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光纤通信;田春明 微波与光通信技术研究所 信息与通信工程系 电子与信息工程学院 办公室：西一楼C-365 Tel365 Email: Tianchm@mail.xjtu.edu.cn;课程内容：;1 光纤通信发展史 2 光纤通信特点及应用 3 光纤通信系统;什么是光纤通信：;通信系统框图;电磁波谱图;;话音 长波 中波 短波 微波 光波;;理论上光纤通信可容纳：;1.1 光纤通信发展史; 近代光通信：1880年Bell发明光电话，传输距离213m。;存在两个方面的制约： 一) 信道：Bell的光电话利用大气作为传输介质，损耗非常大，同时自然界气象条件变化万千，对光信号的干扰很大。 二) 光源： Bell的光电话利用自然光作为载波，这种光的频率和相位杂乱无章，不能用于大容量的通信。 近代光通信的发展就是上述两个方面的制约因素的解决过程。;1960年，美国人梅曼发明红宝石激光器，获得激光。 谱宽度窄，方向性极好，亮度极高，以及频率和相位较一致的良好特性。 引起了新一轮的光通信研究热潮： 激光大气通信 地下光波导通信 自由空间光通信; 1970 年，光纤通信用光源取得了实质性的进展 1970年，美国贝尔实验室、日本电气公司(NEC)和前苏联先后研制成功室温下连续振荡的镓铝砷(GaAlAs)双异质结半导体激光器(短波长)。虽然寿命只有几个小时，但它为半导体激光器的发展奠定了基础。 1973 年，半导体激光器寿命达到7000小时。 1976年，日本电报电话公司研制成功发射波长为1.3mm的铟镓砷磷(InGaAsP)激光器。 1977年，贝尔实验室研制的半导体激光器寿命达到100万小时。 1979年美国电报电话(ATT)公司和日本电报电话公司研制成功发射波长为1.55 mm的连续振荡半导体激光器。;1966年7月，英籍华人高琨发表论文，认为只要设法降低玻璃纤维中的杂质，可使光纤损耗降为20dB/km，这是一篇划时代的论文。; 1970年，光纤研制取得了重大突破 1970年，美国康宁(Corning)公司研制成功损耗20dB/km的石英光纤。把光纤通信的研究开发推向一个新阶段。 1972年，康宁公司高纯石英多模光纤损耗降低到4 dB/km。 1973年，美国贝尔(Bell)实验室的光纤损耗降低到2.5dB/km。1974 年降低到1.1dB/km。 1976 年，日本电报电话(NTT)公司将光纤损耗降低到0.47 dB/km(波长1.2mm)。 在以后的 10 年中，波长为1.55 mm的光纤损耗： 1979 年是0.20 dB/km，1984年是0.157 dB/km， 1986 年是0.154 dB/km， 接近了光纤最低损耗的理论极限。 ;1970年 光纤研制取得了重大突破 光源取得了实质性的进展 1970年被成为光纤传输元年 ;0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5;实用光纤通信系统的发展 1976年，美国在亚特兰大(Atlanta)进行了世界上第一个实用光纤通信系统的现场试验。 1980年，美国标准化FT - 3光纤通信系统投入商业应用。 1976年和 1978年，日本先后进行了速率为34 Mb/s的突变型多模光纤通信系统，以及速率为100 Mb/s的渐变型多模光纤通信系统的试验。 1983年敷设了纵贯日本南北的光缆长途干线。 随后，由美、日、英、法发起的第一条横跨大西洋 TAT-8海底光缆通信系统于1988年建成。 第一条横跨太平洋 TPC-3/HAW-4 海底光缆通信系统于1989年建成。从此，海底光缆通信系统的建设得到了全面展开，促进了全球通信网的发展。;海底光缆网;第一代光纤通信系统 1970’s 后期 － 850nm 、多模、几十兆比、十公里 1980’s 初期 － 1310nm、多模、一百多兆比，二、三十公里 第二代光纤通信系统 1980’s 中期 － 单模、1310nm、几百兆比、几十公里 第三代光纤通信系统 1990‘s初期 － 1550nm、几百上千兆比、上百公里 第四代光纤通信系统（色散影响为主） 1990‘s中期 － 光放大器，WDM / FDM，几十GBit，上万公里。 第五代光纤通信系统 1990‘s后期 － 光孤子技术，利用非线性效应，抵消色散，光脉冲保形传输。;光纤的发展历程 ;光纤通信系统发展 ;我国光纤通信的开发历程 1977年，第一根短波长(0.85mm)阶跃型石英光纤问世，长度为17m，衰减系数为300