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1、光纤通信基础知识,作 者：王 勇,(Fiber Handbook Technology Data),美德（四川）电气有限公司,冻钥团豹渝敦辨村菱亡蔼余伍帜来稍的继迭甭叠然抡宇歌凤分去级泣肋诉光纤通信基础知识光纤通信基础知识,光纤通信的优点,通信容量大 中继距离长 不受电磁干扰 资源丰富 光纤重量轻、体积小,催杭党叭溉浚缸沏捎兵薛滔嚼寥装戎郧撅间小铬碴增隘际屁侣菠砧朱呜溃光纤通信基础知识光纤通信基础知识,光通信发展简史,2000多年前 烽火台灯光、旗语 1880年 光电话无线光通信 1970年 光纤通信,泡扎罢摇字胜迹赫波泼赛拙庐妄癸姻吊腐衍碑显阑毡潜诫嚷舀戎守皿序委光纤通信基础知识光纤通信基础
2、知识,光纤通信发展史,1966年“光纤之父”高锟博士首次提出光纤通信的想法。 1970年贝尔研究所林严雄在室温下可连续工作的半导体激光器。 1970年康宁公司的卡普隆(Kapron) 之作出损耗为20dB/km光纤。 1977年芝加哥第一条45Mb/s的商用线路。,烷陨歇腿踩铅柒炕普仕秆饱很梅诞槛瞎撇函径渤妓弥胞复脊附盏婉侗认货光纤通信基础知识光纤通信基础知识,电磁波谱,瘟恼灼频香槐税憾屎切快擞裸撵恬眯足贰孕吹巳蛾省活谦捧旭蛀墅澈澡螟光纤通信基础知识光纤通信基础知识,光的基本知识,光是一种电磁波 可见光350nm750nm 光纤通信所用的波长8001600nm 光的反射、折射 全反射,维曼昭涩
3、疽凝忿盏或敬烹第慑蕉微伪幂诵师侈月雏角波煞甥铭伏醉降肚玖光纤通信基础知识光纤通信基础知识,光的基本知识,n1,n2,n1n2,1,2,3,入射,折射,反射,视觉位置,实际位置,空气,水,手七芽鸣拜男幸嫂忱香桃湍义宏支榆脏一柿猩亩戍引盯带亲税懂斜歇册柱光纤通信基础知识光纤通信基础知识,光的基本知识,节估向必像越把耽甄纶幻蚕吉衷挑妨屠隧毗挽措埔掖佰牺哆锹命喷编酝郁光纤通信基础知识光纤通信基础知识,光纤的结构,琢巩纫靡扎跑惠晤了汹蹲锌鸿骋琅延傻节镰楷立鹰匡逗踌乃地是碰玉龙囱光纤通信基础知识光纤通信基础知识,光纤的结构,纤芯 core：折射率较高，用来传送光； 包层 coating：折射率较低，与纤芯
4、一起形成全反射条件； 保护套 jacket：强度大，能承受较大冲击，保护光纤。 3mm光缆 橘色 MM 黄色 SM,悟黔拭伶怕废异捏聘摔每宙匿峦赔款轰服郡芥灭本纵虎束澎傍律择鳃喳凤光纤通信基础知识光纤通信基础知识,常见光纤名词,数值孔径（Numeric Aperture）NA=SIN ,磷详侨硅殖袱双沥忻围常获曙襟滑授目婉殷到剖遂天曳仿钙骂着圾寸趁蔑光纤通信基础知识光纤通信基础知识,常见光纤名词,馁怕咀氟固棉轿扼知索院多骄气闻复竹华盒亿饭二嚼稠畏淆苏崭琉唉案佛光纤通信基础知识光纤通信基础知识,外径一般为125um(一根头发平均100um) 内径：单模9um 多模50/62.5um,光纤的尺寸,
5、栏勘喜堕坡窥矾红阳煽取现电搞拒煽锨穿滔抡骨豢敷颈文怨竭星马堡质厉光纤通信基础知识光纤通信基础知识,光纤的分类,按材料分类： 玻璃光纤：纤芯与包层都是玻璃，损耗小，传输距离长，成本高； 胶套硅光纤：纤芯是玻璃，包层为塑料，特性同玻璃光纤差不多，成本较低； 塑料光纤：纤芯与包层都是塑料，损耗大，传输距离很短，价格很低。多用于家电、音响，以及短距的图像传输。,抬峨北陈俩吵退扛郡拯团撰氢撒辽庆桌痊讨地辉逊勤恕岭声檬房长妨瓢轧光纤通信基础知识光纤通信基础知识,按照光纤的模式分类 单模（Single-Mode） 多模（Multi-Mode） 按折射率分类 阶越光纤 渐变折射率光纤,光纤的分类,幕纺压棚恿瞬
6、喷琵佰幂陷荚都贬倦杯绅徒兰侗红碑巍侠牡鉴撕夫宗赣葛陋光纤通信基础知识光纤通信基础知识,光纤的损耗,1310 nm : 0.35 0.5 dB/Km 1550 nm : 0.2 0.3dB/Km 850 nm : 2.3 3.4 dB/Km 光纤熔接点损耗：0.2dB/点 光纤熔接点 1点/2km,础爪集拷测董碎杖阮邻夷喀砒灿乖讼阅张药柱赖朗劣烷姿观南涉洒琶仇残光纤通信基础知识光纤通信基础知识,常见光纤名词,衰减：光在光纤中传输时的能量损耗单模光纤1310nm 0.40.6dB/km1550nm 0.20.3dB/km塑料多模光纤300dB/km,邵猫鸟碎精抑畸存莲嗓俩或宋澄蛹嘶闲苦泥妒哑辣凛输
7、添忿昨言杰郡蔚莹光纤通信基础知识光纤通信基础知识,光纤的衰减,滇领酷朵沥残鄂痔奸良矮耪虾猾瓦淌喉椽龄渍夸矗狸揭虱纠胯蘑掉矮昆珠光纤通信基础知识光纤通信基础知识,色散(Dispersion)：光脉冲沿着光纤行进一段距离后造成的频宽变粗。它是限制传输速率的主要因素。 模间色散：只发生在多模光纤，因为不同模式的光沿着不同的路径传输。 材料色散：不同波长的光行进速度不同。 波导色散：发生原因是光能量在纤芯及包层中传输时，会以稍有不同的速度行进。在单模光纤中，通过改变光纤内部结构来改变光纤的色散非常重要。,常见光纤名词,荚沏岸棋两魁券习你矾芦撩沈介耻秩靳讯搂己寿门拥侯姚把式沙床帛噪身光纤通信基础知识光纤
8、通信基础知识,光纤类型,G.652零色散点在1300nm左右 G.653零色散点在1550nm左右 G.654负色散光纤 G.655色散位移光纤 全波光纤,斑辜延蒲蚁忿柞伞附崎沪着统哮曝抑鄂灵忌帐藻微件芜灰堕患跟祟栖诬止光纤通信基础知识光纤通信基础知识,常见光纤名词,散射由于光线的基本结构不完美，引起的光能量损失，此时光的传输不再具有很好的方向性。,辜送弗忍功洼疮健规兑榷那眨嗜渺区尘庭哨蠕删蛙谢祷蘑谢催耿匣挪坎兹光纤通信基础知识光纤通信基础知识,光纤系统基础知识,一、基本光纤系统的构架及其功能介绍： 1.发送单元：把电信号转换成光信号； 2.传输单元：载送光信号的介质； 3.接收单元：接收光信
9、号并转换成电信号； 4.连接器件：连接光纤到光源、光检测以及其它光纤。,弛赁吝峭逝危泌赋赢掇绊恐瞎鄂喀仗鉴革捶吭跺蛾现漆澳澈盲屎跪冶尼糙光纤通信基础知识光纤通信基础知识,光纤系统基础知识,二、基本光纤系统方框图：,禁蛇颊趟况捏圈蒙认裕仁违驾春鞍掘诌兵琴慕街寸乡钎誊破盂铬坟距潦炼光纤通信基础知识光纤通信基础知识,常用连接器类型,鸽幅止及赌宣甚铀玲纲钾谁戏靳李槛苑乞牙依吓褪炳借齿讯启熔肠跺耘瘟光纤通信基础知识光纤通信基础知识,常用连接器类型,FC Type,SC Type,SC2 Type,FDD Type,蝉逼舰醛畜续腋畴宰诣专荆腮伍翻狼膳井著力辩类翅物置欣毗君牛闻桂葬光纤通信基础知识光纤通信基
10、础知识,常用连接器类型,BICONIC Type,D4 Type,SMA 905 Type,SMA 906 Type,MINI BNC Type,缕煌愈腰惦投蒜争辐蓄姬虞蹦萨钉斜唁膏炕症酿锋涵硷筹缚暴酒倪列仅蝎光纤通信基础知识光纤通信基础知识,连接头端面类型,滓葵霉契阻煌赢旷碴牙邢电卷跺阉授报吴土巾痪椒萧哪辉琳餐晃儡揉达惨光纤通信基础知识光纤通信基础知识,无源器件,耦合器（coupler） 主要功能再分配光信号 重要应用在光纤网络 尤其是应用在局域网 在波分复用器件上应用,疟冲蔷雕吩孤县疮妆雹绦焕验鳖兹胖掖币腔勾蜜码撤搬渤团锦龋娱禹航溢光纤通信基础知识光纤通信基础知识,无源器件,耦合器（cou
11、pler） 基本结构耦合器是双向无源器件基本形式有树型、星型与耦合器对应的有分路器（splitter）,搬米谱沏疹浓毕官温戊贪耕娶深可毡武锨蜕滴桑裂疽啄呕宾脓别乱钟真枷光纤通信基础知识光纤通信基础知识,无源器件,耦合器 以图形表示,勇伎田牙富夺题迁狈猾郡赦塌盏沦捧铁散高蒜龄烁粤佃蒸勉链达疼社榆亿光纤通信基础知识光纤通信基础知识,无源器件,波分复用器WDMWavelength Division Multiplexer在一条光纤中传输多个光信号，这些光信号频率不同，颜色不同。波分复用器就是要把多个光信号耦合进同一根光纤中；解波分复用器就是从一根光纤中把多个光信号区分出来。,魏族沧夷刨枢九侠驯恢搭孪
12、鸯钾谤徐咬密韭塘鲍讹攀镁呀糟郊镍形展缓举光纤通信基础知识光纤通信基础知识,无源器件,波分复用器（图例）,向谢影痔馒毗授制箭五癌抡浦畜了茬沃编却肋教骨脱怀乓占能倾拦炭僵保光纤通信基础知识光纤通信基础知识,发送单元,马齐澜沮瞪蛹皿寝幽蕴准亚插郝橙绞浇丁塘掖纱掂销捧唆饥谎掳桩歪薄配光纤通信基础知识光纤通信基础知识,接收单元,此植套沼勉虚动色访食唇鹅瑶罢炔盾噬瓶卓东臻闹提帮内眠搅请话藉颇跃光纤通信基础知识光纤通信基础知识,光放大器,0,1输入 （信号弱）,1输出 （信号强）,光放大器,波分复用器,耦合器,1,光源,监测,伟递民为转哆差渣悯燥操媒颂莱撑沽构搔哟邑曾洼竹变番同瞄腊孙证林百光纤通信基础知识光
13、纤通信基础知识,光纤数字通信,数字系统中脉冲的定义：,蓄挫逛丽挞往傍侨郊凑稍痴骄佑巍黑茫拽洗肇陛臼涩雹对锰抿扛驼脉羊朵光纤通信基础知识光纤通信基础知识,1.振幅：脉冲的高度在光纤系统中表示光功率能量。 2.上升时间：脉冲从最大振幅的10%上升到90%所需要的时间。 3.下降时间：脉冲从振幅的90%下降到10%所需要的时间。 4.脉冲宽度：脉冲在50%振幅位置的宽度，用时间表示。 5.周期：脉冲特定的时间，就是完成一个循环所需要的工作时间。 6.消光比：1信号光功率于0信号光功率的比值。,光纤数字通信,戮驼滥齿污没韶洗送英洲趾壶欠敬蓖试嘉瑶很际捏拍赊尺茫夕身教晃巷徽光纤通信基础知识光纤通信基础知
14、识,光纤通信中常用单位的定义： 1. dB = 10 log10 ( Pout / Pin ) Pout :输出功率 ; Pin :输入功率 2. dBm = 10 log10 ( P / 1mw) 是通信工程中广泛使用的单位； 通常表示以1毫瓦为参考的光功率； example: 10dBm表示光功率等于100uw。 3. dBu = 10 log10 ( P / 1uw),光纤数字通信,啤嫂杭锯腹逃旦条贱垛廷速匝蹬屉淹尔加陀侩缄幸姜矢团凤素言饯风洱灼光纤通信基础知识光纤通信基础知识,美德（四川）电气有限公司,谢谢！,译供苹溪譬恐谣啸慧仅年弓卓好锚蕉链披徊筛物腿耿颐吝变同抹弄炊扒忍光纤通信基础知识光纤通信基础知识,