光纤网络传输系统_传输速率与距离
光网络—综合练习题及答案
北京邮电大学高等函授教育、远程教育 《光网络组网技术》综合练习题及答案一、 填空题：1、光网络是指以光纤为基础传输链路所组成的一种通信体系网络结构。
2. 强度调制直接检波光纤数字通信系统是由电、光发射端机、光中继器、光、电接收端机、光纤、监控系统，备用系统构成的。
3.目前，实用光纤的三个低损耗窗口在0.85μm 、1.31μm 、1.55μm 附近。
色散位移单模光纤是在1.55μm 处，实现 最低损耗 和最低色散 .4.光波在均匀介质里，是以 直线 传播，当光射线遇到两种介质交界面时，将产生全反射或部分反射 。
5.均匀光纤的导光原理为全反射原理 ，它的数值孔径表示了光纤收集光线的能力 ，定义式为 NA=n o Sin φMax ，也可表示为 NA=n 1∆2。
6. 采用非均匀光纤的目的是为了减少光纤的模式色散 ，这样会在光纤中近似产生自聚焦 现象，这需要纤芯折射率服从 平方律型折射指数 分布。
7.单模光纤的色散包括 材料 色散和 波导 色散，此外，系统所使用的光源与光纤色散相互作用，给系统引进了的干扰和噪声主要有三种，即码间干扰、模分配噪声和啁啾声 。
8.一般光纤分为单模光纤和多模光纤，单模光纤的芯径为 4～10μm ，存在材料 色散和波导 色散，传输的基模是 LP 01 。
9.多模光纤的芯径为 50μm ，存在模式 色散、材料 色散和 波导 色散。
10．按照纤芯折射率分布的不同，光纤可分为，阶跃型光纤（均匀光纤）、渐变型光纤（非均匀光纤），按照传输模式的多少来分，可分为单模光纤、多摸光纤。
11. 在非均匀光纤中，其集光能力是用 本地 数值孔径表示，定义式为 222)(θsin n r n NA NA -==。
12.多纵模激光器在高速调制下的输出谱线呈 多纵模 谱线，各谱线功率总合是一定的，但每根谱线的功率 是随机的 ，即各谱线的能量随机分配 。
13.在采用多纵模激光器的光纤通信系统中，激光器的谱线特性和 光纤色散相互作用，产生了一种叫模分配噪声 的现象，它限制了通信距离 和 容量 。
光网络作业 答案修订版
光接收机的动态范围是指在保证系统的误码率指标要求下，光接收机的最大输入光功率和之比。
最小输入光功率标准答案: C光接收机的____是指在保证系统误码标准要求下，光接收机的最大输入光功率与最低输入光功率之差，其单位为。
接收灵敏度，dB标准答案: D光发射机的消光比，一般要求小于或等于_______。
10%标准答案: B在光接收机中自动增益控制电路的输入信号取自_____的输出信号。
均衡器标准答案: D在光发射端机中_____功能框是实现信号的衰减补偿和均衡处理功能的。
均衡放大标准答案: A在光接收端机中与光电检测器直接相连的是______ 。
前置放大器标准答案: B前置放大器是指与________紧紧相连接的器件。
光电检测器标准答案: D为了避免在传送的信号码流中存在长“0”和长“1”的现象，所采取的解决方案是______。
扰码标准答案: B由于RZ码的频谱中存在所传输数据信号的_______分量，因此在光接收机中可使用RC电路进行____,再通过一个非门，将所接收的NRZ转换为RZ码时钟频率，微分标准答案: CNRZ码的功率谱中不包含_____成分。
时钟频率标准答案: D在光纤通信系统中，若入纤功率过大，会使光纤工作在_______状态。
非线性标准答案: B根据调制信号的性质不同，内调制又分为_____和_____调制。
模拟、数字标准答案: C渐变型光纤的最佳折射指数分布是指____型折射指数分布。
平方标准答案: D零色散光纤是指工作波长为____nm的单模光纤，可获得最小的衰减特性和_____特性。
1550，色散标准答案: A光纤通信的三个低损耗窗口是1310nm、850nm、_____μm。
1.55标准答案: CEDFA在光纤通信系统中的应用之一是_______ 。
前置放大器标准答案: A_____是从光子和电子转换关系上来描述光电检测器光电转换能力的一种物理量。
标准答案: AAPD是利用______来完成光电转换功能的一种器件，它具有______ 作用。
光纤传输_实验报告
一、实验目的1. 了解光纤传输的基本原理和结构。
2. 掌握光纤传输系统的基本组成和功能。
3. 学习光纤传输的实验方法和测试技术。
4. 熟悉光纤传输中常见问题的解决方法。
二、实验原理光纤传输是一种利用光导纤维传输光信号的技术。
光导纤维由纤芯、包层和涂覆层组成，纤芯具有较高的折射率，包层折射率较低，通过全内反射原理实现光信号的传输。
光纤传输具有以下特点：1. 传输速率高：光纤传输速率可达数十吉比特/秒。
2. 传输距离远：光纤传输距离可达数公里至数十公里。
3. 抗干扰性强：光纤传输不受电磁干扰。
4. 保密性好：光纤传输不易被窃听。
三、实验仪器与设备1. 光纤传输实验装置2. 光源3. 光纤连接器4. 光功率计5. 光频谱分析仪6. 光时域反射计（OTDR）四、实验内容1. 光纤连接器测试2. 光纤传输系统测试3. 光功率测试4. 光频谱分析5. OTDR测试五、实验步骤1. 光纤连接器测试（1）将光纤连接器插入光源，调整光源输出功率。
（2）将光纤连接器插入光功率计，测量输出功率。
（3）比较实际输出功率与理论输出功率，分析误差原因。
2. 光纤传输系统测试（1）搭建光纤传输系统，包括光源、光纤、光功率计等。
（2）测量系统传输速率，记录测试数据。
（3）分析测试数据，评估系统性能。
3. 光功率测试（1）将光功率计插入光纤传输系统，测量系统输出功率。
（2）记录实际输出功率与理论输出功率，分析误差原因。
4. 光频谱分析（1）将光频谱分析仪连接到光纤传输系统。
（2）测量系统输出信号的频谱，记录测试数据。
（3）分析测试数据，了解系统频谱特性。
5. OTDR测试（1）将OTDR连接到光纤传输系统。
（2）测量系统传输损耗，记录测试数据。
（3）分析测试数据，评估系统传输损耗。
六、实验结果与分析1. 光纤连接器测试结果显示，实际输出功率与理论输出功率基本一致，误差在允许范围内。
2. 光纤传输系统测试结果显示，系统传输速率达到预期目标，系统性能良好。
100g光模块传输距离
100g光模块传输距离
光模块的传输距离取决于多个因素，包括光纤的类型、传输速率、光模块的功率输出等。
通常情况下，光模块的传输距离可以分为以下几个级别：
1. 短距离传输：一般指传输距离在100米以内，常用于数据中心内部互联及机房内部的设备连接。
2. 中短距离传输：一般指传输距离在300米以内，常用于城域网的光纤网络及校园网等局域网。
3. 中长距离传输：一般指传输距离在10公里以内，常用于大型企业网、城域网及跨校互联等。
4. 长距离传输：一般指传输距离在40公里以内，常用于城际网、大容量的WAN通信等。
5. 超长距离传输：一般指传输距离在100公里以上，常用于光网络的干线传输、国家级的光纤通信骨干网等。
需要注意的是，以上的传输距离仅供参考，具体的传输距离还要根据实际环境和设备参数来确定。
此外，还需考虑光纤的损耗、信号的衰减及传输质量等因素。
光纤通信系统的信号调制与解调技巧
光纤通信系统的信号调制与解调技巧光纤通信系统是一种利用光信号作为信息传输载体的通信系统。
在这种通信系统中，通过光纤传输的信号需要经过调制与解调的过程，以确保信号能够正确地传输和解码。
信号调制与解调技巧是光纤通信系统中的关键技术之一，对于提高信号传输效率和准确性至关重要。
一、信号调制技巧1. 脉冲调制：脉冲调制是一种常用的信号调制技术，它将信号转化为脉冲形式，以便在光纤中传输。
常见的脉冲调制技术包括脉冲幅度调制(PAM)、脉冲位置调制(PPM)和脉冲宽度调制(PWM)等。
通过控制脉冲的幅度、位置和宽度，可以实现不同的信号传输方式。
2. 相位调制：相位调制是一种利用信号的相位信息进行调制的技术。
常见的相位调制技术包括相移键控(PSK)、二进制相移键控(BPSK)和四进制相移键控(QPSK)等。
相位调制技术可以提高信号的传输速率和频谱效率，但对系统的调制解调器有较高的要求。
3. 频率调制：频率调制是一种利用信号的频率信息进行调制的技术。
常见的频率调制技术包括频移键控(FSK)和连续相位频移键控(CPFSK)等。
频率调制技术适用于信号频率范围较高的场景，但对系统的频率稳定性和抗噪声性能有较高的要求。
二、信号解调技巧1. 同步检测：同步检测是一种常用的信号解调技术，它通过与已知参考信号进行比较，实现对信号的解调。
同步检测可以消除噪声和失真对信号解调的影响，提高信号的解调准确性。
常见的同步检测技术包括锁相环(PLL)和射频捷模(RFM)等。
2. 相位恢复：相位恢复是在信号解调中常用的技术，它可以通过估计信号的相位信息，实现对信号的解调和恢复。
常见的相位恢复技术包括最大似然估计(ML)和相位锁定环(PLL)等。
相位恢复技术能够有效提高信号的解调性能和抗噪声能力。
3. 频率恢复：频率恢复是在信号解调中的重要技术，它可以通过估计信号的频率偏移，实现对信号的解调和恢复。
常见的频率恢复技术包括线性相位差分调制(PSDM)和频率锁定环(FLL)等。
光纤传输系统实验报告
光纤传输系统实验报告光纤传输系统实验报告引言：光纤传输系统是一种利用光信号传输信息的高速通信技术，被广泛应用于现代通信领域。
本实验旨在通过搭建光纤传输系统，探究其传输性能及优势，并对其在实际应用中的潜力进行评估。
一、实验目的本实验的主要目的是通过搭建光纤传输系统，测量其传输性能，并对比传统的电信号传输系统，评估光纤传输系统的优势。
二、实验原理光纤传输系统是利用光信号在光纤中传输信息的技术。
其基本原理是通过将电信号转换为光信号，并利用光纤的高速传输特性，将信号从发送端传输到接收端。
光纤传输系统主要由光源、调制器、光纤、接收器和解调器等组成。
三、实验步骤1. 搭建光纤传输系统：将光源、调制器、光纤、接收器和解调器依次连接起来，确保连接稳定可靠。
2. 测试传输性能：通过发送端发送一系列测试信号，利用接收端接收并解调信号，测量信号的传输速率、传输距离和误码率等指标。
3. 对比实验：同时进行一组传统电信号传输系统的测试，比较两者的传输性能差异。
四、实验结果与分析通过测试，我们得到了光纤传输系统的传输性能数据。
与传统电信号传输系统相比，光纤传输系统具有以下优势：1. 高速传输：光纤传输系统的传输速率远高于传统电信号传输系统，可以满足大容量数据传输的需求。
2. 长距离传输：光纤传输系统的传输距离较长，信号衰减较小，适用于远距离通信。
3. 低误码率：光纤传输系统的传输信号稳定可靠，误码率较低，适用于高质量通信。
4. 抗干扰能力强：光纤传输系统对电磁干扰和噪声的抗干扰能力较强，传输信号的稳定性更高。
五、实验结论通过本次实验，我们验证了光纤传输系统在传输性能方面的优势。
光纤传输系统具有高速传输、长距离传输、低误码率和抗干扰能力强等特点，适用于各种通信领域。
在未来的通信发展中，光纤传输系统将发挥更加重要的作用。
六、实验总结本次实验通过搭建光纤传输系统，深入了解了其原理和传输性能。
光纤传输系统作为一种高速、稳定的通信技术，为现代通信领域的发展提供了强大的支持。
光纤通信系统中的信号调制与解调技术
光纤通信系统中的信号调制与解调技术光纤通信系统是现代通信领域中一种重要的通信传输方式，其高带宽、低损耗、长传输距离等优势使其成为现代通信系统的主要选择。
光纤通信系统中的信号调制与解调技术起着至关重要的作用，它能够将通信中的信息转换为可传输的光信号，并在接收端将光信号转换回原始的信息信号。
本文将重点介绍光纤通信系统中常用的信号调制与解调技术。
一、光纤通信系统中的信号调制技术1. 直接调制技术直接调制技术是指将电信号直接调制到光载波上进行传输的技术。
在直接调制技术中，调制信号直接作用于激光器的电流或电压上，通过改变激光器的输出光强度来实现信号调制。
直接调制技术简单、成本低廉，适用于短距离和低速率的光通信系统。
2. 外调制技术外调制技术是指在调制信号和光载波之间引入光学调制器来实现信号调制的技术。
外调制技术的核心设备是光调制器，它可以调制光的强度、相位或频率。
光调制器通常采用半导体材料或电光晶体材料制成，具有快速、高效的特点，适用于高速率的光通信系统。
3. 直接调制与外调制相结合技术直接调制和外调制技术可以相互结合，利用各自的优势来实现更好的性能。
在这种技术中，可以先利用外调制技术提高光信号的品质，然后再使用直接调制技术进行信号调制。
这种结合技术可以提高光通信系统的传输速率和传输距离，适用于大容量长距离传输的光纤通信系统。
二、光纤通信系统中的信号解调技术1. 直接检测技术直接检测技术是指直接将光信号转换为电信号进行解调的技术。
在直接检测技术中，接收端利用光电二极管或光电探测器将光信号转换为相应的电信号。
直接检测技术简单、成本低廉，适用于低速率的光通信系统。
2. 同步检测技术同步检测技术是指利用射频信号使接收端与发送端同步，从而实现信号的解调。
在同步检测技术中，接收端的光电探测器将光信号转换为电信号，并与射频信号进行比较和同步，然后通过滤波器提取所需的信息信号。
同步检测技术在高速率的光通信系统中具有较好的性能。
光传输系统原理
光传输系统原理光传输系统是一种利用光信号进行数据传输的技术。
它是目前广泛应用于通信领域的一种高效、可靠的传输方式。
光传输系统基于光传输原理，通过光纤将光信号从发送端传输到接收端，实现信息的快速传递。
光传输系统的原理是利用光的传输特性来完成数据传输。
光是一种电磁波，具有高速传输、大带宽和低损耗的特点。
在光传输系统中，光信号通过光纤传输，通过调制光信号的强度或频率来表示不同的信息。
光传输系统由发送端和接收端组成。
发送端将待传输的信息转换为光信号，然后通过光纤将光信号传输到接收端。
接收端将接收到的光信号转换为电信号，再进一步处理和解码，最终得到原始信息。
光传输系统的核心部件是光纤。
光纤是一种具有高折射率的细长光导纤维，能够将光信号沿纤芯传输。
光纤由二个主要部分组成：光芯和包层。
光芯是光信号传输的核心部分，包层则用来保护光芯并提高光信号的传输效率。
在光传输系统中，光信号的传输是基于全内反射的原理。
当光信号从光纤的一端进入时，由于光纤的折射率大于周围介质的折射率，光信号会发生全内反射，并沿着光纤一直传输到另一端。
在传输过程中，光信号会经历一定的衰减和色散，但这些影响可以通过补偿和调节来减小。
光传输系统中的光信号调制是实现数据传输的关键。
常见的光信号调制方式有强度调制和频率调制。
强度调制是通过改变光信号的强度来表示信息，常用的调制方式有直接调制和间接调制。
频率调制是通过改变光信号的频率来表示信息，主要用于数字通信系统中。
光传输系统中还需要一些辅助设备来保证信号的传输质量。
光放大器用于放大光信号，光调制器用于调制光信号的强度或频率，光解调器用于将光信号转换为电信号，光衰减器用于调节光信号的强度等。
这些设备的应用能够提高光传输系统的传输距离和传输速率。
光传输系统具有很多优点，如高速传输、大带宽、低损耗和抗电磁干扰等。
它在通信领域的应用非常广泛，包括光纤通信、光纤传感、光纤网络等。
随着技术的不断进步，光传输系统将在未来的通信网络中发挥更加重要的作用。
光纤的传输速率和传输距离
光纤的传输速率和传输距离
光纤的传输速率和传输距离取决于许多因素，包括光纤类型、光纤的折射率、传输模式、光源的波长和功率等。
光纤的传输速率通常使用比特率（bit rate）或波特率（baud rate）来表示，是指每秒传输的数据量。
光纤的传输距离则取决于光信号在光纤中传输的时间和光信号的衰减程度。
一般来说，光纤的传输速率越高，传输距离就越短。
这是因为高速率的信号在光纤中传播时，更容易受到色散、衰减等因素的影响，导致信号质量下降，从而缩短了传输距离。
对于多模光纤，其传输速率通常在100Mbps到10Gbps之间，传输距离则通常在几米到几十公里之间。
对于单模光纤，其传输速率通常在10Gbps到100Gbps之间，传输距离则通常在几十公里到几百公里之间。
在实际应用中，光纤的传输速率和传输距离还受到光纤网络设备和外部环境因素的影响。
例如，光放大器、光中继器和光纤连接器的性能和状态会直接影响传输质量和距离。
此外，光纤网络的带宽和网络流量也会影响传输速率和距离。
总之，光纤的传输速率和传输距离是相互制约的，需要在具体应用场景下进行合理选择和设计。
光纤的传输速率与传输距离
光纤的传输速率与传输距离微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。
通常，光纤的一端的发射装置使用发光二极管(light emitting diode,LED)或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。
在日常生活中，由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多，光纤被用作长距离的信息传递。
通常光纤与光缆两个名词会被混淆.多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为光缆.光纤外层的保护结构可防止周围环境对光纤的伤害,如水,火,电击等.光缆分为:光纤,缓冲层及披覆.光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。
中心是光传播的玻璃芯。
在多模光纤中，芯的直径是15μm~50μm，大致与人的头发的粗细相当。
而单模光纤芯的直径为8μm~10μm。
芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光线保持在芯内。
再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套。
光纤通常被扎成束，外面有外壳保护。
纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体，它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。
下面介绍光纤的传输速率与传输距离：1：传输速率1Gb/s，850nma、普通50μm多模光纤传输距离550mb、普通62.5μm多模光纤传输距离275mc、新型50μm多模光纤传输距离1100m2：传输速率10Gb/s，850nma、普通50μm多模光纤传输距离250mb、普通62.5μm多模光纤传输距离100mc、新型50μm多模光纤传输距离550m3：传输速率2.5Gb/s，1550nma、g.652单模光纤传输距离100kmb、g.655单模光纤传输距离390km(ofs truewave)4：传输速率10Gb/s，1550nma、g.652单模光纤传输距离60kmb、g.655单模光纤传输距离240km(ofs truewave)5：传输速率在40Gb/s，1550nma、g.652单模光纤传输距离4kmb、g.655单模光纤传输距离16km(ofs truewave)。
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• 实例
广播：载波=电磁波、介质=空气、形式=调幅/调频（模拟） 模拟电话：载波=电磁波、介质=铜线/微波、形式=调幅（模拟） 数字电话（固定）： 载波=电磁波/光波、介质=铜线/微波/光纤 形式=调幅/调相（编码） 数字电话（移动）： 载波=电磁波/光波、介质=空气/铜线/微波/光纤 形式=调幅/调相/混合（编码）
光纤的色散
• 色散：不同波长光在光纤中以不同速度传输 • 决定因素：光源线宽和光纤色散参数
• 模色散：由于不同模式的光在多模光纤中走的路径长度不同造成 （即使是同一波长）
光纤色散特性
3.0
第三窗口 第二窗口
DISPERSION COEFF, D (ps/km-nm)
0
-30
第一窗口
-60
-90
-120
Δν(t ) =
绝热项（adiabatic）
α 1 dP λ (t ) [ κPλ (t ) + ] 4π Pλ (t ) dt
动态项（transient）
• Adiabatic chirp：
与光功率成正比，直流时也有，“1”和“0”时不同
• Transient chirp：
与功率变化率成正比，发生在上升和下降沿，符号相反。高调制速率时显现。
S0 4 D λ = (λ - λ 0 / λ3 ) 4
但是，…
• 除了静态线宽外，激光器线宽还受其他因素影响：
• • • 激光器冷热状态时波长（频率）不同 激光器功率不同时波长（频率）不同（“1”和“0”） 激光器功率变化时波长（频率）不同（尤其对于DML）
• 这种激光频率的变化现象叫做“chirp” • 对于DML，chirp带来的频率变化为：
不同波长或模式导致波形畸变，DCM/EDC补偿
• 偏振模色散（PMD）
光纤尺寸或环境造成各偏振量不同，用PMDC/3R补偿
• 四波混频（FWM）
多波长互扰，用非均匀通道或降低间隔，引入CD
• 自相位调制（SPM）和互相位调制（XPM)
高功率严重，减小功率和引入CD
光纤的衰减
3.0
第一窗口
2.5
第二窗口
具有光谱线宽σλ的光脉冲，在传输距离L后，前一个脉冲中慢波长的信号， 与后一个脉冲快波长的信号重合以致无法区分。
• 小线宽情况(例如DFB)
L≤ c 2 4 Dλ λ 2 RB
• 大线宽情况(例如FP)
1 L≤ 4 Dλ RB σ λ
λ：工作波长
S0、 λ0: 光纤生产家提供的常数
其中： RB: 调制频率 σλ: 发射器线宽 Dλ: 光纤色散常数
Node
Optical Cross Connect
CO-n
Metro Edge Switch
C/DWDM
Local Service Node
Metro DMX
EPON node
Regional/Metro
PON
Access/Enterprise
DSL, FTTH
TDM
Time-Division Multiplexing(单纤单波长）
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
WAVELENGTH (nm)
850nm
1310nm
1550nm
• • •
第一窗口：衰减起主要作用，色散次要作用 第二窗口：零色散 第三窗口：正色散，是限制传输距离的主因，需补偿
光纤中衰减和色散的补偿
l1 l2
40/80km
• • • 光纤色散系数– 光纤特性，是重要的光纤设计参数 调制频率 – 由数据速率和调制形式决定 发射器光谱线宽 – 由光源和调制器决定
• 调制形式
• • • On-Off Keying (OOK)/Multilevel Amplitude-Shift Keying(M-ASK) Phase-Shift Keying (PSK): DPSK、DQPSK、DP-QPSK,… Frequency-Shift Keying (FSK)
总结
• 光纤网络的传输距离和速率、光纤特性、光源波长、 光源chirp有关 • C/L band用于电信long-haul DWDM传输 • 光信号的强度衰减补偿较容易（中等成本） • 光信号的色散补偿不容易（高成本） • 电信的long-haul发射器要满足40km或80km距离 • 直调激光器
• 调制器种类
• 直调激光器(DML): 在激光器偏置电流上直接加调制电流(Ibias+Imod) • 电吸收调制器(EML):与CW激光器集成, InGaAlAs、InP/InGaAsP • Mach-Zehnder干涉调制器(MZI): 外置，NL、InP、polymer
色散极限传输距离
• 简单判定条件：
Core/Backbone/LongHaul
Mesh Backbone Network
Tbps Transport
Regional Point of Presence Metro Edge Switch
C/DWDM
CO-1
Metro Edge Switch Access
C/DWDM
Optical Line System
• DWDM • C-Band：1525~1565nm • L-Band：1570~1610nm • 100GHz channel spacing x 40 channels 或 50GHz channel spacing x 80 channels • CWDM：1270～1610nm, 20nm channel spacing x 18 channels
DML Chirp 实例
α>2 Δν > 5GHz @2.5Gbps
有什么办法传输更远？
• 适当减小ER • 减小DML的线宽（滤波=CML） • 使用好的调制器
• • EML: DFB+EAM （α < 1, Δν < 3GHz @2.5Gbps） MZI: (tunable) DFB+MZI （ α < 0.2, Δν < 1GHz @2.5Gbps ）
光纤中传输问题
• 什么用光纤传播信息？
载波频率高：185～200THz（C+L band，1520～1620nm） 调制频率高（Modulation Frequen0Gbps 单光纤传输数据量高：DWDM 多光纤传输：光缆 传输距离远：上万公里
• 光纤传输系统由有哪些重要单元组成？
发射：激光器（Laser）、调制器（Modulator） 传输：光纤、波分复用器（DWDM/CWDM） 可重构光分插复用器（ROADM） 放大器（EDFA/RAMAN）、色散补偿器（DCM） 接收：接收器（Receiver）、解调器（Demodulator)
光纤网拓扑
光纤网络和传输系统 -- 传输速率与距离
奥雷光电技术部培训资料 2012.11.17
基本问题
• 什么是信息（information)？
以一定形式表达的内容。
• 信息是如何传播的？
信息通过载波在某种介质中以某种形式传播。 实现传输的要素是：载波、介质、形式。 只有载波和介质但没有形式是无法传输信息的，如光纤中不变的光。
40/80km
Raman
l1 l2
40/80km
Raman
40/80km
Raman
ln
Raman
ln
DCM
IN OUT
IN Monitor Tap 5% Tap 2% Coupler 50% 1480 Pump 980/1550 WDM VOA 1480/1550 fused WDM GEF 1480/1550 filtered WDM EDF Single-stage isolator Connector
光纤
• 光纤中光传输速度： 200,000,000m/s, 或 5ms/km, 或 5ms/1000km
影响光纤通讯速率和距离的因素
• 衰减
信号强度降低导致传输缩短，用EDFA/SOA补偿
• 光信噪比（OSNR）
EDFA/OSA引入的噪声：2xbps需3dB+，用FEC/3R补偿
• 色散（CD）和模色散（MD)
• 采用高级调制形式
不要忘记其它因素
• 实际上，色散对传输距离的影响是以接收灵敏度代价的方式体 现的，而不是一个突变的现象。 • ER代价与色散代价的平衡
6 5 4
δER(dB)
3 2 1 0 2 7 12 17 22 27
ER(dB)
• 低色散时非线性效应变得突出 • 传输距离还与接收端有关
• • 平衡和整形 EDC可以获得5dB以上的增益，BER可以放宽到10-3
OUT Monitor Double-stage isolator
PIN
980 Pump
至少要保证传输40km或80km
IOA Confidential & Proprietary
12
色散极限传输距离
• 色散是限制传输距离的主要因素 • 对于一个特定发射器，存在一个色散极限传输距离 • 决定色散极限传输距离的三要素
• FP：静态线宽太大(>2nm)，L < 1km@1550nm/10Gbps • DFB：静态线宽小(<1nm)，L< 18km@1550nm/10Gbps
• EML是目前DWDM long-haul的主流 • 其它高级调制形式（100Gbps DP-QPSK）正取代目 前的EML。
WDM
Wavelength-Division Multiplexing(单纤多波长） Transmitter 1