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光纤通信的主要优点,光纤贵吗?


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光纤通信系统简述
 近现代光通信的真实发展趋势则仅仅近三四十年的事,在其中起主导地位的是激光发生器和光纤的问世。最先是1960年Maiman创造发明了红宝石激光器,激光发生器造成的强相干光为当代光通信出示了靠谱的灯源。这类单光波长的激光器具备一般电磁波相同的特点,可对其解调而带上信息内容。运用激光器的初期光通信都是根据空气传送的。但迅速发觉,很多要素如雾、雨、云,乃至二队不经意掠过的鸟,都是干挠纳米的散播,因此只有作短路线通信用c显而易见,必须这种像频射或微波通信的电缆线或光波导入的那般的纳米通讯传输线,以摆脱这种影响,保持信息内容的远距离平稳传送。

 1965年,E.Miller报道了出金属材料中空管外一连串镜片组成的镜片光光波导入的.可防止空气传送的缺陷,但田其构造太繁杂且精密度规定太高而不可以好用。而与此同时,光导纤维的科学研究已经扎扎实实开展。早就在1951年就创造发明了诊疗用玻纤,但这类初期的光导纤维耗损很大(超过1000dB/km),也不可以做为光通信的传送媒质.1966年,C.K.Kao和G.A.Hockman发布了对光纤通信发展趋势具备历史时间实际意义的知名毕业论文。她们在剖析了导致光纤传输耗损高的关键缘故后强调,如能彻底去除夹层玻璃中的残渣,耗损就可降至20dB/km——等于同轴线的水准,那麼,光纤就能用来开展光通信。在这类预期的鼓动下,Corning企业总算在1970年制成了20dB/km耗损的光纤,进而为光纤通信的发展趋势摊平了路面。对光纤谱特点的科学研究发觉,它有3个低损耗的传送对话框,即850nm的短光波长对话框和1300nm、1500nm的长光波长对话框。然后,随之新的生产制造方式的出現及技术水平的不断提升,光纤耗损持续减少。到1979年,单模光纤在1550nm光波长的耗损已降至0.2dB/km,贴近方解石光纤的基础理论耗损極限。
 并且纳米頻率高,光纤的网络带宽資源亦非常丰厚,是一切别的传送媒质无可比拟的。能够 那样说,光纤是通讯工作人员可望不可及的理想化传送媒质,有几近极致的质量:
 基本上是無限的网络带宽;
 基本上是零的耗损:
 基本上为零的数据信号失帧
 基本上为零的输出功率耗费
 基本上为零的原材料耗费
 基本上为零的占据室内空间
 基本上为零的价钱。
 因而,光纤是信息高速公路基本,开辟现如今信息革命的新世界。
 在光纤耗损持续减少的同时,灯源科学研究的进度亦十分迅速。1962年,GaAs半导体材料激光二极管(LD)面世,代表当代光通信拥有小容积的髙速灯源。GaAs-LD的发射点光波长为870nm,在夹杂铝右移来到光纤的短光波长低损耗对话框。之后,GaAs-LD又保持了室内温度长期工作中。运用四元系铝合金InGaAsP生产制造出了1300nm及1550 nm的LD灯源。因为LD 价格昂贵,合适光纤通信的亮度高LED也研发了出去。那样,随之合乎光纤传输规定,各种各样光波长、效率高、寿命长、高速率半导体材料灯源的研制,光纤通信的产品化及大发展趋势已成顺理成章。 LD輸出进到单模光纤的输出功率约为1mW。在光纤通信中又常见dBm做为功率单位,它要以1mW为标准、用dB表达的相对性输出功率尺寸。
 除此之外,在光接收机的科学研究层面,各种各样光波长范畴的效率高、高速率半导体材料光电转换器件(如APD、PIN)也相继面世。1973年,S.D.Personick发布了相关PCM大数字光接收机剖析的毕业论文,处理了当代光纤通信系统中光接收机的设计构思难题。大数字接收机的敏感度是很高的,如2.5Gb/s的信早时达到-30 dBm(1微瓦)。那未针对好像不大的1mW推送输出功率,光纤耗损为0.2dB/km时,仅从耗损来讲的传送间距就达到100km左右。
 除此之外,为了实现系统软件运用的必须,各种各样光无动能(如光纤主题活动联接据、光衰减器、光波分复用器、信号隔离器及分路器等)及专用型实验仪器(如光纤嫁接机、时域反射面计、光功率计等)也相继配套设施商业。
 1974年上下,很多國家开展了各种各样房间内的光纤通信传送试验,1976年之后出現了各种各样好用的光纤通信系统,1980年美国电报电话公司的45Mb/s光纤通信系统FT-3保持商业。从20新世纪80时代起进到了光纤通信髙速发展趋势的時期,亲身经历了从短光波长到长光波长、从多模光纤到单模光纤、从低速度到高速率的发展趋势全过程。迄今,商业光纤通信系统的发展趋势已亲身经历第四代,即850nm光波长多模光纤的第1代系统软件(1980-)、1300nm光波长单模光纤的第2代系统软件(1983-)、1550nm单模光纤单频激光发生器的三代系统软件(199l-)及选用光放大仪的四代系统软件(1995-)。全球已铺装的光缆全长达几干万多公里,在我国亦铺装了数万千米,产生了覆盖全国、全球的陆上及深海光纤网。从2.5-10Gb/s的系统软件均已产品化并很多运用,40Gb/s的快速光纤通信技术进度亦十分迅速。图为通讯系统容积的发展趋势图,看得见只能选用了光纤通信后才保持指数值式的提高。
 以便充分运用光纤的网络带宽发展潜力,摆脱光纤耗损及色折的影响、增加中继间距、扩张传送容积及控制成本,始终是光纤通信的发展规划。各种各样光纤通信新技术应用持续出現,系统软件的码速间距积再三提升.基本上每4年提升1个量级。这种新技术应用包含:
 (1)有源及无源光元器件、系统软件端机的一体化与模块化设计,提升速度与特性.简单化构造控制成本,是系统软件发展趋势最关键的技术性基本;
 (2)波分复用(WDM,Wavelength Division Multiplexing)技术性,保持单条光纤上快速、超大型容积传送;
 (3)光放大仪技术性,特别是在是掺饵光纤放大器(EDFA,Erbium-Doped Fiber Amplifier)及光放大仪在远途主干线系统软件及其客户分派系统软件中的运用;
 (4)孤子通讯技术;
 (5)髙速光纤网技术性,全光网技术性等。
 发展趋势这种新技术应用的服务宗旨,全是为了方便考虑日益突出的信息内容要求。在其中,WDM技术性与光放大仪处术的极致融合,极大地提高了光纤通信系统的特性与通讯容积,变成当代光通信技术的闪耀耀眼明珠,通往全光通信网的公路桥梁。
 大数字光纤通信系统的基础构造如图所示6.1.5图示,它包含PCM端机、键入插口、光发送机 (Tx)、光纤路线、光中继器、輸出插口及光接收机(Rx)等。
 1个典型性的点--点光纤通信系统(如圖)包括接收信息内容电端机、光推送接收端机、传送光纤等几一部分。从光发送机到光接收机是光信息内容的传送安全通道,称之为光无线信道,其每日任务是把信息内容靠谱合理地从始端传输到终端设备。各一部分的功效给出:
 (1)PCM电端机 需传送的信息内容数据信号包含声音、图象及电子计算机统计数据等,电端机就是说基本电通讯中的载波机、图象机器设备及电子计算机等智能终端。对数字通信而言,数据信号在电端机需要开展A/D及D/A变换,转换成模拟信号。
 (2)光发送机 包含灯源(LD或LED)以及光耦电路,电端机来的电子信号经编号后解调灯源,造成乘载信息内容的光信号,进行电--光(E/O)变换。
 (3)传送光纤或光缆 将灯源发射点的光信号传输到远方的接收端,它能够 是多模光纤或单模光纤。
 (4)光接收机 进行光--电(O/E)变换。接受的光信号由光探测器检验转化成电子信号,随后变大解调、裁定再造,送进电端机修复出原数据信号。

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