一、光通信背景

    當今世界，光纖通信已成為通信的主要手段。

    光纖傳輸系統具有以下顯著優點：容量大、傳輸距離遠。光纖理論帶寬可達20000GHz，無中繼傳輸距離可達50-80公里。由玻璃制成，抗電磁干擾、傳輸質量好，可用于電力網和變電所內等強電磁環境中。光纖重量輕，可以彎曲，易于鋪設。可節約貴重金屬，且抗腐蝕能力很強。制作光纖的原料豐富，隨著工藝的進步、規模的擴大，其成本進一步下降，整個傳輸系統的成本也低。
    二、 光纖傳輸系統簡介
    光纖傳輸即是以光波為載頻，以光導纖維為傳輸介質的一種通信方式，因其擁有傳輸頻帶寬、信號損耗低、抗干擾能力強、重量輕等優點。光纖通信在近二十年來得到了飛速的發展。
    1、光纖的結構
    光纖裸纖一般分為三層：中心高折射率玻璃芯(芯徑一般為50或62.5μm)，中間為低折射率硅玻璃包層(直徑一般為125μm)，最外是加強用的樹脂涂層。
    2、光纖的分類
    1） 按傳輸模式來劃分：
    單模光纖（Single-mode）
    單模光纖只傳輸主模，由于完全避免了模式色散，使得單模光纖的傳輸頻帶很寬，因而適用于大容量、長距離的傳輸系統。
    多模光纖（Multi-mode） 
    多模光纖有多個模式在光纖中傳輸，由于色散和相差，其傳輸性能較差、頻帶較窄、容量小、距離也較短。
    2) 按折射率分布來劃分：
   多模光纖可分為：階躍型（突變型）和梯度型（漸變型、自聚焦型）。
   單模光纖則為階躍型。
    3、常用光纖規格
    單模：8/125μm，9/125μm，10/125μm
    多模：50/125μm 歐洲標準；62.5/125μm 美國標準
    工業，醫療和低速網絡：100/140μm，200/230μm
    塑料：98/1000μm 用于汽車控制。
    4、光纖的衰減
    造成光纖衰減的主要因素有：本征，彎曲，擠壓，雜質，不均勻和對接等。
    本征：是光纖的固有損耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。
    彎曲：光纖彎曲時部分光纖內的光會因散射而損失掉，造成的損耗。
    擠壓：光纖受到擠壓時產生微小的彎曲而造成的損耗。
    雜質：光纖內雜質吸收和散射在光纖中傳播的光，造成的損失。
    不均勻：光纖材料的折射率不均勻造成的損耗。
    對接：光纖對接時產生的損耗，如：不同軸(單模光纖同軸度要求小于0.8μm)，端面與軸心不垂直，端面不平，對接心徑不匹配和熔接質量差等。
    5、光纖傳輸系統原理
    光傳輸系統由三部分組成：光源（光發送機），傳輸介質、檢測器（光接收機）。
    按傳輸信號劃分，可分為數字傳輸系統和模擬傳輸系統。
    在模擬傳輸系統中，是把輸入信號變為傳輸信號的振幅（頻率或相位）的連續變化。光纖的模擬傳輸系統是把光強進行模擬調制，其光源的調制功率隨調制信號的幅度變化而變化。但由于光源的非線性較嚴重，因此其信噪比、傳輸距離和傳輸頻率都十分有限。
    數字傳輸系統是把輸入的信號變換成“1”，“0”表示的脈沖信號，并以它作為傳輸信號。在接收端再把它還原成原來的信息。這樣光源的非線性對數字碼流影響很小，再加上數字通信可以采用一些編碼糾錯的方法，且易于實現多路復用，因此數字傳輸系統占有很大的優勢，并在很多地方得到了廣泛的應用。 
   三、數字視頻光傳輸簡介
    目前在高速公路、交通、電子警察、監控、安防、工業自動化、電力、海關、水利、銀行等領域視頻圖像、音頻、數據、以太網、電話等光端機開始普遍大量應用。初期主要以模擬調頻、調幅、調相的模擬光端機為主，但數字代替模擬是光纖通信技術的發展趨勢。由于數字光端機具有傳輸信號質量高，沒有模擬調頻、調相、調幅光端機多路信號同傳時的交調干擾嚴重、容易受環境影響、傳輸質量低劣、長期工作穩定性差的缺點，因此許多大型重點工程已普遍采用數字光端機。