光纤通信是利用光导纤维作为传输介质,将电信号转换为光信号,在光纤中传输,并在接收端再转换为电信号的一种通信方式。光纤通信具有传输频带宽、损耗小、抗干扰强、安全可靠等优点,是现代通信技术的重要组成部分。
光纤通信系统的基本组成
一般来说,一个光纤通信系统由以下几个部分组成:
1.光发射机:是将电信号转换为光信号,并将光信号注入光纤中进行传输的装置。它由光源、调制器和耦合器等组成。光源是产生光波的器件,常用的有半导体激光器和发光二极管。调制器是根据输入的电信号对光源发出的光波进行调制,改变其强度、频率或相位等参数,使之携带信息。耦合器是将已调制的光信号与光纤连接起来,实现光能的有效传输。
2.光纤线路:是将来自光发射机的光信号,在一定距离内以尽可能小的损耗和失真传输到光接收机的介质。它由光纤、接头和连接器等组成。光纤是一种能够将光封闭其中并沿轴向传播的导波结构,由石英玻璃、合成树脂等材料制成。根据折射率分布和模式数量,可以分为阶跃型和渐变型、单模和多模等类型。接头和连接器是用于连接不同段或不同类型的光纤,或者与其他器件相连接的部件,它们对系统性能有重要影响。
3.光中继器:是用于补偿光信号在长距离传输中受到的衰减和失真,恢复原始信号质量,并将其再次发送出去的装置。它由光检测器、放大器、再生电路和发射器等组成。光检测器是将接收到的微弱光信号转换为电信号的器件,常用的有半导体材料制成的正比计数管、雪崩二极管等。放大器是将检测到的电信号进行放大,增加其幅度和信噪比。再生电路是对放大后的电信号进行整形、判决、定时等处理,恢复原始脉冲形状。发射器是将再生后的电信号重新转换为光信号,并发送到下一段光纤中。
4.光接收机:是将从光纤线路输出的光信号转换为电信号,并经放大和处理后恢复成原始电信号的装置。它由耦合器、光电探测器、放大器、解调器等组成。耦合器是将光纤中的光信号与光电探测器连接起来,实现光能的有效传输。光电探测器是将光信号转换为电信号的器件,常用的有半导体材料制成的正比计数管、雪崩二极管等。放大器是将检测到的微弱电信号进行放大,增加其幅度和信噪比。解调器是对放大后的电信号进行解调,还原出原始的基带信号。