《光纤通信基本知识》PPT课件
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光纤通信基本知识ppt课件
VC-3
VC-4
复用段层网络 再生段层网络 物理层网络
27
电路层
低阶 高阶
通道层
SDH 传送层
段层 传输 媒质层
完整最新ppt
SDH的承载业务
L5~7
Application
L4
TCP/UDP
L3
IP
L2 ATM FR PPP/HDLC LAPS SDL
L1
SDH
L0
WDM
FR: Frame Relay
6
7
MSOH
8
9
23
9列
261列
完整最新ppt
SDH开销字节的分层
分支
分支
--分支组装
POH
--分支取出
POH插入 MSOH
MSOH
POH提取 MSOH
插入
提取
RSOH RSOH RSOH RSOH RSOH
插入
提取/插入
提取
载波
载波
光接口
光接口
光接口
物理线路
物理线路
终端
再生器
终端
通道层 复用层 再生层 物理层
21
完整最新ppt
SDH的比特率
等级 STM-1
速率（Mb/s） 155.520
STM-4
622.080
STM-16 2488.320
STM-64 9953.280
22
完整最新ppt
SDH的帧结构
STM-1的帧结构
125us 9x270=2430个字节
第1行
2
RSOH
3
4 AU PTR
5
净荷（含POH）
35
光纤通信基础知识ppt课件
应用场景
光检测器广泛应用于光纤通信、光传 感、激光雷达等领域，特别是在高速、 长距离的光纤通信系统中，光检测器 的作用尤为关键。
光放大器
光放大器是光纤通信系统中的关键器件之一，主要分 为掺铒光纤放大器（EDFA）和拉曼光纤放大器（RA）
两类。
输入 标题
作用
光放大器的作用是对光信号进行放大，补偿光纤传输 过程中的光信号损耗，提高光纤通信系统的传输距离 和稳定性。
光检测器
分类
光检测器是光纤通信系统中的另一重 要器件，主要分为光电二极管（PIN） 和雪崩光电二极管（APD）两类。
性能参数
光检测器的性能参数包括响应度、带 宽、噪声等，这些参数直接影响着光 纤通信系统的接收灵敏度和动态范围。
作用
光检测器的作用是将光信号转换为电 信号，从而实现光信号的接收和检测。
模拟光纤通信系统的应用
03
在音频广播、视频传输等领域得到广泛应用。
光纤通信系统设计
01
光纤通信系统设计的基本原则
确保系统的传输性能、稳定性、可靠性和经济性。
02
光纤通信系统设计的主要内容
包括光源、光检测器、光纤、中继器和放大器等器件的选择和配置。
03
光纤通信系统设计的优化
通过采用先进的调制技术、编码技术等手段，提高系统的传输性能和容
性能参数
光源的性能参数包括波长、光谱宽度、输出功率、阈值电 流等，这些参数对光纤通信系统的性能和稳定性有着重要 影响。
作用
光源的作用是将电能转换为光能，为光纤通信系统提供光 信号。
应用场景
光源广泛应用于光纤通信、光传感、光谱分析等领域，特 别是在长距离、大容量的光纤通信系统中，光源的作用尤 为重要。
光纤通信发展历程
光检测器广泛应用于光纤通信、光传 感、激光雷达等领域，特别是在高速、 长距离的光纤通信系统中，光检测器 的作用尤为关键。
光放大器
光放大器是光纤通信系统中的关键器件之一，主要分 为掺铒光纤放大器（EDFA）和拉曼光纤放大器（RA）
两类。
输入 标题
作用
光放大器的作用是对光信号进行放大，补偿光纤传输 过程中的光信号损耗，提高光纤通信系统的传输距离 和稳定性。
光检测器
分类
光检测器是光纤通信系统中的另一重 要器件，主要分为光电二极管（PIN） 和雪崩光电二极管（APD）两类。
性能参数
光检测器的性能参数包括响应度、带 宽、噪声等，这些参数直接影响着光 纤通信系统的接收灵敏度和动态范围。
作用
光检测器的作用是将光信号转换为电 信号，从而实现光信号的接收和检测。
模拟光纤通信系统的应用
03
在音频广播、视频传输等领域得到广泛应用。
光纤通信系统设计
01
光纤通信系统设计的基本原则
确保系统的传输性能、稳定性、可靠性和经济性。
02
光纤通信系统设计的主要内容
包括光源、光检测器、光纤、中继器和放大器等器件的选择和配置。
03
光纤通信系统设计的优化
通过采用先进的调制技术、编码技术等手段，提高系统的传输性能和容
性能参数
光源的性能参数包括波长、光谱宽度、输出功率、阈值电 流等，这些参数对光纤通信系统的性能和稳定性有着重要 影响。
作用
光源的作用是将电能转换为光能，为光纤通信系统提供光 信号。
应用场景
光源广泛应用于光纤通信、光传感、光谱分析等领域，特 别是在长距离、大容量的光纤通信系统中，光源的作用尤 为重要。
光纤通信发展历程
光纤通信基本知识课件
常见光纤名词
• 衰减：光在光纤中传输时的能量损耗 单模光纤 1310nm 0.4~0.6dB/km 1550nm 0.2~0.3dB/km 塑料多模光纤 300dB/km
常见光纤名词
• 数值孔径（Numeric Aperture）
NA=SIN θ
θቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
接收锥
常见光纤名词
• 色散(Dispersion)：光脉冲沿着光纤行进一 段距离后造成的频宽变粗。它是限制传输 速率的主要因素。
光纤的结构
纤芯
包层
保护套
光纤的结构
• 纤芯 core：折射率较高，用来传送光； • 包层 coating：折射率较低，与纤芯一起形
成全反射条件；
• 保护套 jacket：强度大，能承受较大冲击 ，保护光纤。
光纤的尺寸
• 外径一般为125um(一根头发平均100um)
• 内径：单模9um 多模50/62.5um
125 9
125 50
12 62.5 5
光纤的分类
• 按材料分类：
– 玻璃光纤：纤芯与包层都是玻璃，损耗小，传输距离 长，成本高；
– 胶套硅光纤：纤芯是玻璃，包层为塑料，特性同玻璃 光纤差不多，成本较低；
– 塑料光纤：纤芯与包层都是塑料，损耗大，传输距离 很短，价格很低。多用于家电、音响，以及短距的图 像传输。
光纤数字通信
• 数字系统中脉冲的定义：
脉冲宽度
90% 50% 10%
上升时间
振幅 下降时间
周期
光纤数字通信
1.振幅：脉冲的高度在光纤系统中表示光功率能量。 2.上升时间：脉冲从最大振幅的10%上升到90%所需要的时
间。
3.下降时间：脉冲从振幅的90%下降到10%所需要的时间。 4.脉冲宽度：脉冲在50%振幅位置的宽度，用时间表示。 5.周期：脉冲特定的时间，就是完成一个循环所需要的工作
光纤通信ppt模板课件
1966年英籍华人高琨博士提出光导纤维的
概念在全世界范围内掀起了发展光纤通信 的高潮。
1978年工作于0.8μm的第一代光波系统正
式投入商业应用。
上世纪80年代初，早期的采用多模光纤的
第二代光波通信系统问世。
1990年，工作于2.4Gb/s，1.55μm的第三代
光波系统已能提供通信商业业务。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
1.5光纤通信的发展趋势
国家863计划通信技术主题专家组副组长 纪
越峰 ：在高速光传输方面，目前已实现了 10.96Tbit/s（274波×40Gbit/s）的实验系统 ；在超长距离传输方面，已达到了4000km 无电中继的技术水平
我国已成为世界上为数不多的几个掌握了
全套SDH和WDM光通信系统系列产品技术 的国家之一，在世界光通信系统和光网络 领域已经占据了一席之地。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
1.3光纤通信的特点
传输频带宽，通信容量大。 中继距离远。 抗电磁干扰能力强，无串话。 光纤细，光缆轻。 资源丰富，节约有色金属和能源。 均衡容易。 经济效益好。 抗腐蚀、不怕潮湿。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
（2）G.653光纤。G.653光纤特点是零色散
波长由G.652光纤的1.31μm位移到1.55μm制 得的光纤，故其称为色散位移光纤。G.653 光纤同时实现了1.55μm窗口的低衰减系数 和小色散系数。但是当其用于带有掺铒光 纤放大器的波分复用系统中时，由于光纤 芯中的光功率密度过大产生了非线性效应 ，限制了G.653光纤在单信道速率10Gbit/s以 上波分复用或密集波分复用系统中的应用
概念在全世界范围内掀起了发展光纤通信 的高潮。
1978年工作于0.8μm的第一代光波系统正
式投入商业应用。
上世纪80年代初，早期的采用多模光纤的
第二代光波通信系统问世。
1990年，工作于2.4Gb/s，1.55μm的第三代
光波系统已能提供通信商业业务。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
1.5光纤通信的发展趋势
国家863计划通信技术主题专家组副组长 纪
越峰 ：在高速光传输方面，目前已实现了 10.96Tbit/s（274波×40Gbit/s）的实验系统 ；在超长距离传输方面，已达到了4000km 无电中继的技术水平
我国已成为世界上为数不多的几个掌握了
全套SDH和WDM光通信系统系列产品技术 的国家之一，在世界光通信系统和光网络 领域已经占据了一席之地。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
1.3光纤通信的特点
传输频带宽，通信容量大。 中继距离远。 抗电磁干扰能力强，无串话。 光纤细，光缆轻。 资源丰富，节约有色金属和能源。 均衡容易。 经济效益好。 抗腐蚀、不怕潮湿。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
（2）G.653光纤。G.653光纤特点是零色散
波长由G.652光纤的1.31μm位移到1.55μm制 得的光纤，故其称为色散位移光纤。G.653 光纤同时实现了1.55μm窗口的低衰减系数 和小色散系数。但是当其用于带有掺铒光 纤放大器的波分复用系统中时，由于光纤 芯中的光功率密度过大产生了非线性效应 ，限制了G.653光纤在单信道速率10Gbit/s以 上波分复用或密集波分复用系统中的应用
光纤通信基础知识3.pptx
EDFA
OADM
λ2 λ2
EDFA
data1
DeMUX
data2 data3
data4 O/E Receiver
光通讯网络
光纤通讯网络
电磁波谱
1cm 1mm 100um 10um 1um 100nm 10nm 1nm λ波長
10G 100G 1T 10T 100T 10^15 10^16 10^17
如果是一束白光， 我们能看到彩带。 即红、橙、黄、绿 、青、蓝、紫。
棱镜对光的折射
光的
n1 n2 n1<n2
空气 水
视觉位置
实际位置
光的基本知识
n1 n2
n1 > n2
临界角
n1 n2
入射角=反射角
θ1 θ2
n1
900
n2
临界角
全反射
光纤传输的基本原理
光的全反射
信息量及单位
• 二进制数字信号有0和1两个信号位，称为比特（bit）。这 就是数字信号常用的信息量单位b（或Kb、Mb、Gb等）。
• 信息量举例：
• 一位十进制数字 4b，
三分钟讲话 20Mb
• 一个汉字
16b，
三分钟音乐 100Mb
• 一页文字 一本书
20Kb， 5Mb，
一幅图片 5Mb 一场电影 200Gb
光通信发展简史
2000多年前 烽火台——灯光、旗语 1880年 光电话——无线光通信 1970年 光纤通信
光通信发展简史
•1966年“光纤之父”高锟博士首次提出 光纤通信的想法。
•1970年贝尔研究所林严雄在室温下可连 续工作的半导体激光器。
•1970年康宁公司的卡普隆(Kapron) 之作 出损耗为20dB/km光纤。
光纤通信原理及基础知识ppt课件
光纤的通信原理及基础知识
编辑版pppt
0
光纤的通信原理及基础知识
第一章 光纤通信的基本原理 第二章 光纤的基本结构和分类 第三章 光纤的基本参数 第四章 光纤的制造方法
编辑版pppt
1
第一章 光纤、光缆的基本知识
§1.1 光纤通信的基本原理
信号 处理
发送端
光波导
信号 处理
接收端
编辑版pppt
2
光纤通信的基本原理
1.0
1,600 km
100 km
6km
0.5
6,400 km
400 km
25km
0.2
40,000 km 2,500 km 156km
• 当比特率大于10Gb/s, 偏振模色散必须考虑.
• 降低光纤偏振模色散值:
– 改进光纤的几何形状
• 导致裸纤的旋转
编辑版pppt
31
光纤的基本参数
偏振模色散 光纤的光学及传输特性参数之一------
8
1 非色散位移光纤 2 色散位移光纤 3 色散平坦光纤 4 非零色散位移光纤
1
4
2
4
3
0 1200
1400 1500 1600 1700 1800 nm
-4
色散D(ps/(nm•km))
-8
波长(nm)
编辑版pppt
28
光纤的基本参数
偏振模色散 光纤的光学及传输特性参数之一------
定义：
基模包含两个正交的矢量，这两个偏振矢量在传播过 程中会产生时延，从而引入偏振模色散
928km
1550nm (G.655)
4528km
1310nm (G.652)
编辑版pppt
0
光纤的通信原理及基础知识
第一章 光纤通信的基本原理 第二章 光纤的基本结构和分类 第三章 光纤的基本参数 第四章 光纤的制造方法
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1
第一章 光纤、光缆的基本知识
§1.1 光纤通信的基本原理
信号 处理
发送端
光波导
信号 处理
接收端
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2
光纤通信的基本原理
1.0
1,600 km
100 km
6km
0.5
6,400 km
400 km
25km
0.2
40,000 km 2,500 km 156km
• 当比特率大于10Gb/s, 偏振模色散必须考虑.
• 降低光纤偏振模色散值:
– 改进光纤的几何形状
• 导致裸纤的旋转
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31
光纤的基本参数
偏振模色散 光纤的光学及传输特性参数之一------
8
1 非色散位移光纤 2 色散位移光纤 3 色散平坦光纤 4 非零色散位移光纤
1
4
2
4
3
0 1200
1400 1500 1600 1700 1800 nm
-4
色散D(ps/(nm•km))
-8
波长(nm)
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28
光纤的基本参数
偏振模色散 光纤的光学及传输特性参数之一------
定义：
基模包含两个正交的矢量，这两个偏振矢量在传播过 程中会产生时延，从而引入偏振模色散
928km
1550nm (G.655)
4528km
1310nm (G.652)
《光纤通信》课件
总结词
海底光缆通信系统是光纤通信的重要应用之 一，它实现了跨洋、跨国之间的高速、大系统利用光纤作为传输介质， 通过海底光缆将各个国家和地区连接起来， 实现了高速、大容量的信息传输。这种系统 广泛应用于国际通信、广播电视、金融交易 等领域，对于全球信息交流和经济发展具有 重要意义。
光纤通信系统组成
光发信机
将电信号转换为光信号，通过光纤传输。
光纤
传输光信号的介质，具有低损耗、高带宽等 特点。
光收信机
将光信号转换为电信号，实现信息的接收和 解调。
中继器
用于延长传输距离和提高信号质量，包括光 放大器、光检测器等组件。
02
光纤基础知识
光的本质与传播
光的波粒二象性
光既具有波动特性，又具有粒子 特性。在光纤通信中，利用光的 波动特性进行信息传输。
《光纤通信》课件
目录 Contents
• 光纤通信概述 • 光纤基础知识 • 光纤通信技术 • 光纤通信应用 • 光纤通信发展趋势与挑战 • 案例分析
01
光纤通信概述
光纤通信定义
01
光纤通信是一种利用光波在光纤 中传输信息的通信方式。它通过 光信号的调制和传输，实现信息 的传递和交换。
02
光纤通信具有传输容量大、传输 距离远、传输损耗低、抗电磁干 扰等优点，是现代通信网络的重 要组成部分。
光纤通信发展历程
1960年代
激光的发明为光纤通信奠定了 基础。
1970年代
低损耗石英光纤的研制成功， 为光纤通信的实用化创造了条 件。
1980年代
光纤通信进入实用化阶段，广 泛应用于电话、有线电视等领 域。
1990年代至今
光纤通信技术不断发展，传输 速率和传输距离不断提高，成 为现代通信网络的主流技术。
光纤通信介绍-PPT
•本征吸收：是光纤基础材料(如SiO2)固有的吸收，不是 杂质或缺陷引起的，因此，本征吸收基本确定了某一种 材料吸收损耗的下限。 •杂质吸收：由光纤材料的不纯净而造成的附加吸收损 耗。
损耗起因（二）
散射损耗：由于光纤的材料、形状、折射率分布等
的缺陷或不均匀，使光纤中传导的光与微小粒子相碰撞 发生散射，由此产生的损耗。
分类： 同质结半导体激光器：早期使用，阈值电流高 异质结半导体激光器：阈值电流小，发光强度高
工作特性： 阈值特性 光谱特性 温度特性 转换效率
半导体发光二极管(LED)
半导体发光二极管(LED)是无阈值器件，没有光学谐振腔， 发光只限于自发辐射，发出的是荧光。 半导体发光二极管(LED)工作特性：
模间色散
多模光纤中，各传输模式路径不同，到达出射端时间不同， 从而引起光脉冲展宽，产生的色散。
材料色散
由于光纤材料的折射率随光波长而变化，使得信号各频率 成分群速不同，引起脉冲展宽的色散现象。
波导色散
把具有一定波谱线宽的光源发出的光脉冲射入到光纤后， 由于不同波长的光传输路程不完全相同，所以到达光纤出 射端时间不同，从而使脉冲展宽的色散。
规率减少: P(L)=P(0)10(α L/10)
式中： P(0)－在L＝0处注入光纤的光功率 P(L)－传输到轴向距离L处的光功率
衰减系数α（L） ＝－(10/L)㏒[P(L)/P(0)] dB/km
衰减谱
衰减系数与波长的函数关系
损耗起因（一）
吸收损耗：光波通过光纤材料时，一部分 光能变成热能，造成光功率的损失。
1550nm波长最低衰减光纤（G.654光纤）
选用纯SiO2芯来降低光纤的衰减 最大优点：在1550nm波长的最低衰减为0.18dB/km 制造困难，价格昂贵，适用于海底光缆。
损耗起因（二）
散射损耗：由于光纤的材料、形状、折射率分布等
的缺陷或不均匀，使光纤中传导的光与微小粒子相碰撞 发生散射，由此产生的损耗。
分类： 同质结半导体激光器：早期使用，阈值电流高 异质结半导体激光器：阈值电流小，发光强度高
工作特性： 阈值特性 光谱特性 温度特性 转换效率
半导体发光二极管(LED)
半导体发光二极管(LED)是无阈值器件，没有光学谐振腔， 发光只限于自发辐射，发出的是荧光。 半导体发光二极管(LED)工作特性：
模间色散
多模光纤中，各传输模式路径不同，到达出射端时间不同， 从而引起光脉冲展宽，产生的色散。
材料色散
由于光纤材料的折射率随光波长而变化，使得信号各频率 成分群速不同，引起脉冲展宽的色散现象。
波导色散
把具有一定波谱线宽的光源发出的光脉冲射入到光纤后， 由于不同波长的光传输路程不完全相同，所以到达光纤出 射端时间不同，从而使脉冲展宽的色散。
规率减少: P(L)=P(0)10(α L/10)
式中： P(0)－在L＝0处注入光纤的光功率 P(L)－传输到轴向距离L处的光功率
衰减系数α（L） ＝－(10/L)㏒[P(L)/P(0)] dB/km
衰减谱
衰减系数与波长的函数关系
损耗起因（一）
吸收损耗：光波通过光纤材料时，一部分 光能变成热能，造成光功率的损失。
1550nm波长最低衰减光纤（G.654光纤）
选用纯SiO2芯来降低光纤的衰减 最大优点：在1550nm波长的最低衰减为0.18dB/km 制造困难，价格昂贵，适用于海底光缆。
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SJTU
12
副载波调制（SCM）
• SCM是一种采用两级调制的频分复用系统。第一次电调制，由多路信号分别对多 个副载频进行调制（AM/FM/PM）,然后，再将复合信号对光波进行强度调制。
SJTU
13
相干光通信系统
• 相干光通信系统又称为外差光纤通信系统。是一种采用单一频率的相干光做光载 波，利用无线电技术中的外差接收方式，再配合ASK\FSK\PSK等调制方式的新 型光纤通信方式。主要优点是光接收机灵敏度高，选择性好；既可扩大通信容量 ，又可增加再生中继距离。
• 在一根光纤中同时传输几个不同波长的光信号。
• 复用器是将若干复不同波长的光信号分开或合并的器件，复有熔锥型、棱镜色散型、
光栅色散型、干用涉滤光型等。
用
器
光纤
器
SJTU
11
光频分复用（OFDM）
• 当波分复用的光载波间隔变窄到小于1nm时，就是光频分复用；而间隔大于1nm 时，称为密集波分复用（DWDM）
SJTU
4
光缆
• 含有光纤，符合现场实际使用要求的光、机 械和环境规范的缆。由光纤、加强件和外护 层等组成。
• 光缆的分类：
• 按芯数分为单芯、双芯、多芯 • 按结构分为层绞式、骨架式、带状等 • 按敷设场合分为架空、直埋、管道、移动、室
内、水下、海底等 • 按用途分为通信用光缆和非通信用光缆
SJTU
• 多模光纤~单模光纤
• AlGaAs/GaAs~InGaAsP/InP
• 三项新技术:
• 波分复用(WDM)
• 相干通信
• 光电子SJ集TU成(OEIC)
8
光纤传输系统框图
电 端 机
驱光 动源
光判 检决 测 再生
光 源
光 检 测
放 大
电 端 机
发 光 光纤 光 光纤 光 接
送 发 光缆 中 光缆 接 收
5
三 光器件（无源）
• 光分路器/耦合器：1xN（树型）、NxN（星型） • 波分复用器：合波器和分波器、滤波器 • 光纤连接器：固定、活动（FC、ST、SC等）、适配器（直通） • 光开关 • 光衰减器：固定、可变 • 光隔离器：单方向传输光的器件 • 极化器
SJTU
6
有源光器件
• 光源：发光二极管（LED） 激光二极管（LD）
特性、抗疲劳特性、机械筛选强度等。
SJTU
3
光纤的分类
• 按工作波长： 短波长（850nm) 长波长（1310nm、1550nm）
• 按传输模式： 多模光纤和单模光纤
• 按折射率分布： 阶跃（突变）型(SI)和梯度（渐变）型(GI)
• 按材料： 石英光纤、塑料光纤等
几种新型光纤：色散位移光纤（DSF）、非零色散光纤（ NZDF）、色散平坦光纤（DFF）、色散补偿光纤（DC F）等
SJTU
19
五 同步数字系列（SDH）
• 准同步数字系列(PDH---Plesiochronous Digital Hierarchy):只有地区性(北美,日本,欧洲)的数字 信号速率和帧结构标准,没有统一的国际标准;没 有国际标准的光接口规范;采用异步复接,复用结 构复杂,灵活性差;网络运行,管理,维护(OAM)困 难.
• 光放大器可分为半导体光放大器（SOA）和光纤放大器（FA）。 • 光纤放大器又可分为非线性光纤放大器（喇曼光纤放大器）和掺铒光纤放大器（E
DFA）
SJTU
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掺铒光纤放大器（EDFA）
• 将稀土元素铒（Er）注入到纤芯中，即是掺铒光纤。它在泵浦光的作用下可直接 对某一波长的光信号进行放大，这就是掺铒光纤放大器。
• 光电检测器： PIN光电管、PIN-FET组件 雪崩光电二极管（APD）
• 光纤放大器（EDFA） • 调制器
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四 光纤传输系统
• 第一代：0.85um多模光纤系统
• 第二代：1.3um多模光纤系统
• 第三代：1.3um单模光纤系统
• 第四代：1.55um单模光纤系统
• 三个过渡：
• 短波长~长波长
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光孤子（Soliton）通信
• 在很强的光场作用下，光纤的各种特征参数随光场强弱呈非线性变化。它使所传 的光脉冲变窄，正好补偿了由于色散使脉冲展宽的影响。光孤子是一种特殊形状 的超短脉冲（几个uus），它在光纤的传输过程中将不产生畸变，可实现高速、长 距离通信。
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光放大器
• 为了进行长距离传输，可以采用光/电/光转换形式的光中继器，也可以采用直接 对光信号进行放大的光放大器。
• EDFA的主要优点是： • 1、工作波长在1530~1560nm范围； • 2、激励的泵浦功率低（几十mW）; • 3、增益高（40dB）,噪声低（3~4dB）,输出功率大（14~20dB）; • 4、连接损耗低（0.1dB）;
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EDFA的结构
输入 光信号
光耦 合器
光隔
光隔
离器 掺铒光纤 离器
光纤通信基本知识
一 光纤通信 二 光纤光缆 三 光器件 四 光纤传输系通信是以光波为载波，以光纤（光导纤维）为传输媒体，将信号从某一点传 送到另一点的通信方式。具有传输距离远（传输损耗小）、通信容量大（传输频 带宽）、抗干扰性能好（不受电磁干扰）、保密性好（不产生光泄漏）、重量轻 、体积小等优点。
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二 光纤光缆
• 光纤是用石英玻璃、塑料或晶体等对某个波长范 围透明的材料制造的能传输光的纤维。由纤芯和 包层组成，纤芯的折射率比包层的高。
• 光纤的特征和性能：
1.几何和结构参数：芯径、外径、数值孔径、折射率分 布等。
2.光传输特性：工作波长、传输损耗和带宽、色散、偏 振特性等。
3.环境特性：高低温特性、抗微弯和弯曲特性、抗辐射
送
继
收
机
器
机
模拟通信：信噪比和谐波失真
数字通信：误码率和相位抖动
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光纤通信系统的新技术
延长中继距离的新技术 光放大器(EDFA)
外调制器(电光晶体LiNbO3)
色散补偿(DCF、Bragg光纤光栅) 提高通信容量的新技术
时分复用技术（TDM） 波分复用技术（WDM）
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光波分复用（WDM）
光滤 波器
泵浦 光源
同向泵浦结构
输出 光信号
输入 光信号
光耦 合器
光隔
光隔
离器 掺铒光纤 离器
光滤 波器
反向泵浦结构
泵浦
光源
SJTU 双向泵浦结构（略）18
输出 光信号
EDFA的应用
• 用作光接收机的前置放大器，可提高接收机灵敏度10~20dB; • 用作光发射机的功率放大器，增加入纤光功率，延长传输距离； • 用作光中继器，可实现全光通信；