华中科大光纤通信Chapter_5_Lightwave_Systems

1、2022-3-2OE, HUST1Chapter 5 Lightwave Systems5.1 System Architectures 5.1.1 P2PPoint to point link 光通信系统最简单形式 适用短和长距离 对长距离需要中继器 对长距离需要色散补偿DWDMDWDM光纤传输系统光纤传输系统2022-3-2OE, HUST3O OM MU UX XO OD DE EM MU UX XOAOAOAOAOAOA光发送光发送光发送光发送光发送光发送，光接收光接收光接收光接收光接收光接收光放大器的出现使得DWDM系统成为可能！ 5.1.2 Distribution Network

2、s广播和分配网广播和分配网分配到子系统群ISDN和CATVHUB和BUS拓扑结构N个分支节点可得到的功率：PN=PTC(1-)(1-C)N-1插入损耗C耦合比5.1.3 Local Area Network局域网局域网l BUS拓扑结构：Ethernetl Ring拓扑结构：FDDI(Fiber Distribution Data interface)l HUB和BUS拓扑结构l STAR拓扑结构的功率分配：PN=(PT /N)(1-)log2N 三网合一：电信网、广播电视网、计算机互联网。 扁平化。2022-3-2OE, HUST7 5.2 Design Guidelines5.2.1 Po

3、wer Budget（对发射功率，传输损耗，接收灵敏度进行功率预算）（对发射功率，传输损耗，接收灵敏度进行功率预算）无光放大器无光放大器(dBm)(dB)(dB)TrecLsPPCM（发射机功率）SL: system marginLD 6-8dB PDC: dBfconspliceML输出功率下降的响应度下降光纤铺设中引入的弯曲损耗（线路总损耗）（活动连接1）（所有的焊接）2022-3-2OE, HUST85.2.2 Rise-time BudgetThe rise time of RC circuit Tr1(ln9)2.20.35(2)rrTRCRCTffRC 0.35/ RZ 0.70/

4、 NRZ /2rBfBTBfB 2rec2fiber2tr2TTTTr2GVD2modal2fiberTTT1modal21 Step-index Graded-index 8nLcTnLcLDT|GVD2022-3-2OE, HUST9 思考题思考题 某单模光纤通信线路长某单模光纤通信线路长90km，工作在，工作在1550nm，色散系数，色散系数D16ps/nm km。若已知光。若已知光发射机和光接收机的上升时间分别为发射机和光接收机的上升时间分别为Ttr50ps和和Trec20ps，考虑单纵模激光器的半高全宽谱，考虑单纵模激光器的半高全宽谱宽宽0.2nm，输入信号为，输入信号为RZ格式，按

5、照上升格式，按照上升时间预算线路允许工作速率为多少？时间预算线路允许工作速率为多少？EDFA All optical and fiber compatible Wide bandwidth，20-70nm High gain，20-40dB High output power，200mV Bit rate，modulation format，power and wavelength insensitive Low distortion and low noise，(NF5dB)泵浦光 980 nm 跃迁跃迁 亚稳态亚稳态信号光信号光1550 nm受激放大光受激放大光1550 nm基态基态基态基

6、态 激发态激发态EDF原理铒纤吸收谱泵浦波长可以是514、679、800、980、1480nm波长短于980nm的泵浦效率低，因而通常采用980和1480nm泵浦。EDFA的基本结构EDFA 主要由掺铒光纤主要由掺铒光纤(EDF)、泵浦光源、耦合器、光隔离器及光滤波泵浦光源、耦合器、光隔离器及光滤波器组成，结构如图所示。器组成，结构如图所示。 信号光耦合器光隔离器掺铒光纤光隔离器光滤波器输出光泵浦光三种泵浦方式的EDFALD2WDM2EDFAPCAPCinoutLD1WDM1LDWDMEDFAPCAPCin outLDWDMEDFAPCAPCin out同向泵浦同向泵浦( (前向泵浦前向泵浦)

7、 )型：型：较好的噪声性能较好的噪声性能反向泵浦反向泵浦( (后向泵浦后向泵浦) )型：型：输出信号功率高输出信号功率高双向泵浦型：输出信号双向泵浦型：输出信号功率比单泵浦源高功率比单泵浦源高3dB3dB，且放大特性与信号传输且放大特性与信号传输方向无关方向无关EDFA Challenges Gain Flattening 增益平坦 Gain Transient 增益瞬态效应 Gain Bandwidth Widening 增益带宽的拓宽C带（1530-1565nm）+L带 （1565-1610nm）Gain Flattening Passive equalization Pre-equalize the input signal Add