三網(wǎng)合一光纖樓道箱為適應(yīng)不園通恰系光的需要,已經(jīng)設(shè)計(jì)制造出多種結(jié)構(gòu)不同、特性?xún)?yōu)良的光纖,并成功地投入實(shí)際應(yīng)用。在這三個(gè)波長(zhǎng)窗口擬耗分別人灰光纖化近紅外波段,除雜質(zhì)吸收峰外,其損耗隨波長(zhǎng)的增加而減小一在4dB/km和0.2dB/k。三網(wǎng)合一光纖樓道箱石英光纖在波長(zhǎng)1.31m處色散為零,帶寬距離(平)武高達(dá)幾十GHz•km,通過(guò)光纖設(shè)計(jì),可以使零色散波長(zhǎng)移到1.5pm,實(shí)現(xiàn)損耗和色散都小的色散移位單模光纖;或者設(shè)計(jì)在1.31m和1.55m之間色散變化不大的色散平坦單模光纖,等等。根據(jù)光纖傳輸特性的特點(diǎn),光纖通信系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)都選擇在0.85m、1.31m或1.55μm,特別是1.31pm和1.55m應(yīng)用更加廣泛。因此,作為光源的激光器的發(fā)射波長(zhǎng)和作為光檢測(cè)器的光電二較管的響應(yīng)波長(zhǎng),都要和光纖這三個(gè)波長(zhǎng)窗口相一致。

目前在實(shí)驗(yàn)室條件下,1.55μm的損耗已達(dá)到0.154dB/km,接近石英光纖損耗的理論較限,因此人們開(kāi)始研究新的光纖材料。光纖這一傳輸媒質(zhì)是光纖通信的基礎(chǔ),光纖的技術(shù)進(jìn)步,有力地推動(dòng)著光纖通信向前發(fā)展。為的功能是把從光纖線路輸出、產(chǎn)生畸變和衰減的微弱光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)關(guān)電路組成,光檢測(cè)器是光的核心,對(duì)光檢測(cè)器的要求是響應(yīng)度高、噪聲低和響應(yīng)速度快。目前廣泛使用的光檢測(cè)器有兩種類(lèi)型:在半導(dǎo)體PN結(jié)中加入本征層的PIN光電光把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的過(guò)程(常簡(jiǎn)稱(chēng)為光/電或O/E轉(zhuǎn)換),是通過(guò)光檢測(cè)器的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)的。檢測(cè)方式有直接檢測(cè)和外差檢測(cè)兩種。直接檢測(cè)是用檢測(cè)器直接把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。這種檢測(cè)方式設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用,是當(dāng)前光纖通信系統(tǒng)普遍來(lái)用的方式。

外差檢測(cè)要設(shè)置一個(gè)本地光振蕩器和一個(gè)光混頻器,使本地振蕩光和光纖輸出的信號(hào)光在混頻器中產(chǎn)生差拍而輸出中頻光信號(hào),再由光檢測(cè)器把中頻光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),外差檢測(cè)方式的難點(diǎn)是需要頻率非常穩(wěn)定,相位和偏振方向可控制,譜線寬度很窄的單模激光源;優(yōu)點(diǎn)是有很高的接收靈敏度。目前,實(shí)用光纖通信系統(tǒng)普遍采用直接調(diào)制直接檢測(cè)方式。外調(diào)制一外差檢測(cè)方式雖然技術(shù)復(fù)雜,但是傳輸速率和接收靈敏度很高,是很有發(fā)展前途的通信方式光重要的特性參數(shù)是靈敏度。靈敏度是衡量光質(zhì)量的綜合指標(biāo),它反映調(diào)整到佳狀態(tài)時(shí),接收微弱光信號(hào)的能力。靈敏度主要取決于組成光的光電二較管和其后的電放大器的噪聲,并受傳輸速率、光發(fā)射機(jī)的參數(shù)和光纖線路的色散的影響,還與系統(tǒng)要求的誤碼率或信噪比有密切關(guān)系。

所以靈敏度也是反映光纖通信系統(tǒng)數(shù)字光纖通信系統(tǒng)比模擬光纖通信系統(tǒng)具有更多的優(yōu)點(diǎn),也更能適應(yīng)社會(huì)對(duì)通信能力和通信質(zhì)量越來(lái)越高的要求。數(shù)字通信系統(tǒng)用念數(shù)取值離散的信號(hào)如脈沖的有和無(wú)、電平的高和低等)代表信息,強(qiáng)調(diào)的是信號(hào)和信息之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系而模擬通信累統(tǒng)則用參數(shù)取值能續(xù)的信號(hào)代表信息,強(qiáng)調(diào)的是巫換過(guò)程中信號(hào)和信息之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這種基本特征決定著兩種信方式的優(yōu)缺點(diǎn)和不同時(shí)期的發(fā)展趨勢(shì)。20世紀(jì)70年代光纖通信的應(yīng)用和80年代計(jì)算機(jī)的普及,為數(shù)字通信的發(fā)展創(chuàng)造了較其有利的條件。目前雖有數(shù)字通信幾乎*代替模擬通信的趨勢(shì),但是模擬通信仍然有著重要的應(yīng)用。數(shù)字通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)如下:(1)抗*力強(qiáng),傳輸質(zhì)量好。

在模擬通信系統(tǒng)中,噪聲疊加在信號(hào)上,兩者很難分開(kāi),放大時(shí)噪聲和信號(hào)一起放天,不能改善因傳輸而劣化的信噪比。數(shù)字光纖通信一般采用二進(jìn)制信號(hào),信息由脈沖的“有”和“無(wú)”表示。因此,只有在抽樣和判過(guò)程甲,當(dāng)噪聲超過(guò)一定閾值時(shí),才產(chǎn)生誤碼。(2)可以用更新中繼,延長(zhǎng)傳輸距離。數(shù)字通信系統(tǒng)可以用不同方式更新傳輸信號(hào)消除傳輸過(guò)程中的噪聲積累,恢復(fù)原信號(hào),延長(zhǎng)傳輸距離。(3)適用各種業(yè)務(wù)的傳輸,靈活性大。在數(shù)字通信系統(tǒng)中,話音、圖像等各種業(yè)務(wù)信息通過(guò)編碼都可變換為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào),通過(guò)數(shù)字傳輸和數(shù)字交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息傳送,有利于實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)。(4)容易實(shí)現(xiàn)高度度的保密通信。只需要將明文與密鑰序列逐位模2相加,就可以實(shí)現(xiàn)保密通信。

只要精心設(shè)計(jì)加密方案和密鑰序列并經(jīng)常更換密鑰,便可達(dá)到很高的保密強(qiáng)度(5)數(shù)字通信系統(tǒng)大量采用數(shù)字電路,易于集成,從而實(shí)現(xiàn)小型化、微型化,增強(qiáng)設(shè)備可靠性,有利于降低成本。數(shù)字通信系統(tǒng)的缺點(diǎn)是占用頻帶較寬,系統(tǒng)的頻帶利用率不高①。例如,一路模擬電話只占用4kHz的帶寬,而一路電話要占用16~64kHz的帶寬。數(shù)字通信系統(tǒng)的許多優(yōu)點(diǎn)是以犧牲頻帶為代價(jià)得到的,然而光纖通信的頻帶很寬,完*夠容忍數(shù)字通信占用頻帶較寬的缺點(diǎn)。因而對(duì)于電話的傳輸,數(shù)字光纖通信系統(tǒng)是佳的選擇。模擬通信系統(tǒng)除占用帶寬較窄外,還有電路簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。因此,目前的電視傳輸,廣泛采用模擬通信系統(tǒng)。另一方面,由于電視的數(shù)學(xué)化傳輸,要求較復(fù)雜的技術(shù),特別是當(dāng)今社會(huì)對(duì)電視頻道數(shù)目的要求日益增多,要傳輸幾十甚*百路電視,需要較復(fù)雜的編碼和解碼技術(shù),設(shè)備價(jià)格昂貴,因此目前還不能普遍使用。

在這種情況下,副載波復(fù)用(SCM模擬光纖通信系統(tǒng)得到很大重視和迅速發(fā)展。在這種SCM系統(tǒng)中,視頻基帶信號(hào)對(duì)射頻副載波的調(diào)制,可以采用調(diào)頻(FM或調(diào)幅(AM)。目前,在衛(wèi)星模擬電視傳輸中,視頻信號(hào)對(duì)微波的調(diào)制采用的是調(diào)頻(FM),所以連接衛(wèi)星地面站的干線光纖傳輸系統(tǒng)要采用FM/SCM方式。但是,世界各國(guó)模擬電視信號(hào)對(duì)無(wú)線廣播載波的調(diào)制,采用的都是單邊帶調(diào)幅(VSB-AM),所以用于電視分配網(wǎng)的光纖傳輸系統(tǒng)要采用VSB-AM/SCM方式,以便和傳輸?shù)郊矣秒娨暀C(jī)的同軸電纜相兼容,組成光纖/同軸混合(HFC)系統(tǒng)。模擬通信系統(tǒng)要求已調(diào)信號(hào)的參數(shù)和基帶信號(hào)(原始的話音、視頻信號(hào))之間具有良好的線,因而需要激光器的輸出光功率與驅(qū)動(dòng)電流之間具有較好的線。

幸好,這種激光器已投入商業(yè)應(yīng)用,可以傳輸60~120路質(zhì)量?jī)?yōu)良的彩色電視信號(hào)。在現(xiàn)有電視設(shè)備都是第2章光纖和光纜G.651多模漸變型()光纖,這種光纖在光纖通信發(fā)展初期廣泛應(yīng)用于中短距離的通信系統(tǒng)。G.652常規(guī)單模光纖,是較好代單模光纖,其特點(diǎn)是在波長(zhǎng)1.31pm色散為零,系統(tǒng)的傳輸距離只受損耗的限制。目前世界上已敷設(shè)的光纖線路90%采用這種光纖。這種光纖的缺點(diǎn)是,在零色散波長(zhǎng)1.31m損耗(0.4dB/km)不是小值。在1.31pm光纖放大器投入使用之前,要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離通信系統(tǒng),只能采用電/光和光/電的中繼方式。G.653色散移位光纖,是第二代單模光纖,其特點(diǎn)是在波長(zhǎng)1.55m色散為零,損耗又小。