光纤通信系统

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光纤通信系统(Fiber-optic Communication System)

目录

什么是光纤通信系统[1]

  光纤通信系统主要由光发射机、光纤、光接收机以及长途干线上必须设置的光中继器组成。光纤数字通信系统示意图如图所示。

Image:光纤数字通信系统示意图.jpg

光纤通信系统的分类[2]

  光纤通信系统的分类方式有多种,具体分类形式有如下几种。

  1.按波长分类

  ①短波长光纤通信系统:工作波长在0.8~0.9μm范围内,典型值为0.85μm。这种系统的中继距离较短,目前使用较少。

  ②长波长光纤通信系统:工作波长1.0~1.6μm范围内,通常采用1.31μm和1.55μm两种波长。这类系统的中继距离较长。

  ③超长波光纤通信系统:采用非石英光纤,如卤化物光纤,工作波长大于2μm时,衰减为102~10^5dB/km,可实现1000km无中继传输。

  2.按光纤的模式分类

  ①多模光纤通信系统。

  ②单模光纤通信系统。

  3.按应用范围分类

  ①公用光纤通信系统,电信运营商应用的光纤系统称为公用光纤通信系统。它包括光纤市话中继通信系统,光纤长途通信系统,光纤用户环路系统等。

  ②专用光纤通信系统,指电信运营商以外的单位应用的光纤通信系统,如电力、铁路、石油、广播电视、交通、军事等应用,这些光纤通信系统都称为专用光纤通信系统。

光纤通信系统的传输过程

  由于目前的终端和交换机还是采用电信号的方式在进行信号处理,因此在光纤通信系统中,需要进行光电信号的转换,光纤通信就是一个电变光、光变电的过程,其信号的为:

  (1)由电发射机输出的脉码调制信号送入光发射机,光发射机的主要作用是将电信号转换成光信号耦合进光纤进行传输。光发射机中的重要器件是能够完成电一光转换的半导体光源,目前主要采用半导体激光器(LD)或半导体发光二极管(LED)。

  (2)光脉冲信号被按照一定的角度送入光纤线路中经过多次折射和反射仍然在其中传输,而且损耗很少。

  Image:图光波在光纤中传播.jpg

  (3)光接收机的主要作用是将光纤送过来的微弱光信号转换成电信号,然后经过对电信号的放大等处理以后,使其恢复为原来的脉码调制信号送入电接收机。光接收机中的重要部件是能够完成光/电转换任务的光电检测器,目前主要采用光电二极管(PIN)和雪崩光电二极管(APD)。

  (4)为了保证通信质量,在收发端机之间适当距离上必须设有光中继器。光纤通信中光中继器的形式主要有两种,一种是光-电-光转换形式的中继器,另一种是在光信号上直接放大的光放大器。

  光纤通信虽然有如此多的优点,但目前其实际应用仅是其潜在能力的2%左右,尚有巨大的潜力等待人们去开发利用。因此,光纤通信技术正向更高水平、更高阶段方向发展。

参考文献

  1. 张毅,郭亚利编著.通信工程(专业)概论.武汉理工大学出版社,2007.6.
  2. 孙青华.光电缆线务工程 下 光缆线务工程.人民邮电出版社,2011.04.
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