光纖通信系統(tǒng)的主要特點和構成分析目錄TOC\o"1-3"\h\u17342光纖通信系統(tǒng)的主要特點和構成分析 1180931.1光纖通信的主要特點 1208621.2基本光纖系統(tǒng)的構成 2121901.1.1光發(fā)射機 3115771.1.2光接收機 4290271.3模擬光端機與數(shù)字光端機 61.1光纖通信的主要特點光纖通信說的就是利用光纖傳輸通信的光信號,與其他通信方式相比有許多顯著的優(yōu)點。[1](1)通信容量大(2)中繼距離長(3)抗電磁干擾(4)不產(chǎn)生串話,保密性好(5)節(jié)省有色金屬和能源。(6)光纖不會銹蝕、使用壽命長(7)光纖連接不會產(chǎn)生電擊，也不會產(chǎn)生電火花(8)原材料來源廣闊，價格低廉(9)保密性能好圖2-2光纖實物圖Picture2-2Fiberphysicalmap光纖通信的主要應用覆蓋范圍涉及區(qū)域十分廣泛,主要用途是一種適用于市話的通信中繼線,光纖電纜通信這種技術的巨大優(yōu)勢在這里我們應該可以充分得到能夠充分發(fā)揮,逐步實現(xiàn)替換光纖電纜。還被廣泛應用于長途客運干線的光纖通信,過去主要直接依賴于有線電纜、微波、衛(wèi)星通信,現(xiàn)以漸漸開始采用現(xiàn)代光纖通信技術作為主要傳輸技術;它應用于覆蓋世界廣大范圍內(nèi)的各個全球性無線通訊網(wǎng)、各個發(fā)達大國的公共有線電信網(wǎng);它也被廣泛應用在各種高品質(zhì)高清彩色電視機和數(shù)據(jù)線的傳輸、運營項目管理過程監(jiān)視網(wǎng)絡控制系統(tǒng)指揮、城鄉(xiāng)公共有線電視網(wǎng)、共享網(wǎng)絡天線通信系統(tǒng),用于在煤礦井下、電力等各行政事業(yè)單位、軍事和所有的防腐蝕等級的光纖通信局域網(wǎng)及其他通信設備中。此類數(shù)據(jù)傳輸通信設備主要結構包括:光通信發(fā)送機、光接受器、光纖數(shù)據(jù)傳輸控制線路、光通信中繼器和其他無線有源光通信器件四大部分組成。1.2基本光纖系統(tǒng)的構成光纖傳輸系統(tǒng)包括光纖終端和光纖線路。最基本的光纖通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)源、光發(fā)射終端、光纖通道和光接收器組成。其中數(shù)據(jù)源包括語音、圖像、數(shù)據(jù)和其他服務的所有光源發(fā)出的光信號，通過編碼源到光纖。光接收器將光信號轉換成語音、圖像、數(shù)據(jù)等信號。1.1.1光發(fā)射機光發(fā)射電路用于調(diào)制在光源中處理的電信號，在光纖中形成衰減信號。光源的功能是產(chǎn)生光載波。光源驅動的功能，即光的調(diào)制。發(fā)射機電路多用于視頻、音頻處理中，生成數(shù)據(jù)幀，然后串行進行光波分復用，發(fā)送到光纖。在傳統(tǒng)的光纖通訊系統(tǒng)中,信息由一個LED或者LED向外部發(fā)出的光波進行傳輸,光波作為介質(zhì),信息在這個光波作用下的加載過程主要是調(diào)制。其調(diào)制的方式一般被劃分為兩大類,即模擬調(diào)制、數(shù)字化調(diào)制。模擬調(diào)制方法主要有兩種,一種就是直接在光源上對其進行高強度的調(diào)制;另一種方法是利用以脈沖射頻波為主要載波,模擬的基帶信號首先通過調(diào)整振幅、頻率或相位等,然后用調(diào)光載波調(diào)節(jié)光源。數(shù)字調(diào)制是光纖通信的主要調(diào)制方式。在確定模擬信號采樣后，將數(shù)字二進制信號“1”或“0”用于光載波（Opticalcarrier）的步進調(diào)制和脈沖編碼。數(shù)字調(diào)制的優(yōu)點是噪聲和散射的影響不會在繼電器過程中積累，因此可以進行長距離傳輸。調(diào)制特性因模式而異。因此，在選擇數(shù)字調(diào)制模式時，有必要用在接收機輸入具有特定誤差概率的情況下，每比特信號能量與噪聲頻譜功率密度之間的關系、調(diào)制方案在有限帶寬內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)的能力、比特錯誤率等技術指標來描述調(diào)制的特點。它們根據(jù)調(diào)制的模式和光源之間的關系來劃分。一種光的輸出幅度往往如載體般不斷,通過光信號，載波調(diào)制器調(diào)制的頻率和相位調(diào)制,優(yōu)點是簡單,但是載流子調(diào)制率和高價格限制性能退化。調(diào)制器被外部調(diào)制模式所需，且復雜，但提供了卓越的調(diào)制性能，特別適用于高速應用。最常用的在光纖通訊應用是基帶強度直接調(diào)制、載波強度的調(diào)制和光源數(shù)字的調(diào)制，外加高部調(diào)制。圖2-3光發(fā)射機組成Picture2-3Thelighttransmitteriscomposed1.1.2光接收機光接收機的定義:在進行光纖通信的系統(tǒng)中,光接收器的主要作用之一就是為了恢復最高頻率的信息傳播載體光在進行光纖通信后附加了最低的噪音和失真,因此光接收器的輸入和特性在其輸出頻率和穩(wěn)定性上得到了反映。

光接收器的主要功能就是檢測到被傳輸?shù)姆浅Ｈ豕庑盘?并在初始傳輸信號中對其進行放大、成像和再生。它的關鍵組成部分如下圖所示:光電檢測器,它的一個關鍵功能就是通過光電效應將檢測到的光信號轉化成電子信號。在光傳感器通訊系統(tǒng)中,對于光電式探測器技術的要求主要有三個:靈敏度高、噪聲少、成本低、可靠性好。到目前為止,光通訊系統(tǒng)中使用最寬泛的一種光電檢測器,它就是PIN光電二極管。原因之一就是相同特征的引腳與APD相比,引腳更便宜,噪音更小。光學接受系統(tǒng)中所有接受天線的功能都是通過接收和集中于探測器的表面上傳播至空間的發(fā)射光場。信號處理:在空間光學通信系統(tǒng)中，光傳感器的接收信號非常弱，再加上高背景噪聲，可能導致接收機的信號比<1。所以信號處理是非常重要的。通常的測量方法是:首先，在光通道中，接收信號通過窄帶濾波器處理，以防止背景光的干擾。光學濾波器的基本類型是吸收濾波器、干涉濾波器、雙折射濾波器和新的核磁共振濾波器。第二，在電信信道上，photodetector的弱電子信號被轉換成電壓信號，通過主放大器放大，使用前一個放大器。然后通過濾波等方法對信號進行配置和處理，最終通過時鐘提取、電路決策和電路解碼等方法恢復信息。在光纖通訊系統(tǒng),接收光的功用是恢復信息傳遞載體光在光纖傳播后附加最低噪音和失真,因此光接收器的輸出特性反映了整個光纖通信系統(tǒng)的性能。光發(fā)射機發(fā)出的光信號傳輸后，不僅振幅減小，脈沖波形也增大。(1)光電式探測器的特點就是一種把光信號變?yōu)殡娦畔⒌臋C械。光電式檢測技術發(fā)展過程中的一個重要基本原則就是對光的吸附。至今,光通信系統(tǒng)中使用最廣泛的一種光電探測儀就是PIN光電二極管。因為同一個性能引腳與APD進行對應,引腳更便宜,噪音更小。(2)光學接收系統(tǒng):光探測器接收到微弱光信號的前面部分，并將其轉換為電信號，然后由低噪聲放大器放大微小的電信號，生成光敏二極管進行進一步放大，并對該主放大器進行處理。在接收器中，接收天線的功能是捕捉和集中在探測器表面空間中傳播的光場。(3)信號處理:在空間光學通信系統(tǒng)中，光感受器接收到的信號會十分微弱，加上高背景噪聲場的干擾，也許導致接收機的信噪比S/N<1。因此，信號處理是十分關鍵的。一般用到的措施是:首先，在光通道中，用窄帶濾波器處置接收到的光信號，以抵抗背景寄生光的數(shù)千次干擾。光接收器的數(shù)據(jù)檢索恢復部分包括評估電路和時鐘恢復電路，其任務是在數(shù)字信號離開均衡器時，從輸出的上余弦中恢復波形信號。圖2-4光接收機組成Picture2-4Thelightreceiveriscomposed1.3模擬光端機與數(shù)字光端機(1)光終端模擬是會發(fā)射信號振幅調(diào)制,頻率或階段,叫振幅調(diào)制,調(diào)制頻率和相位調(diào)制方式分別調(diào)制,然后電信號調(diào)頻變成一個光學信號。光信號在接收器中轉換成電信號，并被解調(diào)以恢復圖像、語音或數(shù)據(jù)信號。即在高頻載波信號中調(diào)節(jié)視頻、音頻和數(shù)據(jù)的振幅，使高頻載波信號的振幅隨視頻、音頻和數(shù)據(jù)的振幅而變化。光學終端是數(shù)字化過程的照片、語音和數(shù)據(jù)信號會傳遞。在接收機一側，光信號變成電信號，高速信號分解成多個低速信號。最后，數(shù)據(jù)信號變成了圖像、語音和數(shù)據(jù)信號。接收光端機再將數(shù)字編碼進行數(shù)字一模擬轉換,恢復成原始的基帶的語音或者視頻信號。(2)模擬光終端采用分頻多路復用，電路數(shù)據(jù)或電路音頻最多。路徑數(shù)據(jù)和路徑音頻不能同時重用。此外，啟動困難，互調(diào)干擾嚴重。數(shù)字光學終端充分利用帶寬和光纖的大容量，通過光的波長傳輸特定的視頻帶寬。如果是燈的帶寬，一個波長在電路中傳輸視頻，很容易在沒有干擾的情況下大容量播放。(3)線性關系的模擬信號的振幅的變化如果在振幅,頻率變化的信號攜帶階段因來文體是一個接一個變?yōu)槟M終端質(zhì)量的關鍵由于調(diào)制振幅、頻率和階段。到目前為止，很難實現(xiàn)真正的線性調(diào)制。光學信號的非線性也是一個非常重要的因素，光學器件的非線性對環(huán)境溫度的變化、工作電壓的穩(wěn)定性和光的發(fā)射功率有很大的影響。光在熱的一天在生產(chǎn)設備老化周期,與老齡化等選舉過程中,測試人眼中的恐怖分子是另一個人眼變成長途光纖的光信號的,導致失真的信號強度,減少傳輸?shù)念l率,相位漂移,色散效應也導致畸變前臺,還接收光信號的非線性失真。起光伏轉換的模擬信號進入解調(diào)，解調(diào)與調(diào)制一樣，產(chǎn)生非線性失真。簡而言之,輸入光信號從一個光傳輸轉換解調(diào)這個轉換過程,叫做非線性扭曲,這些信號畸變失真是固有的光機。刪除數(shù)據(jù)質(zhì)