光纤通信课件chap1

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1、1·1光纤通信发展的历史和现状1.1.1探索时期的光通信1.1.2现代光纤通信1.1.3国内外光纤通信发展的现状1·2光纤通信的优点和应用1.2.1光通信与电通信1.2.2光纤通信的优点1.2.3光纤通信的应用1·3光纤通信系统的基本组成1.3.1发射和接收1.3.2基本光纤传输系统1.3.3数字通信系统和模拟通信系统第1章概论返回主目录1.1光纤通信发展的历史和现状1.1.1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。衰减、偏移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

2、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。1.1.2现代光纤通信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

3、技术途径，奠定了现代光通信——光纤通信的基础。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。光纤通信发明家高锟(左)1998年在英国接受IEE授予的奖章光纤是20世纪最重要的发明之一。光纤以玻璃作介质代替铜，使一根头发般细小的光纤，其传输的信息量相等于一条饭桌般粗大的铜线。它彻底改变了人类通讯的模式，为目前的信息高速公路奠定了基础，使“用一条电话线传送一套电影”的幻想成为现实。发明光纤电缆的，就是被誉为“光纤之父”的华人科学家高锟。1966年，高锟发表了一篇题为《光频率介质纤维表面波导》的论文，开创性地提出光导

4、纤维在通信上应用的基本原理，描述了长程及高信息量光通信所需绝缘性纤维的结构和材料特性。2009年10月6日，瑞典皇家科学院向高锟颁授诺贝尔物理学奖。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(

5、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，接近了光纤最低损耗的理论极限。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)双异质结半导体激光器(短波长)。突破了半导体激光器在低温或脉冲激励条件下工作的限制。•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

6、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。美国敷设了东西干线和南北干线•1976年和1978年，日本先后进行了速率为34Mb/s的

7、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。从此，海底光缆通信系统的建设得到了全面展开，促进了全球通信网的发展。光纤通信的发展可以粗略地分为四个阶段：•第一阶段(1966~1976年)，这是从基础研究到商业应用的开发时期。•第二阶段(1976~1986年)，这是以提高传输速率和增加传输距离为研究目标

8、和大力推广应用的大发展时期。•第三阶段(1986~1996年)，进一步提高传输速率、增加传输距离并全面深入开展新技术研究的时期。•第四阶段(1996年至今)，实现了超大容量的波分