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傳送網(wǎng)的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)主要包括有線通信技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)兩大類，有線通信的典型代表是光纖通信，無(wú)線通信的典型代表是移動(dòng)通信、微波通信和衛(wèi)星通信。

本章主要講述光纖通信系統(tǒng)中光纖的基本理論和概念;半導(dǎo)體光源和檢測(cè)器的基本原理和特性;光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)的組成和原理;光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成和光纖通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)以及光纖通信新技術(shù)。

1、電磁波譜

       信息的傳輸是以電磁波為媒介進(jìn)行的。電磁波的波譜很寬，如圖1所示。通信所用的波段是在波長(zhǎng)為千米至微米數(shù)量級(jí)范圍。由于通信的容量與電磁波頻率成正比例的增大，所以探索將更高頻率的電磁波用于通信技術(shù)是人們追求的目標(biāo)。各種頻段電磁波的劃分和常用傳輸媒質(zhì)如表1所示。

圖1電磁波譜 

表1電磁波波段劃分和常用傳輸媒質(zhì)

2、光纖通信系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

       光纖通信是以光波為載波、以光纖(即光導(dǎo)纖維)為傳輸媒質(zhì)的通信方式。

       光纖通信系統(tǒng)的基本組成如圖9.2所示，它包括了電收發(fā)端機(jī)、光收發(fā)端機(jī)、光纖光纜線路、中繼器等。

圖2     光纖通信系統(tǒng)組成

       圖2給出的是一個(gè)單向傳輸?shù)南到y(tǒng)，反向傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)是相同的。在發(fā)送端，電發(fā)送端機(jī)對(duì)來(lái)自信息源的信號(hào)進(jìn)行處理，如模/數(shù)變換、多路復(fù)用等。它是常規(guī)的通信設(shè)備。經(jīng)過(guò)處理的信號(hào)送至光發(fā)送端機(jī)。光發(fā)送端機(jī)內(nèi)有光源，如半導(dǎo)體激光器。在光發(fā)送端機(jī)對(duì)光源的光載波進(jìn)行調(diào)制，把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，并且耦合到光纖中去，通過(guò)光纖將光信號(hào)傳輸至接收端。光接收端機(jī)內(nèi)有光檢測(cè)器，如光電二極管。在光接收端機(jī)對(duì)經(jīng)過(guò)光纖傳輸過(guò)來(lái)的微弱的光信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大、整形、再生后，輸入到電接收端機(jī)，在電接收端機(jī)恢復(fù)成原信號(hào)。對(duì)于長(zhǎng)距離的光纖通信系統(tǒng)，為了補(bǔ)償光纖線路損耗和色散造成的信號(hào)衰減和畸變的影響，每隔一定距離需要接入中繼器，其作用是把經(jīng)過(guò)衰減和畸變的光信號(hào)放大、整形、再生成一定強(qiáng)度的光信號(hào)，送入光纖繼續(xù)傳輸，以保證整個(gè)系統(tǒng)的通信質(zhì)量。

        光纖通信系統(tǒng)中由于釆用了電一光、光一電的變換，可以采用光纖而不是電纜來(lái)傳輸信號(hào)。因?yàn)楣饫w的帶寬和損耗性能比電纜要優(yōu)越得多，即光纖的帶寬比電纜要寬、損耗比電纜要小，因而光纖通信系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。系統(tǒng)不但可以在長(zhǎng)途干線上發(fā)揮作用，而且在本地網(wǎng)、接入網(wǎng)等傳輸網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛的應(yīng)用。

       光纖通信系統(tǒng)由于采用了光纖傳輸信號(hào)實(shí)現(xiàn)通信，因此，和其他通信系統(tǒng)相比具有一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)主要如下：

（1）頻帶寬，通信容量大

       現(xiàn)在單模光纖的帶寬可達(dá)1.5THz•km量級(jí)，有著極大的傳輸容量。值得提出的是：光纖具有極寬的潛在帶寬。如將光纖的低損耗和低色散區(qū)做到1.45-1.65Mm波長(zhǎng)范圍，則相應(yīng)的帶寬為25THz。

（2）傳輸損耗低，中繼距離長(zhǎng)

       光纖的傳輸損耗很低，石英光纖在1.55jzm波長(zhǎng)處的傳輸損耗已可以做到0.2dB/km,甚至達(dá)0.15dB/km,這是以往任何傳輸線都不能與之相比的。損耗低，無(wú)中繼傳輸距離就長(zhǎng)。一般光纖通信系統(tǒng)的無(wú)中繼傳輸距離為幾十公里，甚至可達(dá)一百多公里，比電纜系統(tǒng)的中繼距離大很多。

（3）抗電磁干擾

       大多數(shù)光纖是由石英材料制成的，它不怕電磁干擾，也不受外界光的影響。強(qiáng)電、雷電等也不會(huì)影響光纖的傳輸性能，甚至在核輻射的環(huán)境中光纖通信也能正常進(jìn)行。這是電通信所不能比擬的。因此光纖通信在許多特殊環(huán)境中得到了廣泛的應(yīng)用。

（4）光纖通信串話小，保密性強(qiáng)，使用安全