光纖通信系統(tǒng)的基本組成有哪些？

光纖通信是一種利用光波在光纖中傳輸信息的通信方式。它具有傳輸容量大、傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)代通信的重要支柱之一。

光纖通信的基本原理是利用光的全反射原理，將信息編碼為光信號，通過光纖傳輸?shù)侥康牡?。在光纖通信系統(tǒng)中，通常使用光發(fā)信機(jī)、光收信機(jī)、光纖或光纜等設(shè)備。

光纖通信的特點(diǎn)包括：

1. 傳輸容量大：光纖通信的傳輸帶寬遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的金屬線通信，因此可以實(shí)現(xiàn)高速、大容量的數(shù)據(jù)傳輸。

2. 傳輸距離遠(yuǎn)：光纖傳輸?shù)膿p耗較小，因此可以實(shí)現(xiàn)長距離的傳輸，同時(shí)避免了中繼器的需求。

3. 抗干擾能力強(qiáng)：光纖不容易受到電磁干擾的影響，因此光纖通信系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力。

4. 保密性好：由于光纖傳輸?shù)墓庑盘柋幌拗圃诠饫w中，因此不容易被竊取或干擾，具有較好的保密性。

5. 可靠性高：光纖通信系統(tǒng)的可靠性較高，因?yàn)楣饫w本身不易受到損壞，且光纖通信系統(tǒng)的設(shè)備也具有較高的可靠性。

光纖通信系統(tǒng)的基本組成主要包括以下部分：

1. 光發(fā)信機(jī)：光發(fā)信機(jī)是實(shí)現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)換的光端機(jī)。它由光源、驅(qū)動器和調(diào)制器組成。其功能是將來自于電端機(jī)的電信號對光源發(fā)出的光波進(jìn)行調(diào)制，成為已調(diào)光波，然后再將已調(diào)的光信號耦合到光纖或光纜去傳輸。

2. 光收信機(jī)：光收信機(jī)是實(shí)現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換的光端機(jī)。它由光檢測器和光放大器組成。其功能是將從光纖線路輸出、產(chǎn)生畸變和衰減的微弱光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并經(jīng)放大和處理后恢復(fù)成發(fā)射前的電信號。

3. 光纖或光纜：光纖或光纜構(gòu)成光的傳輸通路。其功能是將發(fā)信端發(fā)出的已調(diào)光信號，經(jīng)過光纖或光纜的遠(yuǎn)距離傳輸后，耦合到收信端的光檢測器上去，完成傳送信息任務(wù)。

4. 中繼器：中繼器由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個(gè)：一個(gè)是補(bǔ)償光信號在光纖中傳輸時(shí)受到的衰減;另一個(gè)是對波形失真的脈沖近行政性。

5. 光纖連接器、耦合器等無源器件：由于光纖或光纜的長度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制，且光纖的拉制長度也是有限度的(如1Km)。

光纖通信的原理主要是基于光的全反射和光的模式傳播。以下是其詳細(xì)介紹：

1. 在發(fā)送端，首先把需要傳輸?shù)男畔?如話音)轉(zhuǎn)換成電信號，然后調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上。這樣，光的強(qiáng)度會隨著電信號的幅度(頻率)變化而變化，并通過光纖進(jìn)行傳輸。

2. 在接收端，檢測器會接收到光信號。由于光信號在光纖中傳輸時(shí)發(fā)生了光的全反射，使得光信號可以高效地傳輸。光檢測器再把收到的光信號轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電信號，經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信息。

3. 光纖通常由非常透明的石英玻璃拉成細(xì)絲，主要由纖芯和包層構(gòu)成雙層通信圓柱體。纖芯的折射率高于包層，這樣可以利用全反射原理使光能在光纖中高效地傳輸。

4. 當(dāng)光線從高折射率的媒體(核心)射向低折射率的媒體(包層)時(shí)，如果入射角大于臨界角，光線會發(fā)生全反射，即光線碰到包層時(shí)發(fā)生折射回纖芯，不斷重復(fù)這個(gè)過程，光就可以沿著光纖傳輸下去。

5. 光的模式傳播決定了光在光纖中的傳播路徑。不同的模式對應(yīng)不同的傳播路徑。光源(如激光二極管或光纖激光器)產(chǎn)生光信號，光檢測器(如光電二極管)將接收到的光信號轉(zhuǎn)化為電信號。信號處理部分負(fù)責(zé)對發(fā)送和接收到的信號進(jìn)行處理，如調(diào)制、解調(diào)、放大、衰減等。

光纖通信的應(yīng)用范圍非常廣泛，包括電信、廣播、軍事、航空航天、電力、交通等領(lǐng)域。隨著科技的發(fā)展，光纖通信技術(shù)也在不斷進(jìn)步，例如光子晶體光纖、光子集成回路等新型光纖和光器件的出現(xiàn)，將進(jìn)一步推動光纖通信技術(shù)的發(fā)展。