第3章光波系统中光信号的传输特性 13.1色款影响下光信号的传输特性 3.2光纤带宽与色款对通信能力的原制 3,3光纤非线性影下光信号的传输特性 3.4线性光波系统中的自相位调须 率猬硎 点此外放
1 第3章 光波系统中光信号的传输特性 ◼ 3.1 色散影响下光信号的传输特性 ◼ 3.2 光纤带宽与色散对通信能力的限制 ◼ 3.3 光纤非线性影响下光信号的传输特性 ◼ 3.4 非线性光波系统中的自相位调制和频 率啁啾
回厄 通信的目的:信息准确传送 ■光纤通信系统设计的基本要求:能将任何 信息无失真或逼真地从发送端传送到用户 终端,这首先要求作为传输媒质的光纤应 具有均匀、透明的理想传输特性,是一种 无损、无色散的线性系统,任何信号均能 以相同速度无损无畸变地传输 ■实际光纤通信系统中存在损耗、色散、非 线性。 点此外放你
2 回顾 ◼ 通信的目的：信息准确传送。 ◼ 光纤通信系统设计的基本要求：能将任何 信息无失真或逼真地从发送端传送到用户 终端，这首先要求作为传输媒质的光纤应 具有均匀、透明的理想传输特性，是一种 无损、无色散的线性系统，任何信号均能 以相同速度无损无畸变地传输。 ◼ 实际光纤通信系统中存在损耗、色散、非 线性
问题的提出: ■在这种系统中信号到底如何传输,其 传输特性、传输能力宄竞如何? ■影响光纤系统信号传输特性的主要因 素除损耗、色散和非线性外。还与光 源的脉宽与谱宽和信号本身的速率与 带宽有关。 ■损耗的影响导致传输距离的缩短,可 用中继器或光放大增益克服 行方此外特放
3 问题的提出： ◼ 在这种系统中信号到底如何传输，其 传输特性、传输能力究竟如何？ ◼ 影响光纤系统信号传输特性的主要因 素除损耗、色散和非线性外。还与光 源的脉宽与谱宽和信号本身的速率与 带宽有关。 ◼ 损耗的影响导致传输距离的缩短，可 用中继器或光放大增益克服
■色散将导致脉冲展宽,上一章已进行了直观形 象的分析,对于谱宽由光源光谱决定而不是由 脉冲傅里叶频谱决定的脉冲,给出了色散影响 的一阶估计。 ■通常脉冲展宽的程度不仅决定于色散和光源谱 宽,而且还与输入脉冲的宽度和形状有关 非线性对信号传输的影响不仅引起损耗,也将 引起信号脉冲展宽,在多信道系统中还会引起 信道间串音。 ■本章将对色散和非线性这两个基本因素对信号 传输的影响进行分析 点此外爷放原
4 ◼ 色散将导致脉冲展宽，上一章已进行了直观形 象的分析，对于谱宽由光源光谱决定而不是由 脉冲傅里叶频谱决定的脉冲，给出了色散影响 的一阶估计。 ◼ 通常脉冲展宽的程度不仅决定于色散和光源谱 宽，而且还与输入脉冲的宽度和形状有关。 ◼ 非线性对信号传输的影响不仅引起损耗，也将 引起信号脉冲展宽，在多信道系统中还会引起 信道间串音。 ◼ 本章将对色散和非线性这两个基本因素对信号 传输的影响进行分析
3.1色散影响下光信号的传输特性 3.1.1光脉冲传输的基本方程 在单模光纤中传播的光场的每一个频率分量都是 平面波,可写成 E(r,a=F(, yG(o, o)exp(iBz) 式中,G(0,ω)为初始振幅;β为模式传播常数, F(x,y)为模式场分布,通常F(x,y)也与频率和 非线性有关,但对谱宽的光脉冲和弱非线性近似 下,其依存关系可忽略不计。这里是脉冲频谱的 中心频率,称为载频。 点此外放
5 3.1色散影响下光信号的传输特性 3.1.1 光脉冲传输的基本方程 ◼ 在单模光纤中传播的光场的每一个频率分量都是 平面波，可写成 式中，G(0,) 为初始振幅；β为模式传播常数， F(x，y)为模式场分布，通常F(x，y)也与频率和 非线性有关，但对谱宽的光脉冲和弱非线性近似 下，其依存关系可忽略不计。这里是脉冲频谱的 中心频率，称为载频。 E(r,) = F(x, y)G(0,) exp( jz)