光纤通信第7章光纤通信新技术.ppt

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1、第7章光纤通信新技术半导体激光器高速调制技术光纤多信道复用技术相干光通信技术光放大技术光孤子通信光交换技术光纤接入网9/8/202111半导体激光器高速调制技术1.1机理分析速率方程；微波等效电路；1.2高速调制的实现1.3波导调制器调制带宽；调制深度；最高调制频率；驱动功率和电压；插入损耗；偏振相关度等。图7.1半导体激光器的微波等效电路9/8/20212波导电极WGVRLGWttoxdTSSiO2电极GLiNbO3图7.2波导调制器9/8/202132光纤多信道复用技术2.1OTDM光时分复用原理；特点2.2WDM波分复用分类：WDM/OFDM/DWDM

2、/CWDM应用；2.3WDM关键器件滤波器；耦合器；光纤熔锥型波分复用器；干涉滤波WDM器件；M-Z干涉仪WDM器件；衍射WDM器件；光纤光栅；平面阵列波导光栅AWG－WDM；9/8/20214图5.3光纤的波长资源图5.5WDM系统的组成图5.4WDM分类9/8/20215图5.6WDM点对点系统图5.7WDM点对点长距离系统图5.8WDM—无源光网络图5.9WDM星形系统9/8/20216图5.12M-Z干涉仪WDM器件图5.13衍射WDM器件图5.10熔锥光纤WDM器件图5.11干涉滤波WDM器件9/8/20217图5.14AWG波导衍射WDM器件9/

3、8/202183相干光通信技术3.1基本原理和构成原理；零差和外差检测3.2相干检测的SNR3.3相干检测的方式的比较3.4相干光通信的特点9/8/20219图5.15相干光通信原理图5.16相干光零差检测图5.17相干光外差检测9/8/202110图5.18相干光外差同步解调图5.19相干光外差包络解调9/8/202111图5.20相干光调制解调方式的比较9/8/2021124光放大技术4.1光放大器的基本原理增益带宽；增益饱和；噪声系数；4.2EDFA掺饵光纤放大器原理；结构；特点；4.3FRA拉曼光纤放大器原理；结构；特点；4.4SLA半导体光放大器原

4、理；结构；特点；4.5光放大器的应用前置放大器；功率放大器；线路放大器9/8/202113光子光子PumpEmitting图5.22光放大的增益带宽图5.23光放大增益饱和图5.21光放大的基本原理9/8/202114图5.24EDFA的原理图5.25EDFA的构成9/8/202115图5.26FRA原理和构成图5.27FRA增益曲线9/8/202116图5.28SLA原理和构成图5.29SLA增益曲线图5.30SLA组成方法9/8/202117图5.31光放大器的应用9/8/2021185光孤子通信（Soliton）5.1光纤中孤子的基本概念光孤子：群速度

5、色散（GVD）和自相位调制（SPM）相互作用产生。特点：具有保形稳幅的传输特征。非线性薛定谔方程（NSE）5.2光纤孤子的传输光纤损耗引起孤子展宽光放大对孤子的作用5.3光纤孤子通信的系统考虑9/8/202119图5.32孤子的传输图5.33孤子的传输9/8/2021206光交换技术PhotonicSwitching6.1光交换的基本原理必要性和基本原理6.2光交换的方式空分光交换时分光交换波分光交换6.3光交换的关键技术光开关光纤延迟线FDL波长变换协议：MPLS（多协议标签交换）；MPLMS（多协议波长标签交换）；GMPLS（广义多协议波长标签交换）发展

6、：OS（光波长交换）toOBS（光突发交换）toOPS（光分组交换）9/8/202121图5.36波分光交换和波长变换图5.35时分光交换图5.34空分光交换9/8/202122边缘节点1核心节点边缘节点2边缘节点4DWDM12个COUPLER4个9FIBERS1FIBERS传输单模光纤10km42边缘节点39/8/202123EDFAEDFA图5.37基于波分、空分和时分的光交换0~80~8FDL0~80~80~80~80~80~84404444000信号处理控制000012134432128………………

7、..FDLFDLFDLFDLFDLFDLFDLFDLFDLFDLFDL9/8/20212422*222222控制表一：各种光开关性能比较性能开关插入损耗串扰在1.55μm的透明性开关速度功率消耗光学机械小（0.5～1dB）低(<－50dB)很好一般(5～15ms)小聚合物一般(1～2dB)一般(<－25dB)好快(＜1ms）相当小电光大(2～4dB)一般好非常快(纳秒)相当小SOA小低还可以纳秒相当大液晶一般一般好一般(＜10ms)小MEMS一般低好一般(1ms）小图5.38光纤延迟线FDL9/8/202125表二、光交换几种

8、形式比较交换类型性能波长路由OS光分组交换OPS光