光通讯基础课件1教学材料

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《光通讯基础理论》课件

《光通讯基础理论》课件

光波导分类与特性
分类
根据形状、材料、折射率分布等 特性,光波导可分为平板波导、 光纤、圆柱形波导等类型。
特性参数
描述光波导特性的参数包括折射 率、传播常数、有效折射率、模 式面积等。这些参数对光波在波 导中的传播行为和光器件的性能 有重要影响。
应用场景
不同类型的光波导适用于不同的 应用场景。例如,光纤适用于长 距离光通讯和传感,平板波导适 用于集成光子回路和芯片级光子 器件。
光通讯基础理论
目录
• 光通讯概述 • 光波导理论 • 光学器件理论 • 光信号处理理论 • 光通讯系统设计 • 光通讯发展趋势与挑战
01
光通讯概述
光通讯定义
总结词
光通讯是一种利用光波作为信息载体的通讯方式,通过发送和接收光信号来实 现信息的传输。
详细描述
光通讯是一种现代通讯技术,它利用光波作为信息的载体,通过发送和接收光 信号来实现信息的传输。与传统的电通讯相比,光通讯具有更高的传输速率、 更低的传输损耗、更强的抗干扰能力等优点。
光通讯发展历程
总结词
光通讯的发展经历了从实验室研究到商业化应用的过程,技术不断进步,应用领域不断扩大。
详细描述
光通讯的研究始于20世纪60年代,最初只是在实验室中进行研究和探索。随着光电器件和光纤技术的不断发展, 光通讯逐渐走向商业化应用。如今,光通讯已经成为现代通讯网络的重要组成部分,广泛应用于电信、广播电视 、数据中心等领域。
光通讯应用领域
总结词
光通讯在电信、广播电视、数据中心等领域有广泛应用,未来还可能拓展到物联网、智 能制造等领域。
详细描述
光通讯在电信领域中主要用于长途和骨干网传输,可提供高速、大容量的信息传输服务 。在广播电视领域中,光通讯可实现高质量的视频传输。此外,随着数据中心的发展, 光通讯在高速数据传输方面也得到了广泛应用。未来,随着物联网、智能制造等领域的

光通信的基础课件

光通信的基础课件

STS-18
933.120
STS-24
1244.160
STS-36
1866.240
STS-48
2488.320
STS-96
4976.640
STS-192
9953.280
SDH基本概念(四)
2、SDH设备
. 终端复用器 TM
在线形网的端站,把PDH / SDH 支路信号复用成
SDH线路信号,或反之。
1
SOH
3
4 AU PTR
5
SOH
STM-N 净负荷 (含POH)
9 9×N
261×N 270×N列
SOH:段开销
AU PTR:管理单元指针
POH:通道开销
传输方向
T=125μs
SOH:段开销是指STM帧结构中为了保证信息净负荷 正常灵活传送所必须的附加字节,主要是供网络运行、 管理和维护使用的字节。SOH可进一步划分为再生段 开销RSOH和复用段开销MSOH。
种类 VC-12 VC- 3
装载信号种类 2 Mb/s
34 / 45 Mb/s
结构
9行 4列–1
9行 85列
速率(Mb/s) 2.240 48.960
VC- 4 2/34/45/140 Mb/s 9行 261列
150.336
复用与映射(四)
4列
POH
9
C-12

( 2Mb/s )
VC-12
85列
P O
OAM
线路信号
TM
STM-N
PDH支路信号 SDH支路信号
SDH基本概念(五)
. 分插复用器 ADM
设在网络的中间局站,完成直接上、下电路功能。

光通信培训课件

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。

光纤通信基本知识ppt课件

光纤通信基本知识ppt课件

VC-3
VC-4
复用段层网络 再生段层网络 物理层网络
27
电路层
低阶 高阶
通道层
SDH 传送层
段层 传输 媒质层
完整最新ppt
SDH的承载业务
L5~7
Application
L4
TCP/UDP
L3
IP
L2 ATM FR PPP/HDLC LAPS SDL
L1
SDH
L0
WDM
FR: Frame Relay
6
7
MSOH
8
9
23
9列
261列
完整最新ppt
SDH开销字节的分层
分支
分支
--分支组装
POH
--分支取出
POH插入 MSOH
MSOH
POH提取 MSOH
插入
提取
RSOH RSOH RSOH RSOH RSOH
插入
提取/插入
提取
载波
载波
光接口
光接口
光接口
物理线路
物理线路
终端
再生器
终端
通道层 复用层 再生层 物理层
21
完整最新ppt
SDH的比特率
等级 STM-1
速率(Mb/s) 155.520
STM-4
622.080
STM-16 2488.320
STM-64 9953.280
22
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SDH的帧结构
STM-1的帧结构
125us 9x270=2430个字节
第1行
2
RSOH
3
4 AU PTR
5
净荷(含POH)
35

《光通信基础实训》课件

《光通信基础实训》课件

VS
详细描述
光通信最初起源于19世纪中叶的弧光灯 通信,随后出现了激光器和光纤,为光通 信的发展奠定了基础。20世纪70年代初 ,光纤和光放大器的出现,使得光通信进 入了实用化阶段。随着数字信号处理技术 的发展,光通信逐渐实现了数字化,成为 现代通信的主流方式之一。
光通信的应用领域
总结词
光通信在电信、广播、军事、航空航天等领域有广泛应用。
VS
挑战
未来光通信的发展也面临着一些挑战。例 如,如何进一步提高传输速率和降低传输 损耗;如何实现更小体积、更低成本的光 器件和光子集成电路;如何提高光信号处 理能力和降低噪声等。为了克服这些挑战 ,需要不断进行技术创新和研发工作,推 动光通信技术的不断发展。
THANKS
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光纤与光缆
总结词
光纤是光通信系统的传输媒介,负责将光信号传输到目的地。
详细描述
光纤由石英玻璃或塑料制成,具有低损耗、高带宽和抗电磁干扰等优点。光缆则是由多根光纤封装在保护套中形 成的传输介质,用于实现长距离的光信号传输。光纤和光缆在通信网络中起到了至关重要的作用。
光接收机与光检测器
总结词
光接收机是光通信系统的接收端,负责将接 收到的光信号转换为电信号。
总结词
提高传输速率
详细描述
光孤子通信技术可以支持高速率信号的传输,因为其利 用了非线性效应来调制光信号,可以实现高速调制和解 调。
总结词
增强抗干扰能力
详细描述
光孤子通信技术具有较强的抗干扰能力,因为其利用了 光孤子效应来保持信号的形状和幅度,可以抵御光纤中 的噪声和干扰。
相干光通信技术
总结词
提高信号质量
光通信与其他技术的融合发展

《光纤通信技术》课件第1章

《光纤通信技术》课件第1章
第1章 光纤通信概论
1.1 光纤通信发展历程 1.2 光纤通信的系统构成 1.3 光纤通信的特点 1.4 光纤通信新技术
1.1 光纤通信发展历程
1.1.1 光纤通信的产生与发展 1.目视光通信 人类社会发展中的远距离通信的主流是光通信,电气通信
的历史不过一百多年。从古埃及、古中国、古希腊和古罗马时 代至发明莫尔斯电报的数千年间,远距离通信主要为目视光通 信。三千多年前我国周朝就利用烽火台的火光传送敌情消息, 到了近现代,战争中用信号弹指挥作战、城市使用信号灯指挥 交通等传递信息的方式均可称为目视光通信。我们现在经常提 到的光纤通信与这些简单的视觉光通信完全不同,光纤通信是 由光通信逐步发展、演变而来的,是指以光波作载波传送信息 的通信方式。
2)光纤通信迅速发展 1974年贝尔实验室发明了制造低损耗光纤的方法,使光 纤损耗下降到1dB/km;而日本电话电报公司研制出了更低 损耗的光纤,损耗下降到0.5dB/km。美国于1976年在亚特兰 大成功地进行了码速为44.7Mb/s的光纤通信系统试验;日本 也于同年开始了64km、32Mb/s光纤通信系统的室内试验。
1.1.2 光纤通信发展趋势 1.宽带通信业务需求激增、光纤通信向超高速系统发展 光纤产品的大规模采用成为全球宽带通信网络飞速发展
的有力基础。网络的扩张又带来全球性传送业务的大增长, 这些业务需求包括Internet的蓬勃发展、大量的全球数据传 送,以及其他一些不断增长的先进业务。
视频娱乐节目:采用速率高达几十兆比特的数字电视, 提供同实物一样大的高分辨率、3D、真彩色视频娱乐节目。
3.实现光联网 波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量,但基本上是以点到点 通信为基础的系统,其灵活性和可靠性还不够理想。如果在光路上也能 实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能的话,无疑将增加新 的威力。 根据这一基本思路,光的分插复用器(OADM)和光的交叉连接设 备(OXC)均已在实验室研制成功,前者已投入商用。鉴于光联网具有 潜在的巨大优势,发达国家投入了大量的人力、物力和财力进行研究, 特别是美国国防部预研局(DARPA)资助了一系列光联网项目,如以 Be11core为主开发的“光网技术合作计划(ONTC)”,以朗讯公司为 主开发的“全光通信网”预研计划,“多波长光网络(MONET)”和 “国家透明光网络(NTON)”等,在欧洲和日本,也分别有类似的光 联网项目在进行。

光纤通信基础知识ppt课件

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

光通信基础知识PPT课件

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码. 间干扰
25
光通信系统
——通信光纤
(4)色散 ➢色散种类:
模间色散(单模光纤无模间色散) 波长色散(材料色散、波导色散、折射剖面色散) ➢色散表示方法: 群时延差 ➢常用光纤色散(系数) G.652光纤(B1): (1)在1288~1339nm范围内色散系数不大于3.5 ps/nm.km (2)1550nm波长的色散系数不大于18 ps/nm.km G.655光纤(B4):0.1ps/(nm.km).≤D(λ)≤10.0ps/(nm.km) 26
故其可用于远距离、波分复用、高速系统。
➢新建系统在传输速率和价格允许的条件下,应优选G.655光纤。扩容
系统将原系统的G.652光纤的工作波长选择到1550nm波长,可用色散补
偿光纤来解决色散问题。
(2)衰减和非线性因素
对采用波分复用和光纤放大器的高速系统较优先选用G.655光纤和
G.652D光纤。
O′ 包层
.
19
光通信系统
——通信光纤
2、光纤的导光原理
光源发出的光射线进入光纤纤芯以后,并不是所有的光射 线都能向前传输的,符合全反射的光射线才能向前传输。
n0
θ2
O
n1
n2
O′
.
20
光通信系统
——通信光纤
3、单模光纤的主要参数 (1)几何特性:模场直径9~10μm,偏差小于10%;模场同心度误差不 得大于1μm,实际商用小于0.5μm。 (2)弯曲损耗:宏弯损耗G.652在1550nm,100圈直径为60mm的光纤所增 加的损耗不得大于1dB,G.655光纤不应大于0.5dB。
使OH漂移出长波长,大于1700nm,不在光通信系统的工作
波长范围内

光纤通信原理及基础知识ppt课件

光纤通信原理及基础知识ppt课件
光纤的通信原理及基础知识
编辑版pppt
0
光纤的通信原理及基础知识
第一章 光纤通信的基本原理 第二章 光纤的基本结构和分类 第三章 光纤的基本参数 第四章 光纤的制造方法
编辑版pppt
1
第一章 光纤、光缆的基本知识
§1.1 光纤通信的基本原理
信号 处理
发送端
光波导
信号 处理
接收端
编辑版pppt
2
光纤通信的基本原理
1.0
1,600 km
100 km
6km
0.5
6,400 km
400 km
25km
0.2
40,000 km 2,500 km 156km
• 当比特率大于10Gb/s, 偏振模色散必须考虑.
• 降低光纤偏振模色散值:
– 改进光纤的几何形状
• 导致裸纤的旋转
编辑版pppt
31
光纤的基本参数
偏振模色散 光纤的光学及传输特性参数之一------
8
1 非色散位移光纤 2 色散位移光纤 3 色散平坦光纤 4 非零色散位移光纤
1
4
2
4
3
0 1200
1400 1500 1600 1700 1800 nm
-4
色散D(ps/(nm•km))
-8
波长(nm)
编辑版pppt
28
光纤的基本参数
偏振模色散 光纤的光学及传输特性参数之一------
定义:
基模包含两个正交的矢量,这两个偏振矢量在传播过 程中会产生时延,从而引入偏振模色散
928km
1550nm (G.655)
4528km
1310nm (G.652)

光通信基础PPT教案

光通信基础PPT教案
第16页/共87页
传输网络基本构件介绍
机柜与子架 光纤与光缆 DDF架 ODF架 光衰与法兰盘 同步时钟
光接口 光纤连接器 电源与列头柜 接口板与2M电缆 接地 网管系统
第17页/共87页
机柜与子架
机柜与子架
机柜前视
子架前视
机架后视
第18页/共87页
光缆与光纤
光通道参数:衰减、色散 光信号在光纤中传输的距离要受到色散和衰减的双重影响。
这也是通信技术发展史一第9次页/共“87重页大变革”。于是,有人也
光纤通信的重要性
光纤通信作为一门新兴技术,其近年来发 展速度之快、应用面之广是通信史上罕见 的,也是世界新技术革命的重要标志和未 来信息社会中各种信息的主要传送工具。
第10页/共87页
光纤通信的优 点
1. 通信容量大 2. 传输距离远 3. 不受电磁干扰 4. 光纤重量轻、体积小 5. 安全性高
SNCP/MSP/VP/IP RING
ATM
MSTP
ATM
大企业集 团
N*64K/2M/et
行业集团
大企业集团
智能小区
传输网络基本结构:上图为一个具体的网络图,各种业务应用通过接入层 、汇聚层、骨干层进行调度和业务传输。
第14页/共87页
传输机房结构示意图
传输网络系统的构成:
光传送网(SDH/WDM)
公用数据 通信网
第12页/共87页
业务网络产生各 种业务传输需求
支撑网络为电信 网络提供时钟和 信令和管理支持
传输网络为业务 网络提供传输通 道
光传输技术基础知识
传输网络的作用: 将这些业务网络的各种接口进行连接, 为其这些通讯设备及网络提供通道, 使业务网络的各接口之间能够互相通 信。

光纤通信课件第一章

光纤通信课件第一章

1970-1980年代
光纤通信技术的初步商业化,长距离 光纤通信系统开始建设。
光纤通信的应用领域
电信网络
电力通信
轨道交通
光纤通信是现代电信网 络的核心技术,用于语 音、数据和视频传输。
光纤通信用于智能电网、 变电站自动化等电力系
统的通信。
光纤通信用于列车控制 系统、信号传输和视频
监控等。
物联网
光纤通信支持物联网设 备的互联互通,实现远
光的干涉与衍射
光的波动性表现为干涉和衍射现象,这是光波特有的性质。干涉是指两束或多束 相干光波在空间某些区域相遇时,相互叠加产生加强或减弱的现象;衍射是指光 波在传播过程中遇到障碍物时,绕过障碍物继续向前传播的现象。
光纤的结构与制造
光纤结构
光纤由纤芯、包层和涂覆层三部分组成。纤芯是光纤传输光信号的部分,包层 用于保护纤芯并起到光信号的限制作用,涂覆层起到保护光纤不受外界环境影 响的作用。
随着互联网和云计算的快速发展,数据传 输需求不断增加,超高速光纤通信技术应 运而生。该技术通过采用先进的调制解调 技术和信号处理算法,提高了数据传输速 率和传输距离,同时降低了传输成本。
光子集成与光电子集成技术
总结词
光子集成与光电子集成技术是实现小型化、 高效化光纤通信系统的关键技术。
详细描述
光子集成和光电子集成技术通过将多个光器 件集成在一个芯片上,实现了小型化和高效 化的光纤通信系统。这种技术可以降低系统 的复杂性和成本,提高系统的可靠性和稳定 性,是未来光纤通信发展的重要方向之一。
光量子通信技术
总结词
光量子通信技术利用量子力学原理实现信息 传输,具有高度安全性、可靠性和保密性。
详细描述
光量子通信技术利用量子态的不可复制性和 量子纠缠等原理,实现了高度安全、可靠和 保密的信息传输。这种技术可以应用于军事 、政府、金融等领域,具有广阔的应用前景

光通讯基础课件1

光通讯基础课件1

The incident angle at which the angle of refraction equals 900 is called the critical incident angle, θ1C.
Total internal reflection is a necessary condition to make optical fiber work as a communications link.
= ch / (E3 – E2 )
(1.6)
Conclusion: the wavelength (the color) of radiated light is determined by the energy levels of the radiating material. These energy levels are given by nature and we can not control them. But we can choose another material to achieve different colors of radiated light.
1. The value of Eg determines the conductive (resistive) properties of the material. Good conductors have no gap between the valence and conduction bands, good insulators have a big energy gap, and semiconductors have a gap somewhere in between. 2. If an excited electron falls from a conduction band to a valence band, it releases a photon whose energy, is equal to or greater than the energy gap. 3. To make a semiconductor radiate, it is necessary to excite a significant number of electrons at the conduction band. This can be done by providing external energy to the material. The most suitable form of this external energy is electric current flowing through a semiconductor. 4. The wavelength (the color) of radiated light is determined by the energy gap of the radiating material.
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Prof. Yang, The college of Optic and Electronic Information Engineering, USST 7
A Photon
What happens if an atom jumps from an upper level to a lower level, say, from level E3 to level E2? There is an energy gap between these two levels, ΔE = E3 – E2 , and this difference will be released as a quantum of energy , which is called a photon .
Prof. Yang, The college of Optic and Electronic Information Engineering, USST 5
Prof. Yang, The college of Optic and Electronic Information Engineering, USST 6
Light :
1. Electromagnetic (EM) . A ray or beam ----In the geometric optics view 3. A stream of photons ---- In the quantum view
Prof. Yang, The college of Optic and Electronic Information Engineering, USST 2
6.Interference
There is interference between light waves of both arms. If light waves of both arms have the same phase, they will interfere constructively and destructively if they are reverse.
7.diffraction
Prof. Yang, The college of Optic and Electronic Information Engineering, USST 3
Prof. Yang, The college of Optic and Electronic Information Engineering, USST 4
1.l ELECTROMAGNETIC WAVES
1. Wavelength:λ 2. Velocity: c 3. Frequency:
= 1/T
4. The period: T
λ =c
(1.l)
5. Spectrum : Visible :λ=400 nm----700 nm
Prof. Yang, The college of Optic and Electronic Information Engineering, USST 1
The incident angle at which the angle of refraction equals 900 is called the critical incident angle, θ1C.
Total internal reflection is a necessary condition to make optical fiber work as a communications link.
A photon as a particle, an elementary particle that carries a quantum of energy, EP, and that travels with the speed of light, c A photon's energy, EP, is defined as follows:
1.3 A STREAM OF PHOTONS An energy-Level Diagram
Bohr's model assumes that electrons rotate on stationary orbits and therefore possess a stationary value of energy. An atom can be at any of these levels, or other words, it can change its energy states, and it can change its energy only by jumping from one level to another; In level only discretely
EP = h (1.4) Where h is Planck's constant (h = 6.626 10-34 J . s) and is the photon's frequency The higher the photon's frequency, the more energy it carries. Light is a stream of photons.
Snell's law :
θ1 =θ3
n1 sinθ1 = n2 sinθ2
(1.3)
Total internal reflection : When light travels from a medium with a higher refractive index to a medium with a lower refractive index and it strikes the boundary at more than the critical incident angle, (θ1 >θ1C )all light will be reflected back to the incident medium, meaning it will not penetrate the second medium.
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