光纤通信原理ppt下载-光纤通信原理

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光纤通信原理光纤通信系统设计PPT课件

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数字信号的全部装置构成一个数字段。
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• 2.
• (1)

误码就是经接收判决再生后,数字码流的某些比特发生了差错,使传
输信息的质量产生了损伤。
•①

它包括各种噪声源产生的误码;定位抖动产生的误码;复用器、交叉
连接设备和交换机的误码。
第17页/共36页
•②

一些具有突发性质的脉冲干扰如外部电磁干扰、静电放电、设备故障、
电源瞬态干扰和人为活动会产生误码。
• (2)

误码性能事件是导出误码性能参数的基础,G.826建议是以块差错
(误块)事件为基础的规范,它规范的是运行在基群和基群以上速率数字通道
的误码性能事件、参数和指标。
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• (3)
•①

需 要 说 明 的 是 SES 事 件 并 不 总 是 孤 立 的 事 件 , 它 可 能 会 连 续 地 发 生
与最坏值设计法相比,统计设计法可以延长再生段距离,但横向兼容性不再
满足。
• (3)

在某些情况下,按标准的光接口参数值进行设计不能满足实际工程再
生段距离,运营者需要仔细考虑设计中不满足光接口规范的主要方面。
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• 2.

为了在再生段上实现横向兼容性,与过去的PDH体系不同,SDH体
系和波分复用系统有世界范围的标准光接口,这些光接口标准是系统设计必

PDH信号在SDH/PDH边界处应满足原有PDH网的抖动性能要求。

① PDH

② SDH设备的PDH支路输入口抖动和漂移容限
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③ SDH网络输出接口允许的最大抖动

光纤通信PPT课件

光纤通信PPT课件
就叫做“受激辐射的光放大”,简称激光。
1950年,波尔多一所中学的教师阿尔弗雷德·卡斯特 勒同让·布罗塞尔发明了“光泵激”技术。这一发明后 来被用来发射激光
14
2.2.1 光纤通信概述
1951年,美国哥伦比亚大学的一位教授查尔斯·汤 斯(Townes)对微波的放大进行了研究,经过三年 的努力,他成功地制造出了世界上第一个“微波激 射器”,即“受激辐射的微波放大”的理论。 1958年,汤斯和肖洛在《物理评论》杂志上发表了 他们的“发明”——关于“受激辐射的光放大”( 即LASER)的论文。
意思是“受激辐射的光放大”。
13
2.2.1 光纤通信概述
什么叫做“受激辐射”? 在组成物质的原子中,有不同数量的粒子(电子)分 布在不同的能级上,在高能级上的粒子受到某种光子 的激发,会从高能级跳到(跃迁)到低能级上,这时 将会辐射出与激发它的光相同性质的光,而且在某种 状态下,能出现一个弱光激发出一个强光的现象。这
17
2.2.1 光纤通信概述
第二种方式:把光束限制在特定空间
透镜波导:在金属管内每隔一定距离安装一个透镜,
每个透镜把经传输的光束聚到下一个透镜而实现
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2.2.1 光纤通信概述
反射镜波导:用与光束传输方向成45度角的两个
平行反射镜代替透镜而构成
首先:现场施工中校准和安装十分复杂; 其次:地面活动对波导影响很大
5
2.2.1 光纤通信概述
各种传输介质所能承载的载波大小:
铜线——1MHz 同轴电缆——100MHz 无线电——500kHz~100MHz 微波(包括卫星信道)——100GHz 光纤——几百THz NEC和Alcatel报道他们的传输容量分别达到
10.92Tb/s和10.02Tb/s。(采用波分复用技术 )

光纤通信光纤PPT课件

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n2
θ2

n1
θ1

θ

θ0
NA n12 n22 n1 2
定义光纤的数值孔径为入射临界角θ0 的正弦,即:
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• △ 越大,NA越大,光纤第2聚7页光/共能52页力越强,可得到越高的
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临界光锥 c
非全反射光
全反射光
纤 芯 n( >n ) 12 包 层 n( 2)

n0
n2
θ2

n1
θ1

θ

θ0
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第二种情况:
光线以大于θ0的角度入射光纤端面,它产生的界 面入射角将小于θc ,光线在包层中的折射角小于 900 ,该光线将射入包层(24 散失掉)。
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阶跃光纤(step-index fiber)的射线光学分 析(续)

n0
n2
θ2

n1
θ1

θ

θ0
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第三种情况:
光线以小于θ0的角度入射光纤端面,它产生的界面 入射角将大于θc ,光线在包层中的折射角大于900 , 该 光 线 将 在 界 面 产 生 全 反25射 ( 从 而 向 前 传 播 ) 。
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阶跃光纤(step-index fiber)的射线光学分 析(续)
τ= (n1l)/c = (n1Lsecθ1 )/c ≌ (n1L)/c*(1+ θ12/2)
式中C为真空中第的30光页3/0共速52页。
阶跃光纤(step-index fiber)时间延迟
由上式得到最大入射角(θ= θ0)和最小入射角 (θ=0)的光线之间时间延迟差近似为:

光纤通信基础知识ppt课件

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

光纤通信原理全套PPT课件360

光纤通信原理全套PPT课件360

f(t)
(量化、编码)
抽样信号 数字信号

f 1 1 0 1 0 0 0 0 t
… 1 2 … n 1 … n…
t
时分复用
3. 光纤通信 传输的是光信号、传输线路是光纤(光缆) 光纤通信与电通信的主要区别有两点: • 用光波作为载波信号传输来信号 • 用光纤作传输线路
目前使用的光纤通信系统,普遍采用的是数字编 码、强度调制,即用数字信号去直接调制光源 的光强,使之随信号电流呈线性变化(如“1”、 “0”分别使“有光”、“无光”)
阶跃型光纤的剖面折射率分布
n ( 1 r) n
0
渐变型光纤的剖面折射率分布
a
bnr
2.渐变型光纤
纤芯折射率n1随着半 径的增加而按一定规律减 小,到纤芯与包层交界处 为包层的折射率n2 ,即纤 芯中折射率的变化呈近似 抛物线型。这种光纤称为 渐变型光纤,可用 GI(Graded-Index)表示。
光通信系统
P C M 复 用 设 备
电信号
光 端 机
光 中 继 器
光 端 机
P C M 复 用 设 备
电信号
光信号
光缆通信传输系统的基本构成
2. 优缺点 优点:传输频带宽,通信容量大;损耗小,不受电磁 干扰,传输质量好,传输距离长;线径细,质量轻, 空间利用率高;资源丰富。 缺点:光纤质地脆、机械强度低;要求比较好的切断、 连接技术;分路、耦合比较麻烦等。 光波也是电磁波,其波长在微米级、頻率为1012~1016Hz 数量级。目前光纤通信使用的波长范围是在近红外区 内,即波长为0.8~1.8µ m 其中短波长波段波长为0.85µ m 长波长波段波长为1. 31µ m和1.55µ m 0.85µ m、1.31µ m和1.55µm是目前所采用的三个通信窗口

光纤通信原理 ppt课件

光纤通信原理 ppt课件
掌握波分复用器件的类型、结构、原理和特性,光波分复用的 原理、系统构成和管理技术;
掌握自动交换光网络的概念和控制平面、光传送平面、管理平 面的功能和结构;
掌握光纤和主要光器件基本特性测量系统的组成、原理和测量 方法,光纤通信系统基本参数
实践环节 (8学时)
杨再旺
实验1 截断法光纤衰减系数测量;LED的P-I特性测量 2学时
实验2 光纤熔接;OTDR光纤损耗特性测量
2学时
实验3 光端机码型变换测试;系统眼图测试
2学时
实验4 光纤通信系统光接口性能测试
2学时
教学辅导
交作业时间:周一上午上课前 答疑时间: 周三下午2:30 答疑地点: 教三楼通信教研室
1.3 光纤通信系统的基本组成
1.3.1 发射和接收 1.3.2 基本光纤传输系统 1.3.3 数字通信系统和模拟通信系统
1.1
1.1.1 探索时期的光通信 • 原始形式的光通信:中国古代用“烽火台”报警,欧洲人
用旗语传送信息。
• 1880年,美国人贝尔(Bell)发明了用光波作载波传送话音
的“光电话”。贝尔光电话是现代光通信的雏型。
1970 年,光纤通信用光源取得了实质性的进展 •1970年,美国贝尔实验室、日本电气公司(NEC)和前苏联,先
后研制成功室温下连续振荡的镓铝砷(GaAlAs)双异质结半导体激 光器(短波长)。虽然寿命只有几个小时,但它为半导体激光器的 发展奠定了基础。
•1973 年,半导体激光器寿命达到7000小时。 •1976年,日本电报电话公司研制成功发射波长为1.3 m的铟
光纤通信原理
Principle of Optical Fiber
Communication
教材:

光纤通信课件PPT课件


.
25
.
26
并行系统中的光纤互连
• 光多路复用
– 时分复用(TDM) – 频分复用(FDM) – 波分复用(WDM)
• 解复用
– 棱镜 – 衍射光栅 – 阵列波导光栅 – 干涉滤光片 – 布拉格光纤光栅法
.
27
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28
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29
.
30
• 加/减多路复用(OADM)
.
31
光无源器件
.
32
• 跳线
.
3
课程简介
• 光通信基础知识 • 光通信器件基础 • 光链路及光开关 • 光网络中的全息技术 • 光网络中的空间光调制器 • 光网络中的光纤旋转连接器
.
4
光开关
用于光交换 设备及系统 中实现全光 层次的路由 选择、波长 选择等功能
.
5
全息技术
用一条激光束将一个
物体照亮,使其反射
到那个底板上去,再
• 无需考虑信号频率变化的影响 • 光速c=299792458m/s • 可见光的频率范围处在430万亿赫兹(红光)与750万亿赫兹
(紫光)之间
• 整个光谱的频率可小到十亿赫兹之下(电磁波),大到3 X 10 10 十亿赫兹之上(γ射线)。
– 复用
• 波分复用
.
15
• 光学并行性
– 电子之间通过电磁场相互作用 – 光波导可相互穿越(交叉角>10度) – 光互连不受平面或准平面的限制 – 光互连密度的限制
3
4
(b )
.
37
• 密集波分复用(DWDM)
– 850nm
– S波段:1310nm
– C波段:1550nm
– L波段:1625nm

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
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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
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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)

光纤通信技术ppt课件

12
3.按光纤构成的原材料分类
(1)石英系光纤
石英系光纤主要是由高纯度的 SiO2 并掺有适当的
. 杂质制成,如用 GeO2 SiO2 和 P2O5.SiO2
作芯子,用 B2O3.SiO2作包层。目前这种光纤损耗最低、
强度和可靠性最高、应用最广泛。
(2)多组分玻璃光纤
例如用钠玻璃掺有适当杂质制成的光纤。这种光纤 的损耗较低,但可靠性不高。
3-30MHz 100—10m
同轴电缆短波无线电
30—300MHz 同轴电缆超短波无线电 10~lm
0.3—3 GHz 波导分米波无线电 lO—l cm
3—30GHz 10—1cm
波导厘米波无线电
30一300GHz 10一lm
105—107 GHz O.3~3×10-6 cm
波导毫米波无线电 光纤激光空间传播
30
光纤的损耗特性是光纤的一个很重要的传输参数,
它对于评价光纤质量和确定光纤通信系统的中继距离
有着决定性的作用。目前光纤在 1.55μm处的损耗可以 做到0.2dB/km左右,接近光纤损耗的理论极限值。
光通信
4
9.1.2 光纤通信系统基本结构与特点
光纤通信是以光波为载频、以光纤(光导 纤维)为传输媒质的通信方式。
光纤通信系统的基本组成如图9.2所示, 它包括了电收发端机、光收发端机、光纤光缆 线路、中继器等。
LD/LED
PIN/APD
图9.2 光纤通信系统组成
5
光纤通信系统由于采用了光纤传输信号 实现通信,因此,和其他通信系统相比,具 有一系列独特的优点: (1)频带宽,通信容量大 (2)传输损耗低,无中继距离长 (3)抗电磁干扰 (4)光纤通信串话小,保密性强,使用安全 (5)体积小,重量轻,便于敷设 (6)材料资源丰富
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光纤通信原理
信 息 源
电 电信号 光



射机Biblioteka 机光信号光 电信号 电






信 息 源
光纤通信系统的基本组成
• 光纤通信系统包括发射、传输、接收等基本功能模块。信息 源将用户信息(话音、图象、数据等)转化为原始电信号, 这种信号称为基带信号。电发射机把基带信号转换为适合信 道传输的信号。
• 输入到光发射机带有信息的电信号,都是通过调制转换为 光信号的。光载波经光纤传输到远方接收端,再经过适当的 解调从载波中取出用户需要的信息。
输入信号
取样
量化 编码
37 2
7 32
0011 0111 0010 0111 0011 0010
基带信号——取样——量化——脉冲编码——CMI码(线路码)
时钟
伪随机码
1
1
1
0
1
0
CMI码
11
00
11
0
1
000
1
伪随机码的CMI 1B2B码 码型变换过程
• mBnB码是把输入的二进制原始码流进行分组,每组有m个 二进制码,记为mB,称为一个码字。然后把一个码字变换为n 个二进制码,记为nB。最简单的mBnB码是1B2B码(曼彻斯 特码)。
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