光通信 之光無(wú)源器件課件

1、 光無(wú)源器件是光路的重要組成部分。光無(wú)源器件是光路的重要組成部分。 光無(wú)源器件與電無(wú)源器件有許多相似之光無(wú)源器件與電無(wú)源器件有許多相似之處，處，電無(wú)源器件電無(wú)源器件如插頭、開(kāi)關(guān)、電容、如插頭、開(kāi)關(guān)、電容、電阻、電感等，是電路的重要組成部分。電阻、電感等，是電路的重要組成部分。常見(jiàn)的常見(jiàn)的光無(wú)源器件光無(wú)源器件有有光纖連接器、光波光纖連接器、光波分復(fù)用器、光衰減器、光隔離器、光耦分復(fù)用器、光衰減器、光隔離器、光耦合器、光開(kāi)關(guān)合器、光開(kāi)關(guān)等。等。本章主要內(nèi)容1 光纖活動(dòng)連接器2 光衰減器3 光波分復(fù)用器4 其他無(wú)源器件對(duì)光無(wú)源器件的普通要求：對(duì)光無(wú)源器件的普通要求： 插入損耗小 工作溫度范圍寬 性能

2、穩(wěn)定、壽命長(zhǎng) 體積小 價(jià)格便宜 便于集成1 光纖活動(dòng)連接器連接器連接器是實(shí)現(xiàn)光纖與光纖之間可拆卸連接的器件。 （活動(dòng)連接） 主要用于光纖線路與光發(fā)射機(jī)輸出或光接收機(jī)輸入之間，或光纖線路與其他光無(wú)源器件之間的連接。接頭接頭是實(shí)現(xiàn)光纖與光纖之間的永久性連接。 （固定連接） 主要用于光纖線路的構(gòu)成。活動(dòng)連接結(jié)構(gòu)：活動(dòng)連接結(jié)構(gòu)：套管結(jié)構(gòu) 雙錐結(jié)構(gòu) V形槽結(jié)構(gòu) 球面定心結(jié)構(gòu) 透鏡耦合結(jié)構(gòu)原理：原理：對(duì)于活動(dòng)連接器，光纖固定在插針的微孔內(nèi)，兩支帶光纖的插針用套管對(duì)中實(shí)現(xiàn)連接。如下圖示（有代表性的）： 雙錐結(jié)構(gòu) V形槽結(jié)構(gòu) 球面定心結(jié)構(gòu) 透鏡耦合結(jié)構(gòu)端面接觸形式三種形式：三種形式： 對(duì)于FC型連接器，光纖端

3、面為一垂直光纖軸心，無(wú)凹凸不平的拋光平面。 對(duì)于PC型，要求光纖端面為拋光的球面光纖芯子位于球冠的中心。 對(duì)于APC型，光纖端面拋光成球面，且端面法線和軸線成一定的角度，使光難以返回光源。 光纖固定連接方法：熔接法、V形槽法、毛細(xì)管法、套管法等。 熔接法：一種加熱和熔化的方法，有電弧熔接、氫氧焰熔接、激光熔接。2 光衰減器作用： 對(duì)光能量進(jìn)行預(yù)期的衰減 使光能量減少使用場(chǎng)合： 光通信系統(tǒng)的指標(biāo)測(cè)量、 短距離通信系統(tǒng)的信號(hào)衰減、 系統(tǒng)試驗(yàn)等分類分類 傳輸方式單模光衰減器多模光衰減器 接口方式 尾纖式光衰減器連接器端口式光衰減器 衰減方式 固定光衰減器 可變光衰減器 工作原理 耦合型 位移型 衰減

4、片型工作原理固定衰減器的結(jié)構(gòu)：固定衰減器的結(jié)構(gòu)： 在光纖的端面上或兩個(gè)端面之間涂覆一層衰減膜。固定衰減器的工作原理固定衰減器的工作原理 吸收一部分光，使其產(chǎn)生衰減作用，即在光線軸線上設(shè)置一種半透明的摻雜物質(zhì)，即衰減膜，以便吸收帶內(nèi)的光，產(chǎn)生衰減?？勺児馑p器的工作原理： 步進(jìn)式步進(jìn)式： 準(zhǔn)直器和兩個(gè)衰減盤 可以產(chǎn)生十檔的衰減量 連續(xù)式連續(xù)式： 透鏡、步進(jìn)衰減圓盤、連續(xù)可 調(diào)衰減片 可連續(xù)均勻的改變張角，即改變其對(duì)光的吸收量，產(chǎn)生連續(xù)可調(diào)的衰減量3 光波分復(fù)用器作用作用: : 對(duì)光波波長(zhǎng)進(jìn)行功率分離和合成。結(jié)構(gòu)（如結(jié)構(gòu)（如WDMWDM光傳輸原理圖）：光傳輸原理圖）： 原理：原理： 光信號(hào)從單端口

5、到N端口進(jìn)行傳輸，為系統(tǒng)的解復(fù)用。 光信號(hào)從N端口到單端口進(jìn)行傳輸，稱為系統(tǒng)的復(fù)用。 注入各種波長(zhǎng)的光信號(hào)，在輸出端，不同波長(zhǎng)的光信號(hào)分別在N個(gè)端口輸出，其功率在不同波長(zhǎng)之間有極低的串?dāng)_。多波長(zhǎng)波分復(fù)用器件的類型很多：以介質(zhì)模型為例，其4通道波分復(fù)用器： 5支自聚透鏡軟線、 4組濾光片、 1個(gè)通光基體光波分復(fù)用器的光學(xué)特性插入損耗：插入損耗：表示特定的波長(zhǎng)經(jīng)過(guò)光波分表示特定的波長(zhǎng)經(jīng)過(guò)光波分復(fù)用器后衰落的過(guò)程。復(fù)用器后衰落的過(guò)程。波長(zhǎng)間隔：波長(zhǎng)間隔：相鄰兩中心波長(zhǎng)的間隔。相鄰兩中心波長(zhǎng)的間隔。通帶：通帶：表示通過(guò)頻帶的寬度。表示通過(guò)頻帶的寬度。解復(fù)用器的工作波長(zhǎng)解復(fù)用器的工作波長(zhǎng): :中心波長(zhǎng)中

6、心波長(zhǎng) 工作范圍工作范圍 最小插入損耗最小插入損耗 串音耦合值串音耦合值4 其他無(wú)源器件 光分路耦合器光分路耦合器 光隔離器光隔離器 光開(kāi)關(guān)光開(kāi)關(guān) 光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 光濾波器光濾波器 光纖光柵光纖光柵光分路耦合器光分路耦合器功能：功能： 把一個(gè)輸入光信號(hào)分配給多個(gè)輸出，或把多個(gè)輸入的光信號(hào)組合成一個(gè)輸出。 能使光信號(hào)在特殊結(jié)構(gòu)的耦合區(qū)發(fā)生耦合，并進(jìn)行光功率再分配的器件。分類：分類：端口形式上：X形、Y形、星形、樹(shù)形 功能上:光功率分配器、光波長(zhǎng)分配器 傳導(dǎo)光模式不同：多模光纖耦合器、單模光纖 耦合器對(duì)線路影響：對(duì)線路影響： 帶來(lái)附加插入損耗、發(fā)射、串?dāng)_噪聲。光隔離器光隔離器隔離器的作用

7、：隔離器的作用： 只允許光波往一個(gè)方向上傳輸，阻止光波往其他方向特別是反方向傳輸。隔離器隔離器主要用在激光器或放大器的后面，以免反射光返回到該器件，致使器件性能變壞。光開(kāi)關(guān)光開(kāi)關(guān) 光開(kāi)關(guān)功能：轉(zhuǎn)換光路，實(shí)現(xiàn)光交換 機(jī)械光開(kāi)關(guān)：機(jī)械光開(kāi)關(guān)： 優(yōu)點(diǎn)：插損小，串?dāng)_小，適合各種光纖，技術(shù)成熟。 缺點(diǎn)：開(kāi)關(guān)速度慢。 固定光開(kāi)關(guān)：固定光開(kāi)關(guān)： 優(yōu)點(diǎn)：開(kāi)關(guān)速度快。 缺點(diǎn)：插損大，串?dāng)_大，只適合 單模光纖。光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 功能：光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，放大電信號(hào)， 調(diào)制成所需的波長(zhǎng) 光電型波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，放大電信號(hào)， 調(diào)制成所需的波長(zhǎng) 全光型波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 由半導(dǎo)體光放大器SOA組成 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)光濾波器光濾波器 功能：只允許一定波長(zhǎng)的光信號(hào)通過(guò)波長(zhǎng)可調(diào)