(完整版)光波导与光纤通信课程教学大纲
《光波导与光纤通信》课程教学大纲
一、《光波导与光纤通信》课程说明
（一）课程代码：08131013
（二）课程英文名称：Fundamentals of Light Wave Guide & Fibre Optical
Communication
（三）开课对象：应用物理学专业本科生
（四）课程性质：
光波导与光纤通信应用物理学专业本科生的专业选修课。其预修课程有大学物理、数理方法、通信原理等。本课程的目的本课程的目的是让学生掌握光纤通信的基本概念，基本理论和基本技术，了解光纤通信的发展现状。
（五）教学目的：
本课程的目的是让学生掌握光纤通信的基本概念，基本理论和基本技术，了解光纤通信的发展现状，更好地适应社会需要。
（六）教学内容：
光纤通信是现代通信网的重要组成部分,本课程内容主要包括光波导和光纤的基本理论和性质;半导体、激光器、光检测器、光放大器等光纤通信器件的基本理论和性质;光发射机、光接收机的基本理论和性质;光纤通信系统的构成、设计方式以及光纤通信中各种新技术、新发展。
（七）学时数、学分数及学时数具体分配
学时数： 54 学时
分数： 3学分
学时数具体分配：
（八）教学方式
以课堂讲授为主要授课方式
（九）考核方式和成绩记载说明
考核方式为考试。严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占40% ，期末成绩占60% 。二、讲授大纲与各章的基本要求
第一章概论
教学要点：
通过本章学习，使学生掌握光纤通信的发展史及其发展方向，光纤通讯的优点及特点。
1.了解光纤通信的发展状况。
2.理解光纤通信的特点。
教学时数：2学时
教学内容：
第一节光纤通信的发展概况
第二节光纤通信的特点
考核要求：
1.1光纤通信的发展概况
1.1.1光纤通信的发展史（了解）
1.1.2光纤通信的发展动态及方向（识记）
1.2光纤通信的特点
1.2.1光纤通信的优点及特点（识记）
第二章光纤与导光原理
教学要点：
要求学生深刻理解和熟练掌握光纤的波动理论及光纤的色散和脉冲展宽；一般理解和掌握光纤的结构和分类及光纤的损耗。
1.深刻理解和熟练掌握光纤的波动理论。
2. 深刻理解和熟练掌握光纤的色散和脉冲展宽。
3. 一般理解和掌握光纤的结构和分类。
4. 一般理解和掌握光纤的损耗。
教学时数：8学时
教学内容：
第一节光纤的波动理论
第二节光纤的色散和脉冲展宽
第三节光纤的结构和分类
第四节光纤的损耗
考核要求：
2.1光纤的波动理论
2.1.1光在光纤中传播的特点（识记）
2.1.2光纤导波理论（应用）
2.1.3光纤的波动理论（应用）
2.2光纤的色散和脉冲展宽
2.2.1光纤中光色散的原因（识记）
2.2.2光纤中光色散理论（应用）
2.2.3光纤中光脉冲展宽理论（应用）
2.3光纤的结构和分类
2.3.1光纤的结构（识记）
2.3.2光纤的分类（识记）
2.3.3常见几种光纤的工作特点（领会）
2.4光纤的损耗
2.4.1光损耗理论（应用）
2.4.2光纤中光的损耗（领会）
第三章光缆的制造及无源光器件
教学要点：
通过学习，使学生了解光缆的制造方法、光缆的结构及分类。理解无源光器件的概念及工作特点。
1.了解光缆的制造方法。
2.了解光缆的结构及分类。
3.理解无源光器件的概念及工作特点。
教学时数：4学时
教学内容
第一节光纤的制造方法
第二节光缆的结构和分类
第三节无源光器件
考核要求：
3.1光纤的制造方法
3.1.1光纤的制造方法（领会）
3.2光缆的结构和分类
3.2.1光缆的结构（识记）
3.2.2光缆的分类（识记）
3.2.3常见光缆的工作特点（领会）
3.3无源光器件
3.3.1无源光器件的定义及工作原理（识记）
3.3.2无源光器件的工作特点（识记）
第四章光源与光检测器
教学要点：
使学生掌握光源的发光原理及发光特性；掌握光检测器件的工作原理及工作特点。
1.掌握光源的发光原理和发光特性。
2.掌握光检测器件的工作原理及工作特点。
教学时数：4学时
教学内容：
第一节发光器件的原理与特性
第二节光检测器件
考核要求：
4.1发光器件的原理与特性
4.1.1发光器件的发光原理（应用）
4.1.2发光器件的发光特性（识记）
4.1.3常见的发光器件（领会）
4.2光检测器件
4.2.1光检测器件的工作原理（应用）
4.2.2光检测器件的工作特点（领会）
4.2.3常见的光检测器件（领会）
第五章光纤激光器
教学要点：
深刻理解与熟练掌握光纤激光器的谐振腔和超荧光光纤激光器；一般理解与掌握掺杂光纤和掺稀土元素的光纤激光器。
1.理解光纤激光器的谐振腔的结构及工作原理。
2.理解超荧光光纤激光器的结构及工作原理。
3.理解掺杂光纤优点及相关理论。
4.理解掺稀土元素的光纤激光器工作原理。
教学时数：6学时
教学内容：
第一节光纤激光器的谐振腔
第二节超荧光光纤激光器
第三节掺杂光纤
第四节掺稀土元素的光纤激光器
考核要求：
5.1光纤激光器的谐振腔
5.1.1光纤激光器的谐振腔的结构（领会）
5.1.2光纤激光器的谐振腔的工作原理（应用）
5.2超荧光光纤激光器
5.2.1超荧光光纤激光器的结构（领会）
5.2.2超荧光光纤激光器的工作原理（应用）
5.3掺杂光纤
5.3.1光纤掺杂的原因（识记）
5.3.2掺杂光纤的优点（领会）
5.3.3掺杂光纤的相关理论（应用）
5.4掺稀土元素的光纤激光器
5.4.1掺稀土元素的光纤激光器的优点（领会）
5.4.2掺稀土元素的光纤激光器的工作原理（应用）
第六章光纤放大器
教学要点：
使学生掌握光纤放大器的基本性能和掺铒光纤放大器的工作原理。
1.掌握光纤放大器的基本性能。
2.掌握掺铒光纤放大器的工作原理。
教学时数：6学时
教学内容：
第一节掺铒光纤放大器
第二节光纤放大器的基本性能
考核要求：
6.1掺铒光纤放大器
6.1.1使用光纤放大器的优点（识记）
6.1.2掺铒光纤放大器的工作原理（识记）
6.2光纤放大器的基本性能
6.2.1光纤放大器的基本性能（识记）
第七章线路编码与多媒体应用
教学要点：
使学生深刻理解与熟练掌握线路编码，一般理解与掌握光纤通信系统中多媒体处理技术。
1. 深刻理解与熟练掌握线路编码。
2. 一般理解与掌握光纤通信系统中多媒体处理技术。
教学时数：6学时
教学内容：
第一节线路编码
第二节光纤通信系统中多媒体处理技术
考核要求：
7.1线路编码
7.1.1线路编码的概念（领会）
7.1.2线路编码原理（应用）
7.1.3线路编码技术（识记）
7.2光纤通信系统中多媒体处理技术
7.2.1光纤通信系统中多媒体处理技术（应用）
第八章光发射机与光接收机
教学要点：
要求学生掌握光发射机与光接收机的工作原理和特点。
1. 掌握光发射机的工作原理和特点。
2. 掌握光接收机的工作原理和特点。
教学时数：6学时
教学内容：
第一节光发射机
第二节光接收机
考核要求：
8.1光发射机
8.1.1光发射机的工作原理（应用）
8.1.2光发射机的工作特点（识记）
8.2光接收机
8.2.1光接收机的工作原理（应用）
8.2.2光接收机的工作特点（识记）
第九章光纤网络通信技术
教学要点：
使学生深刻理解和掌握同步数字系列、异步传输模式、X.25技术、光纤有线电视系统的设计举例；一般理解与掌握信息高速公路的一般概念、传输媒体、网络与网络技术。
１．同步数字系列。
２．异步传输模式。
３．X.25技术。
４．光纤有线电视系统的设计举例。
５．网络与网络技术。
教学时数：6学时
教学内容：
第一节同步数字系列
第二节异步传输模式
第三节 X.25技术
第四节光纤有线电视系统的设计
第五节网络与网络技术
考核要求：
９.1同步数字系列
9.1.1同步数字的概念（领会）
9.1.2同步数字传输的特点（领会）
9.1.3同步数字系统的设计（应用）
9.2异步传输模式
9.2.1异步传输的概念（领会）
9.2.2异步传输的特点（领会）
9.2.3异步传输系统的设计（应用）
9.3 X.25技术
9.3.1 X.25技术的特点（识记）
9.3.2 X.25技术的应用（领会）
9.4光纤有线电视系统的设计
9.4.1光纤有线电视系统的组成（识记）
9.4.2光纤有线电视系统的设计（应用）
9.5网络与网络技术
9.5.1信息高速公路的一般概念（领会）
9.5.2信息传输媒体（领会）
9.5.3网络及网络技术（领会）
第十章光纤通信系统中的测量
教学要点：
要求掌握光纤特性的测量原理及仪器，掌握光纤数字传输系统传输特性的测量
原理及仪器。
1. 掌握光纤特性测量原理及仪器。
2. 掌握光纤数字传输系统传输特性的测量原理及仪器。
教学时数：6学时
教学内容：
第一节光纤特性的测量
第二节光纤数字传输系统传输特性的测量
第三节光纤测量中常用仪器
考核要求：
10.1光纤特性的测量
10.1.1光纤特性的测量原理（应用）
10.1.2光纤特性的测量仪器（领会）
10.2光纤数字传输系统传输特性的测量
10.2.1光纤数字传输系统传输特性的测量原理（应用）
10.2.2光纤数字传输系统传输特性的测量仪器（领会）
10.3光纤测量中常用仪器
10.3.1光纤测量中常用仪器（识记）
10.3.２仪器的工作原理及特点（领会）
三、推荐教材和参考书目
《光纤通信》，徐宝强等编，北京航空航天大学出版社，1999 《光纤通信》，刘增基等编著，西安电子科技大学出版社，2001 《光纤通信网络》，原荣主编，电子工业出版社，1999
光纤通信原理及应用
光纤通信原理及应用 摘要：光纤通信技术是利用半导体激光器等光电转换器将电信号转换成光信号，并使其在光纤中快速、安全地传输的一门新兴技术。光纤是一种理想的传输媒体，它具有传输时延低、高通信质量、高带宽、抗干扰能力强等特点。光纤在高速以太网中有着广泛的应用。论文主要分析了光电信号的转换、光纤通信的基本原理并介绍了光纤在通信领域中的一些应用。 关键词：光纤通信；光电转换；全反射 1. 引言 光纤是用光透射率高的电介质构成的光通路，它是一种介质圆柱光波导，它是用非常透明的石英玻璃拉成细丝，主要由纤芯和包层构成双层通信圆柱体。光纤通信就是在发送端利用半导体激光转换器将电信号转换成光信号并利用光导纤维传递光脉冲来进行通信，光波通过纤芯以全反射的方式进行传导，有光脉冲相当于1，没有光脉冲相当于0。同时，接收端利用光电二极管或半导体激光器做成光检测器，检测到光脉冲时将光信号还原成电信号。在由于可见光的频率非 常高，约为8 10MHz的量级，因此一能做到使用一根光个光纤通信系统的传输带宽远远大于其它的传输媒体的带宽。同时利用光的频分复用技术，就纤来同时传输多个频率很接近的光载波信号，使得光纤的传输能力成倍地提高。 2.理论模型 在光纤通信系统的发送端使用光电信号检测电路将电信号转换成光信号，并使得光信号以大于某一角度入射到光通道，此时光信号在光纤以全反射的方式不断向前传输，并在接收端再将光信号转换成电信号进行进一步的处理。 2.1 光电信号检测电路的基本原理 光电检测电路主要由光电器件、输入电路和前置放大器组成。其中，光电检测器件是实现光电转换的核心器件，它把被测光信号转换成相应的电信号；输入电路为光电器件正常的工作条件，进行电参量的变换并完成前置放大器的电路匹配；前置放大器能够放大光电器件输出的微弱电信号，并匹配后置处理电路与检测器件之间的阻抗。 2.1.1 光电信号输入电路的静态计算 图解计算法是利用包含非线性元件的串联电路的图解法对恒流源器件的输入电路进行计算。反射偏置电压作用下的光电二极管的基本输入电路如下：
《通信技术基础》教学大纲
《通信技术基础》教学大纲 一、课程的性质、地位与任务 本课程是通信工程设计与监理专业必修的一门专业基础课，它是从通信的基本概念学起，形成通信系统的总体印象，并对信息的表示、传输、交换有基本的认识。通过本课程的学习，使学生了解各种通信技术的发展历史和各种现代通信技术的发展趋势，扩大学生的知识面。 二、教学基本要求 1.了解通信技术的发展历史和发展趋势； 2.认识现代通信一些重要的技术； 3.掌握通信网的基本知识； 4.为后续有关专业课程的学习和科研打下必要的通信基础知识。 三、教学学时分配表 第一章通信网的基本知识…… 8学时 本章教学目的和要求：介绍现代通信网的基本概念、分类、结构、传输技术基础等内容；简要介绍现代通信网的发展历史、现状和趋势。 重点和难点：通信网的概念、分类、结构、传输技术基础 第一节通信系统的概念 一、什么是通信 二、通信系统的基本模型 三、现代主要通信技术简介 第二节现代通信网的组成与特点 一、通信网的构成要素
二、通信网的拓扑结构 三、现代通信网的主要特点 第三节通信网的分类 一、按业务类别划分 二、按通信服务的对象划分 三、按传输信号的形式划分 四、按通信终端的活动方式划分 五、按传输媒质划分 第四节传输技术基础知识 一、传输的基本概念 二、PCM通信的概念 三、PCM30/32路系统 四、高次群数字复接 五、同步数字体系SDH 六、通信系统的技术指标 第五节通信网的发展 一、通信网的发展过程 二、现代通信网技术的发展趋势 第二章交换技术与电话网…… 10学时 本章教学目的和要求：介绍交换的基本概念、数字交换原理、数字交换机的组成；了解呼叫接续过程、信令系统的作用、软交换的基本知识；掌握现阶段我国电话通信网的结构、路由选择的规则、编号计划；认识电话通信网、综合业务数字网。 重点和难点：呼叫接续过程、信令系统的作用 第一节概述 一、电话交换的基本概念 二、交换技术分类 第二节数字交换原理 一、数字交换的基本概念 二、数字交换网络的基本电路 第三节程控交换机的原理 一、程控交换机的控制方式 二、分级控制程控数字交换机 三、全分散控制程控数字交换机 四、软件分系统 五、程控交换机的终端设备 第四节呼叫接续过程 一、局内呼叫接续的过程 二、呼叫阶段划分 三、用状态迁移图描述呼叫处理过程 第五节信号系统 一、信号的基本概念 二、信号的分类
光纤通信系统与应用(胡庆)复习总结
红色：重点、绿色：了解 第1章 1、光纤通信的基本概念：以光波为载频，用光纤作为传输介质的通信方式。光纤通信工作波长在于近红外区：0.85～2.00μm的波长区，对应频率: 167～375THz。 对于SiO2光纤，在上述波长区内的三个低损耗窗口，是目前光纤通信的实用工作波长，即0.85μm、 1.31μm 1.55μm及 1.625μm 2、光纤通信系统的基本组成：P5 图1-3 目前采用比较多的系统形式是强度调制/直接检波（IM/DD）的光纤数字通信系统。该系统主要由光发送设备（光发射机）、光纤传输线路、光接收设备（光接收机）、光中继器以及各种耦合器件组成。 各部件功能： 电发射机：对来自信源的信号进行模/数转换和多路复用处理； 光发送设备：实现电/光转换； 光接收机：实现光/电转换； 光中继器：将经过光纤长距离衰减和畸变后的微弱光信号放大、整形、再生成具有一定强度的光信号，继续送向前方，以保证良好的通信质量。 3、光纤通信的特点：（可参照P1、2） 优点：（1），传输容量大。（2）传输损耗小，中继距离长。 （3）保密性能好：光波仅在光纤芯区传输，基本无泄露。 （4）抗电磁干扰能力强：光纤由电绝缘的石英材料制成，不受电磁场干扰。（5）体积小、重量轻。（6）原材料来源丰富、价格低廉。 缺点：1）弯曲半径不宜过小；2）不能远距离传输；3）传输过程易发生色散。 4、适用光纤：P11 G.652 和G.654：常规单模光纤，色散最小值在1310nm处，衰减最小值在1550nm 处。常见的结构有阶跃型和下凹型单模光纤。 G.653：色散位移光纤，色散最小值在1550nm处，衰减最小值在1550nm处。难 以克服FWM混频等非线性效应带来的影响。 G.655：非零色散光纤，色散在1310nm处较小，不为0；衰减最小值在1550nm 处。可以尽量克服FWM混频等非线性效应带来的影响。 补充：1、1966年7月，英籍华人（高锟）博士从理论上分析证明了用光纤作为传输介质以实现光通信的可能性。 2、数字光纤通信系统有准同步数字体系（PDH）和同步数字体系（SDH）两种传输体制。
光纤通信原理与技术课程教学大纲
《光纤通信原理与技术》课程教学大纲 英文名称：Fiber Communication Principle and its Application 学时：51 学分：3 开课学期：第7学期 一、课程性质与任务 通过讲授光纤通信技术的基础知识，使学生了解掌握光纤通信的基本特点，学习光纤通信系统的三个重要组成部分：光源（光发射机）、光纤（光缆）和光检测器（光接收机）。通过本课程的学习，学生将掌握光纤通信的基本原理、光纤通信系统的组成和系统设计的基本方法，了解光纤通信的未来与发展，为今后的工程应用和研究生阶段的学习打下基础。 二、课程教学的基本要求 要求通过课堂认真听讲和实验课，以及课下自学，基本掌握光纤通信的基础理论知识和应用概况，熟悉光纤通信在电信、通信中的应用，为今后的工作打下坚实的理论基础。 三、课程内容 第一章光通信发展史及其优点（1学时） 第二章光纤的传输特性（2学时） 第三章影响光纤传输特性的一些物理因素（5学时） 第四章光纤通信系统和网络中的光无源器件（9学时） 第五章光纤通信技术中的光有源器件（3学时） 第六章光纤通信技术中使用的光放大器（4学时） 第七章光纤传输系统（4学时） 第八章光纤网络介绍（6学时） 第九章光纤通信原理与技术实验（17课时） 四、教学重点、难点 本课程的教学重点是光电信息技术物理基础、电光信息转换、光电信息转换，光电信息技术应用，光电新产品开发举例。本课程的教学难点是光电信息技术物理基础。
五、教学时数分配 教学时数51学时，其中理论讲授34学时，实践教学17学时。（教学时数具体见附表1和实践教学具体安排见附表2） 六、教学方式 理论授课以多媒体和模型教学为主，必要时开展演示性实验。 七、本课程与其它课程的关系 1.本课程必要的先修课程 《光学》、《电动力学》、《量子力学》等课程 2.本课程的后续课程 《激光技术》和《光纤通信原理实验》以及就业实习。 八、考核方式 考核方式：考查 具体有三种。根据大多数学生学习情况和学生兴趣而定其中一种。第一种是采用期末考试与平时成绩相结合的方式进行综合评定。对于理论和常识部分采用闭卷考试，期末考试成绩占总成绩的55％，实验成绩占总成绩的30%，作业成绩及平时考勤占总成绩的15％；第二种是采用课程设计（含市场调查报告）和平时成绩相结合的方式，课程设计占总成绩的55%，实验成绩占总成绩的30%，作业成绩及平时考勤占总成绩的15%。第三种是采用课程论文（含市场调查报告）和平时成绩相结合的方式，课程论文占总成绩的55%，实验成绩占总成绩的30%，作业成绩及平时考勤占总成绩的15%。 九、教材及教学参考书 1.主教材 《光纤通信原理与技术》，吴德明编著，科学出版社，第二版，2010年9月 2.参考书 （1）《光纤通信原理与仿真》，郭建强、高晓蓉、王泽勇编著，西南交通大学出版社，第一版，2013年5月 （2）《光通信原理与技术》，朱勇、王江平、卢麟，科学出版社，第二版，2011年8月
光纤通信技术的发展及趋势
光纤通信技术的发展及趋势 本文针对光纤通信技术的发展及趋势展开研究，分别介绍了光纤通信技术的发展历史和现状，以及光纤通信技术的发展趋势，对一些先进的光纤通信技术进行了介绍。 1、导言 目前，在实际运用中相当有前途的一种通信技术之一，即光纤通信技术已成为现代化通信非常重要的支柱。作为全球新一代信息技术革命的重要标志之一，光纤通信技术已经变为当今信息社会中各种多样且复杂的信息的主要传输媒介，并深刻的、广泛的改变了信息网架构的整体面貌，以现代信息社会最坚实的通信基础的身份，向世人展现了其无限美好的发展前景。 自上世纪光纤通信技术在全球问世以来，整个的信息通讯领域发生了本质的、革命性的变革，光纤通信技术以光波作为信息传输的载体，以光纤硬件作为信息传输媒介，因为信息传输频带比较宽，所以它的主要特点是:通信达到了高速率和大容量，且损耗低、体积小、重量轻，还有抗电磁干扰和不易串音等一系列优点，从而备受通信领域专业人士青睐，发展也异常迅猛。 2、光纤通信技术的发展历史总结
近十几年来，光纤通信技术有了长足的进展，其中的新技术也不断被发掘，大大提高了传统意义上的通信能力，这使得光纤通信技术在更大的范围内得到了应用。 光纤通信技术是指把光波作为信息传输的载波，以光纤作为信息传输的媒介，将信息进行点对点发送的现代通信方式。光纤通信技术的诞生及深入发展是信息通信史上一次重要的改革。光纤通信技术从理论提出到工程领域的技术实现，再到今天高速光纤通信的实现，前后经历了几十年的时间。 上世纪六十年代开始的光纤通信技术最开始起源于国外，当时研制的光纤损耗高达400分贝/千米，后来，英国标准电信研究所提出，在理论上光纤损耗能够降低到20分贝/千米，然后，日本紧接着研制出通信光纤的损耗是100分贝/千米，康宁公司基于粉末法研制出了损耗在20分贝/千米以下的石英光纤，到最近的掺锗石英光纤的损耗降低至0. 2分贝/千米，已经接近了石英光纤理论上提出的损耗极限。 由以上光纤通信技术的发展历程，可以把光纤通信技术分为大致五个阶段，即850纳米波段的多模光波，到1310纳米多模光纤，到1310纳米单模光纤，再到1550纳米单模光纤，最后是长距离进行传输的光纤通信技术。 3、光纤通信技术的现状研究
基于AWG的平面光波导技术
基于ＡＷＧ的平面光波导技术 采用平面光波導(Planar Lightwave Circuit,PLC)技术制作的阵列波导光栅(Arrayed Wave-guide Grating, AWG)是应用于光网络中的支撑技术波分复用(Wave Division Multiplexing, WDM)的重要器件。本文介绍了国内外AWG的应用现状和发展前景。 标签：平面光波导阵列波导光栅波分复用 1 平面光波导(Planar Light Circuit,PLC)技术的市场分析 伴随着光通信的发展,在金融危机影响下的亚太地区正成为全球光通信市场中最活跃的一部分,目前所面临的问题主要有:①运营商投资重心从SONET/SDH 转移到WDM的趋势将会持续高涨;②3G网络正式商用化带动了移动与固网宽带市场新旧技术的转换;③受市场驱动和政策面的影响,光纤到户(Fiber to the Home, FTTH)更加深入市场;④系统设备商们将持续兼并收购,以实现技术优势和资源整合。 基于PLC技术开发的光器件在光网络的组网中占据重要地位。波分复用(Waveguide Division Multiplexing, WDM)系统是当前最常见的光层组网技术,它通过复用/解复用器实现多路信号传输。早期的WDM系统并没有实现真正意义上的光层组网,难以满足业务网络IP化和分组化的要求,这种情况直到可重构光分插复用器(Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexer, ROADM)的出现才得以改善。平面光波导ROADM是近年来广泛采用的ROADM子系统之一。PLC的ROADM上下路通道是彩色光,这意味着只有预定义的彩色波长可以在每个端口上下,也可以配合可调滤波器和可调激光器使用。由于PLC的集成特性,使其成为低成本的ROADM解决方案之一。目前的光波导,一般都是以玻璃、LiNbO3、GaAs 单晶等做衬底,再用扩散或外延技术制成的。PLC可以集成多种器件,例如:韩国的Byung Sup Rho等人用PLC研制的WDM双向模块[1],我国的浙江大学也研制出一种利用PLC的高集成化的PMD补偿器[2][3]。 2 AWG的结构及其工艺简介 阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating, AWG)是第一个将PLC技术商品化的元器件。它是基于干涉原理形成的波分复用器件,通过集成的AWG可以实现波长复用和解复用,这种技术已被用于WDM系统中。目前平面波导型WDM器件有多种实现方案,其做法为在硅晶圆上沉积二氧化硅膜层,再利用光刻工艺(Photolithography)及反应式离子蚀刻法(RIE)制作出AWG。该类器件通路数大、紧凑、易于批量生产,但带内频响尚不够平坦。由于AWG采用与一般半导体相同的制作过程,多通道数与低通道数的制作成本相差不多,但更适合生产,而且整合度较高,因此应用在DWDM上具有相当的潜力。北美市场在2008年初呈现活跃状态,比如:美国加州的PLC设备供应商ANDevices在一月份签订协议,提供价值$13.5百万的产品给FTTH发展商Enablence Technologies Inc[4]。在我国,以PLC
《光纤通信技术》复习题答案
《光纤通信技术》复习题 一．基本概念 1．什么样的电磁波叫做“光”？目前的光纤通信用的是什么光？波长是多少？ 答：光是一种电磁波，光频为10E14HZ量级，波长为μm 量级。可见光大约指0.4μm ~0.76μm 波长范围的电磁波。光通信采用的波长0.85μm、1.31μm和1.55μm。即在电磁波近红外区段。 2．光纤通信的特点？ 答：一、传输频带宽，通信容量大 二、传输损耗低，中继距离长 三、不怕电磁干扰 四、保密性好，无串音干扰 五、光纤尺寸小,重量轻,利于敷设和运输 六、节约有色金属和原材料 七、抗腐蚀性能好 3．光纤的NA和LNA各是什么意义？什么是光线模式的分立性？ 答：入射最大角称为孔径角，其正弦值称为光纤的数值孔径。数值孔径表示光纤采光能力的大小。 在光纤端面上芯区各点处允许光线射入并形成导模的能力是不一样的，折射率越大的位置接收入射光的能力越强。为了定量描述光纤端面各点位接受入射光的能力，取各点位激发最高次导模的光线入射角度为局部孔径角θ’C (r) ，并定义角的正弦值为该点位的局部数值孔径LNA。 光是有一定波长的，将光线分解为沿轴向和径向的两个分量，传输光波长λ也被分为λZ和λr。沿径向传输的光波分量是在相对的芯/包层界面间（有限空间）往返传输，根据波形可以稳定存在的条件——空间长度等于半波长的整数倍，而空间长度已由光纤结构所确定，所以径向波长分量λr不能随意了，从而导致它们夹角不能随意也即不能连续变化，即光线模式的分立性。 4．什么是光纤的色散？光纤的色散分为哪几种？在单模光纤中有哪些色散？ 答：脉冲信号在光纤中传输时被展宽的现象叫光纤的色散。分为模间色散和模内色散。模内色散又分为材料色散和波导色散。多模光纤：模式色散和材料色散；单模光纤：材料色散和波导色散。 5．归一化频率V和截止频率VC各如何定义？有何区别和联系？ 答：归一化频率见书28页，截止频率见27页。实际光纤中能够传输的导模模式必须满足V>Vc。
光纤通信技术的发展与应用
光纤通信技术的发展与应用 一、光纤通信的应用背景 通信产业是伴随着人类社会的发展而发展的。追溯光通信的发展起源，早在三千多年前，我国就利用烽火台火光传递信息，这是一种视觉光通信。随后，在1880年贝尔发明了光电话，但是它们所传输的信息容量小，距离短，可靠性低，设备笨重，究其原因是由于采用太阳光等普通光源。之后伴随着激光的发现，1966年英籍华人高锟博士发表了一篇划时代性的论文，他提出利用带有包层材料的石英玻璃光学纤维，能作为通信媒质。从此，开创了光纤通信领域的研究工作。 二、光纤通信的技术原理 光纤即光导纤维，光纤通信是指利用光波作为载波，以光纤作为传输介质将要传输的信号从一处传至另一处的通信方式。其中，光纤由纤芯、包层和涂层组成。纤芯是一种玻璃材质，以微米为单位，一般几或几十微米，比发丝还细。由多根光纤组成组成的称之为光缆。中间层称为包层，根据纤芯和包层的折射率不同从而实现光信号传输过程中在纤芯内的全反射，实现信号的传输。涂层就是保护层，可以增加光纤的韧性以保护光纤。
光纤通信系统的基本组成部分有光发信机、光纤线路、光收信机、中继器及无源器件组成。光发信机的作用是将要传输的信号变成可以在光纤上传输的光信号，然后通过光纤线路实现信号的远距离传输，光纤线路在终端把信号耦合到收信端的光检测器上，通过光收信端把变化后的光信号再转换为电信号，并通过光放大器将这微弱的电信号放大到足够的电平，最终送达到接收端的电端完成信号的输送。中继器在这一过程中的作用是补偿光信号在光纤传输过程中受到的衰减，并对波形失真的脉冲进行校正。无源器件的作用则是完成光纤之间、光纤与光端机之间的连接及耦合。其原理图如图1所示： 通过信号的这一传输过程可以看出，信号在传输过程中其形式主要实现了两次转换，第一次即把电信号变成可在光纤中传输的光信号，第二次即把光信号在接收端还原成电信号。此外，在发信端还需首先把要传输的信号如语音信号变成可传输的电信号。 三、光纤通信的特点 1.抗干扰能力强。光纤的主要构成材料是石英，石英属绝缘材料的范畴，绝缘性好，有很强的抗腐蚀性。而且在实际应用过程中它受电流的影响非常小，因此抗电磁干扰的能力很强，可以不受外部环境的影响，也不受人为架设的电缆等的干扰。这一特性相比于普通无线
阵列波导光栅(AWG)原理及国内外研发状况
21世纪，随着通信技术及其业务的飞速发展，尤其是因特网的迅速崛起，人们对数据的需求也急剧增加，对通信网的宽带提出了更高的要求，传统的通信技术已经很难满足不断增加的通信容量的需求。光纤通信技术凭借其巨大的潜在宽带资源，成为支撑通信业务量增长的重要通信技术之一。 波分复用（WDM wavelength division Multiplexing）技术是允许在一根光纤上面传输多路相互独立的波长带，这样便可提供多路通道和高的多的通信容量，使得通信容量随可复用波长的数目成倍的增长。在光纤通信中，波分复用系统中经历着从点到点系统到透明光网络的转变，经历着从以往的电光转换到全光交换的装变，密集波分复用（DWDM，dense wavelength division multiplexing）已成为当今光纤通信的首选技术，尤其在长距离、骨干网中已获得广泛的应用。 阵列波导光栅（AWG，arrayed waveguide grating）器件是一种角色散型无源器件，它基于平面光回路技术（PLC，planar light-wave circuit）。与其它波分复用器件相比，AWG器件具有设计灵活、插入损耗低、滤波性能好、长期稳定、易与光纤耦合等优点。此外，AWG还比较容易与光放大器、半导体激光器等有源器件结合，实现单片集成，因此AWG成为DWDM光网络中最理想的器件，是当今研究热点。 中国市场的光通信芯片主要依赖外国供应商。在PON核心芯片方面，基本没有国内厂商。EPON芯片商主要有四家，包括Cortina、PMC- Sierra、Teknovus （被Broadcom收购）以及中国厂商Opulan，但Opulan已于2010年7月被Atheros 收购。GPON芯片提供商则相对较为分散，包括Broadlight、PMC-Sierra、Broadcom、Marvel、Cortina、Infineon、Ikanos等近十家厂商。在光通信收发芯片领域，主要有Phyworks、Mindspeed、Vitesse等供应商。Phyworks，全球最大的无源光网络用户端光模块的芯片供应商，在中国每月各类芯片出货量在200万片左右。基于平面光波导技术的PLC芯片同样主要来自进口，包括NTT Electronics、Hitachi Cable、Neo Photonics、JDS Uniphase、Teem、Wooriro等公司。在光有源器件芯片方面，2.5Gb/s及以下速率的LD芯片、APD芯片大部分依赖进口。 阵列波导光栅（AWG）波分复用器是光通信密集波分复用系统的关键器件，在功能上它可以用作波分复用解复用、光路分插复用、光交叉连接、波长路由及波长检测；在性能上具有波长间隔小，信道数多、输出平坦、插入损耗小、串扰
(完整版)光波导与光纤通信课程教学大纲
《光波导与光纤通信》课程教学大纲 一、《光波导与光纤通信》课程说明 （一）课程代码：08131013 （二）课程英文名称：Fundamentals of Light Wave Guide & Fibre Optical Communication （三）开课对象：应用物理学专业本科生 （四）课程性质： 光波导与光纤通信应用物理学专业本科生的专业选修课。其预修课程有大学物理、数理方法、通信原理等。本课程的目的本课程的目的是让学生掌握光纤通信的基本概念，基本理论和基本技术，了解光纤通信的发展现状。 （五）教学目的： 本课程的目的是让学生掌握光纤通信的基本概念，基本理论和基本技术，了解光纤通信的发展现状，更好地适应社会需要。 （六）教学内容： 光纤通信是现代通信网的重要组成部分,本课程内容主要包括光波导和光纤的基本理论和性质;半导体、激光器、光检测器、光放大器等光纤通信器件的基本理论和性质;光发射机、光接收机的基本理论和性质;光纤通信系统的构成、设计方式以及光纤通信中各种新技术、新发展。 （七）学时数、学分数及学时数具体分配 学时数： 54 学时 分数： 3学分 学时数具体分配：
（八）教学方式 以课堂讲授为主要授课方式 （九）考核方式和成绩记载说明 考核方式为考试。严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占40% ，期末成绩占60% 。二、讲授大纲与各章的基本要求 第一章概论 教学要点： 通过本章学习，使学生掌握光纤通信的发展史及其发展方向，光纤通讯的优点及特点。 1.了解光纤通信的发展状况。 2.理解光纤通信的特点。 教学时数：2学时 教学内容： 第一节光纤通信的发展概况 第二节光纤通信的特点
光纤通信系统第三版-沈建华-机械工业出版社
光纤通信系统第三版-沈建华-机械工业出版社
《光纤通信》作业（2016.1.30） 1.1 光纤通信有哪些特点？ 1、光纤通信的优点： （1）传输容量大。（2）传输损耗小，中继距离长。（3）信号泄漏小，保密性好。（4）节省有色金属。（5）抗电磁干扰性能好。（6）重量轻，可挠性好，敷设方便。 2、光纤通信的缺点： （1）抗拉强度低。（2）连接困难。（3）怕水。 1.2 简述光纤通信系统的主要组成部分。 光纤通信系统的主要组成部分为：（1）光纤光缆、（2）光源（光发送机）、（3）光检测器（光接收机）、（4）无源器件、（5）光放大器（光中继器）。 1.4为什么使用石英光纤的光纤通信系统中，工作波长只能选择850nm、1310nm、1550nm三种？ 由于目前使用的光纤均为石英光纤，而石英光纤的损耗——波长特性中有三个低损耗的波长区，即波长为850nm、1310nm、1550nm三个低损耗区。为此，光纤通信系统的工作
波长只能是选择在这三个波长窗口。 2.1 光纤传输信号产生能量衰减的原因是什么？光纤的损耗系数对通信有什么影响？ 1、光纤产生能量衰减的原因包括：（1）吸收、（2）散射和（3）辐射。 2、光纤的损耗系数会导致信号功率损失，造成信号接收困难。 2.2 在一个光纤通信系统中，光源波长为1550nm，光波经过5km长的光纤线路传输后，其光功率下降了25%，则该光纤的损耗系数为多少？
2.3 光脉冲在光纤中传输时，为什么会产生瑞利散射？瑞利散射损耗的大小与什么有关？ 瑞利散射是由于光纤内部的密度不远匀引起的，从而使折射率沿纵向产生不均匀，其不均匀点的尺寸比光波波长还要小。光在光纤中传输时，遇到这些比波长小，带有随机起伏的不均匀物质时，改变了传输方向，产生了散射。 2、瑞利散射损耗的大小与成正比。 2.4 光纤中产生色散的原因是什么？色散对通信有什么影响？ 1、光纤的色散是由于光纤中所传输的光信号不同的频率成分和不同模式成分的群速度不同而引起的传输信号畸变的一种物理现象。 2、色散会导致传输光脉冲的展宽，继而引起码间干扰，增加误码。对于高速率长距离光纤通信系统而言，色散是限制系统性能的主要因素之一。 2.5 光纤中色散有几种？单模传输光纤中主要是什么色散？多模传输光纤中主要存在什么色散？
光纤通信技术的发展史及其现状_论文[1]
光纤通信技术的发展史及其现状 【内容摘要】 光纤通信符合了高速度、大容量、高保密等要求，但是，光纤通信能实际应用到人类传输信息中并不是一帆风顺的，其发展中经历了很多技术难关，解决了这些技术难题，光纤通信才能进一步发展。 本文从光源及传输介质、光电子器件、光纤通信系统的发展来展示光纤通信技术的发展。 【关键词】 光纤通信技术光纤光缆光有源器件光无源器件光纤通信系统 【正文】 光自身固有的优点注定了它在人类历史上充当不可忽略的角色，随着人类技术的发展，其应用越来越广泛，优点也越来越突出。 光纤通信是将要传送的图像、数据等信号调制到光载波上，以光纤作为传输媒介的通信方式。作为载波的光波频率比电波频率高得多，作为传输介质的光纤又比同轴电缆或波导管的损耗低得多，因此相对于电缆通信或微波通信，光纤通信具有许多独特的优点。 将优点突出的光纤通信真正应用到人类生活中去，和很多技术一样，都需要一个发展的过程。 一、光纤通信技术的形成 (一)、早期的光通信 光无处不在，这句话毫不夸张。在人类发展的早期，人类已经开始使用光传递信息了，这样的例子有很多。 打手势是一种目视形式的光通信，在黑暗中不能进行。白天太阳充当这个传输系统的光源，太阳辐射携带发送者的信息传送给接收者，手的动作调制光波，人的眼睛充当检测器。 另外，3000多年前就有的烽火台，直到目前仍然使用的信号灯、旗语等都可以看作是原始形式的光通信。望远镜的出现则又极大地延长了这类目视形式的光通信的距离。 这类光通信方式有一个显著的缺点，就是它们能够传输的容量极其有限。 近代历史上，早在1880年，美国的贝尔（Bell）发明了“光电话”。这种光电话利用太阳光或弧光灯作光源，通过透镜把光束聚焦在送话器前的振动镜片上，使光强度随话音的变化而变化，实现话音对光强度的调制。在接收端，用抛物面反射镜把从大气传来的光束反射到硅光电池上，使光信号变换为电流传送到受话器。 光电话并未能在人类生活中得到实际的使用，这主要是因为当时没有合适的光源和传输介质。其所利用的自然光为非相干光，方向性不好，不易调制和传输；而以空气作为传输介质，损耗会很大，无法实现远距离传输，又易受天气影响，通信极不稳定可靠。
阵列波导光栅(AWG)基本常识
阵列波导光栅（AWG）基本常识 1、波分复用技术及其现状 波分复用技术是在一根光纤中同时传输多波长光信号的一项技术。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来(复用)，并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将组合的波长光信号分开(解复用)，并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。现在光的波分复用技术主要集中在光纤传输的C 波段，波长范围是1530nm~1565nm，每个波长之间的间隔为1.6nm、0.8nm 或更低，称之为密集波分复用，即DWDM。其主要特点为：充分利用光纤的巨大带宽资源，大力提升通信容量，在EDFA可放大的C波段35nm的范围内，若以信道间隔0.8nm，则有40 多个波长的传输能力，进一步扩展到S 波段和L 波段，可得到更多的通信信道，DWDM 技术是最有能力将通信容量提高到Tb/s 的技术；可同时传输不同类型的信号；实现单根光纤双向传输；多种应用形式；节约线路投资；降低器件的超高速要求；IP 的传送通道；高度的组网灵活性、经济性和可靠性。因此，我们有理由认为DWDM 是最具发展优势的通信方案，它解决了目前通信容量危机，充分利用了EDFA 的宽带放大特点，综合了现有网络不同技术，适应未来全光网络建设的要求。WDM具备良好的技术优势，但是，要实现WDM 传输，需要许多与其作用相适应的高新技术和器件，包括光源、光波分复用器、光放大器、光线路技术以及监控技术。光源是能产生符合WDM 系统要求的多波长光源，波分复用技术用于光纤的发送端和接收端，分别完成光的合波与分波，光放大器完成光的前置放大、线路放大和功率放大，其中EDFA 最为成熟。WDM技术的研究、开发与应用十分活跃，在国际上电信装备公司投入巨额资金竞相研究、开发、宣传展示产品；运营公司纷纷着手用WDM 技术改造现有的光传输网络。目前商用系统以2.5Gbit/s、10Gbit/s 和40Gbit/s 为基准速率，
光纤通信技术 教学大纲
《光纤通信技术》课程教学大纲 制定人：孔勇教学团队审核人：袁天夫开课院系审核人：邓琛 课程名称：光纤通信技术 课程代码：021509 适用层次（本/专科）：本科 学时：32 讲课课时:32 实验课时:0 上机课时:0 考核方式：考查 适用专业：电子技术、广播电视工程、通信工程等 教材：王辉，光纤通信（第3版），电子工业出版社, 2014 主要参考书： 1、刘世安，光纤通信，电子工业出版社，2010 2、董天临，光纤通信，清华大学出版社, 2012 3、孙学康、张金菊，光纤通信技术，人民邮电出版社，2004 一、本课程在课程体系中的定位 该课程在广播电视专业课程体系中为专业基础课程，波分复用、时分复用、智能光交换等关键技术是后续接入网技术、核心网等课程的基础。要求学生掌握有关广播电视工程专业相关的光纤通信系统设计、设备使用、工程测试等环节的知识。 二、教学目标 1.掌握光纤通信相关技术的工作原理、结构、发展和应用。 2.培养学生理论分析、数值仿真能力。 3.培养能从事光纤网络工程的规划建设、SDH系统的调测维护、电信核心网 络和接入网络的工程维护等工作的应用型人才。 4.培养学生具有较强的电缆、光缆设计与施工、线路规划概预算的能力以及 在光纤通信设备安装、调试与维护及其相关领域从业的综合职业能力。 5.培养学生利用光纤技术对相应的广播电视、电信通信等工程设计能力。 三、教学效果 通过本课程的学习，学生可具备： 1. 1. 了解器件及系统的工作原理、结构、发展及应用。 2. 2. 熟练运用C语言、Matlab等软件，求解相应的理论和数学模型。 3. 3. 掌握光纤通信系统中相关的通信距离、通信容量等工程设计。 4. 4. 掌握光纤通信设备在实际工程中的使用原理和应用情况。 5. 5. 掌握相关设备的维护、安装、调试、预算等技术。
光纤通信原理试题__参考答案
光纤通信原理试题＿1 参考答案 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1. 光纤通信指的是（ B ） A 以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式； B 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式； C 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式； D 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。 2.已知某Si-PIN 光电二极管的响应度R 0＝0.5 A/W ，一个光子的能量为2.24×10－19 J ，电子电荷量为1.6×10 －19 C ，则该光电二极管的量子效率为（ ） A.40％ B.50％ C.60％ D.70％ R 0=e 错误！未找到引用源。 /hf 3.STM-4一帧中总的列数为（ ） A.261 B.270 C.261×4 D.270×4 4.在薄膜波导中，要形成导波就要求平面波的入射角θ1满足（ ） A.θc13<θ1<θc12 B.θ1=0° C.θ1<θc13<θc12 D.θc12<θ1<90° 5.光纤色散系数的单位为（ ） A.ps/km B.ps/nm C.ps/nm.km ? D.nm/ps?km 6.目前掺铒光纤放大器的小信号增益最高可达（ ） A.20 dB B.30 dB C.40 dB D.60 dB 7.随着激光器使用时间的增长，其阈值电流会（ ） A.逐渐减少 B.保持不变 C.逐渐增大 D.先逐渐增大后逐渐减少 8.在阶跃型（弱导波）光纤中，导波的基模为（ ） A.LP00 值为0 B.LP01 C.LP11为第一高次模 D.LP12 9.在薄膜波导中，导波的截止条件为（ ） A.λ0≥λC B.λ0<λC C.λ0≥0 D.λ0≤1.55μm 10.EDFA 在作光中继器使用时，其主要作用是（ ） A.使光信号放大并再生 ? B.使光信号再生 C.使光信号放大 D.使光信号的噪声降低 二、填空题（本大题共20小题，每小题1分，共20分） 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 1.根据传输方向上有无电场分量或磁场分量，可将光（电磁波）的传播形式分为三类：一为_TEM_波；二为TE 波；三为TM 波。 2.对称薄膜波导是指敷层和衬底的_折射率相同_的薄膜波导。 3.光学谐振腔的谐振条件的表示式为__错误！未找到引用源。______。q L c n 2= λ 4.渐变型光纤中，不同的射线具有相同轴向速度的这种现象称为_自聚焦_现象。 5.利用_光_并在光纤中传输的通信方式称为光纤通信。 6.在PIN 光电二极管中，P 型材料和N 型材料之间加一层轻掺杂的N 型材料，称为本征层（I ）层。 7. 光源的作用是将 电信号电流变换为光信号功率 ；光检测器的作用是将 光信号功
光纤通信技术发展历程、特点及现状
本科学年论文 学 院 物理电子工程学院 专 业 电子科学与技术 年 级 2008级 姓 名 王震 论文题目 光纤通信技术发展历程、特点及现状 指导教师 张新伟 职称 讲师 成 绩 2012年1月10日 学号：
目录 摘要 (1) Abstract (1) 绪论 (1) 1光纤通信发展历程 (1) 1.1 世界光纤通信发展史 (1) 1.2 中国光纤通信发展史 (2) 2 光纤通信技术的特点 (3) 2.1 频带极宽，通信容量大 (3) 2.2 损耗低，中继距离长 (3) 2.3 抗电磁干扰能力强 (3) 2.4 无串音干扰，保密性好 (3) 3 不断发展的光纤通信技术 (3) 3.1 SDH系统 (3) 3.2 不断增加的信道容量 (3) 3.3 光纤传输距离 (4) 3.4 向城域网发展 (4) 3.5 互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势 (4) 4 结束语 (4) 参考文献 (4)
光纤通信技术发展历程、特点及现状 摘要：光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。光纤通信是以其传输频带宽、通信容量大、中继距离长、损耗低特点，并具有抗电磁干扰能力强，保密性好的优势，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。光纤通信技术正朝着超大容量、超长距离传输和交换、全光网络方向发展。 关键词：光纤通信；发展历程；特点；发展现状 绪论 光纤通信技术已成为现代通信的主要通信方式，在现代信息网中起着非常重要的作用，随着信息技术的发展，大容量光纤通信网络的建设，光电子技术将起到越来越重要的作用。光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。有专家预测，21世纪将是“光子世纪”，十年内，光子产业可能会全面取代传统电子工业，成为本世纪最大的产业。光纤通信又进入了一个蓬勃发展的新时期，而这一次发展将涉及信息产业的各个领域，其范围更广，技术更新，难度更大，动力更强，无疑将对21世纪信息产业的发展和社会进步产生巨大影响。 1 光纤通信发展历程 1.1 世界光纤通信发展史 光纤的发明，引起了通信技术的一场革命，是构成21世纪即将到来的信息社会的一大要素。 1966年出生在中国上海的英籍华人高锟，发表论文《光频介质纤维表面波导》，提出用石英玻璃纤维（光纤）传送光信号来进行通信，可实现长距离、大容量通信。于1970年损失为20db/km的光纤研制出来了。据说康宁公司花费3000万美元，得到30米光纤样品，认为非常值得。这一突破，引起整个通信界的震动，世界发达国家开始投入巨大力量研究光纤通信。1976年，美国贝尔实验室在亚特兰大到华盛顿间建立了世界第一条实用化的光纤通信线路，速率为45Mb/s，采用的是多模光纤，光源用的是发光管LED，波长是0.85微米的红外光。在上世纪70
光纤通信系统第三版~沈建华~机械工业出版社
《光纤通信》作业（2016.1.30） 1.1 光纤通信有哪些特点？ 1、光纤通信的优点： （1）传输容量大。（2）传输损耗小，中继距离长。（3）信号泄漏小，性好。（4）节省有色金属。（5）抗电磁干扰性能好。（6）重量轻，可挠性好，敷设方便。 2、光纤通信的缺点： （1）抗拉强度低。（2）连接困难。（3）怕水。 1.2 简述光纤通信系统的主要组成部分。 光纤通信系统的主要组成部分为：（1）光纤光缆、（2）光源（光发送机）、（3）光检测器（光接收机）、（4）无源器件、（5）光放大器（光中继器）。 1.4为什么使用石英光纤的光纤通信系统中，工作波长只能选择850nm、1310nm、1550nm三种？ 由于目前使用的光纤均为石英光纤，而石英光纤的损耗——波长特性中有三个低损耗的波长区，即波长为850nm、1310nm、1550nm三个低损耗区。为此，光纤通信系统的工作波长只能是选择在这三个波长窗口。
2.1 光纤传输信号产生能量衰减的原因是什么？光纤的损耗系数对通信有什么影响？ 1、光纤产生能量衰减的原因包括：（1）吸收、（2）散射和（3）辐射。 2、光纤的损耗系数会导致信号功率损失，造成信号接收困难。 2.2 在一个光纤通信系统中，光源波长为1550nm，光波经过5km长的光纤线路传输后，其光功率下降了25%，则该光纤的损耗系数为多少？ 2.3 光脉冲在光纤中传输时，为什么会产生瑞利散射？瑞利散射损耗的大小与什么有关？ 瑞利散射是由于光纤部的密度不远匀引起的，从而使折射率沿纵向产生不均匀，其不均匀点的尺寸比光波波长还要小。光在光纤中传输时，遇到这些比波长小，带有随机起伏的不均匀物质时，改变了传输方向，产生了散射。 2、瑞利散射损耗的大小与成正比。
中国光纤通信技术的现状及未来.
中国光纤通信技术的现状及未来 光纤通信是我国高新技术中与国际差距较小的领域之一。光纤通信由于其具有的一系列特点, 使其在传输平台中居于十分重要的地位。虽然目前移动通信, 甚至卫星移动通信的热浪再现高波,但 Telecom99的展示说明,光纤通信仍然是最主要的传输手段。在北美,信息量的 80%以上是通过光纤网来传输的。在我国光纤通信也得到广泛的应用,全国通信网的传输光纤化比例已高达 82%。光纤通信技术的应用基本达到国际同类水平,自主开发的光纤通信产品也比较接近国际同类产品水平, 但实验室的研究水平还有一定的差距。本文扼要回顾我国光通信走过的历程, 并从光纤光缆、光器件、光传输设备和系统等几方面介绍光通信的研发、应用现状, 展望光通信在我国的应用前景, 将激励我们为振兴我国光通信民族产业做出更大的贡献。 1 我国光通信历程的回顾 我国的光通信起步较早, 70年代初就开始了大气传输光通信的研究,随之又进行光纤和光电器件的研究,自 1977年初,研制出第一根石英光纤起,跨过一道道难关,取得了一个又一个零的突破。如今回顾起来,所经历的“里程碑”依然历历在目: 1977年,第一根短波长 (0. 85mm 阶跃型石英光纤问世,长度为 17m ,衰减系数为300dB/km。 研制出 Si-APD 。 1978年,阶跃光纤的衰减降至 5dB/km。 研制出短波长多模梯度光纤,即 G .651光纤。 研制出 GaAs-LD 。 1979年,研制出多模长波长光纤,衰减为 1dB/km。 建成 5.7km 、 8Mb/s光通信系统试验段。
1980年, 1300nm 窗口衰减降至 0.48dB/km, 1550nm 窗口衰减 为 0.29dB/km。 研制出短波长用的 GaAlAs-LD 。 1981年,研制出长波长用的 InGaAsP-LD 和 PIN 探测器。 多模光纤活动连接器进入实用。 研制出 34Mb/s光传输设备。 1982年,研制成功长波长用的激光器组件和探测器组件 (PIN-FET。 研制出光合波分波器、光耦合器、光衰减器、滤光器等无源器件。 研制出 140Mb/s光传输设备。 1984年,武汉、天津 34Mb/s市话中继光传输系统工程建成 (多模。 1985年,研制出 1300nm 单模光纤,衰减达 0.40dB/km。 1986年,研制出动态单纵模激光器。 1988年,全长 245km 的武汉椌V輻沙市 34Mb/s多模光缆通信系统工程通过邮电部鉴定验收。 扬州——高邮 4Mb/s单模光缆通信系统工程通过邮电部鉴定验收。 1989年,汉阳——汉南 40Mb/s单模光传输系统工程通过邮电部鉴定验收。 1990年, 研制出 G .652标准单模光纤, 最小衰减达 0.35dB/km。到 1992年降至0.26dB/km。成功地研制出 1550nm 分布反馈激光器 (DFB-LD。 1991年,研制出 G .653色散位移光纤。最小衰减达 0.22dB/km。