光纤论文
引述
从20世纪70年代到现在,通信和计算机都发展的非常快。近三十多年来,
计算机的运行速度大约每十年提高十倍。新的更快的计算进运行速度对网络间信
息的传递速度提出了新的要求,我们也理所当然的看到,信息的传输速度但在通
信领域里,从70年代的56Kb/s提高到现在的几个到几十个Gb/s。相当于每十年
提高100倍。在这令人无比惊讶的提升中,我们看见了光纤通信在其中起到的无
比巨大的作用。
光纤通信就是利用光导纤维传递光脉冲来进行通信。有光纤脉冲相当于1,
而没有光纤脉冲相当于0.由于可见光的频率非常高,约为108MHz的量级,因此
一个光纤通信系统的传输效率远远大于其他各种传输媒体的带宽。
下图是关于光纤消费地域的分布情况:
0
100
200
300
400
亿美元
19982008
年
图3 光纤消费地域分布情况
全球
北美
欧洲
0
100
200300400亿美元
19982008
年
图4 单模、多模光纤消费情况
单模光纤
多模光纤
总额
由图可知,全球对光纤的需求越来越大。而目前,在高性能主干网上,光纤
通行已经成为主流。对接入网而言,光纤通信正显示着前所未有的光明前景。
FTTC(光纤到路边),FTTB(光纤到大楼),FTTO(光纤到办公室),FTTH(光
纤到家),正如我们所见,从1966年,美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆
(C.A.Hockham)发表了关于传输介质新概念的论文,指出了利用光纤进行信息
传输的可能性和技术途径到今天绝大多数的运营商断言:“理想的宽带接入网将
是基于光纤的网络。”这四十年间光纤以无比强大的优势介入到接入网这个久远
的系统里。并把所有人的目光吸引住了。是什么给了光纤接入无比强大的活力?
光纤及其通信原理
光纤定义: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。
光纤通信的原理是:在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号,然
后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变
化,并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,
经解调后恢复原信息。
光纤接入的优势
(1)通信容量大、传输距离远;与双绞线,同轴电缆相比,光纤的理论带宽
几乎是无线的。现代光纤传输系统在单个波长上的传输速率可达到10Gb/s,若
在光纤通信系统中使用波分复用(wavelelength division multiplexing)技术,则
可以在一根光纤上承载64个波长,传输速率可达64一根光纤的潜在带宽可达
20THz。采用这样的带宽,只需一秒钟左右,即可将人类古今中外全部文字资料
传送完毕。目前400Gbit/s系统已经投入商业使用。光纤的损耗极低,在光波长
为1.55μm附近,石英光纤损耗可低于0.2dB/km,这比目前任何传输媒质的损耗
都低。因此,无中继传输距离可达几十、甚至上百公里。
(2)信号干扰小、保密性能好;
(3)抗电磁干扰、传输质量佳,电通信不能解决各种电磁干扰问题,唯有光纤
通信不受各种电磁干扰。 (4)光纤尺寸小、重量轻,便于铺设和运输; (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,
因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。 (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。 利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式.由于激光
具有高方向性、高相干性、高单色性等显著优点,光纤通信中的光波主要是激光,
所以又叫做激光-光纤通信.
基于MATLAB的光纤光栅耦合模理论及其谱线特性本科毕业论文
研究生课程论文课程名称 光 电 子 学 论文题目基于MATLAB 的光纤光栅耦 合模理论及其谱线特性基于MATLAB 的光纤光栅耦合模理论及其谱线特性0.前言光纤光栅是近二十几年来迅速发展的光纤器件,其应用是随着写入技术的不断改进而发展起来的,逐渐在实际中得到应用。
1978年,加拿大通信研究中心的Hill 等发现纤芯参锗的光纤具有光敏性,并利用驻波干涉法制成了世界上第一根光纤光栅。
光纤的光敏性主要是指光线的折射率在收到某些波长的激光照射后,会发生永久改变的特性。
通常情况需要紫外光照射,折射率会向着增大的方向改变。
具有光敏性的光纤主要是纤芯参锗的光纤,受到紫外光照射后,纤芯折射率会增加,而包层折射率不变。
在光纤光栅的发展过程中,参锗光纤的载氢技术具有重要意义。
参锗光纤本身具有光敏性,单当要求折射率改变较大时,相应就要提高纤芯的参锗浓度,这会影响光纤本身的特性。
1993年,贝尔实验室的Lemaire 等用光纤载氢技术增强了光纤的光敏性,这种发发适用于任何参锗的光纤。
通过光纤的载氢能够将在不增加参锗浓度情况下,使光纤的光敏性大大提高。
在平面介质光波导中,布拉格光栅的应用比较早,主要应用于半导体激光器中,而后出现了光纤布拉格光栅,随着光纤光栅写入技术的成熟,光纤光栅在光通信和传感中得到广泛应用,特别是在光通信领域。
光纤布拉格光栅和长周期光纤光栅的特性和应用有许多不同之处,也有类似的地方,都可用于通信和传感等领域。
光纤布拉格光栅的周期一般在微米以下,根据耦合模理论,这样的周期表现为使向前传播的纤芯模与向后传播的纤芯模之间发生耦合,结果在输出端表现为很窄的带阻滤波特性。
作为一种反射型的光纤无源器件,光纤布拉格光栅对温度,应变都有相当程度的敏感特性,其在光纤激光器,波分复用,可调谐光纤滤波器,高速光纤通信系统的色散补偿及光纤传感器等反面有许多重要应用。
对于长周期光纤光栅,其光栅的周期较长,根据光波导的耦合模理论,表现为向前传播的纤芯模和同向传播的包层模的耦合。
大学物理实验探究性报告(论文)音频信号光纤传输试验
北京邮电大学音频信号光纤传输试验(北京邮电大学,北京市,100876)摘要:随着光纤通信技术的发展,一个以微电子技术、激光技术、计算机技术和现代通信技术为基础的超高速宽带信息网正在改变人们的生活。
光纤通信以其诸多优点将成为现代通信的主流,未来信息社会的一项基础技术和主要手段。
本文旨在使读者了解光纤通信的基本工作原理,熟悉半导体电光-光电元件的基本性能和主要特性的测试方法。
关键词:光纤通信;光电二极管SPD;信号放大中图分类号:[TN913.7]文献标识码:AOptical fiber transmission of audio signal(Beijing University of Post&Telecommunication, Beijing, 100876, China)Abstract:With the development of optical fiber communication technology, a microelectronic technology, laser technology, computer technology and modern communication technology-based ultra-high-speed broadband information network is changing people's lives. Optical fiber communication with its many advantages will become the mainstream of modern communication, the future of the information society and the main means of an underlying technology. This article aims to enable readers to understand the basic working principle of optical fiber communication, familiar with semiconductor electro-optic - Optoelectronics basic properties and main characteristics of the test methods.Keywords: Optical Fiber Communication; Photodiode; Signal amplification光导纤维是近40年发展起来的一项新兴技术,是现代光信息技术的重要组成部分。
光纤激光器论文
摘要:光纤激光器作为光源在光通信领域已得到广泛应用,而随着大功率双保层光纤激光器的出现,其应用正向着激光加工、激光测距、激光雷达、激光艺术成像、激光防伪和生物医疗等更广阔的领域迅速扩展。
本文以下内容概述了光纤激光器的原理、特点、应用及其发展前景。
关键词:光纤激光器应用扩展发展前景abstract:Fiber laser as a light source in the field of optical communication has been widely used, and as the dual-protection layer of high-power fiber lasers appear, its application istoward to the laser processing, laser ranging, laser radar,laser art of imaging, security and bio-medical laser rapid expansion of a wider area. The following article outlines the principles of fiber lasers, characteristics, applicationsand prospects for development.Keywords: fiber laser applications development prospects.一.光纤激光器的简述光纤激光器和放大器的研究与应用引起了广泛的重视和兴趣,已能制备以硅和氟化铅为基质的掺杂稀土金属元素的光纤。
用这些光纤制作成光源或光放大器在降低光通信系统的成本方面具有巨大的潜力。
接铰和饵离子的光纤激光器已有多种波长的输出,包括900nm,1060nm和1550nm等。
用输出波长为800nm的I‘D作为泵浦源也可以获得光通信重要窗口波长(1550nm)的输出。
光纤传感器应用与发展论文
光纤传感器的应用与发展摘要:主要阐述了光纤传感器的结构、原理、分类、特点、现状及发展趋势,并介绍了光纤传感器的几种应用。
关键词:光纤传感器发展趋势应用举例0 引言光纤传感技术的出现与光导纤维和光纤通信技术的发展是分不开的,是一种崭新的传感技术。
光纤传感器是以光纤为材料的传感器。
光纤是光导纤维的简称,其一般结构如图0.1所示。
从里到外分别是纤芯、包层、涂覆保护层和护套。
光纤的主体是纤芯和包层,涂覆保护层和护套起到隔离杂光和提高光纤强度的作用。
本文阐述了光纤传感器的原理、特点、现状及发展趋势,并介绍了光纤传感器的几种应用。
1 光纤传感基本原理及分类光纤传感技术是20世纪70年代中期伴随着光导纤维及光纤通信技术的发展而迅速发展起来的一种以光为载体,光纤为媒质,感知和传输外界待测信号的新型传感技术。
光纤传感器是利用光在光纤中传播特性的变化来检测、量度它所受到的环境变化。
通过被测物理量的变化来调制波导中的光波,使光纤中的光波参量随被测物理量的变化而改变,从而求得被测信号的大小。
根据调制区与光纤的关系,可将调制分为两大类。
一类为功能型调制,调制区位于光纤内,外界信号通过直接改变光纤的某些传输特征参量对光波实施调制。
这类光纤传感器称为功能型或本征型光纤传感器,也称内调制型传感器,光纤同具“传”和“感”两种功能。
同光源耦合的发射光纤与同光探测器耦合的接收光纤为一根连续光纤,称为传感光纤,故功能型光纤传感器亦称为全光纤型或传感型光纤传感器。
另一类为非功能型调制,调制区在光纤之外,外界信号通过外加调制装置对进入光纤中的光波实施调制,这类光纤传感器称为非功能型或非本征型光纤传感器,发射光纤与接收光纤仅起传输光波的作用,称为传光光纤,不具有连续性,故非功能型光纤传感器也称为传光型光纤传感器或外调制型光纤传感器。
光纤传感器按被调制的光波参数不同又可分为强度调制光纤传感器、相位调制光纤传感器、频率调制光纤传感器、偏振调制光纤传感器和波长(颜色)调制光纤传感器。
通信与信息工程专业论文-光纤光栅传感技术应用设计
天津理工大学2004届毕业设计第一章绪论光纤光栅是利用光纤材料的光敏性在光纤内建立的一种空间周期性折射率分布,其作用在于改变或控制光在该区域的传播行为与方式。
作为一种新型的光学器件,光纤光栅已经在诸多方面得到了不同的应用。
相信在不久的将来随着光纤光栅与其他技术的进一步结合,其可应用前景会更为广阔。
1.1光纤光栅的发展历史光纤技术自20 世纪60 年代末至今在不到30 年的时间里以惊人的速度发展成为信息技术领域中的支柱性高新技术。
然而, 随着现代社会对信息技术的更新更高的要求, 光纤通信、光纤传感技术正面临着新的挑战。
传统光学器件由于制作的复杂性和体积大而笨拙等原因无法适应新技术的要求。
因此光纤光栅应运而生。
光纤光栅是利用石英光纤的紫外光敏特性将光波导结构直接写在光纤中形成的光纤波导器件。
该技术最早出现于1978年,加拿大的K.O.Hill在掺锗光纤中,用488nm氩离子激光在光纤中产生驻波干涉条纹,首次发现了在掺锗光纤中的光致光栅现象,并制造出世界上第一条光纤光栅。
从此开创了光纤光栅发展的历史。
这种方法制作的Bragg光纤光栅反射滤波器的线宽可以很窄,反射率也较高,但只能制作反射波长和写入波相同的光纤反射器,通过加外力的方法使光栅的调谐范围较小,大大限制了他的应用。
此后由于制作工艺及应用的局限这项技术一直未得到进一步的发展,历经十年进展缓慢。
直到1989年,美国的Meltz等人利用两束干涉的紫外光从光纤的侧面成功地写入了光栅,研制成功Bragg光纤光栅滤波器。
Archambult等人也报道了用单个准分子激光器制作近100%反射率的Bragg光纤光栅滤波器的方法。
这标志着光纤光栅技术进入了快速发展的阶段。
此后随着写入方法的不断改善;光敏性的逐渐提高;各种特种光栅也相继问世;同时光纤光栅的应用前景也得到了广泛的关注。
特别是近年来光纤光栅在光通信、光纤激光器和光纤传感器等领域的应用越来越受到人们的重视,取得了令人瞩目的成就。
光纤通信技术发展现状与前景论文
光纤通信技术发展的现状与前景【摘要】文章针对光纤通信的发展现状作一简要总结与分析,并对未来的可能发展趋势作了展望,显示了光纤通信技术良好的发展趋势。
【关键词】光纤通信;全光网络;波分复用技术光纤通信技术是指通过光学纤维传输信息的技术。
在发信端,信息被转换成电信号,电信号控制光源,使发出的光信号具有所要传输的信号的特点,从而实现信号的电一光转换。
发信端发出的信号,通过光纤传输到远方的收信端,经光一电转换成电信号,再经过处理和转换而恢复为与原发信端相同的信息,光纤通信技术尚有很大的发展空间。
1.光纤通信系统简介光纤通信是一种利用光波作为载波来传送信息,用光纤作为传输介质的通信方式,其工作频段属于近红外光段,常用的通信窗口有0.85um,1.31um,1.55um。
光纤多采用石英,而常用的光源有半导体激光器和发光二级管等。
1.1基本的光纤通信系统组成包括三大部分:光发射、光纤传输和光接收光纤通信系统既可以传输数字信号,也可以传输模拟信号,并且可以将多种不同类型的信号在一起传输,如话音,图像,数据,多媒体信息等。
1.2光纤通信的优点例如光纤所采用的石英材料是一种电绝缘体,因此不受各种电磁z因此不受各种电磁场的干扰和闪电雷击的损坏,并且适合在易燃易爆环境中使用,光纤的重量很轻,中心折射率略高的纤芯和外围折射率稍低的包层组成同轴圆柱形的结构,直径一般只有125um,即使外层经过环氧树脂或硅橡胶的涂敷,并制作成8芯的光缆,也只占同样芯数的电缆重量的1/15;此外光纤的损耗很小,容许频带宽,因此可以进行大容量长距离的传输。
2.光纤通信系统中的新技术目前,光纤通信技术在通信网,广播电视网与计算机网,以及其他数据传输系统中,都已经得到广泛应用,新技术也不断涌现,提高了通信能力,拥有很大的需求和市场。
2.1光纤通信的发展趋势光纤到家庭(ftth)的发展。
ftth可向用户提供极丰富的带宽,所以一直被认为是理想的接入方式,对于实现信息社会有重要作用,还需要大规模推广和建设。
光纤通信技术现状及发展趋势论文
浅析光纤通信技术的现状及发展趋势中图分类号:tp 文献标识码:a 文章编号:1007-0745(2011)10-0039-01摘要:光纤是通信网络的优良传输介质,光纤通信是以很高频率(1014hz数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信,光纤通信的问世使高速率、大容量的通信成为可能,目前它已成为最主要的信息传输技术。
介绍我国光纤通信技术的现状,并对光纤通信技术的发展趋势进行探讨。
关键词:光纤通信技术现状发展趋势一、光纤通信技术概括1966年,美籍华人高锟(c.k.kao)和霍克哈姆(c.a.hockham)发表论文,预见了低损耗的光纤能够用于通信,敲开了光纤通信的大门,引起了人们的重视。
1970年,美国康宁公司首次研制成功损耗为20db/km的光纤,光纤通信时代由此开始。
光纤通信是以很高频率(1014hz数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。
由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展非常迅速。
光纤通信系统的传输容量从1980年到2000年增加了近一万倍,传输速度在过去的10年中大约提高了100倍。
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。
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。
光纤由内芯和包层组成,内芯一般为几十微米或几微米,比一根头发丝还细;外面层称为包层,包层的作用就是保护光纤。
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。
由于玻璃材料是制作光纤的主要材料,它是电气绝缘体,因而不需要担心接地回路;光波在光纤中传输,不会发生信息传播中的信息泄露现象;光纤很细,占用的体积小,这就解决了实施的空间问题二、我国光纤光缆发展的现状1.普通光纤普通单模光纤是最常用的一种光纤。
随着光通信系统的发展,光中继距离和单一波长信道容量增大,g..652.a光纤的性能还有可能进一步优化,表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。
光纤通信技术的发展史及其现状_论文[1]
光纤通信技术的发展史及其现状【内容摘要】光纤通信符合了高速度、大容量、高保密等要求,但是,光纤通信能实际应用到人类传输信息中并不是一帆风顺的,其发展中经历了很多技术难关,解决了这些技术难题,光纤通信才能进一步发展。
本文从光源及传输介质、光电子器件、光纤通信系统的发展来展示光纤通信技术的发展。
【关键词】光纤通信技术光纤光缆光有源器件光无源器件光纤通信系统【正文】光自身固有的优点注定了它在人类历史上充当不可忽略的角色,随着人类技术的发展,其应用越来越广泛,优点也越来越突出。
光纤通信是将要传送的图像、数据等信号调制到光载波上,以光纤作为传输媒介的通信方式。
作为载波的光波频率比电波频率高得多,作为传输介质的光纤又比同轴电缆或波导管的损耗低得多,因此相对于电缆通信或微波通信,光纤通信具有许多独特的优点。
将优点突出的光纤通信真正应用到人类生活中去,和很多技术一样,都需要一个发展的过程。
一、光纤通信技术的形成(一)、早期的光通信光无处不在,这句话毫不夸张。
在人类发展的早期,人类已经开始使用光传递信息了,这样的例子有很多。
打手势是一种目视形式的光通信,在黑暗中不能进行。
白天太阳充当这个传输系统的光源,太阳辐射携带发送者的信息传送给接收者,手的动作调制光波,人的眼睛充当检测器。
另外,3000多年前就有的烽火台,直到目前仍然使用的信号灯、旗语等都可以看作是原始形式的光通信。
望远镜的出现则又极大地延长了这类目视形式的光通信的距离。
这类光通信方式有一个显著的缺点,就是它们能够传输的容量极其有限。
近代历史上,早在1880年,美国的贝尔(Bell)发明了“光电话”。
这种光电话利用太阳光或弧光灯作光源,通过透镜把光束聚焦在送话器前的振动镜片上,使光强度随话音的变化而变化,实现话音对光强度的调制。
在接收端,用抛物面反射镜把从大气传来的光束反射到硅光电池上,使光信号变换为电流传送到受话器。
光电话并未能在人类生活中得到实际的使用,这主要是因为当时没有合适的光源和传输介质。
光通信技术论文15篇(光通信技术现状及其发展趋势探讨)
光通信技术论文15篇光通信技术现状及其发展趋势探讨光通信技术论文摘要:光通信技术能够促进社会的进步和国家的发展,并且在人民生活方面也起着至关重要的作用。
虽然现在光通信技术在电力通信系统中存在一定的问题,但是电力工作人员要完善地处理,对业务规划进行透彻的分析,选择合理的设备,制定有效地组网方案,只有这样,才能提高网络的安全性和稳定性,降低电力企业的成本,才能够在电力通信系统甚至国家的发展中起到促进作用,进而促进国民经济不断增长。
关键词光通信技术通信技术论文通信技术光通信技术论文:光通信技术现状及其发展趋势探讨【摘要】随着科学技术的不断发展,通信技术的发展在一定的程度上满足了人们工作、生活和学习的需求。
尤其是光通信技术的发展,使得长距离、大容量传输成为可能。
基于这样的状况,本文对光通信技术的发展现状,以及未来的发展趋势进行了简要的分析与研究。
【关键词】光通信光网络全光通信前言: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。
光纤线路设备故障及维护措施论文
光纤线路设备故障分析及维护措施摘要:近年来,随着科学技术的快速发展,光纤通信系统在各个行业领域中都有着较为广泛的应用。
光纤通信技术的普及与发展为人们的生产与生活带了极大的便利,其逐步朝着智能化、数字化以及集成化的方向发展,在实际的光纤设备运行过程难免会出现各种各样的故障问题,这就需要采取相应的故障分析以及维护措施进行问题的有效解决。
abstract: in recent years, with the rapid development of science and technology, optical fiber communication systems in various industries have a relatively wide range of applications. optical fiber communication technology popularization and development of production and life of people with a great convenience, gradually moving in the direction of intelligent, digital and integrated development of the actual fiber optic equipment is running, there will inevitably be a variety of failure problems, which need to take the corresponding fault analysis and maintenance of measures to effectively solve the problem.关键词:光纤线路;设备;故障分析;维护key words: fiber optic lines;equipment;failure analysis;maintenance中图分类号:tn818 文献标识码:a 文章编号:1006-4311(2012)33-0089-020 引言随着我国经济的快速发展,人们对通信技术的要求越来越高。
