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光波分复用技术的光纤通信分析摘要:光波分复用(Wavelength Division Multiplexer,WDM)的概念是指在一根光纤中能同时传输多波长的光信号。其基本原理是在发射端复用器将不同波长的光信号组合起来(复用),并通过一根光纤传输,在接收端解复用器又将组合的光信号分离开(解复用)并送入不同的终端。因此,称此项技术为波长分割复用,简称光波分复用(WDM)技术。其中,复合器合并光信道,解复用分离光信道。光波分复用技术对充分挖掘光纤带宽潜力,网络扩容升级,发展带宽新业务,实现超高速通信等具有十分重要的意义。尤其是WDM加上EDFA对现代光通信技术的发展更是具有强大的推动力。波分复用技 ...
论述光纤通信技术发展的现状和前景摘要:对于现在网络时代的发张过程中,人们开始要求更加新颖的网络通信技术,这种新型的网络通信技术很大程度上是属于相关的光纤通信技术,这种技术手段是通过相关的光子技术和通信技术进行一个有机的融合而形成的。目前对于这种新型的光纤通信技术由于信息容量较为广泛,到目前为止已经成为我国目前最广泛的信息传送手段。作为现在高科技的不断发展的过程中,新型事物的出现对人们来说已经屡见不鲜。作为目前社会上最广泛的光纤通信技术来说,其形成的方式是对光子技术和现代通信技术进行一个有机结合的过程,而且这项技术还有很多优点,这些优点的存在就是这项技术得到最广泛的应用的首要前提。一、光纤通讯技 ...
摘要:光纤通信传输技术是现代通信技术中的新技术,是实现通信现代化的重要基础。管线通信技术具有传输量大且抗干扰能力强的优点,对促进电力通信进步有重要作用,在通信系统中得到广泛的应用。在通信系统的发展中,光纤通信技术的发展为现代通信技术的发展打下了坚实的基础,为现代设计的数字通信提供了可靠的技术储备。1.光纤通信传输技术简介光纤通信传输技术是以光纤为媒介的现代通信技术,光纤具有大容量通信,能够进行长距离传输且对环境污染小等优点,实际应用中将光纤分为感用光纤和通信光纤两种类型,能够根据不同的使用情况进行分频、调制光波和整形等。光线可以实现模拟信号、数字信号和视频传输,每秒的传输速到能够达到2.5 G ...
个重要方向。光纤通信技术作为一种新兴技术具有很多方面的优势,带宽大、抗电磁干扰、低损耗等特点,这些特点很好地弥补了水利通信网络中存在的问题,为水利通信网络的发展提供了技术支持。一、水利通信系统发展现状传统水利通信系统的信息传输量少,时效性差,严重影响了水利通信系统的运行性能。水利通信中信号的传输,不仅需要传统的数据信息传输,还需要继电保护信号、话音信号、水力负荷检测信号等,以便提供数字、图像、声音等多种形式的信息传输功能。图像、数字等信息在整个水利通信系统信息传输中所占比例不大,但其时效性难以保证,这就给水利通信技术提出了新的挑战。图1.正在水底铺设中的光纤设施随着社会的不断发展,水利在生产领 ...
摘要:光纤通信是以光为载波,在发射端把待传输信息调制为光的特征参量,利用光导纤维作为媒介发送到指定地点,在接受端,检测器收到光信号后把它变成电信号,经解调恢复信息。基于光纤的通信系统是一个充满生机与活力的朝阳产业,有着强大的生命力,是推动社会进步的重要动力。光纤通信系统是由数量众多的光纤组成,其主要制作材料为高纯度二氧化硅,光纤本身属于电气绝缘体,无需考虑接地回路问题。光纤通信技术自研发开始,便凭借其良好的性能而发展迅猛。一、光纤技术发展的现状虽然这几年我国光纤光缆技术有很大发展虽然这几年来,有一些具有自主知识产权的技术已在发挥作用,但是应该看到这种比例仍是很小的,国内有近200家光纤光缆厂, ...
摘要: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。光纤通信对光源器件的要求是:(1)光源器件发射光波长于使用光纤的传输窗口波长一致,一般位于光纤的三个低衰减损耗窗口,即0.85 um、1.31 um和1.55 um附近图1.光纤通信示意图(2)可以进行光强度调制,线性好,带宽大;发射功率足够高,以便可以传输较远的距离。光源器件一定要能在室温下连续工作,而且其入纤光功率足够大,最少也应有数百微瓦,甚至达到1 mW以 ...
透明,和超快光纤通信的相干检测的新发展,需要远低于1MHz的被动激光线宽。一些研究已经介绍了重要的参数和贡献,注意到固有线宽取决于从外部腔的反馈。实验研究了腔长、功率、光栅参数以及外腔模相对于光栅角的失谐效应。从而发现,准直透镜的焦点会影响外腔反馈的效率,从而影响激光器的线宽。镜头焦点的微小或不明显的变化可以对线宽产生相当大的影响,但只有在技术噪声小(与固有腔线宽相当)时才明显。猫眼式反射镜的一个重要优势在于猫眼反射镜本身是自对准的,无论入射角如何,入射光束经过猫眼光学系统后能够按照入射方向原路返回二极管,即使光束没有很好地准直。因此输出激光对机械干扰非常不敏感,也确保了高反馈耦合效率,从而获 ...
可以实现高速光纤通信、光存储和激光雷达等应用。4.工业制造:激光脉冲在工业制造中被广泛应用。激光切割、激光焊接和激光打标等应用需要高峰值功率和精确控制的激光脉冲。四、脉冲激光的未来发展目前,超快激光技术正朝着“更高脉冲能量、更高平均功率、更短脉冲宽度”目标发展,亟需基础理论、发光材料、光电子器件、工程技术等多维度创新[2]。并且2023年诺贝尔物理学奖授予“采用实验方法产生阿秒脉冲光,用于研究物质中的电子动力学”,揭示了激光在超快领域的取得的重大进展,十分具有发展潜力。阿秒光脉冲的应用是人类正在开拓的一个全新科学领域,它不仅能帮助科研人员分析原子和分子内电子的运动过程、原子核结构等基础物理学问 ...
下一代通讯光纤:光子晶体光纤光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,简称PCF)是一种具有特殊孔隙结构的光纤,通过对光纤的结构进行精确控制,实现对光学性能和传输特性的优化。PCF的独特设计和优势使其在光通信、光学传感、激光器技术等领域展现出广阔的应用前景。一、PCF的原理PCF的原理基于光子晶体的概念,光子晶体是一种具有周期性介质折射率分布的材料。在PCF中,通过在光纤芯部和包层之间引入微米尺度的周期性孔隙结构,形成了具有特殊光学特性的通道。这些孔隙可以采用不同的形状、尺寸和排列方式,从而实现对光纤的折射率、色散特性和非线性效应等的精确控制。图1光子晶体光纤的结构(a)全固 ...
大容量高速率光纤通信技术发展的关键传输载体,具有低成本、纯度高、损耗小、可靠性高等优点,是支撑国家信息基础通信设施更新换代的关键。传统阶跃折射率型单模光纤在其中心具有较高的折射率,包层材料具有较低的折射率,以便通过全内反射的机理传输光波电磁场,其导模的有效折射率介于芯层中心折射率和包层折射率之间。科学家们不断地对光纤进行探索,经过不懈努力发现了光纤中新的导光机理,新型的空芯光纤不再局限于传统的内反射原理,其光纤的纤芯折射率可以低于包层折射率,低折射率纤芯的光纤也可以传输光波电磁场科学家们发明并提出多种新型特种光纤,如微结构光纤,多空光纤,反谐振光纤等。这些新型的特种光纤不仅在长距离传输上有着良 ...
光纤制导系统摘要:光纤制导技术是用光纤来取代金属线制导武器的新技术,它将成为推动有线制导武器进一步发展的唯一技术,还可用于未来的外层空间卫星武器的有线制导。光纤制导武器被称为“智能兵器”,最重要的是由于它采用了光纤线路、光纤传感器和小型光纤红外寻的器,这使得它的信息数据传输质量得到很大改善,因其性能格外优良,以至达到“智能”水平,从而获得了“第一代智能武器”的美誉。1.光纤制导系统基本组成与工作原理光纤制导系统根据图像的不同,目前的光纤制导武器有两种类型:一类是白天使用的昼光型,采用光纤电视制导系统;另一类是全天候使用的昼夜型,采用红外成像制导系统。光纤制导系统由图像导引头和光纤双向信息传输系 ...
文摘要:分析光纤通信技术的发展历史与特点,并对光纤通信技术的发展趋势进行展望。一、光纤通信的历史光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。1966年,美籍华人高锟和霍克哈姆预见了低损耗光纤能用于通信,敲开了光纤通信的大门,引起了人们的重视。1970年美国芝加哥相距7000米的两电话局之间,首次用多模光纤成功地进行了光纤通信试验。8.5微米波段的多模光波为第一代光纤通信系统。1981年又实现了两电话局间1.3微米多模光纤的通信系统,为第二代光纤通信系统。1984年实现了1.3微米单模光纤通信系统,即第三代光纤通信系统。80年代中后期又实现了1.55微米单模光纤系统,即第四代光纤通信系统。用光 ...
的空间分布。光纤通信系统故障排查和监视是OTDR的主要应用。一直以来,OTDR都是测量光通信线路及故障点的主要手段。这种技术既然能够测量光纤的变化,那如果对光纤施加变化,再来测量光纤的变化,就可以得到外部施加力部分的特征,由此衍生出第二种应用,大型结构的安全健康监测。OTDR被用于大型结构如大厦、桥梁、公路等的安全健康监测。其原理主要是利用建筑的应力-应变导致光纤微弯从而使接收到的该处的瑞利散射功率发生改变。将光纤嵌入到混凝土中,建筑结构如出现裂缝,将使光纤破坏或断裂,再通过OTDR找到裂缝的具体位置。与通信线路检测不同的是,建筑物内的结构安全监测光纤总里程较短,探测距离也较短,传输损耗可以较 ...
的应用摘要:光纤通信是光纤应用技术的一个重要应用方向,它是以光纤技术、激光技术和光电技术为基础而发展起来的。基于光纤技术的网络直放站可实现“小容量、大覆盖”,是低成本、快速解决网络覆盖的有效手段。借助光纤直放站的工作原理可以大幅提高网络质量和网络设备利用率。引言随着移动通信的高速发展,客户对网络服务质量的要求不断提高,运营商之间竞争日益激烈。而对公路隧道实现全覆盖是运行商提高网络质量的一个重要环节,也是提高综合竞争力的一个有力手段。建设CDMA、GSM直放站可快速提高网络质量。直放站从传输方式来分有无线直放站、光纤直放站和移频直放站。其中光纤直放站运用的历史较短,但与其他直放站相比较,它有独特 ...
常见光学精密测量技术1.光斑分析和测量技术光斑测量与激光技术是紧密相关的,在激光器行业有着非常广泛的运用,激光光斑测量是评价激光光束质量的主要手段,是指导激光设计,制造和装配的重要依据。评价激光光束质量的指标主要涉及这些方面:1.光束的发散角和倾斜度。发散角是用来衡量光束从束腰向外发散的速度,可以用来表征激光的准直性能。光束倾斜度是表征光束偏离出光面垂轴方向的程度,图1所示为表征激光光束的常见参数。2.光斑尺寸。测量光斑不同径向的直径大小,表征光斑尺寸,可以用于评估激光作用范围,特别在激光加工领域有着广泛的运用。图2所示为激光光斑在空间传播的光斑大小演变图,可以计算激光光束的数值孔径和最小光斑 ...
激光,LASER,英文为“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”,即“受激辐射光放大”的意思。因此,激光实际上是原子受到入射光照射后,由于受激辐射现象,将原本的入射光放大后的产物。相比于普通光源,激光具有更好的方向性、单色性、相干性,以及更高的亮度。那么,什么是受激辐射呢?一束光,实际上就是一束光子流,由无数具有一定动量和方向的光子所组成。而光子则是由原子能级跃迁所产生,当原子由基态(低能级)向激发态(高能级)跃迁时,需要从外界吸收一个光子;而当原子由激发态向基态跃迁时,则需要向外界释放一个光子。一个光子的能量:当我们用 ...
评价标准,在光纤通信中,为了与单模光纤耦合,需要M²因子接近1的光束。M²决定了已知直径的准直光束聚焦的紧密程度,焦点的直径跟随M²和辐照度的变化而变化,这在激光加工和激光焊接中是非常重要的,因为它决定了焊接位置的高能量密度。ISO标准规定了一种计算M²的方法,测量一组光束的直径,最大限度地减少误差来源。以下是主要步骤:- 用无像差透镜聚焦。- 使用ISO标准中详细的回归方程来拟合双曲线到X轴和Y轴的数据点,通过最小化测量误差来提高计算的准确性。-从拟合曲线中提取每个轴的θ、R、W0和M2的值。ISO标准还提出了一些关于直径测量的额外规则(特别是当使用CCD或CMOS阵列传感器时):-用直径的 ...
键问题。近代光纤通信的飞速发展,始终伴随着色散问题的不断探索与解决。正是因为在光纤损耗与色散方面取得了重大突破,才实现了光纤的低损耗、大带宽、高速率、长距离传输。一、光纤色散的概念与影响光纤色散是指光纤对在其中传输的光脉冲的展宽特性,它是由于光纤中传输信号的不同频率(波长)成分与不同模式成分的群速度不同而引起传输信号发生畸变的一种物理现象。色散将使光纤中传输的无论是脉冲信号还是模拟信号均要发生波形畸变。信号波形畸变将导致传输的光脉冲在时域展宽而强度降低,从而使误码率增加,通信质量下降。为保证通信质量,则势必要加大相邻信息码之间的距离,这将限制通信容量;而且由于光纤的色散具有均匀性和累加性,传输 ...
一,任何一个光纤通信系统都要解决光纤与光纤,光纤与光源发射装置、光纤与接受装置的连接问题。目前最常用到的两种光纤连接方案,一是通过光纤连接器连接、二是热熔接。但是两种连接方案都要考虑到光纤损耗低问题,并且为了保证信号传输的质量,都需要想办法降低损耗,提高传输效率。一、光纤连接损耗及影响因素两段光纤相连接必然存在信号损耗的问题,目前通信标准用传输系数T表述传输效率的高低。光纤入射光功率用P1表示,光纤出射光功率用P2表示,传输系数则可以表示为T=P1/P2表示。相应的连接器耦合损耗L=-10 lg T (dB)。假设是理想状态下连接耦合,无任何参数失配和连接误差,则L=0 dB,即表示无连接损耗 ...
随光导纤维及光纤通信技术的发展而迅速发展起来的一种以光为载体、光纤为介质、传感和传输外界信号(被测量)的新型传感技术。光纤传感器始于1977年,经过了几十年的研究,光纤传感取得了积极的进展,目前处于研究和应用并存的阶段。它对军事、航天航空技术和生命科学等的发展起着重要的作用。随着新兴学科的交叉渗透,它将会出现更广阔的应用前景。一、光纤传感器基本工作原理国家标准GB 7665——1987对传感器(Transducer/Sensor)的定义是:能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。光纤传感器(Optical Fiber Sensor,OFS)的基本工作原理如下图,将来自光 ...
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