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光通信技术基础 光器件与光通信系统 光器件的分类 光器件与电器件的类比 器件的描述参数 标称中心频率（中心波长） 谱偏移：波长随时间的偏移 边模抑制比 最坏发射条件时，全调制条件下主纵模的平均光功率与最显著边模的光功率之比 -20dB谱宽 指最大峰值功率跌落20dB时的最大全宽 -3 dB谱宽 指最大峰值功率跌落3dB时的最大全宽 器件的描述参数 消光比 在最坏反射条件时，全调制条件下，传号（发射光信号）平均光功率与空号(（发射光信号）平均光功率的比值 传输脉冲形状（眼图模板） 激光器发送的光脉冲形状特性，包括上升时间、下 降时间、脉冲过冲及振荡等 器件的描述参数 插入损耗 输出光功率相对于输入光功率的减小 IL (dB) = －10lg(Pout/Pin) 插入损耗的波长响应(谱响应) 波长变化时插入损耗的相应变化 L = f ( ? ) 信道插入损耗不均匀度 不同信道插入损耗相差的最大值 越小越好 器件的描述参数 回波损耗 返回输入端口的光功率相对于输入光功率的大小 RL(dB) = －10lg(Pref/Pin) 反射系数 反射光功率与输入光功率之比 R(dB) = 10lg(Pref/Pin) 串扰 信道X 到信道Y 的串扰指与信道X的原始光功率相比较，从信道X 泄露到信道Y的光功率 Crosstalk (dB) = 10lg(PX→Y/PX) ( ＜0 ) 隔离度 隔离度 (dB) = －10lg(PX→Y/PX) ( ＞0 ) 信道隔离度( ＞0 ) = 串扰( ＜0 ) 方向隔离度=回波损耗 器件的描述参数 偏振相关参数 (当输入光处于所有可能的偏振态时，输出光的某些参数最大变化量) 偏振相关损耗(PDL) —插入损耗 中心波长的偏振相关 (PDC) —某信道的中心波长 带宽的偏振相关 (PDBW) —某信道的带宽 温度稳定性 插入损耗随温度的变化，dB/oC 温度波长漂移 温度变化引起的波长移动 nm/oC 最大光功率 允许通过的最大光功率mW 工作温度 正常工作允许的温度变化范围 oC 储存温度 存放、运输的温度范围 oC 典型的光器件 典型的光器件 器件的发展 器件的发展方向 光子集成(PIC) 将光有源器件与光无源器件通过光波导集成在一块芯片上构成光集成器件 光电集成(OEIC) 将光电子器件(激光器、发光管、探测器)与电路(驱动器、前置放大器)集成在同一基片上构成单片光电集成器件 产生背景 通信网络容量危机带来扩容的需求 空分复用SDM (Space Division Multiplexer) 时分复用TDM (Time Division Multiplexer) 波分复用WDM (Wavelength Division Multiplexer) 波分复用技术 系统组成 优点 高容量（充分利用光纤带宽） 低成本（直接光放大） 透明性（对速率和调制方式透明，适应未来发展） TDM和WDM技术合用 TDM和WDM技术的关系 都是传输技术 SDH使用的是TDM技术，而WDM使用的主要是WDM技术。 处于不同的层次 WDM可以作为SDH的传输平台，即SDH可作为WDM系统中的业务来传输。 WDM系统在传送网中的位置 DWDM 对光发送机的基本要求 光源的波长稳定 指定波长符合ITU-T规定 波长漂移?? ???/5（ITU-T）? ???/10（国家） 光源的色散容限 光谱宽度@-20dB 0.2nm 高而稳定的输出光功率 高电光转换效率，高可靠性 易于调制，响应速度快 波长稳定技术 温度反馈控制 有波长漂移现象 波长反馈控制 直接以发射波长作为反馈信号实现波长锁定 光调制 直接调制与间接调制 直接调制（内调制） 间接调制（外调制） 光接收机 对光接收机的要求 高响应速度 高转换效率 必须承受的影响： 信号畸变 噪声 串扰 足够的灵敏度 光转发器 OTU单元（Optical Transponder Unit） O/E/O波长转换器 消光比得到改善，并可用外调制对信号进行整形 高SNR 与偏振无关 对波分复用器件的基本要求 DWDM系统中使用的波分复用器件的性能应满足ITU-T G.671及相关建议的要求。 合波器 主要参数有插入损耗、光反射系数、工作波长范围、极化相关损耗和各通路插损的最大差异 分波器 主要参数有插入损耗、光反射系数、通路间隔、相邻通路隔离度、非相邻通路隔离度、极化相关损耗、温度系数、?0.5dB和 ?20dB带宽 光的传输 光纤的传输特性 损耗特性、色散特性、非线性特性 光纤