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光纤通信原理与应用 浅析光纤通信未来的发展趋势

查看: 6200| 评论: 386 |2024-03-27

光纤通信 浅析 发展趋势 原理 未来
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

光纤通信是以光作为信息载体,以光纤作为传输媒介的通信方式.光纤通信技术是近30年迅猛发展起来的高新技术,给世界通信技术乃至国民经济,国防事业和人民生活带来了巨大变革。

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。

光纤通信原理

光纤通信原理

光纤通信是通信技术与光电技术的结合,它涉及了光在光纤波导中传输的方式及信号传输时遵守的协议。

1光纤波导原理

光纤是由两层光学性质不同的材料组成,当光线以临界角由光密介质入射到光疏介质时,会发生全反射现象,而光纤通信就是利用光信号在光纤中以全反射的方式不断向前传输的。光是一种电磁波,它满足麦克斯韦方程组的解,其中每一特解能代表一种独立的电磁波分布,即一种模式。由麦克斯韦方程导出的电场波动方程的解如下:

()

(,,,)(,)jwtzEztEe

其中,(,)E为幅度因子,为电磁波在Z方向传播的速度,不同的值就代表不同的模式。

光纤通信原理

2信号传输原理

由于基带信号中包含有较多的低频成分,甚至有直流成分,而许多信道不能传输低频或者直流的信号。因此,必须先对信号进行调制。当光线在光纤中传输时,经调制后,有光脉冲相当于1,没有光脉冲相当于0。而在任何信道中,码元传输的速率是有上限的,如果

传输速率过大就会出现严重的码间串扰问题,为了尽可能高地提高信道的利用率,可以尽量地提高信噪比。由香农定理信道的极限传输速率C为:

log(1/)(/)CWSN

bs

其中W为带宽。/SN为信号的平均功率和噪声功率的比值。

光纤通信原理

光纤通信的未来发展趋势

光纤具有带宽大,抗干扰能力强,传输速率高等特点。因此,它主要应用在高速的网络通信中。如由国际电子电气工程师协会提出的IEEE802.3z标准。而对于传输速率高达10Gb/s的以太网来说,只有光纤才能够满足如此高的传输速率。因此光纤通信的发展趋势主要有以下几种:

1.向超高速系统的发展:

传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用(TDM)方式进行,每当传输速率提高4倍,传输每比特的成本大约下降30%~40%:因而高比特率系统的经济效益大致按指数规律增长。

2.向超大容量WDM系统的发展:

用电的时分复用系统的扩容潜力已经达到了极限,然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用了不到1%,因此还有大大的利用空间。

3.实现光联网:

随着IP业务量的爆炸式增长,对线路通信的要求越来越高,电信网正开始向下一代可持续发展的方向发展,因而构建具有巨大传输容量的光纤基础设施是下一代网络的物理基础。

光纤通信原理

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