光 纤 通 信 技 术.ppt

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1、21世纪光纤通信技术华侨大学信息科学与工程学院第1章概论第2章光纤和光缆第3章通信用光器件第4章光端机第5章数字光纤通信系统第6章模拟光纤通信系统第7章光纤通信新技术第8章光纤通信网络目录1·1光纤通信发展的历史和现状1·2光纤通信的优点和应用1·3光纤通信系统的基本组成第1章概论返回主目录第1章概论1.1光纤通信发展的历史和现状1.1.1探索时期的光通信中国古代用“烽火台”报警古希腊的火炬墙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，和普通光相比，激光具有波谱宽度窄，方向性极好，亮度极高，以及频率和相

2、位较一致的良好特性。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。★实现点对点通信★通信能力和质量受气候影响严重★固体激光器(Nd:YAG激光器)的发明大大提高了发射光功率，延长了传输距离，使大气激光通信可以在江河两岸、海岛之间和某些特定场合使用，但是大气激光通信的稳定性和可靠性仍然没有解决。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)发表了利用光纤(OpticalFiber)进行信息传输的可能性和技术途径。高琨博士的照片高琨博士被称为“光纤之父”19

3、70年，光纤研制取得了重大突破。美国康宁(Corning)公司就研制成功损耗20dB/km的石英光纤。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)实验室取得了更大成绩，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)公司等单位将光纤损耗降低到0.47dB/km(波长1.2μm)。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，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

4、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。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，系统采用GaAlAs激光器作光源，多模光纤作传输介质，速率为44.7Mb/s，传输距离约10km。1980年，美国标准化FT-3光纤通信系统投入商业应用，系统采用渐变型多模光纤，速率为44.7Mb/s。随后美国很快敷设了东西干线和南北干线，穿越22个州光缆总长达5×104km。1976年和1978年，日本先后进行了速率为34Mb/s，传输距离为64km的突变型多

5、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，全长3400km，初期传输速率为400Mb/s，后来扩容到1.6Gb/s。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，全长6400km；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，全长13200km。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。1.1.3国内外光纤通信发展的现状光纤:多模单模，工作波长:0.85μm1.31μm和1.55μm，传输速率

6、:几十Mb/s几十Gb/s。应用范围:市话局间中继长途干线用户接入网数字电话有线电视(CATV)单一类型信息的传输多种业务的传输。目前光纤已成为信息宽带传输的主要媒质，光纤通信系统将成为未来国家信息基础设施的支柱。1.2光纤通信的优点和应用1.2.1光通信与电通信电缆通信和微波通信的载波是电波，光纤通信的载波是光波。光波和电波都是电磁波，但是频率差别很大。光纤通信用的近红外光(波长约1μm)的频率(约300THz)比微波(波长为0.1m~1mm)的频率(3~300GHz)高3个数量级以上。部分电磁波频谱103106109101210151022103

7、1001061091013105102HZ1KHZ1MHZ1GHZ1T1km1m1cm11nmA01μmX射线紫外线可见光红外线微波高频电视调频广播雷达无线电射频电力传输射线γ2-4-7电磁波谱频率波长图1.2各种传输线路的损耗特性1.2.2光纤通信的优点1.容许频带很宽，传输容量很大表1.4光纤通信与电缆或微波通信传输能力的比较通信手段传输容量(话路)/条中继距离/km1000km内中继器个数微波无线电9605020小同轴9604250中同轴180061600光缆19203033光缆14000(1Gb/s)8411光缆6000(445MB/S)1

8、3472.损耗很小，中继距离很长且误码率很小石英光纤在1.31μm和1.55μ