【正文】 A)Δ=， n1=，得到 NA= θc=176。它是時(shí)間 Dispersion)第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)單模光纖的色散 ?式中， c為光速， k=2π/λ， λ為光波長。多模光纖折射率分布用 n(r)表示，單位長度光纖第 q階模式群產(chǎn)生的 受這種影響，光纖起了低通濾波器的作用。頻域光纖帶寬 |H(f3dB)/H(0)|=色散的表示⑴ 色散對光纖傳輸系統(tǒng)的影響模擬信號：帶寬（ bandwith）數(shù)字信號：脈沖展寬 (pulse這種色散取決于光纖材料折射率的波長特性和光源成分的光 (實(shí)際光源不是純單色光 )，其時(shí)間延遲不同而產(chǎn) 材料色散 由于波導(dǎo)結(jié)構(gòu)參數(shù)與波長有關(guān)而產(chǎn)生的，它取決于波導(dǎo)尺模式 1模式 2T1T2△ T移入脈沖第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)216。色散 (Dispersion)：在光纖中傳輸?shù)墓庑盘?，由于不同成分的光的時(shí)間延遲不同而產(chǎn)生的一種物理效應(yīng)。2 1.μm機(jī)理：側(cè)壓力使得纖芯微小彎曲產(chǎn)生模式變換。6 紅外吸收紫外吸收瑞利散射波導(dǎo)散射第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)3. 彎曲損耗曲率比光纖的半徑大得多的損耗。dB/km 1.損耗 影響：對所有的波長一樣波長 2 1.um對短波長的光影響較大（與 λ4吸收紅外吸收紫外吸收雜質(zhì)吸收有色金屬OH根的吸收原子缺陷吸收第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)2. 散射損耗機(jī)理：由于光纖的折射率分布以及光纖材料的不均勻使得光在光纖傳播過程中發(fā)生散射，光向其他方向散開造成的損耗。機(jī)理：光纖制造過程中受到熱激勵或輻射使得一部分共價(jià)鍵斷裂，容易吸收光的能量。2 1.μmOHGeFeCu影響較大第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)⑵ 雜質(zhì)吸收機(jī)理：主要由于光纖材料的不純凈引起的。6 影響 ：對短波長通信dB/km 1.損耗 向紫外延伸波長 第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)紫外吸收機(jī)理：光纖中的光子流將光纖材料中的電子激發(fā)到高能級，從而使得光子的能量發(fā)生轉(zhuǎn)移。6 影響 ：對長波光 dB/km 1.損耗 向紅外延伸波長 紫外吸收帶第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù) 紅外吸收機(jī)理：由于材料本身的原子之間的化學(xué)鍵形成形成晶格，當(dāng)光纖中的光的波長與晶格相鍵長相當(dāng)時(shí)，光的能量向晶格傳遞，引起損耗。紅外吸收帶吸收損耗吸收損耗是由于光纖本身和光纖中的雜質(zhì)對光的吸收損耗。 Pout衰減常數(shù)第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)引起光的損耗的機(jī)理是光纖對光的損耗吸收損耗散射損耗彎曲損耗第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)可見入射波可以在此光纖內(nèi)傳播第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)◇ 光纖的主要參數(shù)特征傳輸特性損耗色散光學(xué)特性折射率分布數(shù)值孔徑幾何特性芯 可見滿足單模的傳輸條件例題：假設(shè)階躍光纖的參數(shù)為 n1=,216。第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù) (a) 突變型多模光纖； (b) 漸變型多模光纖； （ c） 單模光纖 第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)216。包層即外層直徑一般為 125μm,信息長距離傳輸。傳輸信號的帶寬比多模光纖寬得多 ,從時(shí)域看不存在時(shí)延差。216。只能傳送單一基模的光纖。單模光纖 ?216。第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)傳輸帶寬窄、衰耗大、時(shí)延差大 ,便宜。使用方便 ,結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn) ,多模光纖即能傳輸多模式電磁波的光纖 。多模光纖216。根據(jù)波導(dǎo)傳輸波動理論分析 ,多模光纖與單模光纖 光纖就是導(dǎo)光的玻璃纖維，是一種新型的信息傳輸介質(zhì)。第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù) 光纖及其傳輸特性 ? ◇ 光纖 ?一般為發(fā)光二極管或半導(dǎo)體激光器，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。將普通二進(jìn)制碼變換為適合在光纖鏈路上傳輸?shù)拇a型。LD的數(shù)字調(diào)制原理 第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)他目的。使之適應(yīng)光傳輸及其端機(jī)送來的數(shù)字脈沖信號再處理 ,主要指把數(shù)字在光接收部分主要完成光 /電變換。在光發(fā)送部分?216。輸距離的目的。達(dá)到延長傳經(jīng)過再調(diào)制光源 ,脈沖信號 ,受到的衰耗及色散畸變的光光中繼機(jī)的作用 ,接收端進(jìn)行相反的變換。光端機(jī)把數(shù)字端機(jī)送來的數(shù)字信號進(jìn)行處理 ,通過復(fù)用設(shè)備組成一定的數(shù)字傳輸結(jié)構(gòu) (幀結(jié)構(gòu) ),數(shù)字端機(jī)主要是把用戶各種數(shù)字信號 ,： ?216。實(shí)用系統(tǒng)是雙方向的 ,強(qiáng)度調(diào)制 直接檢波數(shù)字光纖通信系統(tǒng)第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)傳輸信道和接收設(shè)備三大部分構(gòu)成。數(shù)字光纖通信系統(tǒng)與一般通信系統(tǒng)一樣 , 干擾 ,不會產(chǎn)生串話等?化工等易燃易爆的環(huán)境中。有防火的性能。熔點(diǎn)高達(dá) 2022℃ 以上 ,第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)? 也不會發(fā)生因光纖是非金屬材料 , 它可傳輸幾現(xiàn)在由于光波頻率高 , 既可降低成本 ,這就大大減少由于損耗極低 , 放 ,有利于長途和市話干線布電纜比要細(xì)得多 ,mm左右 ,由于光纖的直徑小 ,第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)◇ 特點(diǎn)?1996年，英籍華人 “光通信之父 ”高錕 ()博士根據(jù)介質(zhì)波導(dǎo)理論提出了光纖通信的概念。 數(shù)字光纖通信 ,第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù) 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)概述 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的組成 光纖及其傳輸特性 ? 光纖的中繼距離 光波分復(fù)用系統(tǒng) SDH光傳輸系統(tǒng) 光纖通信 ?第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù) 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)概述 ? ◇ 基本概念 ?衛(wèi)星通信 移動通信 光纖通信第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù) 數(shù)字微波通信 習(xí)題 是以光波為載波，以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的數(shù)字通信方式。 1. 線徑細(xì) , 重量輕 ?只有 所以制成光纜后與因而重量輕 ,而且便于制造多芯光纜。 2. 損耗極低 ?現(xiàn)已制出的在光波導(dǎo) mm窗口的衰耗低于 dB/km。所以傳輸?shù)木嚯x可以很長 ,了數(shù)字傳輸系統(tǒng)中中繼站的數(shù)目 ,也可提高通信質(zhì)量。?第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù) 3. 傳輸?shù)念l帶寬、 信息容量大 ?因此用光來攜帶信號則信息量大。已經(jīng)發(fā)展到幾十千兆比特 /秒的光纖通信系統(tǒng) ,萬路電話和幾千路彩色電視節(jié)目。 4. 不受電磁干擾、 防腐和不會銹蝕 ?它不會受到電磁干擾 ,銹蝕 ,具有防腐的能力。5. 不怕高溫 , 防爆、 防火性能強(qiáng) ?因光纖是石英玻璃材料 ,所以不怕高溫 ,因而可用于礦井下、軍火倉庫、石油、 6. 光纖通信保密性好 ?由于光纖在傳輸光信號時(shí)向外泄漏小 ,因而光纖通信保密性好。??第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)部分電磁波頻譜光纖通信用的近紅外光 (波長為~)頻帶寬度約為 200THz.第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)光纖通信的三個(gè)低損耗窗口2dB/km dB/km dB/km第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù) 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的組成 ?它由發(fā)送設(shè)備、 其結(jié)構(gòu)圖如圖 包括數(shù)字程控交換機(jī)和數(shù)字接口 ,不同速率等級的數(shù)字信號流送至光端機(jī) ,變成光脈沖送入光纖進(jìn)行傳輸 ,第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)216。主要是將光纖長距離傳輸后 ,轉(zhuǎn)換為電信號后經(jīng)放大整形、定時(shí)、再生還原為規(guī)則的數(shù)字脈沖信號。變?yōu)楣饷}沖信號送入光纖繼續(xù)傳輸 , 光端機(jī)主要由光發(fā)送、光接收、信號處理及輔助電路組成。完成電 /光變換 ,信號處理 ,以及各種碼型變換 ,輔助電路主要包括告警、公務(wù)、監(jiān)控及區(qū)間通信等等。LED數(shù)字調(diào)制原理 直接光強(qiáng)數(shù)字調(diào)制第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)輸入接口線路編碼調(diào)制電路 光源控制電路光發(fā)射機(jī)基本組成光接收機(jī)基本組成直接強(qiáng)度調(diào)制、直接檢測方式的數(shù)字光接收機(jī) .前端 線性通道 數(shù)據(jù)恢復(fù)將電端機(jī)送來到 HDB3碼變換為普通二進(jìn)制碼。為光源提供調(diào)制電流。主要是 APC電路、 ATC電路、光源保護(hù)電路等。 ?相對折射率差 Δ=（ n1n2） /n1 單模光纖： %~% ；多模光纖： 1%~2%第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)光纖是利用光的全反射特性來導(dǎo)光的?！? 光纖的導(dǎo)光原理 ?第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)◇ 光纖的傳播模式可分為多模光纖 和 單模光纖 1)階躍型多模光纖漸變型多模光纖216。接頭連接要求低 ,價(jià)格 216。已逐步被單模光纖代替。2) 216。從頻域看 ,有利于高碼率216。 纖芯直徑一般為 4~10μm,比多模光纖小得多。允許通過波導(dǎo)的最長波長稱為截止波長。對于給定的光纖 (n n2和 a確定 )，存在一個(gè)臨界波長 λc，當(dāng) λλc時(shí)，是多模傳輸當(dāng) λλc時(shí)，是單模傳輸光纖的截止波長第 3章 現(xiàn)代傳輸技術(shù)λλc,△ =%,半徑 a=4um,入射波長 ，計(jì)算它的