光纤通信概述讲义.ppt

光纤通信技术;1 光纤通信概述 1.1 光纤通信技术的发展史及现状 1.2光纤通信系统概述 2 光信号的传输特性 2.1 光纤概述 2.2 光纤的损耗特性 2.3 光纤的色散特性及色散限制 2.4 光纤中的非线性光学效应 3 光器件 3.1 光器件概述 3.2 光连接器Connector 3.3 光衰减器Attenuator ; 5 光检测器及光接收机 5.1 光检测器 5.2 光检测器的工作特性和参数 5.3 光接收机 5.4光接收机的噪声特性 5.5光接收机的灵敏度 5.6光接收机的性能评估 6 光放大器 6.1 概述 6.2 光放大器的原理与一般特性 6.3 掺铒光纤放大器EDFA 6.4 半导体光放大器SOA 6.5光纤拉曼放大器FRA;第一章 光纤通信概述;1.1光纤通信技术的发展史及现状;1.1光纤通信技术的发展史及现状; 现代通信方式示意图; 现代通信方式示意图;用户环路; 现代通信方式示意图;光纤通信技术的主要优点;光纤通信器件的发展过程;光纤通信系统的发展历程;光纤通信技术的发展大体上可分为：;光纤通信技术的发展大体上可分为:（续）;光纤通信技术的三次飞跃(1);20世纪70年代。1970年发明了LD的双异质结构，使得光源与光检测器的寿命都达到了10万小时的实用化水平。1979年发现了光纤1310nm和1550nm新的低损耗窗口，紧接着单模光纤问世。光纤的衰减系数一下降到0.5dB/km。这使得光纤通信迈进了实用化阶段，从80年代初开始光纤通信便大步地迈向了市场。;20世纪90年代初。1989年掺铒光纤放大器EDFA的研制成功是光纤通信新一轮突破的开始。EDFA的应用不仅解决了光纤传输衰减的补偿问题，而且为一批光网络器件的应用创造了条件。使得光纤通信的数字传输速率迅速提高，促成了波分复用技术的实用化。;光纤通信;Education;全球通信业务需求估计;光纤通信最具代表性技术 －波分复用WDM和光纤放大器EDFA;光纤通信系统的新波段;光纤传输技术进一步发展; ; 40G 器件;关键原材料;全球光纤通信主要供应商;Components and Modules in DWDM Networks ;光纤网络的分类;三种网络的不同要求;国内现状;; ;带来的科学问题;为克服这些限制，除新型光纤(相对稳定)外，综合采用了色散管理、宽带EDFA、Raman 放大、前向纠错（FEC）等行之有效的新技术；但新技术不一定都是好技术。 系统总成本增加； 灵活性、扩展性、生存性降低，特别不利于网络设计;?持续发展面临的挑战?功能多、适应能力强、成本低的光子学器件与技术； ? 革命性变革有待于基础研究?如何使光子变得聪明？ 所有的智能都在电层 -- 只能是“低能”； 光层变为 big fat pipe 使运营商无利可图，限制了光通信的发展； 电子也曾经 stupid，有存储、信号处理等功能后才变为 SMART； 基本问题：由材料开始！ 10~15年解决，将引发通信事业的另一次革命！;第一章 光纤通信概述; 数字光纤通信系统的组成;一、光纤的研究;近四十年的努力 寻找合适的光纤，实用化的光损耗为20dB/km (99.5%/m)；60年代研究，70年代突破，2000年0.2dB/km (99.995%/m);新的实用化光纤不断涌现;突破色散限制;传输光纤的改进（2） ： G.655非零色散位移光纤;二、光发射机;调制格式;调制前光载波的形式为： E(t)=Acos(?0t+?);光发射机的参数(1);分贝的定义;光谱特性 最大均方根RMS宽度? 对于多纵模激光器和发光二极管 这样的光能量比较分散的光源,采 用?来衡量光脉冲能量在频域的集 中程度. 单纵模的激光器,能量主要集中 在主模中. 半高全宽FWHM(3dB)宽度 最大20dB跌落宽度 ;最小??模抑制比(SMSR)：主纵模(M1)的平均光功率与最显著的边模(M2)的平均光功率之比的最低值。 SMSR=10lg（M1/M2） ;三、光接收机;四、中继器;3R再生功能;光源