- 1. 光纤通信基础知识作 者:王 勇 (Fiber Handbook Technology Data)美德(四川)电气有限公司
- 2. 光纤通信的优点通信容量大
中继距离长
不受电磁干扰
资源丰富
光纤重量轻、体积小
- 3. 光通信发展简史2000多年前
烽火台——灯光、旗语
1880年
光电话——无线光通信
1970年
光纤通信
- 4. 光纤通信发展史1966年“光纤之父”高锟博士首次提出光纤通信的想法。
1970年贝尔研究所林严雄在室温下可连续工作的半导体激光器。
1970年康宁公司的卡普隆(Kapron) 之作出损耗为20dB/km光纤。
1977年芝加哥第一条45Mb/s的商用线路。
- 5. 电磁波谱1cm 1mm 100um 10um 1um 100nm 10nm 1nm λ波長10G 100G 1T 10T 100T 10^15 10^16 10^17 f (Hz)1.6um 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0um 900 800 700 600nm光通信使用范围红外线紫外线
- 6. 光的基本知识光是一种电磁波
可见光350nm—750nm
光纤通信所用的波长800——1600nm
光的反射、折射
全反射
- 7. 光的基本知识n1n2n1
- 8. 光的基本知识n1n2n1 > n2n1n2临界角900临界角n1n2全反射入射角=反射角θ1θ2
- 9. 光纤的结构纤芯包层保护套
- 10. 光纤的结构纤芯 core:折射率较高,用来传送光;
包层 coating:折射率较低,与纤芯一起形成全反射条件;
保护套 jacket:强度大,能承受较大冲击,保护光纤。
3mm光缆 橘色 MM
黄色 SM
- 11. 常见光纤名词数值孔径(Numeric Aperture)NA=SIN θ θ接收锥
- 12. 常见光纤名词输入输入输出输出低数值孔径NA高数值孔径NANANA
- 13. 外径一般为125um(一根头发平均100um)
内径:单模9um 多模50/62.5um12595012562.5125光纤的尺寸
- 14. 光纤的分类按材料分类:
玻璃光纤:纤芯与包层都是玻璃,损耗小,传输距离长,成本高;
胶套硅光纤:纤芯是玻璃,包层为塑料,特性同玻璃光纤差不多,成本较低;
塑料光纤:纤芯与包层都是塑料,损耗大,传输距离很短,价格很低。多用于家电、音响,以及短距的图像传输。
- 15. 按照光纤的模式分类
单模(Single-Mode)
多模(Multi-Mode)
按折射率分类
阶越光纤
渐变折射率光纤 光纤的分类
- 16. 光纤的损耗1310 nm : 0.35 ~ 0.5 dB/Km
1550 nm : 0.2 ~ 0.3dB/Km
850 nm : 2.3 ~ 3.4 dB/Km
光纤熔接点损耗:0.2dB/点
光纤熔接点 1点/2km
- 17. 常见光纤名词衰减:光在光纤中传输时的能量损耗单模光纤1310nm 0.4~0.6dB/km1550nm 0.2~0.3dB/km塑料多模光纤300dB/km
- 18. 光纤的衰减光纤的衰减图0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 λ nm OH-OH-OH-第一窗口第二窗口第三窗口衰减(dB/km)水峰值6
5
4
3
2
1
- 19. 色散(Dispersion):光脉冲沿着光纤行进一段距离后造成的频宽变粗。它是限制传输速率的主要因素。
模间色散:只发生在多模光纤,因为不同模式的光沿着不同的路径传输。
材料色散:不同波长的光行进速度不同。
波导色散:发生原因是光能量在纤芯及包层中传输时,会以稍有不同的速度行进。在单模光纤中,通过改变光纤内部结构来改变光纤的色散非常重要。常见光纤名词
- 20. 光纤类型G.652零色散点在1300nm左右
G.653零色散点在1550nm左右
G.654负色散光纤
G.655色散位移光纤
全波光纤
- 21. 常见光纤名词散射由于光线的基本结构不完美,引起的光能量损失,此时光的传输不再具有很好的方向性。光线缺陷
- 22. 光纤系统基础知识一、基本光纤系统的构架及其功能介绍:
1.发送单元:把电信号转换成光信号;
2.传输单元:载送光信号的介质;
3.接收单元:接收光信号并转换成电信号;
4.连接器件:连接光纤到光源、光检测以及其它光纤。
- 23. 光纤系统基础知识二、基本光纤系统方框图: 信号光发
射机光源中继器检测器光接
收机信号电E/光O转换光纤光O/电E转换发送单元传输单元接收单元连接器件
- 24. 常用连接器类型SC LC MT-RJ DSC VF-45 Opti-Jack
- 25. 常用连接器类型FC TypeSC TypeSC2 TypeFDD Type
- 26. 常用连接器类型BICONIC TypeD4 TypeSMA 905 TypeSMA 906 TypeMINI BNC Type
- 27. 连接头端面类型Ferrule + Flange Insertion Loss(插入损耗) <0.3dB
Return Loss(回波损耗)
PC>40dB SPC>45dB
UPC>50dB APC>60dB
- 28. 无源器件耦合器(coupler)
主要功能再分配光信号
重要应用在光纤网络
尤其是应用在局域网
在波分复用器件上应用
- 29. 无源器件耦合器(coupler)
基本结构耦合器是双向无源器件基本形式有树型、星型——与耦合器对应的有分路器(splitter)
- 30. 无源器件耦合器
以图形表示 1423
- 31. 无源器件波分复用器WDM—Wavelength Division Multiplexer在一条光纤中传输多个光信号,这些光信号频率不同,颜色不同。波分复用器就是要把多个光信号耦合进同一根光纤中;解波分复用器就是从一根光纤中把多个光信号区分出来。
- 32. 无源器件波分复用器(图例) λ1传送器 λ2传送器 λ1+ λ2 λ1+ λ2 λ1接收器 λ2接收器
- 33. 发送单元驱动器光源
- 34. 接收单元检测器放大器 输出电路
- 35. 光放大器 λ0 λ1输入
(信号弱) λ1输出
(信号强)光放大器波分复用器耦合器 λ1光源监测
- 36. 光纤数字通信数字系统中脉冲的定义:10%90%50%脉冲宽度上升时间下降时间周期振幅
- 37. 1.振幅:脉冲的高度在光纤系统中表示光功率能量。
2.上升时间:脉冲从最大振幅的10%上升到90%所需要的时间。
3.下降时间:脉冲从振幅的90%下降到10%所需要的时间。
4.脉冲宽度:脉冲在50%振幅位置的宽度,用时间表示。
5.周期:脉冲特定的时间,就是完成一个循环所需要的工作时间。
6.消光比:1信号光功率于0信号光功率的比值。光纤数字通信
- 38. 光纤通信中常用单位的定义:
1. dB = 10 log10 ( Pout / Pin )
Pout :输出功率 ; Pin :输入功率
2. dBm = 10 log10 ( P / 1mw)
是通信工程中广泛使用的单位;
通常表示以1毫瓦为参考的光功率;
example: –10dBm表示光功率等于100uw。
3. dBu = 10 log10 ( P / 1uw) 光纤数字通信
- 39. 美德(四川)电气有限公司谢谢!