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1、FIBXFIBX光无源器件及光纤通信简介光无源器件及光纤通信简介 光纤结构、种类、特性 光纤通信基本原理 有源、无源器件 常用测试仪器FIBXFIBX光纤结构光纤结构涂覆层(coating)包层(cladding)纤芯(core)abca：4-10um(单模) , 50-62.5um(多模); b：125um ; c:250umFIBXFIBX涂覆层(coating)包层(cladding)纤芯(core)光纤导光原理光纤导光原理 （1）FIBXFIBX光纤导光原理光纤导光原理 （2）n2n1121 入射光(incident ray) 折射光(refractive ray) 反射光(refle
2、cted ray) 折射定律： n1sin1 = n2sin2 若 n1 n2 , 则2 1称折射率大的介质为光密质，折射率小的为光疏质。FIBXFIBX光纤导光原理光纤导光原理 （3 3）n2n112 入射光 折射光n2n112 折射光入射光n2n11 折射光入射光临界角全全反反射射n1 n2n1 n2n1 n2FIBXFIBX光波段分布光波段分布可见光近红外紫外线波长增加 (频率减少）无线电波X射线射线中红外远红外毫米波微波UHFVHFFMAM0.39um 光通信窗口0.76um 1.6um15um 25um 300um395THz187.5 THzFIBXFIBX光纤分类与特性光纤分类与
3、特性（1 1）传输模式 ：光在光纤中传播时的电磁场分布形式，一种电磁场分布称为一个传播模式。根据光纤中传输模式的数量，将光纤分类：单模光纤：对于一定波长（或频率）的光波，只能沿着唯一的路径在光纤中传播。用SMF（single mode fiber）表示。多模光纤：对于一定波长（或频率）的光波，可以沿着多条路径在光纤中传播。用MMF（multi-mode fiber）表示。FIBXFIBX光纤分类与特性（光纤分类与特性（2 2）损耗特性：光波在光纤中每传输一公里的损耗，用衰减系数表示，单位为dB。色散特性：光波在光纤中传输的过程中，由于各种原因导致的光波脉冲展宽，单位为ps 。FIBXFIBX光
4、纤分类与特性（光纤分类与特性（3 3） 常用的单模光纤纤芯一般为4 10um , 衰减系数为0.3dB/km ，光波在其中是单模传输，因此其损耗和色散特性都不错，适于大容量、长距离的通信。也是我们生产光纤通信无源器件中最常用的光纤。 多模光纤的纤芯一般为 50-62.5um，衰减系数为 3 dB/km ，光波在其中是单模传输，损耗和色散特性都比单模光纤要差，适于短距离、小容量的通信，特别是在局域网中（LAN）中应用较多。FIBXFIBX光纤通信原理光纤通信原理（1）C = / T= f = 3x108m/s调幅 (IM-DD：Intensity Modulation-Direct Detect
5、ion )调频调相FIBXFIBX 用光波做为载波，用信号对其进行调制, 将已调制光波沿光纤从一地传送到另一地，经过解调，从中取出信号，就实现了通信。 由于器件水平限制，目前一般采用调幅技术进行光纤通信；即在发射端用信号光调制光源，使光脉冲幅度发生变化，实现了电光转换；在接受端通过光电转化，将光脉冲幅度变化中蕴涵的信号取出来。光纤通信原理（1 1）光纤通信原理光纤通信原理（2）FIBXFIBX 从发射端到接受端的过程，光要经过由光纤、无源光器件（Passive Optic Components）、有源光器件（Active Optic Components）所组成的光网络或光路径。 其中，无源器
6、件主要的作用是对光进行导引（Guide）和路由（Route）； 而有源器件主要是进行光的发射、接受及再生（Re-generation），再生包括了放大（Amplification） 、整形（Shaping）、定时（Re-timing）。光纤通信原理光纤通信原理（3）FIBXFIBX光纤通信原理光纤通信原理（4）发射机接受机中继器光纤光纤 1x2 耦合器光源衰减器 光敏二极管 光敏二极管隔离器发射机1x2光开关光路1光路2FIBXFIBX有源、无源器件有源、无源器件(1)(1)有源器件主要分为：1、光源: LD、LED、ASE ;2、光敏二极管（Photodiode）: PIN, APD 3、放
7、大器（Amplifier）: EDFA , Roman .FIBXFIBX有源、无源器件有源、无源器件(2)(2)无源器件主要分为：1、光隔离器( Isolator ): 偏振相关型、偏振无关型2、光耦合器(Coupler): 光信号的耦合/分配3、光衰减器(Attenuator):光功率衰减4、光循环器(Circulator): 固定顺序光路5、光开关(Switch) : 光路的通断、选择6、光连接器 (Connector) :光纤、器件之间的连接7、波分复用(WDM)器件:多路波长信号的合波、 分波, 通常是2路 ； 4路以上称为密集波分复用(DWDM)器件：FIBXFIBX常用测试仪器常
8、用测试仪器1、光源：白光源、LED、LD、可调激光光源 （Tunable Laser Source）， 2、光功率计：测光强，8153A（81533B+81521B）3、频谱分析仪（OSA）：测波长（频率）特性，Ando ，HP4、波长计：5、显微镜： 光纤、器件的表面检查。6、融接机：光纤的融接、对准。FIBXFIBX 在光纤通信中，表示两变量之间的倍数关系，通常用其取对数后（以10为底）的形式来表示；即设变量1的值是变量2的值的M倍，则其对数形式是10lgM , 单位为分贝(dB）。需要注意的是，10dB 对应10倍的关系，而20 dB 对应100倍的关系，30dB 对应1000倍的关系 所以，若EDFA的增益是50dB，则其输出信号是输入信号的10,000倍;.计量单位和常用符号(1)FIBXFIBX 光纤通信中的光功率，通常是毫瓦（mw）级的，一般用其对数形式表示；即设光功率为p(mw)，则其对数表示为P=10lg(p/1mw) ,单位为dBm。 例如： 若p=50mw，则P=10lg5017dBm 若P=-60dBm，则p= 0.000001mw=1nw 计量单位和常用符号(2)FIBXFIBX埃( ) =10-10 m nm =10-3 um =10-6 mm =10-9 mps =10-3 ns =10-12 mmicron = um计量单位和常用符号(3)
