光通信技术 课件Lecture1
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光通信培训课件
SDH技术
总结词
OTN（Optical Transport Network）技术是一种基于波分复用技术的光传送网络，是光通信领域中的又一种重要技术。
详细描述
OTN技术采用波长通道作为基本单位，实现了对信号的透明传输和多层次监视管理。它不仅能够提供大颗粒度的带宽调度和保护，还能够支持多种业务类型和协议，被广泛应用于骨干网和城域网等光通信领域。
OTN技术
04
光通信设备介绍
光源
发射机的主要元件，将电信号转换为光信号。
光调制器
将电信号调制到光波上，使其携带有用信息。
激光二极管
基于半导体材料制造，具有高亮度、单色性好等优点。
电光调制器
利用电光效应，通过改变光波相位或偏振状态实现调制。
发光二极管
低功耗、低成本，适用于短距离通信。
声光调制器
利用声光效应，通过改变光波衍射特性实现调制。
电力通信网设计
链路设计实例分析
Hale Waihona Puke 故障定位当光通信链路出现故障时，需要进行故障定位，包括检查光纤和光器件的连接是否正常，以及检查光信号的质量和传输速率是否符合要求。
故障排除
根据故障定位的结果，采取相应的措施进行故障排除，包括重新连接光纤和光器件，更换损坏的光纤和光器件，以及调整光信号的质量和传输速率。
05
光通信链路设计
确保可靠性
设计时需要考虑到光通信链路的可靠性，包括使用具有高稳定性和长寿命的光纤和光器件，以及采用备份和保护措施以防止故障。
链路设计基本原则
优化性能
为了确保高速数据传输，光通信链路设计需要优化传输性能，包括选择合适的光源和光放大器，以及采用高速调制格式和编码技术。
降低成本
光通信培训课件
偏振复用技术
偏振复用原理
利用光的偏振态不同，将多个独立信号在同一波长上进行复用，提高传输速率和 容量。
偏振复用技术分类
包括偏振复用直接调制和偏振复用外调制两种方式。
前向纠错技术
前向纠错原理
在发送端对数据进行一定的编码处理，在接收端对接收到的数据进行解码处理，从而纠正传输过程中可能出现的 错误。
前向纠错技术分类
案例四：智慧城市中的光传输技术应用
总结词
详细描述
智慧城市对于光传输技术的需求主要体现在 城市管理和公共服务方面。通过使用光纤和 无线相结合的方式，智慧城市可以实现更高 效、更智能和更便捷的数据传输。
在智慧城市中，光传输技术被广泛应用于城 市管理和公共服务领域。例如，通过使用光 纤传感器和高速光模块，智慧城市可以实现 实时监控和管理城市的交通、公共安全和环 境质量等方面的问题。同时，光纤的无线通 信网络也可以为市民提供高速、便捷的网络
将电信号转换为光信号，通过改变光源的 发光强度或相位来实现。
驱动电路
发送模块
为光源提供合适的偏置和调制电流，以控 制光信号的幅度和相位。
将电信号转换为光信号，并进行电光转换 、调制、发送等操作。
光接收机
01
光检测器
将接收到的光信号转换为电信号 。
限幅放大器
进一步放大电信号，并消除噪声 干扰。
03
02
案例三：电力通信网中的光传输技术应用
总结词
电力通信网对于光传输技术的需求主要体现在高可靠性和安全性方面。通过使用光纤和光器件，电力通信网可以 实现更稳定、更可靠和更安全的数据传输。
详细描述
在电力通信网中，光传输技术被广泛应用于电力线路和变电站之间的互联。通过使用光纤和光器件，电力通信网 可以实现高速、大容量的数据传输，满足电力通信网对于高可靠性和安全性的需求。另外，光纤的物理特性也使 得电力通信网在遭受自然灾害或其他干扰因素时能够保持相对稳定的数据传输服务。
《光纤通信技术》课件
3 更高密度
光纤连接器和光纤组件将变得更小型化和高密度，提高光纤通信系统的灵活性。
光纤通信技术的挑战和解决方案
信号衰减
长距离传输会导致信号衰减， 引入光纤放大器和衰减补偿 器解决。
色散
不同波长的光信号在光纤中 传输速度不同，引入分波复 用和调制解调技术解决。
光纤损伤
光纤损伤会导致传输质量下 降，引入纤芯修复和保护技 术解决。
光纤通信
光纤通信技术通过光信号传输语音、图像和数 据，使信息传输更可靠和高效。
光纤通信的工作原理
全内反射
光纤内部采用全内反射原理，使光信号在光纤中传输。
光纤传输模式
光纤可以传输单模式和多模式信号，以适应不同的通信需求。
光纤连接和接收
光纤连接器和光接收器是实现光纤通信的关键组成部分。
光纤通信系统的组成
《光纤通信技术》课件
欢迎来到《光纤通信技术》课件！通过本课程，我们将探索光纤通信技术的 发展、应用和挑战，了解这Байду номын сангаас革命性技术的工作原理和优势。
光纤通信技术概述
光纤传输
光纤通过内部的光信号传输数据，提供更高的 带宽和更快的传输速度。
光纤网络
光纤网络可以覆盖较长的距离，并支持大量的 数据传输，是现代通信的基础设施。
总结和展望
光纤通信技术的发展给我们带来了前所未有的通信体验和行业变革。我们期 待光纤通信在未来继续推动信息社会的发展。
2
低延迟
光信号在光纤中传播速度快，减少了通信的延迟。
3
抗干扰
光纤对电磁干扰和噪声具有很强的抵抗能力。
光纤通信广泛应用于电信、互联网、医疗、军事等领域，推动了信息社会的发展。
光纤通信的发展趋势
光纤连接器和光纤组件将变得更小型化和高密度，提高光纤通信系统的灵活性。
光纤通信技术的挑战和解决方案
信号衰减
长距离传输会导致信号衰减， 引入光纤放大器和衰减补偿 器解决。
色散
不同波长的光信号在光纤中 传输速度不同，引入分波复 用和调制解调技术解决。
光纤损伤
光纤损伤会导致传输质量下 降，引入纤芯修复和保护技 术解决。
光纤通信
光纤通信技术通过光信号传输语音、图像和数 据，使信息传输更可靠和高效。
光纤通信的工作原理
全内反射
光纤内部采用全内反射原理，使光信号在光纤中传输。
光纤传输模式
光纤可以传输单模式和多模式信号，以适应不同的通信需求。
光纤连接和接收
光纤连接器和光接收器是实现光纤通信的关键组成部分。
光纤通信系统的组成
《光纤通信技术》课件
欢迎来到《光纤通信技术》课件！通过本课程，我们将探索光纤通信技术的 发展、应用和挑战，了解这Байду номын сангаас革命性技术的工作原理和优势。
光纤通信技术概述
光纤传输
光纤通过内部的光信号传输数据，提供更高的 带宽和更快的传输速度。
光纤网络
光纤网络可以覆盖较长的距离，并支持大量的 数据传输，是现代通信的基础设施。
总结和展望
光纤通信技术的发展给我们带来了前所未有的通信体验和行业变革。我们期 待光纤通信在未来继续推动信息社会的发展。
2
低延迟
光信号在光纤中传播速度快，减少了通信的延迟。
3
抗干扰
光纤对电磁干扰和噪声具有很强的抵抗能力。
光纤通信广泛应用于电信、互联网、医疗、军事等领域，推动了信息社会的发展。
光纤通信的发展趋势
光纤通信原理和技术PPT课件
波长（µm） 系统类型
0.85
IM/DD
光纤 多模
BL(Gb/s·km) 年代
2
1978
1.3
IM/DD
单模
第1章 绪论
1.1 光通信发展史 1.2 国内外光纤通信技术发展概况 1.3 光纤通信系统的基本构成
第1章 绪论
1.1 光通信发展史
1.1.1 现代通信的发展
人类社会出现后，人与人之间就需要信息交流。原始社会 人们可以靠声音（语言）、肢体动作（肢体语言）或面部表情 等交流信息，这就是原始的通信，是人们面对面的交流。
60年代最好的光纤传输衰减为1000dB/km，即传输1km， 光功率降到原来的1/10100≈0，因而这种光纤不可能用作通 信媒质。当时没有人相信光纤可以用于通信，也没有人从 事光纤用于通信的研究。英藉华人学者高锟博士的贡献在 于理论上证明这样大的传输衰减是由于光纤中杂质吸收和 散射引起的。如将光纤提纯，则传输衰减可以降到可在通 信中实用的程度（最初提出的指标是20dB/km）[1].这一贡 献具有深远意义，完全改变了通信容量不适应社会发展的 需求，推动了信息社会更快地到来。由于这一贡献，高锟 博士获得了2009年诺贝尔物理学奖。
第1章 绪论
2.半导体激光器性能的突破
1960年发明的第一个激光器是红宝石(固体)激光器，不久 （1961年）半导体激光器研制成功，但当时需要在低温(液氮) 下脉冲工作。后来采用异质结技术使激光器可在常温下连续 工作，但开始只有数小时甚至数分钟的寿命，由于寿命极短 不能实用化。经过一段时间的努力，才研制成功可实用的半 导体激光器。现在的半导体激光器的性能有了极大的提高， 其寿命可达106小时，甚至达108小时，功率可达10 毫瓦量级 (泵浦激光器可达几百毫瓦),可调谐范围几百GHz,线宽低到 1―10MHz(外腔激光器能达几十kHz)，适用于各种光通信系统， 为光纤通信实用化打下了基础。激光器价格也在不断下降， 干线通信系统所用激光器已降到千美元量级；几十美元，甚 至几美元的半导体激光器可用于接入网系统。
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
现代通信新技术 课件光通信技术
光通信技术
主要内容： 系统模型 光器件、放大器 多信道系统 相干通信 光孤子 PDH SDH
1.概述
1.1 丁达尔实验
1870年的一天，英国物理学家丁达尔到皇家学会的演讲厅讲光的全反射原 理，他做了一个简单的实验：在装满水的木桶上钻个孔，然后用灯从桶上边 把水照亮。结果使观众们大吃一惊。人们看到，放光的水从水桶的小孔里流 了出来，水流弯曲，光线也跟着弯曲，光居然被弯弯曲曲的水俘获了。
无线电通信中的概念。
Es As exp[I (st s )] EL AL exp[I (Lt L )]
接收的信号 s
滤波
本地振荡信号 L
P K Es EL 2 Ps PL s PsPL cos(IFt L s )
IF L S
根据 IF 是否为0，分为零差监测和外差检测。 零差比较难以获得。
* 光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中 的全反射原理而达成的光传导工具。
前香港中文大学校长高锟和George A. Hockham首先提出光纤可以用于 通讯传输的设想，高锟因此获得2009年诺贝尔物年，高锟，（华裔）， 光纤之父，提出 1000dB/km --> 20dB/km 可用 于通信。 改年，发表文章《光频介质纤维表面波导》，提出光纤长距离、大 容量通信。 4年之后： 1970年，20dB/km光纤制成，被称为光纤通信的元年。
孤子：脉冲包络在非线性色散介质中，类似于粒子的特征。 不仅无失真传播，甚至碰撞后依然保持原形。
6. 光孤子通信_
非线性：使高频成分不断积累。波形越来越陡峭，最后破裂。 色散：会使得脉冲展宽。
两种有害因素，平衡时，呈现孤子现象： 保形，稳幅， 损耗可由光纤放大器补偿。
6. PDH
主要内容： 系统模型 光器件、放大器 多信道系统 相干通信 光孤子 PDH SDH
1.概述
1.1 丁达尔实验
1870年的一天，英国物理学家丁达尔到皇家学会的演讲厅讲光的全反射原 理，他做了一个简单的实验：在装满水的木桶上钻个孔，然后用灯从桶上边 把水照亮。结果使观众们大吃一惊。人们看到，放光的水从水桶的小孔里流 了出来，水流弯曲，光线也跟着弯曲，光居然被弯弯曲曲的水俘获了。
无线电通信中的概念。
Es As exp[I (st s )] EL AL exp[I (Lt L )]
接收的信号 s
滤波
本地振荡信号 L
P K Es EL 2 Ps PL s PsPL cos(IFt L s )
IF L S
根据 IF 是否为0，分为零差监测和外差检测。 零差比较难以获得。
* 光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中 的全反射原理而达成的光传导工具。
前香港中文大学校长高锟和George A. Hockham首先提出光纤可以用于 通讯传输的设想，高锟因此获得2009年诺贝尔物年，高锟，（华裔）， 光纤之父，提出 1000dB/km --> 20dB/km 可用 于通信。 改年，发表文章《光频介质纤维表面波导》，提出光纤长距离、大 容量通信。 4年之后： 1970年，20dB/km光纤制成，被称为光纤通信的元年。
孤子：脉冲包络在非线性色散介质中，类似于粒子的特征。 不仅无失真传播，甚至碰撞后依然保持原形。
6. 光孤子通信_
非线性：使高频成分不断积累。波形越来越陡峭，最后破裂。 色散：会使得脉冲展宽。
两种有害因素，平衡时，呈现孤子现象： 保形，稳幅， 损耗可由光纤放大器补偿。
6. PDH
现代通信技术光纤通信技术 ppt课件
▪ 光纤色散的表示法：
• 光纤的色散系数D(λ) ——定义为单位光谱线宽光源在单位
长度光纤上所引起的时延差
D pk s m nm
• 最大时延差Δτ(群时延差）——描述光纤中速度最快和最慢
的光波成分的时延之差。时延差越大，色散就越严重。
• 光纤带宽——用光纤的频率特性来描述光纤的色散。
ppt课件
• 衡量光纤损耗特性的参数为衰减系数（损耗系数）α，定义为单位 长度光纤引起的光功率衰减
10lgPi dBk m
L Po
α(λ)为在波长λ处的衰减系数；Pi为输人光纤的光功率；Po为光纤输出的 光功率；L为光纤的长度
• 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。
n0
1
nrn012ar g
2
n2
r 0 r a r a
g是折射率分布指数;a是纤芯 半径；r是纤芯中任意一点到轴 心的距离。
g GI F SIF
使群时延差减至最小的最佳 折射率分布指数g为2左右
ppt课件
8
10lgPi dBk m
L Po
9.2.3 光纤的传输特性
光纤的损耗特性
• 光波在光纤中传输时，随着传输距离的增加，光功率会不断下降。 光纤对光波产生的衰减作用称为光纤的损耗。
▪ 瑞利(Relay)散射——由纤芯材料的微小颗粒或气孔等分子级的结构不均 匀引起的，瑞利散射系数与波长的四次方(λ4)成反比。
▪ 非线性散射：受激Raman散射；受激Brillouin散射。
• 其它损耗：
▪ 弯曲损耗：微弯损耗；宏弯损耗
▪ 连接损耗
▪ 耦合损耗
ppt课件
• 光纤的色散系数D(λ) ——定义为单位光谱线宽光源在单位
长度光纤上所引起的时延差
D pk s m nm
• 最大时延差Δτ(群时延差）——描述光纤中速度最快和最慢
的光波成分的时延之差。时延差越大，色散就越严重。
• 光纤带宽——用光纤的频率特性来描述光纤的色散。
ppt课件
• 衡量光纤损耗特性的参数为衰减系数（损耗系数）α，定义为单位 长度光纤引起的光功率衰减
10lgPi dBk m
L Po
α(λ)为在波长λ处的衰减系数；Pi为输人光纤的光功率；Po为光纤输出的 光功率；L为光纤的长度
• 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。
n0
1
nrn012ar g
2
n2
r 0 r a r a
g是折射率分布指数;a是纤芯 半径；r是纤芯中任意一点到轴 心的距离。
g GI F SIF
使群时延差减至最小的最佳 折射率分布指数g为2左右
ppt课件
8
10lgPi dBk m
L Po
9.2.3 光纤的传输特性
光纤的损耗特性
• 光波在光纤中传输时，随着传输距离的增加，光功率会不断下降。 光纤对光波产生的衰减作用称为光纤的损耗。
▪ 瑞利(Relay)散射——由纤芯材料的微小颗粒或气孔等分子级的结构不均 匀引起的，瑞利散射系数与波长的四次方(λ4)成反比。
▪ 非线性散射：受激Raman散射；受激Brillouin散射。
• 其它损耗：
▪ 弯曲损耗：微弯损耗；宏弯损耗
▪ 连接损耗
▪ 耦合损耗
ppt课件
【大学课件】光纤通信技术PPT46页PPT
docin/sundae_meng
1.1光纤发展简史
• 利用太阳光作光源，用硒晶体作为光接收器件， 成功进行了光电话的实验 ，传输距离200多米。
• 由于没有合适的光源及传输媒质，未得到发展。 • 意义：利用光波作为载波传送信息是可行的。
docin/sundae_meng
1.1光纤发展简史
• 要解决两个问题 1.有稳定的、低损耗的传输媒质 光在大气中的传送要受到气象条件的很大限制 使信号传输受到很大阻碍。 2.高强度的、可靠的光源 太阳光、灯光等普通的可见光源，都不适合作 为通信的光源。
子，而砂子在大自然界中几乎是取之不尽、用之 不竭的，而且1公斤高纯度的石英玻璃可以制成上 万公里的光纤，而制造1公里18管的同轴电缆需 120公斤的铜，或500公斤的铝。
docin/sundae_meng
1.2 光纤通信的特点
• 光纤通信的缺点 1.光纤性质脆，需涂覆保护层 2.机械强度低 3.分路耦合不方便 4.光纤不能输送中继器所需要的电能 5.光纤切断和连接需用高精度技术和仪表器具。
docin/sundae_meng
1.1光纤发展简史
• 在通信系统中，传输的信息量与已调载频的带宽有关，提高载频频率
理论上可增加有效传输带宽及系统的信息量。未来发展应尽可能提高
波段频率。
频率
波长
名称
10 0 TH z 10 THz 1 THz 100 GH z 10 GHz 1 GHz 10 0 MHz 10 MHz 1 MHz
紫外 线
1 m
可见 光线 (光 纤通信 用）
10 m
近红 外线
10 0m
远红 外线
亚毫 米波
1 mm
毫米波(E H F)
1.1光纤发展简史
• 利用太阳光作光源，用硒晶体作为光接收器件， 成功进行了光电话的实验 ，传输距离200多米。
• 由于没有合适的光源及传输媒质，未得到发展。 • 意义：利用光波作为载波传送信息是可行的。
docin/sundae_meng
1.1光纤发展简史
• 要解决两个问题 1.有稳定的、低损耗的传输媒质 光在大气中的传送要受到气象条件的很大限制 使信号传输受到很大阻碍。 2.高强度的、可靠的光源 太阳光、灯光等普通的可见光源，都不适合作 为通信的光源。
子，而砂子在大自然界中几乎是取之不尽、用之 不竭的，而且1公斤高纯度的石英玻璃可以制成上 万公里的光纤，而制造1公里18管的同轴电缆需 120公斤的铜，或500公斤的铝。
docin/sundae_meng
1.2 光纤通信的特点
• 光纤通信的缺点 1.光纤性质脆，需涂覆保护层 2.机械强度低 3.分路耦合不方便 4.光纤不能输送中继器所需要的电能 5.光纤切断和连接需用高精度技术和仪表器具。
docin/sundae_meng
1.1光纤发展简史
• 在通信系统中，传输的信息量与已调载频的带宽有关，提高载频频率
理论上可增加有效传输带宽及系统的信息量。未来发展应尽可能提高
波段频率。
频率
波长
名称
10 0 TH z 10 THz 1 THz 100 GH z 10 GHz 1 GHz 10 0 MHz 10 MHz 1 MHz
紫外 线
1 m
可见 光线 (光 纤通信 用）
10 m
近红 外线
10 0m
远红 外线
亚毫 米波
1 mm
毫米波(E H F)
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Type & applications
Voice, digital telegraphy Audio
Video conferencing
Data transfer, Ecommerce, Video entertainment Full-motion broadcast video HDTV
➢ Photonics reflects the importance of the photon nature of light. Photonics & electronics clearly overlap since electrons often control the flow of photons & conversely, photons control the flow of electrons.
➢ Optoelectronics: refers to devices & systems that are essentially electronics but involve lights, such as LED, liquid crystal displays & array photodetectors.
➢ Computer Simulations using Photonic software
- Over ten design exercises using Optiwave - Cover most linear and nonlinear phenomena - Excellent system design practice
wavelength of 1552.5 nm corresponds to a center frequency of 193.1 THz!) & consequently orders of magnitude increase in available transmission bandwidth & larger information capacity.
Department of Optical Engineering, 2008
From copper wire to optical fiber
➢ Carrier-signal freq. limit:
Copper wire 1MHz Coaxial cable 100 MHz Radio freq. 500KHz to 100 MHz Microwave: up to 100 GHz Light: 100-1000THz
As a result, new disciplines have emerged & new terms describing them have come into use, such as: - Electro-Optics: is generally reserved for optical devices in which electrical effects play a role, such as lasers, electro-optic modulators & switches.
➢ Photonics: in analogy withthe control of photons in free space and matter.
Department of Optical Engineering, 2008
Photonic Communications
Department of Optical Engineering, 2008
Department of Optical Engineering, 2008
Why Photonic Communications?
➢ Extremely wide bandwidth: high carrier frequency ( a
➢ Optical Fibers have small size & light weight. ➢ Optical Fibers are immune to electromagnetic interference (high
voltage transmission lines, radar systems, power electronic systems, airborne systems, …)
➢ Quantum Electronics: is used in connection with devices & systems that rely on the interaction of light with matter, such as lasers & nonlinear optical devices.
Department of Optical Engineering, 2008
History of Fiber Optical Communication
Department of Optical Engineering, 2008
BW demands in communication systems
Department of Optical Engineering, 2008
Introduction/definition
Telecommunications
What is it? Exchange of information over a distance
Net configurations: 1.point-to-point works: a) Mesh topology b) star topology c) ring topology d) bus topology
Department of Optical Engineering, 2008
Optoelectronic Technology in Our Life Everyday
Department of Optical Engineering, 2008
Introduction
➢ Why go digital?
Advantage: less misinterpretation
Disadvantage: requires more channel capacity
➢ Major demand
Higher capacity Lower cost
Department of Optical Engineering, 2008
- Single Mode Fiber - Fiber Materials & Fabrication Procedures
Signal Degradation in Optical Fibers Photonic Sources & Transmitters: LED & Laser Diodes
amplification, frequency conversion, …)
4- Detection of Light (coherent & incoherent) ➢ Photonic Communications: describes the applications
of photonic technology in communication devices & systems, such as transmitters, transmission media, receivers & signal processors.
systems WDM & Photonic Networks
Department of Optical Engineering, 2008
Lab & Computer Simulations
➢ Lab sessions
- Fiber Attenuation Measurement - Dispersion Measurement - Spectral Attenuation Measurements
➢ Lack of EMI cross talk between channels ➢ Availability of very low loss Fibers (0.25 to 0.3 dB/km),
high performance active & passive photonic components such as tunable lasers, very sensitive photodetectors, couplers, filters, ➢ Low cost systems for data rates in excess of Gbit/s.
Shannon-Hartley theorem
Capacity v.s. bandwidth (1948)
Capacity (bits/sec)=BW(Hz)xlog2(1+SNR)
Channel bandwidth v.s. Carrier-signal freq
Channel bandwidth (Hz) 0.1XCarrier-signal freq. (Hz)
Department of Optical Engineering, 2008
Enabling Technologies for Optic Comm.
➢ Three major developments are responsible for rejuvenation of optics & its application in modern technology: 1- Invention of Laser 2- Fabrication of low-loss optical Fiber 3- Development of Semiconductor Optical Device