第三章光纤通信系统PPT讲稿.ppt
《第三章光纤通信系统PPT讲稿.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第三章光纤通信系统PPT讲稿.ppt(25页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第三章光纤通信系统第三章光纤通信系统第1页,共25页,编辑于2022年,星期二n第一节光纤通信的发展概况 n第二节光纤通信的特点 n第三节光纤通信的基本组成 n第四节光纤通信系统的分类 n第五节光纤通信的发展方向 第2页,共25页,编辑于2022年,星期二主要内容n n 光纤通信作为现代通信的主要支柱之一,本章将概述国内外光纤通信技术发展的历史、现状和前景 n n 它是以光波为载频,以光导纤维为传输媒质的一种通信方式光纤与以往的铜导线相比,具有损耗低、频带宽、无电磁感应等传输特点 n n 本章对光的性质、光在光纤中的传输和光纤通信的特点等加以介绍第3页,共25页,编辑于2022年,星期二 第一
2、节 光纤通信的发展概况n n 光波的波长在微米级,频率为1014 HZ数量级由电磁波谱中可以看出,紫外线、可见光、红外线均属于光波的范畴 n n 目前光纤通信使用的波长范围是在近红外区内,即目前光纤通信使用的波长范围是在近红外区内,即波长为波长为0 08 818um8um可分为短波长和长波长波段,可分为短波长和长波长波段,短波段是指波长为短波段是指波长为0 085um85um,长波长段是指,长波长段是指1 131um31um和和155um55um,这是目前所采用的三个通信窗口,这是目前所采用的三个通信窗口第4页,共25页,编辑于2022年,星期二第二节光纤通信的特点n n 光纤通信与电通信方式
3、的主要差异有两点:一是用光波作为载波传输信号,二是用光导纤维构成作为传输线路因此,在光纤通信中起主导作用的是产生光波的激光器和传输光波的光导纤维 光纤通信与电通信比较的优缺点归纳如表所示 第5页,共25页,编辑于2022年,星期二表光纤通信的优缺点主要因素主要因素光纤通信的优点光纤通信的优点光纤通信的缺点光纤通信的缺点使用光引起的使用光引起的信息传输容量大信息传输容量大 无电磁干扰无电磁干扰 无短路引起的事故无短路引起的事故 不发生火花不发生火花 接地设计容易接地设计容易 需要光电交换部分需要光电交换部分 光直接放大难光直接放大难 使用光纤引起的使用光纤引起的传输损耗小传输损耗小 传输频带宽传
4、输频带宽 无电磁感应障碍无电磁感应障碍 可忽略串音可忽略串音 重量轻重量轻 耐火耐水耐火耐水 有可挠性有可挠性 资源问题小资源问题小电力传输困难电力传输困难 弯曲半径不易太小弯曲半径不易太小 需要高级切断接续技术需要高级切断接续技术 分路耦合不方便分路耦合不方便使用光半导体元件引起的使用光半导体元件引起的响应速度快响应速度快 方向性好方向性好 光功率大光功率大第6页,共25页,编辑于2022年,星期二第三节光纤通信的基本组成n n 光纤通信是以光波做载波,以光缆作为传输的通信系统目前实用的光纤通信系统,普遍采用的是数字编码、强度调制直接检波通信系统它由常规的电端机、光端机、光中继器及光缆传输线
5、路组成,如图22所示该系统分为三大部分:光发送、光传输和光接收,光发送完成电光转换任务,光传输部分的作用是把光信号从发送端传到接收端,光接收完成光电转换任务第7页,共25页,编辑于2022年,星期二光发送部分传输部分光接收部分电端机光端机中继器光缆光源光端机光缆电端机光检测器光源光检测器图光纤通信传输系统的基本组成图光纤通信传输系统的基本组成第8页,共25页,编辑于2022年,星期二一、光源和光电检测器n n1、光源 38页 n n 在光纤通信系统中光源是光发送部分的“心脏”,是实现光纤通信的重要器件之一对光源的要求是:寿命长;有足够的输出光功率;电光转换效率应不低于当前半导体电子器件的转换率
6、(约10);发射波长必须在低损耗传输窗口附近;发光面积和光束的发散角要小,谱线宽度要狭窄第9页,共25页,编辑于2022年,星期二二、目前广泛使用的光源有半导体发光二极管和半导体激光器,半导体光源有如下特点:1、体积小,发光面积可以与光纤相比较,从而有较高的耦合效率;2、发射波长适合在光纤中低损耗传输;可以用电流直接进行强度调制;3、可以用电流直接进行强度调制,即只要将信号电流注入半导体激光器或发光二极管,就可以得到光信号输出;4、可靠性较高第10页,共25页,编辑于2022年,星期二n n和的比较和的比较 n n1、激光器优于发光二极管的方面是:、激光器优于发光二极管的方面是:n n1)激光
7、器的响应速度快,可用于较高的调制速度;)激光器的响应速度快,可用于较高的调制速度;)激光器的响应速度快,可用于较高的调制速度;)激光器的响应速度快,可用于较高的调制速度;n n2 2)激光器的光谱较窄,应用于单模光纤时,光在光纤)激光器的光谱较窄,应用于单模光纤时,光在光纤中的传播引起的色散小,可用于大容量通信;中的传播引起的色散小,可用于大容量通信;n n3 3)耦合到光纤中的功率高,传播的距离远。)耦合到光纤中的功率高,传播的距离远。)耦合到光纤中的功率高,传播的距离远。)耦合到光纤中的功率高,传播的距离远。n nLDLD不足于不足于不足于不足于LED的方面是:的方面是:n n1 1)温度
8、特性差;)温度特性差;)温度特性差;)温度特性差;n n2)易损坏,寿命短;)易损坏,寿命短;n n3 3)激光器的成本高,价格昂贵。发光二极管便宜;)激光器的成本高,价格昂贵。发光二极管便宜;n n4)LDLD的调制线不如的调制线不如的调制线不如的调制线不如LED n n所以大容量、远距离光纤通信宜用激光管;小容量、近距离通所以大容量、远距离光纤通信宜用激光管;小容量、近距离通所以大容量、远距离光纤通信宜用激光管;小容量、近距离通所以大容量、远距离光纤通信宜用激光管;小容量、近距离通信,用发光二极管信,用发光二极管信,用发光二极管信,用发光二极管第11页,共25页,编辑于2022年,星期二n
9、 n3 3、光电检测器、光电检测器、光电检测器、光电检测器 n n在光纤通信系统中,在光纤通信系统中,在光纤通信系统中,在光纤通信系统中,光电检测器光电检测器光电检测器光电检测器是把光纤输入的光信号转为电信号的光是把光纤输入的光信号转为电信号的光是把光纤输入的光信号转为电信号的光是把光纤输入的光信号转为电信号的光电子器件它是光接收机的电子器件它是光接收机的电子器件它是光接收机的电子器件它是光接收机的关键元件关键元件关键元件关键元件,对光接收机的灵敏度和延长通,对光接收机的灵敏度和延长通,对光接收机的灵敏度和延长通,对光接收机的灵敏度和延长通信距离有着重要的影响。对光电检测器的信距离有着重要的影
10、响。对光电检测器的信距离有着重要的影响。对光电检测器的信距离有着重要的影响。对光电检测器的基本要求基本要求基本要求基本要求是:高效率,低躁是:高效率,低躁是:高效率,低躁是:高效率,低躁声,有足够高的响应速度或足够的带宽,在工作波长上有足够高的声,有足够高的响应速度或足够的带宽,在工作波长上有足够高的声,有足够高的响应速度或足够的带宽,在工作波长上有足够高的声,有足够高的响应速度或足够的带宽,在工作波长上有足够高的灵敏度,具有接收弱信号的能力;有良好的温度特性和稳定性;工灵敏度,具有接收弱信号的能力;有良好的温度特性和稳定性;工灵敏度,具有接收弱信号的能力;有良好的温度特性和稳定性;工灵敏度,
11、具有接收弱信号的能力;有良好的温度特性和稳定性;工作电压尽量低,使用简单;体积小,寿命长作电压尽量低,使用简单;体积小,寿命长作电压尽量低,使用简单;体积小,寿命长作电压尽量低,使用简单;体积小,寿命长 n n光电检测器通常采用光电二极管光电二极管利用半导体接受光照之后激光电检测器通常采用光电二极管光电二极管利用半导体接受光照之后激光电检测器通常采用光电二极管光电二极管利用半导体接受光照之后激光电检测器通常采用光电二极管光电二极管利用半导体接受光照之后激励电子而形成电流的性质只要有微弱的光,就能检测很大的电流励电子而形成电流的性质只要有微弱的光,就能检测很大的电流励电子而形成电流的性质只要有微
12、弱的光,就能检测很大的电流励电子而形成电流的性质只要有微弱的光,就能检测很大的电流 n n光电检测器如真空光管,光电倍增管,半导体光电检测器等半导体光电检光电检测器如真空光管,光电倍增管,半导体光电检测器等半导体光电检光电检测器如真空光管,光电倍增管,半导体光电检测器等半导体光电检光电检测器如真空光管,光电倍增管,半导体光电检测器等半导体光电检测器体积小,重量轻,价格便宜,使用方便,具有较好的性能因此,目前测器体积小,重量轻,价格便宜,使用方便,具有较好的性能因此,目前测器体积小,重量轻,价格便宜,使用方便,具有较好的性能因此,目前测器体积小,重量轻,价格便宜,使用方便,具有较好的性能因此,目
13、前光纤通信常用的是半导体光电检测器,如光纤通信常用的是半导体光电检测器,如光纤通信常用的是半导体光电检测器,如光纤通信常用的是半导体光电检测器,如PNPN结光电二极管,结光电二极管,结光电二极管,结光电二极管,PINPIN光电二极光电二极光电二极光电二极管和管和管和管和APDAPD血崩光电二极管等血崩光电二极管等血崩光电二极管等血崩光电二极管等第12页,共25页,编辑于2022年,星期二n n二、端机二、端机 n n1、电端机、电端机 n n 电端机,是数字终端设备的简称,是组成光纤通电端机,是数字终端设备的简称,是组成光纤通信系统不可少的部分它包括信系统不可少的部分它包括PCM基群设备和高次
14、群基群设备和高次群复用设备复用设备PCM基群设备是将模拟的话音信号通过脉基群设备是将模拟的话音信号通过脉冲编码调制,即冲编码调制,即PCM,变成数字信号再通过数字复,变成数字信号再通过数字复接技术,将多路接技术,将多路PCM信号变成一路基群信号进行传信号变成一路基群信号进行传送,以及将收到的送,以及将收到的PCM基群信号通过相反的处理还基群信号通过相反的处理还原成模拟话音信号的一种设备原成模拟话音信号的一种设备第13页,共25页,编辑于2022年,星期二n n2、光端机、光端机 73页页n n光线路终端设备,简称光端机光线路终端设备,简称光端机光端机光端机主要由光发送支路主要由光发送支路和光接
15、收支路两部分组成它的和光接收支路两部分组成它的主要作用主要作用主要作用主要作用是:在发端将电是:在发端将电信号变换成光信号,将其注入光纤中;在收端将收到的信信号变换成光信号,将其注入光纤中;在收端将收到的信号变换为原电信号光端机方框图号变换为原电信号光端机方框图如图如图23所示所示所示所示 n n1 1)输入电路和输出电路在接收端,输出电路将光接收机)输入电路和输出电路在接收端,输出电路将光接收机输出的单极性码还原成双极性码送入输出的单极性码还原成双极性码送入PCM电端机输出电电端机输出电电端机输出电电端机输出电路包括线路码型反变换和输出接口两大部分码型反变换是码路包括线路码型反变换和输出接口
16、两大部分码型反变换是码路包括线路码型反变换和输出接口两大部分码型反变换是码路包括线路码型反变换和输出接口两大部分码型反变换是码型变换的逆过程,它把线路码型信号变换为普通的信号后,再型变换的逆过程,它把线路码型信号变换为普通的信号后,再型变换的逆过程,它把线路码型信号变换为普通的信号后,再型变换的逆过程,它把线路码型信号变换为普通的信号后,再经输出接口还原成原始电信号送入电端机因此,经输出接口还原成原始电信号送入电端机因此,经输出接口还原成原始电信号送入电端机因此,经输出接口还原成原始电信号送入电端机因此,输入电路是输入电路是输入电路是输入电路是光端机的发送支路在调制电路的信号处理剖分输出电路是
17、光光端机的发送支路在调制电路的信号处理剖分输出电路是光光端机的发送支路在调制电路的信号处理剖分输出电路是光光端机的发送支路在调制电路的信号处理剖分输出电路是光端机接收支路定时再生之后的信号处理部分端机接收支路定时再生之后的信号处理部分端机接收支路定时再生之后的信号处理部分端机接收支路定时再生之后的信号处理部分第14页,共25页,编辑于2022年,星期二光端机方框图输入接口线路码型变换光发送光纤输出接口线路码型交换光接收光纤输出倒换输入分配电源公务电话监控告警辅助电路光发送支路光接收支路区间通信第15页,共25页,编辑于2022年,星期二2)光发送机)光发送机 光发送机光发送机是把将要传输的电信
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第三 光纤通信 系统 PPT 讲稿
限制150内