光通信基础实训

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2011-12-30,#,光通信基础培训教材,阅读笔记,反射：,1,=,1,折射：,n,1,sin,1,=n,2,sin,2,全反射：,sin,1,=n,2,/n,1,平面波的反射和折射,n,2,n,1,1,1,2,光通信基础原理,在光纤的数值 孔径角内，以某一角度射入光纤端面，并能在光纤的纤芯到包层界面上形成全反射的传播光线就可称为一个光的传输模式。,光纤的传播模式,高次模 基模 低次模,多模光纤：突变型光纤 渐变型光纤（,G.651,）,单模光纤：标准常规光纤（,G.652,）,色散位移光纤（,G.653,）,非零色散位移光纤（,G.655,）,色散补偿光纤,光纤的传播模式,光纤的色散,脉冲展宽,T,光纤中的信号是由不同的频率成分和不同的模式成分来携带的，这些不同的频率成分和不同的模式成分的传输速度不同，到达光纤终端有先有后，从而引起波形畸变的一种现象色散。,色散的定义,光纤的色散,色散的表示方法,色散的大小由时延差表示。,时延：指信号传输单位长度时，所需要的时间。,时延差：不同速度的信号在时延上的差别。,时延本身不代表色散的大小，因为任何光信号传输某个距离都需要时间，即都有时延，而信号中不同频率成分或不同模式成分之间的时延差才能表示色散的大小。时延差越大，色散越严重。单位：,p s/km.nm,色散的特性曲线,光纤的色散,纯石英玻璃材料色散与波长的关系,损耗的定义,光纤的损耗,吸收损耗：,光波通过光纤材料时，一部分光能变成热能，造成光功率的损失。,本征吸收：是光纤基础材料,(,如,SiO2),固有的吸收，不是杂质或缺陷引起的，因此，本征吸收基本确定了某一种材料吸收损耗的下限。,杂质吸收：由光纤材料的不纯净而造成的附加吸收损耗。,散射损耗：由于光纤的材料、形状、折射率分布等的缺陷或不均匀，使光纤中传导的光与微小粒子相碰撞发生散射，由此产生的损耗。,散射,:,指光通过密度或折射率等不均匀的物质时，除了在光的传播方向以外，在其他方向也可以看到光，这种现象叫光的散射。,光纤的损耗,附加损耗：,微弯损耗：光纤侧面受到不均匀压力，轴向上发生微米级 弯曲，造成纤芯与包层界面微小凹凸，产生光辐射损耗。,弯曲损耗：光纤弯曲的曲率半径较小，光泄露到包层中，产生损耗。,接续损耗：光纤接续时，两纤芯间不完全吻合，致使一根光纤的出射光泄露到包层而辐射损耗掉。,光纤的损耗,损耗,本征,非本征,吸收,紫外吸收,金属离子,红外吸收,OH,离子、,H,2,散射,瑞利散射,波导缺陷,米氏散射,受激布里渊散射,受激拉曼散射,损耗起因,光纤的损耗,光纤,损耗与色散,EDFA,带宽,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,波长,(mm),损耗,(dB/km),0.1,0.2,0.4,0.8,1.0,0,-20,-10,10,20,色散,(ps/nm-km),损耗,(,各类光纤,),SMF,DSF,NZDF+,NZDF-,G.652,G.653,G.655+,G.655-,光纤,光接头,色散代价,光线路,光功率损耗冗余,光端设备,光功率冗余,光纤,光功率损耗,散射影响,受激拉曼散射（,SRS,）,受激布里渊散射（,SBS,）,光纤克尔,(,折射率引起,),效应,自相位调制（,SPM,）,交叉相位调制（,XPM,）,四波混频（,FWM,）,光纤,光纤非线性效应,光纤,四波混频,FWM,效应,信道间相互作用产生新的频率,相关参数有信道数、信道间隔和信道功率等,w,1,w,2,w,w,1,w,2,2,w,1,-,w,2,2,w,2,-,w,1,w,光纤,产生信号间干扰,;,当偏振相关损耗产生的二次效应可能产生,PMD,与色度色散之间的耦合从而增加色散的统计分量,;,解决办法之一是改进光纤工艺或在系统输入输出端插入偏振控制器。,光纤,偏振模色散,PMD,由光纤的双折射引起,诸如应力、弯曲、扭绞、温度等随机引入,EDFA,结构,EDFA,是英文“,Erbium-doped Optical Fiber Amplifier”,的缩写,意即,掺铒光纤放大器,，是一种对信号光放大的一种有源,光器件,。,铒掺杂光纤,隔离器,WDM,耦合器,P,in,P,out,l,N,l,2,l,1,l,N,l,2,l,1,隔离器,泵浦激光器,980nm,1480nm,散射影响,受激拉曼散射（,SRS,）,受激布里渊散射（,SBS,）,光纤克尔,(,折射率引起,),效应,自相位调制（,SPM,）,交叉相位调制（,XPM,）,四波混频（,FWM,）,光纤,光纤非线性效应,mw,与,dBm,的转换关系,dBm=10lgP,（功率值,/1mw,）,