光纤通信调频的作用?
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发布时间:2022-04-23 03:34
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时间:2022-04-12 16:14
光纤通信调频的作用?目前,在广播电视信号传播过程中,光纤是传播效率最高同时应用也十分广泛的一种传播手段,光纤有着信息容量大并且稳定性强等优点,在数据传输时不需要经过压缩过程就能够进行信号传输工作。本文主要阐述了光纤通信技术的主要特征,以及光纤通信在广播电视系统中的具体运用措施。
关键词:光纤通信;广播电视;应用
如今,随着科学技术的不断进步,广播电视系统也在不断发展。而近几年,将光纤通信技术运用在广播电视系统中,表现十分优异,可以有效提高信号传输的效率。当前的光纤通信与其他通信技术相比较优势更加明显,通过运用光纤通信技术也能有效促进我国广播电视行业快速发展。目前,光纤通信技术通过不断应用与研究也日渐完善,并且获得了各行各业的普遍应用。
1光纤通信系统概述
光纤通信在传输信息过程中通常利用电磁波作为介质,所以在传输速度方面具有十分明显的优势。通常光纤通信系统的主要构成部分分为以下几个结构。第一,光发射器。光发射器能够利用光源以及相关调制设备来实现对信号的转化,将电信号转化成光信号。第二,光接收设备。光接收设备的主要作用便是进行信号的收取,同时再次将光信号进行转化,通过相关检测设备来对光信号进行探测,之后将光信号传输到接收设备中。第三,光缆。光缆是信号传输的重要途径,主要是将已经完成第一步转化过程的光信号进行传送,将其传送至接收设备。第四,中继器。中继器的主要结构分为光源、光信号检测设备、再生电路三个方面。中继器不但能把正在传输的光信号进行放大,还能够对光信号进行合理的调节。第五,光纤连接设备。由于光信号在传输过程中周期较长,所以也需要光纤的长度达到一定标准。不过若是光纤长度过长,那么很有可能会由于其不可延伸性而造成一些信号传输质量问题,因此必须要利用光纤连接设备进行连接,从而保证信号的稳定性。
2光纤通信传输的特征
光纤通信的主要内容便是光纤,主要通过光纤来做到对信号的传输,而光纤也只有信号传输这一种功用,在广播电视系统中利用光纤通信能够有效提高信号的传输效率。不过,由于光纤的安装流程较为复杂,并且一旦安装完毕,若想更改或是大幅度调整难度非常大,必须要保证其安装质量,因此,光纤在材料的选取方面就必须要严格管理。通常最为常见的光纤材料便是一种特殊的玻璃材料,或是石英,相对来说,石英的投入成本较低,又能满足光纤的基本传输质量要求,所以石英光纤的运用更加广泛。石英光纤也分为单模光纤和多模光纤两种,这两种光纤的信号传输特征也存在差异。一般来说,多模光纤一般在距离较近并且信息容量较低的通信过程中有着较为好的效果,因为多模光纤若是进行远距离信号传输,那么很有可能会导致散射现象,所以其更为适合近距离信号传输。而单模光纤的传输效率要比多模光纤要高,并且单模光纤在较远距离的信号传输过程中速度更快。单模光纤的信号传送方法便是在光纤内进行传输,并且在传输过程中还能够很好地规避信号散射现象的产生,而且单模光纤相比之下投入成本更低。光纤在广播电视信号的传播过程中也可能会出现信号损耗的现象,而且基本上损耗现象是无法规避的。光纤信号损耗主要体现在散射、辐射、衰弱三个方面,并且信号的损耗和其传输距离有直接的联系,也可以说,广播电视信号传输的距离越远,那么信号的损耗程度就越大。同时,在平常的信号传输过程中,通常都会需要进行信号的转化,因此,在信号转化过程中,信号的损耗情况很有可能会加重,进而会对信号传输造成影响。
3光纤通信在广播电视系统中的运用现状
现阶段,运用光纤通信已经成为广播电视行业的必然趋向。比如:福建省某广播电视企业就建立了以SDH为信号传输平台,以光缆作为信号传输媒介的传输系统。而光纤通信也逐渐展现出了其优势,通过光纤网络来进行广播电视信号传送有效地避免了传统广播电视信号传输过程中受环境以及自身影响而造成的噪声现象,大大提高了信号的传输速度和稳定性。光纤通信系统的优点十分明显,并不会如卫星接收信号那样接收和传输信号都有着一定的延迟,而且卫星传输的方式在很大程度上也会受到环境的影响,在传播时信号受到较大干扰。
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时间:2022-04-12 17:32
光纤通信技术,简称光纤通信,由纤芯,包层和涂层组成,内芯一般为几十微米或几微米,中间层称为包层,通过纤芯和包层的折射率不同,从而实现光信号在纤芯内的全反射也就是光信号的传输,涂层的作用就是增加光纤的韧性保护光纤。
技术分类
主要部分
就光纤通信技术本身来说,应该包括以下几个主要部分:光纤光缆技术、光交换技术传输技术、光有源器件、光无源器件以及光网络技术等。
光纤光缆
光纤技术的进步可以从两个方面来说明: 一是通信系统所用的光纤; 二是特种光纤。早期光纤的传输窗口只有3个,即850nm(第一窗口)、1310nm(第二窗口)以及1550nm(第三窗口)。近几年相继开发出第四窗口(L波段)、第五窗口(全波光纤)以及S波段窗口。其中特别重要的是无水峰的全波窗口。这些窗口开发成功的巨大意义就在于从1280nm到1625nm的广阔的光频范围内,都能实现低损耗、低色散传输,使传输容量几百倍、几千倍甚至上万倍的增长。这一技术成果将带来巨大的经济效益。另一方面是特种光纤的开发及其产业化,这是一个相当活跃的领域。
特种光纤具体有以下几种:
1. 有源光纤
这类光纤主要是指掺有稀土离子的光纤。如掺铒(Er3+)、掺钕(Nb3+)、掺镨(Pr3+)、掺镱(Yb3+)、掺铥(Tm3+)等,以此构成激光活性物质。这是制造光纤光放大器的核心物质。不同掺杂的光纤放大器应用于不同的工作波段,如掺饵光纤放大器(EDFA)应用于1550nm附近(C、L波段);掺镨光纤放大器(PDFA)主要应用于1310nm波段;掺铥光纤放大器(TDFA)主要应用于S波段等。这些掺杂光纤放大器与喇曼(Raman)光纤放大器一起给光纤通信技术带来了*性的变化。它的显著作用是:直接放大光信号,延长传输距离;在光纤通信网和有线电视网(CATV网)中作分配损耗补偿;此外,在波分复用(WDM)系统中及光孤子通信系统中是不可缺少的关键元器件。正因为有了光纤放大器,才能实现无中继器的百万公里的光孤子传输。也正是有了光纤放大器,不仅能使WDM传输的距离大幅度延长,而且也使得传输的性能最佳化。
2.色散补偿光纤(Dispersion Compensation Fiber,DCF)
常规G.652光纤在1550nm波长附近的色散为17ps/nm×km。当速率超过2.5Gb/s时,随着传输距离的增加,会导致误码。若在CATV系统中使用,会使信号失真。其主要原因是正色散值的积累引起色散加剧,从而使传输特性变坏。为了克服这一问题,必须采用色散值为负的光纤,即将反色散光纤串接入系统中以抵消正色散值,从而控制整个系统的色散大小。这里的反色散光纤就是所谓的色散补偿光纤。在1550nm处,反色散光纤的色散值通常在-50~200ps/nm×km。为了得到如此高的负色散值,必须将其芯径做得很小,相对折射率差做得很大,而这种作法往往又会导致光纤的衰耗增加(0.5~1dB/km)。色散补偿光纤是利用基模波导色散来获得高的负色散值,通常将其色散与衰减之比称作质量因数,质量因数当然越大越好。为了能在整个波段均匀补偿常规单模光纤的色散,又开发出一种既补偿色散又能补偿色散斜率的"双补偿"光纤(DDCF)。该光纤的特点是色散斜率之比(RDE)与常规光纤相同,但符号相反,所以更适合在整个波形内的均衡补偿。
3. 光纤光栅(Fiber Grating)
光纤光栅是利用光纤材料的光敏性在紫外光的照射(通常称为紫外光"写入")下,于光纤芯部产生周期性的折射率变化(即光栅)而制成的。使用的是掺锗光纤,在相位掩膜板的掩蔽下,用紫外光照射(在载氢气氛中),使纤芯的折射率产生周期性的变化,然后经退火处理后可长期保存。相位掩膜板实际上为一块特殊设计的光栅,其正负一级衍射光相交形成干涉条纹,这样就在纤芯逐渐产生成光栅。光栅周期模板周期的二分之一。众所周知,光栅本身是一种选频器件,利用光纤光栅可以制作成许多重要的光无源器件及光有源器件。例如:色散补偿器、增益均衡器、光分插复用器、光滤波器、光波复用器、光模或转换器、光脉冲压缩器、光纤传感器以及光纤激光器等。
4. 多芯单模光纤(Multi-Coremono-Mode Fiber,MCF)
多芯光纤是一个共用外包层、内含有多根纤芯、而每根纤芯又有自己的内包层的单模光纤。这种光纤的明显优势是成本较低,生产成本较普通的光纤约低50%。此外,这种光纤可以提高成缆的集成密度,同时也可降低施工成本。以上是光纤技术在近几年里所取得的主要成就。至于光缆方面的成就,我们认为主要表现在带状光缆的开发成功及批量化生产方面。这种光缆是光纤接入网及局域网中必备的一种光缆。光缆的含纤数量达千根以上,有力地保证了接入网的建设。
有源器件
光有源器件的研究与开发本来是一个最为活跃的领域,但由于前几年已取得辉煌的成果,所以当今的活动空间已大大缩小。超晶格结构材料与量子阱器件,已完全成熟,而且可以大批量生产,已完全商品化,如多量子阱激光器(MQW-LD,MQW-DFBLD)。
除此之外,已在下列几方面取得重大成就。
1. 集成器件
这里主要指光电集成(OEIC)已开始商品化,如分布反馈激光器(DFB-LD)与电吸收调制器(EAMD)的集成,即DFB-EA,已开始商品化;其它发射器件的集成,如DFB-LD、MQW-LD分别与MESFET或HBT或HEMT的集成;接收器件的集成主要是PIN、金属、半导体、金属探测器分别与MESFET或HBT或HEMT的前置放大电路的集成。虽然这些集成都已获得成功,但还没有商品化。
2. 垂直腔面发射激光器(VCSEL)
由于便于集成和高密度应用,垂直腔面发射激光器受到广泛重视。这种结构的器件已在短波长(ALGaAs/GaAs)方面取得巨大的成功,并开始商品化;在长波长(InGaAsF/InP)方面的研制工作早已开始进行,也有少量商品。可以断言,垂直腔面发射激光器将在接入网、局域网中发挥重大作用。
3. 窄带响应可调谐集成光子探测器
由于DWDM光网络系统信道间隔越来越小,甚至到0.1nm。为此,探测器的响应谱半宽也应基本上达到这个要求。恰好窄带探测器有陡锐的响应谱特性,能够满足这一要求。集F-P腔滤波器和光吸收有源层于一体的共振腔增强(RCE)型探测器能提供一个重要的全面解决方案。
4. 基于硅基的异质材料的多量子阱器件与集成(SiGe/Si MQW)
这方面的研究是一大热点。众所周知,硅(Si)、锗(Ge)是间接带隙材料,发光效率很低,不适合作光电子器件,但是Si材料的半导体工艺非常成熟。于是人们设想,利用能带剪裁工程使物质改性,以达到在硅基基础上制作光电子器件及其集成(主要是实现光电集成,即OEIC)的目的,这方面已取得巨大成就。在理论上有众多的创新,在技术上有重大的突破,器件水平日趋完善。
无源器件
光无源器件与光有源器件同样是不可缺少的。由于光纤接入网及全光网络的发展,导致光无源器件的发展空前地热门。常规的常用器件已达到一定的产业规模,品种和性能也得到了极大的扩展和改善。所谓光无源器件就是指光能量消耗型器件、其种类繁多、功能各异,在光通信系统及光网络中主要的作用是: 连接光波导或光路; 控制光的传播方向;控制光功率的分配; 控制光波导之间、器件之间和光波导与器件之间的光耦合; 合波与分波; 光信道的上下与交叉连接等。早期的几种光无源器件已商品化。其中光纤活动连接器无论在品种和产量方面都已有相当大的规模,不仅满足国内需要,而且有少量出口。光分路器(功分器)、光衰减器和光隔离器已有小批量生产。随着光纤通信技术的发展,相继又出现了许多光无源器件,如环行器、色散补偿器、增益平衡器、光的上下复用器、光交叉连接器、阵列波导光栅CAWG等等。这些都还处于研发阶段或试生产阶段,有的也能提供少量商品。按光纤通信技术发展的一般规律来看,当光纤接入网大规模兴建时,光无源器件的需求量远远大于对光有源器件的需求。这主要是由于接入网的特点所决定的。接入网的市场约为整个通信市场的三分之一。因而,接入网产品有巨大的市场及潜在的市场。
复用技术
光复用技术种类很多,其中最为重要的是波分复用(WDM)技术和光时分复用(OTDM)技术。光复用技术是当今光纤通信技术中最为活跃的一个领域,它的技术进步极大地推动光纤通信事业的发展,给传输技术带来了*性的变革。波分复用当前的商业水平是273个或更多的波长,研究水平是1022个波长(能传输368亿路电话),的潜在水平为几千个波长,理论极限约为15000个波长(包括光的偏振模色散复用,OPDM)。据1999年5月多伦多的Light Management Group Inc ofToronto演示报导,在一根光纤中传送了65536个光波,把PC数字信号传送到200m的广告板上,并采用声光控制技术,这说明了密集波分复用技术的潜在能力是巨大的。OTDM是指在一个光频率上,在不同的时刻传送不同的信道信息。这种复用的传输速度已达到320Gb/s的水平。若将DWDM与OTDM相结合,则会使复用的容量增加得更大,如虎添翼。
放大技术
光放大器的开发成功及其产业化是光纤通信技术中的一个非常重要的成果,它大大地促进了光复用技术、光孤子通信以及全光网络的发展。顾名思义,光放大器就是放大光信号。在此之前,传送信号的放大都是要实现光电变换及电光变换,即O/E/O变换。有了光放大器后就可直接实现光信号放大。光放大器主要有3种:光纤放大器、拉曼放大器以及半导体光放大器。光纤放大器就是在光纤中掺杂稀土离子(如铒、镨、铥等)作为激光活性物质。每一种掺杂剂的增益带宽是不同的。掺铒光纤放大器的增益带较宽,覆盖S、C、L频带; 掺铥光纤放大器的增益带是S波段;掺镨光纤放大器的增益带在1310nm附近。而喇曼光放大器则是利用喇曼散射效应制作成的光放大器,即大功率的激光注入光纤后,会发生非线性效应?喇曼散射。在不断发生散射的过程中,把能量转交给信号光,从而使信号光得到放大。由此不难理解,喇曼放大是一个分布式的放大过程,即沿整个线路逐渐放大的。其工作带宽可以说是很宽的,几乎不受*。这种光放大器已开始商品化了,不过相当昂贵。半导体光放大器(S0A)一般是指行波光放大器,工作原理与半导体激光器相类似。其工作带宽是很宽的。但增益幅度稍小一些,制造难度较大。这种光放大器虽然已实用了,但产量很小。
到此,我们系统、全面地评论了光纤通信技术的重大进展,至于光纤通信技术的发展方向,可以概括为两个方面: 一是超大容量、超长距离的传输与交换技术; 二是全光网络技术。
交换技术
随着通信网络逐渐向全光平台发展,网络的优化、路由、保护和自愈功能在光通信领域中越来越重要。采用光交换技术可以克服电子交换的容量瓶颈问题,实现网络的高速率和协议透明性,提高网络的重构灵活性和生存性,大量节省建网和网络升级成本。,光交换技术可分成光的电路交换(OCS)和光分组交换(OPS)两种主要类型。光的电路交换类似于现存的电路交换技术,采用OXC、OADM等光器件设置光通路,中间节点不需要使用光缓存,对OCS的研究已经较为成熟。根据交换对象的不同OCS又可以分为: ⑴ 光时分交换技术,时分复用是通信网中普遍采用的一种复用方式,时分光交换就是在时间轴上将复用的光信号的时间位置t1转换成另一个时间位置t2 ⑵ 光波分交换技术,是指光信号在网络节点中不经过光/电转换,直接将所携带的信息从一个波长转移到另一个波长上。 ⑶ 光空分交换技术,即根据需要在两个或多个点之间建立物理通道,这个通道可以是光波导也可以是自由空间的波束,信息交换通过改变传输路径来完成 ⑷ 光码分交换技术,光码分复用(OCDMA)是一种扩频通信技术,不同户的信号用互成正交的不同码序列填充,接受时只要用与发送方相同的法序列进行相关接受,即可恢复原用户信息。光码分交换的原理就是将某个正交码上的光信号交换到另一个正交码上,实现不同码子之间的交换。
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时间:2022-04-12 19:06
目前,在广播电视信号传播过程中,光纤是传播效率最高同时应用也十分广泛的一种传播手段,光纤有着信息容量大并且稳定性强等优点,在数据传输时不需要经过压缩过程就能够进行信号传输工作。本文主要阐述了光纤通信技术的主要特征,以及光纤通信在广播电视系统中的具体运用措施。
关键词:光纤通信;广播电视;应用
如今,随着科学技术的不断进步,广播电视系统也在不断发展。而近几年,将光纤通信技术运用在广播电视系统中,表现十分优异,可以有效提高信号传输的效率。当前的光纤通信与其他通信技术相比较优势更加明显,通过运用光纤通信技术也能有效促进我国广播电视行业快速发展。目前,光纤通信技术通过不断应用与研究也日渐完善,并且获得了各行各业的普遍应用。
1光纤通信系统概述
光纤通信在传输信息过程中通常利用电磁波作为介质,所以在传输速度方面具有十分明显的优势。通常光纤通信系统的主要构成部分分为以下几个结构。第一,光发射器。光发射器能够利用光源以及相关调制设备来实现对信号的转化,将电信号转化成光信号。第二,光接收设备。光接收设备的主要作用便是进行信号的收取,同时再次将光信号进行转化,通过相关检测设备来对光信号进行探测,之后将光信号传输到接收设备中。第三,光缆。光缆是信号传输的重要途径,主要是将已经完成第一步转化过程的光信号进行传送,将其传送至接收设备。第四,中继器。中继器的主要结构分为光源、光信号检测设备、再生电路三个方面。中继器不但能把正在传输的光信号进行放大,还能够对光信号进行合理的调节。第五,光纤连接设备。由于光信号在传输过程中周期较长,所以也需要光纤的长度达到一定标准。不过若是光纤长度过长,那么很有可能会由于其不可延伸性而造成一些信号传输质量问题,因此必须要利用光纤连接设备进行连接,从而保证信号的稳定性。
2光纤通信传输的特征
光纤通信的主要内容便是光纤,主要通过光纤来做到对信号的传输,而光纤也只有信号传输这一种功用,在广播电视系统中利用光纤通信能够有效提高信号的传输效率。不过,由于光纤的安装流程较为复杂,并且一旦安装完毕,若想更改或是大幅度调整难度非常大,必须要保证其安装质量,因此,光纤在材料的选取方面就必须要严格管理。通常最为常见的光纤材料便是一种特殊的玻璃材料,或是石英,相对来说,石英的投入成本较低,又能满足光纤的基本传输质量要求,所以石英光纤的运用更加广泛。石英光纤也分为单模光纤和多模光纤两种,这两种光纤的信号传输特征也存在差异。一般来说,多模光纤一般在距离较近并且信息容量较低的通信过程中有着较为好的效果,因为多模光纤若是进行远距离信号传输,那么很有可能会导致散射现象,所以其更为适合近距离信号传输。而单模光纤的传输效率要比多模光纤要高,并且单模光纤在较远距离的信号传输过程中速度更快。单模光纤的信号传送方法便是在光纤内进行传输,并且在传输过程中还能够很好地规避信号散射现象的产生,而且单模光纤相比之下投入成本更低。光纤在广播电视信号的传播过程中也可能会出现信号损耗的现象,而且基本上损耗现象是无法规避的。光纤信号损耗主要体现在散射、辐射、衰弱三个方面,并且信号的损耗和其传输距离有直接的联系,也可以说,广播电视信号传输的距离越远,那么信号的损耗程度就越大。同时,在平常的信号传输过程中,通常都会需要进行信号的转化,因此,在信号转化过程中,信号的损耗情况很有可能会加重,进而会对信号传输造成影响。
3光纤通信在广播电视系统中的运用现状
现阶段,运用光纤通信已经成为广播电视行业的必然趋向。比如:福建省某广播电视企业就建立了以SDH为信号传输平台,以光缆作为信号传输媒介的传输系统。而光纤通信也逐渐展现出了其优势,通过光纤网络来进行广播电视信号传送有效地避免了传统广播电视信号传输过程中受环境以及自身影响而造成的噪声现象,大大提高了信号的传输速度和稳定性。光纤通信系统的优点十分明显,并不会如卫星接收信号那样接收和传输信号都有着一定的延迟,而且卫星传输的方式在很大程度上也会受到环境的影响,在传播时信号受到较大干扰。光纤通信最大程度上保证了信号的传输效率,并且损耗成本更低、传输稳定性高、基本不受环境因素影响等。这些优势也使得光纤通信在广播电视系统中的应用越来越广泛。随着光线通信的普及,广播电视行业的受众也越来越多,并且受众们对于广播或电视这种被动获取信息的方式也并不满足,所以广电行业还要进一步增强相关的交互功能。针对这一方面,广播电视行业必须要加大力度研究尽早完成HFC网双向化的目标,加强广播电视行业的综合实力,促进广播电视行业不断创新及发展,而光纤通信则是完成这一目标的重要推手。
4广播电视系统中光纤通信的应用策略
由于光纤通信有着其他传输方法所不具备的传输效率高、传输距离远等特征,所以光纤通信在广播电视系统的信号传输方面有着十分明显的优势。光纤作为广播电视信号传输的主要介质,在广播电视行业的建设以及发展过程中也有着重要的推动作用。目前,多数广播电视企业已经开始提高了对光纤通信的重视,并且构建了以光纤为传播媒介、以SDH为平台的传输网,光缆网络也是如今运用非常多的数据信息传播路径。在如今的广播电视系统中,信号发射设备、电视台总控制设备、有线电视网等均开始运用光纤通信来进行信号传输,正是看中了光纤通信的信息传输量大、传输距离远、安全性高等优势。同时,利用光纤网络来进行信号传输的方式不但改进了传统微波传输方法的问题,也弥补了其缺陷,使信号传输过程中不再产生噪声,而且稳定性也有了明显的提高。4.1光纤通信系统的数字化。通常来说,光纤通信系统基本都是由电端机、光端机、光源这三个主要部分构成。通过这些系统或设备的共同运作保证光纤通信系统能够稳定顺利地进行信号传播。所以,光纤在传播信号时其实就是在进行信息传输,利用相关的转化设备将广播电视信号进行转化,不仅改善了广播电视系统的信号传播模式,也大大提高了信号传播速度。4.2广播电视系统的数字化。在广播电视系统运作的过程中,也就是进行节目信息处理及传输的整个流程。在该流程中,运作越是顺利节目的效果也就越好。而在传统的广播电视传播过程中,通常情况下传播方式分为卫星信号传输、无线信号传播、有线信号传播这三种。而这三种传输方法各有各的优点,而光纤通信技术的运用在其他传输方式的基础上避免了受环境的影响、在传输质量上更加优秀、在信号传输稳定性和速度方面表现得更加优异,同时在信号传播距离上更远,为人们获取电视广播信息提供了更加便利的条件以及提供了更加高质量的服务,也有效促进了广播电视行业的发展。4.3SDH传播技术。若从微观的角度出发,光纤通信技术主要是开展数据传播以及做到信息数据的交叉利用的技术。在SDH技术运作时,如果信息数据能够进行正常的传播,SDH技术则能够将数据信息进行交叉利用,进而提高了数据信号的传播效率,并让受众们更加直观且高效地观看到节目。随着SDH技术的开发与创新,其较强的实时性也为广播电视行业提供了重要的活力,解决了以往信号数据传播延迟的现象,不仅提高了信号传播的效率,而且保证了信号传输的清晰度,避免噪声的产生,提高传播质量,有效促进广播电视行业稳定发展。4.4进行光信号的调节。将光纤通信运用在广播电视系统中,先是进行各个频道的相关信号进行电调制,之后把多频道信号进行组合处理之后调节信号强度。比如FM-IM调频,FM-IM调频的主要运作原理如下:第一,将各种音频和视频的信号频率进行合理的调节;第二,将信号频率变频到其他频道;第三,可以进行相关的信号强度调节。而FM-IM的优势主要表现在如下方面:第一,调频质量较高;第二,多个频道之间的噪声较低,并且调节波频时不会影响清晰度;第三,针对激光器线性的需求较小,通常利用成本更低,并且功率也低的F-P激光设备来当作调频发射设备;第四,传输距离大于38km时,加权信噪比指标大于55dB。利用FM-IM的方法可以很好地构建完备的广播电视信号传播系统,也就是把光纤通信利用高频传输的信号输送到调频发射设备,利用电缆来输送到用户单位并经过再次转化进而形成节目信号,让受众们可以直接观看。
5结语
近年来我国通信技术不断进步,光纤通信技术在广播电视系统中的应用也逐渐普
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时间:2022-04-12 20:58
光纤通信,是指将要传送的语音、图像和数据信号等调制在光载波上,以光纤作为传输媒介的通信方式
1.本征:是光纤的固有损耗,包括:瑞利散射,固有吸收等。
2.弯曲:光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉,造成的损耗。
3.挤压:光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。
4.杂质:光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光,造成的损失。
5.不均匀:光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。
6.对接:光纤对接时产生的损耗,如:不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8μm),端面与轴心不垂直,端面不平,对接心径不匹配和熔接质量差等。
7.多模光纤:中心玻璃芯教粗(50或62.5μm),可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就*了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。例如:600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。
8.单模光纤:中心玻璃芯教细(芯径一般为9或10μm),只能传一种模式的光。因此,其模间色散很小,适用于远程通讯,但其色度色散起主要作用,这样单模 光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求,即谱宽要窄,稳定性要好。
9.常规型光纤:光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上,如1300μm。
10.色散位移型光纤:光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上,如:1300μm和1550μm。
11.突变型光纤:光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。其成本低,模间色散高。适用于短途低速通讯,如:工控。但单模光纤由于模间色散很小,所以单模光纤都采用突变型。
12.渐变型光纤:光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小,可使高模光按正弦形式传播,这能减少模间色散,提高光纤带宽,增加传输距离,但成本较高,现在的多模光纤多为渐变型光纤。
13.电发射端机:主要任务是PCM编码和信号的多路复用。
多路复用是指将多路信号组合在一条物理信道上进行传输,到接收端再用专门的设备将各路信号分离出来,多路复用可以极大地提高通信线路的利用率。
在光纤通信系统中,光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码,它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的,称为PCM(pulsecode molation),即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号,由PCM电端机产生。
14.抽样:是指从原始的时间和幅度连续的模拟信号中离散地抽取一部分样值,变换成时间和幅度都是离散的数字信号的过程。
15.编码:是指按照一定的规则将抽样所得的M种信号用一组二进制或者其它进制的数来表示,每种信号都可以由N个2二进制数来表示,M和N满足M=2N。例如如果量化后的幅值有8种,则编码时每个幅值都需要用3个二进制的序列来表示。
16.时分多路复用:当信道达到的数据传输率大于各路信号的数据传输率总和时,可以将使用信道的时间分成一个个的时间片(时隙),按一定规则将这些时间片分配给各路信号,每一路信号只能在自己的时间片内独占信道进行传输,所以信号之间不会互相干扰。
17.频分多路复用:当信道带宽大于各路信号的总带宽时,可以将信道分割成若干个子信道,每个子信道用来传输一路信号。或者说是将频率划分成不同的频率段,不同路的信号在不同的频段内传送,各个频段之间不会相互影响,所以不同路的信号可以同时传送。这就是频分多路复用(FDM)。
18.码分多址(CDMA):这种技术多用于移动通信,不同的移动台(或手机)可以使用同一个频率,但是每个移动台(或手机)都被分配带有一个独特的“码序列”,该序列码与所有别的“码序列”都不相同,所以各个用户相互之间也没有干扰。因为是靠不同的“码序列”来区分不同的移动台(或手机),所以叫做“码分多址”(CDMA)技术。
19.空分多址(SDMA):这种技术是利用空间分割构成不同的信道。举例来说,在一颗卫星上使用多个天线,各个天线的波束射向地球表面的不同区域。地面上不同地区的地球站,它们在同一时间、即使使用相同的频率进行工作,它们之间也不会形成干扰。
空分多址(SDMA)是一种信道增容的方式,可以实现频率的重复使用,充分利用频率资源。空分多址还可以和其它多址方式相互兼容,从而实现组合的多址技术,例如空分·码分多址(SD-CDMA)。
20.线路编码:又称信道编码,光纤跳线其作用是消除或减少数字电信号中的直流和低频分量,以便于在光纤中传输、接收及监测。大体可归纳为三类:扰码二进制、字变换码、插入型码。
21.调制方式:模拟通信可采用调幅、调频、调相等多种调制方式,采用数字调制时,相应地称为幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK);信号只有两种状态的ASK称为通断键控(OOK),当前的数字通信系统使用OOK-PCM格式,属于强度调制-直接检测(IM-DD)通信方式,是通信方式中最简单、最初级的方式。而相干通信系统则可使用ASK、FSK或PSK-PCM格式,是复杂、高级的通信方式。
22.光接收机灵敏度:定义为在保证达到所要求的误比特率的条件下,接收机所需要的最小输入光功率。
23.光耦合:是对同一波长的光功率进行分路或合路。通过光耦合器,我们可以将两路光信号合成到一路上
24.光隔离器:是一种只允许单向光通过的无源光器件,其工作原理是基于法拉第旋转的非互易性。
25.光纤跳线磁光隔离器:也可以说是单向导光器,隔离器放置于激光器及光放大器前面,防止系统中的反射光对器件性能的影响甚至损伤。
26.光滤波器:是用来进行波长选择的仪器,它可以从众多的波长中挑选出所需的波长,而除此波长以外的光将会被拒绝通过。它可以用于波长选择、光放大器的噪声滤除、增益均衡、光复用/解复用。
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时间:2022-04-12 23:06
传感器技术编辑整理
光纤通信的发展对我国的经济建设起到重要的作用。光纤通讯具有无法比拟的优势:传输频宽带、损失消耗较少。光纤通信的建设起始于二十世纪九十年代,并且得到大规模的发展。
光纤通信作为承载着很大信息量的传输网络,具有一定的风险和不稳定性,为了保证光纤通信的顺利运行和安全,需要开发一种能精确测量出光纤通信特性的工具或者是仪器。光频域反射能够准确的检测出光纤通信特性,光频域反射主要是分析光纤的散射光时间差、光程差来检测光纤通讯的。
OFDR光频域反射技术的原理介绍
1、光纤中的散射
当光通过不均匀介质时会向四面八方传播,这就是光的散射,例如晴朗的天空呈现蓝色,海水也是蓝的,这都是太阳光发生散射的结果(波长较短的蓝光被大气微粒散射)。同样的,当光在光纤中传输时,由于光纤中折射率分布不均匀,也会发生散射,主要有瑞利散射,布里渊散射与拉曼散射三种形式。
散射是光波与光纤介质的粒子相互作用的结果。瑞利散射中,入射光被散射后,波长、频率并未发生变化,是一种弹性散射;布里渊散射中入射光与光纤中声波场发生作用,会出现高于原入射光频率的光和低于原入射光频率的光。拉曼散射产生的结果与之类似,两者都属于非弹性散射。
分布式光纤传感技术(DOFS)就是通过采集光纤中散射光的信息进行测量的,可以分成如下几类:
目前, OTDR 技术发展成熟,多用于集成光路的诊断和光通信网络故障的检测,但受探测光脉冲宽度及空间分辨率与动态范围之间矛盾的*,难以同时满足较大动态范围和较高空间分辨率,不适用于高精度测量领域。在温度与应变传感领域,多使用基于布里渊散射的 BOTDR、BOTDA 及 BOFDA 技术,其中 BOFDA技术最高能实现 2cm 的空间分辨率,但整个测试系统十分复杂,测量时间较长。
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时间:2022-04-13 01:30
光纤通信技术(optical fiber communications)从光通信中脱颖而出,已成为现代通信的主要支柱之一,在现代电信网中起着举足轻重的作用。光纤通信作为一门新兴技术,其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的,也是世界新技术*的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。
光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。
光纤通信是利用光波作载波,以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式,被称之为“有线”光通信。当今,光纤以其传输频带宽、抗干扰性高和信号衰减小,而远优于电缆、微波通信的传输,已成为世界通信中主要传输方式。
光纤通信的原理是:在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息.
随着信息技术传输速度日益更新,光纤技术已得到广泛的重视和应用。在多微机电梯系统中,光纤的应用充分满足了大量的数据通信正确、可靠、高速传输和处理的要求。光纤技术在电梯上的应用,大大提高了整个控制系统的反应速度,使电梯系统的并联群控性能有了明显提高。电梯上所使用的光纤通信装置主要由光源、光电接收器和光纤组成。
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时间:2022-04-13 04:12
基本的光纤通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。
光纤通信系统基本构成
(1)光发信机
光发信机是实现电/光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制,成为已调光波,然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。电端机就是常规的电子通信设备。
(2)光收信机
光收信机是实现光/电转换的光端机。 它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号,经光检测器转变为电信号,然后,再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平,送到接收端的电端汲去。
(3)光纤或光缆
光纤或光缆构成光的传输通路。其功能是将发信端发出的已调光信号,经过光纤或光缆的远距离传输后,耦合到收信端的光检测器上去,完成传送信息任务。
(4)中继器
中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个:一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减;另一个是对波形失真的脉冲近行政性。
(5)光纤连接器、耦合器等无源器件
由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的*,且光纤的拉制长度也是有限度的(如1Km)。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是,光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合,对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。