李艳和-光通信与光网络技术讲义

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1、光通信与光网络技术清华大学电子工程系李艳和2000年11月20日1Howcouldwegetthephotons“Smart”Howcouldweachievethebitrate“limit”-Petabit/s2光通信基本概念什么是通信？“通”传送，“信”信息；信息的传送基本组成：发送、传输、接收什么是光通信？用光波载运信息，实现通信什么是光纤通信？以光波载运信息，用光纤作传输媒体，实现通信3光纤通信器件的发展过程雏形：古代烽火、手旗、灯光1880年贝尔的光电话激光器光纤1960Maiman发明红宝石激光器1962半导体激光器诞生（GaAs8

2、70nm)70年代室温工作LD(GaAsAl850nm)1300、1550nm多模LD静态单模LD动态单模LD1951医用玻璃纤维（损耗1000dB/km）1965E.Miller透镜光波导1966高锟理论预言1970康宁制出低损耗光纤(20dB/km)1300、1550nm低损耗窗口光纤开发单模光纤4光纤通信系统的发展历程70年代，室内光纤通信实验76年后，实用光纤通信系统出现80年美国电报电话公司45Mb/s光纤通信系统FT-3商用光纤通信的发展经历了短波长-长波长、多模光纤-单模光纤、低速率-高速率，大体上可分为四代：第一代：多模光纤、工作波长

3、850nm第二代：多模及单模光纤、多模激光器、工作波长1330nm第三代：单模光纤、单模激光器、工作波长1550nm第四代：采用掺铒光纤放大器（EDFA）铺设光纤：几千万公里传输速率：从565Mb/s~10Gb/s，甚至40Gb/s…...5光纤通信的优点频带宽、信息容量大传输损耗低、无中继距离远材料丰富抗电磁干扰光纤间串话小，保密性好耐腐蚀、耐高压体积小、质量轻6光纤通信的发展趋势基本目标：发挥光纤带宽潜力克服光纤损耗、色散限制延长中继距离扩大传输容量减低成本光纤通信新技术光电集成技术（OEIC）密集波分复用（DWDM）光时分复用（OTDM）全光网

4、络技术光接入网孤子通信技术7通信技术波段及频率的划分波段代号频率范围(GHz)L1~2S2~4C4~8X8~12Kv12~18K18~27Ka27~40SDH复用等级和接口速率SDH中国、欧洲STM－1STM－4STM－16STM－64速率Mb/s155.520622.0802448.3209953.280话路数SDH（SONET）1920768030720122880SDH(SONET)OC－3OC－12OC－48OC－192话路数SDH中国、欧洲20168064322561290249光纤通信系统概述拓扑结构12N32111111点对点系统一点对

5、多点系统光纤网络系统组成电信号光发射机光接收机电信号光纤电信号光发射机光接收机电信号光纤中继器无中继系统中继系统O-E-O中继器EDFA10全国光纤总用量截止到1998年底1540万公里其中中国电信占74.40%广播电视占13.00%中国联通占4.90%中国铁道占3.40%中国电力占1.10%其他占3.20%11全国光缆总用量截止1998年底共138万公里其中中国电信占65.22%广播电视占18.84%中国联通占1.74%中国铁道占4.71%中国电力占1.09%其他占8.40%12中国电信光缆建设历程从九十年代初开始到1995年底共敷设长途光缆约11

6、万公里,基本建成PDH网到1998年底共敷设长途光缆约17万公里,基本建成“八纵八横”采用SDH技术的省际干线网1998年开始采用DWDM技术扩容13“八五”期间干线光缆建设简况建设省际光缆干线22条，约3.8万公里采用PDH技术传输速率:140Mbit/s、565Mbit/s设备供应厂家：武汉院、韩国三星、日本FUJITSU、澳大利亚NEC、美国LUCENT、PKI、意大利ITALTEL按每条干线设置网管设备14“八五”期间干线光缆建设简况系统工作波长1310nmG.652光纤中继距离60~70公里光缆芯数12~24除拉萨外,各个省会均有干线光缆联

7、通,树形网,没有保护15“九五”期间干线光缆建设简况建设省际光缆干线28条，约4万公里采用SDH和DWDM技术传输速率:622Mbit/s、2.5Gbit/s、10Gbit/s设备供应厂家：SDH：FUJITSU、NEC、LUCENT、SIEMENS、GPT、ALCATEL、NORTEL、ERICSSON、ECI、武汉院DWDM：LUCENT、NEC、ALCATEL16“九五”期间干线光缆建设简况按省设置网管设备系统工作波长1550nmG.652光纤及G.653光纤中继距离70~80公里光缆芯数36~48所有省会均有干线光缆联通除拉萨外,各个省会均有

8、两个以上干线光缆出口格形网，缺乏必要的保护措施17“九五”期间干线光缆建设简况八纵牡丹江—上海—广州；齐齐哈