《光纤通信新技术》PPT课件
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《光纤通信》课件
光纤放大器
光纤放大器增强信号强度，提高传输距离。
光纤芯层和包层
光纤由芯层和包层构成，光信号通过芯层传输。
光纤接口技术
光纤连接器和光纤插入损耗技术确保信号的高 效传输。
光纤通信的优势
光纤通信相比传统的电缆通信具有如下优势：
1 高带宽
光纤能传输更大容量的数据。
2 低损耗
光纤的传输损耗较小，信号质量更高。
光纤通信的挑战
1 成本
光纤通信的建设和维护成本相对较高。
2 光纤连接
光纤连接需要特殊的技术和设备。
3 光纤安全
保护光纤通信的安全性是一个重要的挑战。
光纤通信的未来展望
5G技术
光纤通信将为5G技术的发展 供高速、稳定的传输支持。
物联网
光纤通信的广泛应用将助力物 联网的快速发展。
量子通信
光纤通信在量子通信领域有着 巨大的潜力和应用前景。
《光纤通信》课件
光纤通信是一种利用光信号传输数据的先进技术。它在现代通信领域有着广 泛的应用和巨大的优势。
发展历程
1
20世纪60年代
光纤通信的概念首次提出。
20世纪70年代
2
光纤通信的第一条实用化系统推出。
3
20世纪80年代
光纤通信开始在长距离通信中广泛应用。
光纤通信原理
全内反射原理
光信号在光纤内不断发生全内反射，实现信号 的传输。
3 抗干扰
光纤对电磁干扰和信号窃听具有较强的抵抗 能力。
4 长距离传输
光纤可以实现长距离的高速传输。
光纤通信的应用
电信网络
光纤通信是现代电信网络的主要传输方式。
数据中心
光纤连接数据中心内的服务器，实现高速数据传输。
光纤放大器增强信号强度，提高传输距离。
光纤芯层和包层
光纤由芯层和包层构成，光信号通过芯层传输。
光纤接口技术
光纤连接器和光纤插入损耗技术确保信号的高 效传输。
光纤通信的优势
光纤通信相比传统的电缆通信具有如下优势：
1 高带宽
光纤能传输更大容量的数据。
2 低损耗
光纤的传输损耗较小，信号质量更高。
光纤通信的挑战
1 成本
光纤通信的建设和维护成本相对较高。
2 光纤连接
光纤连接需要特殊的技术和设备。
3 光纤安全
保护光纤通信的安全性是一个重要的挑战。
光纤通信的未来展望
5G技术
光纤通信将为5G技术的发展 供高速、稳定的传输支持。
物联网
光纤通信的广泛应用将助力物 联网的快速发展。
量子通信
光纤通信在量子通信领域有着 巨大的潜力和应用前景。
《光纤通信》课件
光纤通信是一种利用光信号传输数据的先进技术。它在现代通信领域有着广 泛的应用和巨大的优势。
发展历程
1
20世纪60年代
光纤通信的概念首次提出。
20世纪70年代
2
光纤通信的第一条实用化系统推出。
3
20世纪80年代
光纤通信开始在长距离通信中广泛应用。
光纤通信原理
全内反射原理
光信号在光纤内不断发生全内反射，实现信号 的传输。
3 抗干扰
光纤对电磁干扰和信号窃听具有较强的抵抗 能力。
4 长距离传输
光纤可以实现长距离的高速传输。
光纤通信的应用
电信网络
光纤通信是现代电信网络的主要传输方式。
数据中心
光纤连接数据中心内的服务器，实现高速数据传输。
光传输第10章 光纤通信新技术(光网络产品发展趋势及产品介绍)PPT课件
实现快速端到端电路。
I-NNI 信令：RSVP-TE
I-NNI 路由：OSPF-TE
运营商内部不同控制域间 E-NNI 信令：RSVP-TE E-NNI 路由： DDRP
数据传送－城域WDM迅速发展
GE、POS
λ
λ
λ
IP OVER DWDM
光传输网管系统 GE、POS
… 波长 1~32
•5G / 波长 •10G / 波长
； 降低升级和运营成本； 支持广播、组播，并内置光功率均衡功能。
DWDM+OCS-长途网智能端到端业务调度方案
ODF/DDF
跨环业务需要 多次人工转接
维护成本增加 故障率增加
骨干层多 点失效后业务 中断
单套设备调度、组网能力有限， 需要多套设备解决
占用机房资源
占用维护资源
OSN9500智能光网络设
ATM交换
PSTN/2G交换
SDH专线
ESCON/FICON/FC
DVB
OptiX BWS1600G长途波分系统
高效大颗粒 IP业务接入: ➢ GE ➢ 10GE ➢ 2.5G POS ➢ 10G POS
3G交换
NGN 软交换
GSR
数据大客户专线
长途波分传输网能够提供全业务接入，实现对SDH业务、ATM业务、 SAN业务、DVB业 务以及宽带数据IP等业务综合承载和长途传送；
GMPLS信令逐步实施到VC、波长和MPLS，在控制的层 次上形成完整的端到端体系；ASON标准逐渐成熟，在网 络间协议上业界逐步统一，不同管理域的ASON网络能够 对端到端电路实现相应的配置和管理。
数据业务的大颗粒化使城域WDM发展迅速，基于子波长 的调度能力成为城域WDM的重要需求，可配置波长调度 也将逐渐成熟并得到应用；OTN为光电层波长业务的端到 端提供设备支撑，成为下一代支持数据互连的传输设备之 一。
《光纤通信新技术》PPT课件
波长为980 nm的泵浦光转换效率更高，达10 dB/mW， 而且噪声较低，是未来发展的方向。
编辑ppt
8
增 益 / dB
35.0
30.0
增 益 / dB
25.0
20.0
15.0
输 出 光 功 率 / dBm
10.0
I
I
I
I
5.0
I
0.0
I
噪 声 指 数 / dB
－ 5.0
I
－ 10.0 － 40 － 35 － 30 － 25 － 20 － 15 － 10 － 5 0
光发射机
n 1′
…
2n 光发射机
n′
编辑ppt
20
双向WDM系统在设计和应用时必须要考虑几个关键的系 统因素，如为了抑制多通道干扰(MPI)，必须注意到光反射的 影响、 双向通路之间的隔离、串扰的类型和数值、两个方向 传输的功率电平值和相互间的依赖性、光监控信道(OSC)传输 和自动功率关断等问题，同时要使用双向光纤放大器。所以 双向WDM系统的开发和应用相对说来要求较高，但与单向 WDM系统相比，双向WDM系统可以减少使用光纤和线路放 大器的数量。
光 纤
光 纤
1
光
接收1
1
…
合 波 BA
n 光转发器n n 器
s
LA
s
s
…
分 PA 波
s
器n 接收n
n
光监控信道
接收/发送
光监控信 道发送器
光监控信 道接收器
网络管理系统
图7.9 实际WD编M辑系pp统t 的基本结构
27
7.2.3WDM技术的主要特点
1. 充分利用光纤的巨大带宽资源
现代通信技术光纤通信技术 ppt课件
▪ 光纤色散的表示法：
• 光纤的色散系数D(λ) ——定义为单位光谱线宽光源在单位
长度光纤上所引起的时延差
D pk s m nm
• 最大时延差Δτ(群时延差）——描述光纤中速度最快和最慢
的光波成分的时延之差。时延差越大，色散就越严重。
• 光纤带宽——用光纤的频率特性来描述光纤的色散。
ppt课件
• 衡量光纤损耗特性的参数为衰减系数（损耗系数）α，定义为单位 长度光纤引起的光功率衰减
10lgPi dBk m
L Po
α(λ)为在波长λ处的衰减系数；Pi为输人光纤的光功率；Po为光纤输出的 光功率；L为光纤的长度
• 光纤的损耗特性是光纤的一个很重要的传输参数，它对于评价光纤 质量和确定光纤通信系统的中继距离有着决定性的作用。
n0
1
nrn012ar g
2
n2
r 0 r a r a
g是折射率分布指数;a是纤芯 半径；r是纤芯中任意一点到轴 心的距离。
g GI F SIF
使群时延差减至最小的最佳 折射率分布指数g为2左右
ppt课件
8
10lgPi dBk m
L Po
9.2.3 光纤的传输特性
光纤的损耗特性
• 光波在光纤中传输时，随着传输距离的增加，光功率会不断下降。 光纤对光波产生的衰减作用称为光纤的损耗。
▪ 瑞利(Relay)散射——由纤芯材料的微小颗粒或气孔等分子级的结构不均 匀引起的，瑞利散射系数与波长的四次方(λ4)成反比。
▪ 非线性散射：受激Raman散射；受激Brillouin散射。
• 其它损耗：
▪ 弯曲损耗：微弯损耗；宏弯损耗
▪ 连接损耗
▪ 耦合损耗
ppt课件
• 光纤的色散系数D(λ) ——定义为单位光谱线宽光源在单位
长度光纤上所引起的时延差
D pk s m nm
• 最大时延差Δτ(群时延差）——描述光纤中速度最快和最慢
的光波成分的时延之差。时延差越大，色散就越严重。
• 光纤带宽——用光纤的频率特性来描述光纤的色散。
ppt课件
• 衡量光纤损耗特性的参数为衰减系数（损耗系数）α，定义为单位 长度光纤引起的光功率衰减
10lgPi dBk m
L Po
α(λ)为在波长λ处的衰减系数；Pi为输人光纤的光功率；Po为光纤输出的 光功率；L为光纤的长度
• 光纤的损耗特性是光纤的一个很重要的传输参数，它对于评价光纤 质量和确定光纤通信系统的中继距离有着决定性的作用。
n0
1
nrn012ar g
2
n2
r 0 r a r a
g是折射率分布指数;a是纤芯 半径；r是纤芯中任意一点到轴 心的距离。
g GI F SIF
使群时延差减至最小的最佳 折射率分布指数g为2左右
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8
10lgPi dBk m
L Po
9.2.3 光纤的传输特性
光纤的损耗特性
• 光波在光纤中传输时，随着传输距离的增加，光功率会不断下降。 光纤对光波产生的衰减作用称为光纤的损耗。
▪ 瑞利(Relay)散射——由纤芯材料的微小颗粒或气孔等分子级的结构不均 匀引起的，瑞利散射系数与波长的四次方(λ4)成反比。
▪ 非线性散射：受激Raman散射；受激Brillouin散射。
• 其它损耗：
▪ 弯曲损耗：微弯损耗；宏弯损耗
▪ 连接损耗
▪ 耦合损耗
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《光纤通信》课件
总结词
海底光缆通信系统是光纤通信的重要应用之 一，它实现了跨洋、跨国之间的高速、大系统利用光纤作为传输介质， 通过海底光缆将各个国家和地区连接起来， 实现了高速、大容量的信息传输。这种系统 广泛应用于国际通信、广播电视、金融交易 等领域，对于全球信息交流和经济发展具有 重要意义。
光纤通信系统组成
光发信机
将电信号转换为光信号，通过光纤传输。
光纤
传输光信号的介质，具有低损耗、高带宽等 特点。
光收信机
将光信号转换为电信号，实现信息的接收和 解调。
中继器
用于延长传输距离和提高信号质量，包括光 放大器、光检测器等组件。
02
光纤基础知识
光的本质与传播
光的波粒二象性
光既具有波动特性，又具有粒子 特性。在光纤通信中，利用光的 波动特性进行信息传输。
《光纤通信》课件
目录 Contents
• 光纤通信概述 • 光纤基础知识 • 光纤通信技术 • 光纤通信应用 • 光纤通信发展趋势与挑战 • 案例分析
01
光纤通信概述
光纤通信定义
01
光纤通信是一种利用光波在光纤 中传输信息的通信方式。它通过 光信号的调制和传输，实现信息 的传递和交换。
02
光纤通信具有传输容量大、传输 距离远、传输损耗低、抗电磁干 扰等优点，是现代通信网络的重 要组成部分。
光纤通信发展历程
1960年代
激光的发明为光纤通信奠定了 基础。
1970年代
低损耗石英光纤的研制成功， 为光纤通信的实用化创造了条 件。
1980年代
光纤通信进入实用化阶段，广 泛应用于电话、有线电视等领 域。
1990年代至今
光纤通信技术不断发展，传输 速率和传输距离不断提高，成 为现代通信网络的主流技术。
最新第9章 光纤通信技术课件.ppt
这一参数直接影响光纤的性能。光纤通信 中所用的光纤的△一般小于1％，所以△可近 似表示为
精品
由光纤中光线在界面的全反射条件。可以推出临
界角 c为
那么光在纤芯端面的最大入射角 max应满足
由此可以定义光纤的数值孔径为
数值孔径表征了光纤的集光能力。由此看出n1,n2差别 越大，即△ 越大，光纤的集光能力越强。通信用光 纤的数值孔径是较小的。
3-30MHz 100—10m
同轴电缆短波无线电
30—300MHz 同轴电缆超短波无线电 10～lm
0.3—3 GHz 波导分米波无线电 lO—l cm
3—30GHz 10—1cm
波导厘米波无线电
30一300GHz 波导毫米波无线电 10一lm
105—107 光纤激光空间传播
GHz
O．3～3×10-6
多模渐变折射率光纤纤芯中的折射率是连续变化 的。它随纤芯半径r的增加按一定规律减小，如前图 9．4所示。采用渐变光纤的目的是减小多模光纤的模 式色散。 在多模渐变折射率光纤中，相对折射率差定义为
渐变折射光纤的折射率分布可以表示为
精品
如图9．7所示的渐变光纤中的子午射线，以不 同入射角进入纤芯的光射线在光纤中传过同一距离 时，靠近光纤轴线的射线所走的路程短，而远离轴 线所走的路程长。由于纤芯折射率是渐变的，所以 近轴处的光速慢，远轴处的光速快。当折射率分布 指数g取最佳时，就可以使全部子午射线以同样的轴 向速度在光纤中传输。
（3）塑料包层光纤
光纤的芯子是用石英制成，包层是硅树脂。
（4）全塑光纤
光纤的芯子和包层均由塑料制成，其损耗较大，可
靠性也不高。
精品
4．按光纤的套塑层分类
（1）紧套光纤
精品
由光纤中光线在界面的全反射条件。可以推出临
界角 c为
那么光在纤芯端面的最大入射角 max应满足
由此可以定义光纤的数值孔径为
数值孔径表征了光纤的集光能力。由此看出n1,n2差别 越大，即△ 越大，光纤的集光能力越强。通信用光 纤的数值孔径是较小的。
3-30MHz 100—10m
同轴电缆短波无线电
30—300MHz 同轴电缆超短波无线电 10～lm
0.3—3 GHz 波导分米波无线电 lO—l cm
3—30GHz 10—1cm
波导厘米波无线电
30一300GHz 波导毫米波无线电 10一lm
105—107 光纤激光空间传播
GHz
O．3～3×10-6
多模渐变折射率光纤纤芯中的折射率是连续变化 的。它随纤芯半径r的增加按一定规律减小，如前图 9．4所示。采用渐变光纤的目的是减小多模光纤的模 式色散。 在多模渐变折射率光纤中，相对折射率差定义为
渐变折射光纤的折射率分布可以表示为
精品
如图9．7所示的渐变光纤中的子午射线，以不 同入射角进入纤芯的光射线在光纤中传过同一距离 时，靠近光纤轴线的射线所走的路程短，而远离轴 线所走的路程长。由于纤芯折射率是渐变的，所以 近轴处的光速慢，远轴处的光速快。当折射率分布 指数g取最佳时，就可以使全部子午射线以同样的轴 向速度在光纤中传输。
（3）塑料包层光纤
光纤的芯子是用石英制成，包层是硅树脂。
（4）全塑光纤
光纤的芯子和包层均由塑料制成，其损耗较大，可
靠性也不高。
精品
4．按光纤的套塑层分类
（1）紧套光纤
光纤通信ppt课件第七章
波分复用（WDM）
波分复用（DWM）：将各路信息分别加载在不同波长 的光载波上并且在同一根光纤中传输，再借助光学方 法在接收端将各路信息分解。
TX TX TX TX TX TX
TX TX
M 120 km
U
EDFA
X
120 km
TX
D
TX TX
EDFA
E 120 km
TX TX
M
TX TX
TX
7.2.1
可广泛用于长距离传输，用于建设全光网络
WDM技术对网络升级、发展宽带业务(如CATV， HDTV 和IP over WDM等)、充分挖掘光纤带宽潜力、 实现超高速光纤通信等具有十分重要意义，尤其是 WDM加上EDFA更是对现代信息网络具有强大的吸引 力。
目 前 ， “ 掺 铒 光 纤 放 大 器 (EDFA)+ 密 集 波 分 复 用 (WDM)+非零色散光纤(NZDSF，即G.655光纤)+光子集 成(PIC)”正成为国际上长途高速光纤通信线路的主要技 术方向。
时分复用
TDM(Time Division Multiplexer)
波分复用
WDM(Wavelength Division Multiplexer)
TDM和WDM技术合用
空分复用（SDM） Space Division Multiplexer
空分复用(SDM）即多对电线或光纤共用一条缆的复用 方式。比如5类线就是4对双绞线共用1条缆。能够实现 空分复用的前提条件是光纤或电线的直径很小，可以 将多条光纤或多对电线做在一条缆内，既节省外护套 的材料又便于使用。
RL 10 lg pr (dB) pj
(7.3)
其中Pj为发送进输入端口的光功率，Pr为从同一个输 入端口接收到的返回光功率。
光传输第10章 光纤通信新技术(OTN介绍)PPT课件
• OTN借鉴SDH的开销思想，引入丰富的开销，使OTN真正具有 OAM&P能力；
• OTN定义了OCH、OMSn、OTSn三个光层概念，其中OCH通过数字 域的三个子层OPUk、ODUk、OTUk来实现；
• OTN定义了网络接口（域内、域间）； • OTN引入了带外FEC，增强了线路的容差性；
OTN层次结构及接口
Reduced functionality OTM interface
OTN结构关联关
系 Client
OH
Client
Wrapper
Associate d overhead
OH
OPUk
OH
ODUk
OCh Payload Unit (OPUk) OCh Data Unit (ODUk) FEC OCh Transport Unit (OTUk)
12 3 4 56 78 1 23 4 56 7 81 2 34 56 7 8 12 3 4 5 67 81 23 4 5 67 8 1 23 4 5 6 7 8
O A 1
O A 1
O A 1
O A 2
O A 2
O A 2
T 1 5 4 2 5 1 0 - 0 0
• 复帧定位信号 － MFAS （1 Byte）, 256帧构成一
• 分层：OCH、OMSn、OTSn
Clients (e.g. STM-N, ATM, IP, Ethernet)
OCh substructure
• 接口：OTM-n.m、OTM-nr.m、OTM-0.m ➢ n表示最高容量时承载的波数； ➢ m表示速率，取值范围为1(OTU1)、2(OTU2)、
3(OTU3)、12(OTU1和OTU2混传)、23(OTU2和 OTU3混传)、123(OTU1、OTU2、OTU3混传)； ➢ r表示该OTM去掉了部分功能，这里表示去掉了 OSC功能；0表示单波； ➢ OTM-nr.m加上OSC信号就变成了OTM-n.m；
• OTN定义了OCH、OMSn、OTSn三个光层概念，其中OCH通过数字 域的三个子层OPUk、ODUk、OTUk来实现；
• OTN定义了网络接口（域内、域间）； • OTN引入了带外FEC，增强了线路的容差性；
OTN层次结构及接口
Reduced functionality OTM interface
OTN结构关联关
系 Client
OH
Client
Wrapper
Associate d overhead
OH
OPUk
OH
ODUk
OCh Payload Unit (OPUk) OCh Data Unit (ODUk) FEC OCh Transport Unit (OTUk)
12 3 4 56 78 1 23 4 56 7 81 2 34 56 7 8 12 3 4 5 67 81 23 4 5 67 8 1 23 4 5 6 7 8
O A 1
O A 1
O A 1
O A 2
O A 2
O A 2
T 1 5 4 2 5 1 0 - 0 0
• 复帧定位信号 － MFAS （1 Byte）, 256帧构成一
• 分层：OCH、OMSn、OTSn
Clients (e.g. STM-N, ATM, IP, Ethernet)
OCh substructure
• 接口：OTM-n.m、OTM-nr.m、OTM-0.m ➢ n表示最高容量时承载的波数； ➢ m表示速率，取值范围为1(OTU1)、2(OTU2)、
3(OTU3)、12(OTU1和OTU2混传)、23(OTU2和 OTU3混传)、123(OTU1、OTU2、OTU3混传)； ➢ r表示该OTM去掉了部分功能，这里表示去掉了 OSC功能；0表示单波； ➢ OTM-nr.m加上OSC信号就变成了OTM-n.m；
光纤通信第8章 光纤通信新技术
第8章 光纤通信新技术
8.1
相干光 通信
8.2
光孤子通 信技术
随着全球经济和科技等各个方面的飞速发展，经济全球化，社会信 息化趋势越来越明显，人类社会对通信质量和通信容量要求越来越高。
光纤通信技术自20世纪70年代诞生以来就在信息技术领域占有重要 地位.因此，人们在提高光纤通信传输速率、增大传输容量和延长中继 间距方面做着不懈的努力。21世纪光纤通信的进一步发展必须寻找新 的途径、采用新的技术，才能满足光纤通信向着高速化、智能化、网 络化的发展要求。
1)幅移键控（ASK）
图8-3 2ASK信号的波形
光载波的频率和相位不变，光载波的幅度随着数字基带信号改变，称 为幅移键控ASK。当信码为1时，ASK的波形是若干个周期的载波（图 中为一个周期）；当信码为0时，ASK信号的波形为零电平。ASK相干 通信系统必须采用外调制器来实现，如果采用直接光强调制，幅度变化 将引起相位变化。外调制器可以采用马赫曾尔德（MZ）干涉型调制器 。
本章主要介绍两种有发展前景和代表性的新技术，相干光通信技术 和光孤子通信技术。
8.1 相干光通信
目前已推广使用的光纤数字通信系统， 都属于直接光强度调制、直接光检测 系统。
这种方式的优点是：调制和解调简单，容易实现，因而成本较低； 缺点是：这种方式没有利用光载波的频率和相位信息，限制了系统性能的进
所谓外差检测或零差检测方式是根据本振光信号频率与接收光信 号频率是否相等划分的，前者是在光电变换过程中形成中频（其载 频等于本振光信号频率与接收光信号频率之差，差大于零)电信号， 后者本振光信号频率与接收光信号频率相等，光信号在光电变换过 程中直接转换成基带信号。
在光纤通信系统中采用外差或零差检测方式可以显著提高接收灵 敏度和选择性。
8.1
相干光 通信
8.2
光孤子通 信技术
随着全球经济和科技等各个方面的飞速发展，经济全球化，社会信 息化趋势越来越明显，人类社会对通信质量和通信容量要求越来越高。
光纤通信技术自20世纪70年代诞生以来就在信息技术领域占有重要 地位.因此，人们在提高光纤通信传输速率、增大传输容量和延长中继 间距方面做着不懈的努力。21世纪光纤通信的进一步发展必须寻找新 的途径、采用新的技术，才能满足光纤通信向着高速化、智能化、网 络化的发展要求。
1)幅移键控（ASK）
图8-3 2ASK信号的波形
光载波的频率和相位不变，光载波的幅度随着数字基带信号改变，称 为幅移键控ASK。当信码为1时，ASK的波形是若干个周期的载波（图 中为一个周期）；当信码为0时，ASK信号的波形为零电平。ASK相干 通信系统必须采用外调制器来实现，如果采用直接光强调制，幅度变化 将引起相位变化。外调制器可以采用马赫曾尔德（MZ）干涉型调制器 。
本章主要介绍两种有发展前景和代表性的新技术，相干光通信技术 和光孤子通信技术。
8.1 相干光通信
目前已推广使用的光纤数字通信系统， 都属于直接光强度调制、直接光检测 系统。
这种方式的优点是：调制和解调简单，容易实现，因而成本较低； 缺点是：这种方式没有利用光载波的频率和相位信息，限制了系统性能的进
所谓外差检测或零差检测方式是根据本振光信号频率与接收光信 号频率是否相等划分的，前者是在光电变换过程中形成中频（其载 频等于本振光信号频率与接收光信号频率之差，差大于零)电信号， 后者本振光信号频率与接收光信号频率相等，光信号在光电变换过 程中直接转换成基带信号。
在光纤通信系统中采用外差或零差检测方式可以显著提高接收灵 敏度和选择性。
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马赫-曾德尔干涉仪(MZI)结构图
精选ppt
23
阵列波导光栅解复用器（AWG）
插入损耗低，通带平坦，容易集成，在WDM全光网中具有多种用途。
精选ppt
24
40通道AWG DWDM
精选ppt
25
光波分复用器与解复用器
光纤耦合器型
分为两类：
将多路信号混合在一起，再强度等分地分给多个用户， 不要求对波长具有选择性。
fN MN
f1s BPF 组 光发射机
LD PIN
f1s
光接收机 分
D1
f2s 合
宽
驱 动
BPF
电
放
电 路
光纤
探 测
宽
离 f2s
电 路
放
电
D2
fNs 路 BPF
路 f3s DN
LPF 频道1
LPF 频道2
LPF 频道N
Mi为调制器 Di为解调器 BPF为带通滤波器 LPF为低通滤波器
精选ppt
3
光波分复用技术
基于光学干涉原理实现分波与合波。
干涉膜滤波器型 Mach-Zahnder滤波器型 阵列波导光栅
精选ppt
21
多层干涉DTF滤波器型
1,2,n
1 2
4,5,n
3
精选ppt
22
Mach-Zahnder滤波器型
输入 1
输出 1
路程差，DL
输入 2
输出 2
适合用于宽带滤波，也可通过级联几个MZI实现窄带滤波。
光波分复用(WDM)
在一根光纤中同时传输多个波长光信号的技术。 其实质是频分复用，一般情况下，若信道间隔
较大（>100GHz），则称为波分复用。 WDM技术对网络升级、发展宽带业务、充分发掘
光纤宽带潜力、实现超高速光纤通信具有十分重 要的意义。
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4
光波分复用技术
光波分复用(WDM)
开放式WDM系统(Tx为具有G.957/G.691光口的SDH终端设备)
Tx
Tx
OM /BA
LA
Tx
REG
PA REGOM
/OD
/BA
LA
REG
Rx PA Rx /OD
Rx
集成式WDM系统(Tx、REG分别为具有G.692光口的SDH终端、中继设备 )
精选ppt
15
光波分复用系统的主要设备
光波分复用器(合波器)与解复用器(分波器)
可以制成波分复用/解复用器，具有波长选择特性。
分为T形耦合器、定向耦合器、星形耦合器。 高端口数目的耦合器可用低端口数目的耦合器复
合而成。
光纤通信新技术
第一讲 光波分复用
精选ppt
1
光波分复用技术
空分复用SDM 时分复用TDM 频分复用FDM 码分复用CDM 波分复用WDM 光码分复用OCDM 副载波复Βιβλιοθήκη SCM精选ppt2
副载波复用模拟电视光纤传输系统
… …
放 频道1 大
放 频道2 大
放 频道N 大
f1 M1
f2 M2
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5
WDM系统的构成
系统容量BL=(精B选1p+pt B2+···+BN)L
6
»Canal 0 => 1548.51 nm et <= 1549.32 nm »Canal 1 => 1550.12 nm et <= 1550.92 nm » -------------------»Canal 7 => 1559.79 nm et <= 1560.61 nm
光发射机
光中继放大
光接收机
1 光转发器11 光
光 纤
光 纤
1
光
接收1
1
…
合 波 BA
n 光转发器n n 器
s
LA
s
s
…
分 PA 波
s
器n 接收n
n
光监控信道
接收/发送
光监控信 道发送器
光监控信 道接收器
网络管理系统
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13
光波分复用系统的主要设备
光转发器(OUT)
波长转换器，把非标准波长转化为标准波长。
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7
WDWM采用的波段
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8
16通路WDM光纤数字传输系统通路标称中心波长及频率
序号
中心频率（THz）
中心波长 （nm）
1
192.1
1560.61
2
192.2
1559.79
3
192.3
1558.98
4
192.4
1558.17
5
192.5
1557.36
6
192.6
1556.55
7
192.7
角度色散型 光滤波器型 光纤耦合器型
精选ppt
16
光波分复用器与解复用器
角度色散型
DWDM系统中最常用的角度色散器件为光栅。 多波长的光信号入射到一个反射光栅上，光栅对
不同波长的光衍射角度不同，利用一个透镜，可 将不同波长的光聚焦到不同的光纤中。
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17
棱镜折射分光解复用
精选ppt
1555.75
8
192.8
1554.94
9
192.9
1554.13
10
193.0
1553.33
11
193.1
1552.52
12
193.2
1551.72
13
193.3
1550.92
14
193.4
1550.12
15
193.5
1549.32
16
193.6
精选ppt
1548.51
9
32通路WDM传输系统连续频带通路标称中心频率及波长
OTU按其在WDM传输系统的位置分为发送端OTU、作 为再生中继器的OTU和接收端OTU。
目前商用的仍然是光-电-光的转换方式。
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14
光转发器
Tx OTU
OTU
Tx OTUO /B MALA P /O ADOTUO /B MALA
OTURx
PA OTURx /OD
Tx OTU
OTU
OTURx
波分复用(WDM) 波长间隔在几十到几百纳米；采用普通的光纤WDM耦合器 对复用信道解复用。
密集波分复用(DWDM) 波长间隔为0.8nm的整数倍（0.8nm,1.6nm,2.4nm),一般不超 过10nm（对应的频率间隔为100GHz）；采用波长选择性高 的光栅解复用器对复用信道解复用。
光频分复用(OFDM) 波长间隔为0.1~1nm（对应的频率间隔只有几吉至几十吉赫 兹）；实现较为困难，需采用相干光检测技术。
18
光栅衍射解复用
光栅型解复用器解复用路数多、插损较小、分辨率较高，
被广泛应用于DWDM系统中。
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19
光纤布喇格光栅复用
1
2
耦合器
3
1 23 4 2
光纤布喇格光栅
1
2
3
4
2
具有高波长选择性，易于光纤耦合，插入损耗低，结构简
单，体积小。
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20
光波分复用器与解复用器
光滤波器型
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10
光波分复用技术
WDM技术的主要特点：
充分利用光纤的巨大带宽资源（ 30THz ）。 可同时传输多种不同类型的信号。 节省线路投资。 降低器件的超高速要求。 具有高度的组网灵活性、经济性和可靠性。
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11
WDM 系 统 的 优 越 性
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12
WDM系统的基本结构
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23
阵列波导光栅解复用器（AWG）
插入损耗低，通带平坦，容易集成，在WDM全光网中具有多种用途。
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24
40通道AWG DWDM
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25
光波分复用器与解复用器
光纤耦合器型
分为两类：
将多路信号混合在一起，再强度等分地分给多个用户， 不要求对波长具有选择性。
fN MN
f1s BPF 组 光发射机
LD PIN
f1s
光接收机 分
D1
f2s 合
宽
驱 动
BPF
电
放
电 路
光纤
探 测
宽
离 f2s
电 路
放
电
D2
fNs 路 BPF
路 f3s DN
LPF 频道1
LPF 频道2
LPF 频道N
Mi为调制器 Di为解调器 BPF为带通滤波器 LPF为低通滤波器
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3
光波分复用技术
基于光学干涉原理实现分波与合波。
干涉膜滤波器型 Mach-Zahnder滤波器型 阵列波导光栅
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21
多层干涉DTF滤波器型
1,2,n
1 2
4,5,n
3
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22
Mach-Zahnder滤波器型
输入 1
输出 1
路程差，DL
输入 2
输出 2
适合用于宽带滤波，也可通过级联几个MZI实现窄带滤波。
光波分复用(WDM)
在一根光纤中同时传输多个波长光信号的技术。 其实质是频分复用，一般情况下，若信道间隔
较大（>100GHz），则称为波分复用。 WDM技术对网络升级、发展宽带业务、充分发掘
光纤宽带潜力、实现超高速光纤通信具有十分重 要的意义。
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4
光波分复用技术
光波分复用(WDM)
开放式WDM系统(Tx为具有G.957/G.691光口的SDH终端设备)
Tx
Tx
OM /BA
LA
Tx
REG
PA REGOM
/OD
/BA
LA
REG
Rx PA Rx /OD
Rx
集成式WDM系统(Tx、REG分别为具有G.692光口的SDH终端、中继设备 )
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15
光波分复用系统的主要设备
光波分复用器(合波器)与解复用器(分波器)
可以制成波分复用/解复用器，具有波长选择特性。
分为T形耦合器、定向耦合器、星形耦合器。 高端口数目的耦合器可用低端口数目的耦合器复
合而成。
光纤通信新技术
第一讲 光波分复用
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1
光波分复用技术
空分复用SDM 时分复用TDM 频分复用FDM 码分复用CDM 波分复用WDM 光码分复用OCDM 副载波复Βιβλιοθήκη SCM精选ppt2
副载波复用模拟电视光纤传输系统
… …
放 频道1 大
放 频道2 大
放 频道N 大
f1 M1
f2 M2
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5
WDM系统的构成
系统容量BL=(精B选1p+pt B2+···+BN)L
6
»Canal 0 => 1548.51 nm et <= 1549.32 nm »Canal 1 => 1550.12 nm et <= 1550.92 nm » -------------------»Canal 7 => 1559.79 nm et <= 1560.61 nm
光发射机
光中继放大
光接收机
1 光转发器11 光
光 纤
光 纤
1
光
接收1
1
…
合 波 BA
n 光转发器n n 器
s
LA
s
s
…
分 PA 波
s
器n 接收n
n
光监控信道
接收/发送
光监控信 道发送器
光监控信 道接收器
网络管理系统
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13
光波分复用系统的主要设备
光转发器(OUT)
波长转换器，把非标准波长转化为标准波长。
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7
WDWM采用的波段
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8
16通路WDM光纤数字传输系统通路标称中心波长及频率
序号
中心频率（THz）
中心波长 （nm）
1
192.1
1560.61
2
192.2
1559.79
3
192.3
1558.98
4
192.4
1558.17
5
192.5
1557.36
6
192.6
1556.55
7
192.7
角度色散型 光滤波器型 光纤耦合器型
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16
光波分复用器与解复用器
角度色散型
DWDM系统中最常用的角度色散器件为光栅。 多波长的光信号入射到一个反射光栅上，光栅对
不同波长的光衍射角度不同，利用一个透镜，可 将不同波长的光聚焦到不同的光纤中。
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17
棱镜折射分光解复用
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1555.75
8
192.8
1554.94
9
192.9
1554.13
10
193.0
1553.33
11
193.1
1552.52
12
193.2
1551.72
13
193.3
1550.92
14
193.4
1550.12
15
193.5
1549.32
16
193.6
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1548.51
9
32通路WDM传输系统连续频带通路标称中心频率及波长
OTU按其在WDM传输系统的位置分为发送端OTU、作 为再生中继器的OTU和接收端OTU。
目前商用的仍然是光-电-光的转换方式。
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14
光转发器
Tx OTU
OTU
Tx OTUO /B MALA P /O ADOTUO /B MALA
OTURx
PA OTURx /OD
Tx OTU
OTU
OTURx
波分复用(WDM) 波长间隔在几十到几百纳米；采用普通的光纤WDM耦合器 对复用信道解复用。
密集波分复用(DWDM) 波长间隔为0.8nm的整数倍（0.8nm,1.6nm,2.4nm),一般不超 过10nm（对应的频率间隔为100GHz）；采用波长选择性高 的光栅解复用器对复用信道解复用。
光频分复用(OFDM) 波长间隔为0.1~1nm（对应的频率间隔只有几吉至几十吉赫 兹）；实现较为困难，需采用相干光检测技术。
18
光栅衍射解复用
光栅型解复用器解复用路数多、插损较小、分辨率较高，
被广泛应用于DWDM系统中。
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19
光纤布喇格光栅复用
1
2
耦合器
3
1 23 4 2
光纤布喇格光栅
1
2
3
4
2
具有高波长选择性，易于光纤耦合，插入损耗低，结构简
单，体积小。
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20
光波分复用器与解复用器
光滤波器型
精选ppt
10
光波分复用技术
WDM技术的主要特点：
充分利用光纤的巨大带宽资源（ 30THz ）。 可同时传输多种不同类型的信号。 节省线路投资。 降低器件的超高速要求。 具有高度的组网灵活性、经济性和可靠性。
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11
WDM 系 统 的 优 越 性
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12
WDM系统的基本结构