通信系统_CH2光纤1-3_2011课件.pptVIP

通 信 系 统 第二章 光纤通信系统 2.1 概述 2.2 光纤传输特性 2.3 光源和无源光器件 2.4 光发送机和光接收机 2.5 光纤传输线路设计与关键器件 2.6 SDH光纤传输系统 2.1 概述 2.1.1 光纤通信的基本特点 2.1.2 光纤通信的组成 2.1.1 光纤通信的基本特点 光纤通信特点 光纤通信系统中，信号以光导纤维为传输媒介。 光纤通信特点 (1)传输的频带宽、信息容量大 (2)线径细、重量轻、成本低 (3)损耗极低 (4)不受电磁干扰，不受恶劣环境的锈蚀 (5)不怕高温，防爆、防火性强 (6)光纤通信必威体育官网网址性好 2.1 概述 2.1.1 光纤通信的基本特点 2.1.2 光纤通信系统的组成 2.1.2 光纤通信系统的组成 基本构成 光纤通信系统组成 光发送机：主要包括光源及其驱动装置，完成电-光变换。 电数字终端：由用户的各种不同速率等级信号复接而成。除各种接口和复接设备外，还包含有其他辅助电路部分，具有告警、公务、监控及区间通信等功能。 光接收机：主要由光检测器构成，完成光-电变换。 光中继器： 将受到损耗及色散影响的畸变光信号转变为电信号，经放大整形、判决再生，还原为规则的数字电脉冲信号。 数字电脉冲信号经过再调制光源，变为光脉冲信号送入光纤继续传输，达到延长传输距离的目的。 第二章 光纤通信系统 2.1 概述 2.2 光纤传输特性 2.3 光源和无源光器件 2.4 光发送机和光接收机 2.5 光纤传输线路设计与关键器件 2.6 SDH光纤传输系统 2.2 光纤传输特性 2.2.1 光纤的导光原理与传输模式 2.2.2 光纤的传输损耗 2.2.3 光纤的色散特性和传输带宽 2.2.4 实用光纤的类型和选择 2.2.5 光缆的结构与分类 2.2.1 光纤的导光原理与传输模式 导光原理 导光原理 光密媒质：折射率相对较大的媒质。 光疏媒质：折射率相对较小的媒质。 光纤导光原理：当光线从光密媒质射向光疏媒质，且入射角大于临界角时，将会产生光的全反射现象，光纤就是利用这种全反射原理来传输光信号的。 阶跃型光纤：纤芯和包层的折射率分别为n1与n2，在界面处折射率发生突变。 光纤的自聚焦性：光波在不断的反射过程中，同时沿纤芯轴线方向前进。在这种全反射的情况下，光不会泄漏出去，称为光纤的自聚焦性。 阶跃型光纤：纤芯和包层的折射率分别为n1与n2，在界面处折射率发生突变。 梯度型光纤： 纤芯折射率在轴心处最大，而在纤芯截面上，从轴心向径外逐步递减。在纤芯与包层的界面处，两者的折射率相等。 光波在梯度型光纤中传播，不在纤芯与包层界面处产生全反射，而是在不断折射过程中，沿纤芯进行传播。 多模光纤：光波沿着多条不同的折射路径传播，对应着光波的多种模式的传播，相应的光纤称为多模光纤。 直径：多模光纤承受多个模式的传输，纤芯直径约60?m，其直径比光波长大很多。 优点：多模光纤结构简单、易于实现，接头连接要求不高，使用方便，价格较低，在早期的数字光纤通信系统中曾经采用。 缺点：多模光纤的传输带宽窄、损耗大，不同波长的信号传输延时差(色散)大。 应用：目前多模光纤仅用于短距离的小容量系统或电视传输系统，在中、长距离的大容量系统中已多采用单模光纤。 类型：阶跃多模光纤和梯度型多模光纤 单模光纤：只能传送单一基模(m=0)的光纤。 纤径：纤芯直径一般为4~10?m，比多模光纤小得多。 折射率差：较小。 截止波长：由纤径和折射率可确定，与芯径成正比，并随着折射率差减小而减小。 当工作波长大于光纤的截止波长时，光纤只允许基模传播，而其他模式均被截止。 时域特性：不同波长信号传输延时差很小(即色散小) 。 频域特性：传输信号的带宽比多模光纤宽得多，有利于高码率信息长距离传输。 2.2 光纤传输特性 2.2.1 光纤的导光原理与传输模式 2.2.2 光纤的传输损耗 2.2.3 光纤的色散特性和传输带宽 2.2.4 实用光纤的类型和选择 2.2.5 光缆的结构与分类 2.2.2 光纤的传输损耗 光纤传输损耗研究发展历程 20世纪60年代中期以前，光导纤维的每千米衰减达1000dB以上； 1966年华裔科学家高锟(C.K.kao)博士等人经严格论证提出，从玻璃材料中去除杂质，可以制成衰减为20dB/km的光导纤维; 1970年美国康宁(Corning)玻璃公司根据高氏理论首先制造出衰减为20dB/km 的光纤； 1973年美国贝尔研究所使用化学泛相沉积法，生产出衰减为1dB/km的低损耗光纤； 1976年日本电报电话公司(NTT)制造出0.5dB/km的低损耗光纤； 当前，利用高度