光通信系统剖析.ppt

* * * * * 从宏观来看，光纤通信主要包括光纤光缆、光电子器件及光通信系统设备等三个部分。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 光纤通信系统构成及WDM简介 主要内容 1. 光纤通信的概念 2. 现代光纤通信系统的构成 3.波分复用（WDM）系统 1. 光纤通信的概念 通信（communication） 分为： 1、电通信（telecommunication） ； 2、光纤通信（optical communication） 。 电通信：广义的电通信指的是一切运用电波作为载体来传送信息的所有通信方式的总称，而不管传输所使用的介质是什么。 电通信又可分为有线电通信和无线电通信。 光通信（optical communication） 广义的光通信指的是一切运用光波作为载体而传送信息的所有通信方式的总称，而不管传输所使用的介质是什么。 光通信也可以分为利用大气进行通信的无线光通信和利用石英光纤或塑料光纤进行通信的有线光通信。 本课程所讲的光纤通信指的是利用光纤进行通信的有线光通信，简称光纤通信。 光纤通信技术特点： 传输容量大。 传输损耗小，中继距离长 抗干扰性好，必威体育官网网址性强，使用安全 材料资源丰富，可节约金属材料 重量轻，可挠性好，敷设方便 通常光纤通信系统划分为点对点系统，一点对多点系统以及网络。 2. 现代光纤通信系统的构成 2.1 光纤通信系统分类 这些系统用来连接一些结点，这些结点通常可能是交换机、终端（如SDH 终端）、计算机、工作站等。 点对点系统和一点对多点系统仅仅是网络的特例， 在网络中，每个站可以与其他任一个站进行通信。 在此，以点对点系统为例，介绍光纤通信系统的构成 点对点光纤通信链路示意图 2.2 点到点光通信系统 数字光纤通信系统的组成 由光发射机、光纤光缆、中继器与光接收机等基本单元组成。 此外还包括一些互连与光信号处理器件，如光纤连接器、隔离器、调制器、滤波器、光开关及路由器、分插复用器ADM等。 光源 调制器 驱动电路 光发射机 放大器 光电二极管 判决器 光接收机 光纤 光纤 中继器 2.2.1 光发射机 光发射机由光源、调制器和信道耦合器组成。 光信号是用电信号调制光载波产生的，包括如下两种: 1）直接调制：通过改变注入电流直接调制半导体光源的输出。带有啁啾，影响通信系统性能。 2）外调制：增加一调制器，适于高速系统应用。 光源 驱动电路 调制器 信号输入 通道耦合器 光发射机结构框图 光纤：将光信号从光发射机无失真地传送到光接收机。 基本特性参数： 损耗（dB/km）：直接影响通信距离。 色散（ps/nm.km）：将引起光脉冲信号展宽和码间串扰，影响通信距离和容量。 为实现高速长距离传输，要求光纤具有低损耗和低色散特性。 2.2.2 光纤 随着传输线路的延长，会由于传输损耗而使脉冲衰减，同时加上传输线路的失真特性（光纤中的各种色散）产生脉冲波型的失真。因此，需要中继器来进行修复。 3R： Re-amplifying 再放大（光放大器的功能） Re-timing 再定时 （消除时间抖动） Re-shaping 再整形 （消除波形畸变） 通过这3个R，可得到接近于发射端的光信号， 从而延长传输距离，提高信号质量。 3R 组合 2.2.3 光中继器 需要光----电-----光 转换 3R再生功能 放大 消除波形畸变 消除时间抖动 2.2.4 光接收机 光接收机：将光信号变换为电信号，再进行放大、再生。 光电检测器件：PIN光电检测器、APD光电检测器 扩大光纤通信容量的有效方法： 复用技术——多路信号共用一根光纤！ 传统的电通信遇到了电子瓶颈，随后发展了光纤通信。 光纤的带宽是30T-50THz，一路语声信号的带宽是4KHz，图像信号6MHz，一根光纤传一路信号造成巨大的带宽浪费 因此，充分发掘光纤的巨大带宽潜力具有重要意义 3. 波分复用（WDM）系统 波分复用(WDM,Wavelength Division Multiplexing) 时分复用(TDM,Time Division Multiplexing) 码分复用(CDM,Code Division Multiplexing) 空分复用(SDM,Space Division Multiplexing) 光纤通信复用技术 三棱镜色散给我们的启示 由于三棱镜对于不同波长的光信号折射的角度不同，输出的信号就成了七色光谱。 启示我们：只要信号的波长或频率不同，多路信号就可在同一传输媒质中同时进行传输，互不影响。 WDM基本工作原理：在发送端将不同波长的光信号组合