現(xiàn)代通信技術(shù)第八章光纖通信技術(shù)

現(xiàn)代通信技術(shù)第八章光纖通信技術(shù)第1頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容提要8.1光纖通信概述8.2光纖傳輸原理與特性8.3光發(fā)送機(jī)與光接收機(jī)8.4光纖通信系統(tǒng)8.5光放大技術(shù)8.6光波分復(fù)用技術(shù)8.7光孤子通信技術(shù)8.8光傳送網(wǎng)技術(shù)8.8光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)第2頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容提要8.1光纖通信概述8.2光纖傳輸原理與特性8.3光發(fā)送機(jī)與光接收機(jī)8.4光纖通信系統(tǒng)8.5光放大技術(shù)8.6光波分復(fù)用技術(shù)8.7光纖孤子通信技術(shù)8.8光傳送網(wǎng)技術(shù)8.8光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)第3頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第8章光纖通信技術(shù)8.1光纖通信概述8.1.1電磁波譜第4頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第5頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.1.2光纖通信系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)光纖通信系統(tǒng)和其他通信系統(tǒng)相比具有的優(yōu)點(diǎn)：頻帶寬，通信容量大傳輸損耗低，無(wú)中繼距離長(zhǎng)抗電磁干擾光纖通信串話(huà)小，保密性強(qiáng)，使用安全體積小，重量輕，便于敷設(shè)材料資源豐富第6頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容提要8.1光纖通信概述8.2光纖傳輸原理與特性8.3光發(fā)送機(jī)與光接收機(jī)8.4光纖通信系統(tǒng)8.5光放大技術(shù)8.6光波分復(fù)用技術(shù)8.7光纖孤子通信技術(shù)8.8光傳送網(wǎng)技術(shù)8.8光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)第7頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.2光纖傳輸原理與特性8.2.1光纖的結(jié)構(gòu)和分類(lèi)按光纖橫截面的折射率分布分類(lèi)階躍光纖漸變光纖第8頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月按光纖中的傳導(dǎo)模式數(shù)量分類(lèi)單模光纖、多模光纖按光纖構(gòu)成的原材料分類(lèi)石英系光纖、多組分玻璃光纖、塑料包層光纖、全塑光纖按光纖的套塑層分類(lèi)緊套光纖、松套光纖第9頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.2.2光纖的導(dǎo)光原理采用射線光學(xué)分析光纖的特性光纖的集光能力第10頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月多模光纖：具有避免色散的能力，可以傳多種波長(zhǎng)光信號(hào)（利用折射率與傳輸速率成反比的特性）第11頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.2.3光纖的傳輸特性光纖的損耗特性（如右圖）本征損耗：紅外吸收，紫外吸收，瑞利散射光纖的色散特性不同頻率成分的光信號(hào)在光纖中的傳輸速率不同引起的光纖的非線性效應(yīng)激光器的高輸出功率與光纖的低損耗引起的受激散射折射率擾動(dòng)第12頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.2.4單模光纖單一模式傳輸，傳輸帶寬寬，適合長(zhǎng)距離大容量的光纖通信單模光纖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)芯徑?。罕ＷC單模傳輸單模光纖的特性參數(shù)截止波長(zhǎng)——光信號(hào)的波長(zhǎng)應(yīng)大于截至波長(zhǎng)模場(chǎng)直徑——光纖中光能的集中程度第13頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容提要8.1光纖通信概述8.2光纖傳輸原理與特性8.3光發(fā)送機(jī)與光接收機(jī)8.4光纖通信系統(tǒng)8.5光放大技術(shù)8.6光波分復(fù)用技術(shù)8.7光纖孤子通信技術(shù)8.8光傳送網(wǎng)技術(shù)8.8光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)第14頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.3光發(fā)送機(jī)與光接收機(jī)8.3.1半導(dǎo)體激光器光纖通信系統(tǒng)對(duì)光源的要求波長(zhǎng)與低損耗窗一致單色性好轉(zhuǎn)換效率高……半導(dǎo)體激光器基本原理低能帶價(jià)帶禁帶導(dǎo)帶第15頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)第16頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月半導(dǎo)體激光器的穩(wěn)態(tài)特性發(fā)射波長(zhǎng):半導(dǎo)體材料決定波長(zhǎng)P-I特性（如圖8.12）溫度特性（如圖8.13）第17頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月模式特性（單縱模工作，避免色散）光譜特性（注入電流與光強(qiáng)的關(guān)系）激光器的效率（電功率轉(zhuǎn)換成光功率的能力）第18頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.3.2光發(fā)送機(jī)光發(fā)送機(jī)的組成第19頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月光源的數(shù)字調(diào)制與驅(qū)動(dòng)LED（發(fā)光二極管）的數(shù)字調(diào)制和驅(qū)動(dòng)LD（鐳射二極管）的數(shù)字調(diào)制和驅(qū)動(dòng)第20頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.3.3光檢測(cè)器PIN光電二極管基本原理和結(jié)構(gòu)第21頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.3.4光接收機(jī)光接收機(jī)的組成第22頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容提要8.1光纖通信概述8.2光纖傳輸原理與特性8.3光發(fā)送機(jī)與光接收機(jī)8.4光纖通信系統(tǒng)8.5光放大技術(shù)8.6光波分復(fù)用技術(shù)8.7光纖孤子通信技術(shù)8.8光傳送網(wǎng)技術(shù)8.8光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)第23頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.4光纖通信系統(tǒng)電端機(jī)光發(fā)送端機(jī)光中繼器光接收端機(jī)備用系統(tǒng)輔助系統(tǒng)第24頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容提要8.1光纖通信概述8.2光纖傳輸原理與特性8.3光發(fā)送機(jī)與光接收機(jī)8.4光纖通信系統(tǒng)8.5光放大技術(shù)8.6光波分復(fù)用技術(shù)8.7光纖孤子通信技術(shù)8.8光傳送網(wǎng)技術(shù)8.8光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)第25頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.5光放大技術(shù)8.5.1光放大器半導(dǎo)體光放大器光纖放大器光纖放大器分為稀土摻

雜光纖放大器和利用非

線性效應(yīng)制作的常規(guī)

光纖放大器。摻鉺光纖放大器（EDFA）第26頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月?lián)姐s光纖放大器原理第27頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容提要8.1光纖通信概述8.2光纖傳輸原理與特性8.3光發(fā)送機(jī)與光接收機(jī)8.4光纖通信系統(tǒng)8.5光放大技術(shù)8.6光波分復(fù)用技術(shù)8.7光纖孤子通信技術(shù)8.8光傳送網(wǎng)技術(shù)8.8光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)第28頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.6光波分復(fù)用技術(shù)8.6.1WDM系統(tǒng)構(gòu)成第29頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容提要8.1光纖通信概述8.2光纖傳輸原理與特性8.3光發(fā)送機(jī)與光接收機(jī)8.4光纖通信系統(tǒng)8.5光放大技術(shù)8.6光波分復(fù)用技術(shù)8.7光孤子通信技術(shù)8.8光傳送網(wǎng)技術(shù)8.8光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)第30頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.7光纖孤子通信技術(shù)8.7.2光纖孤子通信技術(shù)解決光纖的色散問(wèn)題——使光脈沖展寬利用光纖的非線性（使光脈沖壓縮），非線性與色散平衡就形成光孤子8.7.1光纖孤子通信系統(tǒng)構(gòu)成第31頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容提要8.1光纖通信概述8.2光纖傳輸原理與特性8.3光發(fā)送機(jī)與光接收機(jī)8.4光纖通信系統(tǒng)8.5光放大技術(shù)8.6光波分復(fù)用技術(shù)8.7光纖孤子通信技術(shù)8.8光傳送網(wǎng)技術(shù)8.8光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)第32頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.8光傳送網(wǎng)技術(shù)8.8.1光傳送網(wǎng)的引入光傳送網(wǎng)（OTN）是一種以波分復(fù)用與光信道技術(shù)為核心的新型通信網(wǎng)絡(luò)傳送體系，它由光分插復(fù)用、光交叉連接、光放大等網(wǎng)元設(shè)備組成，具有超大傳送容量、對(duì)承載信號(hào)語(yǔ)義透明性及在光層面上實(shí)現(xiàn)保護(hù)和路由的功能，是光互連網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。8.8.2光傳送網(wǎng)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)光傳送網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)第33頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.8光傳送網(wǎng)技術(shù)8.8.2光傳送網(wǎng)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)光傳送網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)在SDH基礎(chǔ)上增加光層光信道層：選擇路由，分配波長(zhǎng)光復(fù)用段層：保證相鄰波長(zhǎng)光信號(hào)的完整性光傳輸段層：功率均衡，色散積累與補(bǔ)償?shù)鹊?4頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.8.3光傳送網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)技術(shù)光分插復(fù)用技術(shù)光交叉連接器技術(shù)第35頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容提要8.1光纖通信概述8.2光纖傳輸原理與特性8.3光發(fā)送機(jī)與光接收機(jī)8.4光纖通信系統(tǒng)8.5光放大技術(shù)8.6光波分復(fù)用技術(shù)8.7光纖孤子通信技術(shù)8.8光傳送網(wǎng)技術(shù)8.8光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)第36頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.8光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)目前使用的光纖通信技術(shù)10GbpsDWDM（密集光波分復(fù)用）不能滿(mǎn)足IP業(yè)務(wù)飛速發(fā)展的需求即將廣泛推廣的技術(shù)40GbpsDWDM已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)（Mintera）達(dá)到電子處理速度的極限可重構(gòu)光分插復(fù)用（ROADM）ASON（自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)逐步普及簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高帶寬利用率，降低運(yùn)行成本達(dá)60%（已被美國(guó)核心骨干網(wǎng)和地區(qū)骨干網(wǎng)采用）第37頁(yè)，課件共38頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.8光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)基于以太網(wǎng)的包傳送技術(shù)太網(wǎng)技術(shù)還缺乏運(yùn)營(yíng)維護(hù)