光纤通信系统.ppt

第一章

光纤通信概述及光纤的传输理论1.光纤通信概述光纤通信的发展及现状2.2SDH基本复用映射结构下图为波分复用系统的基本结构：串扰抑制度：串扰隔离度在光纤通信系统中，EDFA有3中基本的应用方式，分别是功率放大器、前置放大器和在线放大器。光中继：TransmitterreceiverEDFAEDFA光接收机前置放大器：TransmitterreceiverEDFA光发射机后置放大器：receiverTransmitterEDFA波分复用（WDM）、密集波分复用（DWDM）和光频分复用（OFDM）本质上都是光波长分割复用，所不同的是复用信道波长间隔不同。ITU-T建议标准的波长间隔为0.8nm(在1.55um波段对应100GH频率间隔)的整数倍。如0.8nm，1.6nm，2.4nm，3.6nm。阵列波导光栅、相干接收机0.1nm以下OFDM衍射光栅、薄膜滤光片0.8nm-8nmDWDM普通光纤耦合器10nm-100nmCWDM采用关键技术光信道间隔复用技术5.波分复用系统光发送机λ1光发送机λ2光发送机λ3光接收机λ3光接收机λ2光接收机λ1复用器解复用器λ1λ2…λN单根光纤光波分复用的基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来（复用），并耦合进光缆线路上同一根光纤中进行传输，在接收端将组合波长的光信号进行分离（解复用），并作进一步处理后恢复出原信号送入不同终端。下图为波分复用的原理图。贝塞尔函数前三个根（不包括零根）2.404833.831715.135625.520087.015598.417248.6537310.1734711.61984J0（u）J1（u）J2（u）贝塞尔函数图形贝塞尔函数的根从图中可以看到：如果光纤的归一化频率V2.405时，光纤中只有HE11模。从图中可以看到：当V2.405时，较低次模式随V的变化依次出现。2.4单模光纤单模光纤是在一定工作波长下，传输基膜HE11模的光纤。2.4.1单模光纤的结构常规型W型凹陷型单模光纤采用多层结构的作用是：减少基膜的损耗和得到纤心半径较大的单模光纤。2.4.2单模光纤的频率色散单模光纤中只存在LP01模，因而基本上消除了模式色散，只剩下材料色散和波导色散。波导色散DW由于光纤中某一导模在不同光波长下，相位常数（传播常数β）不同。波导色散取决于波导的结构参数和波长。波导色散的影响依赖于光纤设计参数，如纤芯半径和芯－包层折射率差。根据光纤的这种特性，可改变光纤的色散情况，进行色散位移。材料色散DM是由于光纤的折射率随波长而改变，实际光源不是纯单色光，模内不同波长成分的光，其时间延迟不同而产生的。这种色散取决于材料折射率的波长特性和光源的谱线宽度。单模光纤的材料色散和波导色散在适当的波长可以互相抵消，而得到零频率色散。此结论从右图中就可以看出。2.4.3单模光纤的发展与演变图中的光纤均为单模光纤。（1）常规单模光纤常规单模光纤(G.652光纤)，其结构多采用阶跃型或者下陷包层型折射率分布。这种光纤的零色散波长在1.31μm，在该波长上有较低的损耗和很大的带宽，曾经大量敷设，在光纤通信中扮演过重要角色。（2）色散位移光纤G.653光纤。这种光纤的基本设计思路是通过结构和尺寸的适当选择来加大波导色散，使零色散波长从1.3lμm移到1.55μm,G.653光纤在80年代末和90年代初被认为是富有应用前景的理想光纤。（3）非零色散位移光纤（NZ-DSF）G.655光纤，在1.53μm--1.565μm波长区域内具有较小的但非零的色散（1—6ps/nm.km），从而既能适应高速系统对带宽的要求，又能使FWM效率不高。NZ—DSF光纤的纤芯采用三角形或梯形折射率分布，如下图所示。它的色散在1530—1565nm(EDFA的工作波长)范围内可以是正的，也可以是负的。若零色散波长小于1530nm，则为正色散：若零色散波长大于1565nm，则为负色散。从而实现长距离上的色散管理。理想的三角形折射率分布光纤第二章

光纤通信系统主要内容：光纤通信系统的整体设计光同步数字传输网数字光纤通信系统光放大器波分复用系统1.数字光纤通信系统