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光纤通信的概念：以半导体光源产生的光波为载波，以光纤作为传输介质的这种通信方式激光LASER，其含义是受激辐射光放大。光纤通信的关键技术：1、长波长激光器2、单模光纤3、SDH传输体制4、光放大器5、WDM复用技术6、全光网络光纤通信采用的光源是半导体光源。采用的光纤波长为1.3μm和1.55μmSDH传输体质：STM_1155.52MB/sSTM_4622.08MB/s全光网络的概念：全光网络，是指信号只是在进出网络时才进行电/光和光/电的变换，而在网络中传输和交换的过程中时钟以光的形式存在。因为在整个传输过程中没有电的处理，所以PDH、SDH、ATM等各种传送方式均可使用，提高了网络资源的利用率。自发辐射：处于低能态E1的一个原子，在频率为f的辐射场作用（激励）下，受激地向E2能态跃迁并吸收一个能量为hf的光子，这种过程称为受激吸收跃迁。受激辐射：受激吸收跃迁的反过程就是受激辐射跃迁。由原子受激辐射跃迁发出的光子称为受激辐射。光纤的结构：纤芯、包层、防护层。光纤的制造方法：化学汽相沉积法。分两步：预制棒的制造、拉丝。光缆的主要性能：1、机械性能2、温度特性3、重量和尺寸根据光纤横截面上折射率分布的情况来分类，即阶跃光纤和渐变光纤。光纤模：就是满足边界条件的电磁场波动方程的解，即电磁场的稳态分布。目前光通信使用的光波波长为1μm。材料色散：由于石英材料的折射率随波长变化而引起的。波导色散：由于光纤中模式的传播常数是频率的函数而引起的。自动功率控制（APC）的主要功能：自动补偿LD由于环境变化和老化效应而引起的输出光功率的变化，保持其输出光功率不变，或保持其变化幅度不超过数字光纤通信工程设计要求的指标范围。有三个低损耗窗口，其中心波长分别位于0.85μm、1.30μm、1.55μm处四波混频FWM：当有三个不用波长的光波同时注入光纤时，由于三者的相互作用，产生了一个新的波长或频率，即第四个波，新波长的频率是由于入射波长组合产生的新频率。这种现象称为四波混频效应。光孤子：是指经过长距离传输而保持形状不变的光脉冲。光脉冲注入光纤后，经过长距离传输后光脉冲的宽度被展宽了，这种光脉冲的展宽通常称为色散。光源和光纤耦合的好坏可以用耦合效率来衡量，它的定义为，影响光源与光纤耦合效率的主要因素是光源的发散角和光纤的数值孔径（NA）。发散角越大，耦合效率越低；数值孔径NA越大，耦合效率越高。此外，光源的发光面，光纤端面尺寸、形状以及二者间距都会直接影响耦合效率。光检测过程：光检测器由半导体材料制成，当光照射到其表面时，价带中的电子吸收光子，获得能量的电子跃迁到导带，同时在价带中留下了空穴。在外加偏置电压的情况下，电子空穴对的运动形成了电流，即由光产生电的过程。雪崩二级管可以对尚未进入后面放大器的输入电路的初级电流进行内部放大。这样可以显著地增加接收机的灵敏度，因为在还没有遇到接收机电路的热噪声之前就已放大了光电流。光源器件：光纤连接器、光纤光纤耦合器、光开关、光纤光栅、光滤波器、WDM合波/分波器、光隔离器与光环永久性的链接：光纤熔接法（光纤连接是指两个光纤之间的永久或半永久连接）连接器的三个性能指标：插入损耗、回波损耗、可重复性在光纤通信的光纤测量中，有时需要把光信号在光路上由一路向两路或多路传送，有时需把N路光信号合路再向M路或N路分配，能完成上述功能的器件就是光耦合器光开光的性能指标：开关时间、通断消光比、插入损耗主要的几种光开关：微电机械光开关MEMS、电光开关、热光开关、SOA光开关（半导体光放大器）光滤波器全称为光学滤波，可以选择一个波长，滤除的是特定波长的光信号光电混合中继器（再生器）放大光信号。首先将光纤中送来的光信号转换为电信号，然后对电信号进行放大，最后再将放大了的电信号转换为光信号送到光纤中去。增益：输出光功率与输入光功率的比值。增益大小与多种因素如光纤中的掺铒浓度、泵浦光功率、光纤长度、泵浦光的波长等因素有关联。掺铒光纤放大器EDFA常用的结构有三种，即同向泵浦、反向泵浦和双向泵浦。四种基本光放大器：在线放大器、后置放大器、前置放大器、功率补偿放大器扰码：扰码是一个比特流与另一个比特流的一到一的映射，即将一个待发送的数据比特流在发送之前一对一的映射为另一比特流。分组码：将信源的信息序列按照独立的分组进行处理和编码。强度调制——直接检波（IM-DD）光纤通信系统还是最常用的方式。PDH各次群的标准比特率：一次群：30路2.048Mb/s二次群：120路8.448Mb/s光纤通信系统的基本要求：预期的传输距离、信道带宽或码速率、系统性能（误码率、信噪比）数字光纤通信系统设计应考虑：假想参考数字链路、采用的传输制式、工作波长的确定、光纤的选择、光检测器的选择、光源的选择。常用移动通信系统：无线电寻呼系统、蜂窝移动通信系统、无绳电话系统、集群移动通信系统、移动卫星通信系统、分组无线网区群：GSM系统中，由若干个小区构成一个区群，区群内不能使用相同的频道，同频道距离保持相等。越区交换：概念，当移动台从一个小区进入另一相邻的小区时，其工作频率及基站与移动交换中心所用的接续链路必须从它离开的小区转换到正在进入的小区。控制机理：当通信中的移动台到达小区边界时，该小区的基站能检测出此移动台的信号正在逐渐变弱，而邻近小区的基站能检测出这个移动台的信号正在逐渐变强，系统收集来自这些有关基站的检测信息，进行判决。第三代数字移动通信系统主要包括WCDMA(联通)、CDMA2000（电信）、TD-SCDMA（移动）一个典型的数字蜂窝移动通信系统由下列主要功能实体组成：移动台（MS）、基站分系统(BBS)（包括基站收发信机（BTS）和基站控制器（BSC））移动交换中心（MSC）、归属位置寄存器（HLR）、访问位置寄存器（VLR）、设备标识寄存器（EIR）、认证中心（AUC）、操作维护中心（OMC）。周期性登记：当出现以下情况时，网络和移动台往往会失去联系：1、如果当移动台开着机而移动到网络覆盖区以外的地方，此时由于移动台无法向网络作出指示，因而网络因无法知道移动台目前的状态，而仍会认为该移动台还处于附着状态。2、当移动台在向网络发送“IMSI分离”消息时，如果此时无线路径的上行链路存在着一定的干扰导致链路的质量很差，那么网络就有可能不能正确的译码该消息，这就意味着系统仍认为MS处于附着的状态。当发生这两种情况后，若在此时该移动台被寻呼，则系统将在此前用户所登记的位置去内发出寻呼消息，其结果必然是网络以无法收到寻呼响应而告终，导致无效的占用系统的资源。也就是让MS每隔一定时间主动登记一次，若该规定时间没有接收到MS发送的周期性登记信息，那么系统将自动认为该MS已经关机或者移出服务区，然后在MSC/VLR中进行分离标记，该状态称为“隐分离”，只有当再次接收到正确的周期性登记信息后再将它改写成“附着”状态。光检测器：光检测器接受光信号并将其转换成与光功率成正比的光生电流信号，前置放大器将微弱的电流信号放大到所需的电平电流信号。如果是数字信号，还有送后续的判决电路完成数字信号的再生，具体的电路形式由不同的编码和调制。GSM系统的无线传输标准：将无线频率定在900MHz范围，第二阶段DCS为1800MHz。第一阶段的指标如下：频段：上行线路：MS发，BTS收的频段为890~915MHz。下行线路：BTS发，MS收的频段为935~860MHz。频带宽度25MHz。上下行频率间隔：45MHz。载频间隔：200KHz。通信方式：全双工。信道分配：每载频8个时隙，包含8个全速信道，16个半速信道。信道总速率：270kbit/s调制方式：GMSK，高斯滤波最小频移键控。接入方式：TDMA。话音编码：规则脉冲激励线性预测编码RPE—LPC13kbit/s。分集接收：跳频每秒217跳，交错信道编码，自适应均衡。M—Z干涉滤波器的原理和结构：M—Z干涉滤波器MZI，使用了一个马赫—曾德尔干涉仪的对称结构，调谐通过改变一个臂的折射率和温度得到。利用两个不同长度的干涉路径来区分不同的波长以实现滤波，结构是利用两个3dB光纤耦合器将两个路径互连起来，是一个4端口光器件。假设只有输入端口1有光信号输入，光信号经第一个3dB耦合器后分成两路功率相同的光信号，但其相位相差π/2，图中下臂滞后上臂π/2;然后光信号沿MZI的两个不等长的臂向前传播，由于路径相差ΔL，因此下臂又滞后βΔL相位；下臂的信号经第二个3dB耦合器从上输出端口1输出，又滞后π/2相位，因而两路信号的总相位差为π/2+βΔL+π/2，而与从下输出端口2输出的光信号之间的相位差为π/2+βΔL-π/2=βΔL。光隔离器的原理框图。具有任意偏振态（SOP）的输入信号，首先通过空间分离偏振器（SWP）分成相互垂直的两个偏振分量:一个水平方向和一个垂直方向。水平分量偏离输入方向，垂直分量直通。然后水平分量和垂直分量均经过法拉第（Faraday）旋转器，偏振方向旋转45°，再经过一个λ/2波片，偏振方向再旋转45°，这样水平分量正好变成垂直分量，垂直分量变成了水平分量，最后两个分量又在另一个SWP上合路输出。反方向的输入信号沿原路返回时，由于λ/2波长和法拉第旋转器的作用相互抵消，因而两个分量通过这两个器件后偏振态保持不变，在输入端的SWP上不能合路输出。输入端囗1输入端囗23dB耦合器3dB耦合器输出端囗1输出端囗2行程差LSWP光纤输入法拉第旋转器/2波片SWP光纤输出光纤输出/2波片法拉第旋转器SWPSWP光纤输入(a)(b)EDFA的基本组成，包括：泵浦激光、波分复用(WDM)耦合器、光隔离器和掺铒光纤。泵浦激光：为了获得增益，光能必须注入掺铒光纤中，我们把这种能量称为泵浦，它以980nm或1480nm的波长传送光能。泵浦的功率典型范围是10~400mW。波分复用(WDM)耦合器：能有效地将信号光和泵浦光耦合进/出掺铒光纤。光隔离器：将系统所产生的任何反射回放大器的光减小到一个可接受的水平。如果没有光隔离器，光发射将降低放大器的增益并附加噪声（使光信号正向输出，组织反向输出）掺铒光纤：放大光信号。漫游举例：当A地的一个移动台a在B地开机后，B地的MSC会通过移动台的IMSI得知该移动台的归属地是A地，然后B地MSC向A地的GMSC报告A地移动台已出现在B地。此时，A地的GMSC向B地VMSC回送移动台a是否合法。若是合法用户，A地的GMSC在其HLR中登记移动台a已到B地。当A地的移动台a在B地漫游做主叫时，可按拨打长途电话的方式拨打网内移动台或PSTN用户。因为B地的VMSC已经知道A地移动台a在B地漫游且是合法用户，所以B地VMSC会帮助完成交换接续。当A地的移动台a在B地漫游做被叫时，若主叫是网内C地的移动台，C地的MSC向A地的MSC发送移动台a的MSISDN，A地的MSC会在HLR中查询得到移动台目前在B地，则A地的MSC就向B地的VMSC进行MSRN的查询，B地的VMSC在收到查询要求后产生一个MSRN并与其IMSI联系在一起，同时将该MSRN送给A地的MSC。然后A地的MSC将收到的MSRN发送给C地的MSC，C地的MSC根据受到的MSRN向B地发生呼叫，当A地的移动台a与B地的漫游做被叫是，若主叫是C地的PSTN用户，其呼叫接续示意图如下，C地的PSTN根据主叫用户所拨的MSISDN连接C地到A地GMSC的呼叫路由1，A地的GMSC会在HLR中查询得到移动台用户目前在B地2，A地的HLRT就向B地的VMSC/VLR进行MSRN的查询3，B地的VMSC/VLR在收到查询要求后产生一个MSRN并与其IMSI联系在一起，同时通过A地的HLR将该MSRN送给A地的GMSC。隶属于不同的移动交换中心的用户之间通信的接续过程：呼叫传递过程主要分两步：确定为被呼MS服务的VLR及确定被呼移动台正在访问哪个小区，第一步：主叫MS通过基站向其MSC发出呼叫初始化信号，MSC通过地址翻译过程确定被呼MS的HLR地址，并向该HLR发送位置请求信息，HLR确定出为被叫MS服务的VLR，并向该HLR发送路