光纤通信系统组成课件.ppt

第第9章章 光纤通信系统简介光纤通信系统简介9.1 光纤通信系统的基本组成光纤通信系统的基本组成9.2 光复用技术光复用技术9.3 光纤通信系统的分类光纤通信系统的分类9.3 光纤通信的发展现状光纤通信的发展现状9.4 光纤通信新技术光纤通信新技术光纤通信是光波为载波，光纤为传输介质的通信方式光纤只能传输光信号，不能传输电信号，通信系统在发送端必须先把电信号变成光信号，在接收端再把光信号变为电信号，即电/光和光/电转换9.19.1 光纤通信系统组成和基本原理光纤通信系统组成和基本原理 光纤通信概念光纤通信概念数字信号传输过程数字信号传输过程系统中的各种干扰系统中的各种干扰最终产生误码最终产生误码一个基本的光纤通信系统由三大部分构成：光发射机、光纤光缆、光接收机输出电信号放大恢复输入电信号光发射机光纤光缆光接收机调制光源中继器光纤光缆光电检测 光纤通信系统组成光纤通信系统组成1、、 光发射机光发射机光发射机的功能：把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路光发射机由光源、调制器和信道耦合器组成光源光源光源光源驱动电路驱动电路驱动电路驱动电路调制器调制器调制器调制器信号输入信号输入信号输入信号输入通道耦通道耦通道耦通道耦合器合器合器合器光纤光纤光源：光源：Ø光源是实现电/光转换的关键器件，在很大程度上决定着光发射机的性能。

Ø通信用光源的要求如下 ： 发射的光波长应和光纤通信使用的“窗口”一致，即中心波长应在1.31m和1.55m附近光谱单色性要好， 即谱线宽度要窄， 以减小光纤色散对带宽的限制 光源：光源：Ø光光源源种种类类：：光纤通信中最常用的光源是半导体激光器LD和发光二极管LED发光二极管输出非相干光； 半导体激光器输出相干光Ø LD输出光光功功率率较较大大，，响响响响应应应应速速速速度度度度快快快快，，，，谱谱线线窄窄，，方方向向性性好好，，适合长距离，大容量的通信系统但寿命较短，价格高ØLED光光功功率率较较小小，，谱谱线线宽宽，，调调制制速速率率较较低低，，寿寿命命较较长，价格低长，价格低适合短距离，小容量的通信系统Ø在短波段(800~900nm)，常使用镓铝砷(GaAlAs)LD和LED， 在 长 波 段 (1000~1600nm)， 常 用 铟 镓 砷 磷(InGaAsP)LED光信号调制方式：光信号是用电信号调制光载波产生的分为直接调制和外调制两种直接调制：通过改变注入电流直接调制半导体光源的输出广泛应用的是直接光强(功率)调制 外调制：在光路上设置一个光调制器对光进行调制。

LD 内调制（直接调制）内调制（直接调制）输入接口线路编码调制电路控制电路电信电信号输号输入入光信号输出光信号输出将要传送的信息转变为电流信号注入将要传送的信息转变为电流信号注入LD或或LED耦合耦合器器模拟信号对 LD 调制数字信号对数字信号对 LD 调制调制对 LD 直接调制输输出出光光信信号号反反映映输输入入电电信信号号数数字字光光纤纤通通信信系系统统普普遍遍采采用用二二进进制制二二电电平平码码，，即即“有有光光脉脉冲冲”表表示示“１１”码码，， “无无光光脉脉冲冲”表表示示“0”码防止防止LD输出的输出的激光反射，实激光反射，实现光的单向传现光的单向传输输数据数据电接口电接口线路线路编码编码驱动驱动电路电路调制器调制器光隔离器光隔离器LD 外调制外调制控制电路将调制信号控制调制器，利用调制器的电光、声光等物理效应将调制信号控制调制器，利用调制器的电光、声光等物理效应使其输出光的强度等参数随信号而变使其输出光的强度等参数随信号而变外调制方法外调制方法激光部分调制部分M-ZM-Z型电光调制器型电光调制器电吸收调制器电吸收调制器外调制示意图外调制示意图① ① M-Z型电光幅度调制器型电光幅度调制器电光调制器工作原理电光调制器工作原理由由于于加加在在两两个个分分支支中中的的电电场场方方向向相相反反，，所所以以在在两两个个分分支支中中的的折折射射率率和和相相位位变变化化也也相相反反，，例例如如若若在在A A分分支支中中引引入入的的相相位位变变化化 /2/2，，那那么么在在B B分分支支则则引引入入- - /2/2相相位位的的变变化，因此化，因此A A、、B B分支将引入相位分支将引入相位  的变化。

的变化 两两个个理理想想的的背背对对背背相相位位调调制制器器，，在在外外电电场场的的作作用用下下，，能能够够改改变变两两个个分分支支中中待待调调制制传传输输光光的的相相位由由于于外外加加电电场场控控制制着着两两个个分分支支中中相相干干光光的的相相位位差差，，所所以以外外加加电电场场也也控控制制着着输输出出光光的的强强度度，，从从而而对对幅幅度度进行了调制调制带宽可达进行了调制调制带宽可达 20 GHz电光调电光调制器工制器工作原理作原理电电光光调调制制器器基基于于晶晶体体和和各各向向异异性性聚聚合合物物中中的的线线性性电电光光效效应应，，即即电电光光材材料料的的折折射射率率n随随施施加加的的外外电电场场E而而变变化化，，即即n = n（（E）） ，，像像LiNbO3这这样样的的电电光光材材料料，，它它的的折折射射率明显随施加的外电压而改变，从而实现对光的调制率明显随施加的外电压而改变，从而实现对光的调制电光调制器工作原理电光调制器工作原理y’x’yx加电压前电光调制原理电光调制原理yxy’x’当光沿晶体光轴z方向传播时，经过长度为L的晶体后，由于晶体的电光效应，两个正交的偏振分量将产生位相差：电光调制原理电光调制原理yxy’x’P1 P2LV电光调制原理电光调制原理yxy’x’P1 P2L-VØ电电吸吸收收调调制制器器(EAM, Electro Absoption Modulator)是是一一种种p-i-n半半导导体体器器件件，，其其 i 层层对对光光的的吸吸收收损损耗耗与与外外加加的的调调制制电电压压有有关。

关Ø当当调调制制电电压压使使 p-i-n 反反向向偏偏置置时时，，入入射射光光完完全全被被 i 层层吸吸收收，，相当于输出相当于输出 “0” 码；码；Ø反反之之，，当当偏偏置置电电压压为为零零时时，，势势垒垒消消失失，，入入射射光光不不被被 i 层层吸吸收收而而让让其其通通过过，，相相当当于于输输出出 “1” 码码，，从从而而实实现现对对入入射射光光的的调调制② ② 电吸收波导调制器电吸收波导调制器电电吸吸收收调调制制器器(EAM, Electro Absoption Modulator)是是一一种种p-i-n半半导导体体器器件件，，其其 i 层层由由多多量量子子阱阱（（MQW））波波导导构构成成 i 层层对对光光的的吸吸收收损损耗耗与与外外加加的调制电压有关的调制电压有关当当调调制制电电压压使使 p-i-n 反反向向偏偏置置时时，，入入射射光光完完全全被被 i 层吸收，相当于输出层吸收，相当于输出 “0” 码；码；反反之之，，当当偏偏置置电电压压为为零零时时，，势势垒垒消消失失，，入入射射光光不不被被 i 层层吸吸收收而而让让其其通通过过，，相相当当于于输输出出 “1” 码码，，从从而而实现对入射光的调制。

实现对入射光的调制② ② 电吸收波导调制器电吸收波导调制器电吸收调制器是一种p-i-n半导体器件，其 i 层由多量子阱（MQW）波导构成 i 层对光的吸收损耗与外加的电压有关电吸收调制器透光率和反向偏压的关系电吸收调制器透光率和反向偏压的关系电吸收调制器吸收系数和波长的关系电吸收调制器吸收系数和波长的关系光发射机的参数光发射机的参数发送光功率（发送光功率（发送光功率（发送光功率（dBmdBm）））） P=10 P=10 lglg [ [ P(mWP(mW) / 1(mW)]) / 1(mW)] 以以以以1mW1mW为基准的、用分贝表示的功率为基准的、用分贝表示的功率为基准的、用分贝表示的功率为基准的、用分贝表示的功率功率功率功率功率( (mWmW) )10010010102 21 10.50.50.10.10.010.010.0010.001功率功率功率功率( (dBmdBm) )+20+20+10+10+3+30 0-3-3-10-10-20-20-30-30光传输部分－－光纤光传输部分－－光纤光纤传输特性主要包括损耗、色散和非线性三个方面。

光纤通信系统对光纤传输特性总的要求是有尽可能低的损耗和尽可能小的色散损耗l由于损耗效应，使信号光强度大大减弱，低于接收探测器的灵敏度后系统不能正常工作l可以通过光放大技术进行补偿色散l由于色散引起的信号畸变l对于高速率的系统（ 10Gb/s及以上）要实现长距离传输，必须采用色散补偿技术色散补偿光纤(DCF)补偿法、啁啾光纤光栅(DCG)补偿法2、光接收机：、光接收机：Ø光光接接收收机机的的功功能能：：是是把把从从光光纤纤线线路路输输出出、、产产生生畸畸变变和和衰衰减减的的微微弱弱光光信信号号转转换换为为电电信信号号，，并并经经放放大大和和处处理后恢复成发射前的电信号理后恢复成发射前的电信号Ø光光接接收收机机组组成成：：由由光光探探测测器器、、放放大大器器和和相相关关电电路路组组成，光探测器是光接收机的核心成，光探测器是光接收机的核心Ø 对对光光探探测测器器的的要要求求是是响响应应度度高高、、 噪噪声声低低和和响响应应速速度快 Ø光纤通信系统常用探测器：PIN光电二极管和雪崩光电二极管APD 短波长段：Si-APD 长波长段：Ge-APD； InGaAsP-APD；PINØ接收方式：直接检测方式/外差检测方式 直接检测的设备简单、经济，是当前实用光纤通信系统普遍采用的接收方式。

外差检测方式能大幅度提高光接收机的灵敏度，但设备比较复杂，对光源的频率稳定度和光谱宽度要求很高 光信号光信号光信号光信号光电光电光电光电探测探测探测探测前置前置前置前置放大放大放大放大主放主放主放主放大器大器大器大器均衡均衡均衡均衡滤波滤波滤波滤波判判判判决决决决器器器器时钟恢复时钟恢复时钟恢复时钟恢复输出输出输出输出AGCAGC电路电路电路电路性能指标性能指标性能指标性能指标: :接收灵敏接收灵敏接收灵敏接收灵敏度、信噪比度、信噪比度、信噪比度、信噪比前端前端前端前端时钟提取与数据再生时钟提取与数据再生时钟提取与数据再生时钟提取与数据再生线性通道线性通道线性通道线性通道对对对对信号进行高信号进行高信号进行高信号进行高增益放大与整增益放大与整增益放大与整增益放大与整形形形形光接收机组成框图光接收机组成框图 光接收机的前端光接收机的前端n前端：由光电探测器和前置放大器组成前端：由光电探测器和前置放大器组成n作用：将耦合入光电探测器的光信号转换为电流作用：将耦合入光电探测器的光信号转换为电流信号，然后进行预放大（电流－电压转换），以便信号，然后进行预放大（电流－电压转换），以便后级作进一步处理。

是光接收机的核心后级作进一步处理是光接收机的核心n要求：低噪声、高灵敏度、足够的带宽要求：低噪声、高灵敏度、足够的带宽光检测器的选择：要视具体应用场合而定lPIN光电二极管具有良好的光电转换线性度，不需要高的工作电压，响应速度快lAPD最大的优点是它具有载流子倍增效应，其探测灵敏度特别高，但需要较高的偏置电压和温度补偿电路l从简化接收机电路考虑，一般情况下大多采用PIN光电二极管作光探测器前置放大器的主要作用是保持探测的电信号不失真地放大和保证噪声最小，一般采用场效应晶体管(FET)PIN/FET和APD/FET光信号光信号光信号光信号光电光电光电光电探测探测探测探测前置前置前置前置放大放大放大放大主放主放主放主放大器大器大器大器均衡均衡均衡均衡滤波滤波滤波滤波判判判判决决决决器器器器时钟恢复时钟恢复时钟恢复时钟恢复输出输出输出输出AGCAGC电路电路电路电路性能指标性能指标性能指标性能指标: :接收灵敏接收灵敏接收灵敏接收灵敏度、信噪比度、信噪比度、信噪比度、信噪比前端前端前端前端时钟提取与数据再生时钟提取与数据再生时钟提取与数据再生时钟提取与数据再生线性通道线性通道线性通道线性通道对对对对信号进行高信号进行高信号进行高信号进行高增益放大与整增益放大与整增益放大与整增益放大与整形形形形光接收机组成框图光接收机组成框图对对对对主主主主放放放放输输输输出出出出的的的的失失失失真真真真数数数数字字字字脉脉脉脉冲冲冲冲进进进进行行行行整整整整形形形形，，，，使使使使之之之之成成成成为为为为有有有有利利利利于于于于判判判判决决决决码码码码间间间间干扰最小的波形。

干扰最小的波形干扰最小的波形干扰最小的波形可根据输入信号（平均值）大小自动调整放可根据输入信号（平均值）大小自动调整放可根据输入信号（平均值）大小自动调整放可根据输入信号（平均值）大小自动调整放大器增益，使输出信号保持恒定用以扩大大器增益，使输出信号保持恒定用以扩大大器增益，使输出信号保持恒定用以扩大大器增益，使输出信号保持恒定用以扩大接收机的动态范围接收机的动态范围接收机的动态范围接收机的动态范围提供高的增提供高的增提供高的增提供高的增益，放大到益，放大到益，放大到益，放大到适合于判决适合于判决适合于判决适合于判决电路的电平电路的电平电路的电平电路的电平线性通道光信号光信号光信号光信号光电光电光电光电探测探测探测探测前置前置前置前置放大放大放大放大主放主放主放主放大器大器大器大器均衡均衡均衡均衡滤波滤波滤波滤波判判判判决决决决器器器器时钟恢复时钟恢复时钟恢复时钟恢复输出输出输出输出AGCAGC电路电路电路电路性能指标性能指标性能指标性能指标: :接收灵敏接收灵敏接收灵敏接收灵敏度、信噪比度、信噪比度、信噪比度、信噪比前端前端前端前端时钟提取与数据再生时钟提取与数据再生时钟提取与数据再生时钟提取与数据再生线性通道线性通道线性通道线性通道对对对对信号进行高信号进行高信号进行高信号进行高增益放大与整增益放大与整增益放大与整增益放大与整形形形形光接收机组成框图光接收机组成框图判决再生与时钟提取任务：把线性通道输出的波形恢复成数字信号任务：把线性通道输出的波形恢复成数字信号判判决决即即是是用用一一判判决决电电平平与与均均衡衡器器输输出出信信号号进进行行比比较较，，以以确确定定某某时时隙隙码码元元为为“1 1”还还是是为为“0 0”，，当当在在判判决决时时刻刻输输出出的的电电压压信信号号比比判判决决电电平平高高，，则则判判断断为为“1 1”码码，，否否则则判判断断为为“0 0”码码。

若若判判决决结结果果为为“1 1”，，则则由由再再生生电电路路产产生生一一个个矩矩形形“1 1”脉脉冲冲；；若若判判决决结结果果为为“0 0”，，则则由由再再生生电电路路重重新新输输出出一一个个“0 0”为为了了精精确确地地确确定定“判判决决时时刻刻”，，需需要要从从信信号号码码流流中中提提取取准准确确的的时时钟钟信信息息作作为为标标定定，，以保证与发送端一致以保证与发送端一致判判决决器器时钟恢复时钟恢复输出输出 1 1 0 1 0 1 判决、再生过程均衡器输均衡器输出波形出波形时钟时钟再生后再生后的信号的信号判决电压判决电压3、光中继器、光中继器Ø光光脉脉冲冲经经过过光光纤纤传传输输一一定定距距离离后后，，由由于于光光纤纤的的损损耗耗和和色色散散的的影影响响，，其其幅幅度度衰衰减减，，波波形形发发生生畸畸变变，，限限制制了了长长距距离离传传输输为为此此需需要要一一个个光光中中继继器器来来放放大大衰衰减减的的信信号号，，恢复畸变了的信号恢复畸变了的信号放大恢复输入电信号光发射机光纤光缆光接收机调制光源中继器光纤光缆光电检测3R：： re-amplifying 再放大（光放大器的功能）再放大（光放大器的功能） re-timing 再定时再定时 （消除时间抖动）（消除时间抖动） re-shaping 再整形再整形 （消除波形畸变）（消除波形畸变）通通过过这这3个个R，，得得到到接接近近于于发发射射端端的的光光信信号号的的 copy，，从而延长传输距离，提高信号质量。

从而延长传输距离，提高信号质量 光中继器的光中继器的3R功能：功能：•3R再生功能再生功能放大放大放大放大消除波消除波消除波消除波形畸变形畸变形畸变形畸变消除时消除时消除时消除时间抖动间抖动间抖动间抖动光中继方式：光中继方式：光光—电电—光方式和光光方式和光—光方式两种光方式两种Ø光光—电电—光方式：光方式：实际上是一个接收机一个发送机对，它将检测到的微实际上是一个接收机一个发送机对，它将检测到的微弱变形光信号，变为电信号，经放大整形后变成规则弱变形光信号，变为电信号，经放大整形后变成规则的电比特流，再调制光发送机，恢复原光比特流继续的电比特流，再调制光发送机，恢复原光比特流继续沿光纤传输沿光纤传输光一光方式：光一光方式：是是直直接接将将光光信信号号进进行行光光放放大大，，而而无无须须先先将将光光信信号号转转换换成成电电信信号号近近年年来来迅迅速速发发展展起起来来的的光光放放大大器器，，就就可可以以用于光用于光——光中继方式的光放大器光中继方式的光放大器 光放大器光放大器Ø光放大器的出现，可视为光纤通信发展史上的重要里程碑Ø光放大器出现之前，光纤通信的中继器采用光－电－光(O-E-O)变换方式。

l装置复杂、耗能多、不能同时放大多个波长信道，在WDM系统中复杂性和成本倍增，可实现1R、2R、3R中继Ø光放大器（O-O-O）l多波长放大、低成本，只能实现1R中继光放大器的原理光放大器的功能：提供光信号增益，以补偿光信号在通路中的传输衰减，增大系统的无中继传输距离在泵浦能量（电或光）的作用下，实现粒子数反转（非线性光纤放大器除外），然后通过受激辐射实现对入射光的放大光放大器是基于受激辐射或受激散射原理实现入射光信号放大的一种器件其机制与激光器完全相同实际上，光放大器在结构上是一个没有反馈或反馈较小的激光器光放大器的类型利用稀土掺杂的光纤放大器（EDFA、PDFA）利用半导体制作的半导体光放大器（SOA）利用光纤非线性效应制作的非线性光纤放大器（FRA、FBA）几种光放大器的比较放大器类型原理激励方式工作长度噪声特性与光纤耦合与光偏振关系稳定性掺稀土光纤放大器粒子数反转光数米到数十米好容易无好半导体光放大器粒子数反转电100m~1mm差很难大差光纤(喇曼)放大器光学非线性(喇曼)效应光数千米好容易大好掺铒光纤放大器掺铒光纤放大器EDFA简介简介掺杂光纤放大器利用掺入石英光纤的稀土离子作为增益介质，在泵浦光的激发下实现光信号的放大，放大器的特性主要由掺杂元素决定：Ø工作波长为1550nm的铒(Er)掺杂光纤放大器(EDFA-Er-Doped Fiber Amplifier)Ø工作波长为1300nm的镨(Pr)掺杂光纤放大器(PDFA)Ø工作波长为1400nm的铥(Tm)掺杂光纤放大器(TDFA)Ø目前，EDFA最为成熟，是光纤通信系统必备器件。

为什么要用掺铒光纤放大器？工作频带正处于光纤损耗最低处(1525-1565nm)；频带宽，可以对多路信号同时放大-波分复用；对数据率/格式透明，系统升级成本低；增益高(>40dB)、输出功率大(~30dBm)、噪声低(4~5dB)；全光纤结构，与光纤系统兼容；增益与信号偏振态无关，故稳定性好；所需的泵浦功率低(数十毫瓦)EDFA中的中的Er3+能级结构能级结构泵浦波长可以是520、650、800、980、1480nm波长短于980nm的泵浦效率低，因而通常采用980和1480nm泵浦吸收泵浦光吸收泵浦光吸收泵浦光吸收泵浦光快速非辐快速非辐快速非辐快速非辐射跃迁射跃迁射跃迁射跃迁光放大光放大光放大光放大受激辐射受激辐射受激辐射受激辐射受激吸收受激吸收受激吸收受激吸收基态基态基态基态能带能带能带能带泵浦泵浦泵浦泵浦能带能带能带能带980nm980nm1480nm1480nm亚稳态能带亚稳态能带亚稳态能带亚稳态能带1550nm1550nm掺铒光纤放大器（掺铒光纤放大器（ EDFA）的工作原理）的工作原理当一定的泵浦光注入到掺铒光纤中时，Er3+从低能级被激发到高能级上，由于在高能级上的寿命很短，很快以非辐射跃迁形式到较低能级上，并在该能级和低能级间形成粒子数反转分布。

若输入的信号光的光子能量等于E2和E1之间能量差，则电子从E2跃迁到E1，产生受激辐射光，故光信号被放大亚稳态能带亚稳态能带亚稳态能带亚稳态能带EDFA的工作原理的工作原理信信信信号号号号光光光光与与与与波波波波长长长长较较较较其其其其为为为为短短短短的的的的光光光光波波波波( (泵泵泵泵浦浦浦浦光光光光) )同同同同沿沿沿沿光光光光纤纤纤纤传传传传输输输输，，，，泵泵泵泵浦浦浦浦光光光光的的的的能能能能量量量量被被被被光光光光纤纤纤纤中中中中的的的的稀稀稀稀土土土土元元元元素素素素离离离离子子子子吸吸吸吸收收收收而而而而使使使使其其其其跃跃跃跃迁迁迁迁至至至至更更更更高高高高能能能能级级级级，，，，并并并并可可可可通通通通过过过过能能能能级级级级间间间间的的的的受受受受激激激激发发发发射射射射转转转转移移移移为为为为信信信信号号号号光光光光的的的的能能能能量量量量信信信信号号号号光光光光沿沿沿沿光光光光纤纤纤纤长长长长度度度度得得得得到到到到放放放放大大大大，，，，泵泵泵泵浦浦浦浦光光光光沿沿沿沿光光光光纤纤纤纤长长长长度不断衰减度不断衰减度不断衰减度不断衰减三种泵浦方式的EDFALD2LD2WDM2WDM2EDFEDFAPCAPCAPCAPCininoutoutLD1LD1WDM1WDM1LDLDWDMWDMEDFEDFAPCAPCAPCAPCin in outoutLDLDWDMWDMEDFEDFAPCAPCAPCAPCin in outout同向泵浦同向泵浦同向泵浦同向泵浦( (前向泵前向泵前向泵前向泵浦浦浦浦) )型：好的噪声型：好的噪声型：好的噪声型：好的噪声性能性能性能性能反向泵浦反向泵浦反向泵浦反向泵浦( (后向泵后向泵后向泵后向泵浦浦浦浦) )型：输出信号型：输出信号型：输出信号型：输出信号功率高功率高功率高功率高双向泵浦型：输出双向泵浦型：输出双向泵浦型：输出双向泵浦型：输出信号功率比单泵浦信号功率比单泵浦信号功率比单泵浦信号功率比单泵浦源高源高源高源高3dB3dB，，，，且放大且放大且放大且放大特性与信号传输方特性与信号传输方特性与信号传输方特性与信号传输方向无关向无关向无关向无关光发光发射机射机光接光接收机收机EDFA光发光发射机射机光接光接收机收机光发光发射机射机光接光接收机收机 中继放大器中继放大器EDFAEDFA前置放大器前置放大器后置放大器后置放大器掺铒光纤放大器的应用掺铒光纤放大器的应用数字光纤通信系统结构数字光纤通信系统结构系统结构系统结构PCM端机，输入端机，输入/输出接口输出接口基本组成部分：光发送基本组成部分：光发送/接收端机，光纤线路，光接收端机，光纤线路，光中继器中继器模拟信号367512抽样量化编码0246011110111101001010（3） （6） （7） （5） （1） （2）TPCM编码过程编码过程按一定频率抽样，周期按一定频率抽样，周期T T每每个个量量化化信信号号用用8 8个个比比特特二二进制代码替代。

进制代码替代用单极性二进制码表示数用单极性二进制码表示数字信号字信号光发射机原理框图光发射机原理框图 电信号输入电信号输入光发射机光纤光缆调制光源1 0 1 0 1 11 0 1 0 1 1主放主放大器大器峰值峰值检波检波均均 衡衡器器判决判决再生再生高压直高压直流变换流变换器器前置前置放大放大AGCAGC定时定时提取提取APDAPD光光 信信号号电信号电信号数字光纤通信系统数字光纤通信系统光接收机电原理图数字信号传输过程数字信号传输过程各种干扰各种干扰最终产生误码最终产生误码例题：某光纤通信系统的参数为：例题：某光纤通信系统的参数为：•光发送机平均发送光功率光发送机平均发送光功率Pmax= -5 dBm•光接收机灵敏度光接收机灵敏度Pr= -43 dBm•光纤损耗系数光纤损耗系数  =0.4 dB/km•系统富余度系统富余度M=6dB•活接头损耗活接头损耗AC=0.5dB•每公里接续损耗每公里接续损耗  s= 0.025dB/km 无需中继器，所能传输的最长距离是多少无需中继器，所能传输的最长距离是多少损耗受限系统设计损耗受限系统设计（不考虑色散）（不考虑色散）• 解： 最大允许链路损耗=Pt-Pr= -5 – (-43) = 38dBm 光纤损耗 (光纤+熔接) = (0.4dB+0.025dB) × L 连接器损耗 = 1dB ( 2个连接器, 每个0.5 dB) 系统余量= 6dB 因此，总体链路损耗 = (0.425L+1+6)dB最大传输距离最大传输距离= (38-1-6)/0.425=72.9 km (答案答案)色散受限系统设计色散受限系统设计光光纤纤通通信信系系统统中中，，信信息息是是通通过过编编码码脉脉冲冲序序列列在在光光纤纤中中传传输输的的，，光光脉脉冲冲的的宽宽度度由由系系统统的的比比特特率率B决决定定，，因因而而不不希希望望色色散散展展宽宽而而产产生生误误码码。

但但实实际际上上总总是是会会引引起起脉脉冲冲展展宽宽，，脉脉冲冲展展宽宽会会导导致致相相邻邻比比特特周周期期的的信信号号重重叠叠，，从从而而限限制制了了光光纤纤通通信信系系统统的的比比特特率率B和和传传输输距距离离L，，而而BL积积是是评评价价系统传输性能的基本参数，称为系统传输性能的基本参数，称为通信容量通信容量对对于于色色散散系系数数s s=17 (ps/nm.km), =1550nm的的系系统统,通常采用经验公式通常采用经验公式: B2L<6000 (Gb/s)2.km当B=2.5Gb/s时,L<960km当B=10Gb/s时,L<60km色散受限传输距离分析色散受限传输距离分析 9.2 光复用技术光复用技术为为了了提提高高通通信信线线路路的的利利用用率率，，所所采采用用的的复复用用技技术术，，可可使同一传输线路上同时传输多路不同信号而互不干扰使同一传输线路上同时传输多路不同信号而互不干扰Ø 波分复用波分复用 (WDM—Wavelength Division Multiplexing)Ø 频分复用频分复用 ( FDM——Frequence Division Multiplexing )Ø 时分复用时分复用 (OTDM—Optical Time Division Multiplexing)Ø 光光 码码 分分 复复 用用 (OCDM— Optical Code Division Multiplexing) 波分复用波分复用（ＷＤＭ-----Wavelength Division Multiplexing)波分复用是在一根光纤中同时传输多个不同波长的光信号的技术。

将光纤的低损耗窗口划分成若干个波段，每个波段用作一个独立的通道传输一种预定波长的光信号WDM基本工作原理：基本工作原理：在发送端将不同波长的光信号组合起来（复用），并耦合进光缆线路上同一根光纤中进行传输，在接收端将组合波长的光信号进行分离（解复用），并作进一步处理后恢复出原信号送入不同终端光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机 N  1 2 3EDFAMUXDEMUX典型的点对点光纤通信系统典型的点对点光纤通信系统 1 N  3 2光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光功率光功率光功率光功率波长波长波长波长光功率光功率光功率光功率波长波长波长波长光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机光发射机   NN    1 1   2 2   3 3光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机光接收机EDFAEDFA   1 1   NN    3 3   2 2 波分复用原理示意图波分复用原理示意图   1 1    2 2    3 3    N N   1 1    2 2    3 3    N NWDM系统波长区分配目前光波分复用系统的工作主要波长：目前光波分复用系统的工作主要波长：1530~1562nm（（C-band)通信系统的设计不同，每个波长之间的间隔宽度也有不同。

按照通道间隔的不同，WDM可以细分为CWDM(稀疏波分复用)和DWDM(密集波分复用)CWDM的信道间隔为20nm，而DWDM的信道间隔从0.2nm 到1.2nm，所以相对于DWDM，CWDM称为稀疏波分复用技术 波分复用是目前研究最多、发展最快、应用最为广泛的光复用技术经过数年的发展和应用，波分复用技术已趋于成熟，而且越来越成为现代通信系统中不可替代的传输技术目前，波分复用系统的传输容量正以极快的速度增长，直接基于WDM传输的业务也越来越多EDFAMUX发送机DEMUX接收机为了进一步提高光纤带宽利用率，相邻两光载波的间隔将越来越小，一般认为：当相邻光载波的间隔小到0.1nm(10GHz)以下时，此时的复用称为光频分复用光频分复用光频分复用（光频分复用（ OFDM) ））解波分复用器件基于多层介质薄膜滤波器的波分复用器基于多层介质薄膜滤波器的波分复用器光光时时分分复复用用技技术术指指利利用用高高速速光光开开关关把把多多路路光光信信号号在在时时域域里里复复用用到到一一路路上上的的技技术术其其基基本本原原理理是是把把时时间间分分割割成成周周期期性性的的帧帧，，每每一一帧帧再再分分割割成成若若干干个个时时隙隙，，然然后后根根据据一一定定的的时时隙隙分分配配原原则则，，使使每每个个信信源源在在每每帧帧内内只只能能按按指指定定的的时时隙隙向向信信道道发发送送信信号号，，接接收收端端在在同同步步的的条条件件下下，，分分别别在在各各个个时时隙隙中中取取回各自的信号而不混扰。

回各自的信号而不混扰 1复复接接器器2N…分分接接器器12N12…N时隙时隙帧帧(a)光时分复用光时分复用 (OTDM—Optical Time Division Multiplexing)光时分复用原理光时分复用原理IIIIII光光开开关关根根据据一一定定的的时时隙隙分分配配原原则则，，每每个个信信源源在在每每帧帧内只能按指定的时隙向信道发送信号内只能按指定的时隙向信道发送信号 光开关的功能是转换光路，实现光信号的交换光开关的功能是转换光路，实现光信号的交换 光开关分类：光开关分类：Ø机械光开关（包括微机械光开关）机械光开关（包括微机械光开关）Ø波导光开关（波导光开关（利用电光、磁光、热光和声光效应）光开关光开关光开关（光开关（Optical Switch）） －光交换部件－光交换部件 光开关的功能是转换光路，实现光信号的交换光开关的功能是转换光路，实现光信号的交换 光开关分类光开关分类Ø机械光开关（包括微机械光开关）机械光开关（包括微机械光开关）Ø波导光开关（波导光开关（利用电光、磁光、热光和声光效应）光开关光开关光开关（光开关（Optical Switch）） －光交换部件－光交换部件微机电开关微机电开关微微机机电电系系统统(MEMS，，Micro-Electro-Michanical Systems)构构成成的的微微机机电电光光开开关关已已成成为为DWDM网网中中大容量光交换技术的主流产品。

大容量光交换技术的主流产品它它是是一一种种在在半半导导体体衬衬底底材材料料上上，，用用传传统统的的半半导导体体工工艺艺制制造造出出可可以以前前倾倾后后仰仰、、上上下下移移动动或或旋旋转转的的微微反反射射镜镜阵阵列列，，在在驱驱动动力力的的作作用用下下，，对对输输入入光光信信号号可可切切换换到不同输出光纤的微机电系统到不同输出光纤的微机电系统微反射镜微反射镜(Micro-Mirror)通通常常微微反反射射镜镜的的尺尺寸寸只只有有140 m 150 m，，驱驱动动力力可以利用热力效应、磁力效应和静电效应产生可以利用热力效应、磁力效应和静电效应产生1 1   N MEMS SwitchN MEMS Switch机械光开关机械光开关可旋转微反射镜可旋转微反射镜 MEMS 光开关光开关8×8 MEMS光开关阵列光开关阵列Digital MEMS optical switches Input Output Free-Space Free-Space MicromachinedMicromachined Optical Switch Optical Switch微机械光开关进展微机械光开关进展Ø用贝尔实验室开发的 MEMS 技术（微透镜），已实现 256 256 的光交叉连接（交换能力 10 万亿比特/s），是世界上第一个10 G 光交叉连接系统；Ø2001年已达到 1024 1024；Ø它可以运行在任何光层速率，包括 40Gb/s以及更高的速率。

波导光开关波导光开关Ø开关时间短（毫秒到亚毫秒量级）；开关时间短（毫秒到亚毫秒量级）；Ø体积非常小，而且易于大规模集成；体积非常小，而且易于大规模集成；Ø但插入损耗、隔离度、消光比和偏振敏感性指标都但插入损耗、隔离度、消光比和偏振敏感性指标都比较差马赫马赫-曾德尔曾德尔1 1波导光开关波导光开关利利用用电电光光效效应应原原理理也也可可以以构构成成波波导导光光开开关关由由两两个个Y形形波波导导构构成成的的马马赫赫-曾曾德德尔尔1 1光光开开关关，，与与幅幅度度调调制制器器类类似似，，在在理理想想的的情情况况下下，，输输入入光光功功率率在在C点点平平均均分分配配到到两两个个分分支支传传输输，，在在输输出出端端D干干涉涉，，其其输输出出幅幅度度与与两两个个分分支支光光通通道道的的相相位位差差有有关关当当A、、B分分支支的的相相位位差差 为为0时时输输出出功功率率最最大大，，当当时时 ＝＝ ，，两两个个分分支支中中的的光光场场相相互互抵抵消消，，使使输输出出功功率率最最小小，，在在理理想想的的情情况况下下为零相位差的改变由外加电场控制相位差的改变由外加电场控制光开关原理光开关原理光码分复用光码分复用(OCDM－－－－ Optical Code Division Multiplexing)l光光码码分分复复用用技技术术是是在在同同一一光光纤纤中中传传输输多多个个信信道道，，而而每个信道都有一个特有的编码方式来传送其信号。

每个信道都有一个特有的编码方式来传送其信号l基基本本原原理理是是不不同同信信道道的的信信号号用用互互成成正正交交的的不不同同码码序序列列来来传传送送，，用用各各个个信信道道的的信信号号调调制制同同一一光光波波，，在在同同一一光光纤纤信信道道中中传传输输，，接接收收端端用用与与发发送送方方向向相相同同的的码码序列进行相关接收，即可恢复出原信道的信号序列进行相关接收，即可恢复出原信道的信号OCDM通信系统框图 Ø 在发射端，要传输的数据信号首先经过适当的调制方式，转换成相应的编码的光信号Ø 编码信号通过光纤网络到达接收端之后，通过解码器进行解码处理，恢复出期望的光信号，再经过光电转换设备得到电域上的数据信号9.3 光纤通信系统的分类光纤通信系统的分类根据调制信号的类型分类：根据调制信号的类型分类：光纤通信系统可以分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统可以分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统光纤通信系统l 模拟光通信系统：传送的是模拟信号模拟光通信系统：传送的是模拟信号l 数字光通信系统：传送的是数字信号数字光通信系统：传送的是数字信号按信号的复用方式按信号的复用方式Ø时分复用系统时分复用系统 ( TDM－－Time Division Multiplexing)Ø波分复用系统波分复用系统 (WDM－－Wavelength Division Multiplexing)Ø频分复用系统频分复用系统 (FDM－－Frequence Division Multiplexing )Ø空分复用系统空分复用系统 ( SDM－－Space Division Multiplexing)  按光电探测方式Ø直接探测光通信系统： 采用直接检测方式检测传输的信号。

Ø相干探测光通信系统： 采用相干检测方式检测传输的信号光纤通信使用的三个通信窗口：光纤通信使用的三个通信窗口：短波长波段短波长波段(850nm)（衰减大，现在基本不用了）（衰减大，现在基本不用了）长波长波段长波长波段(1310nm和和1550nm)目目 前前 波波 分分 复复 用用 通通 信信 系系 统统 是是 在在 1550nm波波 段段（（1525nm~1565nm））同同时时使使用用8、、16或或更更多多个个波波长长，，其波长间隔为其波长间隔为1.6nm、、0.8nm9.4、光纤通信工作波段：、光纤通信工作波段：光纤的损耗与波长的关系光纤的损耗与波长的关系C波段：波长波段：波长1530 ～～1562nm；； L波段：波长波段：波长1570 ～～1604nm ；；S波段：短于波段：短于1525nm的波长范围，这个波段因为的波长范围，这个波段因为全波光纤的研制成功可以扩展到全波光纤的研制成功可以扩展到1365nm；；L波段和波段和S波段又分别称为光通信的第波段又分别称为光通信的第4窗口和第窗口和第5窗口  光通信窗口新的划分：光通信窗口新的划分：光纤通信系统波段划分光纤通信系统波段划分目前光波分复用系统的工作主要波长：目前光波分复用系统的工作主要波长：1530~1565nm（（C-band)S-band光纤通信系统的新波段光纤通信系统的新波段1450 1490 1530 1570 1610 1650S S+ + S C L L S C L L+ + 波长波长 (nm)波段波段波段波段波长范围波长范围波长范围波长范围(nm)(nm)(nm)(nm)光放大器光放大器光放大器光放大器应用应用应用应用S S S S1490-15301490-15301490-15301490-1530无无无无城城城城/ / / /局域网局域网局域网局域网S S S S+ + + +1450-14901450-14901450-14901450-1490无无无无城城城城/ / / /局域网局域网局域网局域网C C C C1530-15621530-15621530-15621530-1562有有有有长途干线长途干线长途干线长途干线L L L L1570-16041570-16041570-16041570-1604有有有有长途干线长途干线长途干线长途干线L L L L+ + + +1610-16501610-16501610-16501610-1650有有有有长途干线长途干线长途干线长途干线全波全波全波全波1300-16501300-16501300-16501300-1650无无无无城城城城/ / / /局域网局域网局域网局域网第第一一代代：：1966~1979 (从从基基础础研研究究到到商商业业应应用用的的开开发发时期时期)9.59.5 光纤通信的发展现状光纤通信的发展现状激激光光器器 (GaAs) 波波长长0.8 µm，，多多模模光光纤纤，，最最大大中中继继距距离离10 km ，，比比特特率率在在10~100 Mb/s。

多多模模色色散散和和损损耗耗是是限限制制中中继继距距离离的的关键第二代：上世纪第二代：上世纪80年代早期年代早期 (通过减小光纤色散通过减小光纤色散)激光器激光器 (InGaAs) 波长波长1.3 µm，，单模光纤，最大中继距离单模光纤，最大中继距离50 km，比特率，比特率2.0Gb/s光纤的损耗光纤的损耗限制了中继距离，当时的损耗限制了中继距离，当时的损耗为为 ~0.5 dB/km第第三三代代：：上上世世纪纪80年年代代后后期期初初90年年代代初初 (通通过过降降低低光光纤损耗纤损耗)激激光光器器 (InGaAsP) 波波长长1.55µm，，单单模模 (色色散散位位移移) 光光纤纤，，比比特特率率2.5~10 Gb/s，，最最大大中中继继距距离离100 km这个阶段是采用电的方式中继这个阶段是采用电的方式中继第第四四代代：：上上世世纪纪90年年代代之之后后 (通通过过引引入入WDM和全光放大技术和全光放大技术)激光器 (InGaAsP) 波长1.55 µm，单模光纤，采用波分复用技术和光放大技术，单个波长信道比特率2.5~10 Gb/s，传输距离14000 km，并提出光通信智能化的概念。

目前国际上已商用的系统有：目前国际上已商用的系统有：4×2.5 Gb/s(10 Gb/s) 8×2.5 Gb/s(20 Gb/s) 16×2.5 Gb/s(40 Gb/s)40×2.5 Gb/s(100 Gb/s)32×10 Gb/s(320 Gb/s)40×10 Gb/s(400 Gb/s) 目前目前采用波分复用光纤通信达到的水平实验室已实现了82×40 Gb/s(3.28 Tb/s)的速率，传输距离达3×100 km=300 kmOptical Fiber Communication Conference提供的情况有：提供的情况有： ①① Bell Labs: 82路×40 Gb/s=3.28 Tb/s在3×100 km=300 km的True Wave(商标)光纤(即G.655光纤)上，利用C和L两个波带联合传输； ②② 日日本本NEC: 160×20 Gb/s=3.2 Tb/s， 利用归零信号沿色散平坦光纤，经过增益宽度为64 nm的光纤放大器，传输距离达1500 km; 实验室达到的水平实验室达到的水平 ③③ 日日本本富富士士通通(Fujitsu): 128路×10.66 Gb/s， 经过C和L波带注：C波带为1525～1565 nm，L波带为1570～1620 nm。

用分布喇曼放大(DRA: Distributed Raman Amplification), 传输距离达6×140 km=840 km; ④④ 日日本本NTT：： 30路×42.7 Gb/s， 利用归零信号， 经过增益宽度为50 nm的光纤放大器，传输距离达3×125 km376 km; ⑤⑤ 美美国国Lucent Tech: 100路×10 Gb/s=1 Tb/s，各路波长的间隔缩小到25 GHz, 利用L波带，沿NZDF光纤(G.655光纤)传输400 km; ⑥⑥ 美美国国Mciworldcom和和加加拿拿大大Nortel: 100路×10 Gb/s=1 Tb/s， 沿NZDF光纤在C和L波带传输4段， 约200 km;2006年1月5日，国家“十五”科技攻关计划项目《40Gb/s SDH光纤通信设备与系统》通过了由国家科技部主持、信息产业部组织的专家委员会验收40Gb/s SDH光传输设备实现了在常用G.652和G.655光纤上560公里无再生远距离传输 “40G速率SDH光传输系统”突破了电子信号处理速率的极限，使用这套系统，一根光纤最多可以实现近50万人同时通话，结合波分复用技术，单根光纤可以实现几千万甚至上亿人同时通话。

9.69.6 光纤通信新技术光纤通信新技术 v 下一代光网络v 智能光网络v 全光网络通信v 量子通信技术v 光孤子通信技术下一代光网络下一代网络（下一代网络（NGN,Next Generation NetworkNGN,Next Generation Network））§是以软交换为中心，以智能OTN为光传输的开放的宽带IP网络，是一种综合、开放的网络构架§从业务上看，应支持话音和视频业务及多媒体业务§从网络上看，在垂直方向应包括业务层和传送层，在水平方向应覆盖核心网和边缘网§是一个极其松散定义的术语，泛指不同于目前的数据为中心的融合网络§ 如果特指业务层则下一代网络指下一代业务网络，§ 如果特指传送层，则下一代网络指下一代传送网络§ 泛指的下一代网可以指两者，也可单指下一代业务网络§下一代网络应该是因特网与电信网技术的结合，即"IP十QoS=NGN"Ø建成我国学术性下一代互联网CERNET2，其主干网是中国下一代互联示范网络CNGI的主干网之一Ø连接分布在20个主要城市核心节点，传输速率2.5~10GbpsØ与北美、欧洲、亚太地区国际下一代互联网实现45~155M高速互联Ø全国180余所211和具有重点学科的高校以1～10G高速接入CERNET2，同时高速连接其他领域的科研院所和研发机构Ø与其他CNGI主干网实现高速互联Ø成为我国研究下一代互联网技术、开发重大应用、推动下一代互联网产业发展的关键性基础设施。

中国下一代互联网示范工程CNGICERNET2 BackboneCERNET2试验网开通2003年10月，CNGI最大的核心网CERNET2试验网开通 ， CERNET2试 验 网 以2.5G 速度连接北京，上海和广州，达6000多公里，提供纯IPv6服务2004年1月，CERNET2开通连接美国，欧洲和日本的IPv6国际线路2004年3月19日，CERNET2宣布开始提供接入服务 智能光网络智智能能光光网网络络（（IONION））：：在在光光路路由由和和信信令令控控制制下下完完成成自自动动交交换换连连接接功功能能的的新新一一代代的的光光网网络络，，是是一一种种具具备备标标准准化化智智能能的的光光传传送送网网目目前前已已成成为为光光通通信信领领域域研研究究的的热热点之一 n n 可以动态分配光通路可以动态分配光通路n n 实现端到端连接的保护和恢复实现端到端连接的保护和恢复n n 实实现现数数据据网网网网元元与与光光层层网网元元的的控控制制协协调调，，将将光光网网络资源与数据业务分布自动地联系起来络资源与数据业务分布自动地联系起来全光网络通信 ØØ 全光网络全光网络(AON) (AON) ：：光信息流在通信网络中的传输及光信息流在通信网络中的传输及交换时始终以光的形式存在，即信息从源节点到目的节交换时始终以光的形式存在，即信息从源节点到目的节点的整个过程中都处在光域内，电光转换与光电转换仅点的整个过程中都处在光域内，电光转换与光电转换仅仅存在于信源端仅存在于信源端( (发送端发送端) )和接收端。

和接收端 ØØ 特点特点n n 带宽不再受制于电子器件的带宽不再受制于电子器件的“ “瓶颈瓶颈” ”极限，能提供更极限，能提供更为巨大的带宽容量为巨大的带宽容量n n 所有信息处理都在光域进行，提高了系统的可靠性和所有信息处理都在光域进行，提高了系统的可靠性和运行速度运行速度n n 具有业务和协议透明性，允许采用不同的速率和协议，具有业务和协议透明性，允许采用不同的速率和协议，网络灵活性高、可扩展性好网络灵活性高、可扩展性好 量子通信技术量子通信技术 ØØ 利用光在微观世界中的粒子特性，让一个个光子传输利用光在微观世界中的粒子特性，让一个个光子传输“ “0 0” ”和和“ “1 1” ”的数字信息的数字信息 ØØ 用量子态来表示信息是量子信息的出发点，有关信息用量子态来表示信息是量子信息的出发点，有关信息的所有问题都采用量子力学理论来处理的所有问题都采用量子力学理论来处理ØØ 原理原理uu量子态是信息的载体，量子信息的加工处理归根量子态是信息的载体，量子信息的加工处理归根到底是一种量子态的操纵过程到底是一种量子态的操纵过程uu信息传输就是量子态在量子通道中的传送信息传输就是量子态在量子通道中的传送uu信息处理（计算）是量子态的幺正变换信息处理（计算）是量子态的幺正变换uu信息提取便是对量子系统实行量子测量信息提取便是对量子系统实行量子测量光纤通信中，限制传输距离和传输容量的主要原因是“损耗”和“色散”。

损耗”使光信号在传输时能量不断减弱；而“色散”则是使光脉冲在传输中逐渐展宽 光孤子通信技术光孤子通信技术什么是孤子孤子（Soliton）又称孤立波，是一种特殊形式的超短脉冲，或者说是一种在传播过程中形状、幅度和速度都维持不变的脉冲状行波光孤子就是这种能在光纤中传播的，并能长时间保持形态、幅度和速度不变的光脉冲. 光孤子光纤的色散是使光信号的脉冲展宽，而光纤中还有一种非线性的特性，这种特性会使光信号的脉冲产生压缩效应光纤的非线性特性在光的强度变化时使频率发生变化，从而使传播速度变化在光纤中这种变化使光脉冲后沿的频率变高、传播速度变快；而前沿的频率变低、传播速度变慢这就造成脉冲后沿比前沿运动快，从而使脉冲受到压缩变窄如果有办法使光脉冲变宽和变窄这两种效应正好互相抵消，光脉冲就会像一个一个孤立的粒子那样形成光孤子，能在光纤传输中保持不变，实现超长距离、超大容量的通信光孤子形成原因光孤子形成原因当光纤的非线性效应导致对光脉冲的压缩可以与群速色散引起的光脉冲展宽相平衡时，光孤子能够长距离不变形地在光纤中传输如果光纤通信系统中采用光光孤孤子子传递信号，完全摆脱了光纤色散对传输速率和通信容量的限制，其传输容量比当今最好的通信系统高出1~2个数量级，中继距离可达几百km。

它被认为是下一代最有发展前途的传输方式之一 光孤子通信技术光孤子通信技术思考题思考题 解释概念：光孤子、全光网、内调制（直接调制）、外调制、光放大器 英文含义：WDM、OCDM、OTDM、OFDM 画出光纤通信系统原理框图并简述各部分的作用 光纤通信波段是如何划分的？ 什么是波分复用？为什么要波分复用？波分复用的基本原理是什么？ 什么是光时分复用，时分复用的基本原理是什么？ 掺铒光纤放大器（EDFA）的工作原理及其工作波段。