基本技术篇-光信息传输技术 光信息存储技术电子教案.ppt

第三部分 基本技术篇 基本技术篇1:光信息的采集和显示技术 基本技术篇2:光信息传输技术 基本技术篇3:光信息存储技术 基本技术篇4:光信息的加工及处理技术I 基本技术篇5:光信息的加工及处理技术II 基本技术篇2光信息传输技术 光信息传输技术 5.1光纤通信技术 5.1.1光纤通信的基本概念 5.1.2光纤与光缆 5.1.3光纤的导光原理 5.1.4光纤的损耗特性与色散特性 5.2无源导波器件 5.2.1光纤连接器 5.2.2光纤耦合器 5.2.3波分复用器 5.2.4光隔离器 5.2.4光开关 5.1光纤通信技术 在上世纪六十~七十年代激光的诞生和低损耗石英导光纤维的出现给通信领域带来了一场革命，采用激光作光源，而用光导纤维输送信号和通常的电信部门用同轴电缆传送信号相比较表现出巨大的技术和经济优势。 5.1光纤通信技术 光纤通信：1970年以前，光纤损耗非常大，一般是每公里上千分贝甚至更高，根本无法在光通信中使用。1970年，美国Corning公司第一次宣布它所研制的高纯硅酸盐玻璃单模光纤的损耗已小于20dB／km。几年之后，光纤损耗不断迅速下降，达到 1 dB／km 甚至更低。 到70年代末半导体激光器实现了室温连续运转，工作寿命在百万小时以上，光纤通信才完全走上实用化、商业化的轨道。 60 年代的准备阶段， 70 年代的实验和试用阶段， 80 年代的实际商业运行阶段， 90 年代的世界范围大规模使用阶段 …… 光纤通信技术 目前，光纤通信的工作波长在0.8?m-1.8?m之间，属近红外波段，通常又将0.8 ?m -0.9?m 称为短波长1.0?m–1.8?m称为长波长，短波长主要是指0.85波长范围，长波长波段主要是指1.31?m 和1.55?m波长范围，这是目前光通信中主要采用的三个光纤窗口。光纤通信工作波段：0.8μm →1.8μm附近，光纤的损耗和色散都更低，特别是在1.3 μm附近，是光纤的零色散点；而在1.55μ附近，是光纤的最低损耗点。 光纤通信的基本组成 电发送端机、光发送端机 光纤或光缆 光中继器 光接收机、电接收机 光纤通信的基本组成 光纤通信的基本组成 光纤通信的优势 光通信系统的分类 按调制方式： 强度调制 幅度调制 频率调制 相位调制 光通信系统的分类 按传输距离的长短 长距离干线光纤通信系统: 长距离干线光纤通信系统一般是几百公里、上千公里、甚至几千公里陆地或跨洋海底光纤通信系统。 中短距离局间光纤通信系统: 中短距离局间光纤通信系统一般只有几公里或几十公里。 短距离用户光纤通信系统: 只有几十米到几百米，光缆直接到用户。 光纤网络系统 5.1.2光纤与光缆 光纤的类型 多模光纤 光信号不止一种波长，典型的多模光纤尺寸为62.5μm/125μm（存在模式色散、带宽变窄）阶跃分布、渐变型分布 单模光纤 光信息只有一种波长，典型的单模光纤尺寸为8μm/125μm（不存在模式色散，光学特性好，传输距离远）阶跃分布 光纤的类型 阶跃型光纤 渐变型光纤 光纤的类型 石英玻璃光纤 多组分玻璃光纤 石英芯、塑料包层光纤 塑料光纤 光纤的损耗特性与色散特性 光纤的损耗特性与色散特性 光纤的损耗特性与色散特性 光纤的损耗特性与色散特性 光纤的制造工艺 光纤预制棒 光纤拉丝 光缆的种类 按敷设方式分有：自承重架空光缆，管道光缆，铠装地埋光缆和海底光缆。 按光缆结构分有：束管式光缆，层绞式光缆，紧抱式光缆，带式光缆，非金属光缆和可分支光缆。 按用途分有：长途通讯用光缆、短途室外光缆、混合光缆和建筑物内用光缆。 光缆的结构 光缆的制造过程 光纤筛选：选择传输特性优良和张力合格的光纤。 光纤配置：中心管式带状光缆结构为大芯数光缆提供了最经济有效的配置，以4、6、8、12光纤带为基带，可生产48—216芯各种芯数不同规格的带状光缆。 光纤染色：应用标准的全色谱来标识，要求高温不退色不迁移。 光纤色谱为蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、海蓝，光纤带号由1—18数字字母喷印在光纤带上予以识别。 光缆的制造过程 叠合为矩阵：光纤带按序叠合为矩阵，以一定的扭绞节距均匀置于松套管内，用以减少光缆弯曲时纤芯所受的张力。 管内填充特种油膏，起阻水及保护光纤带作用。松套管外依次是阻水带、纵包轧纹钢塑复合带，黑色高密度聚乙烯外套中两边平行放置单根高强度加强钢丝。 中心管式带状光缆 中心管式带状光缆结构 层 绞 式 带 状 光 缆 此光缆系中心金属加强件, PBT松套管（或PE填充绳）SZ层绞、