光纤技术.ppt.ppt

通信技术把电磁波作为信息的载体， 电磁波的频率越高其容量就越大。微波的频率在 109Hz量级，光的本质：频率（1013Hz）极高的电磁波。 传统的电信技术仅使用了电磁波谱的几千分之一，大量的资源未被利用。 用光进行通信，光是最后一个频道 。 2.3光纤通讯技术 一.光纤通讯的特点 二.光纤通信的基本原理 三.光纤通讯设备 2.光接收机 3.线路码型 2.4 光纤通信网 2．光纤接入网 3)ISDN的五个功能模块 64kb／s电路文换功能。ISDN的基本组成，是一个端到端的64kb／s数字连接的交换网。ISDN配备了64kb/s的分组交换设备来完成此项功能. 64kb／s专用线。它的主要用户是企业和机关团体，它们从电信部门租用专用线把分散在各地的专用小交换机(PBX)连接起来，构成本单位的专用网。 分组交换功能，为交换分组数据而设立。 提供宽带业务网的交换通路。 共路信令功能，用来传送用户到用户的信令，这种信令是控制程控交换机的操作命令。 2.5 光波分复用(WDM) WDM是高速全光传输中传输容量潜力最大的一种多信道复用方案。 最早的复用方案是对一铺设的1.3 μm的光波系统， 利用1.3/1.5 μm WDM技术， 在1.55 μm增加另一信道构成二路复用， 信道间隔Δλ=250 nm。 随着技术的进步， 信道间隔不断减小， 复用信道数不断增加， 容量不断增大， 最小间隔已降至Δλ=0.01 nm。 WDM技术可用于高速大容量点到点通信。 若干发送机分别工作于各自的载波λi， 借助WDM耦合器复用为多路信号进入光纤， 传输至接收端， 再借助于一个解复用器将复用信号分离后， 分别送到各自的接收机。 当比特率分别为B1， B2， …BN的N个信道同时经长为L的光纤传输后，总比特率与距离积为 BL=(B1+B2+…+BN)L 波分复用方式的主要特点有： (1) 可以充分利用光纤的巨大带宽资源， 使一根光纤的传输容量扩大几倍、 几十倍， 甚至上千倍。 (2) 由于同一光纤中传输的信号波长彼此独立， 因而可以完成各种电信业务的综合和分离， 包括数字信号和模拟信号、 PDH信号与SDH信号的综合和分离。 (3) 利用逐步增加附加波长的方式可以实现网络按需增长的逐步扩容和引入任何新的宽带业务的目的， 大大加强了网络的灵活性和经济性。 (4) 利用WDM选路来实现网络交换和恢复， 从而可能实现未来透明的、 高度生存性的光网络。 2.6 光频分复用（FDM） 频分复用（频率分割复用）与波分复用（波长分割复用）在本质上是没有什么区别的。 这是因为波长和频率两者是互为倒数的关系。 当光载波间隔比较大时， 用波长来衡量比较方便， 一般称波分复用； 当光载波间隔比较小时， 用波长来衡量就显得不方便了。 相干光通信的工作原理如图2-30所示。 发送端激光器发出频率为f1的光载波， 此光波在调制器中被电信号所调制， 然后进入光纤。 已知FDM与WDM的主要区别是光载波间隔不同， 而光载波间隔又与每个信道的传输速率有关。 故采用FDM技术能够传输的总信息容量可以用下述方法确定。 若以ΔD代表此光纤可以利用的光谱宽度， 在此光谱宽度内能够容纳的信道数为N， 每一个信道传输的速率为B。 图2-30 相干光通信工作原理图 * * 第二讲 光纤技术 20世纪60年代激光器发明后，把光作为高速信息的载体成为可能。 出生于上海的英籍华人高锟提出用石英破璃纤维(简称光纤)传送光信号来进行通信。 石英光纤 被大量推广 损耗小 机械强度和温度特性好 2．1 光纤的结构与分类 光导纤维 截面通常是圆柱形，利用光的全反射的原理,约束在其界面内，并引导光按沿着光纤轴线的方向传播。 光纤结构 基本结构是两层圆柱形媒质，内层为纤芯，外层为包层；纤芯的折射率n1比包层的折射率n2稍大，当满足一定的入射条件时，光波就能沿着纤芯向前传播。 4.传播模式 模式：纤芯边界的限制，有不连续的电磁场解称为模式。以某一角度射入光纤端面，并能在其内传播的一条光线，称之为一个传播模式。 光纤分类：按传播模式的数量：单模光纤和多模光纤 单模光纤：只能传播一种模式的光纤芯径小(2a=2～12μm)，芯一皮折射率的差也小(Δ=0.0005～0.011) 多模光纤：能同时能同时传播多种模式的光纤,芯径大：2a=50 ～ 500μm ,芯—皮折射率的差 Δ＝(n1-n2)/n1=0.01～0.02)