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1、授课教师：王天枢电话: 13396595933Email: 光通信器件与技术参考资料光纤通信用光电子器件和组件,黄章勇,北京邮电大学出版社v 光通信器件与系统，J.H.Franz，徐宏杰等译，电子工业出版社v 光通信器件, (德)N. Grote, H. Venghaus 王景山，沈欣捷，孙玮译，国防工业出版社 v 光纤通信, Joseph C.Palais, 王江平等译, 电子工业出版社v Fiber-Optic Communications Technology, Djafar K. Mynbaev, Lowell L. Scheiner eds., Pearson Education,
2、Inc., 2001. 光纤通 信技术，科学出版社，2002 (国外高校电子信息类优秀教材)v IEEE 多模光纤MM多模光纤的纤芯直径为5062.5m，包层外直径125m，单模光纤的纤芯直径为8.3m，包层外直径125m。根据折射率分布: 阶跃（Step-index），渐变折射率（graded-index）根据工作波长: short 0.80.9m；long 1.01.7m；Ultra long above 2mNichols. Wang17普通单模光纤的衰减随波长变化示意图0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5衰减（dB/km）第一窗口第二窗口波长（m）6
3、5 4 3 2 10。4 0。2第三窗口 C 波段 15251565nm1.57 1.62 L波段Nichols. Wang18nG.652光纤n即常规单模光纤，在1310nm波长工作时，理论色散值为零；在 1550nm波长工作时，传输损耗最低，但色散系数较大。单通路速率达 到STM-64时，需要采取色散调节手段。nG.653光纤n在1550nm波长工作时性能最佳，又称为色散移位光纤。零色散点从 1310nm移至1550nm波长区。nG.654光纤n截止波长移位的单模光纤，它的设计重点是降低1550nm波长处的衷减 。主要应用于需要很长再生段距离的海底光纤通信。nG.655光纤n又称之为非零色
4、散移位单模光纤，零色散点移至1570nm或 15101520nm附近，使1550nm处具有一定的色散值。色散受限距 离达数百公里。可以有效的减少波分复用系统的四波混频的影响。根据ITU标准:Nichols. Wang19光纤通信频谱10110710210610310510410410510310610210710110810010910-1101010-2101110-3101210-4101310-5101410-61015Wave length（m）Electric phoneRadio TVmicro waveinfra redVisible light双铰线同轴电缆光纤卫星/微波AM无
5、线电FM无线电Nichols. Wang20n光是一种电磁波n可见光350nm750nmn光纤通信所用的波长8001600nmn光的反射、折射n全反射1450 1490 1530 1570 1610 1650S+ S C L L+ Wave length (nm)Nichols. Wang21n频带宽，通信容量大n理论上讲一根单模光纤可利用的带宽达20THz(1THz=1012Hz)以上，现在最先进的光纤通信系统达400GHz，而一路电话带宽约占4KHz频带，一路彩色电视约占6MHz频带。n损耗低，中继距离长n铜缆的损耗特性与缆的结构尺寸及所传输信号的频率有关，光缆的损耗特性仅与玻璃的纯度(或
6、者说透明度)有关，高质量望远镜的镜头其损耗超过500dB/km，目前通信用光纤的最低损耗可低于0.2 dB/km。光纤通信的优点Nichols. Wang22n具有抗电磁干扰能力n光导纤维是绝缘体材料，不受输电线,电气化铁路及高压设备等电器 干扰，可以与高压电线平行架设，还可制成复合光缆。n无串话，保密性好n通信质量高。n线径细，重量轻，柔软n可制成大芯数高密度光缆。n单芯光缆可安装在飞机、火箭、潜艇及航天飞机上。n节约有色金属，原材料资源丰富n可节约大量铜金属。Nichols. Wang23光纤的缺点n质地脆，机械强度低n光纤切断和接续需要一定的工具，设备和技术n分路，耦合不灵活n光纤，光缆
7、弯曲半径不能过小(20CM)n在偏僻地区存在有供电困难问题Nichols. Wang24光纤通信系统Nichols. Wang25光纤通信链路基本结构Nichols. Wang26n1988年，在美国与英国、法国之间敷设了越洋的海底光缆（TAT-8）系统，全长6700公里。这条光缆含有3对光纤，每对的传输速率为280Mbs，中继站距离为67公里。这是第一条跨越大西洋的通信海底光缆，标志着海底光缆时代的到来。n1989年，跨越太平洋的海底光缆（全长13200公里）也建设成功，从此，海底光缆就在跨越海洋的洲际海缆领域取代了同轴电缆，远洋洲际间不再敷设海底电缆。n第一个在中国登陆的国际海底光缆系统是
8、1993年12月建成的中国日本（C-J）海底光缆系统。n1996年2月中韩海底光缆建成开通，分别在我国青岛和韩国泰安登陆、全长549公里。n1997年11月，我国参与建设的球海底光缆系统（FLAG）建成并投入运营，这是第一条在我国登陆的洲际光缆系统，分别在英国、埃及、印度、泰国、日本等12个国家和地区登陆，全长27000多公里，其中中国段为622公里。n1999年。中国电信和新加坡等地的电信公司共同发起的亚欧海底光缆系统，该系统连接亚洲、欧洲和大洋洲，在33个国家和地区登陆，全长达38000公里，是世界上最长的海底光缆，采用先进的8波长波分复用技术，主干路由的设计容量高达40Gb/s Sea-
9、Me-We 3 。n光纤通信将朝着交换智能化和光电子器件集成化的方向发展。Nichols. Wang27Nichols. Wang28单向传输的光纤通信系统，包括发射、接收和作为广义信道的基本光纤传输系统。光纤纤通信器件Nichols. Wang291 1、光发送机、光发送机组成框图：组成框图：光光 源源调制器调制器通道耦合器通道耦合器电信号输入电信号输入光输出光输出驱动电路驱动电路结构参数：结构参数：发送功率，发送功率，dbmdbm概念概念光源光谱特性光源光谱特性：输出光功率足够大，调制频率足够高，谱线宽度和输出光功率足够大，调制频率足够高，谱线宽度和光束发散角尽可能小，输出功率和波长稳定，
10、光束发散角尽可能小，输出功率和波长稳定， 器件寿命长器件寿命长Nichols. Wang30电信号对光的调制的实现方式直接调制用电信号直接调制半导体激光器或发光二极管的驱动电流，使输出光随电信号变化而实现的。这种方案技术简单，成本较低，容易实现，但调制速率受激光器的频率特性所限制。 外调制把激光的产生和调制分开，用独立的调制器调制激光器的输出光而实现的。外调制的优点是调制速率高，缺点是技术复杂，成本较高，因此只有在大容量的波分复用和相干光通信系统中使用。Nichols. Wang31(a) 直接调制； (b) 间接调制(外调制) Nichols. Wang322 2、光接收机、光接收机功能：功
11、能：是把从光纤线路输出、产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号，是把从光纤线路输出、产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号， 并经放大和处理后恢复成发射前的电信号并经放大和处理后恢复成发射前的电信号组成部分：组成部分：耦合器，光电检测器，解调器耦合器，光电检测器，解调器组成框图：组成框图：电子电路电子电路光输入光输入耦合器耦合器光电检测器光电检测器解调器解调器电信号输出电信号输出结构参数：结构参数：接收机灵敏度接收机灵敏度，定为，定为BER10BER10-9-9条件下，所要条件下，所要 求的最小平无接收功率。求的最小平无接收功率。检测方式：检测方式：直接检测直接检测和和外差检测外差检测Nichols. Wang33光放大器Nichols. Wang34光无源器件v光耦合器couplersv光隔离器isolatorsv光衰减器attenuatorsv光纤连接器connectorsv波分复用器/解复用器wavelength-division multiplexers/demultiplexersv光开关switchesNichols. Wang35课程安排n光纤通信与光电子器件 nLED及组件 nLD及组件 n光探测器和光接收机组件 n光纤激光器和光放大器 n光调制器 n光无源器件 nDWDM光发射和接收器件 共64学时，每周4学时（2学时复习）Nichols. Wang36
