光纤通信系统的构成及发展前景

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光纤通信系统的构成及发展前景

  光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中,还可以应用在电力通信控制系统中,进行工业监测、控制,而且在军事领域的用途也越来越为广泛。光纤通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到十分重要的作用。

 

  一、概念

 

  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。光纤通信是以光波为信息载体,通过光纤来传递的一种通信设施。因为它具有容量大,传输距离远,传输速度快,经济等特点,所以在当今被广泛应用。

 

  二、光纤通信的特点

 

  (1)光纤通信容量大;传输距离长;一根细细的光纤可以承载很多个光信息,而它的传输时以光速传播,并且损耗非常小。(2)由于光纤较细,质量轻,所以便于铺设和运输。(3)光纤通信具有抗电磁干扰能力,传输信息不易丢失和失真。(4)信号串扰小、保密性能好。(5)光纤通信用材少,而且不污染环境。(6)光缆适应性强,寿命比较长。

 

  三、光纤通信的原理

 

  所谓光纤通信,就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。然而,由于目前技术水平所限,对光波进行频率调制与相位调制等仍局限在实验室内,尚未达到实用化水平,因此目前大都采用强度调制与直接检波方式(IM- DD) [1] 。基本的光纤通信系统是由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。数据是数字,声音,图像等各种信号的数字化。光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号,先后用过的光波窗口有0.851.31 1.55。光学信道包括最基本的光纤,还有中继放大器EDFA;而光学接收机则接收光信号,并从中提取信息,然后转变成电信号,最后得到对应的话音、图像、数据等信息。

 

  四、光纤通信系统的构成

 

  光纤通信系统中,光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码,它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的,称为PCM,即脉冲编码调制。

 

  1、光发信机。光发信机是实现电/ 光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于PCM电端机的电信号对光源发出的光波进行调制,成为已调光波,然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。2、光中继器。光中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个:一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减;另一个是对波形失真的脉冲近行政性。3、光收信机。光收信机是实现光/ 电转换的光端机。它由光检测器和光放大器组成。4、光纤连接器、耦合器等无源器件。由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制,且光纤的拉制长度也是有限度的。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是,光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合,对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。

 

光纤通信系统的构成及发展前景


 

  五、光纤通信发展趋势及前景

 

  (1)新一代光纤:随着社会发展的需要已经出现了两种不同的新型光纤,即非零色散光纤(G.655)和全波光纤。

 

  (2)超高速系统:传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用(TDM)方式进行,而如今要满足社会发展需要,光纤通信应该按照光的时分复用方式进行。

 

  (3)超大容量WDM系统:如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一路光纤上传送,则可大大增加光纤的信息传输容量,这就是波分复用(WDM)的基本思路。

 

  (4)全光网络:WDM波分复用技术的实用化,提供了利用光纤带宽的有效途径,使大容量光纤传输技术取得了突破性进展。光纤通信的应用给人们带来了一场信息的革命。是整个社会进入了一个信息高速发展的时代。而光纤通信带给我们的不仅仅是高速,还有更为客观的前景,它将带给我们无尽的方便。电话网络系统,电视网络系统和计算机网络系统在不远的未来,即将由光纤通信的发展而更好的结合,那将是光纤通信给人们带来的第二次震撼。

 

  作者:蒙南 方磊坤 来源:中国新通信 201610