光纤通信基础资料教程ppt课件.ppt

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1、光纤通信基础光纤通信的概念光纤通信就是以光波为载波，光导纤维为传输介质的通信方式。光纤通信的发展过程3古代光通信约3000年前的烽火台17世纪，发明了望远镜；17世纪，旗语在航海上得到广泛应用共同特点：利用空气传播可见光，由人眼接收现代光通信--光电话1880年，贝尔利用太阳光作光源，大气为传输媒质，用硒晶体作为光接收器件，成功地进行了光电话的实验，通话距离最远达到了213米光通信必须要解决两个最根本性问题：必须有能稳定传送光的介质必须要找到理想的光源。61960年，美国人梅曼发明了红宝石激光器，从此人们便可获得频率稳定的光源。研究现代化光通信的时

2、代也从此开始。1966年7月，英国标准电信研究所的英籍华人高锟博士，就光纤传输的前景发表了有重大意义的论文，论述了造成光纤损耗的主要原因，并从理论上分析：如果能去除玻璃上的杂质，就有可能使光的传输损耗大大降低，可降低到20dB/km左右（20dB/km表示信号传输1公里后只剩1/100）。71970年，美国康宁公司的三名科研人员成功地制成了传输损耗20dB/km的光纤。1970年，美国贝尔研究所成功地研制出能在室温下连续工作的半导体激光器。1974年光纤损耗达到了1dB/km的水平;1977年，已研制成功了能连续工作几万小时、在实用环境中工作10年

3、的长寿命的激光器。81977年在美国芝加哥和圣塔摩尼卡之间首次建成商用的光纤通信系统。9到1990年，短短十几年中，光纤通信已经经历了几次更新换代，其中主要是由多模光纤过渡到单模光纤；由短波长区（0.85µm，损耗约为3~4dB/km左右）过渡到长波长区（1.31µm，损耗为0.35dB/km，1.55µm，损耗为0.19dB/km）。光纤的传输速率已经达到了10Gb/s。10光纤通信的特点11光纤传输带宽高，通信容量大。光纤中继距离长。光纤损耗低。电磁干扰能力强。光缆的尺寸小，重量轻。光纤资源丰富，节约有色金属和能源。12光纤结构13纤芯包层涂覆

4、层光纤的结构纤芯：折射率较高，用来传送光；包层：折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件；涂覆层：强度大，能承受较大冲击，保护光纤。37光纤尺寸参数典型纤芯直径9µm、50µm、62.5µm典型包层直径125µm典型涂覆层直径250µm*ProvidedbySuperiorEssex光纤性能16衰减光在光纤中传输时的能量损耗850nm<3dB/km1310nm<0.35dB/km1550nm<0.2dB/km色散色散就是光纤中传输的不同模式的光信号中的不同频率分量，由于速度不同造成到达光纤终端存在先后顺序，从而产生波形畸变的一种现象。雨后的彩虹，这些都

5、是最简单的色散现象。色散越小，带宽就越大。色散的分类1、模式色散2、材料色散3、波导色散模式色散在多模光纤中，传输的模式很多，不同的模式，其传输路径不同，所经过的路程就不同，达终点的时间也就不同，这就引起了脉冲的展宽。在同一根光纤中，高次模到达终点走的路程长，低次模走的路程短，这就意味着高次模到达终点需要的时间长，低次模到达点需要的时间短。在同一条长度为的光纤上，最高次模与最低次模到达终点所用的时间差，就是这段光纤产生的脉冲展宽。材料色散材料色散是由光纤材料自身特性造成的。光纤通信实际上用的光源发出的光，并不是只有理想的单一波长，而是有一定的波谱宽

6、度。v=C/n。光的波长不同，折射率n就不同，光传输的速度也就不同。因此，当把具有一定光谱宽度的光源发出的光脉冲射入光纤内传输时，光的传输速度将随光波长的不同而改变，到达终端时将产生时延差，从而引起脉冲波形展宽。波导色散由于光纤的纤芯与包层的折射率差很小，因此在交界面产生全反射时，就可能有一部分光进入包层之内。这部分光在包层内传输一定距离后，又可能回到纤芯中继续传输。光纤的三个“窗口”第一窗口850nm损耗<3dB/km。第二窗口1310nm损耗<0.35dB/km第三窗口1550nm损耗<0.2dB/km工作波长多模（MM）工作于850nm和13

7、00nm单模（SM）工作于1310nm和1550nm光纤代号25光纤类别的代号光纤类别采用光纤产品的分类代号表示。B1.1G652a和G652b光纤B1.3G652c和G652d低水峰单模光纤B6_aG657A1和G657A2光纤B6_bG657B2和G657B3光纤A1a50/125um多模光纤A1b62.5/125um多模光纤A1am15050/125um万兆150多模光纤A1am30050/125um万兆300多模光纤A1am55050/125um万兆550多模光纤光纤分类27按光在光纤中的传输模式分多模光纤单模光纤多模光纤多模光纤(Mul

8、tiModeFiber)：纤芯较粗(50或62.5μm)，可传多种模式的光，其模间色散较大，这就限制了传输距离，适合中容量