本文主要概括了第四章光纤通信系统原理的相关内容。光纤通信系统是一种利用光纤作为传输介质的通信系统，其基本原理是通过光发射机将电信号转换成光信号，然后通过光纤传输，最后由光接收机将光信号转换成电信号进行接收。本章的学习内容包括光发射机、光接收机和光纤通信系统的设计。
在光纤通信系统中，光发射机起到将电信号转换成光信号的作用。光发射机的调制方式有直接调制和外调制两种。直接调制是指调制信号直接作用在光源上，将要传输的信息转变为电源信号注入到激光器或发光二极管(LED)中，从而获得相应的光信号。直接调制具有简单、经济、容易实现等优点，因此在光纤通信系统中被广泛采用。直接调制的调制信号可以分为模拟信号调制和数字信号调制两种形式。
其中，直接光强数字调制是一种常见的数字调制方式。在直接光强数字调制中，通过给激光器施加偏置电流，并根据输入的数字信号对其进行微小的幅度调制，来实现光强的数字调制。当激光器的驱动电流大于阈值时，激光器开始发光，且光强随着电流的增加而增大。通过改变驱动电流的大小和输入的数字信号的状态，可以实现不同光强的调制。
光接收机的主要作用是将经过光纤传输的光信号转换成电信号进行接收。光接收机一般由光电探测器、前置放大器和数字信号处理电路组成。光电探测器将光信号转换成电流信号，然后经过前置放大器进行放大，最后通过数字信号处理电路进行解调和恢复，得到原始的数字信号。
在光纤通信系统的设计中，需考虑到多种因素，如传输距离、传输速率、信号质量等。对于较长的传输距离，光纤通信系统需要采用中继放大器来增强信号的强度，以防止信号衰减；对于高速传输，需要采用更高的调制速率和更大的带宽；而为了保证信号质量，需采取一系列的光纤通信系统设计措施，如合理选择光纤的材料和结构、进行适当的光纤连接和光纤维护等。
总结来说，光纤通信系统原理是通过光发射机将电信号转换成光信号，通过光纤传输，再通过光接收机将光信号转换成电信号进行接收的一种通信系统。光发射机的调制方式有直接调制和外调制两种，其中直接调制又可以分为模拟信号调制和数字信号调制。光接收机的主要组成部分包括光电探测器、前置放大器和数字信号处理电路。在光纤通信系统的设计中，需考虑多种因素，如传输距离、传输速率和信号质量等。这些内容对于理解光纤通信系统原理和进行实际应用具有重要的指导作用。
