Edited by Foxit PDF Editor 第五章光纤通信系统 Copyright (c)by Foxcit Software Company,2003-2009 For Evaluation Only. 第5章光纤通信系统 本章要点 。光通信概念与特点 。光纤通信系统组成及原理 。光纤结构、分类、传光原理 。光源分类、发光机理、特点 。光检测器分类、检测原理、特点 。光端机、光中继组成原理 。光网络分类
厚第五章光纤通信系装 第2页 5.1光纤通信概述 5.1.1光纤通信的基本概念 1、光通信的发展史 。我国古代使用的烽火台就是大气光通信的最好例子。 。后来的手旗、灯光甚至交通红绿灯等均可划入光通信的范畴。 。近代光通信的雏形可追朔到1880年Be11发明的光电话。 。但通信光电话未能像其它电通信方式那样得到发展。 。1966年英籍华人高琨博士提出光导纤维的概念在全世界范围内掀起了发展光纤通 信的高潮。 。1978年工作于0.8μm的第一代光波系统正式投入商业应用。 。上世纪80年代初，早期的采用多模光纤的第二代光波通信系统问世。 。1990年，工作于2.4Gb/s,1.55μm的第三代光波系统已能提供通信商业业务
厚第五章光纤通信系统 第3页 。第四代光波系统以采用光放大器(OA)增加中继距离和采用频分与波分复用(FDM与 WD)增加比特率为特征。 。第五代光波通信系统的研究与发展也经历了20多年历程，己取得突破性进展。它 基于光纤非线性压缩抵消光纤色散展宽的新概念产生的光孤子，实现光脉冲信 号保形传输。 2、光纤通信： 以光波为载波，以光导纤维为传输媒介的通信方式。 3、光纤通信系统的基本组成： (1)光发送机： (2)光纤： (3)光中继器： (4)光接收机： (5)电发送机：
第五章光纤通信系统 第4页 (6)电接收机等。 光 光 光 放 光教波 调 光信号 中 光信号 电信号 | 制 源 光纤 继器 光纤 检测 器 器 器 光发送机 光接收机 电信号 电信号 电发送机 电接收机 信息 信点 图5-1 光纤通信系统示意图
了第五章光纤通信系统 第5页 5.1.2光纤通信的主要特点 1、通信容量大： 光纤通信用频率很高的光波作为载波，具有很宽的传输频带。 是目前通信容量最大的一种通信方式。 己投入商用的光纤通信系统，传输速率可达2.5Gb/s、10Gb/s、40Gb/s或更高)。 2、中继距离长： 光纤的传输损耗很低，无中继传输距离很长，比电缆系统的中继距离大得多。 用石英玻璃制成的光纤在1.55um波长的传的损耗降至0.2dB/km,甚至达到 0.15dB/km. 这一优点对于长途干线，特别是海底光缆通信来说，具有重大意义。 3、抗电磁严扰： 光纤是由玻璃制成的，传输的是光信号，因此不怕电磁干扰，也不受外界光的影响。 强电、雷电等也不会影响光纤的传输性能
厚第五章光纤通信系统 第6页 甚至在核辐射的环境中，光纤通信仍能正常进行。 这是电通信所不能比拟的。 4、不产生串话，保密性好： 光在光纤中传输时，几乎不向外泄漏光能。 因此在同一光缆中，数根光纤之间不会相互干扰，既不产生串话，也难以被窃听。 所以光纤通信与无线电和有线电通信相比有更好的保密性。 5、光缆尺寸小、重量轻： 光纤的外径仅1.25um,套塑后的尺寸也小于1mm,用它制成的6一18芯光缆的外径约 12mm,比相同容量的电缆细小得多。 光纤的主要原料是硅，光缆比电缆轻得多。所以，光纤的运输和敷设都较方便。 6、节省有色各属和能源： 光纤材料石英资源丰富且价格便宜。 7、光纤不会锈蚀、使用寿命长
第五章光纤通信系统 第7页 可用20年以上。 8、光纤接头没有电火花，可用于军火仓库、石油化工等易燃易爆的环境中
胃第五章光纤通信系线 第8页 5.2光纤和光缆 5.2.1光纤的结构与分类 1、光纤的结构 通信用的光纤是一种能够导光的透明玻璃丝，外径一般为125um。 纤芯、包层材料为不同折射率的掺杂石英材料。 纤芯 包层 纤芯 包层 涂贺层 缓冲层 套塑层 图5-2光纤的结构 图5-3成品光纤的横断面结构
厚第五章光纤通信系统 第9页 2、光纤的分类 (1)按光纤剖面折射率分布分类： ■阶跃光纤：纤芯的折射率与包底的折射率成阶跃型分布。 ■渐变型光纤：纤芯的折射率分布曲线近似为抛物线。 ■三角型光纤：纤芯折射率分布曲线为三角形，是一种新型单模光纤。 1阶跃型 2渐变型 3三角型 图5-4光纤纤芯的折射率分布
厚第五章光纤通信系统 第10页 (2)按光纤包层的不同分类： 单包层光纤、双包层光纤、四包层光纤等。 (3)按传导模的数目分类： ■多模光纤： 所传输光波的模式有多个，多模光纤的纤芯直径为50m。 光纤剖面折射率为渐变型。 可用于中容量、中距离通信系统。 ■ 单模光纤： 所传输光波的模式只有一个，即只能传输基模（最低阶模）的光纤。 单模光纤的纤芯直径仅几微米（一般为8um一10um),但外径与多模光纤一样，均 为125um。 适用于大容最、长距离通信系统