光纤通信基本知识.pptx

2024/12/15光纤通信(ɡuānɡxiāntōnɡxìn)基本知识第一页，共36页。

一光纤通信(ɡuānɡxiāntōnɡxìn)光纤通信是以光波为载波，以光纤（光导纤维）为传输媒体，将信号从某一点传送到另一点的通信方式。具有传输距离远（传输损耗小）、通信容量(róngliàng)大（传输频带宽）、抗干扰性能好（不受电磁干扰）、必威体育官网网址性好（不产生光泄漏）、重量轻、体积小等优点。2SJTU第二页，共36页。

二 光纤光缆(ɡuānɡlǎn)光纤是用石英玻璃、塑料(sùliào)或晶体等对某个波长范围透明的材料制造的能传输光的纤维。由纤芯和包层组成，纤芯的折射率比包层的高。光纤的特征和性能：1.几何和结构参数：芯径、外径、数值孔径、折射率分布等。2.光传输特性：工作波长、传输损耗和带宽、色散、偏振特性等。3.环境特性：高低温特性、抗微弯和弯曲特性、抗辐射特性、抗疲劳特性、机械筛选强度等。3SJTU第三页，共36页。

光纤的分类(fēnlèi)按工作波长：短波长（850nm)长波长（1310nm、1550nm）按传输模式(móshì)：多模光纤和单模光纤按折射率分布：阶跃（突变）型(SI)和梯度（渐变）型(GI)按材料：石英光纤、塑料光纤等几种新型光纤：色散位移光纤（DSF）、非零色散光纤（NZDF）、色散平坦光纤（DFF）、色散补偿光纤（DCF）等4SJTU第四页，共36页。

光缆(ɡuānɡlǎn)含有光纤，符合现场实际使用要求的光、机械和环境规范的缆。由光纤、加强(jiāqiáng)件和外护层等组成。光缆的分类：按芯数分为单芯、双芯、多芯按结构分为层绞式、骨架式、带状等按敷设场合分为架空、直埋、管道、移动、室内、水下、海底等按用途分为通信用光缆和非通信用光缆5SJTU第五页，共36页。

三 光器件(qìjiàn)（无源）光分路器/耦合器：1xN（树型）、NxN（星型）波分复用器：合波器和分波器、滤波器光纤连接器：固定(gùdìng)、活动（FC、ST、SC等）、适配器（直通）光开关光衰减器：固定(gùdìng)、可变光隔离器：单方向传输光的器件极化器6SJTU第六页，共36页。

有源光器件(qìjiàn)光源：发光(fāɡuānɡ)二极管（LED）激光二极管（LD）光电检测器： PIN光电管、PIN-FET组件雪崩光电二极管（APD）光纤放大器（EDFA）调制器7SJTU第七页，共36页。

四 光纤传输(chuánshū)系统第一代：0.85um多模光纤系统第二代：1.3um多模光纤系统第三代：1.3um单模光纤系统第四代：1.55um单模光纤系统三个过渡：短波长~长波长多模光纤~单模光纤AlGaAs/GaAs~InGaAsP/InP三项新技术:波分复用(WDM)相干(xiānggān)通信光电子集成(OEIC)8SJTU第八页，共36页。

光纤传输(chuánshū)系统框图电端机驱动光源光检测判决再生光源光检测放大电端机发送光发送机光纤光缆(ɡuānɡlǎn)光中继器光接收机接收光纤光缆(ɡuānɡlǎn)模拟通信：信噪比和谐波失真数字通信：误码率和相位抖动9SJTU第九页，共36页。

光纤通信(ɡuānɡxiāntōnɡxìn)系统的新技术延长中继距离的新技术(jìshù) 光放大器(EDFA) 外调制器(电光晶体LiNbO3) 色散补偿(DCF、Bragg光纤光栅)提高通信容量的新技术(jìshù) 时分复用技术(jìshù)（TDM） 波分复用技术(jìshù)（WDM）10SJTU第十页，共36页。

光波(guāngbō)分复用（WDM）在一根光纤中同时传输几个不同波长的光信号(xìnhào)。复用器是将若干不同波长的光信号(xìnhào)分开或合并的器件，有熔锥型、棱镜色散型、光栅色散型、干涉滤光型等。光纤复用器复用器11SJTU第十一页，共36页。

光频分复用(fùyònɡ)（OFDM）当波分复用(fùyònɡ)的光载波间隔变窄到小于1nm时，就是光频分复用(fùyònɡ)；而间隔大于1nm时，称为密集波分复用(fùyònɡ)（DWDM）12SJTU第十二页，共36页。

副载波(zàibō)调制（SCM）SCM是一种采用两级调制的频分复用系统。第一次电调制，由多路信号分别对多个副载频(zǎipín)进行调制（AM/FM/PM）,然后，再将复合信号对光波进行强度调制。13SJTU第十三页，共36页。

相干光通信(tōngxìn)系统相干光通信系统又称为外差光纤通信系统。是一种采用单一频率的相干光做光载波，利用(lìyò