光纤通信
第一章 光纤通信概述
1.3 分贝单位 (1)
• 测量线路或器件衰减的标准和常用方法是比较其输出信号
电平和输入信号电平，并采用功率比的对数作为度量单位,
即分贝(dB) 。
P2
以dB为单位的功率比=10lg
P1
2
1.3 分贝单位 (1)
例：考虑如图所示的从点1到点4的传输路径，点1到点2之间
损耗为9dB，点2和点3之间通过放大器获得14dB增益，点3
与点4之间损耗为3dB。那么与点1相比，点4的功率是增大
还是减小？具体多少dB？
点4功率电平(dB)=(-9)+14+(-3)=2dB
故信号从点1传输到点4时功率有2dB增益(约放大100.2=1.58倍)。
1.3 分贝单位 (2)
• 以dBm为单位的功率电平定义为
P (mW )
功率电平(dBm)=10lg
1mW
4
1.3 分贝单位 (3)
例：考虑三个不同光源，它们的输出功率分别为50W，
1mW和50mW，用dBm表示时分别是多少？
P( mW )
由功率电平(dBm)=10lg
1mW
可求得光源输出功率分别为：-13 dBm、0 dBm 、17 dBm.
例：光检测器需要-32 dBm的最小接收功率以满足给定性能指
标，如果用nW表示，光功率应为多少？
-32 dBm用nW表示的功率为：
P  1032/10 mW  631nW
5
1.5 光纤光学系统的演变
• 第一代系统
典型工作波长：850nm
传输速率：45~140Mb/s
中继距离：约10km
特点: 损耗较低，采用多模光
纤，模间色散明显。
受到模间色散限制和损耗限制，
通信容量和通信距离都极为有限。
光纤损耗与传输波长的关系
1.5 光纤光学系统的演变
• 第二代系统
典型工作波长：1310nm
传输速率：155Mb/s, 622Mb/s
中继距离：约40km
特点：由多模光纤转向单模光
纤、损耗更小、色散更低。
损耗是限制传输距离的主要因素
光纤损耗与传输波长的关系
1.5 光纤光学系统的演变
• 第三代系统
典型工作波长：1550nm
传输速率：2.5Gb/s
中继距离：约90km
特点：损耗最小、色散较大，
采用电的方式中继。
光纤损耗与传输波长的关系
色度色散导致的脉冲展宽成为限制系统速率升级的
主要因素。
全波光纤采用超高纯度提纯技术，可以去除玻璃纤维材
料中所有的氢氧根离子，使第二窗口和第三窗口连成统一的
传输波长区。
1.5 光纤光学系统的演变
• 第四代系统
传输速率：10Gb/s、 40Gb/s、甚至超过100Gb/s
中继距离：几百公里 或 上千公里
特点：采用光纤放大器和波分复用技术。
受到光纤非线性和色散的综合限制。
速率达到40Gb/s时，偏振模色散的影响显著，信号检
测方式也须改变。