光通信基础ppt课件.ppt

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1、光通信基础引言需要了解的内容光通信的基础知识现在常用的光测量设备光纤通信与测试设备1.传输理论基础2.光纤知识3.发光器件与光探测器件4.光纤通信需要的测试项目与测试设备5.光纤通信的特点和应用6.客户群体内容简介传输理论基础光在光纤中的传输原理φ1φ2n1n2n1>n2φ3Sinφ1=n2Sinφ2n1φ1φ2φ3n2n1Sinφ1＝光传输理论基础媒质1媒质2n1n2光传输系统及其测试设备光纤通信与测试设备1.导言2.光纤知识3.发光器件与光探测器件4.光纤通信需要的测试项目与测试设备5.光纤通信的特点和应

2、用6.客户群体光纤的特点低的传输损耗(0.2-0.5dB/km)宽的传输带宽(100MHz*kmto5-6GHz*km)传输媒介绝缘细小、轻、柔韧性好硅:材料充裕便宜易碎受外部作用力的影响优点缺点光纤结构被覆包层纤芯前视图侧视图光纤的尺寸用“芯径/包层”尺寸表示。因此10/125mm光纤指的是光纤纤芯的直径是10mm，包层的直径是125mm。光纤类型光缆结构普通光缆结构图单模和多模光纤系统单模光纤有高的传输带宽，低的线路损耗是长距离传输的理想选择。单模光纤相对与多模光纤便宜一些。单模光纤传输适用的波段有131

3、0、1550nm。多模光纤比较适合于短距离传输。多模传输器件(LEDs)比单模传输器件相对便宜。多模光纤传输适用的波段有850、1300nm。单模多模光纤的材料与特性光功率的损耗(衰减)光在光纤中传输功率会随距离衰减。衰减大小取决于传输材料和光波长。损耗原因：本征因素和外部因素外部因素*弯曲损耗，一般和模场直径成正比。*熔接损耗和连接损耗本征因素*光纤材料本身存在的损耗*生产过程中引入的损耗（OHPeak）*菲涅耳反射光纤的衰减系数：单模光纤：0.35dB/Km@1310nm,0.19dB/km@1550nm

4、多模光纤：3.5dB/km@850nm,1.0dB/km@1300nm弯曲损耗对于所有的光纤当弯曲到一定角度时，将改变光线在包层上的入射角，当该入射角小于全反射的临界角度时将有光向外辐射，产生弯曲损耗。光纤端面光纤中心轴最大耦合角光线包层边缘CriticalAngleAngleofReflectionTotalInternalReflectedLightRayAngleofIncidence=AngleofReflection熔接与连接损耗机械连接，跟据不同的连接方法通常有0.2dB～1.0dB。熔接，通常小

5、于0.2dB。采用好的熔接机可达到0.07dB左右。引起损耗的因素：端面切割质量、光纤芯未对准、光纤有气泡、光纤折射率不匹配、光纤芯径不匹配等等。光纤固有损耗光纤工作波长7008009001000110012001300140015001600波长（nm)LossdB/km工作窗口123456Loss3dB/kmLoss0.35dB/kmLoss0.2dB/kmInputlightFresnelreflectionlightCladCoreRefractiveIndexDistribution(a)(b)切割

6、平滑切割不平滑菲涅耳反射光光纤通信和测量设备光纤通信与测试设备1.导言2.光纤知识3.发光器件与光探测器件4.光纤通信需要的测试项目与测试设备5.光纤通信的特点和应用6.客户群体光纤通信所用的不同的光源电光转换器结构发光器件的类型和特性LED与LD的性能比较LED的光谱特性75nm125nm面发光LED边发光LED光输出功率1310nm波长LD的光谱特性高斯型输出轮廓λ0F-P激光器DFB激光器光电转换器的机械结构光接收器件的类型与特性光探测器的灵敏度的波长特性0.40.50.60.70.80.91.01.1

7、1.21.31.41.51.61.7100%75%50%25%Wavelength(mm)RelativeSensitivitySi-PDGe-PD(长波长）(短波长）InGaAs-PD光探测器的比较Pin光电二极管的工作特性参数参数单位SiGeInGaAs波长范围nm400~1100800~16501100~1700响应度A/W0.4~0.60.4~0.50.75~0.95暗电流nA1~1050~5000.5~2.0上升时间ns0.5~1.00.1~0.50.05~0.5带宽GHz0.3~0.70.5~3.

8、01.0~2.0偏置电压VB55~105APD光电二极管的工作特性参数参数单位SiGeInGaAs波长范围nm400~1100800~16501100~1700雪崩增益20～40050～20010～40暗电流nA0.1~150~50010~50上升时间Ns0.1~20.5~0.80.1~0.5增益带宽M.GHz0.3~0.70.5~3.01.0~2.0偏置电压VB150~40020~4020~30光