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1、光纤通信中的关键光电子器件光纤通信中的关键光电子器件光纤通信中的关键光电子器件光纤通信中的关键光电子器件 第四讲第四讲第四讲第四讲 光纤通信原理与技术光纤通信原理与技术光纤通信原理与技术光纤通信原理与技术 什么是通信 什么是通信 通通 传送传送 信信 信息信息 信息的传送 信息的传送 基本组成 发送 传输 接收基本组成 发送 传输 接收 什么是光纤通信 什么是光纤通信 什么是光纤通信 什么是光纤通信 利用激光作为利用激光作为利用激光作为利用激光作为信息信息信息信息的载波信号 并通过的载波信号 并通过的载波信号 并通过的载波信号 并通过 光纤来光纤来光纤来光纤来传送信息传送信息传送信息传送信息的
2、通信系统 的通信系统 的通信系统 的通信系统 现代通信方式示意图现代通信方式示意图 用户 环路 交换 设备 电复接 设备 卫星通信 微波通信 光纤通信 移动通信 发 送 机 接 收 机 传输系统 用户 终端 用户 终端 信息 信息 用户 终端 用户 终端 用户 环路 交换 设备 电复接 设备 信息 信息 信息指用户要求传送 的语音 图像 数据 以及它们的各种组合 信息指用户要求传送 的语音 图像 数据 以及它们的各种组合 光源光源 调制器调制器调制器调制器 驱动电路驱动电路驱动电路驱动电路 放大器 光电二 极管 放大器 光电二 极管 判决器判决器 光纤光纤光纤光纤 光纤光纤光纤光纤 中继器中继
3、器中继器中继器 光发射机光发射机光发射机光发射机 光接收机光接收机光接收机光接收机 光光光光 纤纤纤纤 中中中中 继继继继 器器器器 光光光光 器器器器 件件件件 Components and Modules in DWDM Networks Components and Modules in DWDM Networks DWDM Thin film filters Fiber gratings Waveguides Circulators Interleavers Mux Demux modules Amplifiers Isolators Tap couplers Pump lasers
4、Gain equalizers Attenuators Integrated amplifiers SOAs Optical Switches Circulators Couplers Add drop modules SwitchingTransmission Source lasers Modulators Wavelockers Receivers Detectors Tx Rx modules Over 9000 Products 光器件光器件 1 1 1 1 光器件概述光器件概述光器件概述光器件概述 2 2 2 2 光连接器光连接器光连接器光连接器ConnectorConnector
5、ConnectorConnector 3 3 3 3 光衰减器光衰减器光衰减器光衰减器AttenuatorAttenuatorAttenuatorAttenuator 4 4 4 4 光耦合器光耦合器光耦合器光耦合器CouplerCouplerCouplerCoupler 5 5 5 5 复用器与滤波器复用器与滤波器复用器与滤波器复用器与滤波器Multiplexer and Multiplexer and Multiplexer and Multiplexer and FilterFilterFilterFilter 6 6 6 6 光隔离器与环行器光隔离器与环行器光隔离器与环行器光隔离器与环
6、行器 7 7 7 7 光调制器光调制器光调制器光调制器ModulatorsModulatorsModulatorsModulators 8 8 8 8 光开光光开光光开光光开光SwitchesSwitchesSwitchesSwitches 1 1 光器件概述光器件概述光器件概述光器件概述 作用作用作用作用 实现光信号的连接 能量分路实现光信号的连接 能量分路实现光信号的连接 能量分路实现光信号的连接 能量分路 合路 波长复用合路 波长复用合路 波长复用合路 波长复用 解解解解 复用 光路转换 能量衰减 方向阻隔 光复用 光路转换 能量衰减 方向阻隔 光复用 光路转换 能量衰减 方向阻隔 光复
7、用 光路转换 能量衰减 方向阻隔 光 电电电电 光转换 光转换 光转换 光转换 光信号放大 光信号调制等功能 是构成光纤通信系统的光信号放大 光信号调制等功能 是构成光纤通信系统的光信号放大 光信号调制等功能 是构成光纤通信系统的光信号放大 光信号调制等功能 是构成光纤通信系统的 必备元件 光器件是具有上述一种功能的元器件的总称 必备元件 光器件是具有上述一种功能的元器件的总称 必备元件 光器件是具有上述一种功能的元器件的总称 必备元件 光器件是具有上述一种功能的元器件的总称 类型 类型 类型 类型 无源 有源无源 有源无源 有源无源 有源 包括 包括 包括 包括 光连接器 光衰减器 光耦合器
8、 光复用器 光光连接器 光衰减器 光耦合器 光复用器 光光连接器 光衰减器 光耦合器 光复用器 光光连接器 光衰减器 光耦合器 光复用器 光 隔离器 环行器 光滤波器 光解复用器 光调制器 光隔离器 环行器 光滤波器 光解复用器 光调制器 光隔离器 环行器 光滤波器 光解复用器 光调制器 光隔离器 环行器 光滤波器 光解复用器 光调制器 光 开光 激光器 光检测器 光放大器 光波长转换器等开光 激光器 光检测器 光放大器 光波长转换器等开光 激光器 光检测器 光放大器 光波长转换器等开光 激光器 光检测器 光放大器 光波长转换器等 发展趋势 发展趋势 发展趋势 发展趋势 集成化 全光纤化集成化
9、 全光纤化集成化 全光纤化集成化 全光纤化 光器件光器件 1 1 1 1 光器件概述光器件概述光器件概述光器件概述 2 2 2 2 光连接器光连接器光连接器光连接器ConnectorConnectorConnectorConnector 3 3 3 3 光衰减器光衰减器光衰减器光衰减器AttenuatorAttenuatorAttenuatorAttenuator 4 4 4 4 光耦合器光耦合器光耦合器光耦合器CouplerCouplerCouplerCoupler 5 5 5 5 复用器与滤波器复用器与滤波器复用器与滤波器复用器与滤波器Multiplexer and Multiplexer
10、 and Multiplexer and Multiplexer and FilterFilterFilterFilter 6 6 6 6 光隔离器与环行器光隔离器与环行器光隔离器与环行器光隔离器与环行器 7 7 7 7 光调制器光调制器光调制器光调制器ModulatorsModulatorsModulatorsModulators 8 8 8 8 光开光光开光光开光光开光SwitchesSwitchesSwitchesSwitches 2 2 光连接器光连接器光连接器光连接器 ConnectorConnector 技术指标 技术指标 技术指标 技术指标 插入损耗 光信号通过连接器之后 其输出
11、光插入损耗 光信号通过连接器之后 其输出光插入损耗 光信号通过连接器之后 其输出光插入损耗 光信号通过连接器之后 其输出光 功率相对输入光功率的比率的分贝数 功率相对输入光功率的比率的分贝数 功率相对输入光功率的比率的分贝数 功率相对输入光功率的比率的分贝数 回波损耗 反射损耗 光纤连接处 后向反射回波损耗 反射损耗 光纤连接处 后向反射回波损耗 反射损耗 光纤连接处 后向反射回波损耗 反射损耗 光纤连接处 后向反射 光相对输入光的比率的分贝数 光相对输入光的比率的分贝数 光相对输入光的比率的分贝数 光相对输入光的比率的分贝数 重复性和互换性重复性和互换性重复性和互换性重复性和互换性 lg10
12、dB P P L in out lg10dB P P L in R R 重复性是指光纤活动连接器多次拔插后插入损耗的变化 互换性是指连接器各部件呼唤时插入损耗的变化 光纤连接损耗及影响因素 光纤连接损耗及影响因素 光纤连接损耗及影响因素 光纤连接损耗及影响因素 光纤结构参数引起的损耗 光纤结构参数引起的损耗 1 纤芯直径不同引起的连接损耗纤芯直径不同引起的连接损耗 2 数值孔径不同引起的连接损耗数值孔径不同引起的连接损耗 3 不同折射率分布光纤的连接损耗不同折射率分布光纤的连接损耗 两光纤相对位置偏离引起的连接损耗两光纤相对位置偏离引起的连接损耗 1 横向错位引起的损耗横向错位引起的损耗 2
13、端面不平行引起的损耗端面不平行引起的损耗 3 端面与光纤轴线不垂直引起的损耗端面与光纤轴线不垂直引起的损耗 端面形状与间隙引起的损耗端面形状与间隙引起的损耗 损耗 来源 损耗 来源 损耗损耗损耗损耗 来源来源来源来源 活动连接器活动连接器活动连接器活动连接器 方法 利用精密陶瓷套筒准直纤芯方法 利用精密陶瓷套筒准直纤芯方法 利用精密陶瓷套筒准直纤芯方法 利用精密陶瓷套筒准直纤芯 插入损耗目前水平插入损耗目前水平插入损耗目前水平插入损耗目前水平 0 2dB0 2dB0 2dB0 2dB 减低反射技术 减低反射技术 减低反射技术 减低反射技术 APC AngledAPC AngledAPC Ang
14、ledAPC Angled Physical Contact Physical Contact Physical Contact Physical Contact 类型 类型 类型 类型 FC FC FC FC 物理接触物理接触物理接触物理接触 SC SC SC SC 直连直连直连直连 ST ST ST ST 直插直插直插直插 其它 多芯光缆连接器 保偏光纤连接器 密封型光其它 多芯光缆连接器 保偏光纤连接器 密封型光其它 多芯光缆连接器 保偏光纤连接器 密封型光其它 多芯光缆连接器 保偏光纤连接器 密封型光 纤连接器纤连接器纤连接器纤连接器 FC型 螺纹连接 外部材料为金属 FC型 螺纹连接
15、 外部材料为金属 FCFCFCFC型 螺纹连接 型 螺纹连接 型 螺纹连接 型 螺纹连接 外部材料为金属外部材料为金属外部材料为金属外部材料为金属 SC型 外壳采用工程 塑料 矩形结构 便于 密集安装 不用螺纹连 接 可以直接插拔 SC型 外壳采用工程 塑料 矩形结构 便于 密集安装 不用螺纹连 接 可以直接插拔 SCSCSCSC型 外壳采用工程型 外壳采用工程型 外壳采用工程型 外壳采用工程 塑料 矩形结构 便于塑料 矩形结构 便于塑料 矩形结构 便于塑料 矩形结构 便于 密集安装 不用螺纹连密集安装 不用螺纹连密集安装 不用螺纹连密集安装 不用螺纹连 接 可以直接插拔 接 可以直接插拔 接
16、 可以直接插拔 接 可以直接插拔 ST型 采用带键的 卡口式锁紧机构 确 保连接时准确对中 ST型 采用带键的 卡口式锁紧机构 确 保连接时准确对中 STSTSTST型 采用带键的型 采用带键的型 采用带键的型 采用带键的 卡口式锁紧机构 确卡口式锁紧机构 确卡口式锁紧机构 确卡口式锁紧机构 确 保连接时准确对中 保连接时准确对中 保连接时准确对中 保连接时准确对中 FC 圆型带螺纹 配线架上用的最多 ST 卡接式圆型 SC 卡接式方型 路由器交换机上用的最多 固定连接器固定连接器固定连接器固定连接器 包括 熔接法 包括 熔接法 包括 熔接法 包括 熔接法 V VV V形槽法和套管法形槽法和套管法形槽法和套管法形槽法和套管法 3 2 3 2 光器件光器件 1 1 1 1 光器件概述光器件概述光器件概述光器件概述 2 2 2 2 光连接器光连接器光连接器光连接器ConnectorConnectorConnectorConnector 3 3 3 3 光衰减器光衰减器光衰减器光衰减器AttenuatorAttenuatorAttenuatorAttenuator 4 4 4 4 光耦合器光
