光通信第01章概述1

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1、光纤通信原理GuangmingLi[李光明]Office:EE505Phone:5688066-505Email:gmlihk@gmail.com课程简介定位：限选课讲义：《光纤通信原理》（第2版）邓大鹏，人民邮电出版社参考书：1.《光纤通信系统》顾畹仪、李国瑞著，北京邮电大学出版社2.OpticalNetworks:APracticalPerspective,SecondEdition,RajivRamaswami,KumarSivarajan,MorganKaufmann,Inc.3.FiberOpticCommunications(FifthEdition)，Jo

2、sephC.Palais，电子工业出版社4.Fiber-OpticCommunicationsTechnology,DjafarK.Mynbaev,LowellL.Scheinereds.,PearsonEducation,  Inc., 2001.光纤通信技术，科学出版社课程性质、任务光纤通信是通信工程专业的专业课程。通过本课程的学习，要求学生掌握光纤传输用到的主要器件，光纤传输原理，光信号的产生和接收，光纤通信系统的组成等内容。开设光纤通信系统的系列实验课程，培养学生的动手能力，强化理论知识，使学生掌握光纤通信的基本特点，以及光纤通信系统的原理，具备设计光纤传输系统

3、的能力，了解光纤通信的未来与发展，为今后的工程应用和研究生阶段的学习打下坚实基础。结合光纤通信技术的发展，介绍一些相关领域的前沿技术、方法和成就，为学生的视野拓展和就业打下基础。课程考查方式实验+平时+作业：30%期末：开卷考试：70%第一章概述1.1光纤通信的发展与现状1.2光纤通信的主要特性1.3光纤通信系统的组成和分类1.1光纤通信的发展与现状1.1.1早期的光通信SmokesignalsBlinkerlights现代光通信的开端-贝尔光电话到了1880年，贝尔发明了第一个光电话，这一大胆的尝试，可以说是现代光通信的开端。在这里，将弧光灯的恒定光束投射在话筒的音

4、膜上，随声音的振动而得到强弱变化的反射光束，这个过程就是调制。BellsPhotophone1880-PhotophoneTransmitter1880-PhotophoneReceiver“Theordinaryman…willfindalittledifficultyincomprehendinghowsunbeamsaretobeused.DoesProf.BellintendtoconnectBostonandCambridge…withalineofsunbeamshungontelegraphposts,and,ifso,whatdiameterarethe

5、sunbeamstobe…?…willitbenecessarytoinsulatethemagainsttheweather…?…until(thepublic)seesamangoingthroughthestreetswithacoilofNo.12sunbeamsonhisshoulder,andsuspendingthemfrompoletopole,therewillbeageneralfeelingthatthereissomethingaboutProf.Bell’sphotophonewhichplacesatremendousstrainonhuma

6、ncredulity.”NewYorkTimesEditorial,30August1880Bellphotophone贝尔电话系统光通信的三大要素光源传输介质光检测（光接收）贝尔光电话和烽火报警一样，都是利用大气作为光通道。大气光通信优点：有一定的容量、传输距离，方便灵活缺点：1光波传播易受气候的影响，在大雾天气，它的可见度距离很短，遇到下雨下雪天也有影响。2.距离带宽有限3.通信两点必须直线可见1.1.2光纤通信在大气光通信受阻之后，人们将研究的重点转入到地下光波通信的实验，先后出现过反射波导和透镜波导等地下通信的实验，如图所示。图1.2反射波导和透镜波导1966

7、年，英籍华人高锟(K.C.Kao，当时工作于英国标准电信研究所)博士深入研究了光在石英玻璃纤维中的严重损耗问题，发现这种玻璃纤维引起光损耗的主要原因是其中含有过量的铬、铜、铁与锰等金属离子和其他杂质，其次是拉制光纤时工艺技术造成了芯、包层分界面不均匀及其所引起的折射率不均匀，他还发现一些玻璃纤维在红外光区的损耗较小。1966年：光纤损耗为1000dB/km高锟博士发表他的著名论文“光频介质纤维表面波导”首次明确提出：通过改进制备工艺，减少原材料杂质，可使石英光纤的损耗大大下降，并有可能拉制出损耗低于20dB/km的光纤，从而使光纤可用于通