光纖通信技術(shù)2ppt-powerpointpresen(編輯修改稿)
2025-01-18 22:45 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 之為非零色散移位單模光纖，零色散點(diǎn)移至 1570nm或1510…1520nm 附近，使 1550nm處具有一定的色散值。色散受限距離達(dá)數(shù)百公里。可以有效的減少波分復(fù)用系統(tǒng)的四波混頻的影響。 ? 光發(fā)送器與光接收器 ? 光源與光接收器是光纖通信系統(tǒng)中的兩種有源器件 ? 光源主要有 發(fā)光二極管， FP腔半導(dǎo)體激光器 分布反饋式（ DFB）和分布布拉格反射式（ DBR） 半導(dǎo)體激光器 ? 光接收器主要包括 PIN型光接收器 雪崩型二極管 ? 發(fā)光二極管（ LED） ? LED的發(fā)光機(jī)理是在電場(chǎng)作用下，半導(dǎo)體中載流子的復(fù)合 ? LED帶寬較寬，一般只用于低速的系統(tǒng) P 3 dB P peak BW ? FP腔半導(dǎo)體激光器 ? 發(fā)光機(jī)理和 LED相同，但有 FP腔，一般為多模（即多個(gè)波長(zhǎng)）。 ? 右圖下圖為半導(dǎo)體激光器的發(fā)光光譜 P peak ?分布反饋式（ DFB）和分布布拉格反射式（ DBR）半導(dǎo)體激光器 ? 采用 DFB和 DBR結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)單模輸出，是目前密集波分復(fù)用系統(tǒng)中的主流光源 ? 單模輸出有利于實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離和高速率的傳輸 P peak SMSR ? 光信號(hào)的調(diào)制 ? 把信號(hào)加到光源上的方法有多種。 內(nèi)調(diào)制，直接調(diào)節(jié)光源的電流等 外調(diào)制，采用如上圖的電光調(diào)制器，一般采用電吸收調(diào)制器，和光源集成在一塊芯片上 激光部分 調(diào)制部分 MZ型電光調(diào)制器 集成電吸收調(diào)制 ? 常用的光電接收器材料 ? 常用光電接收器的材料有硅鍺等 ? 右圖為幾種常用材料的響應(yīng)曲線 ? 光電接收器的基本性能：響應(yīng)波長(zhǎng)，敏感度，噪聲性能等 Wavelength nm 500 1000 1500 Silicon Germanium InGaAs Quantum Efficiency = 1 ? PIN型光接收器 ? PIN型光接收器的基本構(gòu)造如下圖所示：由三部分構(gòu)成 p型半導(dǎo)體， n型半導(dǎo)體和中間層 ? PIN型光接收器的工作原理 ? 雪崩二極管（ APD）的基本原理 ? 雪崩二極管的工作原理是：光在二極管中產(chǎn)生載流子，載流子在電場(chǎng)的作用下能量增加，在第二級(jí)產(chǎn)生放大 ? APD型光接收器 ? APD型光接收器的基本結(jié)構(gòu)如下圖 ? APD型光接收器具有更好的敏感度，具有更高的速率。但工藝復(fù)雜，成本較高。 光纖通信復(fù)用技術(shù) 目前光纖通信單信道實(shí)用化系統(tǒng)的傳輸速率發(fā)展到了 10Gbit/s，線路的利用率有了很大提高，但與光纖巨大的帶寬潛力相比還微不足道。電復(fù)用技術(shù)目前在實(shí)驗(yàn)室雖可以達(dá)到 40Gbit/s的水平，但受電子遷移速率的限制，進(jìn)一步提高速率已經(jīng)十分困難。要克服電復(fù)用的這一“瓶頸”，進(jìn)一步提高光纖頻帶的利用率，只有采用光復(fù)用技術(shù)。 ? 時(shí)分復(fù)用 ? 波分復(fù)用 ? 光碼分復(fù)用 ? 光副載波復(fù)用 ? 光密集波分復(fù)用 ? 時(shí)分復(fù)用 ? 光時(shí)分復(fù)用 (OTDM)技術(shù)指利用高速光開(kāi)關(guān)把多路光信號(hào)在時(shí)域里復(fù)用到一路上的技術(shù)。其基本原理是在發(fā)送端的同一載波波長(zhǎng)上，把時(shí)間分割成周期性的幀，每一幀再分割成若干個(gè)時(shí)隙，然后根據(jù)一定的時(shí)隙分配原則，使每個(gè)信源在每幀內(nèi)只能按指定的時(shí)隙向信道發(fā)送信號(hào)，接收端在同步的條件下，分別在各個(gè)時(shí)隙中取回各自的信號(hào)而不混擾。 ? 利用光時(shí)分復(fù)用技術(shù)可以獲得較高的速率帶寬比，可克服摻鉺光纖放大器 (EDFA)增益不平坦、四波混頻 (FWM)非線性效應(yīng)等諸多因素限制，而且可解決復(fù)用端口的競(jìng)爭(zhēng)，增加全光網(wǎng)絡(luò)的靈活性。但由于其關(guān)鍵技術(shù)比較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)的器件特別昂貴，制作和實(shí)現(xiàn)均很困難，并且由于偏振模色散對(duì)高速信號(hào)的限制，所以這項(xiàng)技術(shù)遲遲沒(méi)有得到很大的發(fā)展和應(yīng)用。 ? 波分復(fù)用 ? 光波分復(fù)用 (WDM)技術(shù)是在一芯光纖中同時(shí)傳輸多波長(zhǎng)光信號(hào)的一項(xiàng)技術(shù)。其基本原理是在發(fā)送端將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)組合起來(lái)，并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進(jìn)行傳輸，在接收端將組合波長(zhǎng)的光信號(hào)分開(kāi)，并作進(jìn)一步處理，恢復(fù)出原信號(hào)后送人不同的終端。它是目前研究最多、發(fā)展最快、應(yīng)用最為廣泛的光復(fù)用技術(shù)。經(jīng)過(guò)數(shù)年的發(fā)展和應(yīng)用，波分復(fù)用技術(shù)已趨于成熟，而且越來(lái)越成為現(xiàn)代通信系統(tǒng)中不可替代的傳輸技術(shù)。目前，波分復(fù)用系統(tǒng)的傳輸容量正以極快的速度增長(zhǎng)，直接基于WDM傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)也越來(lái)越多。 ? 為了進(jìn)一步提高光纖帶寬利用率，相鄰兩光載波的間隔將越來(lái)越小，一般認(rèn)為：當(dāng)相鄰光載波的間隔小到 (1OGHz)以下時(shí)，此時(shí)的復(fù)用稱為光頻分復(fù)用。 ? 光碼分復(fù)用 ? 光碼分復(fù)用 (OCDM)技術(shù)是 CDM(Code Division Multiplexing)技術(shù)和光纖通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，在這種復(fù)用技術(shù)中，每個(gè)信道不是占用一個(gè)給定的波長(zhǎng)、頻率或者時(shí)隙，而是以一個(gè)特有的編碼脈沖序列方式來(lái)傳送其比特信息。 ? 基本原理是
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