3.抗干扰 干扰是影响通信质量的重要原因,对通信系统形成干扰的干扰源很多, 有天然干扰源,如雷电、电离层的变化和太阳黑子活动等;有工业干扰 源,如电动机和高压电力线;还有无线通信的相互干扰等,干扰对通信 系统的影响是通过干扰信号频谱落在通信系统工作频谱范围内产生的, 为了降低干扰的影响,人们采取了数字通信、差错控制编码等措施,但 并不能完全消除干扰对通信指标的劣化。而光纤中传输的光信号特定的 频率范围,使它不易受各种电磁干扰的影响。同时光纤是由高纯度的二 氧化硅材料制成的,不导电,也无电感效应,所以光纤通信系统可以从 根本上解决多年来困扰人们的干扰问题。 4.保密性好 保密性好是通信系统又一重要要求。保密要求已从国家政治、军 事、经济情报范畴扩展到企业经济、技术乃至个人通信领域。对信息的 窃取通常有三个途径:一是直接接入式窃听;二是窃听计算机和终端设 备辐射的电磁场;三是窃听电缆源辐射的电磁场。对于第一种窃听可以 采取保密口令,信息加密等技术;对于第二种窃听可以采取加强电磁屏 蔽措施,但电缆系统的完全屏蔽通常是比较困难的,现代侦听技术已能 做到在离同轴电缆几千米的地方窃听电缆中传输的信号。但光波在光纤 中传输,不易泄漏出来,难于用传统的方法窃听其中的信息,同时,它 也不会干扰其它通讯设备的正常工作
3. 抗干扰 干扰是影响通信质量的重要原因，对通信系统形成干扰的干扰源很多， 有天然干扰源，如雷电、电离层的变化和太阳黑子活动等；有工业干扰 源，如电动机和高压电力线；还有无线通信的相互干扰等，干扰对通信 系统的影响是通过干扰信号频谱落在通信系统工作频谱范围内产生的， 为了降低干扰的影响，人们采取了数字通信、差错控制编码等措施，但 并不能完全消除干扰对通信指标的劣化。而光纤中传输的光信号特定的 频率范围，使它不易受各种电磁干扰的影响。同时光纤是由高纯度的二 氧化硅材料制成的，不导电，也无电感效应，所以光纤通信系统可以从 根本上解决多年来困扰人们的干扰问题。 4. 保密性好 保密性好是通信系统又一重要要求。保密要求已从国家政治、军 事、经济情报范畴扩展到企业经济、技术乃至个人通信领域。对信息的 窃取通常有三个途径：一是直接接入式窃听；二是窃听计算机和终端设 备辐射的电磁场；三是窃听电缆源辐射的电磁场。对于第一种窃听可以 采取保密口令，信息加密等技术；对于第二种窃听可以采取加强电磁屏 蔽措施，但电缆系统的完全屏蔽通常是比较困难的，现代侦听技术已能 做到在离同轴电缆几千米的地方窃听电缆中传输的信号。但光波在光纤 中传输，不易泄漏出来，难于用传统的方法窃听其中的信息，同时，它 也不会干扰其它通讯设备的正常工作
5.节约有色金属 光纤的主要原材料是来源丰富的二氧化硅。据测量,从上海至北 京铺设一条电缆线路需要用铜800吨,铅300吨。如果用光纤代替铜、铅 等有色金属。在保持同样的传输容量下,仅需要10公斤石英。因此,光 纤通信技术的推广将节约大量的金属材料,具有合理使用地球资源的意 义 除上述列举的优势外,光纤还具有线径细、重量轻、寿命长等优 点。光缆的直径很小,144芯光缆横截面直径不到18毫米,而标准同轴 电缆为47毫米,利用光纤这个特点可以解决地下管道拥挤问题。由于光 纤的重量轻,它被应用于飞机制造上,不但降低了通信设备的成本和飞 机制造的成本,而且提高了通信系统的抗干扰能力和飞机设计的灵活性 由于光纤通信的诸多许多优点,除了在公用通信和专用通信中使 用外,它还在其它许多领域,如测量、传感、自动控制及医疗卫生等方 面得到了广泛的应用。 光纤本身也存在一些缺陷。光纤在生产过程中光纤表面存在微裂 纹,从而使光纤的抗拉强度低;光纤的连接必须使用专门的工具和仪表, 光分路、耦合不是十分方便,光纤弯曲半径不能太小等,这些缺陷的影 响在实际工程和维护工作中都可以避免或解决
5. 节约有色金属 光纤的主要原材料是来源丰富的二氧化硅。据测量，从上海至北 京铺设一条电缆线路需要用铜800吨，铅300吨。如果用光纤代替铜、铅 等有色金属。在保持同样的传输容量下，仅需要10公斤石英。因此，光 纤通信技术的推广将节约大量的金属材料，具有合理使用地球资源的意 义。 除上述列举的优势外，光纤还具有线径细、重量轻、寿命长等优 点。光缆的直径很小，144芯光缆横截面直径不到18毫米，而标准同轴 电缆为47毫米，利用光纤这个特点可以解决地下管道拥挤问题。由于光 纤的重量轻，它被应用于飞机制造上，不但降低了通信设备的成本和飞 机制造的成本，而且提高了通信系统的抗干扰能力和飞机设计的灵活性。 由于光纤通信的诸多许多优点，除了在公用通信和专用通信中使 用外，它还在其它许多领域，如测量、传感、自动控制及医疗卫生等方 面得到了广泛的应用。 光纤本身也存在一些缺陷。光纤在生产过程中光纤表面存在微裂 纹，从而使光纤的抗拉强度低；光纤的连接必须使用专门的工具和仪表， 光分路、耦合不是十分方便，光纤弯曲半径不能太小等，这些缺陷的影 响在实际工程和维护工作中都可以避免或解决
1.2光纤通信系统的基本单元 在上节中,我们已经对光纤通信系统的构成作了初步介绍。光纤通信系 统的基本单元是由光发射机、光纤和光接收机三部分构成的,这节进 步讨论这三部分的功能 1.2.1光发射机 1.光源及其调制方式 如前所述,光发射机由将带有信息的电信号转换成光信号的转换装置和 将光信号送入光纤的传输装置组成,而光源是光发射机的核心部件。目 前光纤通信系统中常用的光源有发光二极管LED和激光器LD两种,这两 种器件都是用半导体材料制成,其主要参数和性能的比较如表12所示 表1.2I和于L的比较 D 调制 凡+兆将 凡卤挤 光功 几毫瓦 几十亳瓦 光冶宽度 呢动电路 复杂 促度毖响 10小时 0小时 低凛,短距腐 高凛,长距腐
1.2 光纤通信系统的基本单元 在上节中，我们已经对光纤通信系统的构成作了初步介绍。光纤通信系 统的基本单元是由光发射机、光纤和光接收机三部分构成的，这节进一 步讨论这三部分的功能。 1.2.1 光发射机 1. 光源及其调制方式 如前所述，光发射机由将带有信息的电信号转换成光信号的转换装置和 将光信号送入光纤的传输装置组成，而光源是光发射机的核心部件。目 前光纤通信系统中常用的光源有发光二极管LED和激光器LD两种，这两 种器件都是用半导体材料制成，其主要参数和性能的比较如表1.2所示
光纤通信系统中对光源的要求有以下几个方面: (1)光源发射的峰值波长必须位于光纤低损耗窗口之内,即为850nm, 1310nm和1550nm。 (2)输出的光功率要足够高并且稳定。 (3)电光转换效率高,驱动功率低,寿命长,可靠性高 (4)单色性和方向性好,以减小光纤材料色散效应,提高光源和光纤的 耦合效率。 (5)调制特性好,响应速度快,以利于高速率、大容量数字信号的传输 (6)输岀特性(功率与电流的特性曲线)的线性度较高,减小模拟调制 时的非线性失真。 图1.2.1示出了LED和LD的外形图和其输出特性。对于LD而言,当驱动 电流由零开始增加时,输出功率增加并不多,只有当驱动电流大于阈值 th后,输出光功率才明显增加。随着驱动电流的增加,输出光功率的增 加很快。对于LED而言,其输出特性基本呈线性
光纤通信系统中对光源的要求有以下几个方面： （1）光源发射的峰值波长必须位于光纤低损耗窗口之内，即为850nm， 1310nm和1550nm。 （2）输出的光功率要足够高并且稳定。 （3）电光转换效率高，驱动功率低，寿命长，可靠性高。 （4）单色性和方向性好，以减小光纤材料色散效应，提高光源和光纤的 耦合效率。 （5）调制特性好，响应速度快，以利于高速率、大容量数字信号的传输。 （6）输出特性（功率与电流的特性曲线）的线性度较高，减小模拟调制 时的非线性失真。 图1.2.1示出了LED和LD的外形图和其输出特性。对于LD而言，当驱动 电流由零开始增加时，输出功率增加并不多，只有当驱动电流大于阈值 Ith后，输出光功率才明显增加。随着驱动电流的增加，输出光功率的增 加很快。对于LED而言，其输出特性基本呈线性
(a)LED外形图和输出特性 (b)LD外形图和输出特性 图1.2.1光源的外形和特性
IF (mA) P (mW) (a) LED外形图和输出特性 IF (mA) P (mW) (b) LD外形图和输出特性 图1.2.1 光源的外形和特性