光纤通信自制(第一).pptx

光纤通信主讲教师 刘 敏（讲师）授课单位 三峡大学理学院第一章 概述课程概况1. 总学时（40课时）=讲授（32课时）+实验（8课时）2. 考试=平时成绩（30%）+考试成绩（70%）3. 开课时间：第5周-第14周4. 考试时间：第15周周末（具体视情况而定）5. 授课教师：刘敏QQ：2837045728）Advanced Photonics Center Southeast University第一章 概述讲授（32课时）第一部分 概述（2课时）第二部分 光纤与光缆（6课时）第三部分 光源和光发射机（6课时）第四部分 光检测器与光接收机（6课时）第五部分 光无源器件（6课时）第六部分 波分复用技术（2课时）第七部分 光网络与测量（2课时）总复习 （2课时）Advanced Photonics Center Southeast University第一章 概述参考书目Advanced Photonics Center Southeast University第一章 概述Advanced Photonics Center Southeast University第一章 概述Advanced Photonics Center Southeast University第一章 概述1.1 光纤通信发展史1.2 光纤通信的优点1.3 光纤通信系统1.4 光纤通信网络分类1.5 均匀介质中的光波——光是电磁波《光纤通信简明教程》 原荣 1.1.1 古老的光通信设备---烽火台光通信是利用光波作为载波来传递信息的通信。广义地说，用光传递信息并不是什么新鲜的事。早在公元两千多年以前，我们的祖先就在都城和边境堆起一些高高的土丘，遇到敌人入侵，就在这些土丘上燃起烟火传递受到入侵的信息，各地诸侯看见烟火就立刻领兵来救援。其中还有著名的“周幽王烽火戏诸侯”的故事。这种土丘就叫烽火台，它就是一种古老的光通信设备。《光纤通信简明教程》 原荣 1.1.2 中华民族对世界光学事业的贡献 谈到中华民族对世界光学事业的贡献，我们还可以追溯到早在公元前三世纪，我国周代就会用凹透镜向日取火，可以说是奥林匹克向日取火的鼻祖，而西方国家直到公元十三世纪才相传有人用了三年时间，用金属磨成一个凹面镜，在太阳光下取火，这比我国至少落后十几个世纪。还有公元前400年，我国先秦时代伟大的学者墨翟在他的《墨经》里就对光的几何性质在理论上作了比较完整的论述，它比欧几里德著的《光学》也早100多年。《光纤通信简明教程》 原荣 光纤通信史回顾 ----古老的光通信由于人们无法解决光向四面八方散射时，光强减弱和不能通过障碍物的问题，因此，直到上世纪六十年代初，光通信都没有什么重大的进展。它仅仅作为一种信号灯使用，如: 马路上的红绿灯； 机场上的跑道标志灯； 航标灯。《光纤通信简明教程》 原荣 1.1.3 贝尔（Bell）发明了光电话1876年，美国人贝尔（Bell）发明了光电话，他用太阳光或弧光灯作光源，通过透镜把光束聚焦在送话器前的振动镜片上，使光强度随话音的变化而变化，实现话音对光强度的调制。在接收端，用抛物面反射镜把从大气传送来的光束反射到硅光电池上，使光信号变换为电流，传送到受话器。在这种光波系统中，光源是太阳光或弧光灯，接收器是硅光电池，传输介质是大气，如图1.1.2。很显然这种系统传输距离很短，没有实用价值。《光纤通信简明教程》 原荣 图1.1.2 1876年贝尔（Bell）光电话实验装置《光纤通信简明教程》 原荣 1.1.4谁发明了激光器1960年，美国人梅曼（Maiman）发明了第一台红宝石激光器，之后氦-氖（He-Ne）气体激光器、二氧化碳（CO2）激光器也先后出现，并投入实际应用，给光通信带来了新的希望。激光（LASER）是取英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的第一个字母组成的缩写词，其意思是受激发射的光放大。这种光与燃烧木材和钨丝灯发出的光不一样，它是由物质原子结构的本质决定的光，它的频率超过微波一万倍，也就是说它的通信容量要比微波大一万倍。所以，光通信很有吸引力。《光纤通信简明教程》 原荣 1.1.5最早的光通信系统《光纤通信简明教程》 原荣 透镜波导和反射镜波导光波传输系统实验表明，大气激光通信的性能受空气的质量和气候的影响十分严重，不能实现全天候通信；为了克服气候对激光通信的影响，在1960年提出了透镜波导和反射镜波导的光波传输系统，如图1.1.3b和c。这两种波导从理论上说是可行的，但是实现起来却非常困难，地上人为的活动会使地下的透镜波导变形