信的雏形可追朔到1880年Bell发明的光电话。 但通信光电话未能像其它电通信方式那样得到发展。
1966年英籍华人高琨博士提出光导纤维的概念在全世界范 围内掀起了发展光纤通信的高潮。
第五代光波通信系统的研究与发展也经历了20多年历程， 已取得突破性进展。它基于光纤非线性压缩抵消光纤色散 展宽的新概念产生的光孤子，实现光脉冲信号保形传输。
从通信网来看
第一代为纯电信网
第二代通信网仅仅是用光纤代替铜线，使通信网的性能得到了某 种改善，而网络的拓扑骨架基本上之前的模式，光波通信的潜力 尚未完全发挥。
第一章：光纤通信概述
1.1什么是光纤通信 1.2光纤通信的发展史 1.3光纤通信的特点 1.4光纤通信系统的组成 1.5光纤通信的发展趋势
1.1什么是光纤通信
利用光导纤维传输光波信号的通信方式，称为光纤通信。 光纤通信是工作在近红外区，其波长是0.8～1.8μm，对应的频 率为167～375THz。 光纤通信技术的发展十分迅速，已经起到了举足轻重的地位，
1.4光纤通信系统的组成
《光纤通信基础》课件
总结
优势
光纤通信具有传输速度快、传输距离长、抗干扰性强等优势。
挑战
光纤通信的高成本、故障维修、光学器件研究等方面也面临着一定的挑战。
未来
随着技术的进步和市场的需求，光纤通信技术也将继续得到提升和广泛应用。
参考资料
1. 2. 3.
林宗英，光纤通信与光网络技术，电子工业出版 社，2019年。
王峻岭，光通信原理与光器件，清华大学出版社， 2 01 8年。
光纤通信的应用
1
光纤通信在电信行业的应用
光纤通信已经成为电信行业的主要通信
光纤通信在互联网和数据中心
2
方式，取代了传统的铜缆通信方式，实 现了大规模覆盖和高速率传输。
随着互联网的高速发展，光纤通信也成
为数据中心和大型企业通信的生命线，
具有高速率、大带宽、低延迟等优势。
3
光纤通信在全球经济中的作用
光纤通信作为推动信息技术、网络技术 和经济发展的重要基础设施，在全球化、 信息化的时代中发挥着越来越重要的作 用。
光纤通信系统的组成
光纤系统基本组成
光源、光纤、检测器、接口和 传输器是光纤通信系统的基本 组成部分。
光纤传输设备分类和 功能
分为光纤放大器、光开关、光 改变器等不同类型和功能的光 纤传输设备。
光纤接入网络的架构 和特点
光纤接入网是一种采用光纤作 为用户接入方式的通信网络， 具有大带宽、高速率、安全稳 定等特点。
孙图恩，光纤通信与网络，北京航空航天大学出 版社，1 7年。
光纤的基本原理
构成和工作原理
光纤由包覆在外层的光纤芯和光 线反射材料构成，利用光线的全 反射原理传输信息。
光信号的传输和调制技术
通过灯或激光器产生光信号源， 经过调制器调制信号波形，将信 息转换成光信号发送。
《光纤通信基础》课程教学大纲
《光纤通信基础》课程教学大纲课程名称︰《光纤通信基础》Optical Fiber Communication课程编码︰课程类型︰光电子方向必修课程性质︰专业必修适用范围︰电子信息本科总学时数︰72/10 先修课程︰光学电子线路学分数︰ 4 制定单位︰广州大学物理与电子工程学院考核方式︰考试执笔者︰满文庆制订日期︰审核者︰一. 教学大纲说明(一) 课程的任务、性质和作用《光纤通信基础》是电子信息工程专业本科生的一门专业必修课，通过本课程的教学，使学生能熟练掌握光纤通信系统的组成，器件；了解光纤和光缆的结构和特性，传输原理和特性的测量方法；熟悉光源，光检测器和光无源器件等通信用光器件的结构和原理，掌握光发射机和光接收机的基本组成；通过本课程的学习，学生能了解光纤通信的未来与发展，为进一步学习光纤通信技术和设备打下基础。
本课程对培养学生综合应用以前所掌握的通信系统基本知识、数字通信基本知识等有良好的促进作用。
使学生在完成本课程学习后，能够进行光纤通信应用方面的工作，为今后的工作和学习奠定基础。
(二) 教学目的和要求本课程要求学生对光纤通信的基本原理比较全面的了解和认识具体要求有：1、掌握光纤通信的基本概念和特点。
2、认识光纤与光缆的结构和种类。
3、掌握常用的光纤通信器件及光纤通信设备（光端机、光中继器等）；4、了解光纤数字通信系统的工作原理。
5、掌握光纤通信测量知识。
6、对光纤通信的新技术及新发展有一定了解。
通过本课程的学习，学生还应具有一定的动手能力、分析与设计能力，要求学生能比较熟悉各种光纤数字通信常用仪表的使用及维护。
(三)教学方法与手段1、以理论讲授为主，实验讲授及实际操作为辅，并增加学生的学习兴趣及积极性。
2、每4个学时布置一次作业，并组织学生课堂论，以调动和培养学生的思考能力。
3、组织学生到有关通信公司进行参观访问，以增加和培养学生对光纤通信结构的认识和兴趣。
(四) 本课程和其他课程的联系学习本课程前，学生先学习光学，电子线路，计算机等课程。
《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历
《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历一、教学大纲1.1 课程简介《光纤通信技术》是一门介绍光纤通信的基本原理、技术及其应用的课程。
通过本课程的学习，使学生掌握光纤通信的基本概念、光纤的传输特性、光纤通信系统的组成及其关键技术，了解光纤通信的发展趋势和应用领域。
1.2 教学目标（1）了解光纤通信的基本概念及其发展历程。
（2）掌握光纤的传输特性，包括损耗、色散、非线性效应等。
（3）熟悉光纤通信系统的组成，包括发射、传输、接收等部分。
（4）掌握光纤通信的关键技术，如波分复用、光放大器、光纤传感器等。
（5）了解光纤通信的应用领域及发展趋势。
1.3 教学内容（1）光纤通信的基本概念及发展历程（2）光纤的传输特性（3）光纤通信系统的组成（4）光纤通信的关键技术（5）光纤通信的应用领域及发展趋势二、教案2.1 教案设计本课程采用讲授、实验、讨论等多种教学方法，结合教材、PPT、网络资源等教学资源，以提高学生的学习兴趣和参与度。
2.2 课时安排（1）光纤通信的基本概念及发展历程：2课时（2）光纤的传输特性：3课时（3）光纤通信系统的组成：2课时（4）光纤通信的关键技术：4课时（5）光纤通信的应用领域及发展趋势：2课时三、课程日历3.1 第1周：光纤通信的基本概念及发展历程（1）第1课时：介绍光纤通信的定义、分类及其发展历程（2）第2课时：介绍光纤通信的优点及缺点3.2 第2周：光纤的传输特性（1）第1课时：光纤的组成及结构（2）第2课时：光纤的传输原理（3）第3课时：光纤的损耗与色散3.3 第3周：光纤通信系统的组成（1）第1课时：发射器与接收器（2）第2课时：光纤与光缆（3）第3课时：波分复用技术3.4 第4周：光纤通信的关键技术（1）第1课时：光放大器（2）第2课时：光纤传感器（3）第3课时：光开关与光调制器（4）第4课时：光传输网络3.5 第5周：光纤通信的应用领域及发展趋势（1）第1课时：光纤通信在通信领域的应用（2）第2课时：光纤通信在数据通信中的应用（3）第3课时：光纤通信在有线电视中的应用（4）第4课时：光纤通信的发展趋势六、教学资源6.1 教材《光纤通信技术》教材，作者：X，出版社：X。
《光纤通信技术》 课程大纲
《光纤通信技术》课程大纲《光纤通信技术》课程大纲课程名称：光纤通信技术课程类别：核心课学分：4学分适用专业：通信工程专业、计算机应用专业先修课程：数字通信原理、数据通信原理一、课程的教学目的《光纤通信技术》是信息与通信工程学科一门重要的专业课程。
课程定位为需要学习通信工程、计算机通信技术等专业，从事信息通信、计算机、网络等相关行业的学员。
光纤通信系统具有低的传输损耗和宽的传输频带的特点，成为高速数据业务的理想传输通道。
课程以光纤的导光原理和激光器的发光原理为基础内容，同时涵盖了各种实用光网络技术。
课程以提高学生基本技能素质与新技术、新手段的应用能力为目标，培养能满足光纤网络工程的规划建设、系统调测、电信核心网络和接入网络的工程等需要的应用型人才。
为了更好地掌握本课程的知识，每章后面均附有大量的习题，并对主要知识点进行了总结。
鉴于本课程是实践性很强的专业课程，其教学内容既包括理论学习内容，又涵盖与之相关的实践实验活动内容，为以后学习光纤通信工程新技术打下基础。
二、相关课程的衔接学习本课程需要先修《数字通信原理》、《数据通信原理》等专业基础课程以及《现代交换技术》、《宽带接入技术》等相关课程；后续课程包括《光网络》、《多媒体通信》等。
三、教学的基本要求要求掌握《光纤通信技术》的基本概念、工作原理，了解相关扩展知识。
熟练进行光纤通信技术的工程分析及工程计算。
熟悉实验原理及内容，能够利用所学基本知识完成简单电路的分析和设计。
四、课程教学方法下载教学内容导学、详解、实时辅导、教案、综合练习题等资料。
为了更好地掌握本课程的知识，每章后面均附有大量的习题，并对主要知识点进行了总结。
本课程含有实验，使本课程更多地与实践接轨，为以后学习光纤通信工程新技术打下基础。
五、课程考核方式本学期将安排4次阶段作业。
每次作业计10分，共计40分。
作业类型为客观题，可重复提交，直至分数满意为止。
考试：本课程的考试采用开卷的形式，由于本课程的计算量较大，建议学生熟练使用计算器。
《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历
《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历第一章：光纤通信概述1.1 光纤通信的定义与发展历程1.2 光纤通信的优势与局限性1.3 光纤通信的基本原理1.4 光纤通信的应用领域第二章：光纤与光纤器件2.1 光纤的制备与分类2.2 光纤的传输特性2.3 光纤的连接与耦合技术2.4 光纤通信系统中的关键器件第三章：光发送与接收技术3.1 光发送器的工作原理与分类3.2 光发射机的性能指标3.3 光接收器的工作原理与分类3.4 光接收机的性能指标第四章：光纤传输系统设计4.1 光纤传输系统的基本组成4.2 光纤传输损耗与色散4.3 光纤传输系统的性能评估4.4 光纤传输系统的设计步骤与方法第五章：光纤通信网络与技术5.2 光纤传输网（OTN）5.3 光纤接入网（FTTx）5.4 光纤交换技术与光互联网第六章：光纤通信系统的测试与维护6.1 光纤通信系统性能测试指标6.2 光纤通信系统测试设备与方法6.3 光纤通信系统维护与管理6.4 故障诊断与处理方法第七章：光纤通信技术在特定领域的应用7.1 光纤通信在数据通信中的应用7.2 光纤通信在电信网络中的应用7.3 光纤通信在有线电视网络中的应用7.4 光纤通信在其他领域的应用案例第八章：光纤通信技术的未来发展8.1 新型光纤材料与技术8.2 光子集成电路与光电子技术8.3 光纤通信网络的智能化与自动化8.4 量子光纤通信技术的发展第九章：光纤通信技术的工程实践9.1 光纤通信系统的设计与实施9.2 光纤通信设备的安装与调试9.4 工程案例分析与实践第十章：课程总结与复习10.1 光纤通信技术的关键概念与技术10.2 光纤通信系统的性能评估与优化10.3 光纤通信技术在现代通信网络中的应用10.4 课程复习与考试要点重点和难点解析一、光纤通信的定义与发展历程重点：光纤通信的基本原理、优势与局限性难点：光纤通信技术的发展历程及其对现代通信的影响二、光纤与光纤器件重点：光纤的制备与分类、光纤的传输特性难点：光纤的连接与耦合技术、光纤通信系统中的关键器件的工作原理与性能三、光发送与接收技术重点：光发送器的工作原理与分类、光接收器的工作原理与分类难点：光发射机的性能指标、光接收机的性能指标四、光纤传输系统设计重点：光纤传输系统的基本组成、光纤传输损耗与色散难点：光纤传输系统的性能评估方法、光纤传输系统的设计步骤与方法五、光纤通信网络与技术重点：光纤通信网络的分类与结构、光纤传输网（OTN）、光纤接入网（FTTx）、光纤交换技术与光互联网难点：光纤通信网络的设计与实施、光纤通信设备的安装与调试、光纤通信网络的运营与管理六、光纤通信系统的测试与维护重点：光纤通信系统性能测试指标、光纤通信系统测试设备与方法难点：光纤通信系统维护与管理、故障诊断与处理方法七、光纤通信技术在特定领域的应用重点：光纤通信在数据通信、电信网络、有线电视网络等领域的应用难点：光纤通信在其他领域的应用案例分析八、光纤通信技术的未来发展重点：新型光纤材料与技术、光子集成电路与光电子技术难点：光纤通信网络的智能化与自动化、量子光纤通信技术的发展九、光纤通信技术的工程实践重点：光纤通信系统的设计与实施、光纤通信设备的安装与调试难点：光纤通信网络的运营与管理、工程案例分析与实践十、课程总结与复习重点：光纤通信技术的关键概念与技术、光纤通信系统的性能评估与优化难点：光纤通信技术在现代通信网络中的应用、课程复习与考试要点全文总结和概括：本课程《光纤通信技术》涵盖了光纤通信的基本概念、技术原理、系统设计、网络应用以及未来发展等多个方面。
《光纤通信》课程标准
《光纤通信》课程教学标准目录一、课程名称二、适用专业：三、必备基础知识1、课程的地位2、课程的作用四、课程的地位和作用五、主要教学内容描述六、重点和难点1、重点2、难点七、内容及要求模块一：光纤通信概论模块二：光纤和光缆模块三：通信用光器件模块四：光端机模块五：光纤通信新技术模块六：光纤通信网络八、说明1、建议使用教材和参考资料2、模块学时分配3、考核方法及手段4、注意事项一、课程名称：光纤通信二、适用专业：通信技术、电子信息工程等三、必备基础知识学生在学习本门课程之前应当学习《电子技术基础》、《通信原理》、《计算机网络基础》以及《电磁场与电磁波》等专业基础课程，掌握相应的基本知识和技能。
四、课程的地位和作用1、课程的地位本课程为通信与电子信息类专业的一门重要的专业主干课。
其基本任务是通过本课程的学习，让学生掌握光纤的传输理论；光缆结构及特点；无源光器件的原理及性能；光源和光检测器的工作原理及特性；光纤放大器的工作原理及结构；光纤通信系统的组成与性能指标。
并将介绍代表当今高速大容量光纤通信技术主流的波分复用光纤通信技术，以及代表未来光纤通信技术发展方向的全光光纤通信技术。
使学生对光纤通信这一在当今信息领域内高速发展并起着关键作用的技术有一较好的了解。
为进一步深造或走向社会打下一个良好的基础。
2、课程的作用通过本课程的学习，对光纤通信及光纤通信系统建立起比较完整的概念，并掌握光纤通信的基本原理和基本技术，为进一步学习相关专业课程及从事通信技术类工作奠定一定的基础。
本课程要求掌握光纤通信系统构成及特点，光纤通信的窗口波长，光纤分类及指标，光发射机的组成及对光源的要求，对光电检测器的要求；掌握光纤通信关键器件的原理及技术要求；熟悉光传输，中继放大技术；了解光纤通信中的新技术：光波分复用、光时分复用、光放大器及全光系统；初步掌握光通信网络的构成及组网技术。
本课程对培养学生综合应用以前所掌握的《通信原理》、《数字通信》等课程的基本知识等有良好的促进作用。
《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历
《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历第一章：光纤通信概述1.1 光纤通信的定义和发展历程1.2 光纤通信的优势和局限性1.3 光纤通信的应用领域1.4 光纤通信的发展趋势第二章：光纤的基础知识2.1 光纤的组成和结构2.2 光纤的种类和特性2.3 光纤的传输原理2.4 光纤的耦合和衰减第三章：光纤通信系统的组成3.1 光源和光发射器3.2 光接收器和解调器3.3 光放大器和光纤放大器3.4 光波分复用器和光开关第四章：光纤通信系统的性能评估4.1 系统性能指标4.2 信道容量和误码率4.3 系统噪声和损耗4.4 系统优化和升级第五章：光纤通信技术的应用5.1 光纤通信在通信领域的应用5.2 光纤通信在数据传输中的应用5.3 光纤通信在有线电视中的应用5.4 光纤通信在互联网和数据中心中的应用第六章：光纤通信系统的传输技术6.1 直接序列扩频传输技术6.2 频率分割复用传输技术6.3 时间分割复用传输技术6.4 波长分割复用传输技术第七章：光纤通信系统的网络架构7.1 点对点光纤通信网络7.2 星型光纤通信网络7.3 环型光纤通信网络7.4 光纤通信网络的规划和设计第八章：光纤通信系统的保护与恢复8.1 光纤通信系统的保护技术8.2 光纤通信系统的恢复技术8.3 故障检测与定位技术8.4 系统冗余设计第九章：光纤通信技术的最新进展9.1 光量子通信技术9.2 光纤激光器技术9.3 光纤传感器技术9.4 光纤通信技术的未来发展趋势第十章：实验与实践10.1 光纤通信系统的基本实验10.2 光纤通信系统的性能测试与评估10.3 光纤通信网络的搭建与维护10.4 实际案例分析与讨论第十一章：光纤通信系统的维护与管理11.1 光纤通信设备的维护与管理11.2 光纤通信网络的监测与维护11.3 光纤通信系统的安全与保护11.4 光纤通信技术的标准化与规范第十二章：光纤通信技术在特定领域的应用12.1 光纤通信在军事通信领域的应用12.2 光纤通信在航空航天领域的应用12.3 光纤通信在海洋探测领域的应用12.4 光纤通信在医疗健康领域的应用第十三章：光纤通信技术的国际化发展13.1 国际光纤通信技术的标准与协议13.2 跨国光纤通信网络的构建与运营13.3 国际合作与竞争在光纤通信领域的影响13.4 光纤通信技术在全球范围内的普及与发展第十四章：光纤通信技术的创新与研发14.1 新型光纤材料与技术的研发14.2 光纤通信设备的创新设计14.3 光纤通信系统的智能化与自动化14.4 光纤通信技术在未来的挑战与机遇第十五章：课程总结与展望15.1 光纤通信技术课程回顾15.2 光纤通信技术的关键问题和挑战15.3 光纤通信技术的未来发展趋势15.4 学生实践和研究的方向与建议重点和难点解析本文档详细介绍了《光纤通信技术》课程的教学大纲、教案和课程日历，涵盖了光纤通信的概述、基础知识、系统组成、性能评估、应用领域、传输技术、网络架构、保护与恢复、最新进展、实验与实践、维护与管理、特定领域应用、国际化发展、创新与研发以及课程总结与展望等十五个章节。
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机的性能标准，是指判决再生电路输出码元出现错误
的概率。 V1s V(t)
V1(t)
第
三
章
Vd
光
电
信 息
V0(t)
V0(t)
转 换
V0s
t
TB1
TB2
TB3
图4.3.1-10码元的判决
§4.3.1光纤通信原理及构成
24
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对于PCM码流，通常认为“1”码与“0”码出现
15s 3s
第
三
振
章
幅
光
电
信
息
12345 12345 12345
转
换
t
图4.3.2-1 5个64kbit/s数字音频信道的时分复用
§4.3.2光纤通信系统
28
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束
TDM 的概念可以扩展到形成不同的群路等级， 国际电信联盟（ITU）曾作过规定，将多路编码数字 电话按两种标准组成各种群路。
b a
涂层 包层 纤芯
光 电
折射率略高的纤芯；2、
信 息 转 换
折射率略低的包层；3、 表面涂层。
图4.3.1-2光纤的横截面示意图
§4.3.1光纤通信原理及构成
4
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束
根据纤芯折射率径向分布的不同，光纤可分为阶跃 折射率分布光纤和渐变折射率分布光纤，如图4.3.1-
§4.3.1光纤通信原理及构成
22
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6、峰值检波器与AGC放大器
AGC放大器是自动增益控制电路的一个组成部分。
将由升余弦波组成的数字脉冲信号取出一部分送到峰
值检波器进行检波，检波后的直流信号再送到AGC放
大器进行比较放大，产生一个AGC电压。用该电压一
第
三 章
方面去控制光电检测器（APD管）的反向偏置电压，
的概率P(1)、P(0)是相等的，如果将“0”码误判为
“1”码的概率为P(1/0)，将“1”码误判为“0”码
的概率为P(0/1)，则误码率为：
B E PP R (/1 1 ( 0 P ) ) P (/0 0 ( 1 ) 1 )[P /1 (P )0 /0 (1 4).3.]1-9
第 三 章
2、 灵敏度
第 三 章
光 电 信
ho (t )
s
in
TB
t
cos
TB
t
t
TB
1
2t
TB
2
4.3.1-8
息 转 换
式中，t为时间变量，T B 为一个码元所占的时间—— 时隙，
为滚降因子。
§4.3.1光纤通信原理及构成
19
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该输出波形的特点是，在t 0时刻，输出值 ho(0) 1 ，即输出最大。而在 t KTB K1,2,3,ho(t) 0
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数字光发送机的组成框图如图4.3.1-6所示
电信号输入 输入 接口
线路 编码
调制 电路
光源 光信号输出
控制电 路
第 三
图4.3.1-6 数字光发送机的组成框图
章
光
1、线路编码
电
信 息
在数字光纤通信系统中，普遍采用二进制二电
转
换
平码，有光脉冲表示“1”码，无光脉冲表示“0”
光
另一方面送到主放大器去调整主放大器的工作点，以
电
信 息
控制主放大器的增益，从而使均衡器输出幅度稳定的
转
换
升余弦波，保证码元判决的正确性。
§4.3.1光纤通信原理及构成
23
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束
数字光接收机的指标：
1、 误码率
误码率（bit error ratio，BER）是数字光接收
§4.3光纤通信
1
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束
§4.3光纤通信
§4.3.1光纤通信原理及构成
第
§4.3.2光纤通信系统
三
章
光
电 信
§4.3.3光纤网络系统
息
转
换
§4.3.1光纤通信原理及构成
2
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束
§4.3.1 光纤通信原理及构成
光纤通信系统的基本组成如图4.3.1-1所示，主 要由3部分构成：光发送机，光纤传输线及光接收机。
§4.3.1光纤通信原理及构成
8
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束
对于 n2 n，1 NA可近似为
NAn1(2)1/2 (n1n2)/n1
4.3.1-4
式中，为光纤的纤芯——包层相对折射率差。
利用导波理论可将光纤分为多模光纤与单模光纤。
多模光纤的纤芯直径μm ，单模光纤的纤芯直径μm，包
第 三
光纤有两个重要的特性，一个是损耗特性，一个 是色散特性，决定了光纤通信系统的容量。
（1）光纤的损耗 用衰减系数表示光纤的衰减特性，定义为
第 三 章
1L0lgP (out/Pin) dB/km 4.3.1-5
光
电
信
息
转
换
§4.3.1光纤通信原理及构成
10
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束
第 三 章
电信号转换为光信号的调制方式有直接调制与
第 三
间接调制。
章
光
在低速率系统中，可以采取直接调制方式，即用
电
信 息
电信号直接调制半导体光源的驱动电流，如图4.3.1-
转
换
7所示，输出光功率随驱动电流而变化。
§4.3.1光纤通信原理及构成
16
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P
输出光信号
P
输出光信号
I
Ith Ib
I
输入电信号
输入电信号
第
三 章
(a) LED数字调制
(b) LD数字调制
光 电
图4.3.1-7直接光强数字调制原理
信
息 转
在高速系统中，要采用专用的外调制器。
换
§4.3.1光纤通信原理及构成
17
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束
三、光接收机
光接收机是光纤通信系统的重要组成部分，其作 用是将来自光纤的光信号转换成电信号，恢复光载波 所携带的原信号。
比特率为B，相应比特间隔为 TB 1/B ，则应有 TTB
，对容量的限制为
BLD1
4.3.1-7
第
三 章
二、光发送机
光 电
光发送机的功能是将来自电发送机的电脉冲信号
信 息
变换成光脉冲信号，并以数字光纤通信系统传输性能
转
换
所要求的光脉冲信号波形耦合到光源组件的尾纤中。
§4.3.1光纤通信原理及构成
13
光发送机
中继器
光接收机
第
三
章
光
电发送机
电
电接收机
信
息
转
换
图4.3.1-1光纤通信系统的基本组成
§4.3.1光纤通信原理及构成
3
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束
一、光纤
光纤（Optical fiber）是由纯石英拉制而成
的高度透明的玻璃丝。
图4.3.1-2为光纤
的横截面示意图，光纤
第
三 章
基本由3部分组成：1、
决时刻输出的电压信号比判决电平高，则判断为“1”
码，否则判断为“0”码。如判断为“1”码，则由再
第
生电路重新产生一个矩形“1”脉冲，若判断为“0”
三 章
码，则输出一个“0”。这样，可在判决再生电路的输
光 电
出端得到一个由矩形脉冲组成的数字脉冲序列，它和
信
息 转
发送端发出的数字脉冲信号基本是一致的。
换
2
光
灵敏度是数字光接收机最重要的指标，它直接决
电
信
定光纤通信系统的中继距离和通信质量。数字光接
息
转 换
收机的灵敏度定义为：在保证一定误码率的条件下，
光接收机所需接收的最小光功率。
§4.3.2光纤通信系统
25
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束
§4.3.2光纤通信系统
一、 时分复用系统
根据通信系统信道中所传送的信号是模拟信号还
码。
§4.3.1光纤通信原理及构成
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对来自电端机的信号进行线路编码，主要目的是：
(1) 限制信号带宽，减小功率谱中的高低频分量。
(2) 尽可能减少连“1” 码和“0”码的数目，使“1” 码和“0”码均匀分布，保证定时提取。
第
(3) 具有检错及纠错能力，则需要在编码中加入冗余
三
章
码，但要占用一定的频带。
光
电 信
数字光纤通信系统常用的线路码型有扰码、
息 转
mBnB码、插入码等，这里不再介绍。
换
§4.3.1光纤通信原理及构成
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2、光源与调制电路
目前的光纤通信系统采用半导体激光器（LD）作 为光源，在低通信容量系统中，也可选用LED做光源。
层直径均为50μm。在多模光纤中，可以激励起大量的传
章 输模式，不同模式在横向的功率分布是不同的，入射的
光
电 光功率按一定比例分配给这些模式进行传播，不同模式
信
息 转
在轴向的传播常数不同。在单模光纤中，通常只能激励
换 起一个模式，称为基模。