《通信技术概论 第六章 光纤通信课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信技术概论 第六章 光纤通信课件（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第6章 光纤通信,本章内容 l光纤通信概述 l光纤与光缆 l光纤通信系统,光纤通信,指利用光导纤维(简称光纤)传输光波信号的一种通信方式。 电磁波：长波、中波、微波、红外线、可见光、紫外线。 使用光(激光器)信号，使用光缆作为传输介质。,波长是 0.81.8m,衰减的单位,dB(分贝)：描述功率相对比值的单位 dB = 10 log10 ( Pout / Pin ) Pout：输出功率；Pin：输入功率 dBm(分贝毫瓦)：描述功率绝对值的单位 dBm = 10 log10 ( P / 1mw) 1mw=0 dBm 20mw=13 dBm 40mw=16 dBm,6.1 光纤通信概述,发展史
2、光电话：1880年贝尔(通信距离213m) 光源：激光器 梅曼(1960) 美国贝尔公司(1970) 半导体激光器 传光介质：光纤 高锟(1966) 美国康宁公司(1970) 低损耗光纤 工作波长 0.85m、1.31m和1.55m,光纤通信特点,通信容量大 光载波频率在10141015Hz 传输距离长 20dB/km，即可实现通信 目前损耗0.2dB/km 抗电磁干扰 体积小、重量轻 机械强度低,商用的光纤通信系统,1977年在美国芝加哥和圣塔摩尼卡之间首次建成商用的光纤通信系统。 两根(直径0.1mm左右)光纤，同时开通8000路电话！ 到1990年，光纤系统发展了几代(通信业务40%)
3、由多模光纤(70年代)过渡到单模光纤(80年代) 由短波长(0.85m)过渡到长波长(1.31m) 信息传输的容量和速率大大提高。 90年代：传输速率10000Mbit/s，同时开通 1250000 路电话。,6.2 光纤与光缆,1.光纤的结构 石英玻璃、塑料或晶体 纤芯(折射率大)和包层 全反射,光纤直径,纤芯(Core),62.5,5 mm,125,m,m,包层(Clad),Core,8,m,m,125,m,m,Clad,85m,多模,单模,人的头发,光纤的分类,按工作波长： 短波长(850nm)和长波长(1310nm、1550nm) 按传输模式： 多模光纤和单模光纤 按折射率分布： 阶跃
4、(突变)型(SI)、渐变(梯度)型(GI)和W型 按材料： 石英光纤、塑料光纤等 几种新型光纤： 色散位移光纤(DSF)、非零色散光纤(NZDF)、色散平坦光纤(DFF)、色散补偿光纤(DCF)等,ITU-T建议的光纤分类,G.651光纤：计算机局域网或接入网 G.652光纤：应用最广的单模光纤 G.653光纤：较少采用 G.654光纤：弯曲性能好 G.655光纤：适用于高速、大容量、高密集波分复用系统,2.光缆,按芯数分为单芯、双芯、多芯 按结构分为层绞式、骨架式、带状等 按敷设场合分为架空、直埋、管道、移动、室内、水下、海底等 按用途分为通信用光缆和非通信用光缆,加强 元件,3.光传播的基
5、本知识,n1,n2,n1 n2,n1,n2,临界角,900,临界角,n1,n2,全反射,入射角=反射角,1,2,产生全反射的条件：n1n2 90临界角,光纤的传光原理(全反射),阶越型光纤性能参数,相对折射指数差： 数值孔径(NA)：,4.多模光纤,62.5/125 m 的光纤在保安行业中应用最普遍 典型距离达5英里 用于： CCTV 门禁控制系统 内部通讯,5.单模光纤,无限带宽 810 m 典型距离超过5英里 用于： 长途电信 长途电视监控及多路切换 共用天线电视系统,单模光纤和多模光纤比较,光纤的主要损耗,损耗 吸收损耗：OH-和金属离子 散射损耗： 其他损耗：光纤连接、弯曲,光损耗与波
6、长,光损耗单位： dB/km 与波长有关 单模损耗小 波长又称为窗口 波谱的红外部分起作用,光纤损耗主要存在的地点,光纤本身：与长度和类型有关 1310 nm：0.35 0.5 dB/Km 1550 nm：0.2 0.3dB/Km 850 nm：2.3 3.4 dB/Km 光纤连接点：0.2dB/点2Km 设备处：3dB,光纤的衰减,光纤色散(Dispersion),光脉冲沿着光纤行进一段距离后造成的频宽变粗。它是限制传输速率的主要因素。 模间色散 材料色散 波导色散,散射,由于光线的基本结构不完美，引起的光能量损失，此时光的传输不再具有很好的方向性。,6.3 光纤通信系统,发送单元：把电信号
7、转换成光信号 传输单元：载送光信号的介质 接收单元：接收光信号并转换成电信号 连接器件：连接光纤到光源、光检测以及其它光纤,器件,有源光器件 光源、光电检测器、光纤放大器和调制器。 无源光器件 光分路器/耦合器、波分复用器、光纤连接器、光开关、光衰减器、光隔离器和极化器。,1.激光器(光发送机),半导体激光器和发光二极管 半导体激光器 阈值特性 光谱特性 温度特性 转换效率,2.常用连接器类型,SC LC MT-RJ DSC VF-45 Opti-Jack,常用连接器类型,FC Type,SC Type,SC2 Type,FDD Type,3.光纤熔接机,4.光电检测器(光接收机),PIN和A
8、PD 响应时间 暗电流,光纤系统方框图,信号,光发 射机,光源,中继器,检测器,光接 收机,信号,E/O转换,光纤,O/E转换,发送单元,传输单元,接收单元,连接器件,光中继器,作用：放大衰减了的光信号 光-电-光转换,半导体光放大器,光纤通信码型要求,必须是二电平码！ 信号自带定时信息 提供一定的冗余传输,光通信技术发展,延长中继距离 光放大器(EDFA) 外调制器(电光晶体LiNbO3) 色散补偿(DCF、Bragg光纤光栅) 提高通信容量 时分复用技术(TDM) 波分复用技术(WDM) 光频分复用(OFDM)：载波间隔1nm,波分复用,光发射机1,光发射机2,光发射机N,合 波 器,光发射机1,光发射机2,光发射机N,光功率 放大 （BA）,光线路放大 （OA）,光线路放大 （OA）,分 波 器,光前置放大 （PA）,1,2,N,1,2,N,1,2,N,.,.,.,发送端,接收端,量子超光速通信,相对论和量子理论之间的矛盾 幽灵式的超距作用，粒子间的心灵感应。 只有思维比光更快 1994年，人脑之间存在量子超光速影响！,
