数字光纤通信系统资料讲课稿.ppt

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1、数字光纤通信系统资料瑞典皇家科学院宣布，将２００９年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟以及两位美国科学家。高锟获奖，是因为他在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”做出了突破性成就。一、光纤的发明及发展（课外拓展知识）1、高琨：光纤之父——2009年诺贝尔物理学奖得主，拥有英国和美国双重国籍的物理学家、北京邮电大学名誉教授。1）国内历程：高锟1933年生于上海。他父亲是律师，家住在当时的法租界，小学时代是在上海度过的。童年的高锟对化学最感兴趣，他曾经自己制造过灭火筒、焰火?烟花　和晒相纸。最危险的一次是自制炸弹?后来?他又迷上

2、了无线电，小小年纪就曾成功地装了一部有五六个真空管的收音机。2)香港及英国历程：1948年，他们举家迁往香港。高锟先是入读圣约瑟书院，后来曾考入香港大学。但当时的高锟已立志攻读电机工程，而港大没有这个专业，于是他辗转就读了伦敦大学。毕业后，他加入英国国际电话电报公司?ITT任工程师，因表现出色被聘为研究实验室的研究员，同时攻读伦敦大学的博士学位，1967年毕业。3）发明石英玻璃，制造光纤：1966年，高锟提出了用玻璃代替铜线的大胆设想：利用玻璃清澈、透明的性质，使用光来传送信号。他当时的出发点是想改善传统的通讯系统，使它传输的信息量

3、更多、速度更快。对这个设想，许多人都认为匪夷所思，甚至认为高锟神经有问题。但高锟经过理论研究，充分论证了光导纤维的可行性。不过，他为寻找那种“没有杂质的玻璃”也费尽周折。为此，他去了许多玻璃工厂，到过美国的贝尔实验室及日本、德国，跟人们讨论玻璃的制法。那段时间，他遭受到许多人的嘲笑，说世界上并不存在没有杂质的玻璃。但高锟的信心并没有丝毫的动摇。他说：所有的科学家都应该固执，都要觉得自己是对的，否则不会成功。后来，他发明了石英玻璃，制造出世界上第一根光导纤维，使科学界大为震惊。4）贡献：高锟的发明使信息高速公路在全球迅猛发展，这是他始

4、料不及的。他因此获得了巨大的世界性声誉，被冠以“光纤之父”的称号。美国耶鲁大学校长在授予他“荣誉科学博士学位”的仪式上说：“你的发明改变了世界通讯模式，为信息高速公路奠下基石。把光与玻璃结合后，影像传送、电话和电脑有了极大的发展……”高锟此后几乎每年都获得国际性大奖，但由于专利权是属于雇用他的英国公司的，他并没有从中得到很多的财富。中国传统文化影响极深的高辊，以一种近乎老庄哲学的态度说：“我的发明确有成就，是我的运气，我应该心满意足了。”2、光纤通信发展历程：1）国外的发展状况：A、1880年，美国人贝尔发明了用光波做载波传送语音的

5、“光电话”，该光电话就是现代光通信的雏形。B、1960年，美国人梅曼发明了第一台红宝石激光器，给光通信技术带来了新的希望，正是激光器的发明及应用，才使得沉睡了80年的光通信技术进入一个崭新的阶段。但是由于找不到稳定可靠和低损耗的传输介质，对于光通信的研究再次走入低潮。C、1966年，英籍华人高锟和霍克哈姆共同发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信即光纤通信技术的基础。20世纪70年代，光纤的研制取得了重大的突破：D、1970年，美国康宁公司研制成功损耗为20dB/km的石英光纤

6、。把光纤通信的研究开发推向一个新阶段。E、1972年，康定公司又研制成功高纯石英多模光纤，将损耗降之4dB/km。1974年，美国贝尔实验室的光纤损耗降低到1.1dB/km。F、1976年，日本电报电话公司将光纤损耗降到0.47dB/km。十年以后，光纤损耗更是达到了0.154dB/km的惊人数值，该数值已经十分接近光纤最低损耗的理论极限。G、1976年，光纤通信系统进入实质性实验阶段。H、1989年，第一条横跨太平洋的海底光缆通信系统建成，自此，光纤通信系统的建设于全世界范围内全面展开。一.光纤光纤通信：以光波为载波，以光纤为传

7、输媒介的通信技术。1.光纤光纤：光导纤维，是一种能导光的、直径很细的透明玻璃丝，是一种新的传输介质。2.光纤的导光原理光纤为什么能够导光,能传送大量信息呢?这要研究其传输理论,但其传输理论涉及的数学、物理知识面相当广,它要用到微分方程、场论等等高等数学知识及物理的微电子学、光学等高深理论。这里我们用简单的比喻,从物理概念上来说明,以加深对光纤传输信息的理解。光纤是利用光的全反射特性来导光的。在物理中学习过光从一种介质向另一种介质传播,由于它们在不同介质中传输速率不一样,因此,当通过两个不同的介质交界面就会发生折射。若现在有两种

8、不同介质,其折射率分别为n0,n1而且n1＞n0,设界面为XX′,折射率小的称光疏媒质,折射率大的称光密媒质。假定光线从光疏媒质射向光密媒质,其折射情况如图5.3所示。图中，入射角为θ0——入射光线与法线YY′夹角,折射角为θ1——