下一代光通信技术的发展趋势共46页_图文

下一代光通信技术的发展趋势 下一代光通信技术的发展趋势 ? 国内外光通信技术的研究现状 ? 光通信技术的发展方向 ? 光纤通信存在的主要问题 ? 光纤拉曼放大器的研究 ? 总结 一、国内外光通信技术的研究现状 ? 国内外光通信技术的研究现状 1、自由空间光通信技术 2、光纤通信技术 一、国内外光通信技术的研究现状 1、自由空间光通信技术 一、国内外光通信技术的研究现状 ? 国内外光通信技术的研究现状 1、自由空间光通信技术 2、光纤通信技术 一、国内外光通信技术的研究现状 光纤通信系统的发展历史 (1)GaAs半导体激光器 波段:0.8μ m 速率:45Mb/s 距离:10km (2)InGaAsP半导体激光器 波段:1.3μ m 速率:1.7Gb/s 距离:50km (3)单纵模激光器 波段:1.55μ m 速率:2.5-10Gb/s 距离:60-70km (4)采用EDFA的WDM系统 波段:1530-1610nm 速率:10Tb/s (5)扩展的WDM系统——FRA 波段:1480-1530nm(S带) 速率:2.5-10Gb/s 距离:60-70km 1565-1620 nm(L带) 一、国内外光通信技术的研究现状 光纤网: (1)新光纤技术 零色散 ?0 ?1.55?m单模光纤 (2)光纤放大器 (3)宽带接入 (4)硅技术 硅光实验室(SIOB) 微电机械系统(MEMS) 一、国内外光通信技术的发展现状 ? 日本 2019年,e—Japan Strategy 2019年,u—Japan Strategy 一、国内外光通信技术的发展现状 ? 日本 1、日本国家信息与通信技术研究院: 实验室验证,160Gbit/s的高速光包交换 2、NTT:平面光波电路(PLC)滤波,核心网的光波 长路由器 3、NEC:光量子密码方式对通信系统的安全防范 4、KDDI实验室:全光信号处理 一、国内外光通信技术的发展现状 ? 韩国 MOST:基础性研究 MOCIE:与产业相关的研究与开发 MIC:光通信系统的研究 2019年, u—Korea BCN:基础技术开发 ETRI:最大的IT研发机构 一、国内外光通信技术的发展现状 ? 韩国 宽带接入网技术的进展: 2019年,ADSL: 2019年,VDSL: 2019年,VDSL: 2019年,FTTH 速率2Mb/s 速率20Mb/s 速率50Mb/s 速率100Mb/s 一、国内外光通信技术的发展现状 ? 韩国 WDM技术的进展: 90年代中期:速率:10Gb/s╳10波道 距离:320km 2019年: 速率:1.6Tb/s╳10波道 距离:2000km 速率:42.8Gb/s╳40波道 距离:511km 基于波分的全光交叉技术,可重构型光分插复用器(ROADM) 一、国内外光通信技术的发展现状 ? 香港 硅波导应用 硅波导拉曼放大器 半导体全光波长转换 非线性光纤的信号整形 光CDMA技术 光再生技术 一、国内外光通信技术的发展现状 ? 中国 1979年,光通信实验系统在北京、上海试用850nm的多模光纤 80年代,1300(1310)nm的单模光纤 90年代,SDH技术 现在,八横八纵主干网,1550nm EDFA,DWDM 二、光通信技术的发展方向 技术发展方向: (1)40Gbit/s系统的发展,挑战和应用 (2)向超大容量超长距离波分复用系统的发展 (3)从点到点WDM走向光联网 (4)无源宽带光接入网技术的发展 (5)光纤技术的新发展 三、光纤通信存在的主要问题 衰减(Attenuation): 1、弯曲损耗(Macrobending loss) 2、微弯损耗(Microbending loss) 3、散射(Scattering) 4、吸收(Absorption) 三、光纤通信存在的主要问题 三、光纤通信存在的主要问题 三、光纤通信存在的主要问题 三、光纤通信存在的主要问题 三、光纤通信存在的主要问题 色散(Dispersion): 1、模式(模间)色散 (Intermodal dispersion) 2、色度色散 (Chromatic dispersion) 三、光纤通信存在的主要问题 模式 三、光纤通信存在的主要问题 模式(模间)色散: 三、光纤通信存在的主要问题 模式(模间)色散的解决方案(一)——渐变折射率光纤 三、光纤通信存在的主要问题 模式(模间)色散的解决方案(二)——单模光纤 三、光纤通信存在的主要问题 色散(Dispersion): 1、模式(模间)色散 (Intermodal dispersion) 2、色度色散 (Chromatic dispersion) 三、当前主要的研究难题及存在问题 色度色散: 四、光纤拉曼放大器的研究 光放大器分类: (1)半导体光放大器 (2)稀土搀杂的光纤放大器(EDFA) (3)受激辐射的光放大器 光纤布里渊放大器 光纤拉曼放大器 四、光纤拉曼放大器的研究 光纤拉曼放大器原理:利用光纤中的受激拉曼散射现象。 受激拉曼散射现象: ? 经典理论: ? 量子理论 四、光纤拉曼放大器的研究 受激拉曼散射现象: 经典理论:介质中的分子振动对入射光的调制,即分子 内部粒子之间的相对运动导致分子感应电偶 极矩随时间的周期性调制,从而对入射光产 生散射作用。 则散射设光入的射频光率的分频别率为为:vp,介质分子的振动频率为vν , ?s ??p ??v ?as??p ??v 其中:频率为vs的散射叫做斯托克斯散射, 频率为vas的散射叫做反斯托克斯散射。 四、光纤拉曼放大器的研究 光纤拉曼放大器原理:利用光纤中的受激拉曼散射现象。 受激拉曼散射现象: ? 经典理论: ? 量子理论 四、光纤拉曼放大器的研究 受激拉曼散射现象: 量子理论:入射光和介质分子相互作用时,光子

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