光纤通信第二版课后答案顾畹仪

1、光纤通信第二版课后答案顾畹仪【篇一：光纤通信系统中常用的调制方法】txt 一 光纤通信概况1. 发展1966 年，美籍华人高锟和霍克哈姆发表论文，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的大门，引起了人们的重视。1970 年，美国康宁公司首次研制成功损耗为20db km 的光纤，光纤通信时代由此开始。由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业内人士青睐，发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从1980 年到 2000 年增加了近一万倍，传输速度在过去的10 年中大约提高了100 倍。2. 基本组成光纤通信系统是以光为载波，利用纯度极高的玻

2、璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介，通过光电变换，用光来传输信息的通信系统。最基本的光纤通信系统由光发射机、光纤线路和光接收机组成，具体如下图所示二 光调制与解调1. 基本概念类似于电通信中对高频载波的调制与解调，在光通信中叶对光信号进行调制与解调。不管是模拟系统还是数字系统，输入到光发射机带有信息的电信号，都通过调制转换为光信号。光载波经过光纤线路传输到接收端，再由接收机通过解调把光信号转换为电信号。2. 常用的调制方式根据调制和光源的关系，光调制可分为直接调制和间接调制两类。直接调制方法是把要传送的信息转变为电信号注入 ld 或 led ，从而获得相应的光信号，是采用电源调制的方法。间接调

3、制是利用晶体的光电效应、磁光效应、声光效应等性质来实现对激光辐射的调制，有电光调制、磁光调制、声光调制、电吸收效应和共振吸收效应等。本文将详细介绍现在常用的是电光调制和声光调制两种。三、调制方式的详细介绍1. 直接调制（ 1）调制原理直接对光源进行调制，通过控制半导体激光器的注入电流的大小来改变激光器输出光波的强弱。传统的 pdh 和 2.5gbit/s 速率以下的 sdh 系统使用的 led 或 ld 光源基本上采用的都是这种调制方式。(2) 优缺点a. 优点：结构简单、损耗小、成本低。b. 缺点：由于调制电流的变化将引起激光器发光谐振腔的长度发生变化，引起发射激光的波长随着调制电流线性变化

4、，这种变化被称作调制啁啾，它实际上是一种直接调制光源无法克服的波长（频率）抖动。啁啾的存在展宽了激光器发射光谱的带宽，使光源的光谱特性变坏，限制了系统的传输速率和距离。（ 3）应用场合宽带， 3g 蜂窝技术，军用设备，测试测量的应用。(4) 有关产品a. 法国 3s 推出 1915 lma直接调制模拟激光器，具有rin 低，输出功率 10mw,工作带宽从 10mhz 到 20ghz ，成本低等特点，适合针对各种射频光传输系统应用。b. e1 接口光纤 modem ，e1 光纤 modem是将非成帧或成帧的e1数据信号直接调制到单模或多模光纤上传输，用户可选择任意 fe1 时隙。适用于在不同光纤

5、链路上传输带内管理通道，可以和 v.35 光纤modem 或以太网光纤 modem 成对使用。是世界首个以直接调制方式实现远距离传送的 10gbps 光收发器。2. 声光调制（ 1）调制原理利用光波被介质中的超声波衍射来实现的。声光调制器包括光介质、电声换能器等部分。调制电信号加在由某些压电晶体（如石英、铌酸鋰等）做成的电声换能器上，转换为超声波；当超声波在声光介质中传播时，介质密度将会发生疏密交替的变化，相当于一个条纹间隔等于超声波波长的衍射光栅。使得通过介质的光波强度、频率和方向都将随超声波发生变化，即起到了调制的作用。目前主要有两种声光调制器：自由空间声光调制器和光纤耦合声光调制器。(2

6、) 优缺点a. 优点：有更小的体积、重量和更好的输出波形，可以获得较高的对比度，所需要的驱动功率也远比电光调制小。比直接调制技术有高得多的调制频率，有更高的消光比（一般大于 1000 ：1），更低的驱动功率，更优良的温度稳定性和更好的光点质量以及低的价格(4) 有b. 缺点：它的调制带宽不如电光调制。（ 3）应用场合a. 预(光)刻伺服磁道技术的研究，利用激光微斑记录特性使磁盘存储器的道密度得到大幅提高，而在预 (光)刻伺服录写装置中，一个重要的任务就是对激光束进行光强调制集光脉冲调制。而通常采用的既是声光调制。b. 激光印刷机中，激光束的偏转调制器就是应用声光调制布拉格衍射原理实现的。利用高

7、频驱动电路可以产生高频电振荡，通过超声转换能器形成超声波，通过快速控制超声波，实现声光器件调制激光束的目的。c. 在军事上，它也有广泛应用。例如一种新式探测器:雷达波谱分析器。空军飞行员可以利用它分析射到飞机上的雷达信号来判断飞机是否被敌方跟踪。外来的雷达信号与本机内半导体激光器产生的振荡信号经混频，放大后，驱动声光调制器，产生超声波，当外来信号变化时，超声波长也变化，衍射光的角度也变化，反映在二极管列阵上，我们可以很容易的识别敌方雷达信号。关产品a. 美国 cti 公司生产的声光调制器 aom ，用于调节与控制激光的光强。b. 光纤耦合声光调制器（全光纤声光调制器） 3. 电光调制（ 1）调

8、制原理电光调制是基于线性电光效应（普克尔效应）即光波导的折射率正比于外加电场变化的效应。电光效应导致的相位调制器中光波导折射率的线性变化，使通过该波导的光波有了相位移动,从而实现相位【篇二：光纤通信技术课程教学大纲】txt 适用专业：适用对象：学 时 数：通信工程 本科 48编写日期：2015.10 执 笔： 刘世安 审 核：一、本课程的性质、任务和基本要求光纤通信技术课程是通信工程专业的一门专业必修课。光纤通信已成为现代通信的支柱， “信息高速公路 ”的骨干，电信网的光纤化已是大势所趋，光纤通信在当今世界上得到了广泛的应用，光纤通信作为一种新技术、新发展，它将推动人类社会的文明进步和发展。作

9、为电子信息专业和相关专业的学生，光纤通信课程的学习将有重要作用。本课程的任务是使学生在光纤通信方面具有一定的基础知识，掌握光纤通信系统的组成、特性、应用及发展方向，使该专业毕业生在工作中具有利用光纤通信技术开发产品和解决实际问题的基本能力。通过光纤通信技术课程的学习，对学生提出如下要求：了解光纤通信系统的发展，掌握光纤通信系统的基本组成；理解光纤的传输原理和特性，光纤特性的测量方法；掌握光源、光检测器和光无源器件的类型、原理和性质，并能根据实际工程需要选择合适的器件。了解光端机（光发射机和光接收机）的组成和特性；了解数字光纤通信系统和模拟光纤通信系统；掌握 sdh 技术；理解光纤通信的若干新技

10、术，光纤通信网络等知识，为进一步学习与使用光纤通信技术和设备打下基础。本课程的基础课程是模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、通信原理、通信电路。二、教学内容与要求（一）概论教学内容要点：（ 1）光纤通信发展的历史和现状（ 2）光纤通信的优点和应用（ 3）光纤通信系统的基本组成（二）光纤和光缆1、光纤结构和类型教学内容要点：（1）光纤结构（ 2）光纤类型2、光纤传输原理教学内容要点：（ 1）几何光学方法 （2）光纤传输的波动理论 3、光纤传输特性教学内容要点：（ 1）光纤色散 （2）光纤损耗 （3）光纤标准和应用 4、光缆教学内容要点：（ 1）光缆基本要求（ 2）光缆结构和类型（ 3）光缆特

11、性 5、光纤特性测量方法教学内容要点：（ 1）损耗测量（ 2）带宽测量（ 3）色散测量（ 4）截止波长测量（三）通信用光器件1、光源教学内容要点：（ 1）半导体激光器工作原理和基本结构 （2）半导体激光器的主要特性 （3）发光二极管（ 4）半导体光源性能和应用2、光检测器教学内容要点：（ 1）光电二极管工作原理 （2） pin 光电二极管（ 3）雪崩光电二极管 （ 4）光电二极管性能和应用3、光无源器件教学内容要点：（ 1）连接器和接头（ 2）光耦合器（ 3）光隔离器与光环行器（ 4）光调制器、光开关（四）光端机1、光发射机教学内容要点：（ 1）基本组成（ 2）调制特性（ 3）调制电路和控制电

12、路 2、光接收机教学内容要点：（ 1）基本组成（ 2）噪声特性（ 3）误码率（ 4）灵敏度 3、线路编码教学内容要点：（1）扰码（ 2） mbnb 码（ 3）插入码（五）光纤通信系统1、模拟光纤通信系统 调制方式教学内容要点：（ 1）模拟基带直接光强调制 （2）模拟间接光强调制（ 3）频分复用光强调制 模拟基带直接光强调制光纤传输系统教学内容要点：（ 1）特性参数 （2）光端机 （ 3）系统性能 副载波复用光纤传输系统教学内容要点：（ 1）参数特性 （2）光端机 （ 3）光链路性能 2、数字光纤通信系统 系统的性能指标教学内容要点：（ 1）参考模型 （2）主要性能指标 （ 3）可靠性 系统的设

13、计教学内容要点：（ 1）中继距离受损耗的限制 （2）中继距离受色散的限制 （3）中继距离和传输速率（六） sdh 技术1、sdh 概述教学内容要点：（ 1） pdh 存在的问题（ 2）sdh 的概念和特点 2 、 sdh 的帧结构和复用步骤教学内容要点：（ 1） sdh 的帧结构（ 2）sdh 的复用结构（ 3）映射、定位和复用的概念（ 4）sdh 的复用步骤3、sdh 开销和指针教学内容要点：（ 1）段开销（ 2）通道开销（ 3）指针 4、 sdh 设备5、sdh 网络结构和 sdh 自愈保护教学内容要点：（ 1） sdh 网络拓扑结构（ 2）sdh 自愈保护 6、光接口类型和参数教学内容要

14、点：（1）光接口类型（ 2）光接口参数7 、sdh 网同步教学内容要点：（ 1）网同步的工作方式（ 2）我国数字同步网的网络结构（ 3）sdh 网同步结构8、sdh 管理网教学内容要点：（ 1） sdh 网管的基本概念（ 2） sdh 网管接口（ 3） sdh 网管功能 9 、sdh 网络传输性能教学内容要点：（1）误码性能（ 2）可用性参数（ 3）抖动和漂移性能（七）光纤通信新技术1、edfa教学内容要点：（ 1）掺铒光纤放大器工作原理（ 2）构成和特性 2、光波分复用原理教学内容要点：（1）光波分复用原理（2）wdm 系统的基本结构（ 3）光滤波器与光波分复用器3、光交换技术教学内容要点：

15、（ 1）空分光交换（ 2）时分光交换（ 3）波分光交换4、光孤子通信教学内容要点：（ 1）光孤子的形成（ 2）光孤子通信系统的构成和性能 5、光通信技术教学内容要点：（ 1）相干检测原理（ 2）调制和解调（ 3）误码率和接收灵敏度 6、光时分复用技术教学内容要点：（ 1）光时分复用 7、波长变换技术教学内容要点：（ 1）波长变换（八）光纤通信网络1、sdh 传送网教学内容要点：（2、 dm 光网络1）功能结构（2）sdh网的物理拓扑（3）自愈网教学内容要点：（1）分层结构（2）光分插复用器（3）光交叉连接器 3 、光接入网教学内容要点：（1）光接入网概述（2）无源光网络（3）有源光网络三、实验

16、内容本课程实验对学生实际操作能力和独立解决问题的能力的要求较高，建议对实验课采用单独操作考试的考核方式。可在课程教学全部结束后组织进行。各实验名称如下：（ 1）光纤通信原理实验、系统信号发生器实验 （2）光发送系统实验 （3）光接收系统实验（ 4）电话光纤传输系统实验四、教学时数分配表本课程共有 48 个学时，其中理论 40 学时，实验 8 学时。五、实验课学时分配表六、教学方法建议1、教学大纲的基本内容要认真执行。根据教学计划、学生情况和所选教材在深广度上可作恰当处理。2、在理论教学时，尽量避免繁杂抽象的数学推导，重点放在基本概念、基础知识的讲解。3、注重联系实际，介绍现代光纤通信的典型应用

17、实例，提高学生的学习兴趣，帮助学生掌握基本分析方法。4、建议采用多媒体和课堂相结合教学，加强演示实验，加深学生对物理现象的认识和理解。5、在讲授模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统时，建议采用横向比较教学。七、本课程的考核方式【篇三：光纤通信系统课程标准】t 课程代码： 22043 学时： 64 ，理论 40，实践 24 适用专业：通信技术一、课程概述1、课程性质本课程是通信技术专业核心课程，专业必修课。2 、课程定位本课程主要是培养具有“光纤通信系统设备安装、业务开通与维护”能力的高素质高技能型人才，能够承担 sdh 设备安装、业务开通与网络维护任务；主要对接的岗位是传输设备工程师，面对的企业

18、为通信工程公司、代维公司、运营商及通信产品生产厂家。前修课程： “电工基础 ”、 “现代通信技术 ”，“模拟电路 ”； 后续课程：“通信工程与概预算”，“顶岗实习 ”。 3、课程思路本课程在内容选取上重点围绕岗位技能，结合考证需求，将sdh 技术设定为本门课的重点；根据认知规律和知识的内在联系安排“递进式”教学项目，如pdh 信息的复用及指针的调整过程等，都是由易到难进行递进和互动教学设计；依据工作过程设计项目内容，且设置拓展项目提升技能，如光纤的熔接，otdr 测试等，并设置了综合图像传输系统来提升学生的综合分析和动手能力。二、课程目标1 、知识目标掌握光纤通信系统的组成，光纤、光缆及基本光

19、通信器件的结构、性能等基本知识；掌握 sdh 的帧结构、复用、指针，开销原理，在此基础上掌握设备的组成及告警的形成及排除方法；掌握 sdh 自愈环、同步网及网管系统，清楚日常维护事宜。熟悉wdm 和 mstp 原理、网络组成及关键技术。2、能力目标掌握光纤、光缆与基本光通信器件的使用方法；熟练使用光纤熔接机、otdr测试仪、光功率计等仪器与工具对光纤、光缆及其它光通信设备进行检测；熟知中兴通信sdh 设备各单板功能，会按要求组网建链型及环形网络，并进行数据、公务、时钟及保护配置；能够做好光传输网的日常维护，防患故障发生；熟知各单板告警指示，会依据sdh 原理定位故障，会使用正确有效的方法排除故障。3 、素质目标具有踏实肯干、不畏辛苦的劳动精神；具有上进心和知识迁移能力，能够持续发展，与岗位技术同行。三、课程内容和要求四、考核方式及评分办法1、教学方法建议不同环节采用不同的教学方式，加强对学生实际职业能力的培养，注重以任务驱动型案例或项目引发学生兴趣，使学生在项目活动中掌握相关的知识和技能。教师应该选用典型案例，从知识传授者的角色转为学习过程的组织者和指导者，使