光纤通信技术第七章

1、 花褪残红青杏小，燕子飞时，绿水人家花褪残红青杏小，燕子飞时，绿水人家 绕。枝上柳绵吹又少，天涯何处无芳草。绕。枝上柳绵吹又少，天涯何处无芳草。 墙里秋千墙外道，墙外行人，墙内佳人墙里秋千墙外道，墙外行人，墙内佳人 笑。笑渐不闻声渐悄，多情却被无情恼。笑。笑渐不闻声渐悄，多情却被无情恼。 蝶恋花蝶恋花 苏轼苏轼 1预期(或可能)的传输距离 2数据速率或信道带宽； 3误码率(BER)。 设计一个系统时所必须考虑的：设计一个系统时所必须考虑的： 1 1、多模光纤或单模光纤、多模光纤或单模光纤 (a) (a)纤芯尺寸纤芯尺寸 (b) (b)纤芯折射率剖面纤芯折射率剖面 (c) (c)带宽或色散带宽或

2、色散 (d) (d)损耗损耗 (e) (e)数值孔径或模场直径数值孔径或模场直径 为了满足这些要求，设计人员可以选择下面的器件及为了满足这些要求，设计人员可以选择下面的器件及 其相关的特性参量：其相关的特性参量： 2 2、LEDLED或半导体激光器光源或半导体激光器光源 (a) (a)发射波长发射波长 (b) (b)谱线宽度谱线宽度 (c) (c)输出功率输出功率 (d) (d)有效辐射区有效辐射区 (e) (e)发射方向图发射方向图 (f) (f)发射模式数量发射模式数量 3 3、PINPIN或雪崩光电二极管或雪崩光电二极管 (a) (a)响应度响应度 (b) (b)工作波长工作波长 (c)

3、 (c)速率速率 (d) (d)灵敏度灵敏度 确定波长确定波长：短距离，：短距离，850nm 长距离，长距离，1300nm，1550nm 确定光电检测器确定光电检测器：PIN，APD，参考图，参考图8.3 确定光源确定光源 选择合适的光纤选择合适的光纤 系统考虑系统考虑 Hub Hub Hub Hub Hub 143 2 N Bus 1 11 N TN CCPP 1 11 N TN CCPP 1 N-2 N-1 N2 2 N-1 N4 3 1 Star coupler r t tot P P L 10 log 10 BhNP pr 损耗限制损耗限制 色散限制色散限制 横越大西洋的海底光波系统横

4、越大西洋的海底光波系统 实际陆地光波系统实际陆地光波系统 采用色散位移光纤的采用色散位移光纤的15501550nmnm，B 10Gb/s B 10Gb/s 的实验系统的实验系统 展宽时间预算展宽时间预算 1/2 2 1 N sysi i tt 严重限制系统数据速率的四个基本因素是：严重限制系统数据速率的四个基本因素是： 1、发送机展宽时间、发送机展宽时间ttx。 2、光纤群速率色散、光纤群速率色散(GVD)展宽时间展宽时间tGVD， 3、光纤模式色散展宽时间、光纤模式色散展宽时间tmod， 4、接收机展宽时间、接收机展宽时间trx。 (单模光纤没有模式色散，所以其展宽时间只与单模光纤没有模式色

5、散，所以其展宽时间只与GVD有关有关) 数字链路的总展宽时间不超过数字链路的总展宽时间不超过NRZNRZ比特周期的比特周期的70%70%， 或或RZRZ的的35%35%。 接收机的上升时间：接收机的上升时间： 3 5 0 , () rx rx tn s B 群速度色散时间展宽：群速度色散时间展宽： GVD tD L 模式色散时间展宽：模式色散时间展宽： m od 0.44 M t B 0 1 / 1 , (0.51.0,0.7 ) 11 M q q q N n Mn B Bqq L BB 单 段 时 ，通 常 多 段 时 ， 0 CCSS LDLD 0 CCSS LDLD M jm mjeff

6、 j NL PPL2 Although both signals contain the same data, they are not in phase with each other, due to different delays encountered by them. 21lg5P N i i 1 1lg5P N i 1 啁啾（啁啾（ChirpChirp） 单纵模激光器在单纵模激光器在CWCW工作模式下，当直接调制工作模式下，当直接调制 注入电流时会发生动态的谱线展宽。直接调制导注入电流时会发生动态的谱线展宽。直接调制导 致了载流子浓度的变化，伴随谱线展宽的是一种致了载流子浓度的变化，伴随谱线展宽的是一种 频率频率啁啾啁啾”。当发射波长不等于光纤的零色。当发射波长不等于光纤的零色 散波长时，激光器的啁啾可能会使强度调制后的散波长时，激光器的啁啾可能会使强度调制后的 光脉冲发生非常严重的色散效应。光脉冲发生非常严重的色散效应。 如何减小啁啾的影响？如何减小啁啾的影响？ 一、提高激光器的偏置电流一、提高激光器的偏置电流 二、色散补偿二、色散补偿 con