光纖通信系統

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光纖通信系統(Fiber-optic Communication System)

目錄

什麼是光纖通信系統[1]

  光纖通信系統主要由光發射機、光纖、光接收機以及長途幹線上必須設置的光中繼器組成。光纖數字通信系統示意圖如圖所示。

Image:光纤数字通信系统示意图.jpg

光纖通信系統的分類[2]

  光纖通信系統的分類方式有多種,具體分類形式有如下幾種。

  1.按波長分類

  ①短波長光纖通信系統:工作波長在0.8~0.9μm範圍內,典型值為0.85μm。這種系統的中繼距離較短,目前使用較少。

  ②長波長光纖通信系統:工作波長1.0~1.6μm範圍內,通常採用1.31μm和1.55μm兩種波長。這類系統的中繼距離較長。

  ③超長波光纖通信系統:採用非石英光纖,如鹵化物光纖,工作波長大於2μm時,衰減為102~10^5dB/km,可實現1000km無中繼傳輸。

  2.按光纖的模式分類

  ①多模光纖通信系統。

  ②單模光纖通信系統。

  3.按應用範圍分類

  ①公用光纖通信系統,電信運營商應用的光纖系統稱為公用光纖通信系統。它包括光纖市話中繼通信系統,光纖長途通信系統,光纖用戶環路系統等。

  ②專用光纖通信系統,指電信運營商以外的單位應用的光纖通信系統,如電力、鐵路、石油、廣播電視、交通、軍事等應用,這些光纖通信系統都稱為專用光纖通信系統。

光纖通信系統的傳輸過程

  由於目前的終端和交換機還是採用電信號的方式在進行信號處理,因此在光纖通信系統中,需要進行光電信號的轉換,光纖通信就是一個電變光、光變電的過程,其信號的為:

  (1)由電發射機輸出的脈碼調製信號送入光發射機,光發射機的主要作用是將電信號轉換成光信號耦合進光纖進行傳輸。光發射機中的重要器件是能夠完成電一光轉換的半導體光源,目前主要採用半導體激光器(LD)或半導體發光二極體(LED)。

  (2)光脈衝信號被按照一定的角度送入光纖線路中經過多次折射和反射仍然在其中傳輸,而且損耗很少。

  Image:图光波在光纤中传播.jpg

  (3)光接收機的主要作用是將光纖送過來的微弱光信號轉換成電信號,然後經過對電信號的放大等處理以後,使其恢復為原來的脈碼調製信號送入電接收機。光接收機中的重要部件是能夠完成光/電轉換任務的光電檢測器,目前主要採用光電二極體(PIN)和雪崩光電二極體(APD)。

  (4)為了保證通信質量,在收髮端機之間適當距離上必須設有光中繼器。光纖通信中光中繼器的形式主要有兩種,一種是光-電-光轉換形式的中繼器,另一種是在光信號上直接放大的光放大器。

  光纖通信雖然有如此多的優點,但目前其實際應用僅是其潛在能力的2%左右,尚有巨大的潛力等待人們去開發利用。因此,光纖通信技術正向更高水平、更高階段方向發展。

參考文獻

  1. 張毅,郭亞利編著.通信工程(專業)概論.武漢理工大學出版社,2007.6.
  2. 孫青華.光電纜線務工程 下 光纜線務工程.人民郵電出版社,2011.04.
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