光通信技术-高新讲座

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1、光通信技术主讲教师：刘岚岚llliu@bjtu.edu.cn信息技术IT：InformationTechnology包括四个部分：信息获取，信息传输，信息处理和信息应用。信息技术革命主要体现在三个方面：微电子技术数字技术光通信技术第一章引言第二章传输光路第三章光发射机第四章光接收机第五章光放大第一章引言光纤通信发展的历史、优点和应用光纤通信的概念光通信的概念光通信是利用光波来传送信息的。通信技术电通信光通信根据使用的电磁波频率范围分类：有线通信无线通信光纤通信是以光作为信息载体，以光纤作为传输介质的光信息传输技术。LASER通信是通过某种媒体进行的信息传递

2、。光纤通信优点GOOD损耗低，0.2dB/km传输容量大，400nm，50THz重量轻，体积小，27g/kmfiber资源丰富，石英抗电磁干扰，不易串音，抗雷击，通信质量高防爆性能好宽带宽，大容量，能量集中，器件尺寸小，功耗低。。。。。。1.探索时期的光通信•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试验。由于没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质，对光通信的研究曾一度走入了低潮。•1960年，美国人梅曼(Maiman)发明了第一台红宝石激光器，给光通信带来了新的希望。激光器的发明和应用，使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶

3、段。•1880年，美国人贝尔(Bell)发明了用光波作载波传送话音的“光电话”。贝尔光电话是现代光通信的雏型。•原始形式的光通信:中国古代用“烽火台”报警，欧洲人用旗语传送信息。2现代光纤通信指明通过“原材料的提纯制造出适合于长距离通信使用的低损耗光纤”这一发展方向1966年，英籍华裔学者高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤(OpticalFiber)进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信——光纤通信的基础。光纤发明人高锟CharlesK.Kao论文：《光频介质纤维表面波导》1966

4、（Dielectric-FiberSufaceWaveguideforOpticalFrequency)提出：制造石英光纤可实现光纤通信指出三点：光纤的容量很大高纯石英光纤的损失可低达20dB/km单模光纤的原理构造高锟——光纤之父光纤通信发明家高锟(左)1998年在英国接受IEE授予的奖章2009年诺贝尔物理学奖获得者英国华裔科学家高锟，美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯。瑞典皇家科学院说，高锟在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得了突破性成就，他将获得今年物理学奖一半的奖金，共500万瑞典克朗（约合70万美元）；博伊尔和史密斯发明了半导体成像

5、器件——电荷耦合器件（CCD）图像传感器，将分享今年物理学奖另一半奖金。1970年，光纤研制取得了重大突破•1970年，美国康宁(Corning)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/

6、km，1984年是0.157dB/km，1986年是0.154dB/km，接近了光纤最低损耗的理论极限。1970年康宁研制出低损失光纤Corning的3位科学家Dr.DonalKeck,Dr.BobMaurer,Dr.PeterSchultz于1970年研制出低损失光纤.光纤长度(米)29,28.1损失(dB/km)17,18.2芯直径(微米)3.7(单模)(Dr.Keck的实验室记录)Corning展览馆1970年，光纤通信用光源取得了实质性的进展•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)

7、双异质结半导体激光器(短波长)。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。•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。由于光纤和半导体激光器的技术进步，使1970年成为光纤通信发展的一个重要里程碑实用光纤通信系统的发展•1976年，美国在亚特兰大(Atlanta)进行了世界上

8、第一个实用光纤通信系统的现场试验。•1