光纤通信基础知识-ppt课件

1、作作 者：王者：王 勇勇 (Fiber Handbook Technology Data)美德四川电气光纤通讯的优点n通讯容量大n中继间隔长n不受电磁干扰n资源丰富n光纤分量轻、体积小光通讯开展简史2000多年前烽火台灯光、旗语1880年光无线光通讯1970年光纤通讯光纤通讯开展史n1966年“光纤之父高锟博士初次提出光纤通讯的想法。n1970年贝尔研讨所林严雄在室温下可延续任务的半导体激光器。n1970年康宁公司的卡普隆(Kapron) 之作出损耗为20dB/km光纤。n1977年芝加哥第一条45Mb/s的商用线路。电磁波谱1cm 1mm 100um 10um 1um 100nm 10nm

2、1nm 波長波長10G 100G 1T 10T 100T 1015 1016 1017 f (Hz)1.6um 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0um 900 800 700 600nm光通讯运用范围光通讯运用范围红外线红外线紫外线紫外线光的根本知识n光是一种电磁波n可见光350nm750nmn光纤通讯所用的波长8001600nmn光的反射、折射n全反射光的根本知识n1n2n1 n2n1n2临界角临界角900临界角临界角n1n2全反射全反射入射角入射角=反射角反射角12光纤的构造纤芯纤芯包层包层维护套维护套光纤的构造n纤芯 core：折射率较高，用来传送光；n包层 coating：

3、折射率较低，与纤芯一同构成全反射条件；n维护套 jacket：强度大，能接受较大冲击，维护光纤。n3mm光缆 橘色 MMn 黄色 SM常见光纤名词n数值孔径Numeric ApertureNA=SIN 接纳锥接纳锥常见光纤名词输入输入输入输入输出输出输出输出低数值孔径低数值孔径NA高数值孔径高数值孔径NANANA 外径普通为外径普通为125um(一根头发平均一根头发平均100um)内径：单模内径：单模9um 多模多模50/62.5um12595012562.5125光纤的尺寸光纤的分类n按资料分类：n玻璃光纤：纤芯与包层都是玻璃，损耗小，传输间隔长，本钱高；n胶套硅光纤：纤芯是玻璃，包层为塑料

4、，特性同玻璃光纤差不多，本钱较低；n塑料光纤：纤芯与包层都是塑料，损耗大，传输间隔很短，价钱很低。多用于家电、音响，以及短距的图像传输。n按照光纤的方式分类n单模Single-Moden多模Multi-Moden按折射率分类n阶越光纤n渐变折射率光纤 光纤的分类光纤的损耗1310 nm : 0.35 0.5 dB/Km1550 nm : 0.2 0.3dB/Km850 nm : 2.3 3.4 dB/Km光纤熔接点损耗：0.2dB/点光纤熔接点 1点/2km常见光纤名词n衰减：光在光纤中传输时的能量损耗单模光纤1310nm 0.40.6dB/km1550nm 0.20.3dB/km塑料多模光纤

5、300dB/km光纤的衰减光纤的衰减图光纤的衰减图0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 nm OH-OH-OH-第一窗口第二窗口第三窗口衰减(dB/km)水峰值6 54321n色散(Dispersion)：光脉冲沿着光纤行进一段间隔后呵斥的频宽变粗。它是限制传输速率的主要要素。n模间色散：只发生在多模光纤，由于不同方式的光沿着不同的途径传输。n资料色散：不同波长的光行进速度不同。n波导色散：发生缘由是光能量在纤芯及包层中传输时，会以稍有不同的速度行进。在单模光纤中，经过改动光纤内部构造来改动光纤的色散非常重要。常见光纤名词光纤类型nG.652零色散点在

6、1300nm左右nG.653零色散点在1550nm左右nG.654负色散光纤nG.655色散位移光纤n全波光纤常见光纤名词n散射由于光线的根本构造不完美，引起的光能量损失，此光阴的传输不再具有很好的方向性。光线光线缺陷缺陷光纤系统根底知识一、根本光纤系统的构架及其功能引见： 1.发送单元：把电信号转换成光信号； 2.传输单元：载送光信号的介质； 3.接纳单元：接纳光信号并转换成电信号； 4.衔接器件：衔接光纤到光源、光检测以及其它光纤。光纤系统根底知识二、根本光纤系统方框图： 信号光发射机光源中继器检测器光接收机信号电E/光O转换光纤光O/电E转换发送单元传输单元接纳单元衔接器件常用衔接器类型

7、SC LC MT-RJ DSC VF-45 Opti-Jack常用衔接器类型FC TypeSC TypeSC2 TypeFDD Type常用衔接器类型BICONIC TypeD4 TypeSMA 905 TypeSMA 906 TypeMINI BNC Type衔接头端面类型Ferrule + Flange Insertion Loss(插入损耗) 40dB SPC45dB UPC50dB APC60dB无源器件n耦合器couplern主要功能再分配光信号n重要运用在光纤网络n尤其是运用在局域网n在波分复用器件上运用无源器件n耦合器couplern根本构造耦合器是双向无源器件根本方式有树型、星

8、型与耦合器对应的有分路器splitter无源器件n耦合器n以图形表示 1423无源器件n波分复用器WDMWavelength Division Multiplexer在一条光纤中传输多个光信号，这些光信号频率不同，颜色不同。波分复用器就是要把多个光信号耦合进同一根光纤中；解波分复用器就是从一根光纤中把多个光信号区分出来。无源器件n波分复用器图例 1传送器传送器 2传送器传送器 1+ 2 1+ 2 1接纳器接纳器 2接纳器接纳器发送单元驱动器驱动器光源光源接纳单元检测器检测器放大器放大器 输出电路输出电路光放大器 0 1输入输入信号弱信号弱 1输出输出信号强信号强光放大器波分复用器耦合器 1光源监测光纤数字通讯n数字系统中脉冲的定义：10%90%50%脉冲宽度脉冲宽度上升时间上升时间下降时间下降时间周期周期振幅振幅1.振幅：脉冲的高度在光纤系统中表示光功率能量。2.上升时间：脉冲从最大振幅的10%上升到90%所需求的时间。3.下降时间：脉冲从振幅的90%下降到10%所需求的时间。4.脉冲宽度：脉冲在50%振幅位置的宽度，用时间表示。5.周期：脉冲特定的时间，就是完成一个循环所需求的任务时间。6.消光比：1信号光功率于0信号光功率的比值。光纤数字通讯n光纤通讯中常用单位的定义：n 1. dB = 10 log10 ( Pout / Pin )n Pout :输出功率 ; Pin :输