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)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8章光纖通信技術(shù)8.1光纖通信概述8.1.1電磁波譜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，無中繼距離長(zhǎng)抗電磁干擾光纖通信串話小，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)8.2光纖傳輸原理與特性8.2.1光纖的結(jié)構(gòu)和分類按光纖橫截面的折射率分布分類階躍光纖漸變光纖按光纖中的傳導(dǎo)模式數(shù)量分類單模光纖、多模光纖按光纖構(gòu)成的原材料分類石英系光纖、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緊套光纖、松套光纖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）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)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)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)帶半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)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）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）8.3.2光發(fā)送機(jī)光發(fā)送機(jī)的組成光源的數(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)8.3.3光檢測(cè)器PIN光電二極管基本原理和結(jié)構(gòu)8.3.4光接收機(jī)光接收機(jī)的組成內(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)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)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)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）摻鉺光纖放大器原理內(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)8.6光波分復(fù)用技術(shù)8.6.1WDM系統(tǒng)構(gòu)成內(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)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)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)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)?.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)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)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%（已被美國核心骨干網(wǎng)和地區(qū)骨干網(wǎng)采用）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)能力，流量管理能力和可擴(kuò)展性EOT（Ether