光纤通信结课作业

发布 2020-02-25 20:52:28 阅读 9580

(7)光缆适应性强,寿命长。

(8)质地脆,机械强度差。

(9)光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。

(10)分路、耦合不灵活。

(11)光纤光缆的弯曲半径不能过小(>20cm)

(12)有供电困难问题。

二、光纤通信的原理

光纤通信的原理是: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.

光纤通信就是利用光波作为载波来传送信息,而以光纤作为传输介质实现信息传输,达到通信目的的一种最新通信技术。

通信的发展过程是以不断提高载波频率来扩大通信容量的过程,光频作为载频已达通信载波的上限,因为光是一种频率极高的电磁波 ,因此用光作为载波进行通信容量极大,是过去通信方式的千百倍,具有极大的吸引力,光通信是人们早就追求的目标,也是通信发展的必然方向。

光纤传输系统主要由:光发送机、光接收机、光缆传输线路、光中继器和各种无源光器件构成。要实现通信,基带信号还必须经过电端机对信号进行处理后送到光纤传输系统完成通信过程。

它适合于光纤模拟通信系统中,而且也适用于光纤数字通信系统和数据通信系统。在光纤模拟通信系统中,电信号处理是指对基带信号进行放大、预调制等处理,而电信号反处理则是发端处理的逆过程,即解调、放大等处理。在光纤数字通信系统中,电信号处理是指对基带信号进行放大、取样、量化,即脉冲编码调制(pcm )和线路码型编码处理等,而电信号反处理也是发端的逆过程。

对数据光纤通信,电信号处理主要包括对信号进行放大,和数字通信系统不同的是它不需要码型变换。

三、光纤通信技术发展

光纤通信是现代通信网的主要传输手段,它的发展历史只有一二十年,已经历三代:短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤.采用光纤通信是通信史上的重大变革,美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路,而致力于发展光纤通信.中国光纤通信已进入实用阶段.

四、光纤通信的发展趋势

1、光纤到家庭(ftth)的发展

ftth可向用户提供极丰富的带宽,所以一直被认为是理想的接入方式,对于实现信息社会有重要作用,还需要大规模推广和建设。ftth所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2~3倍。过去由于ftth成本高,缺少宽带**业务和宽带内容等原因,使ftth还未能提到日程上来,只有少量的试验。

近来,由于光电子器件的进步,光收发模块和光纤的**大大降低;加上宽带内容有所缓解,都加速了ftth的实用化进程。

发达国家对ftth的看法不完全相同:美国at&t认为ftth市场较小,在0f62003宣称:ftth在20-50年后才有市场。

美国运行商verizon和sprint比较积极,要在10—12年内采用ftth改造网络。日本ntt发展ftth最早,现在已经有近200万用户。目前中国ftth处于试点阶段。

ftth遇到的挑战:现在广泛采用的adsl技术提供宽带业务尚有一定优势。

与ftth相比:①**便宜②利用原有铜线网使工程建设简单③对于目前1mbps—500kbps影视节目的传输可满足需求。ftth目前大量推广受制约。

ftth的解决方案:通常有p2p点对点和pon无源光网络两大类。

f2p方案一一优点:各用户独立传输,互不影响,体制变动灵活;可以采用廉价的低速光电子模块;传输距离长。缺点:

为了减少用户直接到局的光纤和管道,需要在用户区安置1个汇总用户的有源节点。

pon方案——优点:无源网络维护简单;原则上可以节省光电子器件和光纤。缺点:

需要采用昂贵的高速光电子模块;需要采用区分用户距离不同的电子模块,以避免各用户上行信号互相冲突;传输距离受pon分比而缩短;各用户的下行带宽互相占用,如果用户带宽得不到保证时,不单是要网络扩容,还需要更换pon和更换用户模块来解决。

pon有多种,一般有如下几种:

1)apon:即atm-pon,适合atm交换网络。

2)bpon:即宽带的pon。

3)opon:采用通用帧处理的ofp-pon。

4)epon:采用以太网技术的pon,0epon是千兆毕以太网的pon。(5)wdm-pon:

采用波分复用来区分用户的pon,由于用户与波长有关,使维护不便,在ftth中很少采用。

近来,无线接入技术发展迅速。可用作wlan的ieee802.11g协议,传输带宽可达54mbps,覆盖范围达100米以上,目前已可商用。

如果采用无线接入wlan作用户的数据传输,包括:上下行数据和点播电视vod的上行数据,对于一般用户其上行不大,ieees02.11g是可以满足的。

而采用光纤的ftth主要是解决hdtv宽带**的下行传输,当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+无线接入”(ftth+无线接入)的家庭网络。这种家庭网络,如果采用pon,就特别简单,因为此pon无上行信号,就不需要测距的电子模块,成本大大降低,维护简单。

如果,所属pon的用户群体,被无线城域网wimax(1eee802.16)覆盖而可利用,那么可不必建设专用的wlan。接入网采用无线是趋势,但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑,与ftth相差无几。

ftth+无线接入是未来的发展趋势。

2、光交换的发展

光纤只是解决传输问题,还需要解决光的交换问题。过去,通信网都是由金属线缆构成的,传输的是电子信号,交换是采用电子交换机。现在,通信网除了用户末端一小段外,都是光纤,传输的是光信号。

合理的方法应该采用光交换。但目前,由于目前光开关器件不成熟,只能采用的是“光-电-光”方式来解决光网的交换,即把光信号变成电信号,用电子交换后,再变还光信号。显然是不合理的办法,是效率不高和不经济的。

正在开发大容量的光开关,以实现光交换网络,特别是所谓ason-自动交换光网络。

大容量的光交换。当前,在数据网中,信号以“包”的形式出现,采用所谓“包交换”。包的颗粒比较小,可采用电子交换。

然而,在大量同方向的包汇总后,数量很大时,就应该采用容量大的光交换。

目前,少通道大容量的光交换已有实用。如用于保护、下路和小量通路调度等。一般采用机械光开关、热光开关来实现。

目前,由于这些光开关的体积、功耗和集成度的限制,通路数一般在8—16个。

电子交换一般有“空分”和“时分”方式。在光交换中有“空分”、“时分”和“波长交换”。光纤通信很少采用光时分交换。

光空分交换:一般采用光开关可以把光信号从某一光纤转到另一光纤。空分的光开关有机械的、半导体的和热光开关等。

光波长交换:是对各交换对象赋于1个特定的波长。于是,发送某1特定波长就可对某特定对象通信。

实现光波长交换的关键是需要开发实用化的可变波长的光源,光滤波器和集成的低功耗的可靠的光开关阵列等。

自动交换的光网,称为ason,是进一步发展的方向。

3、集成光电子器件的发展

如同电子器件那样,光电子器件也要走向集成化。虽然不是所有的光电子器件都要集成,但会有相当的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在发展的plc-平面光波导线路,如同一块印刷电路板,可以把光电子器件组装于其上,也可以直接集成为一个光电子器件。

要实现ftth也好,ason也好,都需要有新的、体积小的和廉价的和集成的光电子器件。

五、光纤通信的的应用。

20 世纪90 年代以来,我国光通信产业发展极其迅速,特别是广播电视网、电力通信网、电信干线传输网等的急速扩展,促使光纤光缆用量剧增。广电综合信息网规模的扩大和系统复杂程度的增加,全网的管理和维护,设备的故障判定和排除就变得越来越困难。可以采用sdh+光纤或atm+光纤组成宽带数字传输系统。

该传输网可以采用带有保护功能的环网传输系统,链路传输系统或者组成各种形式的复合网络,可以满足各种综合信息传输。对于电视节目的广播,采用的宽带传输系统可以将主站到地方站的所需数字,通道设置成广播方式,同样的电视节目在各地都可以**,也可以通过网络管理平台控制不同的站**不同的电视节目。

七、结束语。

光纤通信网络不仅支持现有的窄带和宽带业务,还支持未来的多**业务,是解决信息传输瓶颈的理想网络结构。现在光通信网络的容量虽然很大,但还有许多应用能力在闲置,今后随着社会经济的不断发展,作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长,一定会超过现有网络能力,推动通信网络的继续发展。因此,光纤通信技术在应用需求的推动下,一定不断会有新的发展。

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