光通信基础--秦浩剖析
“光通信原理与技术”混合式教学探索与实践
“光通信原理与技术”混合式教学探索与实践
党文佳;李兆;刘静;李小雪;薛红杰
【期刊名称】《科技风》
【年(卷),期】2024()8
【摘要】“光通信原理与技术”是光电信息科学与工程专业一门专业核心必修课,为培养新型光电专业人才起着至关重要的作用。
为适应应用型本科院校转型发展要求,通过研究本课程在传统教学中存在的问题,提出线上、线下混合式教学方式,深入挖掘思政元素,在教学方式改革、课程思政建设、课内实验和教学评价等方面进行教学改革探索,优化教学内容,将光通信专业知识与立德树人结合,为进一步打造一流课程奠定基础,对培养具有较强操作能力、解决问题能力的应用型技术人才具有重要的意义。
【总页数】4页(P107-109)
【作者】党文佳;李兆;刘静;李小雪;薛红杰
【作者单位】西安航空学院
【正文语种】中文
【中图分类】G63
【相关文献】
1.《单片机原理与接口技术》混合式教学探索与实践
2.“自动控制原理”混合式教学模式探索及教学实践
3.光通信原理课程教学探索与实践
4.基于五星教学原理的混合式教学模式下课程思政探索与实践--“动物环境卫生与牧场设计”课程为例
5.
线上线下混合式教学模式在实验教学中的探索与实践——以“地理信息系统原理与应用”课程为例
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高速光通信中的全光数字信号处理技术
高速光通信中的全光数字信号处理技术作者：袁伟来源：《中国新通信》2016年第24期【摘要】全光信号处理技术是将某个光信号通过另外的光信号对其的振幅、相位等信息进行变动和控制。
全光信号处理需要包括很多个环节，如放大、缓存、信号再生等等。
将全光信号处理技术有效应用到通信网络上，可以促进网络传输速率、宽带利用率的提高。
所以在以后的光通信网络发展中，全光信号处理技术的作用和意义是非常重要的，必须予以重视。
【关键词】高速光通信全光数字信号处理光子神经元一、全光逻辑与全光波长变换1、全光逻辑。
当下使用率比较高的逻辑门技术有两种，第一种，逻辑运算是通过SOA自身的非线性效应来进行的，比如交叉相位调制（XPM）和四波混频效应（FWM）等；第二种的逻辑预算则是配有光纤结构或波导结构的干涉仪来完成的，如Sagnac干涉仪、超高速非线性干涉仪等。
2、全光波长变换。
全光波长变换技术能够顺利实现两个波长光信息之间的传递，完成对信息的切换，将波长再次利用起来，促进其利用率的提高，更好的为全光通信网络的建设做出贡献。
SOA元件在集成性、使用性等方面的优势非常大，如输入功率小、集成性高等特点，所以它可以更好的适用于全光波长变换器件的构建。
二、全光缓存技术1、基于光纤延迟线的全光缓存技术。
FDL型全光缓存器有两种结构形式的光线结构：第一种是由长度不等的光线延迟线构成的，当数据包通过延迟线时，会通过线的长短而实现延时缓冲作用；第二种结构是环形的光纤单元，通过对光开关进行有效的调控来实现数据包的延时通过。
虽然前一种光缓存器的操作以及结构都非常简单，但是延迟单元仅能够为光数据包进行一次处理，需要更多的光纤延迟线才能实现数据包的多次通过，集成性非常差；而第二种形式的的光缓存器就可以有效解决这一问题，它的集成性非常好，并且可以使光信号在缓存单元内重复通过，它是以后FDL型全光缓存器的主要研究方向。
2、慢光型全光缓存技术。
即便当下的慢光型缓存技术还不够成熟，经常会出现缓存要求不达标、信号失真等情况，然而慢光缓存却具有可调分辨率高、实用性强以及延时时间便于调控等优点，所以它对于全光缓存技术的研究还是具有很大的贡献。
光通信必读优秀书籍
非线性光学部分介质在强激光场作用下产生的极化强度与入射辐射场强之间不再是线性关系，而是与场强的二次、三次以至于更高次项有关，这种关系称为非线性。
凡是与非线性有关的光学现象称为非线性光学现象，属于非线性光学的研究内容。
非线性光学一方面研究光辐射在非线性介质中传播时由于和介质的非线性相互作用自身所受的影响，另一方面则研究介质本身在光场作用下所表现出的特性。
在光通信中，主要是进入高速通信，10g，尤其是40G，随着入纤光功率的增强，非线性效应逐渐显现，系统设计必须加以考虑这方面的影响，于是在40G里面变出现了形形色色的编码。
以下切入正题1、《Nonlinear Fiber Optics》和《Applications of Nonlinear Fiber Optics》Agrawl ，这2本书从书名大家应该也可以看出是偏重于光纤通信应用的，目前第一个已经到第四版，第二个为第二版了，包括中译本，论坛都有，大家可以搜索下就可以都看到了。
/viewthread. ... =nonlinear%2Boptics/viewthread. ... =nonlinear%2Boptics2、Boyd W.R的《nonlinear optics》3rdW. Boyd教授在2002年被任命为Rochester大学M. Parker Givens Professor of Optics，lz发的应该是第二版，该书1992年第一版，第二版在第一版的基础上增加了很多新内容，并对以前的内容做了不少修订，在2008年的4月，该书又出了第三版。
整体来说，该书内容比较深，学校里的高年级研究生和一般研究人员可参考。
W.Boyd今年5月份曾代表美国光学学会来南京开会下载链接：/viewthread. ... =nonlinear%2Boptics3、华裔学者沈元镶的《非线性光学原理》沈是这方面非常牛b的，他的导师算是非线性光学方面的开创者吧，并因此获得了诺贝尔奖。
部分波长转换全光网阻塞概率的近似计算
部分波长转换全光网阻塞概率的近似计算
秦浩;蒋铭;刘增基
【期刊名称】《计算机学报》
【年(卷),期】2002(025)010
【摘要】该文基于链路波长占用独立性假设,改进了Birman在1996年提出的分析模型,提出了一种部分波长转换全光网在固定式路由和随机分配波长条件下阻塞性能的近似分析方法.该方法可以适用于任何网络拓扑、任何业务量分布模式条件下网络中任意链路上配置任意数目转换器情况的研究,扩大了Birman模型的适用范围.对于转换器均匀放置的网络,在业务量均匀分布或者业务量集中在短跳路径的情况下,近似计算能够较好地与计算机仿真相吻合;对于业务量集中在长跳路径的情况或者转换器非均匀放置的网络,近似计算能够很好地跟随计算机仿真结果.
【总页数】8页(P1038-1045)
【作者】秦浩;蒋铭;刘增基
【作者单位】西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室,西安,710071;上海交通大学宽带光网技术研究开发中心,上海,200030;西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室,西安,710071
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.全光网络中波长转换器的优化配置算法 [J], 陈贞
2.全光网络中波长转换器配置问题的蚁群算法 [J], 吉玲
3.全光网波长转换器配置问题的一种启发式算法 [J], 吉玲;高随祥
4.空间全光网络的最小化阻塞概率波长路由算法 [J], 高思远;刘智;佟欣;朱旭芳
5.基于四波混频效应的波分复用全光网络波长转换器研究的新进展 [J],
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高速光接收机中低温漂基准电压源设计
高速光接收机中低温漂基准电压源设计童伟;任军【摘要】高速光接收芯片的片上电源稳定性至关重要,片上电源管理单元(PMU,Power Management Unit)为各子模块提供稳定的供电,低温漂带隙基准电压源是PMU设计中的核心模块.提出一种用于高速光接收芯片的低温漂带隙基准电压源的设计.为克服随机失调对基准电压温度系数的影响,在运放设计中采用了OOS(输出失调存储,Output Offset Storage)技术,通过采保电路存储输出失调电压,并对应产生失调电流补偿输出失调电流,有效降低了不同PVT情况下的失调电压.采用0.18 μm CMOS工艺进行设计,仿真结果表明,在运放输入端的初始失调电压为7 mV时,输入失调电压可被降低到0.1 mV以下.量产测试结果显示,温度系数最高为20.5×10-6/℃,不修调精度0.8％以内,输出纹波电压最大为88 μV,满足了高速光接收芯片的稳定性要求.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2018(018)012【总页数】5页(P21-25)【关键词】带隙基准电压源;输出失调存储;工艺补偿【作者】童伟;任军【作者单位】成都嘉纳海威科技有限责任公司,成都610000;成都嘉纳海威科技有限责任公司,成都610000【正文语种】中文【中图分类】TN4021 引言光纤通信系统大大提升了通信容量和信息传输速度，推动了光通信芯片的广泛应用。
高速光接收芯片的性能（灵敏度、动态范围、噪声等）对光信号传输质量至关重要。
而以跨阻放大器为核心的模拟前端是光接收机芯片中最重要的模块，其噪声和动态范围直接决定了整个光接收机芯片的灵敏度和动态范围。
因此，模拟前端的性能决定了光接收机乃至整个光纤通信系统的性能。
而在光接收机芯片中，集成有高灵敏模拟前端、带宽/增益控制逻辑等诸多高速度、高带宽和高灵敏模块，为保证各个模块之间的独立工作，通常采用PMU单独为每个模块产生相应的供电，以保证光接收机芯片的整体性能。
光通信技术教学课件ppt作者韩太林第1章
第1章 概论【知识要点】•近年来，通信信息产业在世界范围内迅速发展，取得了举世瞩目的进步。
自1970年世界上第一根低损耗光纤问世以来，光纤通信得到了飞速发展。
作为光电信息技术中最具有代表性的技术，光通信不仅从深度和广度两方面促进了通信学科与许多相关学科的互相影响和渗透，而且形成了许多前沿研究领域。
正在运行的光通信系统比比皆是，新的设备、新的应用还在不断涌现。
本章通过概要介绍光通信的发展历史、光通信系统及关键技术和通信链路，使读者了解光纤传输理论、光端机及路由交换等光通信系统基本原理，以及光通信产业，为后续章节的学习奠定基础。
1.1光通信的发展1.1.1电通信与光通信的探索任何通信系统追求的最终技术目标都是要可靠地实现最大可能的信息传输容量和传输距离。
通信系统的传输容量取决于对载波调制的频带宽度，载波频率越高，频带宽度越宽。
实际上，通信技术发展的历史是一个不断提高载波频率和增加传输容量的历史。
20世纪60年代，微波通信技术已经成熟，因此开拓频率更高的光波应用，就成为通信技术发展的必然。
电缆通信和微波通信的载波是电波，光通信的载波是光波。
虽然光波和电波都是电磁波，但是频率差别很大。
为便于比较，图1.1给出相关部分的电磁波频谱。
图1.1 部分电磁波频谱•光通信用的近红外光（波长为0.7～1.7μm）频带宽度约为200THz，在常用的1.31μm和1.55μm两个波长窗口频带宽度也在30THz以上。
目前，由于受光源和光纤特性的限制，光强度调制的带宽一般只有20GHz，因此还有3个数量级以上的带宽潜力可以挖掘。
•微波波段有线传输线路是由金属导体制成的同轴电缆和波导管。
同轴电缆的损耗随信号频率的平方根而增大，要减小损耗，必须增大结构尺寸，但要保持单一模式的传输，又不允许增大结构尺寸。
波导管具有比同轴电缆更低的损耗，但随着工作频率的提高，要减小波导结构的尺寸以保持单一模式的传输，损耗仍然要增大。
光纤是由绝缘的石英（SiO 2）材料制成的，通过提高材料纯度和改进制造工艺，可以在宽波长范围内获得很小的损耗。
光纤 文档
吴丫儿儒生一级|消息 |我的百科|百度首页新闻网页贴吧知道音乐图片视频地图百科文库帮助首页自然文化地理历史生活社会艺术人物经济科技体育图片数字博物馆核心用户百科商城禽流感究竟多危险光纤科技名词定义中文名称：光纤英文名称：optical fiber其他名称：光导纤维定义：一种传输光能的波导介质，一般由纤芯和包层组成。
应用学科：电力（一级学科）；输电线路（二级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布求助编辑百科名片光纤光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。
前香港中文大学校长高锟和George A. Hockham首先提出光纤可以用于通讯传输的设想，高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。
中文名：光纤外文名：optical fiber其他名称：光导纤维中文读音：guāng xiān应用学科：电力；输电线路目录基本介绍发展历史原理种类传输优点结构原理光纤衰减生产方法展开基本介绍发展历史原理种类传输优点结构原理光纤衰减生产方法展开编辑本段基本介绍光导纤维微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。
通常，光纤的一端的发射装置使用发光二极管（light emitting diode,LED）或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。
在日常生活中，由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多，光纤被用作长距离的信息传递。
通常光纤与光缆两个名词会被混淆。
多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆，包覆后的缆线即被称为光缆。
光纤外层的保护层和绝缘层可防止周围环境对光纤的伤害，如水、火、电击等。
光缆分为：光纤，缓冲层及披覆。
光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。
中心是光传播的玻璃芯。
在多模光纤中，芯的直径是50μm和62.5μm两种，大致与人的头发的粗细相当。
而单模光纤芯的直径为8μm~10μm。
芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光线保持在芯内。
光纤激光器原理及其应用
光纤激光器原理及其应用耿文学，耿京(北京交通大学，北京100081)1光纤激光器的出现与工作原理1870年代人们通过观察酒桶中流出的酒水能把灯光弯弯曲曲地传输，悟出了光线能在芯部折算率高外层折算率低的透明介质中弯曲传输的道理，用石英或玻璃做出了光导纤维，用于胃镜等。
但长 距离的应用受到了透明度的限制。
1966年33岁的 中国电气工程师高锟(1933-)提出了减少材料中的 杂质就能提高透明度，看似雕虫小技，但使光纤应 用迅速开展。
高锟获得2009年诺贝尔奖。
上世纪五十年代就有不只一个国家的科学家 提出了激光器的预言，1960年6月美国休斯公司 33 岁的梅曼 T.H.maiman(1927-2007)做出了第一台 激光器。
输出的光，像整齐排列的队伍（普通光是自 激辐射，激光是受激辐射）单色性纯、亮度高、方向 准。
受到重视，1980年5月第一次国际激光大会在 北京召开。
邓小平接见了与会人员。
1961年美国光 学公司的E.Snitzer就提出了光纤激光器的设想，近年来光纤激光器面市了，它阈值低、增益高、散热 好，受到欢迎。
目前输出功率从10W到100kW以上。
作为工业应用，现已成为输出功率最高的激光 器。
应用领域正在迅速扩大。
传统的固体激光器一样。
光纤激光器也是由泵 浦源、增益介质、谐振腔三个基本部分组成。
泵浦源 一般采用高功率发光二极管，增益介质是搀有钕 (Nd)等稀土元素的光纤，光纤两端的反射镜就做成 了谐振腔。
双色镜聚焦准直图1光纤激光器的基本结构示意图2 光纤激光器的应用2.1光纤激光器在工业方面的应用光纤激光器其结构紧凑、光转换效率高、预热 时间短、受环境影响小、容易维护，组合方便。
可用 于激光打标、激光焊接、激光切割等。
由于光纤激 光器具有较高的光束质量和定位精度，在打标系统 中正取代效率不高的二氧化碳激光器和氙灯泵浦 的Nd:YAG激光器。
仅在日本，每月的需求量就超 过百台。
我国对光纤激光打标机的需求每年超过上 千台。
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L
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(激光器起振的阈值条件)
2kL 2m
(激光器起振的相位条件)
这时的增益称为阈值增益，用 gth 表示
模式间隔： L c 2ng L 相邻纵模之间的间隔被称为自由频谱范围
分布反馈激光器
为了提高输出光的相干性和激光器的调制 速度，采用分布反馈激光器。 核心思想：选择一个有效的纵模去阻止其 他模式的影响，通过引进布拉格光栅实现。
有时在激光器的两边形成Bragg光栅。这 是DFB半导体激光器的变种，称为分布 Bragg反射器(distributed Bragg reflector, DBR)半导体激光器。
第3章 光通信基础
秦浩
主要内容
3.2
主要的光学器件
3.3
噪声源
3.4
3.5
信道损耗 传输系统性能估计与系统设计
3.2主要的光学器件
光发射
1
机
光接收
2
机
3 光纤
光放大
4
器
其他光
5
器件
典型光网络及其相关的主要光器件
波分复用：用相互独立的电比特流调制不同波长的光载波 光分插复用器：随时增加或减少若干波长实现灵活通信 光交叉连接器：控制不同波长信道之间的信息交换
由激光器起振的阈值条件：
gth
int1 2L来自ln1 R1R2
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mir
cav (阈值条件)
由激光器起振的相位条件 2kL 2m
得，
m
mc (即： m
2nL
2nL )。 m 就
是第 m 个纵模的频率。这里， k 2n 2n 。
c
考虑材料色散后，
m
mc 2ng L
(即： m
2ng L )
3.2.1光接收机
工作过程分前段阶段、线性通道阶段和数据恢复阶段
光电二极管
3.2.3光纤
3.2.1光发射机
半导体材料中光与物质相互作用的三种基本过程
玻耳兹曼规律：
Ek E2
粒子数反转
nk e kT E1
产生激光的必要条件：实现粒子数反转。
粒子数反转的三要素：泵浦源、增益介质和反馈镜
增益介质可以是自然界的固体、气 体或液体； 泵浦源可以是电的、光的或化学的；
法布里-拜罗激光器：偏置电流流 向p-n结，促使电子和空穴符合， 从而发射出光子
三能级系统
四能级系统
光学谐振腔
工作物质
全反射镜
谐振腔的作用：
（1）维持光振荡，起到光放大作用。 （2）使激光产生极好的方向性。 （3）使激光的单色性好。
部分反射镜
维持振荡时，光波在腔内一个来回，其状态应该保持不变。即光波 在腔中往返一次后其强度和相位应保持不变。
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