光纖通信基本理論概述課件

1、光纖通信基本理論概述光纖通信基本理論概述光纖通信基本理論概述光纖通信的優(yōu)點(diǎn)光纖通信的優(yōu)點(diǎn)光纖通信的缺點(diǎn)光纖技術(shù)的進(jìn)步是由光纖、光器件材料、制造工藝的進(jìn)步共同推動的信息服務(wù)業(yè)材料供應(yīng)商電信運(yùn)營商設(shè)備供應(yīng)商器件供應(yīng)商IT產(chǎn)業(yè)鏈Go Back 低損耗光纖的問世導(dǎo)致了光波技術(shù)領(lǐng)域的革命，開創(chuàng)了光纖通信的時(shí)代。光纖在工程上的使用促使人們需要對光纖進(jìn)行深入研究，形成一門新的學(xué)科光纖光學(xué)。光纖光學(xué)光纖的結(jié)構(gòu)光纖光學(xué)的基本方程研究光纖波導(dǎo)的兩種基本理論： 光線理論和波動理論（1）光線理論 當(dāng)光纖芯徑遠(yuǎn)大于光波波長時(shí)，可近似認(rèn)為0，從而將光波近似看成由一根一根光線所構(gòu)成。可采用幾何光學(xué)的方法來分析光線的入射、傳

2、播(軌跡)以及時(shí)延(色散)和光強(qiáng)分布等特性，這種分析方法即為光線理論。光線理論的主要優(yōu)點(diǎn)（1）簡單直觀；（2）在分析芯徑較粗的多模光纖時(shí)可以得到較精確的結(jié)果。光線理論的主要缺點(diǎn)（1）出于采用了幾何光學(xué)近似，光線理論不能夠解釋諸如：模式分布、包層模、模式耦合以及光場分布等現(xiàn)象；（2）當(dāng)不滿足遠(yuǎn)小于芯徑的近似條件時(shí)(如對于單模光纖)，光線理論的分析結(jié)果存在很大的誤差。波動方程的特征解/橫向光能量分布（2）波動理論它是從光波的本質(zhì)特性電磁波出發(fā)，通過求解電磁波所遵從的麥克斯韋方程，導(dǎo)出電磁場的場分布。 波動理論的優(yōu)點(diǎn)： (1) 具有理論上的嚴(yán)謹(jǐn)性； (2)未作任何前提近似，因此適用于各種折射率分布的

3、單模光纖和多模光纖。射線方程折射率分布邊界條件波導(dǎo)場方程本征解本征值光線軌跡傳輸特性分 析麥克斯韋方 程磁電分離波 動方 程亥姆霍茲方 程時(shí)空分離縱橫坐標(biāo)分離光纖光學(xué)的基本方程光線理論和波動理論分析思路突變型多模光纖 漸變型多模光纖 光纖單模光纖 波動理論的分析結(jié)果光線理論方法與波動光學(xué)方法的比較Go Back 波分復(fù)用薄膜濾波器光纖光柵列陣波導(dǎo)光柵全息光柵光環(huán)行器光交錯(cuò)復(fù)用器分波/合波摸塊增益放大光纖放大器光隔離器分路耦合器泵浦激光器光增益平衡器光衰減器半導(dǎo)體光放大器光開關(guān)光插分復(fù)用器光交叉聯(lián)接器波長變換器可調(diào)濾波器可調(diào)激光器開關(guān)交換發(fā)送接收信號激光器光調(diào)制器光電探測器鎖波器光發(fā)送摸塊光接收

4、摸塊光收發(fā)摸塊產(chǎn)品超過 9000 品種系統(tǒng)管理光性能監(jiān)控管理摸塊色散補(bǔ)償器偏振模色散管理摸塊光纖通信器件與系統(tǒng)光通信器件的分類 光器件按不同的特性和功能的分類:光無源器件 Optical Passive Devices（光被動器件） 輸入是光，輸出也是光，并且不涉及光的產(chǎn)生、放大及光電轉(zhuǎn)換光有源器件 Optical Active Devices ( 光主動器件 ) 完成光的產(chǎn)生、放大及光電轉(zhuǎn)換 1、光連接器 (Connector) :光纖、器件之間的連接2、光分光器/耦合器(Coupler): 光信號的耦合/分配3、光衰減器(Attenuator):光功率衰減4、光隔離器( Isolator

5、): 偏振相關(guān)型、偏振無關(guān)型5、光環(huán)行器(Circulator): 固定順序光路6、光開關(guān)(Switch) : 光路的通斷、選擇7、波分復(fù)用(WDM)器件:多路波長信號的合波、 分波, 密集波分復(fù)用(DWDM)器件您即將接觸到的光學(xué)產(chǎn)品無源器件（PASSIVE）-被動器件Passive ProductsInterleaverTFF D/CWDMFFCVCFWavelockerWDM/ CouplingAmplifier ComponentsAttenuatorProductsSwitching MOMSPBCVCBVSAGFFMATT ArrayMVInterconnectsSNES VOAF

6、FC/ TFF CombinerCable AssyAdaptersTerminatorsCirculatorMATTDIL, TO, -packageManual SwitchMEMsFixed AttenuatorsIsolatorHybridsPassive Products有源器件（ACTIVE）-主動器件1、信號光源：光信號的發(fā)射(LD/LED)2、泵浦光源：光信號的放大(光纖激光器/LED/LD)3、探測器：光信號的探測等(PIN/APD)4、光調(diào)制器: 光信號的光調(diào)制和波長變換等5、光放大器: 光信號的放大(EDFA/SOA)您即將接觸到的光學(xué)產(chǎn)品Active ProductsA

7、ctive ProductsSourcing laserPump laserModulatorOA EDFACircuit pack9xx4w/uncooled2.5Gb/sAPECooled TOSACW1550980180/300/36010Gb/sPDEDFA15dBmUncooled TOSATunable APD10Gb/sPIN10Gb/sPINLarge areaAPD2.5Gb/s14xx 300mw光纖通信系統(tǒng)Go Back 波分復(fù)用(WDM, Wavelength Division Multiplexing ): 在同一根光纖中同時(shí)傳輸兩個(gè)或眾多不同波長光信號的技術(shù),稱為波分復(fù)用。 按照通道間隔的不同，WDM可以細(xì)分為: CWDM(稀疏波分復(fù)用):信道間隔為20nm DWDM(密集波分復(fù)用):信道間隔從0.2nm 到1.2nmWDM為什么要用 WDM模塊 Example: 4 signals, 100 km span length with regenerationWithout DWDM4 x 100 km fibre4 EDFATx - 1Tx - 2Tx - 3Tx - 4Rx - 1Rx - 2Rx - 3Rx - 4OAOAOAOAOAR