光无源器件及光纤通信简介ppt课件

1、 光纤构造、种类、特性 光纤通讯根本原理 有源、无源器件 常用测试仪器 计量单位涂覆层(coating)包层(cladding)纤芯(core)abca：4-10um(单模) , 50-62.5um(多模); b：125um ; c:250um涂覆层(coating)包层(cladding)纤芯(core)光纤导光原理光纤导光原理 1光纤导光原理光纤导光原理 2n2n1121 入射光(incident ray) 折射光(refractive ray) 反射光(reflected ray) 折射定律： n 1 s i n1 = n2sin2 假设 n1 n2 , 那么2 1称折射率大的介质为光密

2、质，折射率小的为光疏质。n2n112 入射光 折射光n2n112 折射光入射光n2n11 折射光入射光临界角全反射全反射n1 n2n1 n2n1 n2可见光近红外紫外线波长添加 (频率减少无线电波X射线射线中红外远红外毫米波微波UHFVHFFMAM0.39um 光通讯窗口0.76um 1.6um15um 25um 300um395THz187.5 THz传输方式 ：光在光纤中传播时的电磁场分布方式，一种电磁场分布称为一个传播方式。根据光纤中传输方式的数量，将光纤分类：单模光纤：对于一定波长或频率的光波，只能沿着独一的途径在光纤中传播。用SMFsingle mode fiber表示。多模光纤：对

3、于一定波长或频率的光波，可以沿着多条途径在光纤中传播。用MMFmulti-mode fiber表示。损耗特性：光波在光纤中每传输一公里的损耗，用衰减系数表示，单位为dB。色散特性：光波在光纤中传输的过程中，由于各种缘由导致的光波脉冲展宽，单位为ps 。 常用的单模光纤纤芯普通为4 10um , 衰减系数为0.3dB/km ，光波在其中是单模传输，因此其损耗和色散特性都不错，适于大容量、长间隔的通讯。也是我们消费光纤通讯无源器件中最常用的光纤。 多模光纤的纤芯普通为 50-62.5um，衰减系数为 3 dB/km ，光波在其中是单模传输，损耗和色散特性都比单模光纤要差，适于短间隔、小容量的通讯，

4、特别是在局域网中LAN中运用较多。C = / T= f = 3x108m/s调幅 (IM-DD：Intensity Modulation-Direct Detection )调频调相 用光波做为载波，用信号对其进展调制, 将已调制光波沿光纤从一地传送到另一地，经过解调，从中取出信号，就实现了通讯。 由于器件程度限制，目前普通采用调幅技术进展光纤通讯；即在发射端用信号光调制光源，使光脉冲幅度发生变化，实现了电光转换；在接受端经过光电转化，将光脉冲幅度变化中蕴涵的信号取出来。光纤通讯原理1 从发射端到接受端的过程，光要经过由光纤、无源光器件Passive Optic Components、有源光器

5、件Active Optic Components所组成的光网络或光途径。 其中，无源器件主要的作用是对光进展导引Guide和路由Route； 而有源器件主要是进展光的发射、接受及再生Re-generation，再生包括了放大Amplification 、整形Shaping、定时Re-timing。发射机接受机中继器光纤光纤 1x2 耦合器光源衰减器 光敏二极管 光敏二极管隔离器发射机1x2光开关光路1光路2有源器件主要分为：1、光源: LD、LED、ASE ;2、光敏二极管Photodiode: PIN, APD 3、放大器Amplifier: EDFA , Roman .无源器件主要分为：1

6、、光隔离器( Isolator ): 偏振相关型、偏振无关型2、光耦合器(Coupler): 光信号的耦合/分配3、光衰减器(Attenuator):光功率衰减4、光循环器(Circulator): 固定顺序光路5、光开关(Switch) : 光路的通断、选择6、光衔接器 (Connector) :光纤、器件之间的衔接7、波分复用(WDM)器件:多路波长信号的合波、 分波, 通常是2路 ； 4路以上称为密集波分复用(DWDM)器件：1、光源：白光源、LED、LD、可调激光光源 Tunable Laser Source， 2、光功率计：测光强，8153A81533B+81521B3、频谱分析仪O

7、SA：测波长频率特性，Ando ，HP4、波长计：5、显微镜： 光纤、器件的外表检查。6、融接机：光纤的融接、对准。 在光纤通讯中，表示两变量之间的倍数关系，通常用其取对数后以10为底的方式来表示；即设变量1的值是变量2的值的M倍，那么其对数方式是10lgM , 单位为分贝(dB。需求留意的是，10dB 对应10倍的关系，而20 dB 对应100倍的关系，30dB 对应1000倍的关系 所以，假设EDFA的增益是50dB，那么其输出信号是输入信号的10,000倍;.计量单位和常用符号(1) 光纤通讯中的光功率，通常是毫瓦mw级的，普通用其对数方式表示；即设光功率为p(mw)，那么其对数表示为P=10lg(p/1mw) ,单位为dBm。 例如： 假设p=50mw，那么P=10lg5017dBm 假设P=-60dBm，那么p=