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光纤通信系统PPT课件

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套塑光纤结构
48 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
❖按传输波长分类 (1)短波长光纤
37 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
(3)三角形光纤 纤芯折射
率分布曲线为 三角形。
38 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
光纤折射率分布曲线 39 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
❖按传导模的数目分类: 传导模指能够在光纤中远距离传输的传
播模式。 (1)多模光纤
当纤芯的几何尺寸(直径一般为50μm) 远大于光波波长(如1.55μm)时,光纤剖面折 射率分布为渐变型,外径125μm。光纤传输 的过程中会存在着几十种乃至几百种传输模 式,称为多模光纤。
40 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
(2)单模光纤 当纤芯的几何尺寸较小(一般为
8μm~10μm),与光波长在同一数量级, 这时,光纤只允许一种模式(基模)在 其中传播,其余的高次模全部截止,这 样的光纤称为单模光纤。
单模光纤的折射率分布多呈阶跃性。
41 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
目前光纤已成为信息宽带传输的主要媒 质,光纤通信系统将成为未来国家信息基础 设施的支柱。
7 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
光纤通信系统是以光导纤维和激光 技术、光电集成技术为基础发展起来的 通信系统,它具有频带宽、重量轻、体 积小、节省能源,主要用于大容量国际、 国内长途通信干线,也用于短局间中继。 我国今后不再敷设新的长途电缆线路, 而全部采用光缆。
实用的光纤通信系统一般都是双向 的,每一端都有光发送机、光接收机和 电发送机、电接收机并且每一端的光发 送机和光接收机做在一起,称为光端机, 电发送机和电接收机组合起来称为电端 机。同样,中继器也有正反两个方向。

光纤通信基础知识ppt课件

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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

光纤通信技术-第七章-光纤通信系统PPT课件

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能传输监控、公务和区间信号; 能实现比特序列独立性,即不论传输的信息
信号如何特殊,其传输系统都不依赖于信息 信号而进行正确的传输。
1. 扰码
为了保证传输的透明性,在系统光发射机 的调制器前,需要附加一个扰码器,将原始的 二进制码序列进行变换,使其接近随机序列。 它是根据一定的规则将信号码流进行扰码,经 过扰码后使线路码流中的“0”、“1”出现概 率相等,从而改善了码流的一些特性。但是它 仍然具有下列缺点:
2. 可以用再生中继,传输距离长。数字通信系 统可以用不同方式再生传输信号,消除传输 过程中的噪声积累,恢复原信号,延长传输 距离。
3. 适用各种业务的传输,灵活性大。在数字通 信系统中,话音、图像等各种信息都变换为 二进制数字信号,可以把传输技术和交换技 术结合起来,有利于实现综合业务。
4. 容易实现高强度的保密通信。只需要将明文 与密钥序列逐位模2相加, 就可以实现保密 通信。只要精心设计加密方案和密钥序列并 经常更换密钥, 便可达到很高的保密强度。
光纤部分可根据所传信号的质量要求、传 输距离、适用场合等指标选单模光纤、多模光 纤或其他特ห้องสมุดไป่ตู้光纤。
光接收部分则采用和光发射部分相反的操 作,将光信号转换为电信号,然后再进行解复 用,然后将基带信号送给相关用户。
7.1.2 光纤通信系统的分类
光纤通信系统根据不同的分类方法可以划分 为不同类型。 1. 按系统所用光纤类型可将光纤通信系统分为单模 光纤通信系统和多模光纤通信系统; 2. 按光纤通信系统应用的场合分为公用型光纤通信 系统和专用光纤通信系统,如专网中的电力光纤 通信系统,铁道光纤通信系统,军用光纤通信系 统等;
不能完全控制长连“1”和长连“0”序列的 出现;
没有引入冗余,不能进行在线误码检测; 信号频谱中接近于直流的分量较大。

光纤通信原理-(全套)PPT课件

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为了描述光纤中传输的模式数目,在
此引入一个非常重要的结构参数,即光纤
的归一化频率,一般用V表示,其表达式 如下:
V k 0 n m a2 2 0n m a2 C n m a2
1. 多模光纤
顾明思义,多模光纤就是允许多个模 式在其中传输的光纤,或者说在多模光纤 中允许存在多个分离的传导模。
光纤的作用是为光信号的传送提供传 送媒介(信道),将光信号由一处送到另一 处。
中继器分为电中继器和光中继器(光放 大器)两种,其主要作用就是延长光信号的 传输距离。
1.3.2 光纤通信系统的分类
根据调制信号的类型,光纤通信系统 可以分为模拟光纤通信系统和数字光纤通 信系统。
根据光源的调制方式,光纤通信系统 可以分为直接调制光纤通信系统和间接调 制光纤通信系统。
1.2 光纤通信的主要特性
1.2.1 光纤通信的优点
1. 光纤的容量大
光纤通信是以光纤为传输媒介,光波为载 波的通信系统,其载波—光波具有很高的 频率(约1014Hz)损耗低、中继距离长
目前,实用的光纤通信系统使用的光 纤多为石英光纤,此类光纤在1.55μm波长 区 的 损 耗 可 低 到 0 . 1 8 dB/km, 比 已 知 的 其 他通信线路的损耗都低得多,因此,由其 组成的光纤通信系统的中继距离也较其它 介质构成的系统长得多。
图2.2 光纤的折射率分布
光纤的折射率变化可以用折射率 沿半径的分布函数n(r)来表示。
n r n n 1 2
r a r a
2. 按传输模式的数量分类
按光纤中传输的模式数量,可以将光 纤分为多模光纤(Multi-Mode Fiber,MMF) 和单模光纤(Single Mode Fiber,SMF)。
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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
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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”。
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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
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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
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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 )
✓ 光纤通信发展趋势(查找相关资料阅读) 3
2.2.1 光纤通信概述
一、引言 1、何谓光纤通信
用光波作为载波,以光导纤维作为传输介质的一种通信方式。
2、光纤通信在通信网中的地位 专家预言,下一代网络,无论如何发展,一定将要达到三个
世界: ➢ 服务层面上的IP世界 ➢ 接入层面上的无线世界 ➢ 传输层面上的光的世界
1880年,贝尔发明了光电话系统。 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。
说明了:利用波作为载波传送信息是可行的。
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2.2.1 光纤通信概述
用光来通信,必须要解决两个最根本的问题:
1. 必须有稳定的、低损耗的传输媒质; 2. 必须要找到高强度的、可靠的光源.
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整体概况
概况一
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01
概况二
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02
概况三
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03
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✓ 光纤通信概述 引言 光纤通信发展历史 光纤通信的优点
✓ 光纤和光缆 光纤的结构和类型 光纤的传输原理 光纤的传输特性 光缆的类型和型号
✓ 光纤通信系统的组成 简单的点对点光纤通信系统 光波分复用系统
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2.2.1 光纤通信概述
光纤波导:
光纤即玻璃纤维,人们用它制造了医疗上用的内窥镜 ,如做成胃镜,可以观察到距离体内1米左右的情况。
但是它的衰减损耗特别大,只能传输很短的距离。直 到20世纪60年代,最好的光纤的损耗仍在 1000dB/km以上。(亿百分之一)这是不能用于通信的 。
1970年,第一根低损耗光纤20dB/km研制成功 …。 1970年被称为光纤通信元年
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2.2.1 光纤通信概述
4、光纤通信的载波
电磁波的一种—近红外光
频率为几百THz 常用波长窗口:
0.85 m 、1.31 m 、1.55 m
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2.2.1 光纤通信概述
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2.2.1 光纤通信概述
二、光纤通信发展历史 1.原始的光通信方式 目视光通信阶段
3千多年前,中国古代的烽火台
新疆呼图壁县境内的烽火台
(3)传输光路的探索
第一种方式:使激光在大气中传输
通信能力和质量受周围大气环境的影响很大,如雨可 造成30dB/km的损耗,浓雾衰减可达120dB/km 10dB/km的损耗意味着输入的信号传送1公里后 只剩下十分之一 20dB/km的损耗意味着输入的信号传送1公里后 只剩下百分之 30dB/km的损耗意味着输入的信号传送1公里后 只剩下千分之一
可以说贝尔光电话是现代光通信的雏型。
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2.2.1 光纤通信概述
(2)光源的探索阶段 1960年,美国人梅曼发明了第一台红宝石激光器,给光 通信带来了新的希望 研究现代化光通信的时代也从此开始
认识一下激光 激光的最初中文名叫做“镭射”、“莱塞”,是它的英 文名称LASER的音译,是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词的头一个字母组成的缩写词。
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2.2.1 光纤通信概述
3、光纤通信的容量 香农公式
通信系统的传输容量(capacity)取决于载波调制的频带宽度 ,即在某种程度上,载波频率越高,频带越宽,系统容量越 大。通信技术发展的历史,实际上是一个不断提高载波频率 和增加传输容量的历史。
一对光纤理论上每秒可传送25兆兆(1012)比特的信息。
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2.2.1 光纤通信概述
欧洲人的旗语 1650年,望远镜 1791年,法国人发明了灯信号和“灯语”
目视光通信方式的共同点:
利用大气来传播可见光,由人眼来接收。 真正强大的光通信应该是光纤通信,即单纯地依靠光
纤作为媒质来传送信息的通信方式。
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2.2.1 光纤通信概述
2.光通信的发展历程 (1)贝尔的光电话
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2.2.1 光纤通信概述
附:光纤的发展
1966年7月,英籍华裔学者高锟大胆预言:只要能设法降低玻璃纤 维的杂质,就有可能使光纤的损耗从1000dB/km降低到20dB/km ,甚至更低,从而可以用于通信。
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2.2.1 光纤通信概述
1960年7月,梅曼进行了人造激光的第一次试验, 这束仅持续了3亿分之一秒的红色激光标志着人类 文明史上一个新时刻的来临。 1970年,贝尔研究所的林严雄等人研制出能在室 温下连续工作的半导体激光器 和普通光源相比,激光的优点
单色性好 相干性高 方向性强
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2.2.1 光纤通信概述
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