半导体激光器在光网络中的应用ppt课件.ppt

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1、半导体激光器在光网络中的应用目录一、通信系统概括二、传统通信系统三、电子集成电路的瓶颈四、全光网络五、半导体激光器原理六、半导体激光器的特性和应用七、各种新型激光器在未来通信网络的研究现状八、现代通信的传输理论一、通信系统概括发信机信源信道收信机收信者消息信号信号消息噪声源通信系统：完成通信过程的全部设备和传输介质。变换编码调制变换解码解制图：通信系统模型图：模拟通信系统模型调制器发信源信道解调器收信者噪声源图：数字通信系统模型收信源发信源信源译码信源编码信道编码调制器信道解制器信道译码通信系统的传输介质屏蔽双绞线非屏蔽双绞线同轴电缆光缆多模光缆单模光缆光纤传输系统光纤光信号输

2、入光电转换LED发送端光电转换PIN接收端输出世界海底光缆分布图第一个是青岛（2条光缆）第二个是上海（6条光缆）第三个是汕头（3条光缆）作为比较，台湾有9条光缆，香港和韩国各有11条光缆，而日本至少有11个入口15条光缆。由于光缆之间存在重合，所以实际上，中国大陆与Internet的所有通道，就是3个入口6条光缆。1962年，在北京和石家庄之间开通了我国设计制造的60路载波长途高频对称电缆。1976年，我国开通了自己设计制造的1800路京沪杭同轴电缆线路，同年还建成了中国上海与日本熊本县之间的海底同轴电缆线路，可以开通480路电话。1978年，我国研制成功通信光缆，80年代以后

3、逐渐用于长途通信线路，成为我国的主要通信手段。无线传输利用大气作为传输介质。采用三种无线传输技术：微波、红外线和激光。微波信道的频率范围通常认为是2GHz～40GHz。由于频带宽，数据传输速率高，对于不同建筑物之间的局域网互联特别适用。红外和激光也像微波一样沿直线传播。这三者都需要在收发之间有一条视线通路。三者对环境气候较为敏感，例如对雨、雾、雷电等。相对而言，微波对一般雨和雾的敏感度较低。二、传统通信系统早期发展阶段：20世纪20年代至40年代在短波几个频段上开发出专用移动通信系统；公用移动电话系统：从20世纪40年代至60年代从专用移动网向公用移动网过渡，接续方式为人工，网

4、的容量较小。从20世纪60年代中期至70年代中期改进型移动电话系统(1MTS)，使用150MHz和450MHz频段，实现了自动选频与自动接续。移动通信蓬勃发展时期：从20世纪70年代中期至80年代中期移动电话系统(AMPS)，蜂窝状移动通信网；蜂窝状移动通信网成为实用系统，并在世界各地迅速发展。微电子技术的发展，使得通信设备的小型化、微型化；提出并形成了移动通信新体制。蜂窝概念真正解决了公用移动通信系统要求容量大与频率资源有限的矛盾；随着大规模集成电路的发展而出现的微处理器技术日趋成熟以及计算机技术的迅猛发展，从而为大型通信网的管理与控制提供了技术手段。以移动电话系统(AMPS

5、)和全地址通信系统(TACS)为代表的第一代蜂窝移动通信网是模拟系统。模拟蜂窝网的问题：频谱利用率低，移动设备复杂，费用较贵，业务种类受限制以及通话易被窃听等，最主要的问题是其容量已不能满足日益增长的移动用户需求。解决这些问题的方法是开发新一代数字蜂窝移动通信系统。数字移动通信系统发展和成熟时期：数字无线传输的频谱利用率高，可大大提高系统容量数字网能提供语音、数据多种业务服务，并与ISDN等兼容从20世纪80年代中期开始主要特点：①抗干扰能力强，可消除噪声积累；②差错可控，传输性能好；③便于与各种数字终端接口，用现代计算技术对信号进行处理、加工、变换、存储，形成智能网；④便于集

6、成化，从而使通信设备微型化；⑤便于加密处理，且保密性能高。几种主要的传输线路的容量比较传输线路传输话路数平衡电缆3，000微波50，000同轴电缆100，000毫米波导管300，000光缆5，000，000以上光纤的最低损耗已达0.2dB/km，甚至更低。光通信系统：光纤通信技术四是当代通信系统技术发展的最新成就，是现代通信的基石。①频带宽，信息容量大；②传输损耗低，传输距离远；③制作光纤、光缆用的原材料资源丰富；④光纤做信道具有体积小、重量轻的优点，便于通信线路的铺设；⑤光纤通信系统抗干扰能力强，使用安全；工作波长光纤激光器比特率中继距离第一代70年代850nm多模多模10～

7、100Mb/s10km第二代80年代初1300nm多模单模多模＜100Mb/s1.7Gb/s20km50km第三代80年代中～90年代初1550nm单模单模2.5～10Gb/s100km第四代90年代1550nm单模单模2.5Gb/s10Gb/s21000km(环路)1500km光放大器系统第五代1550nm单模单模波分复用(WDM)单路速率→40Gb/s,160Gb/s,640Gb/s信道→8,16,64,128,1022超长传输距离:27000km6380km目前研究内容WDM光网络；全