光传输系统运行与维护 教学课件 作者 贾璐 第1章 光纤通信技术概述.ppt

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1、第一章光纤通信概述§1.1光纤通信的概念§1.2光纤通信的发展历史§1.3现代光纤通信技术§1.1光纤通信的概念通信（communication）:从广义的角度来说，就是彼此之间传递信息。现代的通信一般是指电信（telecommunication）。IEEE（电气和电子工程师协会）对电信的定义是借助诸如电话系统、无线电系统或电视系统这样的设备，在相隔一定距离的条件下进行的信息交换。电通信（electricalcommunication）广义的电通信指的是一切运用电波作为载体而传送信息的所有通信方式的总称，而不管传输所使

2、用的介质是什么。电通信又可分为有线电通信和无线电通信。光通信（opticalcommunication）广义的光通信指的是一切运用光波作为载体而传送信息的所有通信方式的总称，而不管传输所使用的介质是什么。光通信也可以分为利用大气进行通信的无线光通信和利用石英光纤或塑料光纤进行通信的有线光通信。§1.1光纤通信的概念光通信光纤通信人们通常把应用石英光纤的有线光通信简称为光纤通信（opticalfibercommunication）§1.1光纤通信的概念≠点对点光纤通信链路示意图§1.1光纤通信的概念DWDM系统器件§1.

3、1光纤通信的概念一个完整的DWDM系统。其通常包含光收发器、光耦合器、光复用/解复用器、光纤放大器、光上/下分路器、光交叉波分复用器、光色散补偿装置、光偏振控制装置、光开关、光波长转换器以及其他光通信器件、处理电路模块等光纤通信技术发展的精髓——提高光纤通信系统容量§1.2光纤通信的发展历史雏形：古代烽火、手旗、灯光1880年贝尔的光电话激光器(发送源)1960Maiman发明红宝石激光器1962半导体激光器诞生(GaAs870nm)70年代室温工作LD(GaAsAI850nm)1300、1550nm多模LD单模LD光

4、纤(传输介质)1951医用玻璃纤维(损耗1000dB/km)1966高锟理论预言1970康宁制出低损耗光纤(20dB/km)1300(0.5dB/km),1550nm(0.2dB/km)低损耗窗口光纤开发单模光纤§1.2光纤通信的发展历史§1.2光纤通信的发展历史四大里程碑1960年，世界上第一台相干振荡光源－红宝石激光器问世。1970年，美国康宁玻璃公司的卡普隆（Kapron）博士等拉制出损耗仅为20dB/km的光纤1985年，南安普敦大学的Mears等人制成了掺铒光纤放大器（erbium-dopedfiberamp

5、lifier,EDFA）90年代，光纤光栅、全光纤光子器件、平面波导器件及其集成的出现20世纪60年代。1962年第一只半导体激光器诞生，随后半导体光检测器也研究成功。1966年英籍华人科学家高锟与Hockham提出用玻璃可以制成衰减为20dB/km的通信光导纤维，1970年美国康宁公司首先制出了20dB/km的光纤，这标志着光纤通信系统的实际研究条件得以具备。§1.2光纤通信的发展历史20世纪70年代。1970年发明了LD的双异质结构，使得光源与光检测器的寿命都达到了10万小时的实用化水平。1979年发现了光纤131

6、0nm和1550nm新的低损耗窗口，紧接着单模光纤问世。光纤的衰减系数一下降到0.5dB/km。这使得光纤通信迈进了实用化阶段，从80年代初开始光纤通信便大步地迈向了市场。§1.2光纤通信的发展历史20世纪90年代初。1989年掺铒光纤放大器EDFA的研制成功是光纤通信新一轮突破的开始。EDFA的应用不仅解决了光纤传输衰减的补偿问题，而且为一批光网络器件的应用创造了条件。使得光纤通信的数字传输速率迅速提高，促成了波分复用技术的实用化。§1.2光纤通信的发展历史光纤通信是目前世界上发展最快的领域，平均每9个月性能翻一番、

7、价格降低一半，其速度已超过了计算机芯片性能每18个月翻一番的摩尔定律的一倍。在短短的30多年时间里已经经历了五代通信系统的使用。爆炸性发展2.5Gb/s10Gb/s40Gb/s10Gb/s40Gb/s20Gb/s80Gb/s80Gb/s320Gb/s3216841WDM波长数每波长比特率(TDM)40Gb/s网络容量演进战略工作波长光纤激光器比特率B中继距离L第一代70年代850nm多模多模44.7Mb/s～10Km第二代80年代初1300nm多模单模多模140Mb/s20～50Km第三代80年代中～90年代初1550

8、nm单模单模PDH群路（140Mb/s）50～100Km爆炸性发展工作波长光纤激光器比特率B中继距离L第四代90年代1550nm单模单模SDH，WDM技术2.5Gb/s无中继：80～120KmEDFA：1500Km第五代1550nm单模单模WDM网络，单波长10,40,160Gb/s信道数:8,16,64,128,1022超长传输