第08 光纤通信工程设计[增强版].ppt

主讲:易建勋

光纤与光缆
主讲:易建勋

光纤与光缆
光纤通信系统结构
1. 光纤通信系统概述
光纤通信原理:
光纤中无光信号为0码,有光信号则为1码。
优点:
通信容量大(单根光纤理论容量可达20Tbit/s以上),保密好(不易窃听),抗电磁波辐射干扰,防雷击,传输距离长(不中继可达600km)。
缺点:
光纤连接困难,成本较高。
主讲:易建勋

光纤与光缆
模拟光纤通信系统主要用于模拟电视信号传输、模拟视频监控系统等。
通信网络和计算机网络都采用数字通信系统。
光纤能不能进行双向和多波长传输,取决于采用的传输技术和光源技术。
以太网目前采用单光纤下的单波长和单向传输。
采用WDM(波分复用)技术,可以实现单根光纤下的多波长同时传输,甚至单根光纤下的双向多波长信号传输。
主讲:易建勋

光纤与光缆
2. 光纤通信系统基本组成
数字光纤通信系统包括:
光发射机、光缆、光中继器、光接收机。
[P194图8-1] 单向数字光纤通信系统基本组成
主讲:易建勋

光纤与光缆
(1)光发射机
光发射机的功能是实现电-光转换。
组成:光源、驱动电路和调制器等。
功能:将电信号调制成光信号。
光源采用发光二极管(LED)或激光二极管(LD)。
(2)光接收机
光接收机的功能是实现光-电转换。
组成:光检测器和信号放大器等。
光信号检测器采用半导体光电二极管(PD)。
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光纤与光缆
(3)光纤或光缆
光纤构成光传输通道,完成光信号的传送任务。
(4)中继器
组成:光检测器、光源和判决再生电路等。
功能:
补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减;
对波形失真的光脉冲进行整形放大。
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光纤与光缆
光纤结构和类型

光纤由纤芯、包层、涂层、表皮等组成
多条光纤制作在一起时称为光缆。
[P194图8-2] 光纤和光缆的结构
主讲:易建勋

光纤与光缆
纤芯采用高纯度SiO2,以提高纤芯的光折射率。
包层也采用高纯度SiO2,光折射率低于纤芯。
涂层保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤。
光缆中的芳纶纱等材料,是增加光缆的机械强度。
主讲:易建勋

光纤与光缆
2. 光信号在光纤中的传输
光纤中纤芯与包层的折射率不同,光源通过特定角度射入光纤后,光纤的包层像一面镜子,使光在纤芯内不断折射前进。
光在光纤中的传输路径称为“模”。
传输多路径光波的光纤称为多模光纤(MMF)。
可将多模光纤简单理解为传输多束光波的光纤。
多模光纤只能单向传输,而且不能同时传输多个光波信号。
主讲:易建勋

光纤与光缆
[P195图8-3] 光信号在光纤中的传输过程