文档介绍：1 引言
通信的发展是伴随着人类发展而发展的,它可以加速生产和流通过程,提高劳动生产率,从而大大缩小了空间距离,为社会创造更多的财富。随着科学技术的进步,人类社会已步入信息时代,信息时代人们的信息活动所需的信息容量急剧增加,迫切要求大容量的质优价廉的通信设备与之相适应。70年代兴起的光纤通信是一种能较全面地、理想地满足上述要求的通信系统。它最适合实现大容量、长距离的宽带业务和数字信号的传输。现在光纤通信应用范围很广,除了主干通信网之外,在CCTV和CATV系统、数据通信系统、公交监控系统、电力通信、铁路通信、军用通信、油田矿井、仪器仪表、遥感遥测和飞机舰艇等方面都得到了极其广泛的应用,许多新的应用还在不断开拓之中。在本文中主要讨论塑料光纤,和它在光纤通信中的一些应用。
光纤传输技术是现代科学技术发展的一项最新成就,光纤通信是这项技术应用的重要领域。因此光纤通信传输系统中的许多重要的物理概念和物理量的测量方法需要深刻理解,本实验系统是就此目的而提出的。塑料光纤不同于石英光纤,它的传输损耗较大,它的应用范围也和石英光纤稍有不同,在光纤传输方面仍然是光纤传输原理,又有利于了解光纤发展的新技术,对它的了解有利于对光纤传输系统原理的理解。目前宽带业务采用的传输介质主要是双绞线、同轴电缆、石英光纤。其中石英光纤以其损耗低、带宽高、抗电磁干扰性能强等优点,被广泛用作远距离、高速率、大容量公用网的光传输介质。但石英光纤的芯径小,连接中要求较高的对准度,连接技术复杂,不易布线,相关设备价格高。在FTTH(光纤到户)中,其复杂昂贵的连接工艺增加了网络成本,因此制约了其在短距离(一般不会超过100m)通信网的应用。为了降低短距离通信网中光纤网络终端用户的接入成本,日本、美国等发达国家已研制出新一代光传输介质:塑料光纤(POF)。它的优点是制造简单、价格便宜、接续快捷、抗冲击强度高、抗辐射等,故其最适宜作为短距离通信的传输介质,是短距离宽带通信网的理想选择。以后会随着不断广泛的应用,各项价格会比石英光纤低。
本实验系统采用信号直传方式,实现数字信号的数字序列的直传。本文中会对光纤传输码型,一般光纤系统运作原理作一些概括和归纳,提出合适与本系统配套的实施方案。

2 光纤通信系统原理
光纤通信系统是以光为载波,以光纤为传输介质的通信系统,在光发送端有产生光载波的光源,并将电信号转变为光信号,在光接收端有光电检测器将光信号转变为电信号。在这里,主要介绍光纤通信的特点、系统的组成、光纤网络的形式,以及光纤通信发展方向[1]。
光纤通信所用的波长
光波是人们熟悉的电磁波,(约为1014Hz~1015Hz),因而它特别适于作宽带信号的载频。目前光纤通信使用的波长范围是在近红外区内,µm~µ,µm,µµm。这些都是作为主流石英光纤的工作波长,对于本文讨论的是塑料光纤,它的一般工作波长为650nm,属于短波长波段。
光纤通信之所以能够飞速发展,是由于它具有以下的突出优点而决定的。
①由于光波频率很高,可供利用的频带很宽,尤其适合高速宽带信息的传输,在未来的高速通信干线,以及宽带综合服务通信网络中,更能发挥作用。
②由于光纤的损耗很低()。因而可以大大增加通信距离。这对长途干线通信,海底光缆通信十分有利,在采用先进的相干通信技术,光放大技术和光孤子通信技术之后,通信距离可提高到几百公里甚至上干公里。
③光纤抗电磁干扰能力很强,这对于电气铁道和高压电力线附近的通信极为有利,也不怕雷击和其他工业设备的电磁干扰,光纤系统也没有发生电火花的危险,因此在一些要求防爆的场合使用光纤通信是十分安全的。
④光纤内传播的光能几乎不会向外辐射,因此很难被窃听,保密性强,也不存在光缆中各根光纤之间信号串扰。
⑤在运用频带内,光纤对每一频率成分的损耗几乎是一样的,因此在中继站和接收端只须采取简单的均衡措施就可以。甚至可以不加均衡措施。
⑥光纤是电的绝缘体,因此通信线路的输入端和输出端是电绝缘的,这就没有电位差和接地的问题,同时还有抗核辐射能力。
⑦光纤的原材料是石英石,来源十分丰富,可以说是取之不尽。另外光缆重量轻,便于敷设和架设。塑料光纤比石英光纤更轻,架设接续更容易。
光纤通信系统的组成
,这是最基本的组成原理方框图。它包括发送、传输和接收三个部分。加上适当的接口以后,就可作为一个独立的“光线路”插入现有的或新架设的通信系统中,根据所传信号的形式,可以把光纤通信系统分为数字光纤通信系统和模拟光纤通信系统两大类。因为光纤的频带很宽,对传输