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光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成及發(fā)展前景

2016-07-04 03:53蒙南方磊坤
中國新通信 2016年10期
關(guān)鍵詞:光纖通信前景

蒙南 方磊坤

【摘要】 光纖通信不僅可以應(yīng)用在通信的主干線路中,還可以應(yīng)用在電力通信控制系統(tǒng)中,進(jìn)行工業(yè)監(jiān)測、控制,而且在軍事領(lǐng)域的用途也越來越為廣泛。光纖通信技術(shù)作為信息技術(shù)的重要支撐平臺,在未來信息社會中將起到十分重要的作用。

【關(guān)鍵詞】 光纖通信 系統(tǒng)構(gòu)成 前景

一、概念

光纖即為光導(dǎo)纖維的簡稱。光纖通信是以光波作為信息載體,以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。從原理上看,構(gòu)成光纖通信的基本物質(zhì)要素是光纖、光源和光檢測器。光纖除了按制造工藝、材料組成以及光學(xué)特性進(jìn)行分類外,在應(yīng)用中,光纖常按用途進(jìn)行分類,可分為通信用光纖和傳感用光纖。傳輸介質(zhì)光纖又分為通用與專用兩種,而功能器件光纖則指用于完成光波的放大、整形、分頻、倍頻、調(diào)制以及光振蕩等功能的光纖,并常以某種功能器件的形式出現(xiàn)。光纖通信是以光波為信息載體,通過光纖來傳遞的一種通信設(shè)施。因?yàn)樗哂腥萘看?,傳輸距離遠(yuǎn),傳輸速度快,經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn),所以在當(dāng)今被廣泛應(yīng)用。

二、光纖通信的特點(diǎn)

(1)光纖通信容量大;傳輸距離長;一根細(xì)細(xì)的光纖可以承載很多個光信息,而它的傳輸時以光速傳播,并且損耗非常小。(2)由于光纖較細(xì),質(zhì)量輕,所以便于鋪設(shè)和運(yùn)輸。(3)光纖通信具有抗電磁干擾能力,傳輸信息不易丟失和失真。(4)信號串?dāng)_小、保密性能好。(5)光纖通信用材少,而且不污染環(huán)境。(6)光纜適應(yīng)性強(qiáng),壽命比較長。

三、光纖通信的原理

所謂光纖通信,就是在發(fā)送端首先要把傳送的信息(如話音) 變成電信號,然后調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上,使光的強(qiáng)度隨電信號的幅度(頻率) 變化而變化,并通過光纖發(fā)送出去;在接收端,檢測器收到光信號后把它變換成電信號,經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信息。然而,由于目前技術(shù)水平所限,對光波進(jìn)行頻率調(diào)制與相位調(diào)制等仍局限在實(shí)驗(yàn)室內(nèi),尚未達(dá)到實(shí)用化水平,因此目前大都采用強(qiáng)度調(diào)制與直接檢波方式(IM- DD) [1] ?;镜墓饫w通信系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)源、光發(fā)送端、光學(xué)信道和光接收機(jī)組成。數(shù)據(jù)是數(shù)字,聲音,圖像等各種信號的數(shù)字化。光發(fā)送機(jī)和調(diào)制器則負(fù)責(zé)將信號轉(zhuǎn)變成適合于在光纖上傳輸?shù)墓庑盘枺群笥眠^的光波窗口有0.85、1.31 和1.55。光學(xué)信道包括最基本的光纖,還有中繼放大器EDFA等;而光學(xué)接收機(jī)則接收光信號,并從中提取信息,然后轉(zhuǎn)變成電信號,最后得到對應(yīng)的話音、圖像、數(shù)據(jù)等信息。

四、光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成

光纖通信系統(tǒng)中,光纖中傳輸?shù)氖嵌M(jìn)制光脈沖“0”碼和“1”碼,它由二進(jìn)制數(shù)字信號對光源進(jìn)行通斷調(diào)制而產(chǎn)生。而數(shù)字信號是對連續(xù)變化的模擬信號進(jìn)行抽樣、量化和編碼產(chǎn)生的,稱為PCM,即脈沖編碼調(diào)制。

1、光發(fā)信機(jī)。光發(fā)信機(jī)是實(shí)現(xiàn)電/ 光轉(zhuǎn)換的光端機(jī)。它由光源、驅(qū)動器和調(diào)制器組成。其功能是將來自于PCM電端機(jī)的電信號對光源發(fā)出的光波進(jìn)行調(diào)制,成為已調(diào)光波,然后再將已調(diào)的光信號耦合到光纖或光纜去傳輸。2、光中繼器。光中繼器由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個:一個是補(bǔ)償光信號在光纖中傳輸時受到的衰減;另一個是對波形失真的脈沖近行政性。3、光收信機(jī)。光收信機(jī)是實(shí)現(xiàn)光/ 電轉(zhuǎn)換的光端機(jī)。它由光檢測器和光放大器組成。4、光纖連接器、耦合器等無源器件。由于光纖或光纜的長度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制,且光纖的拉制長度也是有限度的。因此一條光纖線路可能存在多根光纖相連接的問題。于是,光纖間的連接、光纖與光端機(jī)的連接及耦合,對光纖連接器、耦合器等無源器件的使用是必不可少的。

五、光纖通信發(fā)展趨勢及前景

(1)新一代光纖:隨著社會發(fā)展的需要已經(jīng)出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖,即非零色散光纖(G.655)和全波光纖。

(2)超高速系統(tǒng):傳統(tǒng)光纖通信的發(fā)展始終按照電的時分復(fù)用(TDM)方式進(jìn)行,而如今要滿足社會發(fā)展需要,光纖通信應(yīng)該按照光的時分復(fù)用方式進(jìn)行。

(3)超大容量WDM系統(tǒng):如果將多個發(fā)送波長適當(dāng)錯開的光源信號同時在一路光纖上傳送,則可大大增加光纖的信息傳輸容量,這就是波分復(fù)用(WDM)的基本思路。

(4)全光網(wǎng)絡(luò):WDM波分復(fù)用技術(shù)的實(shí)用化,提供了利用光纖帶寬的有效途徑,使大容量光纖傳輸技術(shù)取得了突破性進(jìn)展。光纖通信的應(yīng)用給人們帶來了一場信息的革命。是整個社會進(jìn)入了一個信息高速發(fā)展的時代。而光纖通信帶給我們的不僅僅是高速,還有更為客觀的前景,它將帶給我們無盡的方便。電話網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在不遠(yuǎn)的未來,即將由光纖通信的發(fā)展而更好的結(jié)合,那將是光纖通信給人們帶來的第二次震撼。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]張國鴻.淺談光纖設(shè)備通信原理及其布線技術(shù)[J].港口科技通信與導(dǎo)航,2007.

[2]潘遠(yuǎn)翠.淺談光纖通信市場的發(fā)展[J].達(dá)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2006.

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