《光纤通信概述》PPT课件

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1、光纤通信第一章光纤通信概述1.1光纤通信的发展历程1.2光纤通信的主要特性1.3光纤通信系统的组成与分类1.4全光网早期的光通信3000多年前，中国古代的重要军事防御设施，建造“烽火台”，防止敌人入侵，遇敌情则白天点燃掺有狼粪的柴草，使浓烟直上云霄；夜里则燃烧加有硫磺和硝石的干柴，使火光通明，台台相连，以传递紧急军情。早期光通信旗语（世界各国海军通用的语言）不同的旗子，不同的旗组表达着不同的意思。郑和下西洋交通信号灯、机场上的跑道标志灯1880年，美国人贝尔发明了“光电话”BellsPhotophone1880-Photophon

2、eTransmitter1880-PhotophoneReceiver之后的几十年，光通信进展不大原因光不纯作为接收机的硅光电池内部噪声很大没有一个适当的光传输媒质1960年，美国加利福尼亚州休斯航空公司实验室的研究员梅曼发明了第一台红宝石激光器。在这个时期，美国麻省理工学院利用He-Ne激光器和CO2激光器进行了大气激光通信实验。实验证明：用承载信息的光波，通过大气的传播，实现点对点的通信是可行的，但是通信能力和质量受气候影响十分严重。固体激光器和气体激光器的体积大、功耗大、不适宜做通信设备中的光源。1970年，光纤通信用光源取

3、得了实质性的进展1970年，美国贝尔实验室、日本电气公司(NEC)和前苏联先后研制成功室温下连续振荡的镓铝砷(GaAlAs)双异质结半导体激光器。虽然寿命只有几个小时，但它为半导体激光器的发展奠定了基础。1973年，半导体激光器寿命达到7000小时。1976年，日本电报电话公司研制成功发射波长为1.3μm的铟镓砷磷(InGaAsP)激光器。1977年，贝尔实验室研制的半导体激光器寿命达到10万小时（实用中10年左右）。1979年美国电报电话(AT&T)公司和日本电报电话公司研制成功发射波长为1.55μm的连续振荡半导体激光器。把激

4、光束限定在特定的空间内传输。解决方法1966年，英籍华人高锟深入研究了光在石英玻璃纤维中的严重损耗问题（1000dB/km)发现引起光纤损耗的主要原因如果把材料中金属离子含量的比重降低到106以下，光纤损耗就可以减小到10dB/km。再通过改进制造工艺，提高材料的均匀性，可进一步把光纤的损耗减少到几dB/km。这种想法很快就变成了现实。现代光纤通信的发展历程高锟----光纤通信发明家（左）2009年获得诺贝尔物理学奖1998年在英国接受IEE授予的奖章1970年，光纤研制取得了重大突破1970年，在高锟理论的指导下，美国康宁(C

5、orning)公司研制成功损耗20dB/km的石英光纤。把光纤通信的研究开发推向一个新阶段。1972年，康宁公司高纯石英多模光纤损耗降低到4dB/km。1973年，美国贝尔(Bell)实验室用改进的化学气相沉积法制造的光纤损耗降低到2.5dB/km。1974年降低到1.1dB/km。1976年，日本电报电话(NTT)公司将光纤损耗降低到0.47dB/km(波长1.2μm)。在以后的10年中，波长为1.55μm的光纤损耗：1979年是0.20dB/km，1984年是0.157dB/km，1986年是0.154dB/km。目前G.65

6、4光纤在1.55μm波长附近仅为0.151dB/km，接近了光纤最低损耗的理论极限。我国目前也有相当多的公司可以拉制性能很好的通信光纤，比如长飞、大唐电信等等。实用光纤通信系统的发展1976年，美国在亚特兰大进行了世界上第一个实用光纤通信系统的现场试验。1980年，美国标准化FT-3光纤通信系统投入商业应用。1976年和1978年，日本先后进行了速率为34Mb/s的突变型多模光纤通信系统，以及速率为100Mb/s的渐变型多模光纤通信系统的试验。1983年敷设了纵贯日本南北的光缆长途干线。随后，由美、日、英、法发起的第一条横跨大西洋

7、TAT-8海底光缆通信系统于1988年建成。第一条横跨太平洋TPC-3/HAW-4海底光缆通信系统于1989年建成。国外光纤技术发展情况光纤技术发展概况20世纪60年代中期，所研制的最好的光纤损耗在400dB以上1966年英国标准电信研究所高锟及Hockham从理论上预言光纤损耗可降至20dB/km以下日本于1969年研制出第一根通信用光纤损耗为100dB/km1970年康宁公司（Corning）采用“粉末法”先后获得了损耗低于20dB/km和4dB/km的低损耗石英光纤1974年贝尔实验室（Bell）采用改进的化学汽相沉积法制出

8、性能优于康宁公司的光纤产品。到1979年，掺锗石英光纤在1.55µm处的损耗已经降到0.2dB/km，这一数值已经十分接近由Rayleigh散射所决定的石英光纤理论损耗极限世界光纤产值从96年92亿美元到2002年预计198亿美元，每6年翻一番现在