光纖通信基礎(chǔ)知識(shí).ppt

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光纖通信基礎(chǔ)知識(shí) 安立有限公司 光纖通信的優(yōu)點(diǎn) 通信容量大中繼距離長(zhǎng)不受電磁干擾資源豐富光纖重量輕 體積小 光通信發(fā)展簡(jiǎn)史 2000多年前烽火臺(tái) 燈光 旗語(yǔ)1880年光電話 無(wú)線光通信1970年光纖通信 光纖通信發(fā)展史 1966年 光纖之父 高錕博士首次提出光纖通信的想法 1970年貝爾研究所林嚴(yán)雄在室溫下可連續(xù)工作的半導(dǎo)體激光器 1970年康寧公司的卡普隆 Kapron 之作出損耗為20dB km光纖 1977年芝加哥第一條45Mb s的商用線路 電磁波譜 光的基本知識(shí) 光是一種電磁波可見光350nm 750nm光纖通信所用的波長(zhǎng)800 1600nm光的反射 折射全反射 光的基本知識(shí) n1 n2 n1 n2 1 2 3 入射 折射 反射 視覺位置 實(shí)際位置 空氣 水 光的基本知識(shí) 光纖的結(jié)構(gòu) 光纖的結(jié)構(gòu) 纖芯core 折射率較高 用來(lái)傳送光 包層coating 折射率較低 與纖芯一起形成全反射條件 保護(hù)套jacket 強(qiáng)度大 能承受較大沖擊 保護(hù)光纖 3mm光纜橘色MM黃色SM 常見光纖名詞 數(shù)值孔徑 NumericAperture NA SIN 常見光纖名詞 外徑一般為125um 一根頭發(fā)平均100um 內(nèi)徑 單模9um多模50 62 5um 光纖的尺寸 光纖的分類 按材料分類 玻璃光纖 纖芯與包層都是玻璃 損耗小 傳輸距離長(zhǎng) 成本高 膠套硅光纖 纖芯是玻璃 包層為塑料 特性同玻璃光纖差不多 成本較低 塑料光纖 纖芯與包層都是塑料 損耗大 傳輸距離很短 價(jià)格很低 多用于家電 音響 以及短距的圖像傳輸 按照光纖的模式分類單模 Single Mode 多模 Multi Mode 按折射率分類階越光纖漸變折射率光纖 光纖的分類 光纖的損耗 1310nm 0 35 0 5dB Km1550nm 0 2 0 3dB Km850nm 2 3 3 4dB Km光纖熔接點(diǎn)損耗 0 2dB 點(diǎn)光纖熔接點(diǎn)1點(diǎn) 2km 常見光纖名詞 衰減 光在光纖中傳輸時(shí)的能量損耗單模光纖1310nm0 4 0 6dB km1550nm0 2 0 3dB km塑料多模光纖300dB km 光纖的衰減 色散 Dispersion 光脈沖沿著光纖行進(jìn)一段距離后造成的頻寬變粗 它是限制傳輸速率的主要因素 模間色散 只發(fā)生在多模光纖 因?yàn)椴煌Ｊ降墓庋刂煌穆窂絺鬏?材料色散 不同波長(zhǎng)的光行進(jìn)速度不同 波導(dǎo)色散 發(fā)生原因是光能量在纖芯及包層中傳輸時(shí) 會(huì)以稍有不同的速度行進(jìn) 在單模光纖中 通過改變光纖內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)改變光纖的色散非常重要 常見光纖名詞 光纖類型 G 652零色散點(diǎn)在1300nm左右G 653零色散點(diǎn)在1550nm左右G 654負(fù)色散光纖G 655色散位移光纖全波光纖 常見光纖名詞 散射由于光線的基本結(jié)構(gòu)不完美 引起的光能量損失 此時(shí)光的傳輸不再具有很好的方向性 光纖系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 一 基本光纖系統(tǒng)的構(gòu)架及其功能介紹 1 發(fā)送單元 把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào) 2 傳輸單元 載送光信號(hào)的介質(zhì) 3 接收單元 接收光信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào) 4 連接器件 連接光纖到光源 光檢測(cè)器以及其它光纖 光纖系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 二 基本光纖系統(tǒng)方框圖 常用連接器類型 常用連接器類型 FCType SCType SC2Type FDDType 常用連接器類型 BICONICType D4Type SMA905Type SMA906Type MINIBNCType 連接頭端面類型 無(wú)源器件 耦合器 coupler 主要功能再分配光信號(hào)重要應(yīng)用在光纖網(wǎng)絡(luò)尤其是應(yīng)用在局域網(wǎng)在波分復(fù)用器件上應(yīng)用 無(wú)源器件 耦合器 coupler 基本結(jié)構(gòu)耦合器是雙向無(wú)源器件基本形式有樹型 星型 與耦合器對(duì)應(yīng)的有分路器 splitter 無(wú)源器件 耦合器以圖形表示 無(wú)源器件 波分復(fù)用器WDM WavelengthDivisionMultiplexer在一條光纖中傳輸多個(gè)光信號(hào) 這些光信號(hào)頻率不同 顏色不同 波分復(fù)用器就是要把多個(gè)光信號(hào)耦合進(jìn)同一根光纖中 解波分復(fù)用器就是從一根光纖中把多個(gè)光信號(hào)區(qū)分出來(lái) 無(wú)源器件 波分復(fù)用器 圖例 發(fā)送單元 接收單元 光放大器 0 1輸入 信號(hào)弱 1輸出 信號(hào)強(qiáng) 光放大器 波分復(fù)用器 耦合器 1 光源 監(jiān)測(cè) 光纖數(shù)字通信 數(shù)字系統(tǒng)中脈沖的定義 1 振幅 脈沖的高度在光纖系統(tǒng)中表示光功率能量 2 上升時(shí)間 脈沖從最大振幅的10 上升到90 所需的時(shí)間 3 下降時(shí)間 脈沖從振幅的90 下降到10 所需要的時(shí)間 4 脈沖寬度 脈沖在50 振幅位置的寬度 用時(shí)間表示 5 周期 脈沖特定的時(shí)間 就是完成一個(gè)循環(huán)所需要的工作時(shí)間 6 消光比 1信號(hào)光功率與0信號(hào)光功率的比值 光纖數(shù)字通信 光纖通信中常用單位的定義 1 dB 10log10 Pout Pin Pout 輸出功率 Pin 輸入功率2 dBm 10log10 P 1mw 是通信工程中廣泛使用的單位 通常表示以1毫瓦為參考的光功率 example 10dBm表示光功率等于100uw 3 dBu 10log10 P 1uw 光纖數(shù)字通信 安立光測(cè)試產(chǎn)品介紹 光時(shí)域反射儀 OTDR MW9076系列主要功能 光纖斷點(diǎn) 連接頭松動(dòng)等故障的查找光纖距離 長(zhǎng)度測(cè)量光纖總損耗 平均損耗測(cè)量連接器 接續(xù)點(diǎn)的接續(xù)損耗測(cè)量連接器的回波損耗 安立光測(cè)試產(chǎn)品介紹 光時(shí)域反射儀 OTDR MW9076系列主要特點(diǎn) 快速測(cè)試大大提高測(cè)試速度 用全自動(dòng)測(cè)試功能對(duì)多芯光纜最短10秒即可測(cè)試 實(shí)時(shí)掃描一次僅0 15秒 重復(fù)測(cè)試功能 全自動(dòng) 文件保存 波長(zhǎng)切換 光開關(guān)自動(dòng)切換 減少了測(cè)量時(shí)間 極佳的基本特性世界最大的動(dòng)態(tài)范圍 45dB MW9076B 世界最短的盲區(qū) 1 6 8m很高采樣分辨率 5cm波長(zhǎng)自動(dòng)切換1 31 1 55 1 625 m 安立光測(cè)試產(chǎn)品介紹 光時(shí)域反射儀 OTDR MW9076系列主要特點(diǎn)更好的性能中文菜單及提供中文操作手冊(cè)大屏幕LCD彩色顯示更多的采樣點(diǎn) 50 001點(diǎn) 鋰電池 更有余量顯示功能GR196格式文件的存取OTDR仿真軟件MX907600A用于在PC機(jī)上分析OTDR光纖測(cè)試結(jié)果 具有仿真功能 雙端測(cè)試功能 波形差別顯示功能 多光纖測(cè)試模式及色散測(cè)試模式等 而且提供非常方便的報(bào)告輸出功能 報(bào)告可存儲(chǔ)為excel文檔 安立光測(cè)試產(chǎn)品介紹 光譜分析儀 OSA MS9710C主要功能 光譜波形分析光譜功率測(cè)量零跨距應(yīng)用 特定波長(zhǎng)電平精確測(cè)量 無(wú)源器件測(cè)量 插損 回?fù)p WDM波形分析 有源器件測(cè)量 LED FP LD DFB LD分析 PMD測(cè)量EDFA的NF GAIN測(cè)量 安立光測(cè)試產(chǎn)品介紹 光譜分析儀 OSA MS9710C主要特點(diǎn) 寬的波長(zhǎng)范圍 600 1750nm 覆蓋多模 單模所有波段高的波長(zhǎng)精度 0 02nm 及重復(fù)性 測(cè)試準(zhǔn)確大的動(dòng)態(tài)范圍 70dB 測(cè)量DWDM有優(yōu)勢(shì)可支持大功率輸入 23dBm 掃描速度快 全范圍 500ms 可以列表形式同時(shí)顯示所掃描到的各個(gè)波的測(cè)量結(jié)果高靈敏度 90dBm 安立光測(cè)試產(chǎn)品介紹 臺(tái)式光萬(wàn)用表 MT9810B主要功能 高精度測(cè)試高達(dá)10個(gè)的測(cè)試條件存儲(chǔ)最大 最小值顯示高達(dá)1000個(gè)的測(cè)試結(jié)果記錄 便于下載分析時(shí)間間隔可設(shè)定的長(zhǎng)時(shí)期測(cè)試GPIB RS 232C作為標(biāo)準(zhǔn)控制接口 安立光測(cè)試產(chǎn)品介紹 臺(tái)式光萬(wàn)用表 MT9810B主要功能 遠(yuǎn)程控制和被控制多種光源 包括符合ITU T標(biāo)準(zhǔn)的DWDMC L波段光源 光功率計(jì)模塊最高靈敏度 110dBm最大光損耗測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍120dB DFB激光器輸出功率最大 10dBm 其穩(wěn)定性優(yōu)于 0 005dB 中心波長(zhǎng)穩(wěn)定性優(yōu)于 2GHz 安立光測(cè)試產(chǎn)品介紹 臺(tái)式光萬(wàn)用表 MT9810B主要功能 高精度光功率測(cè)量 不確定度在參考條件下優(yōu)于2 在實(shí)際操作條件下優(yōu)于3 5 線性度優(yōu)于 0 01dB 高回?fù)p 低偏振相關(guān)損耗探測(cè)器 對(duì)于光器件和使用光放大器的系統(tǒng)測(cè)量是很理想的高分辨率光功率測(cè)量 MT9810B測(cè)量光功率的顯示分辨率為0 001dB 通過GPIB或RS 232C控制時(shí) 分辨率可達(dá)到0 0001dB 主要用途有 測(cè)量最大 最小光功率及統(tǒng)計(jì)偏差 測(cè)量光耦合器 分路器的插損 衰耗 PDL 光開關(guān)特性 脈沖光信號(hào)平均功率測(cè)量等