现代光纤通信系统备课.docVIP

课程介绍： 课程名称：《光纤通信技术》； 使用教材：《光纤通信》——刘增基等著，西安电子科技大学出版社； 参考数目：《光通信技术与应用》——陈根祥等译，电子工业出版社； 《光纤通信原理》——张德琨等著，重庆大学出版社。 课时安排：总课时48； 教学目的： 理解原理； 掌握特性； 熟悉模型——系统模型和典型线路； 对整个光纤通信系统有清晰的认识，对光网络、大气激光通信技术以及光通信前沿动态都有所了解。 第一章 绪论——光纤通信概述 本章重点：光纤通信的优点；光纤通信系统的组成。 教学目标：让学生对光纤通信的发展和优点有深刻印象，充分调动学生对光纤通信的兴趣，使学生觉得有必要和完全有信心学好光纤通信技术。 §1.1 光纤通信的历史和现状 古代烽火； 旗语； 1.探索时期： 1880，Bell，光电话； 1960，梅曼发明第一台红宝石激光器。同一时期，He－Ne激光器、CO2激光器先后出现 麻省理工大气激光通信试验。 问题：通信能力和质量受气候影响严重 把激光限制在特定空间传输 由于没有合适媒介，一度陷入低谷。 1966，高琨/霍克哈姆光纤传输的可能性和技术途径； 1970，康宁公司，石英光纤（20dB/km），展示了美好前景 1972，高纯石英多模光纤（4 dB/km） 2.现代光纤通信 1973，Bell实验室，2.5 dB/km 1974，1.1 dB/km 1976，NTT，0.47 dB/km（1300nm） 1979，0.2 dB/km（1550nm） 1986，0.154 dB/km（极限） 与此同时光源也取得了飞速发展： 1970双异质结半导体激光器产生为半导体激光器打下了基础；1977已经研制出了运行时间为10万小时，外推100万小时的完全实用激光器。 综上两大问题得到了解决 光纤通信得到飞速发展和实用化： 1976亚特兰大进行了实用光纤通信系统现场试验，1980FF3光纤通信系统进入商业应用，同时注意到速率也在不断提升： 1976，日本34Mb/s；1983，400 Mb/s；1.6Gb/s；目前几十Gb/s或Tb/s。 3.总结： 可以归为三个阶段： 1966－1976：基础应用到商业研发时期 1976－1986：以提高传输速率增加传输距离为研究目标，大力推广应用 1986－1996：超大容量超长距离 目前：WDM光纤通信系统和光孤子通信系统。 趋势：随着技术的进步和大规模产业的形成及价格的下降，应用范围的不断扩大。 §1.2 光纤通信的优点和应用 终极目标： 可靠的实现最大可能的信息容量和传输距离 频率越高，带宽越宽容量越大。 电通信和微波通信：载波是电波，300G，传输采用电缆——尺寸与损耗矛盾 光纤通信： 载波是光波，300T， 光纤——损耗很低 光纤通信的优点： 容许频带宽，传输容量大； 损耗小，中继距离长； 重量轻，体积小； 抗电磁干扰性能好； 泄漏小，必威体育官网网址性能好； 节约金属材料，有利于资源合理利用。 总结：技术上的先进性和经济上的优越性 广泛应用。 光纤通信的应用： 光纤可传模拟和数字信号。 光纤宽待干线传送网和接入网是目前主要应用目标。 通信网/计算机通信网； 有线电视网； 综合业务光纤接入网。 此外还有军用：导弹控制，特种通信和光纤传感器等。（可提请学生参与列举和讨论） §1.2 光纤通信系统的基本组成 光纤通信系统的模型 基本光纤传输系统` 光发射机： 功能：把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度注入到光纤线路。 组成：光源、驱动器、调制器。 核心：输出功率足够大，调制频率足够高，输出功率稳定，寿命长。 目前主要有LED和LD。 直接调制、间接调制： 技术简单，成本低，容易实现，调制速率受激光器频率特性所限制； 技术复杂，成本高，常使用电光调制器，一般用于大容量WDM和相干光通信系统 光纤线路： 功能：把来自光发射机`的光信号以尽可能小的歧变和衰减传输到光接收机。 组成：光纤、光纤接头和光纤连接器 损耗和色散尽可