第1章 概论概要1.ppt

典型应用之二：作为校园网的骨干传输网 1.3 光纤通信系统的基本组成 单向传输的光纤通信系统：发射、接收和作为广义信道的基本光纤传输系统。 单向传输的光纤通信系统 功能：发送把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。光源是光发射机的核心。 1、光发射机 组成框图： 光 源 调制器 通道耦合器 电信号输入 光输出 驱动电路 光源光谱特性：输出光功率足够大，调制频率足够高，谱线宽度和光束发散角尽可能小，输出功率和波长稳定， 器件寿命长 1.3 光纤通信系统的基本组成 (1)直接调制： 定义： 用输入电信号直接施加于光源的驱动电路上，对光源的注入电流进行调制。 特点：方案技术简单，成本较低，容易实现，但调制速率受激光器的频率特性所限制。 直接调制 1.3 光纤通信系统的基本组成 (2)间接调制(或称外调制)： 定义：把激光的产生和调制分开，用独立的调制器调制激光器的输出光而实现的。 特点：外调制的优点是调制速率高，缺点是技术复杂，成本较高，因此只有在大容量的波分复用和相干光通信系统中使用。 图 1.5两种调制方案 (b) 间接调制 1.3 光纤通信系统的基本组成 2、光纤线路 功能：是把来自光发射机的光信号，以尽可能小的畸变(失真)和衰减传输到光接收机 组成:光纤、光纤接头和光纤连接器 低损耗 “窗口”：普通石英光纤在近红外波段，除杂质吸收峰外，其损耗随波长的增加而减小，在0.85 μm、1.31 μm和1.55 μm有三个损耗很小的波长“窗口”。 光源激光器的发射波长和光检测器光电二极管的波长响应，都要和光纤这三个波长窗口相一致。 目前在实验室条件下，1.55 μm的损耗已达到0.154 dB/km， 接近石英光纤损耗的理论极限。 1.3 光纤通信系统的基本组成 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 衰减（dB/km） 第一窗口 第二窗口 波长——λ（μm） 普通单模光纤的衰减随波长变化示意图 6 5 4 3 2 1 0。4 0。2 第三窗口 C 波段 1525~1565nm 1.57 1.62 L波段 1.3 光纤通信系统的基本组成 窗口与波段 频带 窗 口 波长范围（nm） 频率范围（THZ） ? 1 850(770-910) ? O带(Original band)原始波段 2 1260-1360 237.9-220.4 E带(Extended band)扩展波段 5 1360-1460 220.4-205.3 S带(Short wavelength band) 短波长波段 ? 1460-1530 205.3-195.9 C带(Conventional band)常规波段 3 1530-1565 195.9-191.6 L带(Longer wavelength band) 长波长波段 4 1565-1625 191.6-184.5 U带(Ultralength wavelength band)超长波长波段 ? 1625-1675 184.5-179.0 1.3 光纤通信系统的基本组成 3、光接收机 功能：是把从光纤线路输出、产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号，并经放大和处理后恢复成发射前的电信号。 组成部分：耦合器，光电检测器，解调器 组成框图： 电子电路 光输入 耦合器 光电检测器 解调器 电信号输出 检测方式：直接检测和外差检测 1.3 光纤通信系统的基本组成 数字通信系统用参数取值离散的信号(如脉冲的有和无、电平的高和低等)代表信息，强调的是信号和信息之间的一一对应关系； 模拟通信系统则用参数取值连续的信号代表信息，强调的是变换过程中信号和信息之间的线性关系。 这种基本特征决定着两种通信方式的优缺点和不同时期的发展趋势。 1.3 光纤通信系统的基本组成 数字通信系统的优点如下： ① 抗干扰能力强，传输质量好。 ② 可以用再生中继，传输距离长。 ③ 适用各种业务的传输，灵活性大。 ④ 容易实现高强度的保密通信。 ⑤ 数字