1、光纖應(yīng)用第1頁，共16頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)52分，星期一6.1引言信息的傳輸光纖通信 損耗、色散信息的采集光纖傳感 光強(qiáng)調(diào)制信號(hào)、相位調(diào)制信號(hào)、偏振調(diào)制信號(hào)光電工程學(xué)院第2頁，共16頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)52分，星期一6.2光纖通信技術(shù) 光通信：是指利用光波載送信息，從而實(shí)現(xiàn)通信的方式。光纖通信：是指利用光導(dǎo)纖維做媒體，用光波來載送信息的通信方式。光電工程學(xué)院第3頁，共16頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)52分，星期一光纖通信系統(tǒng)的組成 光纖通信系統(tǒng)主要組成：光發(fā)射機(jī)、光纖、光中繼器、光接收機(jī)四部分組成。光纖通信是雙向的，因而，把光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)做在一起，稱光端機(jī)

2、。數(shù)據(jù)光端機(jī)中繼器光端機(jī)光纖光纖數(shù)據(jù)光電工程學(xué)院第4頁，共16頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)52分，星期一傳輸原理： 光發(fā)射機(jī)將電信號(hào)變換成調(diào)制后的光信號(hào)，經(jīng)光纖傳輸，若傳輸距離長(zhǎng)時(shí)，需利用中繼器放大信號(hào)，再繼續(xù)傳輸。光接收機(jī)把接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)放大、解調(diào)后還原為原信號(hào)輸出。光電工程學(xué)院第5頁，共16頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)52分，星期一設(shè)計(jì)光纖系統(tǒng)的方法一是參數(shù)選擇法，即根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)選用光纖的衰減或帶寬作一些估算，這是粗略的估算方法;二是CCITT(ITU)圖解法，即利用圖解曲線相交來確定傳輸距離。后一種方法可合理地解決上述矛盾，充分發(fā)揮光纖的潛力；但要畫出接收機(jī)靈

3、敏度沿光纖線路長(zhǎng)度的分布曲線，計(jì)算較麻煩。 光電工程學(xué)院第6頁，共16頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)52分，星期一1.參數(shù)選擇法中繼距離與系統(tǒng)傳輸速率的關(guān)系：以140Mb/s單模光纖系統(tǒng)為例計(jì)算中繼距離，設(shè)系統(tǒng)平均發(fā)送功率Pt=3dBm,接收靈敏度為Pr= 42dBm，設(shè)備余量為Me= 3dB,光纖余量為Mc= 0.1dB,連接器損耗為c= 0.3dB/km,光纖損耗系數(shù)f= 0.35dB/km,光纖余量m = 0.3dB/km, 每km光纖平均接頭 損耗為s = 0.03dB/km.將數(shù)據(jù)代入損耗限制系統(tǒng)中繼距離計(jì)算公式可得光電工程學(xué)院第7頁，共16頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)52

4、分，星期一2.圖解法光電工程學(xué)院第8頁，共16頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)52分，星期一6.3光纖傳感技術(shù)6.3.1 光纖傳感器的定義及分類光波在光纖中傳播時(shí)表征光波的特征參量(振幅、相位、偏振態(tài)、波長(zhǎng)等)因外界因素(如溫度、壓力、磁場(chǎng)、電場(chǎng)、位移、轉(zhuǎn)動(dòng))的作用而間接或直接地發(fā)生變化，從而可將光纖用作傳感元件來探測(cè)各種物理量。這就是光纖傳感器的基本原理 光電工程學(xué)院第9頁，共16頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)52分，星期一光纖傳感器分類光纖傳感器可以分為傳感型與傳光型兩大類網(wǎng)。傳感型(或功能型)利用外界物理因素改變光纖中光的強(qiáng)度(振幅)、相位、偏振態(tài)或波長(zhǎng)(頻率)，從而對(duì)外界因素進(jìn)行

5、計(jì)量和數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，稱為光纖傳感器。它具有傳感合一的特點(diǎn)，信息的獲取和傳輸都在光纖之中。傳光型是指利用其他敏感元件測(cè)得的物理量，由光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。它的特點(diǎn)是充分利用現(xiàn)有的傳感器，便于推廣應(yīng)用。這兩類光纖傳感器都可再分成光強(qiáng)調(diào)制、相位調(diào)制、偏振態(tài)調(diào)制以及波長(zhǎng)調(diào)制等幾種型式。 光電工程學(xué)院第10頁，共16頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)52分，星期一632 光纖傳感器的特點(diǎn)抗電磁干擾，電絕緣，耐腐蝕，本質(zhì)安全。靈敏度高。重量輕，體積小，外形可變。 測(cè)量對(duì)象廣泛。 對(duì)被測(cè)介質(zhì)影響小，這對(duì)于醫(yī)藥生物領(lǐng)域的應(yīng)用極為有利。便于復(fù)用，便于成網(wǎng)。有利于與現(xiàn)有光通信技術(shù)組成遙測(cè)網(wǎng)和光纖傳感網(wǎng)絡(luò)。成本低。有些種類的光纖傳感器的成本將大大低于現(xiàn)有同類傳感器。 光電工程學(xué)院第11頁，共16頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)52分，星期一64 振幅調(diào)制傳感型光纖傳感器振幅調(diào)制傳感型光纖傳感器：利用外界因素引起的光纖中光強(qiáng)的變化來探測(cè)物理量的光纖傳感器。 改變光纖的微彎狀態(tài)、光纖的耦合條件、光纖對(duì)光波的吸收特性、光纖中的折射率分布等。光電工程學(xué)院第12頁，共16頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)52分，星期一光電工程學(xué)院第13頁，共16頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)52分，星期一光電工程學(xué)院第14頁，共16頁，2022年，5月20日，17點(diǎn)52分，星期一本章作業(yè)P213 6