第九章 光纤通信.ppt

（7）光纤的主要损耗 传输损耗是光纤的另一个重要性能指标，它会造成光能的减弱，引起系统带宽、传输速率、有效性以及整个系统通信能力的下降。主要损耗有以下几种： 1.???? 吸收损耗：OH-和金属离子 2.???? 瑞利散射 3.???? 辐射损耗 4.???? 连接器损耗 光纤损耗与波长的关系 ?m 散射 由于光线的基本结构不完美，引起的光能量损失，此时光的传输不再具有很好的方向性。 光线 缺陷 光纤的 耦合损耗 光纤损耗主要存在的地点 光纤本身：与长度和类型有关 1310 nm：0.35 ~ 0.5 dB/Km 1550 nm：0.2 ~ 0.3dB/Km 850 nm：2.3 ~ 3.4 dB/Km 光纤连接点：0.2dB/点·2Km 设备处：3dB 光损耗与波长 光损耗单位： dB/km 与波长有关 单模损耗小 波长又称为窗口 光纤的衰减 光纤的衰减图 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 λ nm OH- OH- OH- 第一窗口 第二窗口 第三窗口 衰减(dB/km) 水峰值 6 5 4 3 2 1 近端 远端 信号传播 （8）光纤色散(Dispersion) 光折射率与波长有关，因此不同波长的光及不同折射率都会导致不同的光速。因此，光源同时发出的光谱，经光纤传输后不会同时到达接收端，接收到的信号会发生畸变，使光脉冲展宽，这种畸变就称为光纤色散畸变。它是限制传输速率的主要因素。 光纤的色散可以分为材料色散、波导色散、模间色散、偏振色散。 光纤概念小结 光纤材料：玻璃光纤，卤化物玻璃纤维，塑料光纤。 斯涅尔定律，全反射条件。 “模”的概念：单模，多模。 光纤的损耗：损耗与波长的关系。 光纤色散：使光脉冲发生展宽。 信息源 载波源 耦合器 调制器 耦合器 检测器 处理器 信宿 光信号域 电信号域 发送机 接收机 信道 3.数字光纤通信系统 数字光纤通信系统的组成 现在普遍采用的数字光纤通信系统，是采用数字编码信号经光强度（单位面积上的光功率）调制/直接检波的数字通信系统。光强度调制是利用数字信号直接调制光源的光强度，使之与信号电流成线性变化。直接检波，是指信号在光接收机的光频上检测出数字脉冲信号。 在发送设备中，有源器件把数字脉冲电信号转换为光信号（E/O变换）送到光纤中进行传输。在接收设备中，光检测器件将接收到的光信号转换为数字脉冲信号（O/E变换）。 当传输距离较远时，需采用光中继设备，把信号经过中继再生处理后传输。 数字光纤系统方框图 信号 光发 射机 光源 中继器 检测器 光接 收机 信号 E/O转换 光纤 O/E转换 发送单元 传输单元 接收单元 连接器件 光纤通信系统功能部件 发送单元：把电信号转换成光信号 传输单元：载送光信号的介质 接收单元：接收光信号并转换成电信号 连接器件：连接光纤到光源、光检测以及其它光纤 器件 有源光器件 光源、光电检测器、光纤放大器和调制器。 无源光器件 光分路器/耦合器、波分复用器、光纤连接器、光开关、光衰减器、光隔离器和极化器。 光源 为什么用激光作为光源？ （1）激光频率纯，相干性好； （2）色散小； （3）激光方向性好，能量能够高度集中。 (1) 激光器(光发送机) 半导体激光器和发光二极管 半导体激光器 阈值特性 光谱特性 温度特性 转换效率 (2) 常用连接器类型 SC LC MT-RJ DSC VF-45 Opti-Jack 常用连接器类型 FC Type SC Type SC2 Type FDD Type (3) 光纤熔接机 (4) 光电检测器(光接收机) PIN和APD 响应时间 暗电流 （5）光中继器 作用：放大衰减了的光信号 光-电-光转换 光纤数字通信系统组成原理方框图 光纤数字通信系统工作原理 数字电端机主要是把用户各种数字信号，包括数字程控交换机和数字接口，通过复用设备（PDH或SDH）组成一定的数字传输结构（帧结构），不同速率等级的数字信号流送至光端机。 光端机把数字电端机送来的数字信号进行处理，变成光脉冲送入光纤进行传输，接收端进行相反的变换。 光端机主要由光发送、光接收、信号处理及辅助电路组成。在光发送部分完成电／光变换，在光接收部分主要完成光／电变换。信号处理，主要指把数字电端机送来的数字脉冲信号再处理，以及各种码型变换，使之适应光传输及其他目的。辅助电路主要包括告警、公务、监控及区间通信等等。 PDH 数字光纤传输系统 SDH光同步数字传输系统 SDH网性能卓越被公认为新一