什么是光通信-光通信的优势优点和基本原理.docx

1、什么是光通信?光通信的优势优点和基本原理光通信就是使用光，向对方传输信息的技术。I光通信的基本构造我们身边的电脑和手机，通过电信号“0和1”发送信 息。光通信是由将电信号转换成光信号的“发送机”、将光 信号转换成电信号的“接收机”，以及传输光的回路“光纤” 构成。I光通信的优点.传输距离长，经济节能. 一次性传输海量信息.通信速度快1）传输距离长，经济节能假设1秒钟内要传输10Gb的信息（100亿个信号），如 果使用电通信的话，每隔100米就要调整一次信号。与此相 比，使用光通信的话，需要调整间隔可为100千米以上。调 整信号的次数越少，所使用的机器数量也越少，因此具有经 济节能的效果。比方说

2、，现在和国外的朋友通话或上网聊天时，感觉与 在国内通话没什么两样。不像以前那样声音会滞后。在只有 电通信的时代，一次能传输的距离短而且传输的信息量少, 国际间的通信主要通过人造卫星作为中继传输。但是，使用 光通信的话，一次性传输的距离长而且传输的信息量多，因 此，通过使用铺设在海底的光纤光缆，就能实现与海外自然 畅通的通信。（电波和光的速度一样。但是，由于经由卫星 的话传输路径会变长，信号到达较慢。海底电缆的距离短很 多，所以信号会更快到达。）2） 一次性传输海量信息大量用户可以同时接收需要的信息（电影或新闻等）。在1秒钟内，电通信最多只能传输10Gb （100亿个0和1信 号）的信息，与此相

3、比，光通信最多可以传输1Tb （1万亿 个0和1信号）的信息。3）通信速度快电通信会因电噪声出现错误，导致通信速度下降。但是， 光通信不会受到噪声的影响，因此可快速传输信号。光通信用在什么地方I光通信存在于身边乃至世界互联网、手机、IP 等使用网络的设备，将每个人与 其所在地区、与整个国家联系起来，甚至连接至全球通信网。 比方说，电脑和手机发出的信号聚集在本地通信运营商的基 站和网络供给商，再通过海底光缆中的光纤传输至世界各地。I连接网络的各种设备我们平常所使用的各种设备都能联网。网络的出现，让 我们的生活变得更加舒适便捷。为什么需要光通信技术I通信量我们的通信量每年都在增加。我们平时使用手机

4、、短信、 接收图像、网络（虚拟）商店时开展信息交流。设备性能逐 年改善，使用方法也随之改变。我们可以想象，今后的通信 量还会不断增大。光通信技术就运用于信息交流中。I传输量随着整个社会通信量的增加，不断出现了只需1根光纤 就能传输更多信息的技术。表示传输量的单位单位是bps。即bit per second的简称，表示1秒钟内 可以传输的比特数。比方说，1bps表示的那么是1秒钟内可以 传输1比特的数据。光通信中所使用的装置（光传输装置）I光传输装置是做什么的呢光通信网的关键部位装有光传输装置。这个装置发挥着 许多作用。.信号转换（发送信号）：将电信号转换成光信号。.信号复用：将多个窄的信号会聚

5、成一个宽的信号。.信号中继：远距离传输，中途中继信号。.信号转向：转换信号的传输方向。.信号解复用：将复用的信号分解成原来的单独信号。.信号转换（接收信号）：将光信号转换成电信号。I光传输装置装置中安装了各种部件。.转换（发送信号）将接收的电信号转换成光信号。.复用复用多个信号同时发送。.中继传输过程中，信号的波形和强度发生劣化，因此需要将 波形复原到原信号那样整齐的波形，加大光强。如果波形劣 化严重，就需要暂时将光信号转换成电信号，波形错误修正 后，重新转换成光信号开展传输。.转向根据信号的去向，光开关切换光信号的传输方向。.解复用将复用的信号分解成原来的单独信号。6,转换（接收信号）将接收

6、的光信号转换成电信号。通信方式（现在与将来）下面通过汽车和车道来说明通信方式。假设汽车代表占 有车道的时间（1区间）、货物代表每次搬运的信息量（比特 数）、车道代表光的一个波长。I现在的通信速度：每波长传输lOGbps、40Gbps时分复用法(TDM： Time Division Multiplexing)因为每次可以传输的信息有限，所以需要分时段传输。 比方说，多个用户同时发送信息时，搬运信息的车道只有一 条，因此装载不同信息包裹的货车需要排成一列开展搬运。 车道出现堵塞时，传输速度就会变慢。波分复用法(WDM： Wavelength Division Multiplexing)一次能传输的

7、信息量较多，通过改变波长，可同时传输 多位用户的信息。比方说，即使多位用户同时发送信息，只 要分布着多条车道就不易造成堵塞，能够流畅地运送货物 (比特数)，而且传输速度比拟平稳。多级调制法(MM：Multi-level Modulation)在1波长的1个区间传输多个信号的方法。通过改变光 的波形，在同一波长上传输多位用户的信息。具有代表性的 技术是四相差分相移键控调制法(DQPSK： Differential Quadrature Phase-Shift-Keying) o 通常情况下，每辆货车 装载的货物是1比特，但是，使用“DQPSK”时，每辆货车 可装载2比特货物。I将来的通信速度：每

8、波长传输lOOGbpslOOGbps相当于约0. 4秒传输一张DVD的速度。(假设换 算成容量为4. 7GB的DVD)偏振复用法(Polarization multiplexing)光在振动的同时向前进。振动的方向叫做“偏波”，分 成垂直振动前进的光(垂直偏波)和水平振动前进的光(水 平偏波）两种。偏波中包含的信息不会互相干扰，可传输大 量信息。比方说，1条车道上同时行驶着2辆货车，这2辆 货车在传输信息时不会发生碰撞。神通广阔的光网络（实例介绍）光纤遍布全世界，我们在各种场合都能获得高质量的服 务。接下来介绍相关实例。小故事（为什么天空是蓝色的，夕阳是红色的呢）I为什么天空是蓝色的，夕阳是红

9、色的呢？你有没有想过，为什么天空看起来是蓝色的呢？天空 呈现蓝色是有原因的。光的波长不同，呈现的颜色也不尽一 样。太阳光进入地球的空气层（大气层）后会与空气中的灰 尘（分子）发生碰撞，因此会改变光的朝向。也就是说，因 为波长较短的光（比起红光蓝光波长更短）更容易与灰尘发 生碰撞，所以光线容易到处扩散。天空之所以看起来是蓝色, 是因为波长较短的蓝光扩散至整片天空。I太阳光的波长太阳光看上去泛白，实际上因为混杂着从红光到蓝光的 各色光。也就是说，太阳光中的光的波长各不一样。I天空呈现蓝色的原因（太阳光与灰尘发生碰撞）1）太阳光进入空气层。空气层中漂浮着许多灰尘。2）波长较短的蓝光容易与灰尘发生碰撞

10、，光就向四周扩 散。另外，波长较长的红光在灰尘间自由穿梭。3）蓝光扩散至整片天空，从远处看，天空呈现蓝色。I夕阳呈现红色的原因为什么蓝色的天空在黄昏时分会呈现红色呢？这与太 阳光穿过空气层的距离有关。太阳下山时，太阳的位置从我 们的正上方向水平方向移动。于是，太阳光穿过空气层的距 离，比起在正上方时，水平方向时变得更长，之前从灰尘缝 隙中穿过的波长较长的红光开始与灰尘发生碰撞。而且，由 于蓝光的波长较短，无法到达远处，只有被红光覆盖的天空 映入我们的眼帘，因此，夕阳看上去是红色。如上图所示，夕阳呈现红色的原因是，波长较长的光即 使穿过厚厚的大气层后也不容易发生散射，具有能够到达远 处的特性。光通信正是利用了这一原理，为了减少光纤中的 散射，实现远距离传输，使用的是波长稍长的光。预备