光纤通信基础-光发射机与线路编码解析

"该教程涵盖了光通信的基础知识，包括信息与信号的概念，光通信的一般概念，以及光纤通信系统的组成部分。特别关注了光发射机的光源和调制方式，如直接调制和外调制，并介绍了线路编码在光通信中的应用。教程还涉及光接收机、光放大、光路复用技术和噪声对通信质量的影响。" 详细说明: 1. 信息与信号: 信息是表达知识、事实或指示的数据，具有传递和理解的意义。信息的度量通常以比特或奈特为单位。信源是信息的产生者，可以是人或机器，而信宿则是信息的接收者。信号作为信息的载体，分为物理性和信息性两方面，包括数字信号和模拟信号。数字信号通过二进制表示，同步和包是其重要概念；模拟信号则连续变化，能更直观地反映自然界的连续性。 2. 光通信的一般概念: 通信是信息从发送者到接收者的传递过程，涉及信源、变换器、信道、反变换器和信宿等元素。通信系统的基本要求包括实时性、可靠性和通信质量。光纤通信以其高频特性、高容量和低损耗成为现代通信的重要手段。 3. 光发射机: 光发射机使用的光源包括激光二极管和发光二极管等，它们产生的光被调制以携带信息。调制方式有两种主要类型：直接调制和外调制。直接调制是改变光源的辐射强度来编码信息，而外调制则是在光源之外对光进行调制，提供更好的性能但成本更高。 4. 线路编码: 线路编码是为了优化信号传输，减少误码率和提高通信效率而对数字信号进行的一种预处理。常见的线路编码方式有NRZ（非归零）、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码等，它们可以实现信号的自我定时、提高抗干扰能力。 5. 光接收机与基本光纤数字通信系统: 光接收机接收经过光纤传输的光信号并转换为电信号，然后解码以恢复原始信息。基本光纤数字通信系统由光发射机、光纤、光接收机组成，通过信道传输数据，噪声是影响通信质量的主要因素，包括干扰和狭义噪声。 6. 基于电复用的光纤通信系统: 电复用技术允许多个信号在同一信道上同时传输，如频分复用、时分复用和码分多址等，显著提高了光纤通信的带宽利用率。 7. 光放大与光路复用技术: 光放大器用于补偿光纤传输中的损耗，延长通信距离，如掺铒光纤放大器（EDFA）。光路复用技术如波分复用、副载波复用等，进一步扩展了光纤通信的容量。 这个教程不仅讲解了光通信的基础理论，还深入探讨了实际系统中的关键技术，对于理解光通信系统的工作原理和设计方法具有重要价值。