光纤通信原理解析.ppt

光纤通信原理温州大学物理与电子信息系韦文生联系方式(Email)：weiwensheng287weiwensheng287,认识光纤、光缆,单模：810m,多模：50m,125m,第一章概论,光纤：,光缆：,1光纤通信及网络的概念一、光纤通信以光作为信息载体，以光纤作为传输媒质的通信发送(光源调制)中继接收(探测解调)技术。二、光通信网络由光传输系统、光交换接点以及光终端设备组成的智能网络。,三、光纤通信的特点优点：传输频带极宽，通信容量极大；传输距离远;串扰小，信号质量高；抗电磁干扰，保密性好；便于运输和铺设；原材料丰富;耐化学腐蚀。缺点：光纤弯曲半径不能过小；光纤的切断和连接分路和耦合技术复杂。,四、光纤通信系统,发送端光源经过调制,中继放大整形再生恢复再调制光源,接收端光电转换,放大整形再生恢复原信号,中继器：一般为光电光模式。全光网络：采用光中继器（光纤放大器）的光通信网络。,光纤,光纤,电缆,“光纤之父”-高锟,1966年,华人高锟(C.K.Kao)博士发表论文“光频介质纤维表面波导”，首次明确提出通过改进制备工艺,减少原材料杂质,可使石英光纤的损耗大为下降,并有可能拉制出损耗低于20dB/km的光纤,从而使光纤可用于实用通信技术之中。,2光纤通信的发展,光纤技术的迅猛发展,1970年,美国康宁玻璃公司(CorningGlassCo.）率先研制成功损耗为20dB/km的石英光纤,取得了重要的技术突破；1977年中国武汉邮电科学研究院研制成功0.85m阶跃折射率多模光纤。经过近30年的发展，当前使用的单模光纤的损耗已经降至0.2dB/km；各种光纤器件在光纤系统中获得广泛应用，构筑所谓的“信息高速公路”；相关的应用产业日新月异地蓬勃发展，涉及的部门包括邮电、电子、电力、化工以及机械等行业，形成一个年产值1000多亿美元的巨大市场。,国外情况：美国的康宁公司、日本的藤仓公司国内情况：中国无锡法尔胜集团，老总周建松原来只是高中毕业。从制造麻绳开始，到生产纲缆建造江阴长江大桥、虎门大桥；投资生产光纤(目前国内的No.1),光通信的发展方向扩大容量，增长距离宽带，高速，强的网管能力。,WDM+EDFA的优势：数十、上百信道，传输数千公里；,第一年,第二年,第三年,第四年,第五年,光带宽9个月,发展的速度,摩尔定律18个月,性能价格比翻番速度,近几年：,微电子产业,光纤通信的容量有多大?,光波中心波长1.5m，中心频率1014Hz目前商用水平：312万路电话/纤速率：2.510Gb/s提高数据率的途径电复用光复用密集波分复用(DWDM)：的量级光时分复用(OTDM),光纤中光信号衰减多大?,普通单模光纤的损耗谱：窗口：1.31m光纤在20-1000GHz范围：0.40dB/km；1.55m光纤在20-1000GHz范围：0.25dB/km；EDFA的带宽4THz；损耗更小；全波段光纤，1.31.5m，带宽更大，损耗更小。,光纤中光信号的色散及消除？,色散的影响不同频率分量传输速度不同，信号畸变。克服色散改善信号源色散管理：色散位移光纤，小色散光纤，色散补偿光纤，负色散及负色散斜率光纤色散补偿措施：啁啾光栅等,强光非线性效应的影响受激散射效应：受激拉曼散射(SRS)，受激布里渊散射(SBS)光学克尔效应：自相位调制(SPM)，互相位调制(XPM)，四波混频(FWM)解决措施：降低信号功率；光纤段有效传输长度；色散管理的综合考虑,如何延长传输距离？光-电-光中继改为用直接光放大取代电中继相干光通信；提高接收灵敏度。,光通信发展的标志在INTERNET和数据业务的驱动下，信息网络现正经历着一场前所未有的变革。通信业务以指数规律增长。商业、科技、气候等数据，起因是是90年代中期WDM技术商用化引起的通信带宽的大幅度增加。范围包括了长途干线网、城域网、局