2017年春季学期《光网络》教案.doc

《光网络》教案 第1部分概述（介绍光通信系统） 第2部分 SDH网络 第3部分 基于WDM的光传送网 第4部分 MSTP 第5部分 城域光网络 第1部分 概述 主要内容： ·光网络的概念 ·光通信系统的整体框架 1.1光网络的概念 概念：光网络是指以光纤为基础传输链路所组成的一种通信体系网络结构。 特点：光网络（光传送网）是在光通道层上实现互联，即以光波长为基本互联单位。 1.2光纤通信系统的整体框架结构 ◆系统组成框图： *发送端机、接收端机 *光纤 *中继器 ◆系统组成结构 ◆发射端机、接收端机、中继器 内容：组成结构及各部分的功能 关键光器件的工作原理（LD、光电检测器、EDFA） ◆光导纤维 内容：光纤的结构与分类、光纤的导光原理 光纤的传输特性、新型单模光纤 1、光发射机 （1）光发射机的功能 ·调制：直接调制 间接调制 ·码型：NRZ(SDH) ·光发射机的结构及各部分的功能： （2）激光器 ·激光器的功能：电/光转换 ·工作原理——光与物质相互作用过程 能级的概念: 自发辐射 受激吸收 受激辐射 ·受激吸收的概念及特点 II、跃迁过程中不产生新的光子。 ·受激辐射的概念及特点： 概念： ①处于高能级上的电子 ②受到外来光子的作用，外来光子的能量 ③跃迁：电子从高能级跃迁到低能级 ④同时产生一个新的光子，其能量 I、外界光子（外来光子的能量）的作用的条件下，进行受激跃迁。 II、新产生的一个光子——全同光子。 III、具有光放大的作用。 ·激光器的组成：光学谐振腔、激活物质、泵浦源 M1 M2 自发辐射 0 说明：三者缺一不可。 ·激光器的性能 阈值特性： 光谱特性： 调制特性： 阈值特性： 阈值电流：当外加电流达到某一数值时，输出光功率将急剧增加，将产生激光振荡，此时的外加电流被称为~。用符号表示。 结论：①当时，激光器发出的是荧光。 ②当时，激光器产生激光。 光谱特性： 调制特性 ： 光接收机 （1）光接收机的结构及各部分的功能 时钟恢复电路： 信号码型：NRZ 信号频谱密度：NRZ功率谱中无时钟频率成分。 RZ功率谱中有时钟频率成分。 技术指标：接收灵敏度、动态范围 （4）光电检测器： ·工作原理：光电效应 ·光电效应的概念： ·产生光电效应的条件： ·半导体光电检测器的种类： PIN：光电转换 APD: 光电转换、光放大作用 说明：产生光电效应的区域——耗尽层 耗尽层越大，光电转换的转换效率就越大。 性能参数: 接收灵敏度——计算 动态范围——计算 3、中继器 （1）具有电再生功能的中继器： ·结构： ·功能：放大、整形 说明：在电层完成的 （2）EDFA ·工作原理——受激辐射 ·泵浦源： 1.3光导纤维 1、光纤的结构 2、光纤的分类 按照光纤的横截面折射率分布来进行划分 ·均匀光纤——阶跃型光纤 说明： ·非均匀光纤——渐变型光纤 说明： 折射率分布: 含义 ： Δ——相对折射率差， ——折射指数（表示折射率分布形状的参数） （2）根据纤芯中所传输的模式数量来进行划分 单模光纤和多模光纤 说明：光波长窗口 长波长区（不可见光区） —— 1.31μm和1.55μm 短波长区（可见光区）—— 0.85μm 特点：1.31μm——理论上的色散最小点 1.55μm——理论上衰减最小点 3、导光原理 （1）阶跃型光纤 ①阶跃型光纤的导光原理——全反射 n2