光纤通信新技术-ppt课件.ppt

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1、7.1光纤放大器7.2光波分复用技术7.3光交换技术7.4光孤子通信7.5相干光通信技术7.6光时分复用技术7.7波长变换技术第7章光纤通信新技术返回主目录期防疑哭榷粘樊橡滑楞赔气迹拂朗友盖驹粗白茧笆锑箕邀但刁玉哺憋雇贡光纤通信新技术光纤通信新技术第7章光纤通信新技术光纤通信发展的目标是提高通信能力和通信质量，降低价格，满足社会需要。进入20世纪90年代以后，光纤通信成为一个发展迅速、技术更新快、新技术不断涌现的领域。本章主要介绍一些已经实用化或者有重要应用前景的新技术，如光放大技术，光波分复用技术，光交

2、换技术，光孤子通信，相干光通信，光时分复用技术和波长变换技术等。饺祖隙豌达挎爽观统程艰坷南民疟斤起郴诵汾谷谆卯儿逼长块易鞭航腕儿光纤通信新技术光纤通信新技术7.1光纤放大器光放大器有半导体光放大器和光纤放大器两种类型。半导体光放大器的优点是小型化，容易与其他半导体器件集成；缺点是性能与光偏振方向有关，器件与光纤的耦合损耗大。光纤放大器的性能与光偏振方向无关，器件与光纤的耦合损耗很小，因而得到广泛应用。光纤放大器实际上是把工作物质制作成光纤形状的固体激光器，所以也称为光纤激光器。20世纪80年代末期，波长为

3、1.55μm的掺铒(Er)光纤放大器(EDFA：ErbiumDopedFiberAmplifier)研制成功并投入实用，把光纤通信技术水平推向一个新高度，成为光纤通信发展史上一个重要的里程碑。弥佛柄辗巴刽唯夷皆旬臣陵孜梗刽伊害婿掷渊吗摈劈喧象妆病页灯乙迢撰光纤通信新技术光纤通信新技术7.1.1掺铒光纤放大器EDFA工作原理图7.1掺铒光纤放大器的工作原理(a)硅光纤中铒离子的能级图；(b)EDFA的吸收和增益频谱润茹葫俐社硕貉耿嘶姑脏还汾现屡驹吟歼将笋慢沤架遮娥焉塑给敲霓讹母光纤通信新技术光纤通信新

4、技术图7.2掺铒光纤放大器的特性(a)输出信号光功率与泵浦光功率的关系；(b)小信号增益与泵浦光功率的关系慨苛钢手悄峪谍罩税累霹叶棠颤龋塑录毡贺镭饭呀秃腺柳帧刘躺化深免种光纤通信新技术光纤通信新技术7.1.2掺铒光纤放大器的构成和特性斯嘛茶缉雾粱凑檬峭培册刚窍营肿澄还任消培润冠寥间什梗都摹馋怪业当光纤通信新技术光纤通信新技术图7.3光纤放大器构成方框图(a)光纤放大器构成原理图；(b)实用光纤放大器外形图及其构成方框图帖嘴铡邵镇膊霖窗侗灵涧健乌留帖衅艇游镣芜袍郴箍铺楔泪厦艳升忱氰渣光纤通信新技术光纤通

5、信新技术波长为980nm的泵浦光转换效率更高，达10dB/mW，而且噪声较低，是未来发展的方向。掺铒光纤(EDF)和高功率泵浦光源是关键器件，把泵浦光与信号光耦合在一起的波分复用器和置于两端防止光反射的光隔离器也是不可缺少的。对泵浦光源的基本要求是大功率和长寿命。波长为1480μm的InGaAsP多量子阱(MQW)激光器，输出光功率高达100mW,泵浦光转换为信号光效率在6dB/mW以上。策聊僳外篱逛抓紊丙耻偏饶垢沂可酬态缸硬伪姐虎惮首高慧驶历钵端渭键光纤通信新技术光纤通信新技术图7.4掺铒光纤放大器增益

6、、噪声指数和输出光功率与输入光功率的关系曲线怂膀巡膨扶火沿公呛搞堤瓷毯彭笨捆烤结挫亭等凌罢刺靴蚁糙训街吨叔疡光纤通信新技术光纤通信新技术7.1.3掺铒光纤放大器的优点和应用EDFA有许多优点，并已得到广泛应用。EDFA的主要优点有：(1)工作波长正好落在光纤通信最佳波段(1500～1600nm)；其主体是一段光纤(EDF)，与传输光纤的耦合损耗很小，可达0.1dB。(2)增益高，约为30～40dB;饱和输出光功率大，约为10～15dBm;增益特性与光偏振状态无关。(3)噪声指数小，一般为4～7d

7、B;用于多信道传输时，隔离度大，无串扰，适用于波分复用系统。牡乱赫族挪卿甭廉鼎坐脉祖毛接时科侵宏簇负勃煮鲍俘耽蕾婉镭羔碑杆绰光纤通信新技术光纤通信新技术(4)频带宽，在1550nm窗口，频带宽度为20～40nm，可进行多信道传输，有利于增加传输容量。胁堤齿闭忆樟宅湍彰寇侮叔掇迫僻操鬃拆咒酉竹停咋瑟者革参牵娜际驰半光纤通信新技术光纤通信新技术7.2光波分复用技术在光纤通信系统中除了大家熟知的时分复用(TDM)技术外，还出现了其他的复用技术，例如光时分复用(OTDM)、光波分复用(WDM)、光频分复用(O

8、FDM)以及副载波复用(SCM)技术。本节主要讲述WDM技术。煽纠蝉赖悯述避溪疤敏叶判哎皆朗懒漾抠私菠湖景朽罪瘸鳞惮涨橡肌岂悉光纤通信新技术光纤通信新技术7.2.1光波分复用原理1.WDM的概念光波分复用(WDM：WavelengthDivisionMultiplexing)技术是在一根光纤中同时传输多个波长光信号的一项技术。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来(复用)，并耦合到光缆线路上的同一根