【精选】第一章 光纤通信系统基础简介

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2、计指导小组组长签名年月日目录第一章光纤通信系统基础简介…………………………1.1起源1.2发展1.3系统组成1.4光纤通信系统概述第二章光纤线路故障的定位…………………………2.1光缆线路的故障定位2.2如何才能更精确的判断障碍点的准确位置2.3提高光缆线路故障定位准确性的方法第三章利用OTDR自动监测光缆网络……………3.1光缆维护面临的问题3.2OTDR自动光缆监测系统3.3系统设计方案3.4系统主要功能3.5系统的特点第四章光纤通信技术的现状及发展趋势……………4.1我国光纤光缆发展的现状4.2光纤通信技术的发展趋势第一章光纤通信系统基

3、础简介1.1起源:1966年，美籍华人高锟博士（C.K.Kao）和霍克哈姆（C.A.Hockham）发表论文，预见了低损耗的光纤能够应用于通信，敲开了光纤通信的大门。从此光纤在通信中的应用引起了人们的重视，很快在1970年8月，美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km的光纤，光纤通信的时代由此开始了。1.2发展：广纤通信系统的传输容量从1980年到2000年这20年间增加了近一万倍，传输速度在过去的10年中大约提高了100倍。目前我国长途传输网的光纤化比例已超过80%，预计到2010年，全国光缆建设长度将再增加约105km，并且将有11个

4、大城市设10G以上的大容量光纤通信网路。1.3系统组成数字光纤传输系统的主要组成部分为光发送机、光纤信道和光接收机。对于高速率长距离数字元光通信系统，此时多采用外调制方式，其组成框图如图所示。1.4光纤通信系统概述近代光通信的真正发展则只是近三四十年的事，其中起主导作用的是激光器和光纤的诞生。首先是1960年Maiman发明了红宝石激光器，激光器产生的强相干光为现代光通信提供了可靠的光源。这种单波长的激光具有普通无线电波一样的特性，可对其调制而携带信息。利用激光的早期光通信也是通过大气传输的。但很快发现，许多因素如雾、雨、云，甚至一队偶然飞过

5、的鸟，都会干扰光波的传播，因而只能作短距离通信用c显然，需要一种像射频或微波通信的电缆或波导那样的光波通信传输线，以克服这些影响，实现信息的长距离稳定传输。1965年，E.Miller报导了出金属空心管内一系列透镜构成的透镜光波导．可避免大气传输的缺点，但田其结构太复杂且精度要求太高而不能实用。而另一方面，光导纤维的研究正在扎实进行。早在1951年就发明了医疗用玻璃纤维，但这种早期的光导纤维损耗太大(大于1000dB/km)，也不能作为光通信的传输媒质.1966年，C．K.Kao和G．A.Hockman发表了对光纤通信发展具有历史意义的著名论

6、文。他们在分析了造成光纤传输损耗高的主要原因后指出，如能完全除去玻璃中的杂质，损耗就可降到20dB／km——相当于同轴电缆的水平，那么，光纤就可用来进行光通信。在这种预想的鼓舞下，Corning公司终于在1970年制出了20dB/km损耗的光纤，从而为光纤通信的发展铺平了道路。对光纤谱特性的研究发现，它有3个低损耗的传输窗口，即850nm的短波长窗口和1300nm、1500nm的长波长窗口。而后，随着新的制造方法的出现及工艺水平的不断提高，光纤损耗不断降低。到1979年，单模光纤在1550nm波长的损耗已降到0.2dB／km，接近石英光纤的理

7、论损耗极限,而且光波频率高，光纤的带宽资源亦十分可观，是任何其它传输媒质无法比拟的。可以这样说，光纤是通信工作者梦寐以求的理想传输媒质，有近乎完美的质量：•几乎是无限的带宽；•几乎是零的损耗：•几乎为零的信号失真•几乎为零的功率消耗•几乎为零的材料消耗•几乎为零的占有空间•几乎为零的价格。因此，光纤是信息高速公路基础，开创当今信息革命的新纪元。在光纤损耗不断降低的同时，光源研究的进展亦十分迅速。1962年，GaAs半导体激光二极管(LD)问世，意味着现代光通信有了小体积的高速光源。GaAs-LD的发射波长为870nm，在掺杂铝后移到了光纤的短

8、波长低损耗窗口。后来，GaAs-LD又实现了室温长时间工作。利用四元系合金InGaAsP制造出了1300nm及1550nm的LD光源。由于LD昂贵，适合光纤通信的高