现代通信技术 第八章 光纤通信技术

现代通信技术第八章光纤通信技术内容提要8.1光纤通信概述8.2光纤传输原理与特性8.3光发送机与光接收机8.4光纤通信系统8.5光放大技术8.6光波分复用技术8.7光纤孤子通信技术8.8光传送网技术8.8光纤通信的发展趋势第8章光纤通信技术8.1光纤通信概述8.1.1电磁波谱8.1.2光纤通信系统基本结构与特点光纤通信系统和其他通信系统相比具有的优点：频带宽，通信容量大传输损耗低，无中继距离长抗电磁干扰光纤通信串话小，保密性强，使用安全体积小，重量轻，便于敷设材料资源丰富内容提要8.1光纤通信概述8.2光纤传输原理与特性8.3光发送机与光接收机8.4光纤通信系统8.5光放大技术8.6光波分复用技术8.7光纤孤子通信技术8.8光传送网技术8.8光纤通信的发展趋势8.2光纤传输原理与特性8.2.1光纤的结构和分类按光纤横截面的折射率分布分类阶跃光纤渐变光纤按光纤中的传导模式数量分类单模光纤、多模光纤按光纤构成的原材料分类石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层光纤、全塑光纤按光纤的套塑层分类紧套光纤、松套光纤8.2.2光纤的导光原理采用射线光学分析光纤的特性光纤的集光能力多模光纤：具有避免色散的能力，可以传多种波长光信号（利用折射率与传输速率成反比的特性）8.2.3光纤的传输特性光纤的损耗特性（如右图）本征损耗：红外吸收，紫外吸收，瑞利散射光纤的色散特性不同频率成分的光信号在光纤中的传输速率不同引起的光纤的非线性效应激光器的高输出功率与光纤的低损耗引起的受激散射折射率扰动8.2.4单模光纤单一模式传输，传输带宽宽，适合长距离大容量的光纤通信单模光纤的结构特点芯径小：保证单模传输单模光纤的特性参数截止波长——光信号的波长应大于截至波长模场直径——光纤中光能的集中程度内容提要8.1光纤通信概述8.2光纤传输原理与特性8.3光发送机与光接收机8.4光纤通信系统8.5光放大技术8.6光波分复用技术8.7光纤孤子通信技术8.8光传送网技术8.8光纤通信的发展趋势8.3光发送机与光接收机8.3.1半导体激光器光纤通信系统对光源的要求波长与低损耗窗一致单色性好转换效率高……半导体激光器基本原理低能带价带禁带导带半导体激光器的结构半导体激光器的稳态特性发射波长:半导体材料决定波长P-I特性（如图8.12）温度特性（如图8.13）模式特性（单纵模工作，避免色散）光谱特性（注入电流与光强的关系）激光器的效率（电功率转换成光功率的能力）8.3.2光发送机光发送机的组成光源的数字调制与驱动LED（发光二极管）的数字调制和驱动LD（镭射二极管）的数字调制和驱动8.3.3光检测器PIN光电二极管基本原理和结构8.3.4光接收机光接收机的组成内容提要8.1光纤通信概述8.2光纤传输原理与特性8.3光发送机与光接收机8.4光纤通信系统8.5光放大技术8.6光波分复用技术8.7光纤孤子通信技术8.8光传送网技术8.8光纤通信的发展趋势8.4光纤通信系统电端机光发送端机光中继器光接收端机备用系统辅助系统内容提要8.1光纤通信概述8.2光纤传输原理与特性8.3光发送机与光接收机8.4光纤通信系统8.5光放大技术8.6光波分复用技术8.7光纤孤子通信技术8.8光传送网技术8.8光纤通信的发展趋势8.5光放大技术8.5.1光放大器半导体光放大器光纤放大器光纤放大器分为稀土掺

杂光纤放大器和利用非

线性效应制作的常规

光纤放大器。掺铒光纤放大器（EDFA）掺铒光纤放大器原理内容提要8.1光纤通信概述8.2光纤传输原理与特性8.3光发送机与光接收机8.4光纤通信系统8.5光放大技术8.6光波分复用技术8.7光纤孤子通信技术8.8光传送网技术8.8光纤通信的发展趋势8.6光波分复用技术8.6.1WDM系统构成内容提要8.1光纤通信概述8.2光纤传输原理与特性8.3光发送机与光接收机8.4光纤通信系统8.5光放大技术8.6光波分复用技术8.7光孤子通信技术8.8光传送网技术8.8光纤通信的发展趋势8.7光纤孤子通信技术8.7.2光纤孤子通信技术解决光纤的色散问题——使光脉冲展宽利用光纤的非线性（使光脉冲压缩），非线性与色散平衡就形成光孤子8.7.1光纤孤子通信系统构成内容提要8.1光纤通信概述8.2光纤传输原理与特性8.3光发送机与光接收机8.4光纤通信系统8.5光放大技术8.6光波分复用技术8.7光纤孤子通信技术8.8光传送网技术8.8光纤通信的发展趋势8.8光传送网技术8.8.1光传送网的引入光传送网（OTN）是一种以波分复用与光信道技术为核心的新型通信网络传送体系，它由光分插复用、光交叉连接、光放大等网元设备组成，具有超大传送容量、对承载信号语义透明性及在光层面上实现保护和路由的功能，是光互连网络的基础结构。8.8.2光传送网结构与特点光传送网的分层结构8.8光传送网技术8.8.2光传送网结构与特点光传送网的分层结构在SDH基础上增加光层光信道层：选择路由，分配波长光复用段层：保证相邻波长光信号的完整性光传输段层：功率均衡，色散积累与补偿等8.8.3光传送网的节点技术光分插复用技术光交叉连接器技术内容提要8.1光纤通信概述8.2光纤传输原理与特性8.3光发送机与光接收机8.4光纤通信系统8.5光放大技术8.6光波分复用技术8.7光纤孤子通信技术8.8光传送网技术8.8光纤通信的发展趋势8.8光纤通信的发展趋势目前使用的光纤通信技术10GbpsDWDM（密集光波分复用）不能满足IP业务飞速发展的需求即将广泛推广的技术40GbpsDWDM已经进入市场（Mintera）达到电子处理速度的极限可重构光分插复用（ROADM）ASON（自动交换光网络）技术逐步普及简化网络结构，提高带宽利用率，降低运行成本达60%（已被美国核心骨干网和地区骨干网采用）8.8光纤通信的发展趋势基于以太网的包传送技术太网技术还缺乏运营维护能力，流量管理能力和可扩展性EOT（Ether