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1、光纤通信发展简史我国传输网分：国家一级干线（连接国内各个省之间的电信线路）国家二级干线（或称省级干线，连接省内地区或市的电信线路）本地线路（或称本地网，地区内或市内连接各电信局的电信线路）光纤通信用途传输网接入网有线电视系统CATV大楼综合布线系统校院网(局域网)频率（Hz）1021041061081012101410161018102010221061041021101010-210-410-610-810-1010-1210-14波长名称长波中波短波超短波微波毫米波红外线可见光紫外线X射线10
2、mm1mm100μm10μm1μm100nm10nm1nm红外线可见光紫外线光电磁波谱一.光纤通信发展简史1880年A.G.贝尔利用可见光做光电话机，证实光波可以携带信息1960年发明了新光源激光器后，极大的促进了光波通信的研究激光器特性：单色性、强方向性、高亮度发展过程：60年固体红宝石激光器61年氦-氖气体激光器70年半导体激光器（体积小、耗电少、调制速度高、使用方便）1966年华裔科学家高锟博士等人提出从玻璃材料中去除杂质可以制成衰减为20dB/km的光导纤维。1970年美国康宁玻璃公司根据
3、高氏理论首先制造出衰减为20dB/km的光导纤维，使光导纤维的发展得到突破。1973年美国贝尔研究所生产出衰减为1dB/km的低损耗光纤1976年日本电报电话公司（NTT）制造出0.5dB/km的低损耗光纤1976年在美国亚特兰大成功进行了码速率为44.7Mb/s的光通信系统性能试验,从此光通信技术进入实用化阶段二.光通信特点频带宽,通信容量大理论上讲一根单模光纤可利用的带宽达20THz(1THz=1012Hz)以上,现在最先进的光纤通信系统达400GHz,而一路电话带宽约占4KHz频带,一路彩色
4、电视约占6MHz频带损耗低,中继距离长铜缆的损耗特性与缆的结构尺寸及所传输信号的频率有关,光缆的损耗特性仅与玻璃的纯度(或者说透明度)有关,高质量望远镜的镜头其损耗超过500dB/km,目前通信用光纤的最低损耗达0.2dB/km具有抗电磁干扰能力光导纤维是绝缘体材料,不受输电线,电气化铁路及高压设备等电器干扰,可以与高压电线平行架设,还可制成复合光缆无串话,保密性好通信质量高线径细,重量轻,柔软可制成大芯数高密度光缆单芯光缆可安装在飞机,火箭,潜艇及航天飞机上节约有色金属,原材料资源丰富可节约大量
5、铜金属缺点质地脆,机械强度低光纤切断和接续需要一定的工具,设备和技术分路,耦合不灵活光纤,光缆弯曲半径不能过小(>20CM)在偏僻地区存在有供电困难问题三.通信用光纤、光缆光纤种类与尺寸包层纤芯包层与纤芯的主要材料均为玻璃，但它们掺杂不同的杂质，使包层与纤芯具有不同的折射率。包层的外面还有一层保护层保护光纤简单说模式就是指电磁场的“波形”光纤中光波的传输原理-全反射之字线传输n2n1n2空气ABθMAX当n1>n2θ1>θc时发生全反射θc：临界角只要满足全内反射条件连续改变入射角的任何光射线都能
6、在光纤纤芯内传输入射光反射光折射光折射率n1折射率n1>n2θ1光缆干线缆(架空光缆,直埋光缆,海底光缆,复合光缆……)96芯以下局内光缆芯数少，比光线缆柔软用户缆根据需要几百芯或几千芯,纤芯为带状光纤四.光纤传输特性光纤特性有光学特性,传输特性,机械特性,温度特性等九项,其中传输特性有两个损耗特性色散特性1.损耗特性LA(P1)B(P0)α=log10LP1P0α为损耗系数损耗特性与光的工作波长有关,在三个工作窗口有相对小的损耗:第一窗口光工作波长0.85μm,损耗稍大第二窗口光工作波长1.31
7、μm,损耗中等第三窗口光工作波长1.55μm,损耗最小2.色散特性由于光纤所传输信号中不同模式或不同频率成分因传输速度的不同而引起传输信号发生畸变的一种物理现象.色散与光的工作波长有关,1.31μm处是色散的最小点.1.01.21.41.6色散激光光源频谱图光纤种类G.652光纤即常规单模光纤，在1310nm波长工作时，理论色散值为零；在1550nm波长工作时，传输损耗最低，但色散系数较大。单通路速率达到STM-64时，需要采取色散调节手段。G.653光纤在1550nm波长工作时性能最佳，又称为色
8、散移位光纤。零色散点从1310nm移至1550nm波长区。G.654光纤截止波长移位的单模光纤，它的设计重点是降低1550nm波长处的衷减。主要应用于需要很长再生段距离的海底光纤通信。G.655光纤又称之为非零色散移位单模光纤，零色散点移至1570nm或1510…1520nm附近，使1550nm处具有一定的色散值。色散受限距离达数百公里。可以有效的减少波分复用系统的四波混频的影响。五.光通信系统1数字通信制式2PDH数字复用体系PDH通信系统PlesiochronousDigita
