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光纤传输基础1第1页，共56页，编辑于2022年，星期四n光纤与光缆光纤与光缆n光无源器件光无源器件n光有源器件光有源器件n光传输基础光传输基础内容介绍内容介绍2第2页，共56页，编辑于2022年，星期四一、光纤与光缆一、光纤与光缆3第3页，共56页，编辑于2022年，星期四光纤传输光纤传输基本原理基本原理光波光波光是一种电磁波光是一种电磁波,按照波长、频率、应用的不同，电按照波长、频率、应用的不同，电磁波分类概况如下图所示。光纤通信用的光波，其波长在磁波分类概况如下图所示。光纤通信用的光波，其波长在8008001600nm1600nm的近红外区内，使用四个低损耗窗口：的近红外区内，使用四个低损耗窗口：850nm850nm、1300nm1300nm、1310nm1310nm、1550nm1550nm。4第4页，共56页，编辑于2022年，星期四19661966年，英籍华人高锟预见，利用玻璃可以制成衰减为年，英籍华人高锟预见，利用玻璃可以制成衰减为20dB/km20dB/km的光导纤维，可以引导光波转弯，实现通信。的光导纤维，可以引导光波转弯，实现通信。19701970年，美国康宁玻璃公司首先制成衰减为年，美国康宁玻璃公司首先制成衰减为20dB/km20dB/km的光导的光导纤维。纤维。19741974年，光纤衰减降低到年，光纤衰减降低到2dB/km2dB/km。19761976年，打开了年，打开了1.311.31和和1.55um1.55um两个低衰减长波长窗口。两个低衰减长波长窗口。19801980年，年，1.55um1.55um波长衰减减低为波长衰减减低为0.2 dB/km0.2 dB/km，远距离的光，远距离的光纤通信成为可能。纤通信成为可能。进入进入8080年代后，采用注入油膏于光纤套管中，使光纤年代后，采用注入油膏于光纤套管中，使光纤 与与外界的水和潮气隔绝，完善的光缆付诸工程应用。外界的水和潮气隔绝，完善的光缆付诸工程应用。光导玻璃纤维通信光导玻璃纤维通信5第5页，共56页，编辑于2022年，星期四 光纤是由纤芯和包层两部分组成，纤芯折射率光纤是由纤芯和包层两部分组成，纤芯折射率n n1 1，包层纤芯，包层纤芯折射率折射率n n2 2，且，且n n1 1 n n2 2。光纤周围是空气。当光线以某一角度。光纤周围是空气。当光线以某一角度0 0射到射到光纤端面时，在端面发生折射进入光纤后又射到纤芯和包层界面，光纤端面时，在端面发生折射进入光纤后又射到纤芯和包层界面，只要在界面的入射角大于全反射临界角，就能发生全反射，由于只要在界面的入射角大于全反射临界角，就能发生全反射，由于入射角等于反射角，当光纤是均匀圆柱体时，光就在光纤的纤芯入射角等于反射角，当光纤是均匀圆柱体时，光就在光纤的纤芯和包层的界面处发生全反射，从而沿光纤全长传输。和包层的界面处发生全反射，从而沿光纤全长传输。光纤中的光传输光纤中的光传输6第6页，共56页，编辑于2022年，星期四光纤的分类光纤的分类按照传输模式分：按照传输模式分：光纤中传输的模式就是光纤中存在的电磁场模式，或者说是光场模式。光纤中传输的模式就是光纤中存在的电磁场模式，或者说是光场模式。各种模式都是光波导中经过多次的反射和干涉的结果。各种模式是不连续各种模式都是光波导中经过多次的反射和干涉的结果。各种模式是不连续的离散的。由于驻波才能在光纤中稳定的存在，它的存在反映在光纤横截的离散的。由于驻波才能在光纤中稳定的存在，它的存在反映在光纤横截面上就是各种形状的光场。即各种光斑。若是一个光斑，我们称这种光纤面上就是各种形状的光场。即各种光斑。若是一个光斑，我们称这种光纤为单模光纤，若是两个以上光斑，我们称之为多模光纤。为单模光纤，若是两个以上光斑，我们称之为多模光纤。7第7页，共56页，编辑于2022年，星期四按纤芯直径分：按纤芯直径分：50/12550/125m m、62.5/12562.5/125m m、9/125 9/125 m m其中其中50/62.5/9 50/62.5/9 m m为光纤的芯径尺寸，为光纤的芯径尺寸，125125为光纤的包层尺为光纤的包层尺寸寸多模光纤：多模光纤：50/125 50/125 m m、62.5/125 62.5/125 m m两种。带宽窄、衰两种。带宽窄、衰耗大、传输距离近、多用于短途或低速数据。趋耗大、传输距离近、多用于短途或低速数据。趋于淘汰。于淘汰。单模光纤：单模光纤：9/125 9/125 m m，容量大、损耗低、传输距离远、多用，容量大、损耗低、传输距离远、多用于长途或高速数据。得到广泛和大量应用。于长途或高速数据。得到广泛和大量应用。光纤的分类光纤的分类8第8页，共56页，编辑于2022年，星期四单模光纤的衰减单模光纤的衰减衰减是光纤的一个重要的传输参数，它表明了光纤对光衰减是光纤的一个重要的传输参数，它表明了光纤对光能的传输损耗。其对光纤质量评定和光纤通信系统的传输距能的传输损耗。其对光纤质量评定和光纤通信系统的传输距离的确定起着十分重要的作用离的确定起着十分重要的作用光在光纤中传播时光在光纤中传播时,平均光功率沿光纤长度按照指数规律平均光功率沿光纤长度按照指数规律减少减少,即即:P(z)P(z)P(0)10P(0)10-(az/10)-(az/10)式中式中,P(0),P(0)是在是在z z0 0处注入进光纤的光功率处注入进光纤的光功率:P(z):P(z)是经过传输在是经过传输在轴向距离轴向距离z z处的光功率处的光功率;是以是以dB/kmdB/km为单位的衰减系数。为单位的衰减系数。9第9页，共56页，编辑于2022年，星期四单模光纤衰减谱单模光纤衰减谱0.50.40.30.20.11100 1300 15001700波长 l1310 窗口1550 窗口10第10页，共56页，编辑于2022年，星期四光纤的色散光纤的色散当当把把一一束束阳阳光光投投射射到到三三棱棱镜镜的的一一边边，由由于于玻玻璃璃对对各各种种波波长长的的光光具具有有不不同同折折射射率率，阳阳光光通通过过棱棱镜镜后后便散开成为七种颜色，这便是色散现象。便散开成为七种颜色，这便是色散现象。不不同同波波长长的的光光通通过过光光纤纤传传输输，同同样样会会有有色色散散发发生生。光光纤纤输输入入端端加加上上窄窄的的光光脉脉冲冲信信号号，经经光光纤纤传传输输后后，输输出出的的光光脉脉冲冲会会发发生生展展宽宽。光光纤纤长长度度越越长长，脉脉冲冲展展宽宽越越大大。我我们们把把光光脉脉冲冲在在传传输输中中展展宽宽称称为为光光纤的色散。纤的色散。11第11页，共56页，编辑于2022年，星期四光纤的色散光纤的色散随着脉冲在光纤中传输，脉冲的宽度被展宽随着脉冲在光纤中传输，脉冲的宽度被展宽劣化的程度随数据速率的平方增大劣化的程度随数据速率的平方增大决定了中继器之间的距离决定了中继器之间的距离12第12页，共56页，编辑于2022年，星期四常见不同色散特性的光纤常见不同色散特性的光纤G.652G.652光纤：光纤：其零色散波长在其零色散波长在1310nm1310nm附近，典型损耗附近，典型损耗为为0.33dB/km0.33dB/km。也可工作在。也可工作在1550nm1550nm，是当前应用最，是当前应用最为普遍的光纤。为普遍的光纤。G.653G.653光纤：光纤：零色散波长点从原来的零色散波长点从原来的1310nm1310nm移到移到1550nm1550nm，就是色散位移光纤，就是色散位移光纤(DSF)(DSF)G.655G.655光纤：光纤：非零色散位移光纤，零色散波长移到非零色散位移光纤，零色散波长移到了光纤放大器的工作波段之外，在了光纤放大器的工作波段之外，在1530nm1530nm1565nm1565nm工作波段内没有零色散点。工作波段内没有零色散点。13第13页，共56页，编辑于2022年，星期四光缆分类光缆分类 缆芯结构不同缆芯结构不同:分为中心管式、层绞式和骨架式分为中心管式、层绞式和骨架式光缆光缆 敷设条件不同敷设条件不同:分为架空光缆、管道光缆、直埋光缆、分为架空光缆、管道光缆、直埋光缆、水底光缆和海缆水底光缆和海缆 光缆中光纤的松紧状态不同光缆中光纤的松紧状态不同:分为紧结构、松结分为紧结构、松结构和半松半紧结构光缆构和半松半紧结构光缆 使用环境不同使用环境不同:可分为金属加强构件、非金属加强可分为金属加强构件、非金属加强构件、阻燃和防蚁光缆构件、阻燃和防蚁光缆14第14页，共56页，编辑于2022年，星期四中心束管式光缆中心束管式光缆二二次次被被覆覆松松套套光光纤纤直直放放在在光光缆缆的的中中心心位位置置,加加强强构构件件是是平平行行于于中中心心管管放放置的两根平行高碳钢丝置的两根平行高碳钢丝光缆中光纤芯数最大为光缆中光纤芯数最大为3636芯芯适用于架空、管道或直埋方式适用于架空、管道或直埋方式15第15页，共56页，编辑于2022年，星期四层绞式光缆层绞式光缆二二次次被被覆覆松松套套光光纤纤或或紧紧套套光光纤纤螺螺旋绞合在中心加强构件上旋绞合在中心加强构件上光光缆缆中中光光纤纤芯芯数数最最大大可可做做到到200200芯以上芯以上适适用用于于架架空空、管管道道、直直埋埋、水水下等各种方式下等各种方式16第16页，共56页，编辑于2022年，星期四光纤带状光缆光纤带状光缆带状光纤缆结构类同于非带状光纤缆，可分为中心管式、松带状光纤缆结构类同于非带状光纤缆，可分为中心管式、松套层绞式和骨架式三大类套层绞式和骨架式三大类国内的带状光纤缆中的光纤芯数最大可做到国内的带状光纤缆中的光纤芯数最大可做到720720芯以上芯以上17第17页，共56页，编辑于2022年，星期四光缆的性能及测试光缆的性能及测试机械性能：包括拉伸、磨损、压扁、冲击、反复机械性能：包括拉伸、磨损、压扁、冲击、反复弯曲、扭转、曲绕、弯折、枪击等弯曲、扭转、曲绕、弯折、枪击等环境性能：包括温度循环、护套完整性、渗水、环境性能：包括温度循环、护套完整性、渗水、滴流、阻燃等滴流、阻燃等以上测试均有专用测试设备以上测试均有专用测试设备18第18页，共56页，编辑于2022年，星期四光缆路由和衰耗的确定光缆路由和衰耗的确定 用户应提供从每个监控点到前端的光缆路由、距离、所用光缆的单用户应提供从每个监控点到前端的光缆路由、距离、所用光缆的单位衰耗。通常情况下，在设计中按每盘单模位衰耗。通常情况下，在设计中按每盘单模G.652G.652光缆在光缆在1310nm1310nm波长波长的衰耗为的衰耗为0.4dB/km0.4dB/km，在，在1550nm 1550nm 波长的衰耗为波长的衰耗为 0.25dB/km0.25dB/km取值；多取值；多模光缆在模光缆在850 nm850 nm波长的衰耗为波长的衰耗为3.0dB/km3.0dB/km左右，在左右，在1300 nm1300 nm波长的衰耗波长的衰耗为为1.0dB/km1.0dB/km左右。（以上数据不含融接损耗。）左右。（以上数据不含融接损耗。）但应特别注意的是，如光缆的实际衰耗与上述数值相差但应特别注意的是，如光缆的实际衰耗与上述数值相差较大，则会对网络的实际指标产生很大的影响。较大，则会对网络的实际指标产生很大的影响。光缆实际皮长和余长光缆实际皮长和余长 通常按实际测量距离（光缆皮长）的通常按实际测量距离（光缆皮长）的5%5%预留敷设余长。预留敷设余长。光缆工程设计、施工中的几个问题光缆工程设计、施工中的几个问题19第19页，共56页，编辑于2022年，星期四光缆敷设光缆敷设分管道敷设、架空敷设、直埋敷设、水底敷设、室内敷设等分管道敷设、架空敷设、直埋敷设、水底敷设、室内敷设等光缆接续与安装光缆接续与安装光纤的固定连接（熔接）、活动连接、接续护套盒、终光纤的固定连接（熔接）、活动连接、接续护套盒、终端盒，光纤配线架安装，接地等。单模光缆熔接损耗要求小端盒，光纤配线架安装，接地等。单模光缆熔接损耗要求小于于0.05db，活动连接器插入损耗要求小于，活动连接器插入损耗要求小于0.3db。光缆线路的测量光缆线路的测量单盘测量、连接损耗测量、光缆链路测量单盘测量、连接损耗测量、光缆链路测量20第20页，共56页，编辑于2022年，星期四二、无源光器件二、无源光器件21第21页，共56页，编辑于2022年，星期四常用无源光器件常用无源光器件u光纤跳线：光纤跳线：用于设备与设备之间或者设备与光用于设备与设备之间或者设备与光纤线路之间的连接；纤线路之间的连接；u法兰盘：法兰盘：用于光纤的活动连接；用于光纤的活动连接；u耦合器：耦合器：完成光能量的分配或混合，一般用于同一完成光能量的分配或混合，一般用于同一波长；波长；uWDMWDM：完成完成1310nm1310nm和和1550nm1550nm两种波长光的合并或分两种波长光的合并或分解；解；uCWDMCWDM：目前完成目前完成8 8种波长光的合并或分解；种波长光的合并或分解；22第22页，共56页，编辑于2022年，星期四光纤跳线光纤跳线跳线插头：跳线插头：FCFC、STST、SCSC、MUMU、LCLC跳线端面：跳线端面：PCPC、UPCUPC、APCAPC单模回波损耗：单模回波损耗：45dB/PC45dB/PC、50dB/UPC50dB/UPC、60dB/APC60dB/APC多模回波损耗：多模回波损耗：36dB36dB插拔次数：插拔次数：10001000次次23第23页，共56页，编辑于2022年，星期四光纤跳线光纤跳线 跳线两端的插头可以不同，这种跳线也叫桥接线。将跳线一跳线两端的插头可以不同，这种跳线也叫桥接线。将跳线一分为二时，就成了两条尾纤。尾纤经常与光缆内的光纤熔接，分为二时，就成了两条尾纤。尾纤经常与光缆内的光纤熔接，使光纤能连接到设备上；尾纤也多用于光器件上，如带尾纤的使光纤能连接到设备上；尾纤也多用于光器件上，如带尾纤的激光器等。激光器等。目前最常用的跳线是目前最常用的跳线是FC/PC类的，在计算机网络中类的，在计算机网络中则主要使用则主要使用SC/PC类，安防行业有使用类，安防行业有使用ST/PC的习惯，这是的习惯，这是早期用多模光纤和小容量传输时养成的。现在安防系统早期用多模光纤和小容量传输时养成的。现在安防系统也已经较多使用单模光纤和大容量传输，应该尽量使用也已经较多使用单模光纤和大容量传输，应该尽量使用FC/PC类跳线。类跳线。24第24页，共56页，编辑于2022年，星期四法兰盘法兰盘 法兰盘的作用就是将两个跳线插头准确方便地连接起来，法兰盘的作用就是将两个跳线插头准确方便地连接起来，完成光纤的连接。所以法兰盘为适应不同的光纤连接器插完成光纤的连接。所以法兰盘为适应不同的光纤连接器插头而有不同类型，这些类型基本与跳线插头类型相同，只头而有不同类型，这些类型基本与跳线插头类型相同，只是因为是因为APC端面的跳线要求有更高的对准精确度，而出现了一端面的跳线要求有更高的对准精确度，而出现了一种专门用于种专门用于APC端面插头连接的法兰盘。法兰盘通常两端都是端面插头连接的法兰盘。法兰盘通常两端都是同样类型的插座，但也可以不同，这种法兰盘一般称为转接法同样类型的插座，但也可以不同，这种法兰盘一般称为转接法兰。兰。法兰盘主安装于设备或器件用于与光纤连接，法兰法兰盘主安装于设备或器件用于与光纤连接，法兰盘必须与同类型的光纤连接插头连接，因此，在选择设盘必须与同类型的光纤连接插头连接，因此，在选择设备是这是一个必须要注意的因素，否则会影响工程中设备是这是一个必须要注意的因素，否则会影响工程中设备的开通。备的开通。25第25页，共56页，编辑于2022年，星期四法兰盘法兰盘26第26页，共56页，编辑于2022年，星期四耦合器耦合器工作波长：工作波长：C C或或L L、131040nm131040nm、131040131040和和155040nm155040nm分光比：分光比：1/99 1/99 50/50 50/50回波损耗：回波损耗：50dB50dB方向性：方向性：55dB55dB插入损耗：插入损耗：2.7dB-3.5dB50/502.7dB-3.5dB50/50PDLPDL：0.1dB0.1dBTDLTDL：0.1dB0.1dB27第27页，共56页，编辑于2022年，星期四耦合器耦合器 以一分二的耦合器为例，器件有三个端口，可两个方以一分二的耦合器为例，器件有三个端口，可两个方向工作，即光可以从两个分支端口输入，合并后从公共向工作，即光可以从两个分支端口输入，合并后从公共端口输出，也可反过来，这时从公共端口输入的光按所端口输出，也可反过来，这时从公共端口输入的光按所要求的分光比从两个分支端口输出。要求的分光比从两个分支端口输出。在单向传输系统中，可以用这种器件实现一个发射机带在单向传输系统中，可以用这种器件实现一个发射机带多个接收机的传输方式，只要光功率足够分配即可。多个接收机的传输方式，只要光功率足够分配即可。28第28页，共56页，编辑于2022年，星期四WDM工作波长：工作波长：1310nm1310nm和和1550nm40nm1550nm40nm工作带宽：工作带宽：15nm15nm或或30nm30nm波长隔离度：波长隔离度：15dB15dB或或40dB40dB或或45dB45dB插入损耗：插入损耗：1.2dB1.2dB方向性：方向性：60dB60dBPDLPDL：0.2dB0.2dB29第29页，共56页，编辑于2022年，星期四WDM WDM被广泛应用于单纤双向传输的产品，是安防产被广泛应用于单纤双向传输的产品，是安防产品中最为常见的一种光器件。这种器件有三个端口，可两品中最为常见的一种光器件。这种器件有三个端口，可两个方向工作，即光可以从两个分支端口输入，合并后从公个方向工作，即光可以从两个分支端口输入，合并后从公共端口输出，也可反过来，这时从公共端口输入的光按波共端口输出，也可反过来，这时从公共端口输入的光按波长不同分别从两个分支端口输出。长不同分别从两个分支端口输出。30第30页，共56页，编辑于2022年，星期四CWDM中心波长：中心波长：1470nm1470nm、1490nm1490nm、1510nm1510nm、1530nm1530nm、1550nm1550nm、1570nm1570nm、1590nm1590nm和和1610nm1610nm0.5dB0.5dB带宽：带宽：14nm14nm通带平坦度：通带平坦度：0.5dB 30nm0.5dB 30nm典型插入损耗：典型插入损耗：1.4dB21.4dB2通道通道最大插入损耗：最大插入损耗：1.8dB21.8dB2通道通道相邻通道隔离度：相邻通道隔离度：30dB30dB非相邻通道隔离度：非相邻通道隔离度：45dB45dB回波损耗：回波损耗：45dB45dB方向性：方向性：55dB55dBPDLPDL：0.1dB0.1dB31第31页，共56页，编辑于2022年，星期四技术指标技术指标衰减（或插损）衰减（或插损）回波回波色散色散32第32页，共56页，编辑于2022年，星期四回波回波 回波从方向上看，会进入发射机，从两个方面对系统产生回波从方向上看，会进入发射机，从两个方面对系统产生影响。一方面是进入发射部分，同波长的光对发光器件产生影响。一方面是进入发射部分，同波长的光对发光器件产生影响，特别是对高速发光器件；另一方面是进入接收部分，影响，特别是对高速发光器件；另一方面是进入接收部分，与正常的接收的光混合在一起，产生影响，特别是近端回波，与正常的接收的光混合在一起，产生影响，特别是近端回波，这时回波功率最大而正常接收光的功率已达到最小，因而影这时回波功率最大而正常接收光的功率已达到最小，因而影响最大。响最大。光在两种不同折射率的介质形成的界面上会发生反射。光在两种不同折射率的介质形成的界面上会发生反射。如果光传输链路中出现这种界面就会产生回波。如果光传输链路中出现这种界面就会产生回波。例如：光纤的熔接点、连接点，光纤损伤等；例如：光纤的熔接点、连接点，光纤损伤等；以及光有源器件，特别是不带尾纤的。以及光有源器件，特别是不带尾纤的。33第33页，共56页，编辑于2022年，星期四色色 散散 色散在绝大多数情况下是有害的，会降低系统的链路损耗预算，严重时可色散在绝大多数情况下是有害的，会降低系统的链路损耗预算，严重时可使系统无法工作。使系统无法工作。不同波长或不同模式的光由于所历路径不同，在光纤中传播时不不同波长或不同模式的光由于所历路径不同，在光纤中传播时不能同时经过光纤中任一点，这种现象就是光的色散。能同时经过光纤中任一点，这种现象就是光的色散。色散与光源和传输介质如光纤有关。采用多模光纤传输时由于有色散与光源和传输介质如光纤有关。采用多模光纤传输时由于有很多模式的光在光纤中传输，会产生很大的模式色散；同时由于常很多模式的光在光纤中传输，会产生很大的模式色散；同时由于常用的多模光源也是宽谱光源，也会产生较大的波长色散。用的多模光源也是宽谱光源，也会产生较大的波长色散。FP激光器的激光器的谱宽较谱宽较DFB的大，其波长色散也大一些。的大，其波长色散也大一些。1550nm波长窗口的光较波长窗口的光较1310nm波长窗口的光在波长窗口的光在G.652光纤中传输时有大得多的色散。光纤中传输时有大得多的色散。34第34页，共56页，编辑于2022年，星期四三、有源光器件三、有源光器件35第35页，共56页，编辑于2022年，星期四7070年代前，主要发展年代前，主要发展GaAlAsGaAlAs（镓铝砷）注入式半导体激光器，（镓铝砷）注入式半导体激光器，工作波长为工作波长为0.85um0.85um的近红外区。其寿命短，不能在常温下的近红外区。其寿命短，不能在常温下工作；工作；19701970年，研制出了室温连续运行的年，研制出了室温连续运行的GaAlAsGaAlAs双异质结注入式激双异质结注入式激光器；光器；19711971年，研制出了年，研制出了GaAlAsGaAlAs发光二极管，寿命长、价格廉。但谱发光二极管，寿命长、价格廉。但谱线宽、速率低、功率小，属非相干光源；线宽、速率低、功率小，属非相干光源；8080年代，研制出了波长为年代，研制出了波长为1.311.31和和1.55um1.55um的的InGaAsPInGaAsP（铟镓砷（铟镓砷磷）长波长激光器和发光管；磷）长波长激光器和发光管；9090年代，研制出了分布反馈激光器（年代，研制出了分布反馈激光器（DFBDFB）和更优良的量子）和更优良的量子阱激光器，使高速、远距离的通信成为可能。阱激光器，使高速、远距离的通信成为可能。光通信器件的研究过程光通信器件的研究过程36第36页，共56页，编辑于2022年，星期四常用有源光器件常用有源光器件uLEDLED：宽谱、大发散角、功率不大；宽谱、大发散角、功率不大；uFP LDFP LD：窄谱、能量集中、功率适中；窄谱、能量集中、功率适中；uDFB LDDFB LD：窄谱、能量集中、功率偏大；窄谱、能量集中、功率偏大；uPINPIN：较好的线性；较好的线性；uAPDAPD：较高的信号转化效率。较高的信号转化效率。u一体化光模块：一体化光模块：光发射和光接收封装在一个器件内光发射和光接收封装在一个器件内uEDFAEDFA：有较大的增益、大量应用、价格低；有较大的增益、大量应用、价格低；37第37页，共56页，编辑于2022年，星期四FP LD额定功率额定功率1mW1mW阈值电流阈值电流10mA10mA额定工作电流额定工作电流30mA30mA正向电压正向电压1.2V1.2V中心波长中心波长1290 1290 1330 1310nm 1330 1310nm1520 1520 1580 1550nm 1580 1550nm光谱宽度光谱宽度2nm2nm带宽带宽1GHz1GHz38第38页，共56页，编辑于2022年，星期四DFB LD额定功率额定功率1mW1mW阈值电流阈值电流10mA10mA额定工作电流额定工作电流30mA30mA正向电压正向电压1.2V1.2V中心波长中心波长1290 1290 1330 1310nm 1330 1310nm 1520 1520 1580 1550nm 1580 1550nm光谱宽度光谱宽度1nm1nm带宽带宽1GHz1GHz39第39页，共56页，编辑于2022年，星期四PIN工作波长范围工作波长范围 1100nm 1100nm 1650nm 1650nm饱各光功率饱各光功率-3dBm-3dBm接收灵敏度接收灵敏度-25dBm1.25G-25dBm1.25G供电电流供电电流110mA110mA供电电压供电电压5V5V40第40页，共56页，编辑于2022年，星期四APD工作波长范围工作波长范围1100nm 1100nm 1650nm 1650nm饱各光功率饱各光功率-7dBm-7dBm接收灵敏度接收灵敏度-33dBm2.5G-33dBm2.5G供电电流供电电流250mA250mA供电电压供电电压5V5V41第41页，共56页，编辑于2022年，星期四一体化光模块一体化光模块光发射和光接收封装在一个器件内，光发射部分含偏光发射和光接收封装在一个器件内，光发射部分含偏置和驱动电路，光接收部分含前置放大电路；置和驱动电路，光接收部分含前置放大电路；速率：速率：155M155M、622M622M、1.25G1.25G光口：多为光口：多为SCSC接口，也可以带尾纤以接口，也可以带尾纤以FCFC接口输出；接口输出；外形封装：外形封装：191942第42页，共56页，编辑于2022年，星期四EDFA工作波长范围工作波长范围1529nm 1529nm 1562nm 1562nm光增益光增益25dB25dB输出光功率输出光功率17dBm17dBm增益平坦度增益平坦度1.0dB1.0dB噪声指数噪声指数5.0dB5.0dB输入回波损耗输入回波损耗50dB50dB输出回波损耗输出回波损耗50dB50dB43第43页，共56页，编辑于2022年，星期四四、光传输基础四、光传输基础44第44页，共56页，编辑于2022年，星期四通信频带宽、容量大；通信频带宽、容量大；1310nm1310nm窗口大于窗口大于10GHz10GHz1550nm1550nm窗口大于窗口大于30THz30THz同轴电缆带宽同轴电缆带宽1GHz1GHz损耗小、传输距离远；损耗小、传输距离远；1310nm1310nm窗口小于窗口小于0.45dB/km,0.45dB/km,无中继传输距离大于无中继传输距离大于30km30km1550nm1550nm窗口小于窗口小于0.25dB/km,0.25dB/km,无中继传输距离大于无中继传输距离大于80km80km光纤通信的优点光纤通信的优点45第45页，共56页，编辑于2022年，星期四抗电磁干扰、无辐射、保密性好；抗电磁干扰、无辐射、保密性好；无金属或少用金属，抗腐蚀能力强；无金属或少用金属，抗腐蚀能力强；重量轻，可弯曲，易敷设；重量轻，可弯曲，易敷设；不受气候、温度影响；不受气候、温度影响；资源丰富，价格便宜。资源丰富，价格便宜。光纤通信的优点光纤通信的优点46第46页，共56页，编辑于2022年，星期四模拟光纤通信系统模拟光纤通信系统基带广播、电视图象的远程传输；基带广播、电视图象的远程传输；专用远程图象监控系统；专用远程图象监控系统；有线电视系统。有线电视系统。应用范围应用范围调幅调幅AM调频调频FM脉冲调频脉冲调频PFM调制技术调制技术47第47页，共56页，编辑于2022年，星期四模拟通信系统模拟通信系统光强光强调制调制解调制解调制光纤光纤48第48页，共56页，编辑于2022年，星期四模拟光纤通信系统的特点模拟光纤通信系统的特点相对造价较低相对造价较低技术成熟技术成熟传输距离有限传输距离有限传输质量受带宽影响较大传输质量受带宽影响较大多路复用困难多路复用困难生产一致性较差生产一致性较差缺乏统一标准缺乏统一标准49第49页，共56页，编辑于2022年，星期四数字光纤通信系统数字光纤通信系统应用范围应用范围电信级国家干线传输系统；电信级国家干线传输系统；高速计算机数据网；高速计算机数据网；本地电信网；本地电信网；广播级远程图像传输系统；广播级远程图像传输系统；标准电信接口图像监控。标准电信接口图像监控。50第50页，共56页，编辑于2022年，星期四数字光纤通信系统数字光纤通信系统模模数数转转换换数数字字复复接接电电光光转转换换光纤光纤光光电电转转换换数数字字分分接接数数模模转转换换51第51页，共56页，编辑于2022年，星期四数字光纤干线通信系统的数字系列等级数字光纤干线通信系统的数字系列等级准同步数字系列（准同步数字系列（PDH设备）设备）一次群一次群2048kbit/s（2M）；）；二次群二次群8448 kbit/s（8M）；）；三次群三次群34368 kbit/S（34M）；）；四次群四次群139264 kbit/s（140M）。）。同步数字系列（同步数字系列（SDH设备）设备）STM1，155520 kbit/s（155M）；）；STM4，622080 kbit/s（622M）；）；STM16，2488320 kbit/s（2.5G）；）；52第52页，共56页，编辑于2022年，星期四数字光纤通信系统的特点数字光纤通信系统的特点传输距离远传输距离远传输质量优异传输质量优异多路复用多路复用标准性高标准性高生产一致性好生产一致性好成本较高成本较高技术难度大技术难度大53第53页，共56页，编辑于2022年，星期四监控点监控点监控点监控点控制中心控制中心星型网络星型网络监控点监控点监控点监控点光纤通信的网络结构光纤通信的网络结构星型结构星型结构54第54页，共56页，编辑于2022年，星期四监控点监控点控制中心控制中心树型网络树型网络监控点监控点监控点监控点光纤通信的网络结构光纤通信的网络结构树型结构树型结构55第55页，共56页，编辑于2022年，星期四单波长领域单波长领域提高传输速率提高传输速率采用采用TDM技术，将技术，将8Mbit/s传输数率提高到目前的传输数率提高到目前的10Gbit/s,相当于相当于12万路电话，现正在向万路电话，现正在向2Tbit/s发展发展多波长复用领域多波长复用领域成倍提高通信容量成倍提高通信容量采用采用DWDM复用技术，将单一波长传输提高到复用技术，将单一波长传输提高到32个，容量也提个，容量也提高高32倍。还可解决已敷设光缆容量不足问题倍。还可解决已敷设光缆容量不足问题光纤放大器领域光纤放大器领域延长通信距离延长通信距离利用利用EDFA技术，直接放大光信号或提高系统入纤光功率，使通技术，直接放大光信号或提高系统入纤光功率，使通信距离延长到信距离延长到200km左右左右全光网络、光交换等全光网络、光交换等光纤通信的发展方向光纤通信的发展方向56第56页，共56页，编辑于2022年，星期四