光纤通信原理

光纤通信原理

第一章 概论 内容摘要：

------本章主要介绍光纤通信的发展简史，光纤通信的特点，概括了光纤通信系统的主要构成，并且简单说明了光纤通信系统中的多媒体应用，最后指出光纤通信的发展方向。 -本章重点要求：

-- ---了解光纤通信的发展史，理解光在电磁波谱中的位置、光纤通信所用光波的波长范围。掌握光纤通信系统的组成、光纤通信的特性。 第一节. 光纤通信简史

----光纤通信是以光作为信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式。光纤通信技术是近30年迅猛发展起来的高新技术，给世界通信技术乃至国民经济、国防事业和人民生活带来了巨大变革。为了使读者对光纤通信的发展历程有个基本了解，现将该技术的进程简要介绍如下。

（1）1966年，英籍华人高锟 (C·K·Kao)预见利用玻璃可以制成衰减为20dB／km的通信光导纤维(简称光纤)。当时，世界上最优秀的光学玻璃衰减达l000dB／km左右。1970年，美国康宁公司首先研制成衰减为20dB／km 的光纤。从此，光纤就进入了实用化的发展阶段，世界各国纷纷开展光纤通信的研究。

----光纤的主要作用是引导光在光纤内沿直线或弯曲的途径传播。为了实现长距离的光纤通信，必须减小光纤的衰减。C·K·Kao

光纤通信原理

第一章 概论 内容摘要：

------本章主要介绍光纤通信的发展简史，光纤通信的特点，概括了光纤通信系统的主要构成，并且简单说明了光纤通信系统中的多媒体应用，最后指出光纤通信的发展方向。 -本章重点要求：

-- ---了解光纤通信的发展史，理解光在电磁波谱中的位置、光纤通信所用光波的波长范围。掌握光纤通信系统的组成、光纤通信的特性。 第一节. 光纤通信简史

----光纤通信是以光作为信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式。光纤通信技术是近30年迅猛发展起来的高新技术，给世界通信技术乃至国民经济、国防事业和人民生活带来了巨大变革。为了使读者对光纤通信的发展历程有个基本了解，现将该技术的进程简要介绍如下。

（1）1966年，英籍华人高锟 (C·K·Kao)预见利用玻璃可以制成衰减为20dB／km的通信光导纤维(简称光纤)。当时，世界上最优秀的光学玻璃衰减达l000dB／km左右。1970年，美国康宁公司首先研制成衰减为20dB／km 的光纤。从此，光纤就进入了实用化的发展阶段，世界各国纷纷开展光纤通信的研究。

----光纤的主要作用是引导光在光纤内沿直线或弯曲的途径传播。为了实现长距离的光纤通信，必须减小光纤的衰减。C·K·Kao

《 光 纤 通 信 原 理 》

实 验 指 导 书

薛礼妮 编

华北电力大学（北京）

二 零 零 七 年 三 月

前 言

1．实验总体目标

光纤通信原理综合实验系统主要是为从事光纤通信专业的教学提供先进的实验手段，该设备中的系统功能电路组成、通信过程与实际设备近可能一致，并在此基础上增设特殊的测试环境，使学生通过实验能够比较容易的掌握光端机（电终端和光终端）组成的基本原理、关键技术以及常用技术指标测量方法，促进对光纤通信技术理论知识的掌握和理解。

⒉ 适用专业

通信工程、电子信息

⒊ 先修课程

模拟电子、数字电子、通信原理、数字通信原理以及光纤通信原理

⒋ 实验课时分配

实验项目 实验一 CMI码型变换实验 实验二 5B6B码型变换实验 实验三 无源光器件连接实验 实验四 光纤通信链路在线光信号监测实验 学时 2 2 4 2 说明：实验一和实验二选作其一。 ⒌ 实验环境

在通信实验室完成实验，需要有ZH5002光纤通信实验平台、光纤无源实验平台、电源、信号发生器以及示波器等基本仪器设备。

⒍ 实验总体要求

实验前应该认真阅读实验指导书，明确实验目

光纤通信原理学生指导资料 实验七 波分复用技术实验

一、实验目的

1、了解光纤接入网中波分复用原理 2、掌握波分复用技术及实现方法

二、实验内容

1、实现用两种连接方式组成1310nm与1550nm光纤通信的波分复用系统

三、实验仪器

1、ZY1804I型光纤通信原理实验系统 2、20MHz双踪数字示波器 3、万用表 4、波分复用器 5、FC-FC适配器 6、连接导线

1台 1台 1台 2个 1个 20根

四、实验原理

随着人类社会信息时代的到来，对通信的需求呈现加速增长的趋势。发展迅速的各种新型业务（特别是高速数据和视频业务）对通信网的带宽（或容量）提出了更高的要求。为了适应通信网传输容量的不断增长和满足网络交互性、灵活性的要求，产生了各种复用技术。本实验重点是光的波分复用WDM（Wavelength Division Multiplexing）。

光波分复用技术是在一根光纤中同时传输多个波长光信号的一项技术。WDM 就是为了充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源，根据每一

目 录

一、 二、 三、 四、 五、 六、 七、 八、

光纤的概述...................................................................................................... 2 光纤的导光原理.............................................................................................. 3 光纤的分类...................................................................................................... 4 光缆的概述...................................................................................................... 6 光纤通信概述..........................................................

练习题

光纤通信练习题 一、填空题

1. 单模光纤中不存在 色散，仅存在 色散，具体来讲，可分为 和 。 2. 光纤中的最低阶非线性效应起源于 阶电极化率，它是引起 、 、 和 等现象的原因。 3．光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长为 ， ， ；最低损耗窗口的中心波长是在 。

4.数值孔径（NA）越大，光纤接收光线的能力就越 ，光纤与光源之间的耦合效率就越 。

5．光与物质的粒子体系的相互作用主要有三个过程是 ， ， ；产生激光的最主要过程是 。

6．光纤单模传输条件，归一化频率V应满足 。

7、光源的作用是将 变换为 ；光检测器的作用是将 转换为 。 8. 散射损耗与 及 有关。

9. 单模光纤只能传输一个模式，即 ，称为光纤的基模。

10. 光缆的种类很多，但是不论它的具体结构如何，都是由 、 和 组成。 11. 限制光纤传输容量（BL积）的两个基本因素是 和 。

12.

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光纤通信基础

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福建农林大学金山学院考试试卷( A )卷

2015——2016 学年第 1 学期 考试形式： 闭卷

课程名称： 光纤通信 考试时间 120分钟

电信 专业 2012 年级 班 学号 姓名 题号 得分 一 二 三 四 五 复核人签字 总得分 评卷人签字 得分 一、填空题（每空0.5分，共15分）

1,1996年7月，华裔物理学家高锟从理论上分析了玻璃纤维 的原因，从而使光纤通信作为通信介质成为可能。被誉为“光纤之父”，并于2009年获得诺贝尔物理学奖。

2，基本光纤传输系统的三个组成部分 、 和 。 3，光发射机的核心是 ，其作用是 。 4，光接收机的核心是 ，其作用是 。 5，光纤的传输特性有 和

第一章 概述

1、光纤通信的波谱在1.67×1014Hz~3.75×1014Hz之间(波长在0.8?m~1.8?m之间)，属红外波段，将0.8 ?m~0.9?m称为短波长，1.0?m~1.8?m称为长波长，2.0?m以上称为超长波长。 2、信道容量与信道带宽之间的关系，香农—哈特利(Shannon-Hartley)定理： C?Blog2(1?SNR)C为信道容量(单位为比特/秒，bps)，B为信道带宽(赫兹，Hz)，SNR为信噪比。 3、要实现受激发射需要两个条件：（一）粒子数反转，可通过向半导体激光二极管注入正向电流的方式来实现粒子数反转；（二）光子谐振腔，并在谐振腔里建立起确定的振荡。

14、最大比特率的计算式： Bmax?2??光纤色散是比特率受限的主要原因。

5、仅考虑光纤损耗，光信号沿光纤传输的最大距离 L 10PoutL?lg ?Prec

6、光纤通信系统的通信容量用比特率-距离积BL来表示，单位为(Mbit/s)·km；也可以用带宽-距离积来表示，单位是 MHz·km。它是系统的一个极限参数。一个系统设计完成以后，通信容量则是一个定值。其意义是：数据速率和传输距离可以变化，但必须满足两者的乘积为常数。

5、光脉冲传输距离 L

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浅谈光纤通信

作者：杨志斌

来源：《中国新通信》2014年第20期

【摘要】 近年来随着IP业务量的爆炸式增长，电信网正开始向下一代可持续发展的方向发展。光传输网是下一代网络的物理基础。光纤通信即将进入蓬勃发展的新高潮。本文主要介绍光纤通信的原理、优点、种类以及常见的光纤故障。 【关键词】 光纤通信 原理 种类 特性

光纤通信是以光波为载频，以光导纤维为传输媒质的一种通信方式。1966年英籍华人高锟博士首次提出了光导纤维的概念。在1970年，美国的康宁公司生产出了衰减为20dB/Km的光导纤维，而又在同年美国贝尔实验室实现了GaA1As半导体激光器，这种激光器可以再室温下连续工作。正是这两项重要成果的问世，拉开了光纤通信的序幕，从此一种崭新的通信方式由此诞生。

光纤通信系统经历了四代的变更，1973年～1976年研制成功的波长850nm速率为45Mbit/s的多模光纤系统称为第一代光纤通信系统；1976年～1982年第二代光纤通信系统投入使用，其波长1300nm，损耗为0.5dB/km，最小色散值近似为零，可传输中等码速