光纤通信_概述资料.ppt

??第一部分光纤通信第1章概述? 光通信的基本概念? 光纤通信的优点? 光纤通信的系统组成? 光纤通信的关键技术? 光波技术基础?习题一 光通信的基本概念?光通信是利用光波来传送信息的。光波的频率比目前电通信使用的频率高得多,因而其通信容量很大。通信系统的通信容量与系统的带宽成正比。为了表示方便,通常系统的带宽用载频的百分比, 即带宽利用系数来表示。?例如, 一个载波频率为 100 MHz 的无线电通信系统,如果带宽利用系数为 10% ,则系统带宽为 10 MHz ;而对于载频为 10 GHz 的微波通信系统,若带宽利用系数仍为 10% ,则系统带宽为 1GHz 。光波的频率一般约 10 14 Hz ,在带宽利用率仍为 10% 的情况下,系统的带宽约 10THz ,这是电通信无法比拟的。? 光波的电磁频谱?光波实际上是一高频的电磁波。在讨论高频电磁波时, 我们习惯采用波长来代替频率描述。波长与频率的关系为 f c??( ) ?其中: λ为电磁波的波长,其物理含义是电磁波在时间上变化一周,其波前在空间变化一周所行进的长度; c 为光波在自由空间中传播的速度,其值为?3× 10 8 m/s ;f 为电磁波的频率,其物理含义是交变电磁波在单位时间(每秒) 变化的周期数。?对于光波来说, 波长常用单位有微米μ m(1 μ m=10 -6 m) 、纳米 nm(1 nm=10 -9 m) 。?图 给出了光波在电磁波频谱中的大体位置分布。光波的频率一般可达到 10 13~ 10 14 Hz ,对应的波长在 1000 nm 左右。可进一步将光波细分为红外线、可见光和紫外线。 电磁波频谱图微波 Microwave 伽玛射线 Gamma Rays X-射线 X-Rays 10 -11 10 -9 10 -7 10 -5 10 -3 10 -1 10 10 3 紫外线 UV 可见光 Visible 红外线 IR 无线电 Radio 波长Wavelength(cm) ?红外线(波长> μm ): 这一波段的波长比人眼实际可见的光的波长要长得多, 可细分为近红外(波长为 ~ 15 μm )、中红外(波长为 15 ~ 25 μm) 和远红外(波长为 25 ~ 300 μm )。这一波段的信号主要用于光波通信、红外制导、电子摄像及天文学。?可见光(波长位于 ~ μm ): 这一波段就是人眼实际可见的波长, 像自然光源( 如太阳光) 和白炽灯、日光灯以及许多激光源(如 He-Ne 激光器) 等装饰性的人造光源, 它们发出的光都是人眼可见的可见光。?紫外线(波长< μm ):这一波段的波长比人眼实际可见的光的波长要短得多,这一波段的信号很少应用于通信。?目前光通信所使用的光波波长大约为 1 μm ,主要位于近红外波段。通常将小于 1 μm 的红外波长称为短波长,将大于 1 μm的红外波长称为长波长。