光纤通信PT模板.ppt

经过长距离光纤传输后(80～120km)，需要对光信号进行光中继放大。 在接收端，光前置放大器(PA)放大经传输而衰减的主信道光信号后，利用分波器从主信道光信号中分出特定波长的光信号送往各终端设备。 5.3 掺饵光纤放大器 掺铒光纤放大器是将掺铒光纤在泵浦源的作用下而形成的光纤放大器。对这种掺杂光纤放大器影响较大的工作可追溯到1963年对玻璃激光器的研究。 掺铒光纤放大器的工作原理 激光器的工作原理：经泵浦源的作用，工作物质粒子由低能级跃迁到高能级(一般通过另一辅助能级)，在一定泵浦强度下，得到了粒子数反转分布而具有光放大作用。当工作频带范围内的信号光输入时便得到放大。这也就是掺铒光纤放大器的基本工作原理。 只是EDFA(及其他掺杂光纤放大器)细长的纤形结构使得有源区能量密度很高，光与物质的作用区很长，有利于降低对泵浦源功率的要求。 泵浦效率Wp可以用来衡量泵浦的有效性，其表达式如下： Wp=放大器增益(dB)/泵浦功率(mW) 掺铒光纤放大器的结构 1. 同向泵浦 在同向泵浦方案中，泵浦光与信号光从同一端注入掺铒光纤。 2. 反向泵浦 反向泵浦，泵浦光与信号光从不同的方向输入掺杂光纤，两者在掺铒光纤中反向传输。 3. 双向泵浦 为了使掺铒光纤中的铒离子能够得到充分的激励，必须提高泵浦功率。 三种泵浦方式比较 前向（同向）噪声特性较好 ；后向（反向）较高的输出信号功率，但噪声特性较差 ；双向输出信号功率最高，噪声特性也不差 * * * 3. 重复性和互换性 重复性是指光纤(缆)活动连接器多次插拔后插入损耗的变化，用dB表示。互换性是指连接器各部件互换时插入损耗的变化，也用dB表示。 4 光端机 4.1 光源与光纤的耦合 4.2 光调制 4.1光源与光纤的耦合 从光源发射出来的光功率尽可能多地送入光纤中传输，这就是光源与光纤的耦合问题。 衡量光源与光纤耦合的质量可以用耦合效率η，它定义为 η=PF/PS (6-1-1) 式中： PF—耦合进入光纤的光功率 PS—光源发射的功率。 光源与光纤的耦合效率： 与光源的类型(LED或LD)及光纤的类型(多模光纤或模光纤)有关。 LD与单模光纤的耦合效率较高，可以达到30～50%，而LED与单模光纤的耦合效率较低，可能小于1%。 4.2 光调制 要实现光纤通信，首先要解决的问题是如何将电信号加载到光源的发射光束上，即需要进行光调制。 根据调制与光源的关系，光调制可分为：直接调制和间接调制。  4.2.1光源的直接调制 直接调制就是将调制信号直接作用在光源上，把要传送的信息转变为电源信号注入到LD或LED，获得相应的光信号。这种方法调制的是光源的发光强度调制(IM)。 直接调制具有简单、经济、容易实现等优点，但存在波长(频率)的抖动，是光纤通信系统中广泛采用的调制方式。 从调制信号的形式来说，光源的直接调制又可分为模拟信号调制和数字信号调制 模拟调制 数字调制 4.2.2LD调制特性 LD的直接调制具有许多突出的特点，它在光纤通信系统中应用极其广泛。 LD的调制特性如下： (1) 电光延迟 (2) 张驰振荡 (3) 小信号输入的频率响应 (4) 频率啁啾 4.2.3光源的外部调制 光源内调制的优点是电路简单容易实现，但是，在高码速下将使光源的性能变坏，因此需要对光源的外调制方式。外调制方式需要调制器，结构复杂，但可获得优良的调制性能，特别适合高速率光通信系统 目前使用的外调制方式有： (1) 电光调制（2）声光调制 （3）磁光调制 电光调制器 电光调制的基本工作原理是晶体的线性电光效应。 电光效应是指电场引起晶体折射率变化的现象，能够产生电光效应的晶体称为电光晶体 声光调制器 声光调制器是利用介质的圣光效应制成，他的工作原理是，当调制电信号变化时，由于压电效应，使压电晶体产生机械振动形成超声波，这个声波引起声光介质的密度发生变化，使介质折射率跟着变化，从而形成一个变化的光栅，由于光栅的变化，时光强随之发生变化，结果使光波受到调制 磁光调制 磁光调制是利用法拉第效应得到的一种光外调制，入射光信号经过起偏器，使入射光变为偏振光，这束偏振光通过YIG（掺钇铁石榴石）磁棒时，其偏振方向随绕在上面线圈的调制信号而变化，当偏振方向与后面的检偏器相同时，输出光强最大，当偏振方向与检偏器方向垂直时，输出光强最小，从而使输出光强随调制信号变化，实现了光的外调制。 4.3 光中继器 在光纤通信线路上，光纤的吸收和散射导致光信号衰减，光纤的色散将使光脉冲信号畸变，导致信息传输质量降低，误码率增高，限制了通信距离。为了满足长距离通信的需要，必须在光纤传输线路上每隔一