光纤通信技术 教学课件 作者 孙学康 张金菊 第1章 概述.ppt

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1、第1章　概　　述1.1光纤通信的基本概念1.2光纤通信的优越性1.3光纤通信系统的基本组成1.4光纤通信的发展趋势1.1光纤通信的基本概念利用光导纤维传输光波信号的通信方式称为光纤通信。光波属于电磁波的范畴。属于光波范畴之内的电磁波包括紫外线、可见光和红外线。1.1光纤通信的基本概念图1-1电磁波的种类和名称1.1光纤通信的基本概念图1-2光波的波长范围目前光纤通信的实用工作波长在近红外区，即08～18μm的波长区，对应的频率为167～375THz1.1光纤通信的基本概念光导纤维（简称为光纤）本身是一种介质，目前实用通信光纤的基础材料是SiO2，因此它是属于介质光波导的范畴。对于Si

2、O2光纤，在上述波长区内的三个低损耗窗口，是目前光纤通信的实用工作波长，即0.85μm、1.31μm及1.55μm。1.2光纤通信的优越性传输频带宽，通信容量大传输损耗抗电磁干扰的能力强另外，光纤线径细、重量轻，而且制作光纤的资源丰富。1.3光纤通信系统的基本组成目前采用比较多的系统形式是强度调制/直接检波（IM/DD）的光纤数字通信系统。该系统主要由光发射机、光纤、光接收机以及长途干线上必须设置的光中继器组成。1.3光纤通信系统的基本组成图1-3光纤数字通信系统示意图1.3光纤通信系统的基本组成在点对点的光纤通信系统中，信号的传输过程：（1）由电发射机输出的脉码调制信号送入光发射机，

3、光发射机的主要作用是将电信号转换成光信号耦合进光纤。光发射机中的重要器件是能够完成电-光转换的半导体光源，目前主要采用半导体激光器（LD）或半导体发光二极管（LED）。1.3光纤通信系统的基本组成在点对点的光纤通信系统中，信号的传输过程：（2）在通信系统的线路上，目前主要采用由单模光纤制成的不同结构形式的光缆，这是由于它具有较好的传输特性。1.3光纤通信系统的基本组成在点对点的光纤通信系统中，信号的传输过程：（3）光接收机的主要作用是将光纤送过来的光信号转换成电信号，然后经过对电信号的处理以后，使其恢复为原来的脉码调制信号送入电接收机。光接收机中的重要部件是能够完成光/电转换任务的光电检测

4、器，目前主要采用光电二极管（PIN）和雪崩光电二极管（APD）。1.3光纤通信系统的基本组成在点对点的光纤通信系统中，信号的传输过程：（4）为了保证通信质量，在收发端机之间适当距离上必须设有光中继器。光纤通信中光中继器的形式主要有两种，一种是光-电-光转换形式的中继器，另一种是在光信号上直接放大的光放大器。1.4光纤通信的发展趋势先进的光纤通信技术必须建设和开发基于同步数字体系（SDH）和波分复用（WDM）的大容量超高速光纤传输网，并积极开展在光层上直接组网的光联网技术。同步数字体系（SDH）是当前电信网的主要传输体制。波分复用（WDM）系统由于可以在一根光纤上同时传送多个波长的信号，因而

5、通信容量将有很大程度的提高。1.4光纤通信的发展趋势普通的点到点的波分复用系统虽然有巨大的通信容量，但只提供了原始的传输带宽，必须要有灵活的节点才能实现高效灵活的组网能力。光分叉复用器（OADM）和光交叉连接器（OXC）是靠光层面上的波长连接来解决节点的容量扩展问题的，单个节点容量可从160Gbit/s增加到10Tbit/s。1.4光纤通信的发展趋势光传送联网的一个最新发展趋势是自动交换光网络（ASON），使光联网从静态光联网发展到自动交换光网络，使传统的传送网向业务网方向发展。