光無源器件及光纖通信簡(jiǎn)介ppt課件

1、 光纖構(gòu)造、種類、特性 光纖通訊根本原理 有源、無源器件 常用測(cè)試儀器 計(jì)量單位涂覆層(coating)包層(cladding)纖芯(core)abca：4-10um(單模) , 50-62.5um(多模); b：125um ; c:250um涂覆層(coating)包層(cladding)纖芯(core)光纖導(dǎo)光原理光纖導(dǎo)光原理 1光纖導(dǎo)光原理光纖導(dǎo)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 假設(shè) n1 n2 , 那么2 1稱折射率大的介質(zhì)為光密

2、質(zhì)，折射率小的為光疏質(zhì)。n2n112 入射光 折射光n2n112 折射光入射光n2n11 折射光入射光臨界角全反射全反射n1 n2n1 n2n1 n2可見光近紅外紫外線波長(zhǎng)添加 (頻率減少無線電波X射線射線中紅外遠(yuǎn)紅外毫米波微波UHFVHFFMAM0.39um 光通訊窗口0.76um 1.6um15um 25um 300um395THz187.5 THz傳輸方式 ：光在光纖中傳播時(shí)的電磁場(chǎng)分布方式，一種電磁場(chǎng)分布稱為一個(gè)傳播方式。根據(jù)光纖中傳輸方式的數(shù)量，將光纖分類：?jiǎn)文９饫w：對(duì)于一定波長(zhǎng)或頻率的光波，只能沿著獨(dú)一的途徑在光纖中傳播。用SMFsingle mode fiber表示。多模光纖：對(duì)

3、于一定波長(zhǎng)或頻率的光波，可以沿著多條途徑在光纖中傳播。用MMFmulti-mode fiber表示。損耗特性：光波在光纖中每傳輸一公里的損耗，用衰減系數(shù)表示，單位為dB。色散特性：光波在光纖中傳輸?shù)倪^程中，由于各種緣由導(dǎo)致的光波脈沖展寬，單位為ps 。 常用的單模光纖纖芯普通為4 10um , 衰減系數(shù)為0.3dB/km ，光波在其中是單模傳輸，因此其損耗和色散特性都不錯(cuò)，適于大容量、長(zhǎng)間隔的通訊。也是我們消費(fèi)光纖通訊無源器件中最常用的光纖。 多模光纖的纖芯普通為 50-62.5um，衰減系數(shù)為 3 dB/km ，光波在其中是單模傳輸，損耗和色散特性都比單模光纖要差，適于短間隔、小容量的通訊，

4、特別是在局域網(wǎng)中LAN中運(yùn)用較多。C = / T= f = 3x108m/s調(diào)幅 (IM-DD：Intensity Modulation-Direct Detection )調(diào)頻調(diào)相 用光波做為載波，用信號(hào)對(duì)其進(jìn)展調(diào)制, 將已調(diào)制光波沿光纖從一地傳送到另一地，經(jīng)過解調(diào)，從中取出信號(hào)，就實(shí)現(xiàn)了通訊。 由于器件程度限制，目前普通采用調(diào)幅技術(shù)進(jìn)展光纖通訊；即在發(fā)射端用信號(hào)光調(diào)制光源，使光脈沖幅度發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)了電光轉(zhuǎn)換；在接受端經(jīng)過光電轉(zhuǎn)化，將光脈沖幅度變化中蘊(yùn)涵的信號(hào)取出來。光纖通訊原理1 從發(fā)射端到接受端的過程，光要經(jīng)過由光纖、無源光器件Passive Optic Components、有源光器

5、件Active Optic Components所組成的光網(wǎng)絡(luò)或光途徑。 其中，無源器件主要的作用是對(duì)光進(jìn)展導(dǎo)引Guide和路由Route； 而有源器件主要是進(jìn)展光的發(fā)射、接受及再生Re-generation，再生包括了放大Amplification 、整形Shaping、定時(shí)Re-timing。發(fā)射機(jī)接受機(jī)中繼器光纖光纖 1x2 耦合器光源衰減器 光敏二極管 光敏二極管隔離器發(fā)射機(jī)1x2光開關(guān)光路1光路2有源器件主要分為：1、光源: LD、LED、ASE ;2、光敏二極管Photodiode: PIN, APD 3、放大器Amplifier: EDFA , Roman .無源器件主要分為：1

6、、光隔離器( Isolator ): 偏振相關(guān)型、偏振無關(guān)型2、光耦合器(Coupler): 光信號(hào)的耦合/分配3、光衰減器(Attenuator):光功率衰減4、光循環(huán)器(Circulator): 固定順序光路5、光開關(guān)(Switch) : 光路的通斷、選擇6、光銜接器 (Connector) :光纖、器件之間的銜接7、波分復(fù)用(WDM)器件:多路波長(zhǎng)信號(hào)的合波、 分波, 通常是2路 ； 4路以上稱為密集波分復(fù)用(DWDM)器件：1、光源：白光源、LED、LD、可調(diào)激光光源 Tunable Laser Source， 2、光功率計(jì)：測(cè)光強(qiáng)，8153A81533B+81521B3、頻譜分析儀O

7、SA：測(cè)波長(zhǎng)頻率特性，Ando ，HP4、波長(zhǎng)計(jì)：5、顯微鏡： 光纖、器件的外表檢查。6、融接機(jī)：光纖的融接、對(duì)準(zhǔn)。 在光纖通訊中，表示兩變量之間的倍數(shù)關(guān)系，通常用其取對(duì)數(shù)后以10為底的方式來表示；即設(shè)變量1的值是變量2的值的M倍，那么其對(duì)數(shù)方式是10lgM , 單位為分貝(dB。需求留意的是，10dB 對(duì)應(yīng)10倍的關(guān)系，而20 dB 對(duì)應(yīng)100倍的關(guān)系，30dB 對(duì)應(yīng)1000倍的關(guān)系 所以，假設(shè)EDFA的增益是50dB，那么其輸出信號(hào)是輸入信號(hào)的10,000倍;.計(jì)量單位和常用符號(hào)(1) 光纖通訊中的光功率，通常是毫瓦mw級(jí)的，普通用其對(duì)數(shù)方式表示；即設(shè)光功率為p(mw)，那么其對(duì)數(shù)表示為P=10lg(p/1mw) ,單位為dBm。 例如： 假設(shè)p=50mw，那么P=10lg5017dBm 假設(shè)P=-60dBm，那么p=