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1、通信基础知识培训资料第一部分理论部分1、光通信技术一、 光纤数字通信系统的构成光纤通信系统是以光波作为载波、光纤作为传输媒质的通信系统。光纤通信系统可分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统。他们的基本结构是一致的， 都是由光发送端机、 光接收端机和光纤光缆组成。若通信距离长，还要加光中继器，作为“广义信道”插入现有的数字或模拟电通信系统中， 才能完成信息的传递。 图 1 为长距离数字光纤系统模型。 它包括两个光端机和若干个光中继器（此处只画了一个） ，以及由光纤构成的光缆线路。电端机驱动器光源光端机发送光检测判决再生光源光中继器放大光检测光端机接收电端机信源光缆光缆图 1 数字光纤通信系统模型
2、信宿光发送机是电 /光转换的光端机 ，主要由两部分组成：驱动器和光源，功能是把电端机来的电信号转换为光信号，然后将光信号耦合到光纤或光缆中传输 。光接收机是光 /电转换的光端机 ，也主要由两部分构成：光检测器和放大电路， 功能是将光纤和光缆传输来的光信精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页号，经光检测器转变为电信号， 然后再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送入电端机。光纤和光缆组成光纤传输线， 用来传送光信号， 完成信息传输任务。二、光纤通信系统的 主要部件光纤通信系统的主要部件有：光纤、光源和光检测器 以及
3、 无源光器件 。光纤通信用的光纤，是一种能束缚和传播光的细圆纤维丝。其中心部分是光纤芯子， 芯子外面环绕有一包层， 通常在带有一次涂覆的包层外面再套一层起保护作用的尼龙套管，在工程上叫套塑。 纤芯由高透明固体材料（高纯度二氧化硅玻璃）制成，损耗极低。包层由掺硼二氧化硅玻璃、 多组分玻璃或塑料制成。 为了提高光纤的机械强度，在包层外面用硅橡胶或环氧树脂进行一次涂覆。为进一步保护光纤，一次涂覆之后再套一层尼龙套管。光纤的光学特性由它的折射率分布来决定。纤芯折射率比包层折射率稍高约 1%，这样，光波就被封闭在纤芯与包层的界面以内向前传播，或者说，光波沿纤芯向前传播。光波的主要传输特性有两项，即损耗和
4、色散。光纤的损耗关系到传输距离的远近；而光纤的色散，则影响通信系统的信息容量和中继距离。光纤在实际应用时， 必须用适当方式制成光缆。光缆中的光纤数，根据需要，有单芯、二芯、四芯、六芯，甚至是100 余芯至 2000余芯的。光纤通信系统选用的光源， 发光波长应和光纤的低损耗波长相对精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页应（光检测器的响应波长也应如此） 。考虑到通信设备应该小型化和高可靠性，所以光纤通信系统的光源和光检测器都采用半导体材料制成。半导体光源材料有两种：一种是发光二极管（LED） ；另一种是激光二极管（ LD）
5、。它们都是加正向偏压而发光的半导体二极管，只不过 LED 发荧光，发光功率不大，波谱较宽，但结构工艺简单，工作寿命长；而激光二极管发出的是激光，发光功率大，波谱较窄，但结构工艺要求高，输出特性受温度影响大，必须采取温控措施。半导体光检测器也有两种： 一种是 PIN 型光电二极管； 另一种是雪崩光电二极管（ APD） 。它们都是加反向偏压的光/电转换器件，只不过 APD 不仅有光 /电转换作用，而且因其有雪崩效应，还有内部放大作用。为保证APD 的内部放大作用不随温度变化，其偏压必须自动控制。要构成光纤通信系统，除了光源、光纤、光检测器之外，还需无源光器件。无源光器件大致连接用部件和功能性部件两
6、大类。连接用部件如光连接器，主要用于光缆与光源、光缆与部件（设备）以及部件（设备）与部件（设备）之间的连接。 功能性部件有光分路合路器、光分波合波器、光开关及光隔离器等。三、光纤通信的 优点及其应用光纤通信与传统有线通信相比具有许多优点，其中最主要的是：（1）传输损耗低，中继距离长。在 1.55 m 附近，光纤的损耗低到0.2dB/km，中继距离可以达到数百公里。 （2）传输频带宽，通信容量大。光纤中传输的光频比电通信频率高几个数量级，加上光纤的空分精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页复用和波分复用，其通信容量可达数百万话路。别外，频率特性好 、传输质量高 、体积小、重量轻、原材料富裕 也是其优点。光纤的独特优点， 使它在许多领域得到广泛应用，如：公用电信网局间光纤传输线、光纤局域网、光纤宽带综合业务数字网、光纤用户网、危险环境下的通信线、电视广播中继线、军事通信系统等。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页