光纤通信系统概述
光纤通信是以光波为载体，以光纤为传输介质，将信息从一个地方传输到另一个地方的通信方式，称为“有线”光通信。如今，光纤以其传输频带宽、抗干扰性高、信号衰减小等优点，远远优于电缆和微波通信，成为世界通信中的主要传输方式。
英国华人高锟在1966发表论文，提出玻璃纤维(光纤)可采用应时，损耗可达20dB/km，可实现大容量光纤通信。当时世界上只有少数人相信，比如英国标准电信实验室(STL)、美国康宁玻璃公司、贝尔实验室的领导。2009年，高锟因发明光纤而获得诺贝尔奖。1970年，康宁公司研制出损耗低至20dB/km、长度约30 m的应时光纤，据说耗资3000万美元。1976年，贝尔实验室在华盛顿亚特兰大架设了一条实验线，传输速率只有45Mb/s，只能传输几百个电话，而同轴电缆可以传输1800个电话。因为当时没有激光进行通信，而是用发光二极管(LED)作为光纤通信的光源，所以速度很低。1984左右，通信用半导体激光器研制成功。光纤通信速率达到144Mb/s，可传输1920条电话线。1992年，一根光纤的传输速率达到了2.5Gb/s，相当于3万多条电话线。1996年，研制成功各种波长的激光器，可以实现多波长、多通道的光纤通信，即所谓的“波分复用”(WDM)技术，即在1光纤中传输多个不同波长的光信号。因此光纤通信的传输容量增加了一倍。2000年，利用WDM技术，一根光纤的传输速率达到640 GB/s，有人对高锟在1976年发明了光纤，并在2010年获得诺奖有很大的怀疑。事实上，从上面的光纤发展史可以看出，尽管光纤的容量很大，但如果没有高速激光器和微电子，仍然无法发挥光纤超大容量的作用。电子设备的速度只达到了千兆比特/秒的量级，各种波长的高速激光的出现，使得光纤传输达到了太比特/秒的量级(1Tb/s=1000 Gb/s)，人们意识到“光纤的发明引发了一场通信技术的革命！”传统光纤通信系统的主要部件是光纤、光源和光探测器。光纤包括单模和多模光纤，光源包括半导体激光器和发光二极管。单模光纤和半导体激光器用于中长距离系统，分布反馈(DFB)激光器用于新开发的高速系统，多模光纤和发光二极管可用于短距离系统。
常规的光纤通信系统是指发射机调制光源强度，接收机用光电探测器(IM/DD)直接检测接收到的光信号的系统，也称为强度调制直波光纤通信系统，实际上是在90年代初开始使用的。其基本结构以2.488Gbit/s系统为例，如图2所示。
图的左边是发射机的时分复用器，它将155Mbit/s的输入数字信号组合成2.488 Gbit/s的信号..该信号直接对分布式反馈激光器进行强度调制，然后将调制光输出传输到单模光纤。在图的右侧，调制后的光直接被光电探测器探测得到2.488Gbit/S的数字信号，然后通过时分复用得到一组155Mbit/s的数字信号。
图3示出了传统光纤通信系统的中继设备。
2.2适用范围
光纤通信首先在电话局之间应用，形成光纤本地网，然后作为长途通信形成全国光纤网，将成为宽带通信网的骨干。发展海底光缆。
该系统用于跨洋通信或跨岛和沿海的短距离通信，横跨大西洋和太平洋有众所周知的海底光缆通信系统。比如2月份开始商用的最早的跨大西洋系统TAT-8，1988，光缆里有三对光纤，两个用，1备用。每对信息速率为280 mbit/s。总长度为6 700km，平均中继站间距为67knu，波长为1.3μm，使用常规单模光纤。
发达国家正在计划设计和建设光纤用户网络，即FTTH或FTTC。其他应用，如各种规模、各种场合的光纤局域网。(1)通信容量大，传输距离远；光纤的潜在带宽可以达到20赫兹。以这个带宽，传输人类所有的文字资料，古今中外，只需要一秒钟左右。400Gbit/s系统已投入商用。光纤的损耗极低。当光的波长在1.55μm左右时，应时光纤的损耗可以低于0.2dB/km，低于任何传输介质的损耗。所以无中继传输距离可以达到几十甚至几百公里。
(2)信号干扰小，保密性好；
(3)抗电磁干扰，传输质量好。电通信解决不了各种电磁干扰问题，只有光纤通信不受各种电磁干扰。
(4)光纤体积小，重量轻，便于铺设和运输；
(5)原料来源丰富，环保性好，有利于节约有色金属铜。
(6)没有辐射，很难窃听，因为光纤传输的光波无法跑出光纤。
(7)光缆适应性强，使用寿命长。
(8)质地脆，机械强度差。
(9)光纤的切割和拼接需要一定的工具、设备和技术。
(10)分流器和联轴器不灵活。
(11)光缆的弯曲半径不能太小(>；20厘米)
(12)供电困难。
一种使用光波在光纤中传输信息的通信方法。由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等明显优势，光纤通信中的光波以激光为主，因此也称为激光-光纤通信。光纤通信的原理是，传输的信息(如语音)要先在发射端转换成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)而变化，再通过光纤传输。在接收端，探测器将光信号转换成电信号，解调后恢复原始信息。
随着信息技术传输速度的日益更新，光纤技术得到了广泛的重视和应用。在多微机电梯系统中，光纤的应用充分满足了大量数据通信的正确、可靠、高速传输和处理的要求。光纤技术在电梯中的应用大大提高了整个控制系统的响应速度和电梯系统的并行群控性能。电梯中使用的光纤通信装置主要由光源、光电接收器和光纤组成。微机控制系统的输出信号是电信号，而光纤系统传输的是光信号。因此，要将微机系统产生的电信号在光纤中传输，必须先将电信号转换成光信号。光源是这样的电光转换装置。
光源首先将电信号转换成光信号，然后将光信号发送到光纤。在光纤系统中，光源起着非常重要的作用。白炽灯、激光器和半导体光源都可以用作光纤光源。半导体光源利用半导体PN结将电能转化为光能。常用的半导体光源包括半导体发光二极管(LED)和激光二极管(LD)。半导体光源具有体积小、重量轻、结构简单、使用方便、易于与光纤兼容等优点，在光纤传输系统中得到了广泛的应用。光纤是光信号的传输通道，是光纤通信的关键材料。
光纤由芯、包层、涂层和护套组成，是具有多层介质结构的对称圆柱体。纤芯主体是二氧化硅，掺入少量其他材料，提高材料的光学折射率。纤芯外有包层，包层和纤芯的光学折射率不同，纤芯的光学折射率较高，保证光信号主要在纤芯内传输。包层外面是一层涂层，主要用来增加光纤的机械强度，从而保护光纤不受外界损伤。光纤最外层是护套，也起到保护作用。
光纤的两个主要特性是损耗和色散。损耗是每单位长度光信号的衰减或损失，用db/km表示。该参数与光信号的传输距离有关。损耗越大，传输距离越短。多微机电梯控制系统一般传输距离较短，为了降低成本，多采用塑料光纤。光纤的色散主要与脉冲展宽有关。在三菱电梯控制系统中，光纤通信主要用于群控与单台电梯之间以及两台并联的单台电梯之间的数据传输。三菱电梯使用的光纤装置主要由光源、光接收器和光纤组成，其中光源和光接收器封装在光纤连接器的固定插头中，光纤与活动插头连接。发送:CPU通过专用IC芯片将并行数据序列化，并插入相应的位代码(起始、停止、校验位等。)根据通信格式。输出端TXD向光纤连接器(即固定插头)发送信号，然后光纤连接器中的光源进行电光转换。转换后的光信号通过光纤移动插头发送到光纤，光信号在光纤中向前传播。
接收:来自光纤的光信号通过光纤连接器的活动插头送到带有固定插头的接收器，接收器对接收到的光信号进行光电还原，得到相应的电信号，送到专用IC芯片的RXD输入端，通过专用IC芯片将串行数据转换成并行数据后，传输到CPU。光纤通信的应用领域非常广泛，主要用于本地电话干线。光纤通信的优势在这里可以得到充分发挥，逐渐取代电缆，得到广泛应用。也用于长途干线通信。过去主要依靠电缆、微波和卫星通信，现在逐渐使用光纤通信，形成了全球主导的比特传输方式。用于全球通信网和国家公用电信网(如我国国家一级干线、省二级干线和县级以下支线)；还用于高质量彩色电视传输、工业生产现场监控调度、交通监控指挥、城市有线电视网、天线(CATV)系统、光纤局域网等应用，如飞机、飞船、船舶、地下矿山、电力部门、军事及腐蚀性和放射性。
光纤传输系统主要由光发射机、光接收机、光缆传输线、光中继器和各种无源光器件组成。为了实现通信，基带信号必须经过电气终端的处理，送入光纤传输系统完成通信过程。
它适用于光纤模拟通信系统，也适用于光纤数字通信系统和数据通信系统。在光纤模拟通信系统中，电信号处理是指基带信号放大、预调制等。，而电信号逆处理是初始处理的逆过程，即解调、放大等处理。在光纤数字通信系统中，电信号处理是指基带信号的放大、采样和量化，即脉码调制和线路编码处理等。，而电信号的逆向处理也是始发者的逆向过程。对于数据光纤通信，电信号处理主要包括信号放大，与数字通信系统不同的是不需要进行编码转换。