3.1 光纤通信概述-高一《通信技术基础》同步教学课件 （电子工业出版社·第3版）

通信技术基础(第三版） 第一节概述（第9课时） 第三章 光纤通信 1 3.1概述 2 目录 Content 3.1.1 光波的波段划分 3.1.2 光纤通信系统的基本构成 3.1.3 光纤通信的发展 3 光纤全称为光导纤维，它是一种能够通光的直径很细的透明玻璃丝，是一种新的传输介质。光纤通信是以光波为载波，以光导纤维为传输媒质的激光通信，即将要传输的电话、电报、图像、数据等信号先变成光信号，再经由光纤进行传输或在本地进行光交换的一种通信方式 光波的波段划分 3.1.1 5 3.1.1光波的波段划分 光波是电磁波，光波范围包括红外线、可见光、紫外线，其波长范围为：300μm～6×10−3μm。 可见光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的连续光波组成，其中红光的波长最长，紫光的波长最短。波长再短就是X射线、γ射线。 电磁波波谱图如右图所示。 3.1.1光波的波段划分 光纤通信所使用的波长范围是在近红外区，即波长在0.8~1.8μm。 0.8~0.9μm称为短波长，1.0~1.8μm称为长波长。 光纤通信所采用的三个实用的通信窗口是短波长段的0.85μm、长波长段的1.31μm和1.55μm。 光纤通信与电通信方式的主要区别如下：一是以很高频率的光波作为载波传输信号，二是用光导纤维构成的光缆作为传输介质。 在光纤中期主导作用的是产生光波的激光器和传输光波的光导纤维。 3.1.1光波的波段划分 光纤通信的优点： 1.传输频带宽、通信容量大 2.损耗低、中继距离远 3.不受电磁干扰，无串话，保密性强 4.线径细、重量轻 5.资源丰富，节约有色金属和原材料 6.抗化学腐蚀 7.容易均衡 光纤通信的缺点： 如光纤质地脆、机械强度低； 要求比较好的切断、连接技术； 分路、耦合比较麻烦等。 但这些问题随着技术的不断发展，都是可以克服的。 光纤通信系统的基本构成 3.1.2 9 3.1.2光纤通信系统的基本构成 普遍采用的是数字编码强度调制——直接检波通信系统 3.1.2光纤通信系统的基本构成 强度调制，是指用被传输的电信号直接去调制光源的光强（光强指单位面积上的光功率），使之随信号电流线性变化。直接检波是指信号在接收机的光频上检测为电信号。 发送光端机将发送的电信号转换成光信号，然后将光信号耦合到光纤或光缆中传输。发送光端机主要由驱动器和光源组成。 光源采用半导体激光器（LD）或半导体发光二极管（LED）。 LD发出的是激光，LED发出的是荧光。 3.1.2光纤通信系统的基本构成 接收光端机将接收到的光信号转换成电信号。它也由两部分构成：光检测器和放大电路。 在光纤通信中，常用半导体光电二极管（PIN）和雪崩光电二极管（APD）作光检测器，前者无增益，而后者是有增益的。 光缆的作用是将光定向传输到接收端，完成信息传输任务。 3.1.2光纤通信系统的基本构成 光中继器主要由光检测器、判决再生和光源组成，它兼有收、发光端机两种功能。光信号经光纤或光缆的长距离传输后，光能量被衰减，波形发生畸变。为保证通信质量，光中继器将收到的微弱光信号变换成电信号，经过判决再生处理后，又驱动光源产生光信号，将光信号耦合到光纤或光缆线路中继续传输。 光中继器的作用： 1.补偿受到损耗的光信号； 2.对已经失真的信号进行整形。 3.1.2光纤通信系统的基本构成 在光纤通信中常用的线路码型很多，大体上可分为两类：mBnB码和插入比特码。 1.mBnB码 mBnB码又称为分组码，它是将输入码流中每m比特码归为一组，然后变换为n比特（n>m），由于变换后码组的比特数比变换前大，致使变换后的码流有了“富裕”，因此在码流中除了可传送原来信息外，还可传送与误码检测有关的信息。 在光纤通信中常用的是5B6B码，即将信码流中每5位码元分为一组，每组再编为6位码。这种编码通过在26＝64种6位码中适当选中25＝32种5位码组分别代表不同的信息内容，使其具有一定的误码检测能力，适合在光纤中传输。 3.1.2光纤通信系统的基本构成 2.插入比特码 这种码型是将信码流中每m比特划为一组，然后在这一组的末尾插入一位具有一定功能的比特码。根据所插入码的功能不同，这种码型又可分为以下三种形式： ① mB1P码：这种码在每m比特后插入一个奇、偶校验码，称为P码。当m位码内的“1”的个数为奇数时，插入P码为“1”，把原码校正为偶数码；当m位码内的“1”的个数为偶数时，插入P码为“0”，保持原码为偶数码。当然也可采取保持每个码组内“1”的个数为奇数的方式。 3.1.2光纤通信系统的基本构成 现以每个码组内“1”的个数是偶数为例，列举8B1P码型如下： …… 11010