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光通信基础知识
光学基础知识
光的本质－－－电磁波
波长(nm) 106
4 104
SiO2 6 103 fiber 5 103 1.7103 1.2103 760
622 597 577 492 455 390 300
200
10
极远 远 中 红外线
近
红 橙 黄 可见光 绿 蓝 紫 近
紫外线 远 极远
长电磁场 无线电波
2. 衍射的基本原理：光在传播路径上遇到障碍物时，在障碍物之后，光的
传播就偏离原来直线传播的方向，并且使光强分布在空间上变为不均匀，这种现象就是光的 衍射现象。由于光波的波长短，所以光的衍射现象不易觉察。而声波的波长长，容易发生衍 射现象。所以有“未见其人，先闻其声”。
正三边形孔衍射图样
3. 偏振的基本原理：按照电矢量在垂直于传播方向的平面内振动状
30mm
Wedge
E-beam O-beam
garnet
E-beam D d O-beam
E-beam O-beam
O-beam E-beam
功能图 原理图
通信系统
信息
发送器
（语音，视频，数据）
链路 传输介质
信息
接收器
（语音，视频，数据）
一个点到点的电信系统
Devices Applications (EDFA Module)
Isolator
GFF
PBC
FFC/ TFF Combiner
Circulator
Hybrids
Attenuator Products
MV
VCB
VSA
MATT DIL, TO, -package MATT
Array
ES VOA
Switching SN
MOMS
MEMs Manual Switch
Interconnects
• 半导体光放大 器
• 光开关
• 光插分复用 器
• 光交叉联接 器
• 波长变换器 • 可调滤波器 • 可调激光器
•光性能监控 管理摸块
•色散补偿器
•偏振模色散 管理摸块
这些器件用在哪里？
通信网络：
信息技术食物链
信息服务业 电信运营商 设备供应商
器件供应商 材料供应商
光通信器件的分类
光器件按不同的特性和功能的分类:
OA
Rx - 4
WDM Modules
MX
OA
DMX
Rx - 1 • With DWDM • 4 ch Mux &
Rx - 2
Demux • 1 x 100 km
Rx - 3
fibre
Rx - 4
• 1 EDFA
光纤通信系统中的器件
产品超过 9000 品种
发送接收 波分复用 增益放大 开关交换 系统管理
Cable Assy
Adapters Fixed
Attenuators Terminators
您即将接Pa触ss到iv的e 光Pr学od产u品cts
无源器件（PASSIVE）-被动器件（光-光传输）
无源器件主要分为： 1、光连接器 (Connector) :光纤、器件之间的连接 2、光分光器/耦合器(Coupler): 光信号的耦合/分配 3、光衰减器(Attenuator):光功率衰减 4、光隔离器( Isolator ): 偏振相关型、偏振无关型 5、光环行器(Circulator): 固定顺序光路 6、光开关(Switch) : 光路的通断、选择 7、波分复用(WDM)器件:多路波长信号的合波、
Example: 4 signals, 100 km span length with regeneration
Tx - 1
OA
Tx - 2
OA
Tx - 3
OA
Rx - 1 Rx - 2 Rx - 3
• Without DWDM • 4 x 100 km fibre • 4 EDFA
Tx - 4 Tx - 1 Tx - 2 Tx - 3 Tx - 4
单模光纤(SMF) & 多模光纤(MMF)
• 1.在石英光纤中，ITU-T建议，标准单 模光纤的直径为8~10μm，标准多模光 纤的纤芯直径为50μm、 62.5μm，它们 的包层的直径均为125μm。
• 2.对光纤较佳的运行波段，多模光纤运 行波长为850nm或1300nm,而单模光纤 运行波长则为1310nm或1550nm。
• 光无源器件 Optical Passive Devices （光被动器件）
• 光有源器件 Optical Active Devices ( 光主动器件 )
WDM/ Coupling
TFF D/CWDM
FFC
Interleaver
VCF
Wavelocker
Passive Products
Amplifier Components
态的不同，偏振光有不同的偏振态（或偏振结构）。实际中最常见的光的偏振态
有五种：自然光、部分线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光和线偏振光。立体电影 就是利用光的偏振性。
双折射晶体
o光和e光都是线偏 振光
应用举例－光的干涉
滤光片示意图 AR Coating
应用举例－光的偏振
5.5mm
C
P
Isolator (隔离器）
波动光学的基本原理
1. 干涉的基本原理：干涉是波的一个重要特征。光是电磁波，它也能产
生干涉现象。在日常生活中可以观察到许多干涉现象，如水上的油膜在光的照射下显现出 彩色花纹，肥皂泡在阳光下显示出五彩图案等等。各种光学元件镀的增透膜，WDM中常 用的Filter等也都利用了光的干涉原理。
油膜干涉现象
微波
X 射线 射线 宇宙射线
1011 波长(µm) 1010 109 (1 km) 108 107 106 (1 m) 105 104 103 (1 mm) 102 1 1100-1 (1 m) 10-2 10-3 (1 nm) 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10
Tap Coupler
EDF WDM
Isolator
WDM
Tap Coupler
Isolator
Pump Lasers
PD
PD
光传输网络
Tຫໍສະໝຸດ Baidu1
RX1
TX2
WDM Power
Pre-amplifier WDM
Line
RX2
TX3 MUX
TX4
RX3 DEMUX
RX4
外 形 图
为什么要用 WDM模块
• 信号激光器 • 光调制器 • 光电探测器 • 锁波器 • 光发送摸块 • 光接收摸块 • 光收发摸块
• 薄膜滤波器 • 光纤光柵 • 列阵波导光柵 • 全息光柵 • 光环行器 • 光交错复用器 • 分波/合波摸
块
• 光纤放大器 • 光隔离器 • 分路耦合器 • 泵浦激光器 • 光增益平衡器 • 光衰减器
光学基础知识
光的本质－－－电磁波
波长(nm) 106
4 104
SiO2 6 103 fiber 5 103 1.7103 1.2103 760
622 597 577 492 455 390 300
200
10
极远 远 中 红外线
近
红 橙 黄 可见光 绿 蓝 紫 近
紫外线 远 极远
长电磁场 无线电波
2. 衍射的基本原理：光在传播路径上遇到障碍物时，在障碍物之后，光的
传播就偏离原来直线传播的方向，并且使光强分布在空间上变为不均匀，这种现象就是光的 衍射现象。由于光波的波长短，所以光的衍射现象不易觉察。而声波的波长长，容易发生衍 射现象。所以有“未见其人，先闻其声”。
正三边形孔衍射图样
3. 偏振的基本原理：按照电矢量在垂直于传播方向的平面内振动状
30mm
Wedge
E-beam O-beam
garnet
E-beam D d O-beam
E-beam O-beam
O-beam E-beam
功能图 原理图
通信系统
信息
发送器
（语音，视频，数据）
链路 传输介质
信息
接收器
（语音，视频，数据）
一个点到点的电信系统
Devices Applications (EDFA Module)
Isolator
GFF
PBC
FFC/ TFF Combiner
Circulator
Hybrids
Attenuator Products
MV
VCB
VSA
MATT DIL, TO, -package MATT
Array
ES VOA
Switching SN
MOMS
MEMs Manual Switch
Interconnects
• 半导体光放大 器
• 光开关
• 光插分复用 器
• 光交叉联接 器
• 波长变换器 • 可调滤波器 • 可调激光器
•光性能监控 管理摸块
•色散补偿器
•偏振模色散 管理摸块
这些器件用在哪里？
通信网络：
信息技术食物链
信息服务业 电信运营商 设备供应商
器件供应商 材料供应商
光通信器件的分类
光器件按不同的特性和功能的分类:
OA
Rx - 4
WDM Modules
MX
OA
DMX
Rx - 1 • With DWDM • 4 ch Mux &
Rx - 2
Demux • 1 x 100 km
Rx - 3
fibre
Rx - 4
• 1 EDFA
光纤通信系统中的器件
产品超过 9000 品种
发送接收 波分复用 增益放大 开关交换 系统管理
Cable Assy
Adapters Fixed
Attenuators Terminators
您即将接Pa触ss到iv的e 光Pr学od产u品cts
无源器件（PASSIVE）-被动器件（光-光传输）
无源器件主要分为： 1、光连接器 (Connector) :光纤、器件之间的连接 2、光分光器/耦合器(Coupler): 光信号的耦合/分配 3、光衰减器(Attenuator):光功率衰减 4、光隔离器( Isolator ): 偏振相关型、偏振无关型 5、光环行器(Circulator): 固定顺序光路 6、光开关(Switch) : 光路的通断、选择 7、波分复用(WDM)器件:多路波长信号的合波、
Example: 4 signals, 100 km span length with regeneration
Tx - 1
OA
Tx - 2
OA
Tx - 3
OA
Rx - 1 Rx - 2 Rx - 3
• Without DWDM • 4 x 100 km fibre • 4 EDFA
Tx - 4 Tx - 1 Tx - 2 Tx - 3 Tx - 4
单模光纤(SMF) & 多模光纤(MMF)
• 1.在石英光纤中，ITU-T建议，标准单 模光纤的直径为8~10μm，标准多模光 纤的纤芯直径为50μm、 62.5μm，它们 的包层的直径均为125μm。
• 2.对光纤较佳的运行波段，多模光纤运 行波长为850nm或1300nm,而单模光纤 运行波长则为1310nm或1550nm。
• 光无源器件 Optical Passive Devices （光被动器件）
• 光有源器件 Optical Active Devices ( 光主动器件 )
WDM/ Coupling
TFF D/CWDM
FFC
Interleaver
VCF
Wavelocker
Passive Products
Amplifier Components
态的不同，偏振光有不同的偏振态（或偏振结构）。实际中最常见的光的偏振态
有五种：自然光、部分线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光和线偏振光。立体电影 就是利用光的偏振性。
双折射晶体
o光和e光都是线偏 振光
应用举例－光的干涉
滤光片示意图 AR Coating
应用举例－光的偏振
5.5mm
C
P
Isolator (隔离器）
波动光学的基本原理
1. 干涉的基本原理：干涉是波的一个重要特征。光是电磁波，它也能产
生干涉现象。在日常生活中可以观察到许多干涉现象，如水上的油膜在光的照射下显现出 彩色花纹，肥皂泡在阳光下显示出五彩图案等等。各种光学元件镀的增透膜，WDM中常 用的Filter等也都利用了光的干涉原理。
油膜干涉现象
微波
X 射线 射线 宇宙射线
1011 波长(µm) 1010 109 (1 km) 108 107 106 (1 m) 105 104 103 (1 mm) 102 1 1100-1 (1 m) 10-2 10-3 (1 nm) 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10
Tap Coupler
EDF WDM
Isolator
WDM
Tap Coupler
Isolator
Pump Lasers
PD
PD
光传输网络
Tຫໍສະໝຸດ Baidu1
RX1
TX2
WDM Power
Pre-amplifier WDM
Line
RX2
TX3 MUX
TX4
RX3 DEMUX
RX4
外 形 图
为什么要用 WDM模块
• 信号激光器 • 光调制器 • 光电探测器 • 锁波器 • 光发送摸块 • 光接收摸块 • 光收发摸块
• 薄膜滤波器 • 光纤光柵 • 列阵波导光柵 • 全息光柵 • 光环行器 • 光交错复用器 • 分波/合波摸
块
• 光纤放大器 • 光隔离器 • 分路耦合器 • 泵浦激光器 • 光增益平衡器 • 光衰减器