光纖通信技術(shù)2ppt-powerpointpresen-在線瀏覽
2025-02-01 22:45本頁面
【正文】 全光網(wǎng)絡(luò)： ? 頻帶寬，通信容量大。頻帶寬，對于傳輸各種寬頻帶信息具有十分重要的意義，否則，無法滿足未來寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) (BISDN)發(fā)展的需要。 目前實用石英光纖的損耗可低于 ，比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都低，若將來采用非石英系極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降至 109 dB/km。 現(xiàn)代通信網(wǎng)的三大支柱是光纖通信、衛(wèi)星通信和無線電通信，而其中光纖通信是主體，這是因為光纖通信本身具有許多突出的 優(yōu)點 ： 光通信技術(shù)優(yōu)缺點 ? 抗電磁干擾。 ? 無串音干擾，保密性好。 ? 光纖線徑細(xì)、重量輕、柔軟。利用光纖這一特點，使傳輸系統(tǒng)所占空間小，解決地下管道擁擠的問題，節(jié)約地下管道建設(shè)投資。 ? 光纖的原材料資源豐富，用光纖可節(jié)約金屬材料。光纖除具有以上突出的優(yōu)點外，還具有耐腐蝕力強(qiáng)、抗核幅射、能源消耗小等優(yōu)點，其缺點是質(zhì)地脆、機(jī)械強(qiáng)度低，連接比較困難，分路、耦合不方便，彎曲半徑不宜太小等。近年來，光纖通信發(fā)展很快，它已深刻地改變了電信網(wǎng)的面貌，成為現(xiàn)代信息社會最堅實的基礎(chǔ)，并向我們展現(xiàn)了無限美好的未來。 光纖通信基本系統(tǒng) ? 發(fā)送器： 發(fā)送器的核心是一個光源，其主要功能就是將一個信息信號從電子格式轉(zhuǎn)換為光格式。 ? 光纖： 光纖通信系統(tǒng)中的傳輸介質(zhì)是光纖 。當(dāng)今光纖通信系統(tǒng)中的光檢測器是個半導(dǎo)體光電二極管 (PD) ? 光纖的結(jié)構(gòu) ? 纖芯 ：折射率較高，用來傳送光； ? 包層 ：折射率較低，與纖芯一起形成全反射； ? 保護(hù)套 ：強(qiáng)度大，能承受較大沖擊，保護(hù)光纖。單通路速率達(dá)到 STM64時，需要采取色散調(diào)節(jié)手段。零色散點從 1310nm移至 1550nm波長區(qū)。主要應(yīng)用于需要很長再生段距離的海底光纖通信。色散受限距離達(dá)數(shù)百公里。 ? 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（即多個波長）。 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，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，載流子在電場的作用下能量增加，在第二級產(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。 光纖通信復(fù)用技術(shù) 目前光纖通信單信道實用化系統(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。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)。其基本原理是在發(fā)送端的同一載波波長上，把時間分割成周期性的幀，每一幀再分割成若干個時隙，然后根據(jù)一定的時隙分配原則，使每個信源在每幀內(nèi)只能按指定的時隙向信道發(fā)送信號，接收端在同步的條件下，分別在各個時隙中取回各自的信號而不混擾。但由于其關(guān)鍵技術(shù)比較復(fù)雜，實現(xiàn)這些技術(shù)的器件特別昂貴，制作和實現(xiàn)均很困難，并且由于偏振模色散對高速信號的限制，所以這項技術(shù)遲遲沒有得到很大的發(fā)展和應(yīng)用。其基本原理是在發(fā)送端將不同波長的光信號組合起來，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的光信號分開，并作進(jìn)一步處理，恢復(fù)出原信號后送人不同的終端。經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展和應(yīng)用，波分復(fù)用技術(shù)已趨于成熟，而且越來越成為現(xiàn)代通信系統(tǒng)中不可替代的傳輸技術(shù)。 ? 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越小，一般認(rèn)為：當(dāng)相鄰光載波的間隔小到 (1OGHz)以下時，此時的復(fù)用稱為光頻分復(fù)用。 ? 基本原理是不同信道的信號用互成正交的不同碼序列來填充，經(jīng)過填充的信道信號調(diào)制在同一光波上在光纖信道中傳輸，
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