三網(wǎng)合一光纖分線箱這種光纖適用于大容量長距離通信系統(tǒng),特別是20世紀(jì)80年代末期1.55m分布反饋激光器(DFB-LD)研制成功,90年代初期1.55pm摻鉺光纖放大器(EDFA)投入應(yīng)用,打破通信距離受損耗的限制,進(jìn)一步提高了大容量長距離通信系統(tǒng)的水平。G.6541.55m損耗小的單模光纖,其特點是在波長1.31m色散為零,在1.55pm色散17~20ps/(nm•km),和常規(guī)單模光纖相同,但損耗更低,可達(dá)0.20dB/km以下。三網(wǎng)合一光纖分線箱這種光纖實際上是一種用于1.55pm改進(jìn)的常規(guī)單模光纖,目的是增加傳輸距離此外,還有色散補(bǔ)償光纖,其特點是在波長1.55m具有大的負(fù)色散。這種光纖是針對波長1.31m常規(guī)單模光纖通信系統(tǒng)的升級而設(shè)計的,因為當(dāng)這種系統(tǒng)要使用摻鉺光纖放大器(EDFA)以增加傳輸距離時,必須把工作波長從1.31m移到1.55m。

目前在實驗室條件下,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轉(zhuǎn)換為電信號關(guān)電路組成,光檢測器是光的核心,對光檢測器的要求是響應(yīng)度高、噪聲低和響應(yīng)速度快。目前廣泛使用的光檢測器有兩種類型:在半導(dǎo)體PN結(jié)中加入本征層的PIN光電光把光信號轉(zhuǎn)換為電信號的過程(常簡稱為光/電或O/E轉(zhuǎn)換),是通過光檢測器的檢測實現(xiàn)的。檢測方式有直接檢測和外差檢測兩種。直接檢測是用檢測器直接把光信號轉(zhuǎn)換為電信號。這種檢測方式設(shè)備簡單、經(jīng)濟(jì)實用,是當(dāng)前光纖通信系統(tǒng)普遍來用的方式。

外差檢測要設(shè)置一個本地光振蕩器和一個光混頻器,使本地振蕩光和光纖輸出的信號光在混頻器中產(chǎn)生差拍而輸出中頻光信號,再由光檢測器把中頻光信號轉(zhuǎn)換為電信號,外差檢測方式的難點是需要頻率非常穩(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)點是有很高的接收靈敏度。目前,實用光纖通信系統(tǒng)普遍采用直接調(diào)制直接檢測方式。外調(diào)制一外差檢測方式雖然技術(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,接收微弱光信號的能力。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,也更能適應(yīng)社會對通信能力和通信質(zhì)量越來越高的要求。數(shù)字通信系統(tǒng)用念數(shù)取值離散的信號如脈沖的有和無、電平的高和低等)代表信息,強(qiáng)調(diào)的是信號和信息之間的一一對應(yīng)關(guān)系而模擬通信累統(tǒng)則用參數(shù)取值能續(xù)的信號代表信息,強(qiáng)調(diào)的是巫換過程中信號和信息之間的對應(yīng)關(guān)系。這種基本特征決定著兩種信方式的優(yōu)缺點和不同時期的發(fā)展趨勢。20世紀(jì)70年代光纖通信的應(yīng)用和80年代計算機(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,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,噪聲疊加在信號上,兩者很難分開,放大時噪聲和信號一起放天,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,信息由脈沖的“有”和“無”表示。因此,只有在抽樣和判過程甲,當(dāng)噪聲超過一定閾值時,才產(chǎn)生誤碼。(2)可以用更新中繼,延長傳輸距離。數(shù)字通信系統(tǒng)可以用不同方式更新傳輸信號消除傳輸過程中的噪聲積累,恢復(fù)原信號,延長傳輸距離。(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)信息通過編碼都可變換為二進(jìn)制數(shù)字信號,通過數(shù)字傳輸和數(shù)字交換技術(shù)實現(xiàn)信息傳送,有利于實現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)。(4)容易實現(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,就可以實現(xiàn)保密通信。

只要精心設(shè)計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)點是以犧牲頻帶為代價得到的,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。因而對于電話的傳輸,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,還有電路簡單、價格便宜等優(yōu)點。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)今社會對電視頻道數(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,視頻基帶信號對射頻副載波的調(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,視頻信號對微波的調(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,世界各國模擬電視信號對無線廣播載波的調(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)信號的參數(shù)和基帶信號(原始的話音、視頻信號)之間具有良好的線,因而需要激光器的輸出光功率與驅(qū)動電流之間具有較好的線。

用色散補(bǔ)償光纖在波長1.55m的負(fù)色散和常規(guī)單模光纖在1.55m的正色散相互抵消,以獲得線路總色散為*又小的效果。G.655非零色散光纖,是一種改進(jìn)的色散移位光纖。在密集波分復(fù)用(WDM)系統(tǒng)中,當(dāng)使用波長1.55m色散為零的色散移位光纖時,由于復(fù)用信道多,信道間隔小,出現(xiàn)了一種稱為四波混頻的非線性效應(yīng)。這種效應(yīng)是由兩個或三個波長的傳輸光混合而產(chǎn)生的有害的頻率分量,它使信道間相互干擾。如果色散為零,四波混頻的干擾十分嚴(yán)重,如果有微量色散,四波混頻反而減小。為消除這種效應(yīng),科學(xué)家開始研究了非零色散光纖。這種光纖的特點是有效面積較大,零色散波長不在1.55m,而在1.525m或1.585gm在1.55m有適中的微量色散,其值大到足以舒緩密集波分復(fù)用系統(tǒng)中的四波混頻效應(yīng),小到允許信道傳輸速率達(dá)到10Gb/s以上。