光纖通信基礎(chǔ)知識(shí)講解.ppt

1、光纖通信基礎(chǔ)知識(shí),作 者：王 勇,(Fiber Handbook Technology Data),美德（四川）電氣有限公司,光纖通信的優(yōu)點(diǎn),通信容量大 中繼距離長 不受電磁干擾 資源豐富 光纖重量輕、體積小,光通信發(fā)展簡(jiǎn)史,2000多年前 烽火臺(tái)燈光、旗語 1880年 光電話無線光通信 1970年 光纖通信,光纖通信發(fā)展史,1966年“光纖之父”高錕博士首次提出光纖通信的想法。 1970年貝爾研究所林嚴(yán)雄在室溫下可連續(xù)工作的半導(dǎo)體激光器。 1970年康寧公司的卡普隆(Kapron) 之作出損耗為20dB/km光纖。 1977年芝加哥第一條45Mb/s的商用線路。,電磁波譜,光的基本知識(shí),光是

2、一種電磁波 可見光350nm750nm 光纖通信所用的波長8001600nm 光的反射、折射 全反射,光的基本知識(shí),n1,n2,n1n2,1,2,3,入射,折射,反射,視覺位置,實(shí)際位置,空氣,水,光的基本知識(shí),光纖的結(jié)構(gòu),光纖的結(jié)構(gòu),纖芯 core：折射率較高，用來傳送光； 包層 coating：折射率較低，與纖芯一起形成全反射條件； 保護(hù)套 jacket：強(qiáng)度大，能承受較大沖擊，保護(hù)光纖。 3mm光纜 橘色 MM 黃色 SM,常見光纖名詞,數(shù)值孔徑（Numeric Aperture）NA=SIN ,常見光纖名詞,外徑一般為125um(一根頭發(fā)平均100um) 內(nèi)徑：?jiǎn)文?um 多模50/6

3、2.5um,光纖的尺寸,光纖的分類,按材料分類： 玻璃光纖：纖芯與包層都是玻璃，損耗小，傳輸距離長，成本高； 膠套硅光纖：纖芯是玻璃，包層為塑料，特性同玻璃光纖差不多，成本較低； 塑料光纖：纖芯與包層都是塑料，損耗大，傳輸距離很短，價(jià)格很低。多用于家電、音響，以及短距的圖像傳輸。,按照光纖的模式分類 單模（Single-Mode） 多模（Multi-Mode） 按折射率分類 階越光纖 漸變折射率光纖,光纖的分類,光纖的損耗,1310 nm : 0.35 0.5 dB/Km 1550 nm : 0.2 0.3dB/Km 850 nm : 2.3 3.4 dB/Km 光纖熔接點(diǎn)損耗：0.2dB/點(diǎn)

4、 光纖熔接點(diǎn) 1點(diǎn)/2km,常見光纖名詞,衰減：光在光纖中傳輸時(shí)的能量損耗單模光纖1310nm 0.40.6dB/km1550nm 0.20.3dB/km塑料多模光纖300dB/km,光纖的衰減,色散(Dispersion)：光脈沖沿著光纖行進(jìn)一段距離后造成的頻寬變粗。它是限制傳輸速率的主要因素。 模間色散：只發(fā)生在多模光纖，因?yàn)椴煌Ｊ降墓庋刂煌穆窂絺鬏敗?材料色散：不同波長的光行進(jìn)速度不同。 波導(dǎo)色散：發(fā)生原因是光能量在纖芯及包層中傳輸時(shí)，會(huì)以稍有不同的速度行進(jìn)。在單模光纖中，通過改變光纖內(nèi)部結(jié)構(gòu)來改變光纖的色散非常重要。,常見光纖名詞,光纖類型,G.652零色散點(diǎn)在1300nm左右

5、G.653零色散點(diǎn)在1550nm左右 G.654負(fù)色散光纖 G.655色散位移光纖 全波光纖,常見光纖名詞,散射由于光線的基本結(jié)構(gòu)不完美，引起的光能量損失，此時(shí)光的傳輸不再具有很好的方向性。,光纖系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí),一、基本光纖系統(tǒng)的構(gòu)架及其功能介紹： 1.發(fā)送單元：把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)； 2.傳輸單元：載送光信號(hào)的介質(zhì)； 3.接收單元：接收光信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)； 4.連接器件：連接光纖到光源、光檢測(cè)以及其它光纖。,光纖系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí),二、基本光纖系統(tǒng)方框圖：,常用連接器類型,常用連接器類型,FC Type,SC Type,SC2 Type,FDD Type,常用連接器類型,BICONIC Type,

6、D4 Type,SMA 905 Type,SMA 906 Type,MINI BNC Type,連接頭端面類型,無源器件,耦合器（coupler） 主要功能再分配光信號(hào) 重要應(yīng)用在光纖網(wǎng)絡(luò) 尤其是應(yīng)用在局域網(wǎng) 在波分復(fù)用器件上應(yīng)用,無源器件,耦合器（coupler） 基本結(jié)構(gòu)耦合器是雙向無源器件基本形式有樹型、星型與耦合器對(duì)應(yīng)的有分路器（splitter）,無源器件,耦合器 以圖形表示,無源器件,波分復(fù)用器WDMWavelength Division Multiplexer在一條光纖中傳輸多個(gè)光信號(hào)，這些光信號(hào)頻率不同，顏色不同。波分復(fù)用器就是要把多個(gè)光信號(hào)耦合進(jìn)同一根光纖中；解波分復(fù)用器就是

7、從一根光纖中把多個(gè)光信號(hào)區(qū)分出來。,無源器件,波分復(fù)用器（圖例）,發(fā)送單元,接收單元,光放大器,0,1輸入 （信號(hào)弱）,1輸出 （信號(hào)強(qiáng)）,光放大器,波分復(fù)用器,耦合器,1,光源,監(jiān)測(cè),光纖數(shù)字通信,數(shù)字系統(tǒng)中脈沖的定義：,1.振幅：脈沖的高度在光纖系統(tǒng)中表示光功率能量。 2.上升時(shí)間：脈沖從最大振幅的10%上升到90%所需要的時(shí)間。 3.下降時(shí)間：脈沖從振幅的90%下降到10%所需要的時(shí)間。 4.脈沖寬度：脈沖在50%振幅位置的寬度，用時(shí)間表示。 5.周期：脈沖特定的時(shí)間，就是完成一個(gè)循環(huán)所需要的工作時(shí)間。 6.消光比：1信號(hào)光功率于0信號(hào)光功率的比值。,光纖數(shù)字通信,光纖通信中常用單位的定義： 1. dB = 10 log10 ( Pout / Pin ) Pout :輸出功率 ; Pin :輸入功率 2. dBm = 10 log10 ( P / 1mw