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光纤通信系统的基本组成是什么?光纤通信系统组件介绍

导读 大家好,我是本栏目的编辑。光纤通信系统的基本组成是什么?(1)光发射机光发射机是能够实现电 光转换的光发射机和光接收机。它由光源、驱动

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大家好,我是本栏目的编辑。光纤通信系统的基本组成是什么?

(1)光发射机

光发射机是能够实现电/光转换的光发射机和光接收机。它由光源、驱动器和调制器组成。它的功能是通过来自电端子的电信号调制光源发出的光波,然后将调制后的光信号耦合到光纤或光缆进行传输。电子终端是传统的电子通信设备。

(2)光接收器

光接收机是实现光/电转换的光收发器。它由一个光探测器和一个光放大器组成。它的作用是通过光探测器将光纤或光缆传输的光信号转换成电信号,然后通过放大电路将微弱的电信号放大到足够的电平,再送到接收端的电端进行引流。

(3)光纤或光缆

光纤或光缆构成了光的传输路径。其功能是将发送方发出的调制光信号经光纤或光缆长距离传输后耦合到接收方的光探测器上,完成信息的传输任务。

(4)中继器

中继器由光电探测器、光源和决策再生电路组成。它有两个作用:一是补偿光信号在光纤中传输时的衰减;另一个是波形失真附近的脉冲。

(5)无源器件,如光纤连接器和耦合器

光纤或光缆的长度受光纤拉丝工艺和光缆施工条件的限制,光纤的拉丝长度是有限制的(例如1Km)。因此,可能存在多个光纤连接在一条光纤线路中的问题。因此,光纤之间的连接以及光纤和光收发器之间的连接和耦合对于使用无源器件(如光纤连接器和耦合器)至关重要。

备用系统和辅助设备

为了保证系统的畅通,通常会设置一个备用系统,就像备份磁盘一样。正常情况下,只有主系统工作,一旦主系统出现故障,可以立即切换到备用系统,从而保证通信的畅通和正确。

辅助设备是系统的完善,包括监控管理系统、官方通讯系统、自动切换系统、报警处理系统、供电系统等。

其中,监控管理系统可以自动监控组成光纤传输系统的各种设备的性能和工作状态,自动报警和处理故障,自动控制保护倒换系统。对于具有多个中继站的长途通信线路和具有多方向、多系统接入的线路维护中心局,集中监控是必要的维护手段。

现代光通信的真正发展只是在过去三四十年,其中起主导作用的是激光和光纤的诞生。首先,麦曼在1960年发明了红宝石激光器。激光产生的强相干光为现代光通信提供了可靠的光源。这种单波长激光器具有与普通无线电波相同的特性,并且可以被调制以携带信息。早期使用激光的光通信也是通过大气传输的。但很快就发现,雾、雨、云,甚至一群偶然飞行的鸟等多种因素都会干扰光波的传播,因此只能用于短距离通信。显然,需要像用于射频或微波通信的电缆或波导这样的光波通信传输线来克服这些影响,并实现信息的长距离和稳定传输。

1965年,E.Miller报道了一种在金属空心管中由一系列透镜组成的透镜光波导,可以避免大气传输的缺点,但其结构过于复杂,精度过高,难以实用。另一方面,光纤的研究正在扎实开展。医用玻璃纤维早在1951年就发明了,但这种早期的光纤损耗太大(超过1000dB/km),不能作为光通信的传输介质。1966年,高锟和霍克曼发表了一篇对光纤通信发展具有历史意义的著名论文。在分析了光纤传输损耗高的主要原因后,他们指出,如果玻璃中的杂质能够完全去除,损耗可以降低到相当于同轴电缆的20dB/km——的水平,那么光纤就可以用于光通信。在这种期待的激励下,康宁公司终于在1970年生产出了20dB/km损耗的光纤,从而为光纤通信的发展铺平了道路。通过研究光纤的光谱特性,发现它有三个低损耗的传输窗口,即850纳米的短波长窗口和1300纳米、1500纳米的长波长窗口。然后,随着新的制造方法的出现和技术水平的不断提高,光纤的损耗不断降低。到1979年,单模光纤在1550纳米波长下的损耗已降至0.2dB/km,接近应时光纤的理论损耗极限。

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