光通信概述课件.ppt

第一章 光纤通信概述 1.1 光纤通信技术的发展史及现状 1.2 光纤通信系统概述 1.1光纤通信技术的发展史及现状 什么是通信？ “通”传送，“信”信息；信息的传送 基本组成：发送、传输、接收 1.1光纤通信技术的发展史及现状 什么是通信？ “通”传送，“信”信息；信息的传送 基本组成：发送、传输、接收 光纤通信技术的主要优点 光波频率很高，光纤传输的频带很宽，故传输容量很大，理论上可通上亿门话路或上万套电视，可进行图像、数据、传真、控制等多种业务； 不受电磁干扰，必威体育官网网址性好； 耐高温、高压、抗腐蚀，工作可靠； 光纤材料来源丰富，可节约大量有色金属(如铜、铝)，且直径小、重量轻。 光纤通信器件的发展过程 光纤通信系统的发展历程 光纤通信追求目标: 大容量、长距离 技术发展：短波长-长波长、多模光纤-单模光纤、多模激光器-单模激光器 光纤通信技术的三次飞跃(1) 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。特别是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。 光纤通信技术的三次飞跃(2) 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1310nm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。 光纤通信技术的三次飞跃(3) 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。 光纤通信最具代表性技术 －波分复用WDM和光纤放大器EDFA 光纤通信系统的新波段 光纤传输技术进一步发展 新的传输技术层出不穷 色散管理技术 L波EDFA，RA FEC技术 色散与色散斜率的补偿 PMD补偿技术 OTDM技术与光孤子技术 光纤网络的分类 三种网络的不同要求 三种网络设备有着不同的性质决定了这三种网络中设备开发的不同考虑： Long-haul: Capacity Metro: Smart Access: Cost 国内现状 1963年 开始光通信的研究 1974年 研究光纤通信 “六五”、“七五”、“八五”铺设“八纵八横”光纤线路总长约七万公里 传输码率：从140Mb/s~2.5Gb/s，10Gb/s，40Gb/s已开始研究。 DFB（量子阱）激光器和EDFA研制成功，可供应用 高速电子器件、波导器件尚有差距 1.1 光纤通信概念1.1.1 什么是光纤通信1 概念  光纤通信是是用光作为信息的载体，以光纤作为传输介质的一种通信方式。它首先要在发射端将需传送的电话、电报、图像和数据等信号进行光电转换，即将电信号变成光信号，再经光纤传输到接收端，接收端将接收到的光信号转变成电信号，最后还原成信号。2 光纤通信系统的构成 图1.1.1为光纤通信系统示意图。 基本单元为三个部分：光发射机、光纤和光接收机。 ⑴光发射机　　光发射机由将带有信息的电信号转换成光信号的转换装置和将光信号送入光纤的传输装置组成，光源是其核心部件，由半导体发光二极管LED（Light Emission Diode）或者激光二极管LD（Laser Diode）构成；　⑵光纤　　光纤在实用系统中一般以光缆的形式存在；　⑶光接收机　　光接收机由光检测器、放大电路和信号恢复电路组成。　　光发射机和光接收机也称为光端机。　⑷在光纤通信系统中还包括大量的有源、无源光器件，　　图1.1.4中示出的连接器起着各种设备与光纤之间的连接作用，光耦合器用于需要将传输的光分路或合路的场合，光放大器起着对光波放大的作用，用于弥补光信号传输一定距离后，因光纤衰减致使的光功率减弱。 从图1.1.2(的通信用电磁波频谱可见， 双绞线的工作频率可以到300kHz， 同轴电缆为1GHz， 微波波导传输信号的频率可高达100GHz， 而光纤通信所用光的频率范围为100THz到1000THz，根据估计，其带宽可达50THz。目前单波长信号速率已达到40Gbit/s，已经实现了单根光纤传输容量为10.96Tb/s的实验系统。 光纤