現(xiàn)代通信技術光纖CH (1)

1、Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所第五章第五章 光通纖信系統(tǒng)及新技術光通纖信系統(tǒng)及新技術本章內容：本章內容： 51 系統(tǒng)結構與類型系統(tǒng)結構與類型 52 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 53 光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)光同步數(shù)字傳輸網(wǎng) 54 光纖通信系統(tǒng)的設計光纖通信系統(tǒng)的設計

2、55 模擬光纖通信系統(tǒng)模擬光纖通信系統(tǒng) 56 光纖接入網(wǎng)光纖接入網(wǎng) 57 光放大技術光放大技術 58 光波分復用技術光波分復用技術 59 相干光通信技術相干光通信技術 510 光孤子通信光孤子通信 511 全光通信網(wǎng)全光通信網(wǎng) 512 光時分復用技術光時分復用技術 Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信

3、息工程學院 電子工程系 通信所5.1 系統(tǒng)結構與類型系統(tǒng)結構與類型 5.1.1 5.1.1 系統(tǒng)結構系統(tǒng)結構1. 1. 點對點傳輸點對點傳輸2.2.光纖分配網(wǎng)光纖分配網(wǎng) Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所3. 3. 局域網(wǎng)（局域網(wǎng)（LANLAN） 利用光纖將相對位置較近

4、（利用光纖將相對位置較近（10km10km）的終端連接起來）的終端連接起來 Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.1.2 光纖通信系統(tǒng)的類型光纖通信系統(tǒng)的類型 1.按傳輸信號分類按傳輸信號分類 數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng): 優(yōu)點優(yōu)點:抗干擾能力強、傳輸質量好，可以采用再生中繼、傳

5、輸距離長，適用各種業(yè)抗干擾能力強、傳輸質量好，可以采用再生中繼、傳輸距離長，適用各種業(yè)務的傳輸、靈活性大，容易實現(xiàn)高強度的保密通信，數(shù)字電路易于集成、減少設備體務的傳輸、靈活性大，容易實現(xiàn)高強度的保密通信，數(shù)字電路易于集成、減少設備體積和功耗、增強設備可靠性、便于與計算機結合。積和功耗、增強設備可靠性、便于與計算機結合。 缺點缺點:是占用頻帶較寬是占用頻帶較寬 應用：公用通信網(wǎng)中的長途干線和市內局間中繼線路應用：公用通信網(wǎng)中的長途干線和市內局間中繼線路 2.按光纖傳輸特性對系統(tǒng)限制分類按光纖傳輸特性對系統(tǒng)限制分類 損耗限制系統(tǒng)損耗限制系統(tǒng)：光纖的帶寬足夠寬，經(jīng)過較長距離傳輸以后，光脈沖的畸變并

6、不嚴：光纖的帶寬足夠寬，經(jīng)過較長距離傳輸以后，光脈沖的畸變并不嚴重。在這種情況下，傳輸距離重。在這種情況下，傳輸距離L主要受光纖損耗限制。主要受光纖損耗限制。 0.85 m波段上，由于光纖損耗較高（典型值為波段上，由于光纖損耗較高（典型值為2.5dB/km），根據(jù)碼速率的不同，），根據(jù)碼速率的不同，中繼距離通常被限制在中繼距離通常被限制在1030km。 長波長長波長1.3 m和和l.55 m波段上（光纖在波段上（光纖在1.3 m處損耗值為處損耗值為0.5dB/km，1.55 m處處為為0.25dB/km），中繼距離可以達到），中繼距離可以達到100200km。 模擬系統(tǒng)模擬系統(tǒng):頻帶較窄，電路

7、簡單、價格便宜頻帶較窄，電路簡單、價格便宜應用：應用：CATV系統(tǒng)系統(tǒng) 色散限制系統(tǒng)色散限制系統(tǒng) ：當光纖的損耗很小，而系統(tǒng)的碼速率又足夠高時，中繼距離取決于光纖當光纖的損耗很小，而系統(tǒng)的碼速率又足夠高時，中繼距離取決于光纖的總色散的總色散1.3 m波長波長的單模光纖通信系統(tǒng)，在的單模光纖通信系統(tǒng)，在B1Gbps以下為損耗限制系統(tǒng)，碼速率在以下為損耗限制系統(tǒng)，碼速率在1Gbps以上以上時可能成為色散限制系統(tǒng)。時可能成為色散限制系統(tǒng)。 1.55 m波長波長處光纖具有最小的損耗，處光纖具有最小的損耗，1.55 m波長的光纖通信系統(tǒng)主要受限于光纖的色散波長的光纖通信系統(tǒng)主要受限于光纖的色散 Wei

8、, dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.2 5.2 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 數(shù)字系統(tǒng)各部分的作用數(shù)字系統(tǒng)各部分的作用 1. 1. 發(fā)射端機發(fā)射端機 2 2光中繼器光中繼器 3 3接收端機接收端機4 4備用系統(tǒng)與輔助系統(tǒng)備用系統(tǒng)與輔助系統(tǒng) 5.2.15.2.1、數(shù)字光纖通

9、信系統(tǒng)的組成、數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的組成 Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.2.2 5.2.2 系統(tǒng)的性能系統(tǒng)的性能 1 1誤碼性能誤碼性能 產(chǎn)生原因：噪聲、碼間干擾等產(chǎn)生原因：噪聲、碼間干擾等BERBER1010-6-6，則語音十分清晰，感覺不到噪聲和干擾；，則語音十

10、分清晰，感覺不到噪聲和干擾；BERBER達到達到1010-5-5，則在低聲講話時就會感覺到干擾存在，聽到個別的，則在低聲講話時就會感覺到干擾存在，聽到個別的“喀喀喀喀”聲；聲；BERBER高達高達1010-3-3，則不僅感到嚴重的干擾，而且可懂度也會受到影響。，則不僅感到嚴重的干擾，而且可懂度也會受到影響。 2 2抖動性能抖動性能 定義是：數(shù)字信號在各有效瞬時對標準時間位置的偏差。定義是：數(shù)字信號在各有效瞬時對標準時間位置的偏差。產(chǎn)生原因：電路的質量、輸入信號的狀態(tài)和輸入碼流中的連產(chǎn)生原因：電路的質量、輸入信號的狀態(tài)和輸入碼流中的連“0”0”碼數(shù)目碼數(shù)目 后果：信號失真、誤碼率增大后果：信號失

11、真、誤碼率增大 Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.3 光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)(SDHSynchronous Digital Hierarchy ) 5.3.1 SDH的產(chǎn)生原因的產(chǎn)生原因PDH（Plesiochronous Digital Hierarch

12、y ）的問題）的問題PDH兩種制式：兩種制式：北美各國和日本：以北美各國和日本：以1.544Mb/s為第一級（一次群，或稱基群）的系列。為第一級（一次群，或稱基群）的系列。西歐各國和中國：以西歐各國和中國：以2.048Mb/s為第一級（一次群或基群）的系列為第一級（一次群或基群）的系列PDH體系構成體系構成 PDH的缺點的缺點 （1）北美、西歐和亞洲所采用的三種數(shù)字系列互不兼容，沒有世界統(tǒng)一的標準光接口，）北美、西歐和亞洲所采用的三種數(shù)字系列互不兼容，沒有世界統(tǒng)一的標準光接口，使得國際電信網(wǎng)的建立及網(wǎng)絡的營運、管理和維護變得十分復雜和困難。使得國際電信網(wǎng)的建立及網(wǎng)絡的營運、管理和維護變得十分復

13、雜和困難。（2）各種復用系列都有其相應的幀結構，沒有足夠的開銷比特，使網(wǎng)絡設計缺乏靈活）各種復用系列都有其相應的幀結構，沒有足夠的開銷比特，使網(wǎng)絡設計缺乏靈活性，不能適應電信網(wǎng)絡不斷擴大、技術不斷更新的要求。性，不能適應電信網(wǎng)絡不斷擴大、技術不斷更新的要求。（3）由于是異步復接，低速率信號插入到高速率信號，或從高速率信號分出，都必須）由于是異步復接，低速率信號插入到高速率信號，或從高速率信號分出，都必須逐級進行，不能直接分插，因而復接逐級進行，不能直接分插，因而復接/分接設備結構復雜，上下話路價格昂貴。分接設備結構復雜，上下話路價格昂貴。Wei , dongxing Institute of

14、Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.3.2 SDH的特點的特點1.完全基于光通信的標準，采用世界上統(tǒng)一的標準傳輸速率等級，完全基于光通信的標準，采用世界上統(tǒng)一的標準傳輸速率等級，STM-1（155.520Mbps ）、）、STM-4（622.080Mbps）、）、STM-16 （2488.320Mbps ）2. SDH各網(wǎng)

15、絡單元的光接口有嚴格的標準規(guī)范。各網(wǎng)絡單元的光接口有嚴格的標準規(guī)范。開放型接口開放型接口 、不同廠家的產(chǎn)品可以互通、不同廠家的產(chǎn)品可以互通 3. 在在SDH幀結構中，豐富的開銷比特用于網(wǎng)絡的運行、維護和管理便于實幀結構中，豐富的開銷比特用于網(wǎng)絡的運行、維護和管理便于實現(xiàn)性能檢測、故障檢測和定位、故障報告等管理功能。現(xiàn)性能檢測、故障檢測和定位、故障報告等管理功能。4. 采用數(shù)字同步復用技術，其最小的復用單元為字節(jié)，不必進行碼速調整，采用數(shù)字同步復用技術，其最小的復用單元為字節(jié)，不必進行碼速調整，簡化了復用分接的實現(xiàn)設備，由低速信號復接成高速信號，或從高速信號簡化了復用分接的實現(xiàn)設備，由低速信號復

16、接成高速信號，或從高速信號分出低速信號，不必逐級進行。分出低速信號，不必逐級進行。5. 采用數(shù)字交叉連接設備采用數(shù)字交叉連接設備DXC可以對各種端口碼速率進行可控的連接配置，可以對各種端口碼速率進行可控的連接配置，對網(wǎng)絡資源進行自動化的調度和管理，既提高了資源利用率，又增強了網(wǎng)對網(wǎng)絡資源進行自動化的調度和管理，既提高了資源利用率，又增強了網(wǎng)絡的抗毀性和可靠性。絡的抗毀性和可靠性。 Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dal

17、ian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.3.3 SDH的幀結構的幀結構 段開銷（段開銷（SOH） 信息載荷（信息載荷（Payload） 管理單元指針（管理單元指針（AU-PTR） Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. Chin

18、a.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.3.4 SDH5.3.4 SDH網(wǎng)絡網(wǎng)絡（見教材）圖中，圖中，TM：終端復用器；：終端復用器；ADM：分插復用設備：分插復用設備DXC：數(shù)字交叉連接設備；：數(shù)字交叉連接設備；Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5

19、.4 光纖通信系統(tǒng)的設計光纖通信系統(tǒng)的設計 工作波長的選擇工作波長的選擇 0.85 m、1.31 m和和1.55 m 2. 預選光源預選光源光纖光纖光檢測器的組合光檢測器的組合 LED多模光纖多模光纖PIN光電二極管；光電二極管； LED多模光纖多模光纖APD； LD多模光纖多模光纖PIN光電二極管；光電二極管； LD多模光纖多模光纖APD； LD單模光纖單模光纖APD。5.4.1總體考慮總體考慮 5.4.2 中繼距離的計算中繼距離的計算 1功率預算，亦即損耗限制系統(tǒng)中繼距離的計算功率預算，亦即損耗限制系統(tǒng)中繼距離的計算 2色散計算，亦即色散（帶寬）限制系統(tǒng)中繼距離的計算色散計算，亦即色散（帶

20、寬）限制系統(tǒng)中繼距離的計算3系統(tǒng)的帶寬系統(tǒng)的帶寬 根據(jù)光發(fā)射機功率、接收機靈敏度、系統(tǒng)碼速和誤碼率要求，來確定系統(tǒng)根據(jù)光發(fā)射機功率、接收機靈敏度、系統(tǒng)碼速和誤碼率要求，來確定系統(tǒng)可能達到的傳輸距離可能達到的傳輸距離 損耗限制系統(tǒng)損耗限制系統(tǒng) 色散限制系統(tǒng)色散限制系統(tǒng) Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與

21、信息工程學院 電子工程系 通信所5.5 模擬光纖通信系統(tǒng)模擬光纖通信系統(tǒng) 5.5.2 副載波復用（副載波復用（SCM）光纖傳輸系統(tǒng)）光纖傳輸系統(tǒng) 1系統(tǒng)的組成系統(tǒng)的組成5.5.1 調制方式調制方式 1. 模擬基帶直接光強調制模擬基帶直接光強調制 模擬電視監(jiān)控系統(tǒng)模擬電視監(jiān)控系統(tǒng)2. 模擬間接光強調制模擬間接光強調制 FM、PFM、SWFM 3. 頻分復用光強調制頻分復用光強調制 副載波復用（副載波復用（SCM） Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information E

22、ngineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所SCM CATV系統(tǒng)系統(tǒng) 特性參數(shù)特性參數(shù) 信號失真信號失真半導體激光器在電半導體激光器在電/ /光轉換時的非線性效應光轉換時的非線性效應 交調干擾交調干擾 載噪比載噪比Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of

23、 Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.6 光纖接入網(wǎng)光纖接入網(wǎng) 電信網(wǎng)：傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)和接入網(wǎng)電信網(wǎng)：傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)和接入網(wǎng) 其中接入網(wǎng)的傳送媒質已由單一的雙絞線銅線發(fā)展為：銅線、光纖和無線等其中接入網(wǎng)的傳送媒質已由單一的雙絞線銅線發(fā)展為：銅線、光纖和無線等 其中光纖接入網(wǎng)：其中光纖接入網(wǎng)：PON、AON、HFC目前發(fā)展到目前發(fā)展到FTTB、FTTC、FTTH、FTTO等等去去5.6.55.6.1 接入網(wǎng)概述接入網(wǎng)概述 Wei , dongxing Institute of Communication Techno

24、logy, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.6.3 5.6.3 無源光網(wǎng)絡無源光網(wǎng)絡 PONPON圖（圖（a a）電視信號為模擬）電視信號為模擬圖（圖（b b）中的電視信號為數(shù)字信號）中的電視信號為數(shù)字信號Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Info

25、rmation Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所PONPON中的多址技術中的多址技術 FDMAFDMA、TDMATDMA、WDMAWDMAWei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.

26、大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.6.4 5.6.4 有源光網(wǎng)絡有源光網(wǎng)絡 ODTODT可以是一個有源復用設備可以是一個有源復用設備 Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.6.55.6.5光纖同軸電纜混合網(wǎng)光纖同軸電纜混合網(wǎng) HFC Hybrid

27、Fiber Coaxial HFC Hybrid Fiber Coaxial 基于基于CATVCATV的雙向網(wǎng)絡的雙向網(wǎng)絡Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所2. HFC2. HFC系統(tǒng)的頻譜安排系統(tǒng)的頻譜安排 540MHz為上行通道為上行通道 50550MHz 傳輸模擬

28、電視傳輸模擬電視 60CH550750MHz 傳輸數(shù)字電視傳輸數(shù)字電視 7501000MHz 用于各種雙向通信業(yè)務，用于各種雙向通信業(yè)務，其中其中695735MHz和和9701000MHz用于個人通信業(yè)務用于個人通信業(yè)務 Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.7 光放大

29、技術（光放大技術（Optical-amplifier ） 主要應用于中繼器主要應用于中繼器 傳統(tǒng)的是光電中繼器傳統(tǒng)的是光電中繼器, ,又稱半導體光放大器又稱半導體光放大器SOASOA：Semicondutor Optical Semicondutor Optical Amplifier Amplifier 缺點：設備復雜、體積大、功耗大等缺點，尤其是在多信道復用和雙向復用缺點：設備復雜、體積大、功耗大等缺點，尤其是在多信道復用和雙向復用光纖通信系統(tǒng)中，用這種中繼方式將變得系統(tǒng)復雜和成本上升光纖通信系統(tǒng)中，用這種中繼方式將變得系統(tǒng)復雜和成本上升 Wei , dongxing Institute

30、of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所光放大器光放大器 半導體激光放大器半導體激光放大器非線性光纖放大器非線性光纖放大器摻雜光纖放大器摻雜光纖放大器 最為成熟、應用最廣的光放大器是摻最為成熟、應用最廣的光放大器是摻Er3+光纖放大器光纖放大器EDFA-Erbium-Doped Fiber Amplifier Wei , d

31、ongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.7.1 EDFA工作原理工作原理 鉺離子在泵浦光作用下產(chǎn)生粒子數(shù)反轉鉺離子在泵浦光作用下產(chǎn)生粒子數(shù)反轉對入射光信號提供對入射光信號提供光增益光增益泵浦光源（光泵）泵浦光源（光泵）1480nm1480nm的半導體激光器的半導體激光器 波長為波長為1

32、.551.55 m m的信號光通過光耦合器與泵浦光同時耦合進入摻的信號光通過光耦合器與泵浦光同時耦合進入摻鉺光纖，在泵浦光作用下，鉺離子產(chǎn)生粒子數(shù)反轉分布鉺光纖，在泵浦光作用下，鉺離子產(chǎn)生粒子數(shù)反轉分布 Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.7.2 EDFA的優(yōu)點和應用

33、的優(yōu)點和應用 EDFAEDFA的主要優(yōu)點有：的主要優(yōu)點有：(1)(1)工作波長正好落在光纖通信工作波長正好落在光纖通信最佳波段最佳波段（150015001600nm1600nm）；其主體是一段光纖（）；其主體是一段光纖（EDFEDF），），與傳輸光纖的耦合損耗很小，可達與傳輸光纖的耦合損耗很小，可達0.1dB0.1dB。(2)(2)增益高增益高，約為，約為303040dB40dB；飽和輸出光功率大，增益特性與光偏振狀態(tài)無關。；飽和輸出光功率大，增益特性與光偏振狀態(tài)無關。(3)(3)噪聲指數(shù)小噪聲指數(shù)小，一般為，一般為4 47dB7dB；用于多信道傳輸時，隔離度大，無串擾，適用于波分；用于多信道

34、傳輸時，隔離度大，無串擾，適用于波分復用系統(tǒng)。復用系統(tǒng)。(4)(4)頻帶寬頻帶寬，在，在1550nm1550nm窗口，頻帶寬度為窗口，頻帶寬度為202040nm40nm，可進行多信道傳輸，有利于增加傳，可進行多信道傳輸，有利于增加傳輸容量。輸容量。如果加上如果加上1310nm1310nm摻鐠光纖放大器（摻鐠光纖放大器（PDFAPDFA），頻帶可以增加一倍。所以），頻帶可以增加一倍。所以“波分復用光纖波分復用光纖放大器放大器”被認為是充分利用光纖帶寬增加傳輸容量最有效的方法。被認為是充分利用光纖帶寬增加傳輸容量最有效的方法。 EDFAEDFA應用應用 中繼放大器中繼放大器前置放大器前置放大器后置

35、放大器后置放大器 Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.8 光波分復用技術光波分復用技術WDM (WDMA)WDMWDM技術是在一根光纖中同時傳輸多個波長光信號的技術技術是在一根光纖中同時傳輸多個波長光信號的技術 通信容量的需求、通信容量的需求、EDFAEDFA技術的成

36、熟，低成本的利用現(xiàn)有的光纖線路擴容技術的成熟，低成本的利用現(xiàn)有的光纖線路擴容長波長長波長1.3m1.3m和和1.55m1.55m波分復用波分復用 DWDMDWDM：0 040nm40nm帶寬內復用多個波長的信號帶寬內復用多個波長的信號 在在1.55m1.55m波段對應波段對應100GHz100GHz頻率間隔頻率間隔 5.8.2 WDM5.8.2 WDM系統(tǒng)的構成及特點系統(tǒng)的構成及特點 系統(tǒng)的構成系統(tǒng)的構成5.8.1 概述概述 v 充分利用光纖的巨大帶寬資源。充分利用光纖的巨大帶寬資源。 v 同時傳輸多種不同類型的信號。同時傳輸多種不同類型的信號。 v 節(jié)省線路投資。節(jié)省線路投資。 v 降低器件

37、的超高速要求。降低器件的超高速要求。 v 高度的組網(wǎng)靈活性、經(jīng)濟性和高度的組網(wǎng)靈活性、經(jīng)濟性和可靠性?？煽啃浴DMWDM系統(tǒng)的特點系統(tǒng)的特點End of Ch5-1Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.8.3 光波分復用器與解復用器光波分復用器與解復用器 無源、有源兩

38、種無源、有源兩種 其中無源主要包括：角度色散型、光濾波器型、光纖耦合器型其中無源主要包括：角度色散型、光濾波器型、光纖耦合器型 1.1.角度色散型角度色散型滿足光柵方程滿足光柵方程Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.8.3 光波分復用器與解復用器（光波分復用器與解復用

39、器（C1）2.2.光濾波器型光濾波器型（1 1）干涉膜濾波器型）干涉膜濾波器型 （2 2）Mach-ZahnderMach-Zahnder濾波器型濾波器型 Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.8.3 5.8.3 光波分復用器與解復用器（光波分復用器與解復用器（C2C2

40、）2. 2. 光濾波器型光濾波器型（3 3）陣列波導光柵）陣列波導光柵 3 3光纖耦合器型光纖耦合器型 Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.9 5.9 相干光通信技術相干光通信技術 5.9.1 5.9.1 系統(tǒng)的組成與工作原理系統(tǒng)的組成與工作原理 分為分為零差檢測零差

41、檢測與外差檢測與外差檢測 Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.9.2 5.9.2 相干光通信的優(yōu)點和關鍵技術相干光通信的優(yōu)點和關鍵技術 關鍵技術：關鍵技術：1 1、光源的頻率穩(wěn)定性、光源的頻率穩(wěn)定性 ，不容易實現(xiàn)，不容易實現(xiàn) 2 2、接收信號光波和本振光波的偏振必須匹

42、配、接收信號光波和本振光波的偏振必須匹配 優(yōu)點：優(yōu)點：1 1、接收靈敏度高、接收靈敏度高 2 2、很好的頻率選擇性、很好的頻率選擇性 3 3、可用調幅、調頻和調相等多種調制方式、可用調幅、調頻和調相等多種調制方式 缺點：缺點：對光源、調制、傳輸、接收的要求比對光源、調制、傳輸、接收的要求比IMIM DDDD嚴格得多嚴格得多電路框圖電路框圖Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Tech

43、nology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.10 5.10 光孤子通信光孤子通信 解決的光纖的損耗和色散解決的光纖的損耗和色散定義：所謂光孤子是經(jīng)過光纖長距離傳輸后，其幅度和寬度都不變的超短光脈定義：所謂光孤子是經(jīng)過光纖長距離傳輸后，其幅度和寬度都不變的超短光脈沖（沖（psps數(shù)量級）。數(shù)量級）。 5.10.1 5.10.1 光孤子的形成光孤子的形成 非線性效應（自相位調制非線性效應（自相位調制SPMSPM）和色散效應（群速度色散）和色散效應（群速度色散GVDGVD）的相互抵消，）的相互抵消，產(chǎn)生光孤子。產(chǎn)生光孤子。 引起光場的相

44、位變化，即自相位調制（引起光場的相位變化，即自相位調制（SPMSPM） ：)(2)()(tnLLtnct折射率折射率n n將隨光強而變化，即：將隨光強而變化，即： 220|Ennn由該式，脈沖前沿，光功由該式，脈沖前沿，光功率率|E|E|2 2上升，折射率上升，折射率n n升高，升高，傳輸速率下降：傳輸速率下降：v v= =c/nc/n脈沖壓縮脈沖壓縮而色散的過程則正好相反。而色散的過程則正好相反。Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineer

45、ing , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.10 5.10 光孤子通信（光孤子通信（C1C1） 5.10.2 5.10.2 光孤子通信系統(tǒng)光孤子通信系統(tǒng) 非線性效應（自相位調制非線性效應（自相位調制SPMSPM）和色散效應（群速度色散）和色散效應（群速度色散GVDGVD）的相互抵消，）的相互抵消，產(chǎn)生光孤子。產(chǎn)生光孤子。 要點：要點：光孤子源光孤子源光孤子通信系統(tǒng)的關鍵，脈沖寬度為光孤子通信系統(tǒng)的關鍵，脈沖寬度為psps數(shù)量級，并有規(guī)定的形狀和峰值數(shù)量級，并有規(guī)定的形狀

46、和峰值光調制器光調制器使信息對光孤子流進行調制使信息對光孤子流進行調制 摻鉺光纖放大器摻鉺光纖放大器和和光隔離器光隔離器 周期地插入周期地插入EDFAEDFA向光孤子注入能量，以補償因光纖而引起的能量損耗，確保光孤子穩(wěn)向光孤子注入能量，以補償因光纖而引起的能量損耗，確保光孤子穩(wěn)定傳輸定傳輸 實驗結果：對光纖線路直接實驗系統(tǒng)，在傳輸速率為實驗結果：對光纖線路直接實驗系統(tǒng)，在傳輸速率為10Gbps10Gbps時，傳輸距離達到時，傳輸距離達到1000km1000km；在；在傳輸速率為傳輸速率為20Gbps20Gbps時，傳輸距離達到時，傳輸距離達到350km350km。對循環(huán)光纖間接實驗系統(tǒng)（如圖對

47、循環(huán)光纖間接實驗系統(tǒng)（如圖5-52b5-52b所示），傳輸速率為所示），傳輸速率為2.4Gbps2.4Gbps，傳輸距離達到，傳輸距離達到12000km12000km；改進實驗系統(tǒng)，傳輸速率為；改進實驗系統(tǒng)，傳輸速率為10Gbps10Gbps，傳輸距離達，傳輸距離達10106 6kmkm。 Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. Chin

48、a.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所5.11 5.11 全光通信全光通信 5.11.1 5.11.1 光傳送網(wǎng)的概念光傳送網(wǎng)的概念 電信號的信息處理及交換速率達到極限，電信號的信息處理及交換速率達到極限，“瓶頸瓶頸”光傳送網(wǎng)（光傳送網(wǎng)（OTNOTN）OTNOTN是一種以波分復用（是一種以波分復用（WDMWDM）與光信道技術為核心的新型通信網(wǎng)絡傳輸體系，）與光信道技術為核心的新型通信網(wǎng)絡傳輸體系，它由光分插復用（它由光分插復用（OADMOADM）、光交叉連接（）、光交叉連接（OXCOXC）以及光放大（）以及光放大（OAOA）等網(wǎng)元設備）等網(wǎng)元設備組成，具有超大傳輸容量、對承載信號透明性及在光層面上實現(xiàn)保護和路由組成，具有超大傳輸容量、對承載信號透明性及在光層面上實現(xiàn)保護和路由選擇（波長選路）功能。選擇（波長選路）功能。5.11.2 5.11.2 光傳送網(wǎng)的分層結構光傳送網(wǎng)的分層結構 Wei , dongxing Institute of Communication Technol