光无源器件及光纤通信简介

FIBX光无源器件及光纤通信简介•光纤结构、种类、特性•光纤通信基本原理•有源、无源器件•常用测试仪器•计量单位FIBX光纤结构涂覆层(coating)包层(cladding)纤芯(core)abca：4-10um(单模),50-62.5um(多模);b：125um;c:250umFIBX涂覆层(coating)包层(cladding)纤芯(core)光纤导光原理（1）FIBX光纤导光原理（2）n2n1121入射光(incidentray)折射光(refractiveray)反射光(reflectedray)折射定律：n1sin1=n2sin2若n1n2,则21称折射率大的介质为光密质，折射率小的为光疏质。FIBX光纤导光原理（3）n2n112入射光折射光n2n112折射光入射光n2n11折射光入射光临界角全反射n1n2n1n2n1n2FIBX光波段分布可见光近红外紫外线波长增加(频率减少）无线电波X射线射线中红外远红外毫米波微波UHFVHFFMAM0.39um光通信窗口0.76um~1.6um15um25um300um395THz187.5THzFIBX光纤分类与特性（1）传输模式：光在光纤中传播时的电磁场分布形式，一种电磁场分布称为一个传播模式。根据光纤中传输模式的数量，将光纤分类：单模光纤：对于一定波长（或频率）的光波，只能沿着唯一的路径在光纤中传播。用SMF（singlemodefiber）表示。多模光纤：对于一定波长（或频率）的光波，可以沿着多条路径在光纤中传播。用MMF（multi-modefiber）表示。FIBX光纤分类与特性（2）损耗特性：光波在光纤中每传输一公里的损耗，用衰减系数表示，单位为dB。色散特性：光波在光纤中传输的过程中，由于各种原因导致的光波脉冲展宽，单位为ps。FIBX光纤分类与特性（3）常用的单模光纤纤芯一般为4~10um,衰减系数为~0.3dB/km，光波在其中是单模传输，因此其损耗和色散特性都不错，适于大容量、长距离的通信。也是我们生产光纤通信无源器件中最常用的光纤。多模光纤的纤芯一般为50-62.5um，衰减系数为~3dB/km，光波在其中是单模传输，损耗和色散特性都比单模光纤要差，适于短距离、小容量的通信，特别是在局域网中（LAN）中应用较多。FIBX光纤通信原理（1）C=/T=f=3x108m/s调幅(IM-DD：IntensityModulation-DirectDetection)调频调相FIBX用光波做为载波，用信号对其进行调制,将已调制光波沿光纤从一地传送到另一地，经过解调，从中取出信号，就实现了通信。由于器件水平限制，目前一般采用调幅技术进行光纤通信；即在发射端用信号光调制光源，使光脉冲幅度发生变化，实现了电光转换；在接受端通过光电转化，将光脉冲幅度变化中蕴涵的信号取出来。光纤通信原理（1）光纤通信原理（2）FIBX从发射端到接受端的过程，光要经过由光纤、无源光器件（PassiveOpticComponents）、有源光器件（ActiveOpticComponents）所组成的光网络或光路径。其中，无源器件主要的作用是对光进行导引（Guide）和路由（Route）；而有源器件主要是进行光的发射、接受及再生（Re-generation），再生包括了放大（Amplification）、整形（Shaping）、定时（Re-timing）。光纤通信原理（3）FIBX光纤通信原理（4）发射机接受机中继器光纤光纤1x2耦合器光源衰减器光敏二极管光敏二极管隔离器发射机1x2光开关光路1光路2FIBX有源、无源器件(1)有源器件主要分为：1、光源:LD、LED、ASE;2、光敏二极管（Photodiode）:PIN,APD3、放大器（Amplifier）:EDFA,Roman...FIBX有源、无源器件(2)无源器件主要分为：1、光隔离器(Isolator):偏振相关型、偏振无关型2、光耦合器(Coupler):光信号的耦合/分配3、光衰减器(Attenuator):光功率衰减4、光循环器(Circulator):固定顺序光路5、光开关(Switch):光路的通断、选择6、光连接器(Connector):光纤、器件之间的连接7、波分复用(WDM)器件:多路波长信号的合波、分波,通常是2路；4路以上称为密集波分复用(DWDM)器件：FIBX常用测试仪器1、光源：白光源、LED、LD、可调激光光源（TunableLaserSource），2、光功率计：测光强，8153A（81533B+81521B）3、频谱分析仪（OSA）：测波长（频率）特性，Ando，HP4、波长计：5、显微镜：光纤、器件的表面检查。6、融接机：光纤的融接、对准。FIBX在光纤通信中，表示两变量之间的倍数关系，通常用其取对数后（以10为底）的形式来表示；即设变量1的值是变量2的值的M倍，则其对数形式是10lgM,单位为分贝(dB）。需要注意的是，10dB对应10倍的关系，而20dB对应100倍的关系，30dB对应1000倍的关系…所以，若EDFA的增益是50dB，则其输出信号是输入信号的10,000倍;...计量单位和常用符号(1)FIBX光纤通信中的光功率，通常是毫瓦（mw）级的，一般用其对数形式表示；即设光功率为p(mw)，则其对数表示为P=10lg(p/1mw),单位为dBm。例如：若p=50mw，则P=10lg5017dBm若P=-60dBm，则p=0.000001mw=1nw计量单位和常用符号(2)FIBX埃()=10-10mnm=10-3um=10-6mm=10-9mps=10-3ns=10-12mmicron=umA计量单位和常用符号(3)