02-光传输技术.ppt

光纤的缺点 抗拉强度低 光纤怕水 光纤连接困难 在实际的工程实践中，对光纤的连接需要使用到昂贵的光纤熔接机。现今主流的熔接机厂商有日本住友、日本藤仓、日本古河、美国康宁等。所以现今光纤连接困难的问题通过技术手段基本解决了。 * 光纤的分类及特性 * 光纤的分类及特性 光缆的结构和分类 光器件的分类及特性 课程大纲 光缆的结构 缆芯 在光缆的构造中，缆芯是主体，其结构是否合理，与光纤的安全运行关系很大。一般来说，缆芯结构应满足以下基本要求：光纤在缆芯内处于最佳位置和状态，保证光纤传输性能稳定，在光缆受到一定的拉力、侧压力等外力时，光纤不应承受外力影响；其次缆芯内的金属线对也应得到妥善安排，并保证其电气性能；另外缆芯截面应尽可能小，以降低成本和敷设空间。 护层 光缆护层同电缆护层的情况一样，是由护套和外护层构成的多层组合体。其作用是进一步保护光纤，使光纤能适应在各种场地敷设，护层需提供足够的抗拉、抗压、抗弯曲等机械特性方面的能力。 * 光缆的结构和分类 光缆的典型结构 光缆的基本结构按缆芯组件的不同一般可以分为层绞式、骨架式、束管式和带状式四种，如图所示。我国及欧亚各国用的较多的是传统结构的层绞式和骨架式两种 * 光缆的结构和分类 光缆的常用的分类： 根据光缆的传输性能、距离和用途，光缆可以分为市话光缆、长途光缆、海底光缆和用户光缆。 根据光纤芯数的多少，光缆可以分为单芯光缆和多芯光缆等等。 根据敷设方式，光缆可以分为管道光缆、直埋光缆、架空光缆和水底光缆。 根据护层材料性质，光缆可以分为普通光缆、阻燃光缆和防蚁、防鼠光缆等。 按照ITU-T关于光纤类型的建议，可以将光纤分为G.651光纤(渐变型多模光纤)、G.652光纤(常规单模光纤)、G.653光纤(色散位移光纤)、G.654光纤(截止波长光纤)和G.655(非零色散位移光纤)光纤。 * 光缆的结构和分类 * 光纤的分类及特性 光缆的结构和分类 光器件的分类及特性 课程大纲 光器件的分类 有源光器件：是光通信系统中电信号和光信号互转的关键器件，是光传输系统的心脏 无源光器件：本身不发光、不放大、不产生光电转换的光学器件，是光传输系统必不可少的组成部分 * 光器件的分类及特性 有源器件：是光通信系统中电信号和光信号互转的关键器件，是光传输系统的心脏 发光源：将电信号转换成光信号 光检测器：将光信号转换成电信号 光放大器：将传送中的光信号进行再生放大 * 光器件的分类及特性 发光源 通过控制发光器件的注入电流的大小来改变输出光波的强弱，将这种强弱变化的光再送入光纤传输。接收端通过检测这种强弱变化的光波，进而还原承载的电信号。 光通信中使用的发光器件 发光二极管（Light-Emitting Diode ） 激光二极管（Laser Diode ） * 信息源 电发射机 光发射机 光接收机 电接收机 信息住 电信号输入 光信号输出 光信号输入 电信号输出 光纤 光器件的分类及特性 * 发光二极管特性（ LED ） 发出的光频谱范围广，色散较为严重 发光二极管发光效率差，通常只有输入功率的1%可以转换成光功率 LED的成本较低廉，因此常用于低价的应用中 光器件的分类及特性 激光二极管特性（ LD ） 发出的光方向性相对而言较强，输出频谱较窄，也有助于增加传输速率以及降低模态色散 半导体激光器和单模光纤的耦合效率可达50% 半导体激光器的成本较高 * 光器件的分类及特性 半导体光源的典型指标 * 器件 参数 1.31μm LED 1.55μm LED 1.31μm LD组件 1.55μm LD组件 光纤类型(模式) 多 单 多 单 多 单 多 单 发射波长(μm) 1.3 1.3 1.52 1.52 1.3 1.3 1.55 1.55 输出功率(μW) 50 6 35 3 2000 1000 2000 1000 工作电流(mA) 150 150 150 150 阈值电流(mA) 30 30 50 50 光谱半宽(nm) 70 70 80 80 3 1 3 1 上升下降时间(ns) 2.5 2.5 2.5 2.5 0.5 0.5 0.5 0.5 正向压降(V) 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 工作温度(℃) -10～+50 寿命(hrs) ＞105 光器件的分类及特性 光检测器 光信号经过光纤传输到达接收端后，在接收端有一个接收光信号的元件将光信号转变成电信号，然后再由电子线路进行放大的过程，最后再还原成原来的信号。这一接收转换元件称作光检测器，或者光电检测器，简称检测器，又叫光电检波器或者光电二极管 光通信中使用的光检测器件 光电二极管（Photo-Diode） 雪崩光电二极管（Avalanche Photo-Diode） * 信息源 电发射机 光