《光纤通信基础知识》PPT课件

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1、光纤通信基础知识介绍光纤通信概念光导纤维通信简称光纤通信。可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信.光纤通信是利用光波作载波，以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式.光纤通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光-光纤通信.光纤通信，是指将要传送的语音、图像和数据信号等调制在光载波上，以光纤作为传输媒介的通信方式光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。在光纤通信系统中，光纤中

2、传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM（pulsecodemodulation），即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生。数字光纤通信系统基本上由光发送机、光纤与光接收机组成。发送端的电端机把信息（如话音）进行模/数转换，用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件LD，则LD就会发出携带信息的光波。即当数字信号为“1”时，光源器件发送一个“传号”光脉冲；当数字信号为“0”时，光源器件发送一个“空号”（不发光）。光波经低衰耗光纤传输后到达接收

3、端。在接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机再进行数/模转换，恢复成原来的信息。光载波光载波级，全称OpticalCarrierlevels，即OCx……载波是指被调制以传输信号的波形，一般为正弦波。一般要求正弦载波的频率远远高于调制信号的带宽，否则会发生混叠，使传输信号失真。同步光学网络(SONET)中包括一系列的信号速率，不同的信号速率在光纤中传输数据信号的速度不同。基本的传输速率(OC-1)是51.84Mbps。基本传输速率乘以固定倍数的结果如下表所示(OC-n代表n倍的基本传输速率)。光载波级数据传输速率OC-151.84MbpsOC-3155.52M

4、bpsOC-12622.08MbpsOC-241.244GbpsOC-482.488GbpsOC-19210GbpsOC-25613.271GbpsOC-76840Gbps数据通信的主要技术指标1.传输速率：单位时间内所传递的二进制代码的有效位数(1)对称比特率，单位为bps或b/s(2)公式：S=(1/T)log2nT——信号脉冲重复周期n——一个脉冲信号代表的有效状态数，是2的整数位。二进制n=2log2n——单位脉冲能表示的比特数2.波特率(B)：对称调制速率，波形速率，码元速率（1）对于模拟信号传输过程：波特率指“调制解调器”上输出的调制信号每秒钟载波调制状态改变的次数；对于

5、数字信号传输过程；波特率指线路上没秒钟传送的波形个数（2）公式：B=1/T（3）与传输速率的关系：S=Blog2n误码率：指接收码元中错误码元数占传输总码元数的比例Pe=接收码元中错误码元数/传输的总码元数调制和解调信道容量：表征一个信道传输数据的能力（1）信道容量的计算：无噪声：C=2Hlog2NH——信道带宽N——一个脉冲信号代表的有效状态数有噪声：C=Hlog2[(1+S)/N]H——信道带宽S——信号的功率N——躁声功率（2）单位：bps(1)调制：由发送端将数字数据信号转换成模拟数据信号的过程称为“调制”(2)解调：在接收端把模拟数据信号还原为数字数据信号的过程称为“解调”

6、光纤传感技术介绍光波强度调制技术直接调制和间接调制用电信号直接调制半导体激光器或发光二极管的驱动电流，使输出光随电信号变化而实现的。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。目前有多种调制器可供选择，最常用的是电光调制器。这种调制器是利用电信号改变电光晶体的折射率，使通过调制器的光参数随电信号变化而实现调制的。光纤相位调制技术相位调制的光纤传感器是以被测量引起敏感光纤内传播的光波发生相位变化，再用干涉测量技术把相位变化变换为光强度变化，从而检测出被测量的大小。发送和接收模块介绍发送模块主要是发送电信号调制部分和激光器光源部分。电调制部分主要去掉直流成分，用交流

7、信号部分驱动激光器发光。激光器部分主要是光源器件，产生特定波长的光信号。发光器件主要有三大类：发光管LED、FP激光器、DFB激光器FP激光器主要用于低速率短距离传输，比如现在流行的FTTH，传输距离一般在20公里以内，速率一般在1.25G以内，所以FP的已经够用，FP的分两种波长，1310nm/1550nm，1310nm用于终端用户用于上传数据，1550nm用于机房（节点）,用于下行。DFB一般也用2中波长1310nm、1550nm，分为制冷和无制冷两种